Influencia del caudal de aire, temperatura y velocidad de agitación en el proceso discontinuo de acetificación para la obtención de vinagre de naranja (Citrus sinensis var.W. Navel)

Abstract

Se describe la influencia de variables de proceso para la producción de vinagre de naranja. El jugo de naranja, se fermentó con Saccharomyces cerevisiae hasta 14 % v/v de alcohol. La bioxidación se realizó con Acetobacter sp., en cultivo sumergido, en biorreactor de laboratorio. Para evitar el efecto inhibidor del etanol sobre las bacterias acéticas, el vino de naranja fue diluido a 6 % v/v de alcohol con solución de minerales. La influencia de las variables se evaluó con diseño factorial 2k . Se estudió caudal de aire/velocidad de agitación, ensayando los niveles 0.3 – 0.6 vvm y 200 - 400 rpm y luego, caudal de aire/temperatura, siendo los niveles para cada variable 0.4 – 0.6 vvm y 25 - 30 ºC, respectivamente. Cada tratamiento se realizó por duplicado, usando como respuestas productividad y rendimiento. El análisis del diseño (α<0.05) se efectuó mediante programa Statgraphics Centurion XV Corporate. En los tratamientos con 200 rpm y distintos caudales de aire, no hubo diferencias significativas respecto a la productividad. A mayor velocidad de agitación y caudal de aire, la productividad fue mayor. Los mayores rendimientos se obtuvieron con menores caudales de aire y mayores velocidades de agitación. Con respecto a la temperatura, los valores ensayados no presentaron diferencias significativas en las respuestas estudiadas. El mejor rendimiento se obtuvo con 400 rpm y 0.3 vvm a 25 ºC. Se concluye que la velocidad de agitación juega un rol muy importante para lograr una mejor productividad mientras que elevados flujos de aire disminuyen el rendimiento.

This paper describes the influence of process variables to produce orange vinegar. Orange juice was fermented with Saccharomyces cerevisiae until reach 14% v/v. The biooxidation was carried out with Acetobacter sp., in submerge culture using a laboratory scale fermentor. In order to avoid the inhibitory effect of ethanol on acetic acid bacteria, the orange wine was diluted to 6% v/v with a mineral solution. It was performed a factorial design 2k to study the influence of variables. It was studied air flow rate/agitation at levels of 0.3-0.6 vvm and 200-400 rpm and the effect of air flow rate/temperature at 0.4-0.6 vvm and 25- 30°C, respectively. Duplicate treatments were carried out and the results were evaluated in terms of productivity and fermentation yield. Statistical design (p-value<0.05) was analyzed using Statgraphics Centurion XV Corporate software. Treatments performed at 200 rpm and different air flow levels, did not show significant differences on acetification rate. At higher agitation speed and air flow rates, the productivity was high. The best yields were obtained at lower air flows levels and higher agitation speed. Temperature did not present statistically differences on studied variables. The best yield was obtained at 400 rpm and 0.3 vvm at 25°C. It can be concluded that agitation speed plays an important role for a better acetification rate however higher air flow rates causes less yields.