Cómo se fabrica el alcohol etílico de 96 grados
La fabricación del alcohol etílico al 96% es un proceso industrial que combina bioquímica, termodinámica y ciencia de materiales. Comienza con la obtención del mosto, una solución acuosa de azúcares fermentables. La materia prima más común es el almidón de cereales (maíz, trigo, cebada) o remolacha azucarera, aunque también se usa caña de azúcar. El almidón se somete a un proceso de hidrólisis enzimática: enzimas llamadas amilasas y desamilasas rompen las cadenas largas de glucosa para obtener glucosa, maltosa y otros azúcares simples disueltos en agua. El mosto resultante se traslada a los fermentadores, tanques cerrados donde se añade una cepa seleccionada de Saccharomyces cerevisiae. Durante 3 a 7 días, a temperaturas entre 20 y 35 °C, la levadura transforma la glucosa en etanol y dióxido de carbono mediante la reacción: C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂. El producto resultante, llamado mosto fermentado o beer, contiene entre un 8% y un 15% de etanol en volumen, dependiendo de la concentración inicial de azúcares y la tolerancia alcohólica de la cepa. La primera etapa de concentración es la destilación en columna fraccionada. El mosto se calienta en un calderín y los vapores (etanol + agua) ascienden por una columna empotrada con platos o relleno. Gracias a la diferencia de puntos de ebullición (etanol 78,37 °C; agua 100 °C), el etanol se concentra en la parte superior. Se retira un corte de cabezas (metanol, acetaldehído y otros ligeros tóxicos), se recoge el corazón (etanol al ~80-90%) y se descarta la cola (agua y componentes pesados). En la segunda columna, llamada columna de rectificación, el alcohol se concentra aún más. Sin embargo, aquí aparece un límite físico fundamental: el azeótropo etanol-agua, que a presión atmosférica se sitúa en el 95,63% en volumen (78,15 °C). Por encima de esta concentración, la mezcla azeotrópica hierve como si fuera un componente puro y la destilación simple ya no puede separar etanol de agua. Para superar el azeótropo y alcanzar el 96% o superior, se emplean tres tecnologías principales. La más extendida hoy en día es la adsorción con tamices moleculares (zeolitas 3A). La corriente de azeótropo se calienta a vapor (~100 °C) y se hace pasar a través de un lecho de aluminosilicato poroso (zeolita 3A, con poros de ~6 Å). El agua, de menor cincha cinética, penetra en los poros mientras que las moléculas de etanol (cincha ~4,4 Å pero forma hidrofóbica) quedan mayoritariamente en la fase gaseosa. El etanol se recoge en la parte superior al 99,5% o más, y la zeolita se regenera periódicamente con vapor. Otra vía histórica es la destilación azeotrópica con arrastre (benzeno o ciclohexano), donde un tercer componente forma un azeótropo ternario ligero que arrastra el agua. Este método, hoy en desuso por toxicidad del benceno, permitía obtener alcohol al 99%. La destilación por cambio de presión aprovecha que la composición del azeótropo varía con la presión (a mayor presión, más etanol en el azeótropo), alternando dos columnas a presiones distintas.
| Etapa | Técnica | Concentración final típica |
|---|---|---|
| Fermentación | Levadura S. cerevisiae | 8-15% |
| Destilación 1ª | Columna de cabeza | ~80% |
| Destilación 2ª | Columna de rectificación | 95,6% (azeótropo) |
| Deshidratación | Tamices moleculares 3A | 96-99,8% |
Una planta de 100 000 hl/año consume ~350-450 kWh de vapor por litro de etanol en destilación y 50-80 kWh adicionales en deshidratación con zeolitas 3A.
Dato clave