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Construcción y uso de un alambique para etanolNuestra definición de etanol combustible es alcohol puro casi al 100%, con un poco de agua, no una mezcla de alcohol con gasolina. ¿Por qué etanol? ¿Y por qué no una mezcla de etanol con gasolina?
Tenemos muchos motivos para elegir el etanol como combustible. El primero y probablemente más importante es que el etanol puede hacerlo uno mismo con un equipamiento mínimo. La manera de hacerlo se puede aprender simplemente leyendo este libro. Quien pueda cultivar ciertas plantas podrá producir etanol para mover toda o parte de su maquinaria. La dependencia de los distribuidores de combustible ya no será un problema. El segundo motivo es que el alcohol etílico es un buen combustible, mejor que la gasolina en muchos aspectos: puede proporcionar más potencia en algunos motores, casi no contamina comparado con la gasolina, es seguro y se maneja fácilmente. El tercer motivo es que el coste de cambiar la gasolina por etanol es muy barato, ya que en muchos motores basta con ajustar las boquillas del carburador.
¿Por qué no mezclarlo con gasolina? El problema es el agua. El etanol y el agua son totalmente miscibles, se pueden mezclar en cualquier proporción. la gasolina y el agua no son miscibles, por lo que en una mezcla de etanol y gasolina no puede haber prácticamente nada de agua. Para producir etanol anhidro haría falta equipamiento caro y otros gastos. Por ahora ese coste añadido encarecería el precio de la mezcla más allá de lo razonable. Pero el etanol al 83,5% (16,5% de agua) es tan buen combustible como el etanol anhidro, y mejor que la mezcla con gasolina.
Justo ahora la escasez de combustible no parece tan grave. Es como tener goteras, cuando no llueve no parece tan malo, pero... ¿y si llueve? El meollo de la cuestión es que cuando llegue la próxima crisis del petróleo (que llegará) quienes se hayan preparado mejor sufrirán menos.
El proceso de producción de alcohol no es complejo. Sin embargo hay que hacerlo bien, o la eficiencia se reducirá drásticamente. Este proceso sirve para almidón seco, como el de los cereales.
Lo primero es moler el grano. Para esto no hace falta ninguna máquina especial. Las partículas deben quedar lo bastante pequeñas para que todos los gránulos de almidón puedan gelatinizarse en el cocedor. Si las partículas fueran demasiado grandes los gránulos de almidón estarían demasiado hundidos en el interior de la semila como para gelatinizarse y por lo tanto el almidón no se descompondría.
Cocer en agua el almidón seco es una de las mejores maneras de preparar el gránulo para la hidrólisis del almidón. Aunque algunos gránulos de almidón no hace falta cocerlos (como los de la patata), los del maiz son demasiado duros como para conseguir una buena tasa de conversión. El cocedor debe tener un agitador para mantener el almidón en suspensión todo el tiempo. Así se consigue una cocción uniforme y se evitan puntos calientes, que podrían quemar los sólidos en el fondo del recipiente.
Después de la cocción se produce la hidrólisis, que es la descomposición del almidón). Se puede hacer la hidrólisis en el cocedor, que probablemente sea lo mejor para una instalación pequeña.
Enfriar después de la coción es parte del proceso de hidrólisis, y si el cocedor tiene serpentines de vapor también se pueden usar como serpentines de refrigeración (ocurre lo mismo con los cocedores con chaqueta de vapor). Añadir más agua es otra forma de enfriar, como se explica en el apartado Pasos básicos de Producción de alcohol etílico. Hay que agitar la pasta de fermentación durante el enfriamiento al igual que durante el calentamiento.
Después de la hidrólisis empieza la fermentación. Como la levadura no tolera cantidades grandes de hierro, hay que fermentar en otro recipiente distinto: la cuba de fermentación tiene que ser de madera o acero inoxidable. En algunas destilerías de whiskey grandes la cuba está abierta al aire; esto no causa problemas de contaminación porque las marcas comerciales grandes destilan inmediatamente después de la fermentación y mantienen buenas condiciones higienicas. Si la pequeña instalación particular no está tan limpia, la cuba debería estar tapada. en una cuba totalmente cubierta la abertura de acceso debe tener el tamaño justo para que pueda entrar una persona, y debe estar cerrada el resto del tiempo. No tiene por qué ser hermética, pero no permitas que se contamine con polvo o insectos.
En algún momento del proceso hay que separar los sólidos, que pueden acumularse en el fondo y quemarse. Se puede hacer la separación después de la hidrólisis o después de la fermentación. La maquinaria para hacerlo a pequeña escala es casi inexistente. Algunos de los métodos empleados son pantallas rotatorias y tubos perforados. Probablemente tendrás que buscar tu propio método.
¡Destila inmediatamente después de la fermentación! Cada hora que pase llegarán más bacterias a la mezcla. Las bacterias Acetobacter convierten el alcohol en ácido acético, que no le sienta bien al motor.
La elección del tipo de alambique depende de las necesidades del productor (lee el apartado Diseños de alambiques para ver qué modelo te conviene más).
Al final hay que almacenar el combustible terminado. Toma las mismas precauciones que para el almacenamiento de gasolina. El alcohol es higroscópico (absorve humedad), procura que los respiraderos del depósito sean pequeños.
¿Es importante que entiendas la parte técnica de la producción de alcohol? Después de todo los destiladores caseros llevan mucho tiempo destilando bebidas sin conocer estos detalles técnicos. Por otra parte, su rendimiento es una pequeña parte del que podría ser. Si te interesa conseguir el mejor resultado por tu tiempo y tu esfuerzo, tienes que entender lo que haces.
El alcohol etílico, o etanol, es un compuesto orgánico (C2H5OH). Es parecidoal etano (C2H6), uno de los principales subproductos del refinamiento de la gasolina. De hecho la mayor parte del etanol disponible comercialmente en EE.UU. procede del petróleo. Sin embargo los cultivos amiláceos (con almidón) y azucareros son otras dos fuentes viables para la producción de etanol.
El azúcar extraída de la caña o del sorgo dulce se puede fermentar directamente con poca o ninguna preparación, pero el almidón de los cereales hay que descomponerlo primero en azúcar. El almidón en sí es una larga cadena de moléculas de glucosa que hay que romper mediante la hidrólisis que realizan las enzimas. Hay que hacer muy bien la hidrólisis, o la producción final de alcohol se verá reducida significativamente.
Las enzimas, conocidas químicamente como proteínas biocatalizadoras, transforman el almidón en azúcar y luego en alcohol. Se forman dentro de células vivas y para estimular reacciones químicas sin verse modificadas durante el proceso. Hay miles de enzimas distintas, cada una especializada en realizar una tarea con una temperatura y una acidez (pH) óptimas. Los nombres de todas las enzimas acaban con el sufijo “-asa”; la primera parte del nombre describe la substancia a la que transforma. Por ejemplo, la celulasa descompone la celulosa.
Todas las células vivas producen enzimas, también las de los cereales. Cuando las semillas germinan sus enzimas se activan y empieza transformación del alimento almacenado, el almidón, en alimento aprovechable, el azúcar. La malta de cebada, por ejemplo, contiene la cantidad de enzimas necesaria para la cocción. La mayoría de los cereales carece de la cantidad adecuada de las enzimas que permitirían una transformación rápida y completa. A esos cereales hay que añadirles durante la cocción enzimas procedentes de otras fuentes.
Es importante comprender que el almidón es un polisacárido. Cada una de sus moléculas es una larga cadena de más de mil moléculas de glucosa unidas en línea recta o formando ramificaciones, como las ramas sin hojas de un árbol. Se utilizan dos enzimas para romper la cadena en puntos diferentes. La enzima alfa rompe las ramificaciones de la cadena, dejando solamente tramos rectos; la beta separa las moléculas de glucosa de los extremos de cada cadena. para que las enzimas puedan atacar a todas las moléculas de almidón, hay que mantener una cocción rápida de treinta minutos. El calor hace que el almidón se expanda y reviente la pared celular, quedando expuesto a las enzimas.
Tradicionalmente se ha utilizado la malta de cebada como fuente de enzimas, y también como aromatizante en la industria cervecera. Actualmente las enzimas industriales son considerablemente más baratas.
La cocción es básicamente un proceso de tres etapas que empieza con el precalentamiento. Cuando la temperatura llega a 150º F el almidón empieza a gelatinizarse, y es atacado por la enzima alfa (alfa-amilasa) y descompuesto en glúcidos más sencillos. La enzima también sirve para evitar que la mezcla se vuelva demasiado espesa. Posteriormente se deja hirviendo durante treinta minutos para liberar todo el almidón.
Después de la cocción se reintroduce la alfa-amilasa (esta enzima queda destruida a 200º F) para hidrolizar el almidón que quede, formando dextrinas. Cuando la mezcla se haya enfriado hasta 90º F se añaden la levadura y la beta-amilasa. La beta-amilasa es activa a la misma temperatura que la levadura y descompone las dextrinas en glucosa para que la levadura se alimente de ellas.
Durante la fermentación la levadura produce sus propias enzimas internas. Realiza la transformación en once etapas. La levadura, después de haber empezado a alimentarse tiene que elegir entre reproducirse o digerir. En presencia de oxígeno simplemente se reproduce, sin oxígeno genera desechos en forma de CO2 y alcohol. Por lo tanto es mejor agitar la mezcla durante diez minutos para favorecer la reproducción y luego dejarla en reposo.
Recuerda que es un proceso biológico delicado. Sigue las instrucciones, asegurate de que todos los suministros estén guardados en recipientes frescos y herméticos, y mantén limpio el equipo.Los numerosos microorganismos indeseables que pueden contaminar la mezcla te proporcionarán algo, pero no olerá bien, y no podrás utilizarlo como combustible.
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