extraccion de almidon de erythrina edulis (chachafruto) y
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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA TESIS DE GRADO
OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA Y FUNCIONAL DE LA HARINA INTEGRAL DE Erythrina Edulis (Chachafruto) PARA SU
APLICACIÓN COMO ALIMENTO NUTRICIONAL, DISEÑO PRELIMINAR DE LA PLANTA DE PRODUCCIÓN
ADRIANA MARCELA MOLANO CASTRO
BOGOTÁ OCTUBRE DE 2005
IQ-2005-II-18
OBTENCIÓN Y CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA Y FUNCIONAL DE LA HARINA INTEGRAL DE Erythrina Edulis (Chachafruto) PARA SU
APLICACIÓN COMO ALIMENTO NUTRICIONAL, DISEÑO PRELIMINAR DE LA PLANTA
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO POR:
ADRIANA MARCELA MOLANO CASTRO
ASESOR:
INGENIERO EDGAR MAURICIO VARGAS (M.Sc.)
CO-ASESOR:
ZOOTECNISTA ARTURO ROMERO (M.Sc.) Universidad Nacional de Colombia
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA BOGOTÁ
OCTUBRE DE 2005
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Bogotá, Diciembre de 2005
Nota de aceptación
Firma Asesor Ingeniero Edgar Mauricio Vargas
Firma Co-Asesor Zootecnista Arturo Romero
Firma Jurado Ingeniera Astrid Altamar
Firma Jurado Ingeniero Daniel Beltran
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AGRADECIMIENTOS
En primer lugar y por encima de todo doy gracias a Dios por que sin Él nada es
posible y por Él todo ha sido posible.
Doy gracias a toda mi Familia especialmente a mis padres, a mis hermanas, a JP,
a mis abuelos, tíos y primos, por creer en mí, por su apoyo, por estar a mi lado y
por sus oraciones para que todo me salga bien.
Agradezco a mis amigos por su apoyo, compañía y comprensión.
Al Rigoberto del departamento de Química, por su sabiduría y colaboración.
Agradezco enormemente a todo el Departamento de IQUI donde y con quienes
me formé profesional y en gran parte personalmente, a todos los profesores y
asistentes ya que de todos aprendí las teorías y prácticas aplicadas en el presente
proyecto, a José Maria y a El Mono por la colaboración en las pruebas
experimentales y a Martica y a Cris por su constante colaboración.
Agradezco al ICTA por los servicios prestados durante el desarrollo del proyecto.
Muy especialmente agradezco a los profesores Edgar y Arturo por su gran apoyo,
consejos, colaboración, enseñanzas y por todos sus conocimientos aportados,
tanto profesional como personalmente.
De una manera Excepcional a mi BK DRE por su apoyo incondicional, en el corto
o largo tiempo, en la cercanía y en la distancia, por la confianza, ayuda, aportes,
observaciones, consejos y… Amor
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TABLA DE CONTENIDO
1. MOTIVACIÓN .............................................................................................. 10 1.1. DISMINUIR EL RIESGO DE ENFERMEDADES CRÓNICAS............................................................................ 10
1.1.1. Grupo de personas de alto riesgo............................................................................................. 11 1.1.2. Grupo de personas de bajos recursos....................................................................................... 11
1.2. DESARROLLO DE HARINAS NUTRICIONALES PANIFICABLES ................................................................... 12 1.2.1. LA HARINA DE TRIGO Y SUS PROPIEDADES PANIFICABLES .................................................................. 13
1.2.1.1. Papel del gluten dentro de las aplicaciones de la harina de Trigo...............................................15
2. OBJETIVOS................................................................................................. 16 2.1. GENERAL............................................................................................................................................... 16 2.2. ESPECÍFICOS .......................................................................................................................................... 16
3. MARCO DE REFERENCIA.......................................................................... 17 3.1. LOS CARBOHIDRATOS ........................................................................................................................... 17
3.1.1. Monosacáridos.............................................................................................................................. 18 3.1.2. Oligosacáridos.............................................................................................................................. 21 Son los compuestos que resultan de la unión de hasta 10 monosacáridos. ............................................ 21 3.1.3. Polisacáridos ................................................................................................................................ 23
3.1.3.1. Almidón .................................................................................................................................................26 3.2. LAS PROTEÍNAS..................................................................................................................................... 31 3.3. EL CHACHAFRUTO................................................................................................................................. 36
3.3.1. Ubicación taxonómica según Cronquist (1981) y Nelly (1993):................................................... 36 3.3.2. Nombres vulgares: ........................................................................................................................ 37 3.3.3. Algunas aplicaciones de la harina de chachafruto ....................................................................... 44 3.3.4. Valor Biológico de la proteína (BV.) ............................................................................................ 45
4. EL PROCESO.............................................................................................. 46 4.1. IDENTIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES UNITARIAS............................................................. 47
4.1.1. Lavado y desinfección................................................................................................................... 47 4.1.2. Pelado ........................................................................................................................................... 48 4.1.3. Trozado ......................................................................................................................................... 48 4.1.4. Secado........................................................................................................................................... 49 4.1.5. Molienda y tamizado..................................................................................................................... 50
4.2. DISEÑO EXPERIMENTAL ................................................................................................................ 52 4.3. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO ........................................................................................................ 56
4.3.1. Recepción...................................................................................................................................... 56 4.3.2. Desinfección y enjuague ............................................................................................................... 59 4.3.3. Remoción de la Testa .................................................................................................................... 60 4.3.4. Trituración .................................................................................................................................... 65 4.3.5. Secado........................................................................................................................................... 69 4.3.6. Molienda y Tamizado.................................................................................................................... 74
4.4. RESULTADOS .................................................................................................................................... 82 4.4.1. Secado de la Semilla:.................................................................................................................... 82 4.4.2. Tamizado de la Semilla ................................................................................................................. 86 4.4.3. Análisis Proximal.......................................................................................................................... 89
4.5. DISEÑO PRELIMINAR DE LA PLANTA ....................................................................................... 107 4.5.1. Diagrama de bloques del proceso............................................................................................... 110 4.5.2. Análisis económico ..................................................................................................................... 111
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4.6. Equipos .......................................................................................................................................... 117
5. DESCRIPCION PRODUCTO OBTENIDO ................................................. 126 5.1. DESCRIPCION FISICA, APARIENCIA, TEXTURA, OLOR ......................................................... 126 5.2. ANALISIS .......................................................................................................................................... 127
5.2.1. Análisis proximal (bromatológico) ............................................................................................. 127 5.3. RESULTADOS ANALISIS DE LABORATORIO PROPIEDADES FUNCIONALES ................... 129
5.3.1. Índice de absorción de lípidos .................................................................................................... 129 5.3.2. Capacidad de Retención de Agua ............................................................................................... 130
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS................................................................... 131
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES............................................. 134
8. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................... 136
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INDICE DE FIGURAS FIGURA 1 EL GRANO DE TRIGO ...............................................................................................................14 FIGURA 2 FORMACIÓN DE HEMIACETALES A PARTIR DE LA REACCIÓN DEL GRUPO CARBONILO DE LA D-RIBOSA CON EL GRUPO
HIDROXILO DEL C4......................................................................................................................19 FIGURA 3 MODELO DE LA REGIÓN CRISTALINA EN UN GRANO DE TRIGO (DE ACUERDO A GILLIARD, 1987) .....................28 FIGURA 4 ESTADOS FÍSICOS DEL ALMIDÓN .................................................................................................30 FIGURA 5 COMPORTAMIENTO ENDOTÉRMICO DEL ALMIDÓN EN EXCESO DE AGUA.....................................................30 FIGURA 6 ENANTIÓMEROS D Y L DEL AMINOÁCIDO FENILALANINA......................................................................32 FIGURA 7 GRUPOS DE PROTEÍNAS DE LAS HARINAS .......................................................................................34 FIGURA 8 TALLO, HOJAS Y FLORES DEL ÁRBOL DEL CHACHAFRUTO .....................................................................38 FIGURA 9 LA SEMILLA DE CHACHAFRUTO....................................................................................................39 FIGURA 10 DIAGRAMA DE FLUJO OBTENCIÓN DE HARINA EXPERIMENTALMENTE EN EL LABORATORIO ............................46 FIGURA 11 VAINA DE CHACHAFRUTO CON SEMILLAS.......................................................................................56 FIGURA 12 SELECCIÓN DE LAS SEMILLAS DESPUÉS DEL DESVAINADO...................................................................57 FIGURA 13 SEMILLA DURANTE LAVADO Y DESINFECCIÓN..................................................................................60 FIGURA 14 MÁQUINA PELADORA MARCA HOBART DE 5 KG. DE CAPACIDAD VISTAS EXTERIOR E INTERIOR....................62 FIGURA 15 PROCESO DE REMOCIÓN DE LA TESTA DE LA SEMILLA .......................................................................63 FIGURA 16 OBTENCIÓN DEL GRANO DESPUÉS DEL PELADO...............................................................................65 FIGURA 17 CORTE DE LA SEMILLA DE CHACHAFRUTO PARA DESHIDRATAR .............................................................65 FIGURA 18 MÁQUINA PICADORA HOBART .................................................................................................66 FIGURA 19 TROZADO DE LA SEMILLA EN LA MÁQUINA PICADORA HOBART DE 2 KG. DE CAPACIDAD ...........................67 FIGURA 20 BANDEJAS LISTAS PARA DESHIDRATAR.........................................................................................68 FIGURA 21 SECADOR DE PLATOS PERFORADOS .............................................................................................69 FIGURA 22 PLANTA DE VEGETALES INSTITUTO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS ICTA, UNIVERSIDAD NACIONAL DE
COLOMBIA, SEDE BOGOTÁ.............................................................................................................72 FIGURA 23 SEMILLA DE CHACHAFRUTO SECA...............................................................................................73 FIGURA 24 CORTE EN RODAJAS DE LA SEMILLA SECA.....................................................................................74 FIGURA 25 VISTAS CERCANAS DEL MOLINO, PINES Y TORNILLO DE ALIMENTACIÓN..................................................75 FIGURA 26 CONTROLADORES DE LA OPERACIÓN DE MOLIENDA ..........................................................................76 FIGURA 27 VISTAS POSTERIOR Y ANTERIOR DEL MOLINO DE PINES ....................................................................77 FIGURA 28 MOLIENDA DE LA ERYTHRINA EDULIS (CHACHAFRUTO) .....................................................................77 FIGURA 29 JUEGO DE TAMICES LISTO PARA PONER EN EL RO-TAP PARA REALIZAR LA GRANULOMETRÍA..........................79 FIGURA 30 VIBRADOR RO – TAP A) SIN EL JUEGO DE TAMICES. B) CON EL JUEGO DE TAMICES EN OPERACIÓN .............80 FIGURA 31 GRANO DE TRIGO INTEGRAL ANTES DE MOLER ................................................................................81
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INDICE DE TABLAS TABLA 1 PORCENTAJES DE LOS CONSTITUYENTES DEL GLUTEN CRUDO .................................................................15 TABLA 2 ESTRUCTURAS Y OCURRENCIAS DE LOS OLIGOSACÁRIDOS.....................................................................22 TABLA 3 ESTRUCTURAS Y PROPIEDADES DE LOS POLISACÁRIDOS COMUNES ...........................................................25 TABLA 4 ABREVIATURAS DE LOS 20 AMINOÁCIDOS ENCONTRADOS EN LAS PROTEÍNAS ..............................................31 TABLA 5 COMPOSICIÓN PORCENTUAL DE LA SEMILLA DE ERYTHRINA EDULIS Y DE SUS COMPONENTES ............................41 TABLA 6 ANÁLISIS QUÍMICO PRELIMINAR DE ALGUNOS ALIMENTOS DE USO COMÚN COMPARADOS CON LA SEMILLA DEL BALÚ.43 TABLA 7 APLICACIÓN DE LA HARINA DE ERYTHRINA EDULIS (CHACHAFRUTO) EN BIENESTARINA, TORTA, GALLETERÍA Y
PANIFICACIÓN ...........................................................................................................................44 TABLA 8 VALOR BIOLÓGICO DE LA PROTEÍNA DE ERYTHRINA EDULIS (CHACHAFRUTO) COMPARADA CON LA DE OTROS
ALIMENTOS...............................................................................................................................45 TABLA 9 DENSIDAD DE LA SEMILLA ..........................................................................................................58 TABLA 10 PORCENTAJE DE TESTA EN LA SEMILLA .........................................................................................64 TABLA 11 VARIACIÓN DE PESOS Y CONTENIDO DE AGUA DURANTE LA DESHIDRATACIÓN DE LA SEMILLA. OBTENIENDO EL
TAMAÑO DE PARTÍCULA EN LA PICADORA Y A 50ºC - MUESTRA 3 (B) ..........................................................71 TABLA 12 NUMERACIÓN DE TAMICES UTILIZADOS Y TAMAÑO DE LAS APERTURAS.....................................................78 TABLA 13 GRANULOMETRÍA DE LA MUESTRA 3 Y SU DUPLICADO.........................................................................81 TABLA 14 PESOS DE LAS MUESTRAS RETENIDAS POR MALLA (CHACHAFRUTO).........................................................87 TABLA 15 PORCENTAJES DE RETENCIÓN POR MALLA .......................................................................................87 TABLA 16 PESOS DE LAS MUESTRAS RETENIDAS POR MALLA (TRIGO) ...................................................................88 TABLA 17 MATRIZ PRELIMINAR DE DECISIÓN DE UBICACIÓN DE LA PLANTA.......................................................... 109 TABLA 18 DETALLE DE OPERACIÓN DE LA PLANTA EN UN DÍA A DOS TURNOS ........................................................ 115 TABLA 19 PROVEEDORES DE MATERIAS PRIMAS .......................................................................................... 115 TABLA 20 RESULTADOS DEL ANÁLISIS PROXIMAL DE LAS MUESTRAS Y SUS REPLICAS (PROMEDIOS)............................. 127 TABLA 21 ÍNDICES DE ABSORCIÓN DE LÍPIDOS DE LAS MUESTRAS OBTENIDAS EXPERIMENTALMENTE ........................... 129 TABLA 22 CAPACIDADES DE RETENCIÓN DE AGUA DE LAS MUESTRAS OBTENIDAS EXPERIMENTALMENTE......................... 130
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INDICE DE GRAFICAS
GRÁFICA 1 COMPOSICIÓN QUÍMICA PORCENTUAL DE LA SEMILLA DE CHACHAFRUTO .................................................42 GRÁFICA 2 CURVA DE SECADO SEMILLA DE CHACHAFRUTO (PICADORA – 50ºC).....................................................73 GRÁFICA 3 CURVA DE SECADO SEMILLA DE CHACHAFRUTO (RODAJAS – 50ºC (A)).................................................82 GRÁFICA 4 CURVA DE SECADO SEMILLA DE CHACHAFRUTO (RODAJAS – 50ºC (B)).................................................83 GRÁFICA 5 CURVA DE SECADO SEMILLA DE CHACHAFRUTO (RODAJAS – 60ºC (A)).................................................83 GRÁFICA 6 CURVA DE SECADO SEMILLA DE CHACHAFRUTO (RODAJAS – 60ºC (B)).................................................84 GRÁFICA 7 CURVA DE SECADO SEMILLA DE CHACHAFRUTO (PICADORA – 50ºC (A)) ...............................................84 GRÁFICA 8 CURVA DE SECADO SEMILLA DE CHACHAFRUTO (PICADORA – 50ºC (B)) ...............................................85 GRÁFICA 9 CURVA DE SECADO SEMILLA DE CHACHAFRUTO (PICADORA – 60ºC (A)) ...............................................85 GRÁFICA 10 CURVA DE SECADO SEMILLA DE CHACHAFRUTO (PICADORA – 60ºC (B))..............................................86 GRÁFICA 11 PORCENTAJES DE HARINA INTEGRAL DE CHACHAFRUTO PASADAS POR MALLA ..........................................88 GRÁFICA 12 PORCENTAJES DE HARINA INTEGRAL DE TRIGO PASADAS POR MALLA ....................................................89 GRÁFICA 13 DESVIACIONES DE LOS RESULTADOS DE LAS MUESTRA RODAJAS – 50ºC ..............................................93 GRÁFICA 14 CURVA DE SECADO BASE PARA EL DIMENSIONAMIENTO DEL SECADOR ................................................. 124 GRÁFICA 15 ANÁLISIS PORCENTUAL DE LAS MUESTRAS OBTENIDAS EXPERIMENTALMENTE......................................... 128 GRÁFICA 16 COMPOSICIÓN PORCENTUAL DE LA HARINA PROCESADA EN EL LABORATORIO BAJO LAS CONDICIONES
SELECCIONADAS ....................................................................................................................... 128 GRÁFICA 17 COMPARACIÓN DE LA COMPOSICIÓN PORCENTUAL CON HARINAS DE OTROS CEREALES.............................. 129
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1. MOTIVACIÓN
1.1. Disminuir el riesgo de enfermedades crónicas
Disminuir el riesgo de enfermedades del azúcar, las cuales según el Dr. Ronald
Hoffman1, en los tiempos modernos se presentan por una ingesta desenfrenada
de azucares o carbohidratos refinados o por llevar un estilo de vida sedentario.
La hormona insulina y su efecto sobre los niveles de azúcar en la sangre, que
suben y bajan constantemente de acuerdo a los alimentos que se ingieren, se
halla directamente relacionada con el cuadro de salud general, y con el peligro de
tener enfermedades y ataques cardiacos.
Según el Dr. Atkins2 se puede impedir este defecto metabólico asociado con la
insulina restringiendo los hidratos de carbono. “Cuando se limita su cantidad, se
evita la subdivisión de los alimentos causante de la obesidad”.
Además, restringiendo los hidratos de carbono se reduce también el riesgo de
padecer enfermedades como diabetes, enfermedades cardiacas, esclerosis
múltiple, artritis, fatiga crónica e hipertensión.
Según la Organización Mundial de Agricultura y Alimentos (FAO) hoy en día, hay
más de 800 millones de personas en los países en desarrollo que sufren de
desnutrición crónica3, debido a que no cumplen con la ingesta diaria recomendada
(IDR) la cual define los requerimientos nutricionales promedio diarios
dependiendo de la edad y el género de las personas, entre los cuales se
encuentran la ingesta de calorías, proteínas, vitaminas liposolubles (A, D, E, K) e
hidrosolubles (Acido ascórbico, Folacina, Niacina, Riboflavina, Tiamina, B6, B12)
1 Referencia 13 2 Referencia 1, Pág. 10 3 Referencia 2
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en Agua, minerales y otros (Calcio, Fósforo, Yodo, Hierro, Magnesio, Zinc,
Selenio, Flúor)
De aquí entonces se desprenden dos grandes grupos a los cuales hace énfasis el
proyecto:
1.1.1. Grupo de personas de alto riesgo
En el grupo de personas de alto riesgo, se encuentran las personas que padecen
o en riesgo de padecer enfermedades del azúcar, cardiácas u obesidad entre
otras. Aquí se encuentran personas de una posición socioeconómica estable que
les permite adquirir alimentos y medicina para mejorar un poco su estado de salud
y su estilo de vida de acuerdo al problema o enfermedad que presentan.
Los alimentos de consumo masivo como hamburguesas, perros calientes, pizzas y
productos de pastelería, que afectan directamente la salud de las personas y los
cuales proveen un aporte nutricional bajo, se hace interesante realizar con base a
estudios preliminares, el desarrollo de un producto con bajo contenido de
carbohidratos y alto en proteínas, a partir de Erythrina Edulis, leguminosa
conocida como chachafruto o balú, la cual no solamente tiene la propiedad de ser
baja en carbohidratos sino que además tiene un componente nutricional
importante a nivel proteico, que será expuesto en detalle mas adelante.
1.1.2. Grupo de personas de bajos recursos
En el grupo de personas de bajos recursos se encuentran las personas que no
tienen recursos económicos para consumir nutrientes adecuados en su
alimentación diaria y por lo tanto sufren de enfermedades crónicas de alimentación
que tampoco pueden subsidiar.
En este grupo de personas lo que se busca principalmente es mejorar la ingesta
proteica, aprovechando que la leguminosa Erythrina Edulis supera ampliamente la
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productividad de proteína utilizable por hectárea, de esta manera se desea realizar
el secado y procesamiento necesarios para llegar a obtener una harina, alimento
con un alto valor proteico, siendo este de importancia a nivel nutricional y teniendo
como valor agregado el tener un porcentaje de contenido de carbohidratos menor
debido al alto porcentaje proteico y el hecho de ser una materia prima de
producción nacional, a diferencia del trigo que es un producto de importación.
Estas características hacen que la harina sea un producto exclusivo tanto para el
grupo de alto riesgo como para el grupo de bajos recursos, siendo de esta manera
un producto que vela por la nutrición y la salud.
1.2. Desarrollo de harinas nutricionales panificables
Promover el uso de materias primas autóctonas como el chachafruto, en la
producción de harinas panificables que permitan desarrollar alimentos nuevos,
complementarios del trigo. Así mismo, generar agroindustria verticalizada
alrededor de esta leguminosa.
Según un artículo publicado por el personal docente e investigador de la
Universidad Autónoma de Madrid4, entre las harinas panificables se encuentran
además del trigo, el centeno, la avena, la cebada y el maíz entre otras.
Las cuales tienen la siguiente composición promedio: (extracción al 70%)
Almidón 68 – 72 %
Humedad 15 %
Proteínas 8 – 12 %
Azúcares 1 – 2 %
Grasas 1,2 – 1,4 %
4 Referencia 18
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Cenizas 0,5 – 0,6 %
Vitaminas B y E
1.2.1. La harina de Trigo y sus propiedades panificables
Producto alimenticio resultante de la molienda y tamizado del endosperma del
trigo.
Etapas:
a. Clasificación de los granos: De acuerdo al contenido de humedad,
cantidad de proteína y peso de un volumen dado; se procede a
almacenar en silos, luego son transportados al molino, mezclando la
proporción de cada uno según el tipo de harina que se desee obtener.
b. Limpieza de los granos: eliminar las impurezas, se sacuden y luego
se aspiran o se hace por centrifugación, para lograr separación por
peso, luego se acondiciona la humedad hasta que tengan el
porcentaje apropiado para la molienda.
c. Molienda: Trituración y separación de la mayor parte del pericarpio y
el germen que genera el afrecho. Por molienda y tamizado se separa
el pericarpio del endosperma y se obtiene el salvado y la harina. Se
procede a enriquecer el producto con vitaminas y minerales para
ofrecerla al mercado.
o El gluten es la fracción lipoprotéica insoluble en agua que comunica al
producto su capacidad de hinchamiento. Está formado en gran parte por
gliadina y glutelina, la primera comunica propiedades extensibles y la
segunda propiedades elásticas a la masa de panificación, por eso su
determinación sirve para formarse un criterio sobre la capacidad de
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panificación de la harina. La determinación de bromatos y de ácido ascórbico
confirman el uso al cual está destinado el producto. o La harina de trigo normal debe tener un pH entre 6 y 6.8. o Suele adicionársele bromato, que actúa como oxidante y le da mayor
consistencia a la harina para ser usada para panificación.
Figura 1 El Grano de Trigo5
El germen posee un alto contenido de grasa y nitrógeno, minerales y vitaminas.
Las células del endospermo presentan otros contenidos de almidón y apreciables
de citoplasma, cuyas proteínas varían en cantidad y calidad, de acuerdo a la
localización específica de la célula dentro del endospermo. La cutícula, aleurona,
presenta buenos contenidos de fibra, cenizas, minerales y vitaminas
5 Referencia 10, Pág. 106
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1.2.1.1. Papel del gluten dentro de las aplicaciones de la harina de Trigo
El gluten únicamente se forma cuando se le añade agua a la harina y se amasa,
debido a que se llena de agua y por medio de un efecto coloidal, la sustancia
proteica se hidrata. Del gluten se puede decir que los dos tercios del peso son
agua. La calidad y características de éste dependen de la fuente de donde fue
extraído, es decir de la naturaleza del trigo6.
No todos los trigos tienen el mismo tipo de gluten. Para las características
específicas necesarias para panificación lo más importante es la calidad del gluten
no la cantidad, la propiedad mas importante que debe poseer es la de retención
del gas, esto es lo que le da la característica al pan de crecer.
La siguiente tabla muestra los porcentajes en peso de los constituyentes del
gruten crudo
% en peso Proteína total presente1 ………………………………………………….. 80'91 Extracto etéreo (incluye aceites, lípidos, etc.)..………………………… 4'20 Fibras o celulosa …………………………………………………………. 2'02 Cenizas ……………………………………………………………………. 2'48 Hidratos de carbono, almidón, etc. …………………………………….. 9'44 Humedad …………………………………………………………………. 0'95 100'00 1 Proteínas totales constituidas por la gliadina, 39'09%; gluteni- na, 35'07%; globulina, 6'75%
Tabla 1 Porcentajes de los constituyentes del Gluten Crudo7
6 Referencia 23, Pág. 28 7 Referencia 23, Pág. 29
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2. OBJETIVOS
2.1. General
Obtención y caracterización fisicoquímica y funcional de la harina integral de
Erythrina Edulis (Chachafruto)
2.2. Específicos
Revisión bibliográfica sobre carbohidratos, proteínas, Chachafruto y sus
características
Obtención experimental de la harina
Caracterización y análisis de la harina obtenida.
Descripción, formulación y análisis de los resultados del producto obtenido.
Realizar el diseño preliminar de la planta.
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3. MARCO DE REFERENCIA
3.1. Los Carbohidratos
Son biomoléculas, que actúan como nutrientes, poseen grupos funcionales como:
aldehído o cetona y múltiples hidroxilos, formados por elementos como: Carbono,
Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, Azufre y Fósforo entre los mas importantes;
Contribuyen a la estructura de las células y a el reconocimiento molecular.
Son los compuestos orgánicos más abundantes en la Tierra.
Se encuentran en todas las formas de vida y desempeñan diversas funciones
entre las cuales se destacan:
• Papel principal en el metabolismo de animales y plantas
o Compuestos como glucosa y sus derivados sirven como combustibles de
consumo inmediato por los organismos
o Compuestos como almidón y glucógeno son depósitos químicos para
satisfacer necesidades energéticas futuras de plantas y animales.
• Proporcionan armazones para paredes de plantas, bacterias y cubiertas del
exoesqueleto en artrópodos.
• Los monosacáridos ribosa y desoxirribosa, tienen una función química
estructural (RNA y DNA) como componentes de los ácidos nucleicos, y como
sitios polares para los procesos catalíticos (RNA).
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• Se combinan covalentemente con las proteínas y los lípidos complejos para
actuar como marcadores en el reconocimiento de otras biomoléculas sobre las
paredes celulares.
Los carbohidratos se dividen comúnmente entre monosacáridos como la glucosa,
fructosa y galactosa, disacáridos como sacarosa, oligosacáridos y polisacáridos
como el almidón, la celulosa y la pectina, en muchos casos los polisacáridos no
son solubles en agua, no tienen sabor dulce y son inertes.
Los oligosacáridos son obtenidos a partir de los monosacáridos por eliminación de
agua, por lo general tienen menos de 10 monosacáridos.
Todos los carbohidratos en general son un alimento básico ya que contienen una
gran cantidad de nutrientes, incluso los no digestibles son importantes para la
ingesta diaria de nutrientes. Su papel en la alimentación es muy importante ya
que también actúan como endulzantes, formadores de pastas o geles y agentes
espesantes.
3.1.1. Monosacáridos
Son los más simples, tienen una sola unidad aldehído o cetona, y múltiples grupos
hidroxilo.
La fórmula empírica (CH2O)n con 3 › n ‹ 7 en la mayoría de los casos. La mayoría
de los monosacáridos tienen un grupo hidroxilo en cada átomo de carbono a
excepción de un carbono que tiene un oxígeno carbonilo bien sea aldehído o
cetona.
Aunque los carbohidratos en su mayoría se presentan como cadenas rectas, los
monosacáridos de más de 5 átomos se encuentran por lo general en solución,
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formando estructuras cíclicas. El anillo se forma por la reacción del aldehído o
cetona con un grupo hidroxilo del extremo opuesto, cada vez que se cierra el anillo
para cada monosacárido, el carbono del carbonilo precedente (aldehído o cetona)
se convierte en un centro quiral; una excepción a este comportamiento es el de la
eritrosa.
Figura 2 Formación de hemiacetales a partir de la reacción del grupo carbonilo de la D-Ribosa con el grupo
hidroxilo del C4
La tendencia a formar ciclos es de los w-hidroxialdehidos, pero es incluso mucho
más en los monosacáridos.
Cuando los carbohidratos reaccionan con los grupos hidroxilo en un medio ácido
moderado, anhidro, se forma un enlace O-glucosídico. De estos enlaces se
originan compuestos importantes entre los que se encuentran la maltosa, y
celobiosa entre otros.
En la formación de la maltosa, una glucosa queda unida a través de su grupo
hidroxilo anomérico en el C1 con el grupo hidroxilo del C4 de la segunda unidad
de glucosa. Si la configuración anomérica es α y los carbonos comprometidos son
1 y 4 el nuevo enlace se denomina ( )41 →α glucosídico; si por el contrario la
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configuración anomérica es β el nuevo enlace se clasifica como ( )41 →β
glucosídico, dos unidades de glucosa unidas así, forman el compuesto celobiosa,
que es una unidad estructural de la celulosa.
Los enlaces O-glucosídicos son muy importantes ya que son la base de la unión
de los carbohidratos por lo tanto es la manera mediante la cual se forman
carbohidratos mas grandes, conocidos como polisacáridos.
Si se observan detenidamente las estructuras de la maltosa y celobiosa, se
pueden ver claramente los enlaces químicos que mantienen unidos los
polisacáridos del almidón y la celulosa.
Los seres humanos poseemos enzimas que catalizan la hidrólisis de los enlaces
( 41 → )α glucosídicos pero por el contrario no podemos asimilar la celobiosa ya
que no tenemos las enzimas que catalizan los enlaces ( )41 →β glucosídicos que
están entre los residuos de glucosa.
El gran grupo de carbohidratos carece de una característica analítica común. Son
los nutrientes más abundantes de los cereales, en los cuales se presentan en
contenidos hasta del 70%. La porción mas importante se encuentra en el
endospermo y está constituida principalmente por almidón, las demás partes se
hallan en la cutícula, esta contiene cantidades altas de celulosa y hemicelulosas
(que constituyen la fibra), y lignina, algunos pentosanos y sustancias pécticas.
Puesto que estos carbohidratos son constituyentes de las paredes celulares, se
encuentran en pequeñas cantidades en el germen y en el endospermo.
Las harinas presentan pequeñas cantidades de dextrinas, maltosa y glucosa,
provenientes de la hidrólisis del almidón durante la molienda.
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21
En cuanto a las propiedades físicas de los monosacáridos, las propiedades
higroscópicas y de humedad dependen de la estructura de los azúcares, de los
isómeros presentes y de la pureza del azúcar.
La humedad disminuye en cuanto se unen más las unidades de azúcar, como
suele suceder con el azúcar en polvo.
La propiedad que tienen las soluciones concentradas de azúcar de retener agua
es útil en la panificación.
La solubilidad de los mono y los oligosacáridos en agua es buena, mientras que
los anómeros varían bastante su solubilidad como la α y β-Lactosa.
Los monosacáridos son solubles en un grado bajo de etanol, pero son insolubles
en solventes como cloroformo o benceno.
3.1.2. Oligosacáridos
Son los compuestos que resultan de la unión de hasta 10 monosacáridos.
Cuando se forma un enlace entre dos grupos hemiacetales de dos
monosacáridos, se forma un disacárido no reductor, por el contrario cuando el
enlace es entre un hemiacetal de un monosacárido con un grupo hidroxilo de otro
monosacárido, se forma un disacárido reductor.
Los oligosacáridos al igual que los glucósidos son fácilmente hidrolizados por
ácidos, mientras que son relativamente estables ante álcalis
En la siguiente tabla se encuentran las diferentes estructuras y ocurrencias de los
oligosacáridos
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22
Name Structure Occurrence Disaccharides Cellobiose O-β-D-Glcp-(1--›4)-D-Glcp Building block of cellulose Gentiobiose O-β-D-Glcp-(1--›6)-D-Glcp Glycosides (amygdalin) Isomaltose O-α-D-Glcp-(1--›6)-D-Glcp Found in mother liquor during glucose production from starch Lactose O-β-D-Glcp-(1--›4)-D-Glcp Milk Lactulose O-β-D-Glcp-(1--›4)-D-Frup Conversion product of lactose Maltose O-α-D-Glcp-(1--›4)-D-Glcp Building block of starch, sugar beet, honey Maltulose O-α-D-Glcp-(1--›4)-D-Fruf Conversion product of Maltose, honey, beer Melibiose O-α-D-Galp-(1--›6)-D-Glcp Cacao beans Neohesperidose O-α-L-Rhap-(1--›2)-D-Glcp Glycosides (naringin, neohes- peridin) Neotrehalose O-α-D-Glcp-(1--›1)-β-D-Glcp Koji extract Nigerose O-α-D-Glcp-(1--›3)-D-Glcp Honey, beer Palatinose O-α-D-Glcp-(1--›6)-D-Fruf Microbial product of saccharose Rutinose O-α-L-Rhap-(1--›6)-D-Glcp Glycosides (hespiridin) Saccharose O-β-D-Fruf-(2--›1)-α-D-Glcp Sugar beet, sugar cane, spread widely in plants Sophorose O-β-D-Glcp-(1--›2)-D-Glcp Legumes Trehalose O-α-D-Glcp-(1--›1)-α-D-Glcp Ergot (Claviceps purpurea), young mushrooms Trisaccharides Fucosidolactose O-α-D-Fucp-(1--›2)-O-β−α-Galp-(1--›4)-D-Galp Human milk Gentianose O-β-D-Glcp-(1--›6)-O-α−D-Glcp-(1--›2)-β-D-Fruf Gentian rhizome Isokestose O-α-D-Glcp-(1--›2)-O-β−D-Fruf-(1--›2)-β-D-Fruf Product of saccharase action on (1-Kestose) Saccharase as a substrate Kestose O-α-D-Glcp-(1--›2)-O-β−D-Fruf-(6--›2)-β-D-Fruf Saccharase subjected to yeast (6-Kestose) saccharase activity, honey Maltotriose O-α-D-Glcp-(1--›4)-O-α−D-Glcp-(1--›4)-D-Glcp Degradation product of starch, starch syrup Manninotriose O-α-D-Galp-(1--›6)-O-α−D-Galp-(1--›6)-D-Glcp Manna Melezitose O-α-D-Glcp-(1--›3)-O-β−D-Fruf-(2--›1)-α-D-Glcp Manna, nectar Neokestose O-β-D-Fruf-(2--›6)-O-α−D-Glcp-(1--›2)-β-D-Fruf Product of saccharase action on Saccharase as a substrate Panose O-α-D-Glcp-(1--›6)-O-α−D-Glcp-(1--›4)-D-Glcp Degradation product of amylo- pectin, honey Raffinose O-α-D-Galp-(1--›6)-O-α−D-Glcp-(1--›2)-β-D-Fruf Sugar beet, sugar cane, widely distributed in plants Umbelliferose O-α-D-Galp-(1--›2)-O-α−D-Glcp-(1--›2)-β-D-Fruf Umbelliferae roots Tetrasaccharides Maltotetraose O-α-D-Glcp-(1--›4)-O-α−D-Glcp-(1--›4)- Starch syrup O-α-D-Glcp-(1--›4)-D-Glcp Stachyose O-α-D-Galp-(1--›6)-O-α−D-Galp-(1--›6) Widespread in plants O-α−D-Glcp-(1--›2)-β-D-Fruf (artichoke, soybean) Higher oligosaccharides Maltopentaose [O-α-D-Glcp-(1--›4)]4-D-Glcp Starch syrup α-Schardinger-Dextrin, Cyclohexaglucan (α, 1--›4) Growth of β-Schardinger-Dextrin, Cycloheptaglucan (α, 1--›4) Bacillus macerans γ-Schardinger-Dextrin, Cyclooctaglucan (α, 1--›4) on starch syrup
Tabla 2 Estructuras y Ocurrencias de los Oligosacáridos8
8 Referencia 11, Pág. 276
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23
3.1.3. Polisacáridos
Al igual que los oligosacáridos, los polisacáridos son monosacáridos enlazados
entre si, por enlaces glucosídicos.
Las unidades monoméricas se enlazan para formar los polisacáridos que son muy
variados y desempeñan diversas funciones.
Para poder identificar la funcionalidad de los polisacáridos, se deben caracterizar
estructuralmente:
- Identificar las unidades monoméricas
- Si hay mas de un tipo, Identificar la secuencia de residuos de monosacárido
- Identificar los tipos de enlaces que unen las unidades
- Identificar la longitud aproximada de la cadena
- Identificar el grado de ramificación.
Los polisacáridos que solamente están formados por una unidad de monosacárido
se denominan homopolisacáridos, los que contienen dos o más tipos de
monosacáridos se conocen como heteropolisacáridos.
Los polisacáridos varían mucho en tamaño, ya que son mezclas de polímeros de
diferentes longitudes, lo que hace que tengan diferentes pesos moleculares.
Según sus funciones biológicas los polisacáridos se conocen como de
almacenamiento o de funciones estructurales.
Polisacáridos de almacenamiento:
Tanto plantas como animales almacenan la molécula glucosa en forma de almidón
y glucógeno, estos polisacáridos se encuentran dentro de las células en paquetes
citoplasmáticos llamados gránulos. Los gránulos de almidón se encuentran en los
cloroplastos de las células vegetales, allí se sintetizan por acción de la energía
IQ-2005-II-18
24
fotosintética; es abundante en papas, maíz y trigo. Los gránulos de glucógeno se
encuentran principalmente en las células del hígado y del músculo en los
animales.
Ambos polisacáridos tienen asociada mucha agua a través de los puentes de
hidrógeno que forman debido a la gran cantidad de grupos hidroxilo que
presentan.
Polisacáridos estructurales:
Existen ciertos polisacáridos que se sintetizan dentro de la célula y luego son
expulsados cubriéndola con una red protectora, entre ellos están la quitina, los
mucopolisacáridos y la celulosa la cual es el principal componente estructural de la
madera y de las plantas fibrosas, este homopolímero de glucosa es el mas
abundante de la naturaleza, es un polímero no ramificado, de unidades de D-
glucosa unidas por enlaces ( )41 →β glucosídicos. Dicha configuración β es la
que hace que la celulosa forme cadenas lineales muy largas, diferentes a los
enrollados helicoidales del almidón y del glucógeno.
Aunque en la dieta humana se encuentran los vegetales y las frutas, que
contienen celulosa, el organismo es incapaz de extraer energía de dicho polímero,
debido a que ni animales ni humanos producimos enzimas que puedan catalizar la
hidrólisis de los enlaces ( 41 → )β glucosídicos. Los rumiantes como el ganado
vacuno, ovejas, cabras camellos y jirafas pueden utilizar al polímero como fuente
de nutrientes ya que en su segundo estómago contienen bacterias que secretan
celulasa que es la enzima capaz de catalizar la hidrólisis de los enlaces ( )41 →β
glucosídicos. Sin embargo la celulasa cumple un papel importante en la dieta de
los humanos y animales ya que sirve como fibra que ayuda en la digestión y
absorción de nutrientes.
IQ-2005-II-18
25
La composición y funciones biológicas de los principales polisacáridos se resumen
en la siguiente tabla:
Nombre Tipoa Componentes y enlaces Función biológica Almidón
Amilosa . Homo Glucosa, α(1--›4) Almacenamiento de nutrientes , (plantas)
Amilopectina . Homo Glucosa, α(1--›4) , con ramificaciones α(1--›6)
Almacenamiento de nutrientes , (plantas)
Glucógeno Homo Glucosa, α(1--›4) , con ramificaciones α(1--›6)
Almacenamiento de nutrientes , (animales)
Dextrán Homo Glucosa, α(1--›6) , con ramificaciones α(1--›2), , α(1--›3) y α(1--›4)
Almacenamiento de nutrientes (levaduras y bacterias)
Inulina Homo Fructosa, β(2--›1) Almacenamiento de nutrientes , (plantas)
Celulosa Homo Glucosa, β(1--›4) Función estructural en
plantas
Pectina Homo Ácido galacturónico
Confiere rigidez estructural en , plantas
Quitina Homo N-Acetilglucosamina;
, β(1--›4) Función estructural en el , exoesqueleto
Ácido hialurónico Hetero N-Acetilglucosamina; , ácido glucurónico, , β(1--›4); β(1--›3)
Lubricante en el líquido sinovial; , matriz extracelular
Culfato de Condroitina
Hetero N-Acetilgalactosamina , sulfato, ácido glucurónico; , β(1--›3) , y β(1--›4)
Lubricante en el líquido sinovial; , matriz extracelular
Peptidoglucanos Hetero, con , péptidos , entrecruzados
N-Acetilglucosamina; , ácido N-acetilmurámico , β(1--›4)
Función estructural en la pared , celular bacteriana
aHomopolimérico o heteropolimérico
Tabla 3 Estructuras y Propiedades de los polisacáridos comunes9
9 Referencia 17, Pág. 226
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26
3.1.3.1. Almidón
La molécula de almidón es un homopolímero de D-glucosa, el más distribuido en
el mundo vegetal10, está formada en diferentes proporciones, por dos
polisacáridos:
- La amilosa de cadena recta muy larga de aproximadamente 1000 unidades
de D-glucosa, en donde los puntos de ramificación se encuentran muy
separados, con pesos moleculares alrededor de 106 11, por otro lado
también se caracteriza por la formación de puentes de Hidrógeno lo que le
confiere al gránulo de almidón la forma cristalina12, ésta es la fracción de
almidón soluble en agua, también le proporciona el color azul al almidón
cuando se pone en contacto con el yodo debido a que éste queda atrapado
dentro de ella13.
- La amilopectina que es la fracción insoluble del almidón, al contrario de la
amilosa es ramificada, y la constituyen cerca de 100000 moléculas de
glucosa, los pesos moleculares varían desde 107 hasta 5x108, siendo así
una de las moléculas más grandes encontradas en la naturaleza.
La mayoría de los almidones contienen del 20% al 30% de Amilosa y de un 70% a
un 80% de amilopectina, sin embargo en algunos cultivos nuevos se ha logrado
obtener almidones con un 50% a un 80 % de Amilosa.
El almidón aparte de amilosa y amilopectina contiene algunas proteínas y
lípidos.en bajas proporciones
Cumple un papel destacado en la industria de alimentos ya que es el carbohidrato
más importante en la dieta humana, proporciona entre el 70% y el 80% de las 10 Referencia 19, Pág. 24 11 Referencia 22, Pág. 126 12 Referencia 19, Pág. 25 13 Referencia 20, Pág. 33
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27
calorías consumidas por los humanos en todo el mundo14. De la misma manera
tanto el almidón como sus derivados son altamente importantes en otras industrias
como la industria papelera y la textilera.
El almidón se obtiene principalmente de fuentes como la mazorca, papas, yuca,
trigo; sin embargo, es posible conseguir almidones extraídos de otras fuentes, en
especial de granos como las alverjas o lentejas, y se han encontrado interesantes
ya que las propiedades y características de estos almidones han presentado
comportamientos como algunos que se buscan con los almidones modificados.
En la mayoría de los casos, la obtención del almidón se realiza por un proceso
sencillo de extracción con agua, aprovechando la solubilidad del polímero. En
otros casos como en el del maíz, mediante un proceso a contracorriente, se pasa
agua al 0.2% SO2 a 50ºC durante un período de 36 a 48 para ablandar el maíz y
desintegrarlo, posteriormente el germen por su baja densidad se separa
fácilmente, y para finalizar, la proteína es separada del almidón en hidrociclones
aprovechando también la diferencia de densidades.
El grado de cristalinidad del almidón depende de la humedad. Los almidones
nativos se pueden dividir en almidones tipo A, B y C, y una forma adicional
llamada tipo V cuando los granos están hinchados, estas denominaciones se dan
de acuerdo a la organización de las cadenas de polímeros dentro del almidón.
Los almidones tipos A y B son modificaciones cristalinas reales, mientras que los
tipo C son mixtos. La configuración tipo A se encuentra generalmente en
almidones de cereales, por lo general son muy pequeños, la tipo B se encuentra
en el almidón de los tubérculos, por lo general son muy largos, La configuración
denominada como tipo C no se encuentra solamente en el almidón del maíz y de
la papa sino que también se encuentra en el almidón de diferentes leguminosas,
es decir es como una mezcla de las configuraciones anteriores.
14 Referencia 20, Pág. 30
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28
El Almidón varía en forma y diámetro según la fuente, siendo así, el de la papa el
mas grande y el del arroz el mas pequeño15.
Figura 3 Modelo de la región cristalina en un grano de Trigo (De Acuerdo a Gilliard, 1987)
Hélice Doble de Amilopectina , Hélice Doble y Mixta de Amilosa y Amilopectina ,
Hélice y de Amilasa con un Lípido Incluido , Lípido Libre , Amilosa Libre 16
El almidón presenta diferentes estados físicos17:
- Gelatinización: donde los gránulos se sumergen en agua hasta que
aumenten su diámetro de un 30% a un 40%, al aumentarles la temperatura,
les ocurren cambios irreversibles, las temperaturas a las cuales estos
cambios se comienzan a presentar, varían entre 50 – 70ºC dependen de
cada almidón y son llamadas temperaturas de gelatinización18.
15 Referencia 20, Pág. 36 16 Referencia 11, Pág. 298 17 Referencia 20, Pág. 38 18 Referencia 11, Pág. 298
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29
- Engrudo: Ocurre después de la gelatinización, material compuesto de dos
fases, una disolvente que contiene los polímeros disueltos y otra dispersa
que contiene los gránulos hinchados.
- Complexación: Ocurre durante la cocción y/o enfriamiento, lo que ocurre
principalmente es que la amilosa forma complejos insolubles con los ácidos
grasos generalmente, razón por la cual los almidones de cereales
presentan una solubilidad menor que la de los de los tubérculos que no
presentan lípidos.
- Gelificación: Tiene lugar durante el enfriamiento y almacenamiento de un
engrudo. La fase continua es el polímero el cual tiene la estructura y una
tridimensional e la que se encuentra el disolvente, dicha estructura y sus
propiedades mecánicas son los que le dan al almidón las propiedades
viscoelásticas.
- Transición vítrea: Tiene lugar durante la cocción y el enfriamiento del
almidón, el resultado se observa a través de sus propiedades
viscoélasticas, en el caso de hacer un calentamiento a una Temperatura Tg
se pasa de un sólido rígido a uno cauchoso y en caso de ser una
temperatura mas alta, la deformación llega a tal punto que su
comportamiento puede asemejarse al de un líquido.
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30
Figura 4 Estados físicos del Almidón19
Figura 5 Comportamiento Endotérmico del Almidón en exceso de Agua20
19 Referencia 20, Pág. 40 20 Referencia 19, Pág. 32
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31
3.2. Las Proteínas
Como los péptidos, las proteínas están formadas por aminoácidos con enlaces
amino. Los aminoácidos son cualquier molécula orgánica que posea por lo menos
un grupo carboxilo y un grupo amino (ácido y base orgánica).
La siguiente tabla muestra los 20 aminoácidos encontrados en las proteínas y sus
abreviaturas:
Nombre Código de una letra Código de tres letras
Glicina G Gly Alanina A Ala Valina V Val Leucina L Leu Isoleucina I Ile Metionina M Met Fenilalanina F Phe Prolina P Pro Serina S Ser Treonina T Thr Cisteína C Cys Asparragina N Asn Glutamina Q Gln Tirosina Y Tyr Triptófano W Trp Aspartato D Asp Glutamato E Glu Histidina H His Lisina K Lys Arginina R Arg
Tabla 4 Abreviaturas de los 20 Aminoácidos encontrados en las proteínas21
21 Referencia 17, Pág. 78
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32
Existen cientos de aminoácidos diferentes, pero únicamente los mencionados en
la tabla anterior son codificados genéticamente para incorporarse en las proteínas.
La estructura general de este tipo de aminoácidos es la siguiente22:
- Carbono central (carbono alfa) rodeado de un hidrógeno
- Grupo carboxilo COOH
H2N H
R
C
α-Carbono
- Grupo amino
- Cadena Lateral R
Estos aminoácidos se conocen con el nombre de α-aminoácidos. Los carbonos
alfa tetraédricos de los aminoácidos son centros quirales a excepción del de la
glicina (R=H). Debido al tipo de arreglo de dichas aminoácidos, existen dos
estereoisómeros o imágenes especulares que no se pueden superponer, a las
cuales se les anteponen las letras D o L según sea el caso, en el caso de la
formación de proteínas solamente están involucrados los L.
Figura 6 Enantiómeros D y L del Aminoácido Fenilalanina23
22 Referencia 17, Pág. 79
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33
Todos los 20 aminoácidos si se encuentran puros son sólidos, de color blanco,
cristalinos y con alto punto de fusión, solubles en agua e insolubles en solventes
orgánicos. Las soluciones acuosas de aminoácidos son conductoras de
electricidad24.
Los aminoácidos se separan en 4 grupos:
1. Los de cadenas laterales no polares
2. Los de cadenas laterales polares sin carga
3. Los de cadenas laterales ácidas
4. Los de cadenas laterales básicas
Se pueden unir dos α-aminoácido mediante un enlace amido o peptídico:
R
H+3N COO-
H
C
R'
H+3N COO-
H
C
2 R
H+3N COO-
H
C
O
C
H
N
R’
H
C+
H O
Esta reacción se conoce como reacción de condensación entre el grupo carboxilo
de un aminoácido y el grupo amino del otro, y da como resultado un dipéptido,
esta misma reacción se puede repetir con más aminoácidos y de esta manera se
forman tripéptidos, tetrapéptidos y así sucesivamente. A los aminoácidos que se
van uniendo se les conoce como residuos. Los péptidos que contienen de dos a
diez residuos se nombran con el prefijo numérico (di, tri, etc.) los que contienen de
10 a 100 son conocidos como polipéptidos, y aquellos con mas de 100 residuos
son las proteínas25.
23 Referencia 17, Pág. 80 24 Referencia 17, Pág. 79 25 Referencia 11, Pág. 87
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34
Cada tipo de proteína tiene una secuencia de aminoácidos diferente, por lo tanto
cuenta con forma, tamaño y función biológica características.
Las proteínas se encuentran divididas en 4 niveles según su estructura:
- Estructura primaria: Secuencia de residuos de aminoácidos de una proteína
- Estructura secundaria: Se observa cuando algunas regiones de la
estructura primaria se pliegan en una estructura regular repetida
- Estructura terciaria: Se diferencia cuando los elementos de la estructura
secundaria se pliegan nuevamente dando lugar a una unidad globular.
- Estructura cuaternaria: Es la asociación de 2 o mas cadenas polipeptídicas
para formar una proteína de varias subunidades.
Dentro de las proteínas presentes en las harinas se pueden destacar 4 grupos26:
PROTEINAS
SOLUBLES
INSOLUBLES ES ALCOHOL DEL 75%
EN DISOLUCIÓN SALINA
EN H2O FRIA
GENERALMENTE FORMADAS POR ALBÚMINA Y NA, TAMBIEN HAY PROTEOSAS Y
PEPTONAS QUE SIRVEN COMO ALIMENTO PARA LA LEVADURA
CONSTITUYEN EL GLUTÉN: GLIADINA, GLUTENINA, PEQUEÑAS CANTIDADES DE ACEITE, FIBRA O CELULOSA Y SALES MINERALES
GLOBULI
Figura 7 Grupos de Proteínas de las Harinas
26Referencia 23 Pág. 28
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35
En la industria de alimentos las proteínas suelen utilizarse como espumantes,
especialmente para pastelería, dulces, postres y cerveza. Dichas propiedades
varían notablemente de proteína a proteína.
Una proteína ideal formadora y estabilizadora de espuma se caracteriza por tener
un peso molecular bajo, una alta hidrofobicidad en la superficie, buena solubilidad,
una carga neta baja en términos de pH en la comida, y fácil de denaturalizar. Las
propiedades espumantes de las proteínas se pueden mejorar por medio de
modificaciones físicas y químicas.
El término denaturalizar27 significa ocasionarle un cambio reversible o irreversible
a la proteína sin tener en cuenta los enlaces covalentes, Se puede realizar
cambiando la temperatura, ajustando el pH, aumentando el área interfacial, o
adicionando solventes orgánicos, sal, urea o detergentes.
La denaturalización puede ser reversible si la cadena de péptidos es estabilizada
en su estado desdoblado por el agente denaturalizante y la conformación nativa se
puede reestablecer después de sacar el agente.
La denaturalización irreversible ocurre si la cadena de péptidos desdoblada se
estabiliza mediante interacción con otras cadenas.
Al procesar los alimentos se debe tener muy presente la manipulación de ciertos
parámetros como son la temperatura, el pH o la presencia de oxígeno, ya que
pueden hacer que el valor biológico de las proteínas se reduzca, ya que pueden
ocasionar destrucción de aminoácidos, conversión de aminoácidos en derivados
que no son metabolizables o también disminuir la digestibilidad de las proteínas
como resultados de un intercambio o inclusión de cadenas, aún peor se puede
llegar a ocasionar la formación de productos tóxicos, por lo cual deben ser
manipuladas cuidadosamente.
27 Referencia 11, Pág. 56-57
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36
3.3. El Chachafruto
El Chachafruto es una de las 115 especies del género Erythrina de la subfamilia
Papilionoideae, de la familia leguminosae.
Árbol forrajero originario de América. El árbol de chachafruto puede llegar a
alcanzar los 14 metros, pero comúnmente se encuentran entre los 8 metros de
altura, y el diámetro promedio de copa puede ser hasta de 7 metros.
Es usado en Colombia como árbol de sombra, cercas vivas, en la conservación de
suelos, como alimento para animales, en la alimentación humana ha sido utilizado
para preparar diversos alimentos tanto de sal como de dulce28.
3.3.1. Ubicación taxonómica según Cronquist (1981) y Nelly (1993):29 Reino: Vegetal
División: Magnoliophyta
Clase: Magnoliopsida
Subclase: Rosidae
Orden: Fabales
Familia: Fabaceae
Subfamilia: Faboideae (Papilinoideae)
Género: Erythrina
Especie: Erythrina edulis, Triana, Ex Micheli
Sección: Edules Krukoff
28 Referencia 24, Pág. 7 29 Referencia 5, Pág. 14
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37
3.3.2. Nombres vulgares30:
País Nombre
Venezuela: Fríjol mompas iomompás, bucare, balú.
Ecuador: Guato o basul, fríjol de monte, poroto, pajuro, pashullo, zapote
de cerro, sachaporoto.
Perú: Pashuro, pashigua, pisonoy, poroto, pajuro, antiporoto.
Bolivia: Sacabas
Colombia: Sachafruto (Antioquia, Quindío, Risaralda, Caldas, Valle,
Huila, Tolima, Cauca).
Guino (Antioquia)
Frisol, balú o baluy (Boyacá)
Balú o baluy (Cundinamarca)
Poruto (Huila)
Poroto (Nariño)
Habijuela (Valle)
Sachaporoto (Putumayo, Valle del Sibundoy – Ingas)
Juatsëmbesë (Putumayo, Valle del Sibundoy – camëntsas).
Usual (Alto Cauca – paez).
Chachapurutu (Cauca – kechuas)
Teniendo en cuenta que en las lenguas indígenas es conocido como fríjol de árbol.
Tanto su tronco ramas y hojas poseen espinas, el árbol es de flores rojas las
cuales se agrupan en racimos de hasta 45cm de longitud31.
30 Referencia 5, Pág. 15 31 Referencia 5, Pág. 12
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38
Figura 8 Tallo, Hojas y Flores del Árbol del Chachafruto
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39
El diámetro del fuste es de unos 24cm, aunque en árboles de 25 años el diámetro
a alcanzado a llegara 37cm y en árboles de 40 años se han llegado a encontrar
diámetros de hasta 47cm32.
Las flores le aportan un gran valor estético al árbol, y por lo tanto es considerado
como ornamental.
La semillas varían en tamaño entre 2.5 y 7.0 cm. de largo y 2.5 a 3.0 cm. de
diámetro.
Figura 9 La Semilla de Chachafruto
32 Referencia 5, Pág. 11
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40
Los frutos son legumbres lampiñas, lateralmente curvadas, con doble línea fisural:
sutura dorsal y sutura ventral. La legumbre es cilíndrica. En un mismo racimo se
pueden encontrar legumbres maduras, siempre del mismo diámetro 3.0 a 3.5cm,
pero de tamaños que oscilan entre: 55 cm. con 9 a 11 semillas, a 15cm con 2 a 3
semillas; para un promedio de 32 cm. de largo con 6 semillas33.
El contenido de proteína de la semilla de chachafruto oscila entre 21.6 y 22.7%,
siendo este superior al contenido promedio de proteína de la carne, del trigo y del
fríjol rojo, además con menor costo por kilogramo.34
Esta especia se encuentra en forma natural y cultivada en la cordillera de los
Andes. Se le ve crecer mejor asociada con otros árboles, crece en suelos de
textura suelta franco-arenosa y en suelos pesados con drenaje suficiente. No
crece bien en suelos muy ácidos, pH ‹ 4.5. Es exigente en agua, se la ve
desarrollarse bien en zonas con 1500 a 2000 mm de lluvia al año, bien
distribuidos35.
Las semillas contienen de un 18 a 21% de proteína (N x 6.25), este valor se
reduce a 14 – 15% al descontar la fracción correspondiente al nitrógeno no
proteico.
El análisis de aminoácidos indicó que el contenido de proteínas del chachafruto es
igual o superior al de otras leguminosas, siendo la metionina el primer limitante y
el triptófano el segundo. La evaluación de la relación de eficiencia proteínica
(REP) de las harinas tratadas térmicamente, mostró que el valor máximo se
obtiene con 30 minutos de tratamiento.
El fruto del balú está constituido por una vaina (37.6%) que contiene de 8 a 12
semillas que representan 62.4% del total del fruto.
33 Referencia 5, Págs. 12-13 34 Referencia 5 Pág. 44 35 Referencia 5, Pág. 13
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41
El siguiente cuatro muestra la composición porcentual de la semilla del
Chachafruto.
Balú Total Humedad Grasa Fibra cruda Cenizas Proteína
cruda ELN
Completo 100 6,9 0,6 7,5 5,7 18,0 62,3 Cotiledón 90,5 6,0 0,6 4,1 5,7 17,2 76,4 Cáscara 9,4 9,9 0,6 39,4 1,5 11,7 36,9 Germen 0,1 - - - - 25,1 -
Completoa 100 0 0,5 5,1 5,6 20,5 68,2 a. Datos calculados a partir de Góngora y Young
Tabla 5 Composición porcentual de la semilla de Erythrina Edulis y de sus componentes36
El índice de los aminoácidos esenciales del balú (90) es muy superior al del fríjol
(64) y al de la arveja (59). Según Duarte y Barrera 1996, El balú, in vitro tendría
una calidad superior a la de los fríjoles y las arvejas.
Los resultados obtenidos luego de tratar la harina térmicamente, se obtiene que su
comportamiento es superior al del fríjol rojo, y al de las lentejas, pero menor que el
de la soya, cacahuete, arvejas, garbanzo y mango.
El chachafruto se utiliza en alimentos como sancocho, enteros al horno, crema,
ensalada, torta de sal, poteca o naco, torta con atún, arepas, chachafritas o papas
fritas, torrejas o arepuelas, bolitas de dulce, postre, dulce, arequipe, natilla, jugo,
colada, torta de dulce y chicha37.
En la siguiente figura se observa la composición porcentual del chachafruto. Llama
la atención su alto nivel de proteína, frente a los niveles de proteína en el trigo que
36 Referencia 5, Pág. 58 37 Referencia 24, Pág. 8
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42
son 14.4%38. Por su bajo contenido en grasa, la harina de chachafruto se hace
menos perecedera frente a otras harinas.
Gráfica 1 Composición Química porcentual de la semilla de Chachafruto39
Respecto a la digestibilidad, se puede observar que solo hasta el 50% es retenido
por el organismo y lo restante se excreta por las heces.40
En seguida se muestra una tabla comparativa del análisis proximal de diferentes
leguminosas y tubérculos en comparación con la Erythrina Edulis (Chachafruto).
Las 6 primeras son leguminosas entre las cuales se encuentra la soya y la harina
de soya, luego se muestran los resultados de un tubérculo que es la papa, para el
cual se muestran los análisis como entera y harina, y por ultimo también para el
38 Referencia 6 39 Referencia 5, Pág. 45 40 Referencia 5, Pág. 81
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43
balú para el que también se muestran los análisis como balú, semilla entera, y
balú harina.
Alimento Humedad Proteína Grasa cruda Ceniza Carbohidratos
(%) cruda (%) N x 6,25 (%) (%) Fibra (%) ELN (%)
Frijol rojo 14,8 20,4 1,2 4,0 5,0 54,6
Alverja 12,4 23,9 0,8 2,4 6,5 54,0
Alverja verde 66,4 8,2 0,3 1,0 3,0 21,1
Frijol verde 58,2 10,5 0,4 1,9 1,8 27,2
Soya 9,5 34,0 16,1 5,2 7,3 27,9
Soya harina 7,7 32,6 18,7 5,0 2,6 33,4
Papa harina 7,0 8,5 0,4 1,0 1,7 81,4
Papa entera 78,0 2,0 0,1 1,0 0,4 18,5
Balú entero 85,0 3,4 0,12 1,0 1,3 9,2
Balú harina 6,2 21,3 0,78 6,2 8,3 55,1
Tabla 6 Análisis Químico preliminar de algunos alimentos de uso común comparados con la semilla del Balú41
41 Referencia 24, Pág. 42
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44
3.3.3. Algunas aplicaciones de la harina de chachafruto
Tipo de aplicación
Nivel de sustitucion
Incremento nivel de proteína
Bienestarina
(Base cereal) 60% De 9.0% a 24.8%
Torta y galletería
(Base harina de trigo) 30% De 10.4% a 14.5%
Pan
(Base harina de trigo) 20% De 10.0% a 14.0%
Tabla 7 Aplicación de la Harina de Erythrina Edulis (Chachafruto) en Bienestarina, Torta, Galletería y
Panificación42
En la tabla anterior se observan los resultados de un estudio realizado por la
Universidad Nacional de Colombia sede Palmira, donde se estudió el aporte
proteico del chachafruto frente a otras fuentes de proteína como son la
bienestarina y algunos productos de pastelería con base en harina de trigo. De
esta manera se observa que con el chachafruto se obtienen mejores rendimientos
y aportes.
En cuanto al valor biológico de la proteína (BV.) presente en la leguminosa (Es la
proporción de nitrógeno utilizado por el organismo para su crecimiento) se
encontró la siguiente tabla en la que se compara con otros alimentos
42 Referencia 5, Pág. 185
IQ-2005-II-18
45
3.3.4. Valor Biológico de la proteína (BV.)43
AbsorciónDigestiónlaciónRe 100*Re.
bsorbidoNitrógenoAtenidoNitrógenoBV
Chachafruto Semilla Tostada 70.24 Semilla cocinada 70.88 Semilla en autoclave 73.02 Haba 54.80 Arveja 63.70 Fríjol 58.00 Lenteja 44.60 Garbanzo 74.00 Soya 72.80 Trigo 64.70 Huevos 93.70
Tabla 8 Valor Biológico de la Proteína de Erythrina Edulis (Chachafruto) Comparada con la de otros
Alimentos44
43 Referencia 5, Pág. 70 44 Referencia 5, Pág. 70
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46
4. EL PROCESO
A continuación se presenta un diagrama de flujo de los pasos que se siguieron
para la obtención de la harina.
Figura 10 Diagrama De Flujo Obtención de Harina Experimentalmente en el Laboratorio
MOLIENDA Y
TAMIZADO
LAVADO Y
DESINFECCION
REMOCIÓN DE LA TESTA
TRITURADO
SECADO DESHIDRATACIÓN
RECEPCIÓN
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47
4.1. IDENTIFICACIÓN DE LAS OPERACIONES UNITARIAS
Descripción de las operaciones unitarias, presentes en el diagrama de flujo
descrito anteriormente.
4.1.1. Lavado y desinfección
Las operaciones de lavado y desinfección de una materia prima, cualquiera que
esta sea siempre y cuando valla a ser utilizada en la industria de alimentos es un
proceso primordial en el cual se busca remover las impurezas que pueda tener la
semilla que hayan sido adquiridas durante la manipulación de la materia prima
antes de entrarla al proceso, en el caso de la semilla de chachafruto
especialmente para remover las impurezas, contaminantes y microorganismos
adquiridos durante la cosecha transporte y desvainado, ya que en estos procesos
se aumenta un factor que es el agente humano que se debe utilizar para el
desvainado; la higiene que este personal debe tener en el momento de realizarlo
no esta siendo controlada en este proyecto ya que hace parte de la cosecha y no
del proceso, debido a que la semilla se despacha a las instalaciones de la planta
ya desvainada.
En este punto las variables manipulables son la cantidad de semilla que se va a
desinfectar en cada lote y el tipo y cantidad de solvente con el cual se va a realizar
la desinfección, aquí la concentración de solvente o desinfectante juega un papel
muy importante también.
Debido a que se trata de una materia prima para utilizar en una planta del sector
de alimentos, no se puede considerar solamente realizar un lavado, el proceso de
desinfección es indispensable porque de no ser así la carga microbiana se
aumentaría y esto podría dar cabida a que el producto ya terminado fuera
rechazado por contener una carga microbiana muy alta fuera de los estándares
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48
permitidos por la FDA o por cualquier otra entidad que controle la industria de
alimentos.
4.1.2. Pelado
Esta operación se lleva a cabo en casos en los cuales la materia prima posee una
cáscara o testa que no esta incluida dentro de las especificaciones del proceso,
bien sea porque contiene contaminantes, metabolitos secundarios o porque sus
características tanto físicas como químicas no están acorde a las especificaciones
del producto terminado.
En la presente investigación se trabaja en un proceso para la industria de
alimentos, con una leguminosa que tiene testa la cual desafortunadamente posee
taninos los cuales son tóxicos y por lo tanto están vetados por las entidades
reguladoras de alimentos, lo que hace de esta operación una etapa necesaria para
mejorar las propiedades nutricionales y funcionales de la semilla de Erythrina
Edulis (Chachafruto).
En esta etapa se manipula el tamaño de los lotes que pasan por la peladora, lo
cual depende del tamaño de esta, de la misma manera se manipula la cantidad de
agua con la cual se va a realizar la operación.
4.1.3. Trozado
La operación de trozado se realiza principalmente para aumentar el área
superficial de la materia en proceso, en casos en los cuales esta tenga que pasar
a una posterior etapa en la que valla a experimentar una transferencia de masa o
de calor en donde el aumento del área superficial le confiera eficiencia al proceso
de alguna manera.
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49
En este Proceso la semilla se dirige a la etapa de secado en la cual van a ocurrir
simultáneamente una transferencia de masa y de calor operaciones que se
favorecen con el aumento del área superficial, por lo tanto en esta etapa se busca
picar la semilla y llevarla a unas dimensiones adecuadas donde pueda ser secada
apropiadamente, en este caso, el tamaño de partícula adecuado para el secado es
una variable manipulable.
4.1.4. Secado
En este proceso se busca eliminar un porcentaje del agua contenida dentro de la
semilla, de manera que permita que esta sea tratada sin desintegrarse, dañarse o
dar pie al crecimiento de hongos o bacterias, y que pueda ser almacenada por un
período de tiempo relativamente largo, sin que su composición química o sus
características físicas o sensoriales cambien.
El secado de granos es el método práctico mas utilizado para conservar los
granos según Doncel y López45.
Como se mencionó anteriormente esta es una etapa muy importante en la que
ocurre simultáneamente una transferencia de masa y de calor. En principio ocurre
una transferencia de calor que es la necesaria para lograr que el agua contenida
en la semilla comience a evaporarse, en este momento la transferencia de calor es
desde el aire caliente hacia el grano lo cual crea un desequilibrio entre las
humedades del grano y del aire, es entonces donde se lleva a cabo el proceso de
transferencia de masa en donde el aire arrastra el agua evaporada de la semilla
cargándola en forma de vapor de agua.
Como se puede observar la transferencia de calor que se lleva a cabo en este
momento es una transferencia de calor por convección, en donde la semilla se
está poniendo en contacto con una corriente de aire caliente y seco. Este proceso
45 Referencia 21, Pág. 19
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50
consta de conducción de calor, almacenamiento de energía y movimiento de
masa46
En este proceso se busca deshidratar la semilla de Erythrina Edulis (Chachafruto),
se manipula la temperatura del aire de secado, la velocidad es una variable no
manipulable pero esto es por el equipo utilizado ya que en el equipo esta fija en (3
m/s), la masa total de semilla es otra variable de la operación.
4.1.5. Molienda y tamizado
El proceso de molienda en granos esta presente de muchas maneras,
dependiendo el tipo de grano y del producto que se quiera obtener, porque de esta
manera se selecciona tanto el tipo de molino como las condiciones de la operación
entre las cuales una muy importante es saber si la molienda va a ser seca o
húmeda, esto dependiendo también de las condiciones en las cuales venga la
materia a ser tratada o en este caso la semilla.
Como ejemplo en algunos tipos de industrias de alimentos con productos a base
de maíz se busca laminar el maíz, para lo cual se requiere que este tenga una
cantidad de agua específica, esto se realiza en molinos de rodillos, por otro lado,
cuando lo que se esta procesando es el maíz para obtener una harina, el tipo de
molino debe ser diferente y el contenido de humedad del grano antes de llegar a
esta etapa debe ser también mucho menor, para poder obtener la harina menos
perecedera y con las características sensoriales requeridas.
En este proceso se parte de la semilla seca y se muele para obtener la harina en
un estado que la hace menos perecedera, el molino utilizado fue un molino de
pines. Al final de la molienda se realiza el tamizado o granulometría donde
también se manipula el tamaño de partícula según la malla utilizada.
46 Referencia 21, Pág. 20
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51
El Tamizado hace parte de la molienda ya que se debe realizar a la salida del
molino, ya que es una distribución de partícula, en realidad es la manera en que
se separan y se agrupan partículas pertenecientes a un mismo grupo de partículas
pero que son capaces de dividirse en subgrupos debido a las diferencias de
tamaños. Existen varios motivos por los cuales se lleva a cabo un tamizado,
puede ser porque según la distribución de las partículas se determina el uso de
estas mismas, también puede ser para cumplir normas de la industria o
simplemente para remover impurezas, para obtener un producto mas fino y mas
limpio.
Un tamizado se lleva a cabo en la industria de alimentos y especialmente en una
harinera, debido a que la harina para ser comercializada debe cumplir con ciertos
estándares internacionales, por tal motivo, las entidades reguladoras de la
industria de alimentos como la FDA indican que la harina comercial debe pasar
malla No. 80, esto de acuerdo a las especificaciones de la ASTM donde la malla
tiene una apertura de 0.0070 pulgadas. Según la escala de la denotación Tyler
internacional, también se le llama Malla No. 80.
En esta operación es importante seleccionar las mallas o tamices a utilizar
además de caracterizar el producto para saber sus usos durante toda esta
selección.
Las variables manipulables son la masa, es decir la alimentación al tamiz, también
la potencia con la cual este se agita, y el tiempo es una variable determinante en
la granulometría ya que diferencias en los tiempos de tamizado, pueden llegar a
variar notablemente los porcentajes de fracciones retenidas por malla, y por otro
lado, si ya las fracciones están debidamente separadas dejar el tamiz
funcionando, lo único que se logra es incurrir en gastos de energía innecesarios.
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52
4.2. DISEÑO EXPERIMENTAL
Para realizar el diseño experimental de la obtención de la harina, se tiene en
cuenta la descripción de las operaciones unitarias expuesta anteriormente, de
donde se seleccionan algunos de los parámetros de operación que se consideren
pueden llegar a afectar o a provocar cambios interesantes de analizar dentro del
proceso y que de una u otra forma lo pueda optimizar económica y/o
funcionalmente.
En el trozado de la semilla se van a probar dos tamaños diferentes de partícula
que van a ser:
1. Rodajas que es el tamaño y forma recomendado por Doncel y López47
2. Trozos como salgan de la picadora, es un tamaño y forma muy parecido a
las rodajas, pero varían entre si, pierden uniformidad.
Por otro lado en la etapa de secado se van a tomar 2 temperaturas diferentes
1. 50ºC Temperatura recomendada por Doncel y López48 para el proceso de
secado del Balú
2. 60ºC Se desea probar si el cambio de tamaño de partícula podría afectar de
alguna manera importante la temperatura de modo que pudiera durar el
proceso de secado un poco menos utilizando una temperatura más alta, sin
embargo no se utiliza muy alta ya que con temperaturas altas las
propiedades nutricionales y funcionales de la semilla se pueden afectar.
En la molienda según la literatura y según las normas de la FDA las harinas
que se tienen en el mercado es decir las harinas comerciales deben pasar
malla No. 80, por lo tanto en el tamizado, el tamaño de partícula de la harina
que se va a tomar y tener en cuenta para los análisis va a ser la que pase 47 Referencia 21, Pág. 86 48 Referencia 21, Pág. 86
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53
malla No. 80, luego de la malla 80 se colocan las mallas 100 y 140 para tener
de esta manera 3 fracciones de la harina a las cuales realizarles el análisis
proximal y de esta manera analizar si se presenta una variación significativa
que permita hacer una caracterización separada de las fracciones para usos
diferentes y específicos.
De esta manera se tiene un diseño experimental factorial de 2x2 con replica, como
lo expone la tabla que se encuentra a continuación:
Temperatura .
Tamaño Partícula T1 = 50ºC T2 = 60ºC
Rodajas T1 - Rodajas T2 - Rodajas
Picadora T1 - Picadora T2 - Picadora
Para un total de ocho (8) experimentaciones, luego de las cuales se realizaran los
respectivos análisis para hacer la caracterización física, Química y funcional.
Como se dijo anteriormente de cada una de las 8 muestras se van a tener 3
fracciones diferentes para analizar, de esta manera se tendrían 24 muestras a las
cuales realizar el análisis proximal el cual va con duplicado por lo cual se deberia
realizar el procedimiento 48 veces.
Por ser este análisis un análisis muy costoso se plantean unas pruebas
preliminares en la primera muestra para determinar si vale la pena estudiar las 3
fracciones por separado, es decir para determinar si son lo suficientemente
diferentes como para tener análisis por separado, o si todo lo que pasa malla No.
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54
80 tiene básicamente la misma composición y se puede tomar como una fracción
y realizar el análisis proximal solo por muestra.
Los análisis a realizar son los siguientes:
Para el análisis proximal
Se utilizarán los métodos propuestos por la Asociación Oficial de Química
Analítica (A.O.A.C. por sus siglas en inglés)
• Humedad: 7.003/84, 930.15/90 Adaptado
• Cenizas: 7.009/84, 942.05/90 Adaptado
• Extracto etéreo: 7.060/84, 920.39/90 Adaptado
• Fibra cruda: 7.066/84, 962.09/90 Adaptado
• Proteína total: Método de Kjeldahl
• Extracto no nitrogenado (Hidratos de Carbono totales): Se realiza por
diferencia respecto a los porcentajes obtenidos en las pruebas anteriores.
Para el análisis funcional
Se realizan los siguientes análisis:
• Índice de Absorción de Agua (IAA)
• Índice de Absorción de Aceite
Estos análisis se van a realizar por duplicado, debido a que aunque se va a
realizar en el Laboratorio de control de calidad fisicoquímico de alimentos del
ICTA, el cual es un laboratorio que no solamente es utilizado por los estudiantes
de la Universidad Nacional de Colombia para sus diferentes prácticas académicas
sino que además es contratado por diferentes compañías y centros de
investigación para analizar muestras por la calidad de los equipos que posee el
laboratorio y la precisión de sus resultados, se considera de todas formas que es
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55
mas confiable realizar una replica de las muestras para de esta manera tener
mayor confiabilidad en los resultados y en alcanzar los objetivos planteados en el
presente proyecto.
Una vez terminadas estas pruebas se da por terminada la faceta experimental del
proyecto.
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56
4.3. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
4.3.1. Recepción
La recepción del producto fue a domicilio directamente en las instalaciones de la
planta de vegetales del ICTA. Debido a que la semilla viene en unas vainas, lo
primero que se debe hacer es removerlas para poder entrar a procesarla. Una vez
la semilla se encuentra afuera de la vaina, se tiene lista para entrarla a proceso.
Figura 11 Vaina de Chachafruto con semillas
En el proceso a nivel industrial a la planta llega la semilla ya desvainada, por lo
tanto este paso no se tiene en cuenta.
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57
Antes de comenzar a procesar la semilla, se realizaron algunas pruebas para su
respectiva caracterización.
Para comenzar se reunieron las semillas después de desvainarlas para poder
caracterizarlas, en primer lugar se encontraron semillas de variados tamaños, que
luego de observarlas detenidamente se determinó de acuerdo con estudios
realizados anteriormente, y con las características de la semilla adquirida que se
pueden distribuir en 3 tamaños diferentes:
- Grandes
- Medianas
- Pequeñas
Donde sus pesos varían entre (5 – 30) gr.
Figura 12 Selección de las semillas después del desvainado
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58
La semilla es como un fríjol gigante, esta constituida por la testa, el eje embrional
está conformado por la plúmula y la radícula; y los dos cotiledones. Esta semilla
no posee endospermo; el complejo plúmula radícula está situado entre los
cotiledones, a un lado del grano contra la testa, de tal manera que la radícula
(apical) permanece en contacto con el micrópilo y la plúmula está encerrada hacia
el interior del grano. El complejo plúmula radícula ocupa solamente una parte muy
reducida del espacio libre entre los cotiledones.
Posteriormente se midió la densidad de la semilla, esta se realizo sumergiendo
una cantidad de semilla conocida la cual se intento mantener alrededor de 400gr.
en un recipiente de volumen conocido y también con un volumen conocido de
agua (1000ml), luego la densidad de la semilla fue determinada de acuerdo al
volumen desplazado, siguiendo la siguiente ecuación:
)(_)(___
mldesplazadoVolumengsumergidasemilladeMasa
=ρ
De donde se obtuvo una densidad promedio de: ρ= 1.03 g/ml
Muestra No. ρ (g/ml)
1 1,03
2 1,04
3 1,02
Tabla 9 Densidad de la Semilla
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59
4.3.2. Desinfección y enjuague
Una vez se tiene la semilla suelta, es decir lista para entrar a proceso, se debe
tener absoluta certeza que el grano esta perfectamente limpio y no va a
contaminar las líneas de proceso ni a bajar el rendimiento y calidad de la harina.
Por lo tanto el primer tratamiento que se le hace es el lavado y desinfección, este
procedimiento es necesario hacerlo debido a que la semilla viene con impurezas,
adquiridas durante la cosecha, transporte y desvainado.
Para esta operación no se plantearon pruebas para de terminar si era necesario
utilizar un desinfectante o si solamente con agua se podía realizar un lavado, ya
que teniendo en cuenta que lo que se va a procesar es una semilla para la
producción de alimentos, se sabe con certeza que los agentes microbianos no son
removidos con un lavado con agua, para esto es necesario el uso de un
desinfectante ya que el agua no remueve la carga microbiana y el mas apropiado
para utilizar, por sus capacidades desinfectantes es el Hipoclorito de sodio
(NaClO) en una concentración de 100ppm para que logre remover todas las
impurezas y sobretodo la carga microbiana y en una proporción 2 litros de solución
por Kilogramo de semilla para que así la semilla quede sumergida completamente
y de esta manera se limpie y desinfecte de todas las impurezas.
Cuando se habla de agentes o cargas microbianas en el sector de alimentos es
muy delicado ya que para poder cumplir con estándares tanto internacionales
como nacionales de salud todo lo que tenga que ver con cargas microbianas es
completamente desechado, por lo tanto en este aspecto del proyecto no se debe
pensar solamente en la parte económica del proceso, sino principalmente en que
el producto obtenido cumpla con los estándares para poder ser un producto
comercializado. Por lo tanto las pruebas realizadas se llevaron a cabo haciendo
uso de esta solución en la cual se dejaron las semillas por un período de 15
minutos.
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60
Figura 13 Semilla durante lavado y desinfección
La semilla que se tiene en desinfección es la semilla que esta lista para ser
pelada, pero antes de pelarla se debe enjuagar para removerle los residuos de
hipoclorito y proceder a pelarla, dicho enjuague se llevo a cabo en pequeños
lotes de aproximadamente 4 Kg. que son la capacidad de la máquina peladora,
las semillas se lavaron únicamente con agua y conservando una proporción de
2 litros de agua por 1 Kg. de semilla, para conservar la humedad de la semilla y
disponer de suficiente agua para poder remover todos los residuos.
4.3.3. Remoción de la Testa
La operación de remoción de la Testa o mas conocida como operación de
pelado, se llevo a cabo en una máquina peladora de papas marca HOBART,
ésta máquina tiene una capacidad máxima de 5Kg.
Para el presente procedimiento se busca obtener una harina de excelente
calidad, para lo cual la remoción de la testa es fundamental, por lo tanto se
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61
hicieron pruebas preliminares de pelado en principio se tomaron 5 Kg. De la
semilla para aprovechar la capacidad máxima de la máquina accionándola
durante 3 minutos pero el resultado que se obtuvo fueron semillas con mucho
exceso de testa para lo cual se probo luego con 4 minutos al cabo de los
cuales se obtuvieron algunas semillas bien peladas y otras aun con excesos de
testa, entonces se probo con 5 minutos en donde el resultado obtenido fueron
semillas muy desgastadas que habían perdido por la abrasión ya un porcentaje
alto de la semilla en si, y otras semillas son algunos excesos de testa aun. En
este momento se decidió bajar la masa en el equipo, para probar si se
obtenían mejores resultados, para lo cual se adicionaron puso a operar la
máquina con 4 Kg. de semilla durante 3 minutos, luego de los cuales se
encontraron varias semillas con excesos de testa, para lo cual se probo una
vez mas pero esta vez se puso a operar la máquina por 4 minutos, luego de los
cuales se obtuvieron excelentes resultados, no se hizo la prueba con mas de 4
minutos ya que si a los 4 minutos la semilla estaba pelada completamente, lo
único que se obtiene de ahí en adelante es desgastar la semilla, por este
motivo se decidieron manejar lotes de 4Kg, y accionar la maquina durante 4
minutos mas 10 segundos de descarga por lote, ya que la manera de
descargar la máquina es mientras esta accionada abrir una compuerta por la
cual la semilla sale por la fuerza centrífuga ejercida sobre esta por la rotación.
De esta manera nos aseguramos que la testa se remueve en su totalidad y se
pueden obviar procedimientos manuales que se verían representados en altos
costos a gran escala, como es el repasado manual de lo semilla,
principalmente por la mano de obra que esto implicaría y el impacto que
tendría en cuanto a tiempos y movimientos.
De la misma manera al pensar en el escalamiento de la operación en una
primera instancia, también se plantea un manejo de la materia por lotes, esto
de igual manera para poder asegurar que la semilla quede bien pelada, debido
a que si se maneja de manera perfectamente continua pueden pasar algunas
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62
de las semillas con excesos de testa, también se sabe que deben ser lotes no
muy grandes y deben ser por un tiempo pre-establecido, para evitar
inconvenientes como los que se presentaron durante la calibración y selección
de los parámetros que se utilizaron durante la operación en planta piloto, por lo
tanto la alimentación y descarga de la maquina deben estar programadas muy
alineadamente de manera que inmediatamente se de un descarga se abra
paso a una nueva carga y un nuevo accionamiento de la máquina para
remover la testa y expulsar la semilla.
Figura 14 Máquina Peladora Marca HOBART de 5 Kg. De Capacidad vistas Exterior e Interior
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63
La maquina peladora consta de un disco de material abrasivo grueso rotatorio,
con 2 ondas, que provoca un movimiento horizontal y a su vez un salto
continuo de la semilla dentro de la máquina, causando así el desprendimiento
de la testa de la leguminosa por abrasión. Durante todo el tiempo de operación
de la máquina se debe estar suministrando agua al sistema, para de esta
manera facilitar la limpieza de la semilla que ya está pelada, y de la misma
manera facilitar la expulsión de la testa. Se recuerda que la semilla siempre
debe estar bastantemente húmeda para de esta manera prevenir que se oxide.
Figura 15 Proceso de Remoción de la Testa de la Semilla
Para hallar el porcentaje de testa en la semilla, no se peso la testa sino por el
contrario la semilla pelada, de acuerdo a la ecuación:
%100*)(__)(__%1%
gSemillaTotalPesogpeladaSemillaPesoadaSemillapelTesta =−=
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64
La testa es recogida como se observa en la Figura 10, sobre una malla, este es
el subproducto más importante de todo el proceso.
Al igual que la testa de todas las leguminosas, la testa de la semilla de
chachafruto posee alto porcentaje de fibra, pero en contraste también contiene
altos porcentajes de Taninos, los cuales son sustancias tóxicas para el
hombre, y por eso debe ser removida. Sin embargo, este subproducto del
proceso, es muy útil para las compañías procesadoras de compostaje, por lo
tanto no se debe tomar como un desperdicio, sino por el contrario como un
subproducto con aplicación en otro tipo de proceso también muy importante.
Como resultado promedio el %Testa= 18.54%. Los resultados de las tres
repeticiones que se hicieron se muestran a continuación:
Muestra No.
Testa (%)
1 18,02%
2 19,19%
3 18,42%
Tabla 10 Porcentaje De Testa En La Semilla
Una vez finalizada la operación de remoción de la testa de la semilla, se saca la
semilla como lo muestra la Figura 17. El grano fue inmediatamente llevado a un
contenedor con abundante agua para evitar en cualquier momento la oxidación
enzimática de la semilla.
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65
Figura 16 Obtención del Grano después del Pelado
4.3.4. Trituración
La trituración se comenzó a llevar a cabo manualmente, y siguiendo las
recomendaciones del tamaño y forma de picar la semilla reportadas por Doncel y
López49 para obtener mejores resultados en la deshidratación
Figura 17 Corte de la Semilla de Chachafruto para deshidratar
49 Referencia 21, Pág. 86
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66
Dado a que el picado manual no es eficiente desde ningún punto de vista cuando
se habla de procesos industriales, en este caso en el proceso de preparar la
semilla para la molienda, se decidió realizar en una maquina picadora HOBART,
de esta manera siguiendo el diseño experimental, sin embargo aunque los trozos
no fueron rodajas, si siguieron las recomendaciones mas importantes expuestas
por Doncel y López en cuanto al espesor y en su gran mayoría al tamaño, esta
variación en el uso del equipo se considera como una importante variación durante
el escalamiento del proceso para adaptarlo a un nivel de producción industrial, sin
embargo la máquina utilizada fue una maquina semi industrial pero durante las
pruebas experimentales para la obtención y análisis de resultados es un buen
componente, mucho mejor que simular haciéndolo todo a mano, ya que la
uniformidad que se logra partiendo la semilla a mano es imposible de lograr con
una máquina.
Figura 18 Máquina Picadora HOBART
La semilla es trasladada completamente húmeda hacia la picadora donde luego de
pasar por la etapa correspondiente es recogida en abundante agua también, para
de esta manera evitar la oxidación enzimática como se explico anteriormente.
La etapa de trozado o picado se llevó a cabo también por lotes de
aproximadamente 2 Kg., debido a que ésta es la capacidad máxima de la
máquina, en este caso el adicionar lotes mas pequeños no influía en los
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67
resultados ya que el cono receptor de la materia como lo muestra la Figura 19.,
deja caer por gravedad y por su misma forma la semilla hacia el fondo en donde
se encuentra un disco rotatorio con 2 cuchillas que va picando la semilla
constantemente mientras esté activado.
Figura 19 Trozado de la Semilla en la Máquina Picadora HOBART de 2 Kg. De Capacidad
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68
Una vez trozada la semilla, se dispone en unas rejillas de 46 X 34 cm., y un
espesor de cama de 4 cm. para ser llevadas al secador a deshidratación. Es
importante que en el transcurso de la picadora al secador, las semillas se
mantengan en abundante agua, y es importante que una vez se saquen del agua
se comience la deshidratación ya que si no se hace de esta manera, se puede
correr el riesgo que le crezcan hongos a la semilla, o que se oxide, y por lo tanto la
calidad de la harina disminuiría notablemente, porque se verían afectadas
característica no solamente químicas y sensoriales sino además físicas,
comenzando por el mismo color.
.
Figura 20 Bandejas listas para deshidratar
IQ-2005-II-18
69
4.3.5. Secado
La deshidratación o secado de la semilla se llevo a cabo en un secador de
bandejas, de (154 x 55 x 95) cm. de medidas exteriores y de (113 x 55 x 43) cm.
de medidas interiores, donde las bandejas tienen unas medidas de (46 x 34 x 2)
cm.
El proceso se llevo a cabo a 50ºC y a 60ºC, siguiendo las recomendaciones dadas
por Doncel y López50 quienes realizaron un estudio profundo de la mejor manera
de secar la semilla y siguiendo los planteamientos del diseño experimental.
Figura 21 Secador de platos perforados
El porcentaje de humedad de la semilla se calculó según la norma técnica
NTC2227, se peso una bandeja, luego se adicionaron semillas y se peso
nuevamente, enseguida se llevo al horno a una temperatura de 105ºC donde se
dejo durante 24hrs, luego de las cuales se peso nuevamente la bandeja con la
semilla seca y mediante la ecuación de diferencias de pesos se obtuvo la
50 Referencia 21, Pág. 86
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70
humedad real de la semilla, esta operación se llevo a cabo 3 veces y se obtuvo un
promedio que se muestra a continuación:
100*%2
2
+=
SSOH
OHH WW
WY
%89.79% =HY
Una vez se tuvo la humedad inicial de la semilla, se llevo a deshidratar, proceso
durante el cual, se tomaron los pesos de la semilla en deshidratación cada 30
minutos para de esta manera poder saber el comportamiento mediante el cual la
semilla pierde humedad y así generar la curva de secado, el proceso de secado se
tardó 8 horas, al cabo de las cuales se logra obtener la semilla con un contenido
de agua promedio de entre el 9% y el 13% en base húmeda.
Este proceso de secado se llevo a cabo 4 veces siguiendo el diseño experimental,
teniendo en cuenta el tamaño de las partículas y de la misma manera variando la
temperatura del aire de secado entre 50ºC y 60ºC. Luego de las 4 pruebas, se
procedió a realizar las respectivas replicas, para de esta manera teniendo un
duplicado poder tener mas certeza y confiabilidad en los resultados y en su
posterior análisis.
Para todas las 8 pruebas se tomaron las respectivas mediciones y datos de los
cuales se obtuvieron las respectivas curvas de secado, que coinciden con el
comportamiento de la semilla reportado por Doncel y López51.
51 Referencia 21, Pág. 87
IQ-2005-II-18
71
A continuación se encuentran los datos de las condiciones de operación optimas
seleccionadas y los datos de las demás operaciones realizadas se encuentran en
los anexos del presente proyecto.
Tiempo (h) Peso (g) %YH
0,00 502,65 79,89
0,50 421,50 76,02
1,00 369,52 72,64
1,50 273,12 62,99
2,00 228,14 55,69
2,50 170,14 40,59
3,00 145,45 30,50
3,50 129,85 22,15
4,00 123,15 17,92
4,50 119,76 15,60
5,00 116,96 13,57
5,50 116,52 13,25
6,00 116,32 13,10
6,50 115,21 12,26
7,00 115,12 12,19
7,50 115,32 12,35
8,00 112,62 10,24
Tabla 11 Variación de pesos y contenido de agua durante la deshidratación de la Semilla. Obteniendo el tamaño de partícula en la picadora y a 50ºC - Muestra 3 (b)
IQ-2005-II-18
72
Durante la deshidratación, se estuvieron midiendo y controlando las temperaturas
tanto a la entrada como a la salida del secador, es decir se mantuvieron
controladas la temperatura de entrada del aire seco y la temperatura de salida del
aire húmedo, para de esta manera controlar la temperatura del sistema. La
velocidad del aire de secado se mantuvo constante a 3m/s ya que no es una
variable manipulable en el equipo. Todo el proceso experimental se llevó a cabo
en las instalaciones de la planta de vegetales del Instituto de Ciencia y Tecnología
de Alimentos ICTA en la Universidad Nacional de Colombia, cuyas condiciones se
describen a continuación:
- Temperatura 14ºC
- Humedad Relativa HR = 80%
Figura 22 Planta de Vegetales Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos ICTA, Universidad Nacional de
Colombia, Sede Bogotá
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73
Curva de secado Picadora - T1=50ºC (b)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6Tiempo (h)
%YH
8
Gráfica 2 Curva de Secado Semilla de chachafruto (Picadora – 50ºC)
Luego de las 8 horas, la semilla se saca del secador y se esparce sobre un mesón
donde se pueda airear y enfriar para ser molida.
Figura 23 Semilla de Chachafruto Seca
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74
Si se observan los trozos detenidamente se pueden detallar los cortes en la
manera mas adecuada para un secado óptimo, según lo propuesto en estudios
anteriores, sin embargo lo mas importante en este punto del proceso, es el
espesor de los trozos de semilla, y el espesor deseado de no mas de 3 mm. Se
logró con la máquina picadora utilizada.
Figura 24 Corte en Rodajas de la Semilla Seca
4.3.6. Molienda y Tamizado
La molienda se llevo a cabo en un molino de pines que es el equipo que tiene
disponible el laboratorio de la planta de Vegetales del ICTA disponible para este
tipo de procesos, con este molino se logró obtener una harina lo suficientemente
fina que pudo ser molida de tal forma que la mayor parte de la harina paso la malla
IQ-2005-II-18
75
80 y de esta manera se consiguieron muestras de la harina dentro de los
estándares de harinas industriales a los que es pertinente realizarles análisis.
Figura 25 Vistas Cercanas del Molino, Pines y Tornillo de alimentación
El molino como se puede apreciar en la figura 25, consta de un tormillo sin fin
situado en el fondo de la boca de recepción de la materia prima, el cual
desemboca en los pines del molino.
IQ-2005-II-18
76
Al accionar el molino se nota como el amperaje se incrementa súbitamente y luego
vuelve y baja. También se observa que para controlar la operación se pueden
controlas los Ohmnios.
Figura 26 Controladores de la operación de Molienda
El molino utilizado molió finamente la semilla lo que permitió obtener una harina de
una textura excelente, en cuanto a características sensoriales.
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77
Figura 27 Vistas Posterior y Anterior del Molino de Pines
Figura 28 Molienda de la Erythrina Edulis (Chachafruto)
El propósito de moler la semilla es el de obtener la harina, poder almacenar la
semilla por mas tiempo sin que esta pierda sus excelentes cualidades
nutricionales, y sin que se vaya a dañar.
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78
Posteriormente se realizó el tamizado o granulometría. El propósito de la
granulometría además de remover posibles impurezas por diferencia de tamaño
es el de trabajar una harina que este aceptada bajo las normas internacionales y
que de la misma manera pueda ser comparada con una de esas harinas, en este
caso las harinas que se encuentran actualmente en el mercado y que son
aceptadas por las normas internacionales52 son todas aquellas que pasan malla
No. 80 por lo tanto se toman las fracciones que se encuentran retenidas en malla
No. 100, malla No. 140 y en la base, lo que nos muestra que está dentro de las
condiciones óptimas para ser analizada y comparada funcionalmente.
Para realizar la correspondiente granulometría de la harina de Erythrina Edulis
(Chachafruto) obtenida, se utilizaron los siguientes tamices:
Tamiz # Apertura nominal del Tamiz (mm)
45 0.35
60 0.25
70 0.21
80 0.18
100 0,15
140 0,10
Tabla 12 Numeración de Tamices utilizados y Tamaño de las aperturas
52 Referencia 21, Pág. 32
IQ-2005-II-18
79
Figura 29 Juego de Tamices listo para poner en el RO-TAP para realizar la granulometría
El equipo utilizado para realizar el tamizado fue un vibrador RO-TAP, el equipo
esta conformado por un compartimiento metálico donde está ubicado el motor, de
allí salen unas varillas que forman una especie de soporte, en dicho soporte se
coloca la armazón de tamices, dichos tamices fueron fabricados en 1910 en US
Bureau of Standards.
Dentro del juego de tamices que se observa en la figura 30 se puede notar que los
primeros tamices de mallas No. 45, 60 y 70 son aperturas nominales demasiado
grandes para una harina, por lo tanto se espera que los porcentajes de harina
retenidos en esos tamices sea bastante bajo. Sin embargo en el momento de
pasar la harina de Trigo, la cual únicamente se va a utilizar como un patrón para la
confiabilidad del método, se espera que por la presencia del salvado de trigo, la
retención en los tamices superiores en el caso de la harina de trigo sea mayor, ya
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80
que el tamaño de partícula del salvado de trigo es mucho mayor y el porcentaje de
salvado en el trigo es significativo.
a). b).
Figura 30 Vibrador RO – TAP a) Sin el juego de Tamices. B) Con el juego de Tamices en operación
En el mismo tamiz, se le realiza la granulometría a la harina integral de Trigo, para
de ésta manera tener una fracción comparable con la fracción de harina de
Erythrina edulis que se tiene, y de esta manera poder tener un patrón de
comportamiento en el momento de realizar el análisis proximal y los funcionales,
para este caso como se utiliza solamente como patrón para la confiabilidad del
método del análisis proximal, entonces solamente se va a trabajar con la fracción
de todo lo que pasa malla No. 80 como una sola fracción.
A continuación se observa la foto del grano de trigo integral utilizado como patrón
para el análisis de la harina de chachafruto.
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81
Figura 31 Grano de Trigo integral antes de moler
El porcentaje de retención por malla en todas las muestras fue bastante
homogéneo lo cual indica que probablemente su composición no varíe
notablemente. Sin embargo si se notó que el mas homogéneo fue el de la muestra
3 que corresponde al trozado en picadora y a la temperatura de secado numero 1
que corresponde a 50ºC. Sus porcentajes se pueden observar a continuación asi
como los resultados de la granulometría de harina de Trigo:
PORCENTAJES DE RETENCION POR MALLA MALLA Muestra 3(a) (%) Muestra 3(b) (%) Trigo
45 2.05% 2.04% 5.55% 60 5.57% 5.59% 11.12% 70 4.87% 4.91% 7.75% 80 7.32% 7.31% 16.79%
100 21.40% 21.42% 28.80% 140 32.75% 32.67% 17.76%
BASE 26.05% 26.05% 12.23% TOTAL 100.00% 100.00% 100.00%
Tabla 13 Granulometría de la Muestra 3 y su duplicado
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82
4.4. RESULTADOS
4.4.1. Secado de la Semilla: En el secado de la semilla es donde entra el diseño experimental a hacer parte,
son cuatro muestras con sus respectivos duplicados.
Durante el secado de cada una de las muestras se peso la materia para de esta
manera generar las curvas de secado.
A continuación se muestran todas las tablas de los datos tomados durante el
secado, y sus respectivas curvas de secado
Muestra 1 Rodajas - 50ºC Muestra 2 Rodajas - 60ºC Muestra 3 Picadora - 50ºC Muestra 4 Picadora - 60ºC
1) Muestra 1- 50ºC y Rodajas
a)
Curva de Secado Rodajas - T1=50ºC (a)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6 8Tiempo (h)
%YH
Gráfica 3 Curva de Secado Semilla de chachafruto (Rodajas – 50ºC (a))
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83
b)
Curva de Secado - Rodajas - T1=50ºC (b)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6Tiempo (h)
%YH
8
Gráfica 4 Curva de Secado Semilla de chachafruto (Rodajas – 50ºC (b))
2) Muestra 2 - 60ºC y Rodajas
a)
Curva de Secado Rodajas - T2=60ºC (a)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6Tiempo (h)
%YH
8
Gráfica 5 Curva de Secado Semilla de chachafruto (Rodajas – 60ºC (a))
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84
b)
Curva de Secado Rodajas - T2=60ºC (b)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6Tiempo (h)
%YH
8
Gráfica 6 Curva de Secado Semilla de chachafruto (Rodajas – 60ºC (b))
3) Muestra 3 - 50ºC y Picadora
a)
Curva de Secado Picadora - T1=50ºC (a)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6 8Tiempo (h)
%YH
Gráfica 7 Curva de Secado Semilla de chachafruto (Picadora – 50ºC (a))
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85
b)
Curva de secado Picadora - T1=50ºC (b)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6Tiempo (h)
%YH
8
Gráfica 8 Curva de Secado Semilla de chachafruto (Picadora – 50ºC (b))
4) Muestra 4 - 60ºC y Picadora
a)
Curva de Secado Picadora - T2=60ºC (a)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6Tiempo (h)
%YH
8
Gráfica 9 Curva de Secado Semilla de chachafruto (Picadora – 60ºC (a))
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86
b)
Curva de Secado Picadora - T2=60ºC (b)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6 8Tiempo (h)
%YH
Gráfica 10 Curva de Secado Semilla de chachafruto (Picadora – 60ºC (b))
4.4.2. Tamizado de la Semilla Para el tamizado de la semilla, se tuvo como patrón el comportamiento de la harina integral de trigo obtenida en el laboratorio.
Muestra 1 Rodajas - 50ºC
Muestra 2 Rodajas - 60ºC
Muestra 3 Picadora - 50ºC
Muestra 4 Picadora - 60ºC
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87
HARINA DE CHACHAFRUTO
MALLA Muestra 1(a) (g.)
Muestra 1(b) (g.)
Muestra 2(a) (g.)
Muestra 2(b) (g.)
Muestra 3(a) (g.)
Muestra 3(b) (g.)
Muestra 4(a) (g.)
Muestra 4(b) (g.)
45 10,00 9,90 10,30 10,40 10,20 10,20 10,50 9,80
60 26,90 26,60 29,10 28,60 27,80 27,90 27,80 28,30
70 23,70 22,20 25,20 26,10 24,30 24,50 26,30 24,20
80 37,40 35,40 35,70 37,60 36,50 36,50 36,50 36,50
100 106,10 107,40 106,30 107,50 106,70 106,90 107,10 107,00
140 163,40 167,80 162,10 158,70 163,30 163,00 161,20 164,20
BASE 130,60 129,20 130,30 130,50 129,90 130,00 129,40 129,60
TOTALES 498,10 498,50 499,00 499,40 498,70 499,00 498,80 499,60
Tabla 14 Pesos de las muestras retenidas por malla (Chachafruto)
PORCENTAJES DE RETENCION POR MALLA
MALLA Muestra 1(a) (%)
Muestra 1(b) (%)
Muestra 2(a) (%)
Muestra 2(b) (%)
Muestra 3(a) (%)
Muestra 3(b) (%)
Muestra 4(a) (%)
Muestra 4(b) (%)
45 2,01% 1,99% 2,06% 2,08% 2,05% 2,04% 2,11% 1,96%
60 5,40% 5,34% 5,83% 5,73% 5,57% 5,59% 5,57% 5,66%
70 4,76% 4,45% 5,05% 5,23% 4,87% 4,91% 5,27% 4,84%
80 7,51% 7,10% 7,15% 7,53% 7,32% 7,31% 7,32% 7,31%
100 21,30% 21,54% 21,30% 21,53% 21,40% 21,42% 21,47% 21,42%
140 32,80% 33,66% 32,48% 31,78% 32,75% 32,67% 32,32% 32,87%
BASE 26,22% 25,92% 26,11% 26,13% 26,05% 26,05% 25,94% 25,94%
Tabla 15 Porcentajes de retención por malla
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88
Porcentajes de harina integral de Chachafruto pasada por mallas
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140
Malla No.
%
M uestra 1(a) (g.) M uestra 1(b) (g.) M uestra 2(a) (g.) M uestra 2(b) (g.)
M uestra 3(a) (%) M uestra 3(b) (%) M uestra 4(a) (g.) M uestra 4(b) (g.)
Gráfica 11 Porcentajes de harina integral de Chachafruto pasadas por malla
MALLA g. g. TOTAL PORCENTAJE
45 26,60 27,50 83,10 5,55%
60 54,60
HARINA DE TRIGO
g.
29,00
56,50 55,50 166,60 11,12%
70 36,80 38,70 40,60 116,10 7,75%
80 83,40 84,60 83,60 251,60 16,79%
100 144,30 143,60 143,60 431,50 28,80%
140 90,40 88,50 87,20 17,76%
BASE 60,90 60,80 61,60 183,30 12,23%
TOTALES 499,40 499,30 499,60 1498,30 100,00%
266,10
Tabla 16 Pesos de las muestras retenidas por malla (Trigo)
IQ-2005-II-18
89
Porcentajes de harina integral de Trigo pasada por mallas
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140
Malla No.
%
Harina Integral de Trigo
Gráfica 12 Porcentajes de harina integral de Trigo pasadas por malla
4.4.3. Análisis Proximal Para el análisis proximal se tenían las 8 muestras y de cada una de las 8 muestras
se tenían las 3 fracciones que pasaron malla No.80, por lo tanto se tenían un total
de 24 muestras para analizar con duplicado para mayor certeza, sin embargo, por
ser estas unas pruebas tan costosas se decidió realizar un análisis preliminar de
las 3 fracciones para ver si había mucha diferencia, la cual no hubo, por lo tanto
las 7 muestras restantes se analizaron como una sola fracción todo lo que paso
malla No.80. con sus respectivos duplicados, es decir se hicieron 14 análisis, y los
resultados se muestran a continuación.
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90
HUMEDAD Muestra 1 (a) Fracción retenida en malla 100
Peso Crisol Peso
Muestra Peso crisol + muestra final WH2O Wss %YH %YH(Promedio)
31,3035 3,0001 34,0025 0,3011 2,699 10,04%
30,9654 3,0002 33,6542 0,3114 2,6888 10,38% 10,21%
Muestra 1 (a) Fracción retenida en malla 140
Peso Crisol Peso
Muestra Peso crisol + muestra final WH2O Wss %YH %YH(Promedio)
26,9584 3,0016 29,6532 0,3068 2,6948 10,22%
31,5845 3,0002 34,2557 0,329 2,6712 10,97% 10,59%
Muestra 1 (a) Fracción retenida en Base
Peso Crisol Peso
Muestra Peso crisol + muestra final WH2O Wss %YH %YH(Promedio)
31,0524 3,0009 33,7633 0,29 2,7109 9,66%
31,3115 3,0012 33,9913 0,3214 2,6798 10,71% 10,19%
CENIZAS
Muestra 1 (a) Fracción retenida en malla 100
Peso Crisol WMuestra
Peso crisol + muestra final Wresiduo %Cenizas %Cenizas(Promedio)
31,0758 4,0001 31,3432 0,2674 6,68% 31,3038 4,0017 31,5325 0,2287 5,72%
6,20%
Muestra 1 (a) Fracción retenida en malla 140
Peso Crisol
Peso Muestra
Peso crisol + muestra final WH2O %Cenizas %Cenizas(Promedio)
31,6707 4,0002 31,9169 0,2462 6,15% 26,9686 4,0015 27,2401 0,2715 6,78%
6,47%
100*% Re
=
Muestra
siduo
WWCenizas
100*%2
2
+=
SSOH
OHH WW
WY
IQ-2005-II-18
91
Muestra 1 (a) Fracción retenida en Base
Peso Crisol
Peso Muestra
Peso crisol + muestra final WH2O %Cenizas %Cenizas(Promedio)
31,0631 4,0012 31,3143 0,2512 6,28% 31,3022 4,0001 31,5632 0,261 6,52%
6,40%
GRASA (EXTRACTO ETÉREO)
Muestra 1 (a) Fracción retenida en malla 100 WMuestra WExtracto Etéreo %Extracto Etéreo %Extracto Etéreo(Promedio) 2,0011 0,0345 1,72% 2,0001 0,0331 1,65%
1,69%
Muestra 1 (a) Fracción retenida en malla 140 WMuestra WExtracto Etéreo %Extracto Etéreo %Extracto Etéreo(Promedio) 2,0013 0,0343 1,71% 2,0015 0,0349 1,74%
1,73%
Muestra 1 (a) Fracción retenida en Base WMuestra WExtracto Etéreo %Extracto Etéreo %Extracto Etéreo(Promedio) 2,0002 0,0339 1,69% 2,0001 0,0342 1,71%
1,70%
100*%
=
Muestra
Fibra
WWFibra
FIBRA
Muestra 1 (a) Fracción retenida en malla 100
WMuestra WFibra %Fibra %Fibra(Promedio) 2,0003 0,1213 6,06% 2,0016 0,1324 6,61%
6,34%
Muestra 1 (a) Fracción retenida en malla 140
WMuestra WFibra %Fibra %Fibra(Promedio) 2,0001 0,1201 6,00% 2,0012 0,1296 6,48%
6,24%
100*%
=
Muestra
éreoExtractoEt
WWéreoExtractoEt
IQ-2005-II-18
92
Muestra 1 (a) Fracción retenida en Base
WMuestra WFibra %Fibra %Fibra(Promedio) 2,0011 0,1311 6,55% 2,0015 0,1237 6,18%
6,37%
PROTEINA (KJELDAHL) Muestra 1 (a) Fracción retenida en malla 100
Factor 6,25
WMuestra WCatalizador HCl (L) Concentracion HCl
(N) %Proteina %Proteína(Promedio)
0,6435 6 0,0163 0,1 22,16% 0,6543 6 0,0158 0,1 21,13%
21,65%
Muestra 1 (a) Fracción retenida en malla 140
WMuestra WCatalizador HCl (L) Concentracion HCl
(N) %Proteina %Proteína(Promedio)
0,6713 6 0,0157 0,1 20,46% 0,6762 6 0,0162 0,1 20,96%
20,71%
Muestra 1 (a) Fracción retenida en Base
WMuestra WCatalizador HCl (L) Concentracion HCl
(N) %Proteina %Proteína(Promedio)
0,6652 6 0,0159 0,1 20,91% 0,6539 6 0,0161 0,1 21,54%
21,23%
100*25.6*1000
**Pr% )(
= esEquivalentNHClHcl NCV
oteína
CARBOHIDRATOS Muestra 1 (a) Fracción retenida en malla 100
%YH(P) %Cenizas(P) %Grasa(P) %Fibra(P) %Proteína(P) %Carbohidratos(P)
10,21% 6,20% 1,69% 6,34% 21,65% 53,92%
IQ-2005-II-18
93
Muestra 1 (a) Fracción retenida en malla 140
%YH(P) %Cenizas(P) %Grasa(P) %Fibra(P) %Proteína(P) %Carbohidratos(P)
10,59% 6,47% 1,73% 6,24% 20,71% 54,25%
Muestra 1 (a) Fracción retenida en Base
%YH(P) %Cenizas(P) %Grasa(P) %Fibra(P) %Proteína(P) %Carbohidratos(P)
10,19% 6,40% 1,70% 6,37% 21,23% 54,11%
Desviaciones de los resultados de la muestra rodajas - 50ºC
0.02
0.11
0.040.02
0.090.03
0
10
20
30
40
50
60
%YH(P) %Cen(P) %Gras(P) %Fib(P) %Prot(P) %Carb(P)
Composición
%
No. 100 No. 140 Base Var
Gráfica 13 Desviaciones de los resultados de las muestra Rodajas – 50ºC
Finalmente se realizó el análisis ANOVA y posteriormente con base a esos datos
se realizó el TUKEY-KRAMER y los resultados son los siguientes:
IQ-2005-II-18
94
HUMEDAD
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de los cuadrados F Probabilidad Valor crítico
para F Entre grupos 0.004901004 2 0.002450502 0.011971774 0.98814656 9.552094496Dentro de los grupos 0.614069908 3 0.204689969 Total 0.618970912 5
Absolute Std. Error CriticalComparison
Difference of Difference RangeResults
Group 1 to Group 2 0.054111 0.31991403 1.8907 Means are not different
Group 1 to Group 3 0.011412 0.31991403 1.8907 Means are not different
Group 2 to Group 3 0.065523 0.31991403 1.8907 Means are not different
CENIZAS
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de los cuadrados F Probabilidad
Valor crítico para
F Entre grupos 0.00160586 2 0.000802929 0.817158 0.52083874 9.5520945Dentro de los grupos 0.00294776 3 0.000982587 Total 0.00455362 5
Absolute Std. Error CriticalComparison Difference of Difference Range
Results
Group 1 to Group 2 0.039305 0.02216514 0.131 Means are not different Group 1 to Group 3 0.012888 0.02216514 0.131 Means are not different Group 2 to Group 3 0.026417 0.02216514 0.131 Means are not different
GRASA
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de los
cuadrados F Probabilidad Valor crítico
para F
Entre grupos 0.00160586 2 0.000802929 0.8171585 0.52083874 9.5520945Dentro de los grupos 0.00294776 3 0.000982587 Total 0.00455362 5
IQ-2005-II-18
95
Absolute Std. Error CriticalComparison Difference of Difference Range
Results
Group 1 to Group 2 0.039305 0.02216514 0.1317 Means are not different Group 1 to Group 3 0.012888 0.02216514 0.1317 Means are not different Group 2 to Group 3 0.026417 0.02216514 0.1317 Means are not different
FIBRA
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de
libertad
Promedio de los
cuadrados F Probabilidad Valor crítico
para F
Entre grupos 0.00579828 2 0.002899142 0.0312185 0.96957436 9.552094496Dentro de los grupos 0.2785982 3 0.092866067 Total 0.28439649 5
Absolute Std. Error CriticalComparison Difference of Difference Range
Results
Group 1 to Group 2 0.029008 0.21548326 1.2735 Means are not different Group 1 to Group 3 0.046469 0.21548326 1.2735 Means are not different Group 2 to Group 3 0.075476 0.21548326 1.2735 Means are not different
PROTEINAS
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de
libertad
Promedio de los
cuadrados F Probabilidad
Valor crítico para F
Entre grupos 0.04678709 2 0.023393543 0.04388985 0.95766236 9.5520945Dentro de los grupos 1.5990172 3 0.533005734 Total 1.64580429 5
Absolute Std. Error CriticalComparison Difference of Difference Range
Results
Group 1 to Group 2 0.216284 0.51623916 3.051 Means are not different Group 1 to Group 3 0.110642 0.51623916 3.051 Means are not different Group 2 to Group 3 0.105642 0.51623916 3.051 Means are not different
IQ-2005-II-18
96
CARBOHIDRATOS
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de los cuadrados F Probabilidad
Valor crítico para
F Entre grupos 0.2979 2 0.14895 0.11975077 0.89117829 9.5520945Dentro de los grupos 3.7315 3 1.243833333 Total 4.0294 5
Absolute Std. Error CriticalComparison Difference of Difference Range
Results
Group 1 to Group 2 0.015 0.78861693 4.6607 Means are not different Group 1 to Group 3 0.465 0.78861693 4.6607 Means are not different Group 2 to Group 3 0.48 0.78861693 4.6607 Means are not different
Como se observa en el análisis las muestras no difieren entre si en gran manera
es decir la variación entre fracciones no es significativa por esta razón las demás
muestras no se dividieron por fracciones y los resultados se muestran a
continuación.
HUMEDAD
Muestra 1 (b) y duplicado
Peso Crisol Peso
Muestra Peso crisol + muestra final WH2O Wss %YH %YH(Promedio)
31,6435 3,0012 34,3406 0,3041 2,6971 10,13% 31,0654 3,0002 33,7515 0,3141 2,6861 10,47%
10,30%
Muestra 2 (a) y duplicado
Peso Crisol Peso
Muestra Peso crisol + muestra final WH2O Wss %YH %YH(Promedio)
31,6253 3,0001 34,3531 0,2723 2,7278 9,08% 31,5862 3,0019 34,3287 0,2594 2,7425 8,64%
8,86%
100*%2
2
+=
SSOH
OHH WW
WY
IQ-2005-II-18
97
Muestra 2 (b) y duplicado
Peso Crisol Peso
Muestra Peso crisol + muestra final WH2O Wss %YH %YH(Promedio)
30,9584 3,0018 33,6979 0,2623 2,7395 8,74% 27,5236 3,0011 30,2813 0,2434 2,7577 8,11%
8,42%
Muestra 3 (a) y duplicado
Peso Crisol Peso
Muestra Peso crisol + muestra final WH2O Wss %YH %YH(Promedio)
31,2564 3,0001 33,9325 0,324 2,6761 10,80% 31,4521 3,0012 34,1365 0,3168 2,6844 10,56%
10,68%
Muestra 3 (b) y duplicado
Peso Crisol Peso
Muestra Peso crisol + muestra final WH2O Wss %YH %YH(Promedio)
31,0657 3,0009 33,7633 0,3033 2,6976 10,11% 31,2495 3,0006 33,9313 0,3188 2,6818 10,62%
10,37%
Muestra 4 (a) y duplicado
Peso Crisol Peso
Muestra Peso crisol + muestra final WH2O Wss %YH %YH(Promedio)
26,9586 3,0016 29,6942 0,266 2,7356 8,86% 31,2546 3,0001 33,9895 0,2652 2,7349 8,84%
8,85%
Muestra 4 (b) y duplicado
Peso Crisol Peso
Muestra Peso crisol + muestra final WH2O Wss %YH %YH(Promedio)
30,6954 3,0005 33,4033 0,2926 2,7079 9,75% 31,0425 3,0014 33,77313 0,27077 2,73063 9,02%
9,39%
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de los cuadrados F Probabilidad Valor crítico
para F Entre grupos 4.8635 3 1.621166667 22.00429816 0.006002362 6.591382117Dentro de los
grupos 0.2947 4 0.073675
Total 5.1582 7
IQ-2005-II-18
98
Absolute Std. Error Critical Comparison Difference of Difference Range Results
Group 1 to Group 2 1.615 0.19193098 1.1055 Means are different Group 1 to Group 3 0.27 0.19193098 1.1055 Means are not different Group 1 to Group 4 1.135 0.19193098 1.1055 Means are different Group 2 to Group 3 1.885 0.19193098 1.1055 Means are different Group 2 to Group 4 0.48 0.19193098 1.1055 Means are not different Group 3 to Group 4 1.405 0.19193098 1.1055 Means are different
CENIZAS
Muestra 1 (b) y duplicado
Peso Crisol WMuestra
Peso crisol + muestra final Wresiduo %Cenizas %Cenizas(Promedio)
31,6253 4,0005 31,8753 0,25 6,25% 31,2054 4,0011 31,4502 0,2448 6,12%
6,18%
Muestra 2 (a) y duplicado
Peso Crisol
Peso Muestra
Peso crisol + muestra final WH2O %Cenizas %Cenizas(Promedio)
30,8465 4,0001 31,1081 0,2616 6,54% 31,0589 4,0003 31,3245 0,2656 6,64%
6,59%
Muestra 2 (b) y duplicado
Peso Crisol
Peso Muestra
Peso crisol + muestra final WH2O %Cenizas %Cenizas(Promedio)
27,0256 4,0015 27,2998 0,2742 6,85% 31,6982 4,0003 31,9658 0,2676 6,69%
6,77%
Muestra 3 (a) y duplicado
Peso Crisol
Peso Muestra
Peso crisol + muestra final WH2O %Cenizas(Promedio)
30,9565 4,0001 31,2025 0,246 6,15% 31,2563 4,0012
6,11%
100*% Re
=
Muestra
siduo
WW
Cenizas
%Cenizas
31,4993 0,243 6,07%
IQ-2005-II-18
99
Muestra 3 (b) y duplicado
Peso Crisol
Peso Muestra
Peso crisol + muestra final WH2O %Cenizas %Cenizas(Promedio)
31,0589 4,0002 31,3038 0,2449 6,12% 31,4256 4,0006 31,6628 0,2372 5,93%
6,03%
Muestra 4 (a) y duplicado
Peso Crisol
Peso Muestra
Peso crisol + muestra final WH2O %Cenizas %Cenizas(Promedio)
31,6589 4,0011 31,9169 0,258 6,45% 30,9658 4,0013 31,2365 0,2707 6,77%
6,61%
Muestra 4 (b) y duplicado
Peso Crisol
Peso Muestra
Peso crisol + muestra final WH2O %Cenizas %Cenizas(Promedio)
31,2012 4,0007 31,4643 0,2631 6,58% 30,9658 4,0001 31,2432 0,2774 6,93%
6,76%
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de los cuadrados F Probabilidad Valor crítico
para F Entre grupos 0.3283 3 0.109433333 8.306135357 0.034173939 6.591382117Dentro de los
grupos 0.0527 4 0.013175
Total 0.381 7
Absolute Std. Error Critical Comparison Difference of Difference Range Results
Group 1 to Group 2 0.395 0.08116342 0.4675 Means are not different Group 1 to Group 3 0.015 0.08116342 0.4675 Means are not different Group 1 to Group 4 0.4 0.08116342 0.4675 Means are not different Group 2 to Group 3 0.41 0.08116342 0.4675 Means are not different Group 2 to Group 4 0.005 0.08116342 0.4675 Means are not different Group 3 to Group 4 0.415 0.08116342 0.4675 Means are not different
IQ-2005-II-18
100
GRASA (EXTRACTO ETÉREO) Muestra 1 (b) y duplicado
WMuestra WExtracto Etéreo %Extracto Etéreo %Extracto
Etéreo(Promedio) 2,0001 0,0323 1,61% 2,0003 0,0325 1,62%
1,62%
Muestra 2 (a) y duplicado
WMuestra WExtracto Etéreo %Extracto Etéreo %Extracto
Etéreo(Promedio) 2,0006 0,0341 1,70% 2,0001 0,0347 1,73%
1,72%
Muestra 2 (b) y duplicado
WMuestra WExtracto Etéreo %Extracto Etéreo %Extracto
Etéreo(Promedio) 2,0012 0,0342 1,71% 2,0011 0,0346 1,73%
1,72%
Muestra 3 (a) y duplicado
WMuestra WExtracto Etéreo %Extracto Etéreo %Extracto
Etéreo(Promedio) 2,0002 0,0318 1,59% 2,0016 0,0325 1,62%
1,61%
Muestra 3 (b) y duplicado
WMuestra WExtracto Etéreo %Extracto Etéreo %Extracto
Etéreo(Promedio) 2,0013 0,0329 1,64% 2,0008 0,0331 1,65%
1,65%
Muestra 4 (a) y duplicado
WMuestra WExtracto Etéreo %Extracto Etéreo %Extracto
Etéreo(Promedio) 2,0006 0,0347 1,73% 2,001 0,0345 1,72%
1,73%
100*%
=
Muestra
éreoExtractoEt
WWéreoExtractoEt
IQ-2005-II-18
101
Muestra 4 (b) y duplicado
WMuestra WExtracto Etéreo %Extracto Etéreo %Extracto
Etéreo(Promedio) 2,0003 0,0346 1,73% 2,0009 0,0351 1,75%
1,74%
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de
libertad
Promedio de los cuadrados F Probabilidad Valor crítico
para F
Entre grupos 0.0055 3 0.001833333 1.705426357 0.302840403 6.59138212Dentro de los grupos 0.0043 4 0.001075
Total 0.0098 7
Absolute Std. Error Critical Comparison Difference of Difference Range Results
Group 1 to Group 2 0.055 0.02318405 0.1335 Means are not different Group 1 to Group 3 0.035 0.02318405 0.1335 Means are not different Group 1 to Group 4 0.07 0.02318405 0.1335 Means are not different Group 2 to Group 3 0.02 0.02318405 0.1335 Means are not different Group 2 to Group 4 0.015 0.02318405 0.1335 Means are not different Group 3 to Group 4 0.035 0.02318405 0.1335 Means are not different
FIBRA
Muestra 1 (b) y duplicado
WMuestra WFibra %Fibra %Fibra(Promedio) 2,0001 0,1256 6,28% 2,0007 0,1214 6,07%
6,17%
Muestra 2 (a) y duplicado
WMuestra WFibra %Fibra %Fibra(Promedio) 2,0006 0,1263 6,31% 2,0001 0,1225 6,12%
6,22%
e
100*%
=
Mu stra
Fibra
WW
Fibra
IQ-2005-II-18
102
Muestra 2 (b) y duplicado
WMuestra WFibra %Fibra %Fibra(Promedio) 2,0008 0,1256 6,28% 2,0003 0,1252 6,26%
6,27%
Muestra 3 (a) y duplicado
W Muestra WFibra %Fibra %Fibra(Promedio) 2,0011 0,1221 6,10% 2,0003 0,1291 6,45%
6,28%
Muestra 3 (b) y duplicado
WMuestra WFibra %Fibra %Fibra(Promedio) 2,0009 0,1245 6,22% 2,0016 0,1256 6,27%
6,25%
Muestra 4 (a) y duplicado
WMuestra WFibra %Fibra %Fibra(Promedio) 2,0011 0,1223 6,11% 2,0013 0,1276 6,38%
6,24%
Muestra 4 (b) y duplicado
WMuestra WFibra %Fibra %Fibra(Promedio) 2,0014 0,1311 6,55% 2,0007 0,1354 6,77%
6,66%
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de los
cuadrados F Probabilidad Valor crítico
para F
Entre grupos 0.05845 3 0.019483333 0.758844531 0.572744947 6.59138212Dentro de los
grupos 0.1027 4 0.025675
Total 0.16115 7
IQ-2005-II-18
103
Absolute Std. Error CriticalComparison Difference of Difference Range
Results
Group 1 to Group 2 0.005 0.11330269 0.6526 Means are not different Group 1 to Group 3 0.015 0.11330269 0.6526 Means are not different Group 1 to Group 4 0.2 0.11330269 0.6526 Means are not different Group 2 to Group 3 0.02 0.11330269 0.6526 Means are not different Group 2 to Group 4 0.205 0.11330269 0.6526 Means are not different Group 3 to Group 4 0.185 0.11330269 0.6526 Means are not different
PROTEINA (KJELDAHL)
Muestra 1 (b) y duplicado Factor 6,25
WMuestra WCatalizador HCl (L) Concentracion HCl (N) %Proteina %Proteína(Promedio) 0,6489 6 0,0164 0,1 22,11% 0,6325 6 0,0159 0,1 22,00%
22,06%
Muestra 2 (a) y duplicado WMuestra WCatalizador HCl (L) Concentracion HCl (N) %Proteina %Proteína(Promedio) 0,6954 6 0,0155 0,1 19,50% 0,6645 6 0,0148 0,1 19,49%
19,50%
Muestra 2 (b) y duplicado WMuestra WCatalizador HCl (L) Concentracion HCl (N) %Proteina %Proteína(Promedio) 0,6445 6 0,0151 0,1 20,50% 0,6942 6 0,0156 0,1 19,66%
20,08%
Muestra 3 (a) y duplicado WMuestra WCatalizador HCl (L) Concentracion HCl (N) %Proteina %Proteína(Promedio) 0,6325 6 0,0158 0,1 21,86% 0,6598 6 0,0166 0,1 22,01%
21,94%
100*25.6*1000
**Pr% )(
= esEquivalentNHClHcl NCV
oteína
IQ-2005-II-18
104
Muestra 3 (b) y duplicado WMuestra WCatalizador HCl (L) Concentracion HCl (N) %Proteina %Proteína(Promedio) 0,6749 6 0,0162 0,1 21,00% 0,6145 6 0,0148 0,1 21,07%
21,04%
Muestra 4 (a) y duplicado WMuestra WCatalizador HCl (L) Concentracion HCl (N) %Proteina %Proteína(Promedio) 0,6952 6 0,0159 0,1 20,01% 0,6259 6 0,0142 0,1 19,85%
19,93%
Muestra 4 (b) y duplicado WMuestra WCatalizador HCl (L) Concentracion HCl (N) %Proteina %Proteína(Promedio) 0,6752 6 0,0163 0,1 21,12% 0,6985 6 0,0159 0,1 19,92%
20,52%
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de
libertad
Promedio de los cuadrados F Probabilidad Valor crítico
para F
Entre grupos 5.01245 3 1.670816667 5.936987356 0.05906413 6.591382117Dentro de los grupos 1.1257 4 0.281425
Total 6.13815 7
Absolute Std. Error CriticalComparison Difference of Difference Range
Results
Group 1 to Group 2 1.835 0.37511665 2.1607 Means are not different Group 1 to Group 3 0.135 0.37511665 2.1607 Means are not different Group 1 to Group 4 1.4 0.37511665 2.1607 Means are not different Group 2 to Group 3 1.7 0.37511665 2.1607 Means are not different Group 2 to Group 4 0.435 0.37511665 2.1607 Means are not different Group 3 to Group 4 1.265 0.37511665 2.1607 Means are not different
CARBOHIDRATOS Muestra 1 (b) y duplicado
%YH(P) %Cenizas(P) %Extracto Etéreo(P) %Fibra(P) %Proteína(P) %Carbohidratos(P)
10,30% 6,18% 1,62% 6,17% 22,06% 53,67%
IQ-2005-II-18
105
Muestra 2 (a) y duplicado %YH(P) %Cenizas(P) %Extracto Etéreo(P) %Fibra(P) %Proteína(P) %Carbohidratos(P)
8,86% 6,59% 1,72% 6,22% 19,50% 57,12%
Muestra 2 (b) y duplicado %YH(P) %Cenizas(P) %Extracto Etéreo(P) %Fibra(P) %Proteína(P) %Carbohidratos(P)
8,42% 6,77% 1,72% 6,27% 20,08% 56,74%
Muestra 3 (a) y duplicado %YH(P) %Cenizas(P) %Extracto Etéreo(P) %Fibra(P) %Proteína(P) %Carbohidratos(P)
10,68% 6,11% 1,61% 6,28% 21,94% 53,39%
Muestra 3 (b) y duplicado %YH(P) %Cenizas(P) %Extracto Etéreo(P) %Fibra(P) %Proteína(P) %Carbohidratos(P)
10,37% 6,03% 1,65% 6,25% 21,04% 54,67%
Muestra 4 (a) y duplicado %YH(P) %Cenizas(P) %Extracto Etéreo(P) %Fibra(P) %Proteína(P) %Carbohidratos(P)
8,85% 6,61% 19,93% 1,73% 6,24% 56,64%
Muestra 4 (b) y duplicado %YH(P) %Cenizas(P) %Extracto Etéreo(P) %Fibra(P) %Proteína(P) %Carbohidratos(P)
9,39% 6,76% 1,74% 6,66% 20,52% 54,94%
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de
libertad
Promedio de los
cuadrados F Probabilidad Valor crítico
para F
Entre grupos 14.0528375 3 4.684279167 7.415794299 0.041266613 6.59138212Dentro de los grupos 2.52665 4 0.6316625
Total 16.5794875 7
IQ-2005-II-18
106
Absolute Std. Error CriticalComparison Difference of Difference Range
Results
Group 1 to Group 2 3.01 0.56198866 3.2371 Means are not different Group 1 to Group 3 0.165 0.56198866 3.2371 Means are not different Group 1 to Group 4 1.87 0.56198866 3.2371 Means are not different Group 2 to Group 3 3.175 0.56198866 3.2371 Means are not different Group 2 to Group 4 1.14 0.56198866 3.2371 Means are not different Group 3 to Group 4 2.035 0.56198866 3.2371 Means are not different
• Análisis Funcionales
IAL – ÍNDICE DE ADSORCION DE LÍPIDOS
Este Índice representa la cantidad de mL adsorbidos por 100 gramos de
concentrado proteico.
CRA – CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA
Este Índice se realiza siguiendo los mismos pasos del IAL pero con agua.
Para determinarlo, es necesario adicionar un exceso de aceite vegetal, a la
muestra que debe ser entre 1 y 3 g, luego se debe agitar por 1 minuto, depuse se
debe dejar en reposo por 30 minutos a 24ºC, posteriormente se centrifugan a 5000
rpm durante 15 minutos, en este momento se mide el volumen sobrenadante o
excedente.
INDICE DE ADSORCIÓN DE LÍPIDOS (IAL)
MUESTRA W Tubo(g) W Muestra(g) V Aceite (mL) V Aceite excedente (mL) V Aceite Adsorbido(mL) IAL
1 (a) 12,1236 2,0001 20 14,8 5,2 2,60 1 (b) 12,0365 2,0015 20 2,40 15,2 4,8 2 (a) 12,6352 2,0012 20 15,4 4,6 2,30 2 (b) 12,6245 2,0006 20 14,8 5,2 2,60 3 (a) 12,1542 2,0003 20 15,3 4,7 2,35
12,1852 2,0006 20 14,6 5,4 4 (a) 12,2158 2,0011 20 14 6 3,00 4 (b) 12,2395 2,0012 20 14,6 5,4 2,70
MuestragrbidoAceiteAdsomLIAA
__
=
3 (b) 2,70
IQ-2005-II-18
107
CAPACIDAD DE RETENCION DE AGUA (CRA)
MUESTRA W Tubo(g) W Muestra(g) V Agua (mL) V Agua no retenida (mL) V Agua Retenida (mL) CRA
1 (a) 12,1852 2,0003 20 12,8 7,2 3,60 1 (b) 12,1521 2,0011 20 12,6 7,4 3,70 2 (a) 12,2643 2,0013 20 12,9 7,1 3,55 2 (b) 12,3465 2,0012 20 13,4 6,6 3,30 3 (a) 12,2563 2,0005 20 13,5 6,5 3,25 3 (b) 12,0256 2,0002 20 13,2 6,8 3,40 4 (a) 12,1423 2,0003 20 13,1 6,9 3,45
12,3254 2,0006 20 12,8 7,2
Mu
estragtenidosAguamLCRA
_Re__
=
4 (b) 3,60
4.5. DISEÑO PRELIMINAR DE LA PLANTA
Para el diseño preliminar de la planta se tienen en cuenta las condiciones
utilizadas para la obtención de la muestra No. 3, para la cual el tamaño de
partícula fue el obtenido por la picadora y la temperatura de secado fue de 50ºC,
esto debido a que según todos los resultados las mejores condiciones de
operación y de producto se obtuvieron con esta muestra.
Según las muestras obtenidas a partir de la semilla procesada en el laboratorio, se
tiene un rendimiento del 40% en promedio, es decir de 30 Kg. de semilla
procesados se obtienen 12 Kg. de harina. Estos datos coinciden con los
reportados por la literatura basados en estudios anteriores53.
De acuerdo al bajo rendimiento de la harina, para la ubicación de la planta se
piensa que se debe tener en cuenta el transporte bien sea de esta o de las
materias primas, ya que si se ubica lejos de las plantaciones se deben estar
entonces transportando grandes cantidades de semilla para luego ser distribuida
la harina, motivo por el cual se prefiere ubicar la planta en un lugar cerca de donde
53 Referencia 20, Pág. 120
IQ-2005-II-18
108
están los cultivos, para de esta manera bajar los costos por transporte ya que los
Kilos de harina procesada a transportar van a ser mucho menores después de la
deshidratación del producto.
Sin Embargo esto se puede ver mucho más claramente en la siguiente matriz, que
es una matriz para una ubicación preliminar de la planta, donde se tienen en
cuenta básicamente las localidades más conocidas que cultivan la semilla, y las
localidades principales que consumirían el producto.
Aquí se tienen en cuenta otros aspectos que también se consideran importantes al
momento de decidir la ubicación final. Como es el impacto social, el cual se espera
que tenga una muy buena aceptación por ser un producto nutricional, también se
espera una buena aceptación porque se esta generando empleo y son localidades
que cuentan con el personal que se necesita para las operaciones.
VALLE BOYACA CUNDINAMARCA
Materias primas
5 3 1
Mercados Venta
2 2 5
Competencia 5 5 4
Clima 3 3 3
Medios de Transporte
2 2 5
Disponibilidad de agua
5 5 5
Disponibilidad mano de obra
4 5 5
Costos de Transporte
5 5 1
Seguridad 4 4 4
TOTAL 35 34 33
IQ-2005-II-18
109
Tabla 17 Matriz preliminar de decisión de ubicación de la Planta
Teniendo los datos anteriores y los resultados obtenidos durante la fase
experimental del proyecto, se desarrollaron los diagramas de bloques de flujo y de
tubería e instrumentación del proceso, los cuales se presentan a continuación.
4.5.1. Diagrama de bloques del proceso
4.5.2. Análisis económico
Según la ONG CULTIVEMOS y datos recogidos por los estudiantes de la
Universidad Nacional de Colombia (Ovalle y Rincón), se tiene que después de
la siembra del árbol se deben esperar 4 años para que el árbol crezca y
comience a dar fruto, es decir para que comience la etapa productiva del árbol.
El presente proyecto se basa en árboles que ya tengan más de 4 años con los
cuales se pueda contar para una producción constante, estos cultivos se
encuentran por parte de varios agricultores entre los que se encuentran 12000
árboles sembrados por la ONG CULTIVEMOS que fueron sembrados en el
2002 por lo tanto están a punto de llegar a su etapa de producción y
aprovechamiento máxima, además están localizados en el Valle que fue el área
seleccionada para la Ubicación de la planta según la Matriz de decisión
expuesta anteriormente.
De 30 Kg. procesados, se encontró experimentalmente que el 18.45% es Testa
y el 79.89% es Agua.
Para el análisis económico se tienen en cuenta varios factores, en primer lugar
la siembra y cosecha, y los costos que ésta implica, sin embargo por otro lado
también se hicieron recorridos por las diferentes plazas de la ciudad donde se
tuvo la oportunidad de hablar con varios de los grandes proveedores de
chachafruto, para también tener los datos de los costos de la materia prima
principal, adquiriéndola ya desvainada, en este caso no se incluyen la siembra
y la cosecha de la semilla.
Durante las obtenciones experimentales de la harina que se realizaron a nivel
de laboratorio se encontró que el rendimiento es un poco bajo, debido al alto
porcentaje de humedad de la semilla, de la siguiente manera:
Por lo tanto antes de entrar a la etapa de secado, es decir después de remover
la Testa, se tienen 24.5Kg, y luego de esto una vez se pasa la etapa del
secado, se deben tener teóricamente 5 Kg. de semilla seca, esto si se elimina
toda el agua pero en realidad la semilla se debe dejar con una humedad del 9%
IQ-2005-II-18
al 13% que es el rango permitido para la comercialización de las harinas, en
este caso el promedio de humedad con el que quedo la harina fue con un
11.2% en base húmeda, por lo tanto en este momento se tienen: 5.7 Kg. de
semilla donde el 11.2% es agua y el 88.8% son semilla.
Una vez la semilla sale del molino, se tienen: 7.60 Kg. de harina
Por lo tanto se tiene que incluyendo las pérdidas por el paso por los diferentes
equipos y el proceso en si, en realidad de los 30Kg que se adquieren terminan
quedando 7.60 Kg. Para un rendimiento del 25%.
Esto debido a la densidad y tamaño de la partícula, por lo que se almacena
tanto aire en medio de las partículas.
La harina se plantea venderla en presentaciones de 500g. Esto porque es una
cantidad suficiente para suplir las necesidades alimenticias de ambos grupos:
Grupos de alto riesgo:
En la presentación de 500g encuentran la alternativa para sustituir algunos de
los alimentos que consumen en su dieta diaria.
Grupos de bajos recursos:
No es una presentación muy grande por lo cual no requiere de una alta
inversión inmediata de las personas de este sector, y puede ser adquirido en
cualquier momento para suplir las faltas nutricionales de los integrantes de la
familia en especial de los niños. Estos sectores se caracterizan por adquirir la
mayoría de los productos de la canasta familiar porcionados en pequeñas
cantidades.
Teniendo en cuenta que se producen 30000 Toneladas De bienestarina al año,
lo que significa que semanalmente se producen cerca de 60000 Kg. Esto nos
permite plantear una base de cálculo para la producción de la Harina de
Erythrina Edulis (Chachafruto) a un 6% de la producción de la bienestarina para
112
IQ-2005-II-18
comenzar. De tal manera que tenemos un planteamiento de producción de 5
Toneladas de Harina diarias para que de ésta manera se puedan comenzar a
cubrir las necesidades dentro de los grupos de bajos recursos y por otro lado,
poco a poco se puede ir dando a conocer el producto entre los grupos de alto
riesgo, para de esta manera tener una distribución en sectores de la ciudad de
donde se encuentran los grupos de alto riesgo que son los estratos 4, 5 y 6 y
los grupos de bajos recursos son los estratos 1, 2, las personas de estrato 3 en
realidad no se encuentran muy bien identificadas con el proyecto, ya que en
este estrato las personas usualmente no sufren desnutrición pero tampoco
invierten en alimentos muy diferentes que puedan llegar a incurrir en algún
gasto adicional a los mínimos necesarios, algunas de las personas que se
encuentran en estrato 4 invierten en alimentos alternativos así impliquen algún
costo extra por razones de salud y belleza.
Se plantea manejar dos turnos de operación en la planta, de 6am a 2pm y de
2pm a 10pm, por lo tanto la producción por turno sería de 2.5 Toneladas de
Harina, por consiguiente se manejarían lotes de 625 Kg. de producto
terminado, para de esta manera utilizar el secador 2 veces por turno, ya que la
semilla con un espesor de capa adecuado dura en el secador 3 horas, lo cual
permite que la operación se adecue a los turnos de trabajo.
La distribución se plantea por unidades de 500 g en prácticamente todos los
sectores de la ciudad. Este Análisis económico, se basa exclusivamente en los
costos de las materias primas, ya que un análisis económico mas profundo
debe estar incluido con el Diseño de la Planta teniendo en cuenta los costos de
operación de todos los equipos e incluso un estudio de tiempos y movimientos
para poder tener en cuenta los gastos incurridos por personal de todo tipo,
tanto operadores como de oficinas, incluyendo la definición de uno o varios
diferentes productos determinados lo cual ampliaría la planta en diferentes
líneas de producción.
113
IQ-2005-II-18
De esta manera se expone a continuación un horario del funcionamiento de la
planta por día, se debe tener en cuanta que la planta debe operar 7 días por
semana.
OPERACIÓN DE LA PLANTA POR DIA 6:00 a 6:30 Desinfección Lote 1 6:30 a 6:45 Enjuague Lote 1 + Desinfección Lote 2 6:45 a 7:00 Peladora Lote 1 + Desinfección Lote 2 7:00 a 7:15 Enjuague Lote 2 + Picadora Lote 1 y Listo para secado 7:15 a 7:30 Peladora Lote 2 7:30 a 7:45 Picadora Lote 2 y Listo para secado 7:45 a 8:00 Secado (1 y 2) + Desinfección Lote 3 8:00 a 8:15 Secado (1 y 2) + Desinfección Lote 3 8:15 a 8:30 Secado (1 y 2) + Enjuague Lote 3 + Desinfección Lote 4 8:30 a 8:45 Secado (1 y 2) + Peladora Lote 3 + Desinfección Lote 4 8:45 a 9:00 Secado (1 y 2) + Enjuague Lote 4 + Picadora Lote 3 y Listo para secado 9:00 a 9:15 Secado (1 y 2) + Peladora Lote 4 9:15 a 9:30 Secado (1 y 2) + Picadora Lote 4 y Listo para secado 9:30 a 10:00 Secado (1 y 2) 10:00 a 10:15 Secado (1 y 2) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague 10:15 a 10:30 Secado (1 y 2) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague 10:30 a 10:45 Secado (1 y 2) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague 10:45 a 11:00 Molino (1 y 2) + Secado (3 y 4) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague 11:00 a 11:15 Molino (1 y 2) + Secado (3 y 4) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague
11:15 a 11:30 Almacenamiento (1 y 2) + Secado (3 y 4) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague
11:30 a 12:00 Secado (3 y 4) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague 12:00 a 12:30 Secado (3 y 4) + Lavado Peladora y Picadora 12:30 a 1:00 Secado (3 y 4) + Lavado Peladora y Picadora
Secado (3 y 4) + Lavado Peladora y Picadora 1:30 a 1:45 Secado (3 y 4) + Lavado Peladora y Picadora 1:45 a 2:00 Almacenamiento (3 y 4) + Lavado Peladora y Picadora 2:00 a 2:30 Desinfección Lote 5 2:30 a 2:45 Enjuague Lote 5 + Desinfección Lote 6 2:45 a 3:00 Peladora Lote 5 + Desinfección Lote 6 3:00 a 3:15 Enjuague Lote 6 + Picadora Lote 5 y Listo para secado 3:15 a 3:30 Peladora Lote 6 3:30 a 3:45 Picadora Lote 6 y Listo para secado 3:45 a 4:00 Secado (5 y 6) + Desinfección Lote 7 4:00 a 4:15 Secado (5 y 6) + Desinfección Lote 7 4:15 a 4:30 Secado (5 y 6) + Enjuague Lote 7 + Desinfección Lote 8 4:30 a 4:45 Secado (5 y 6) + Peladora Lote 7 + Desinfección Lote 8
Secado (5 y 6) + Enjuague Lote 8 + Picadora Lote 7 y Listo para secado 5:00 a 5:15 Secado (5 y 6) + Peladora Lote 8 5:15 a 5:30 Secado (5 y 6) + Picadora Lote 8 y Listo para secado 5:30 a 6:00 Secado (5 y 6) 6:00 a 6:15 Secado (5 y 6) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague 6:15 a 6:30 Secado (5 y 6) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague
1:00 a 1:30
4:45 a 5:00
114
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6:30 a 6:45 Secado (5 y 6) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague
7:00 a 7:15 Molino (5 y 6) + Secado (7 y 8) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague
7:15 a 7:30 Almacenamiento (5 y 6) + Secado (7 y 8) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague Secado (7 y 8) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague
8:00 a 8:30 Secado (7 y 8) + Lavado Peladora y Picadora 8:30 a 9:00 Secado (7 y 8) + Lavado Peladora y Picadora 9:00 a 9:30 Secado (7 y 8) + Lavado Peladora y Picadora 9:30 a 9:45 Secado (7 y 8) + Lavado Peladora y Picadora 9:45 a 10:00 Almacenamiento (7 y 8) + Lavado Peladora y Picadora
6:45 a 7:00 Molino (5 y 6) + Secado (7 y 8) + Lavado tanques de Desinfección y Enjuague
7:30 a 8:00
Tabla 18 Detalle de Operación de la planta en un día a dos turnos
De modo que según el siguiente cuadro las inversiones en la adquisición de las
materias primas son:
ANALISIS ECONOMICO
MATERIAS PRIMAS PRECIO UNIDAD PROVEEDOR LOCALIDAD
Semilla $ 2.000 Kg. DON CHARLES 19 CUNDINAMARCA
Semilla $ 1.000 Kg. ONG CULTIVEMOS VALLE
Semilla $ 2.000 Kg. 7 DE AGOSTO BOYACA
NaClO $ 1.200 L QUIMICOS INDUSTRIALES ASOCIADOS LTDA VALLE
NaClO $ 1.300 L DISPROALQUIMICOS BOGOTA
NaClO $ 3.700 L FUENTES PROVEEDORES CIENTIFICOS Y CIA LTDA BOGOTA
Tabla 19 Proveedores de materias primas
Por lo tanto teniendo en cuenta el rendimiento de la semilla y el valor de la
misma según los proveedores seleccionados, para una producción de 5
toneladas diarias, operando la planta de domingo a domingo es decir para una
producción de aproximadamente 1800 Toneladas anuales de harina integral de
Erythrina Edulis (Chachafruto), se necesitan 7200 Toneladas de semilla, lo cual
implica una inversión anual en semilla de USD $ 3.27 millones y según los
cálculos se necesitarían 9154.5 Litros de Hipoclorito de Sodio (NaClO) al 13%
es decir una inversión anual de USD $ 5000 para una inversión total en
materias primas de USD $ 3.3 millones.
115
IQ-2005-II-18
Por otro lado la testa de la semilla se aprovecha como un subproducto,
vendiéndola para ser tratada como compostaje, las cotizaciones que se
hicieron del valor que pagan las plantas que tratan compostaje es de $ 1000
por Kg. de testa. Y sabiendo el porcentaje de testa de la semilla, las entradas
anuales por venta de la misma son de USD $ 603818. Por lo tanto si eso se
recupera en realidad el costo seria de: USD $ 2.7 millones
Y en consecuencia el costo de la producción de 500g de harina integral de
Erythrina Edulis (Chachafruto), basado en costos de materias primas es:
$ 1611.7 Pesos Colombianos
Este valor no incluye los costos de operación de la planta como se dijo ya
anteriormente.
Pero tampoco se esta teniendo en cuenta que el desinfectante utilizado esta
siendo tratado y puede reciclarse, esto no se tomo en consideración en el
presente proyecto ya que hace parte de otra línea del proceso que seria la
planta de tratamiento de aguas residuales con la cual se tendrían los datos
exactos de la recirculación por lo tanto de la disminución en los costos de
adquisición del desinfectante, esto podría llegar a bajar los costos
notablemente.
Teniendo las potencias de los equipos, los tiempos de operación de cada
equipo por turno y sabiendo que el costo de 1 kw/h es de $228.96, se puede
hacer un estimativo del costo de utilidades específicamente energía durante el
año y de esta manera tenerlo en consideración al obtener el valor por libra de la
harina.
116
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Equipo Por Turno (h) Potencia (KW) KW / h $ Por Turno Bomba NaClO 0.667 0.044 0.066 $ 15.111 Bombas H2O 2.000 56.000 28.000 $ 6,410.880
Peladora 1.000 56.000 56.000 $ 12,821.760 Picadora 1.000 15.000 15.000 $ 3,434.400 Secador 6.000 120.000 20.000 $ 4,579.200 molino 1.000 15.000 15.000 $ 3,434.400
TOTAL $ 30,695.751
Teniendo en cuenta que la planta opera 2 turnos diarios es decir 730 turnos al
año, se tiene que el consumo anual de energía es de: USD 10185
Es decir que:
Cantidad anual Unidad Pesos Colombianos USD Semilla 7200000 Kg 7200000000 3272727.27 Desinfectante 9154.5 L 10985400 4993.36364 Venta Testa 1328400
97868.18 KW Total 5904993298 2684087.86
Kg 1328400000 603818.182 Energía Equipos 22407898.49 10185.4084
Por lo tanto, el valor de 500 g de Harina Integral de Chachafruto es de:
$ 1617.8 Pesos Colombianos
Teniendo en cuenta la operación de los equipos.
4.6. Equipos
Este tanque de almacenamiento almacena el desinfectante que se utiliza para
limpiar la semilla.
TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE HIPOCLORITO DE SODIO AL 13 % (NaClO)
Diariamente se procesan 20000Kg de semilla, lo que quiere decir que 20000Kg
de semilla deben ser desinfectados.
Los 20000Kg de semilla se procesan divididos en 8 Lotes de 2500Kg cada uno.
117
IQ-2005-II-18
Como la relación debe ser de 2 Litros de desinfectante en una concentración
de 100ppm por 1Kg de Semilla, para llevar el desinfectante de este tanque a
una concentración de 100ppm se necesitan 3 Litros por 4997 Litros de Agua.
Y esos 3 Litros deben ser bombeados en un término de 10 minutos que es el
tiempo del que se dispone para el llenado del tanque de desinfección.
h = 186 cm
Por lo tanto diariamente 24 Litros van a tener que ser bombeados desde este
tanque para el proceso, es decir aproximadamente 744 Litros por mes,
entonces se plantea la adquisición del desinfectante trimestral, para lo cual el
tanque de almacenamiento debe tener una capacidad de almacenar tanto
desinfectante como se requiera durante 3 meses, es decir 2232 Litros = 590
galones, motivo por el cual el dimensionamiento de este tanque se hace de 600
galones y debe ser en polietileno HDLPE #880059 ya que la concentración del
hipoclorito de sodio es menor a 16%54, no debe ser aislado ya que no se
somete a temperaturas altas y además va a estar en exteriores. La tubería de
descarga del tanque debe ser de PVC.
Según las normas de diseño de tanques API la relación entre el radio del
tanque y la altura debe estar entre 1:2 – 1:5 por lo tanto en este caso se va a
manejar una relación 1:3 para lo cual se tiene un tanque de las siguientes
dimensiones:
r = 62 cm
186cm
124 cm
231mm
328mm
0,5 in
54 Referencia 31
203mm fondo
118
IQ-2005-II-18
Tanques de estas dimensiones se encuentran en la industria.
La bomba necesaria para bombear el desinfectante debe ser una bomba de
desplazamiento positivo, capaz de bombear minimo 18 Litros por hora teniendo
en cuenta que 3 Litros deben ser bombeados en 10 minutos, por lo tanto
comercialmente la bomba que sirve es una bomba de capacidad máxima de 30
L / h, es decir 8 GPH. Que genera una presión de hasta 4.1 Bar = 60 psig.
La bomba pesa 18Kg, la potencia es de 44 watts y la tubería de descarga es en
PVC de 0.5 in. Ésta bomba se va a operar al 60% para que cumpla con las
especificaciones.
TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE AGUA Para el tanque de almacenamiento de agua se plantea el siguiente sistema:
Tanque de Transferencia de
fluido
Tanque almacenamiento
planta de tratamiento aguas
Medio Filtrante
Alimentacion Química
Membrana de Osmosis Reversa
de
Este sistema esta 3 veces en la planta, pero hace parte de la planta de
tratamiento de aguas, en donde hay un tanque de Almacenamiento, en acero al
carbón de 10000 galones de donde salen 3 sistemas de osmosis inversa para
lo cual hay 3 tanques de transferencia de fluido que van a tener una capacidad
de 1600 galones que son los 1300 galones que se requieren por lote mas un
20% y van a ser en Acero inoxidable, ya que el agua que pasa por ellos es
agua previamente tratada y entra al proceso de la planta de alimentos.
Las dimensiones de estos tanques son las siguientes:
119
IQ-2005-II-18
Se diseño en un principio de la misma manera que el anterior, con h=3r pero
luego del el dimensionamiento se ajusto a las existencias en la industria por lo
que se llego a una relación de h = 3.4 r. y un volumen de 1500 galones.
A una distancia de 139cm del piso se encuentra el primer medidor de nivel del
tanque.
139cm
162 cm
274cm
Las bombas que se van a utilizar para transportar el agua desde el tanque de
transferencia hacia los diferentes tanques del proceso son bombas que deben
tener una capacidad de bombear 1000 Litros por minuto, y las especificaciones
son las siguientes:
696cm
203 cm
182cm
120
IQ-2005-II-18
Debe ser una bomba que pueda bombear 264 gpm que son el flujo que se
necesita tener, por lo tanto esta bomba maneja un flujo de entrada de 400gpm
con 100 gpm en la línea de deshecho para un flujo de descarga de 300 gpm.
La potencia es de 75HP, la presión de descarga de la bomba es de 18.6 Bar =
270 psig.
TANQUE DE DESINFECCIÓN
El tanque de desinfección debe tener un volumen tal que reciba 2500 Kg de
semilla más 2500 L del desinfectante. Teniendo en cuenta la densidad de la
semilla, el volumen requerido es de 2000 galones, pero el dimensionamiento
debe hacerse con mínimo un 20 % más de capacidad y en este caso el tanque
es en forma de embudo, por lo tanto restando los volúmenes de la parte
inferior, las dimensiones del tanque son las siguientes:
320cm
213 cm
80cm180cm
Este tanque así mismo como todos los demás equipos de la planta deben ser
en acero inoxidable.
121
IQ-2005-II-18
En la parte inferior el tanque cuenta con una rejilla que deja pasar el líquido
pero detiene la semilla, posteriormente para descargar el tanque se abre una
compuerta lateral que deja caer la semilla directamente a la banda
transportadora la cual por medio de un sistema elevador de canjilones alimenta
la semilla al tanque de enjuague.
El tanque de enjuague debe tener exactamente las mismas dimensiones, y el
mismo sistema para la descarga ya que va a llenarse con el mismo volumen de
semilla y agua.
De este tanque la semilla pasa a la peladora, de la misma manera en que pasa
de un tanque al otro.
LA PELADORA
Este tanque tiene las mismas dimensiones que los tanques de desinfección y
de enjuague, ya que recibe la misma carga tanto de semilla como de agua, la
diferencia en este equipo es el material del interior ya que éste es acero
inoxidable abrasivo y grueso, y además tiene un motor que lo hace girar como
una centrífuga. Gira a una velocidad de 300 rpm y el motor tiene una potencia
de 75 hp.55
LA TRITURADORA Por la trituradora se pasa la semilla con 2 fines para aumentar el área
superficial y de esta manera tener un beneficio en la posterior etapa de secado,
y además para facilitar la molienda de la semilla seca.
Se deben triturar diariamente 8 lotes de semilla, y cada lote es de 2.5
Toneladas, cada lote se debe triturar en 15 minutos, lo que quiere decir que la
velocidad y capacidad de trituración debe ser de 10 Ton de semilla por hora.
55 Referencia 26, Pág. 18-112
122
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Esta trituradora se dimensiono como un molino de cuchillas, Por lo tanto las
dimensiones son de 2 m de ancho x 1.5 m de largo x 2 m de altura. El tamaño
de alimentación de la semilla es de máximo 2 in. El eje de los cuchillos debe
tener una velocidad de 400 rpm, con una potencia de 20 hp, los cuchillos deben
pesar 500 lbs56. Debe tener transmisión por 4 correas trapezoidales y un
volante de inercia.
EL SECADOR
Siguiendo los pasos para la selección del secador57 descritos en el diagrama
de decisión del Perry, Manual del Ingeniero Químico, los primeros modelos
opcionados son un secador de compuertas de bandejas o de lecho fluidizado.
Posteriormente siguiendo con la Tabla 12-9 del mismo evaluando una a una las
posibilidades se dimensiono un secador de bandejas y compuertas ya que es el
secador indicado cuando el sólido a secar no es demasiado duro, además es
indicado para trabajo por lotes, donde los lotes sean grandes y los tiempos de
secado sean extensos. Es decir donde sea mucha la humedad la que va a ser
removida por lo tanto la cantidad de producto obtenida no justifica la compra de
un secador mucho más eficiente y costoso.
Siguiendo todos estos criterios de selección, se procede a dimensionar el
equipo seleccionado. En este equipo la transferencia de calor se da directa. Es
un secador con motor eléctrico que trabaja con 120 KWatts de potencia
eléctrica.
Es importante mantener la Temperatura constante, en este caso a 50ºC y
también la velocidad de circulación del aire de secado 2.3 m/s.
Para hallar las dimensiones del secador se debe tener en cuenta la densidad
de la semilla, de la siguiente manera:
56 Referencia 26, Pág. 20-24 y 20-31 57 Referencia 26, Pág 12-37
123
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33
8.45000*1030
1 mKgK
m=
Gráfica 14 Curva de secado base para el dimensionamiento del secador58
El Secador debe operar durante 3 horas en las cuales debe bajar la humedad
del sólido como lo muestra la gráfica de un 80% aproximadamente a un 9% a
13%.
Curva de rapidez de secado
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5Kg humedad / Kg SS
Flu
x
58 Referencia 21, Pág. 60
124
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Para este fin se necesita un secador por lotes y el volumen que el secador
debe tener está determinado por las siguientes dimensiones específicas de
acuerdo al volumen y al el área superficial expuesta.
Por lo tanto se tiene que 4.8 m3 son el volumen que se necesita para secar la
semilla.
El secador por lo tanto debe tener un área de 2.5m x 2.5 m, de esta manera se
tienen bandejas de un volumen de:
363.01.0*5.2*5.2 mmmm =
Teniendo en cuenta que el lecho es de 10cm.
Por lo tanto se necesitan 8 bandejas y teniendo un espaciamiento entre
bandejas de 20 cm, la altura del secador seria de 2.4m.
125
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EL MOLINO
El molino es un molino de martillos que son los que se utilizan para
pulverización a altas velocidades de molino de martillos
micropulverizador, de eje horizontal. Los martillos son barras en forma de T que
están en un disco que a su vez esta en el eje.
59, tiene el nombre
Es adecuado utilizar este equipo ya que la semilla es de menos de 4cm60.
Según el tamaño de los lotes El tamaño del molino es de 2 m de ancho x 2 m
de largo x 2 m de altura. Opera a un máximo de 9600 rpm y la potencia es
entre 20 hp.
5. DESCRIPCION PRODUCTO OBTENIDO
5.1. DESCRIPCION FISICA, APARIENCIA, TEXTURA, OLOR
La harina obtenida es una harina de excelente calidad, una harina de un color y
un aroma muy agradable. En promedio el 80% de la harina obtenida paso la
malla No. 80. lo que le da características en cuanto a tamaño de partícula muy
favorables.
La harina tiene un color blanco muy natural, la blancura de la harina indica que
las condiciones de proceso fueron las mejores, ya que una harina un poco
59 Referencia 26, Pág. 20-40 60 Referencia 26, Pág. 20-40
126
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oscura indica que el tiempo o temperatura de secado fueron muy elevados, de
la misma manera el olor es importante, ya que no se siente ningún rastro de
olor que indique que se trataron de crear hongos durante el proceso ni tampoco
tiene un olor a ahumado que indique que la temperatura fue muy elevada.
No se siente pegajosa ni se forman grumos, lo que indica que la temperatura
fue adecuada.
5.2. ANALISIS
5.2.1. Análisis proximal (bromatológico)
Métodos propuestos por la Asociación Oficial de Química Analítica (A.O.A.C.
por sus siglas en inglés)
• Humedad: A.O.A.C : 7.003/84, 930.15/90 Adaptado
• Cenizas: A.O.A.C : 7.009/84, 942.05/90 Adaptado
Tabla 20 Resultados del análisis proximal de las muestras y sus replicas (Promedios)
• Grasa (Extracto etéreo): A.O.A.C : 7.060/84, 920.39/90 Adaptado
• Fibra: A.O.A.C : 7.066/84, 962.09/90 Adaptado
• Proteína total: Método de Kjeldahl-Gunning-Arnold Adaptado Griffin
1955.
• Extracto No Nitrogenado (Carbohidratos totales): Esta determinación se
realiza por diferencia con respecto a los demás valores.
MUESTRA
1 (a) 10,33 6,36 1,71 6,32 21,20 54,10 1 (b) 10,30 6,18 1,62 6,17 22,06 53,67 2 (a) 8,86 6,59 1,72 57,12 6,22 19,50
8,42 6,77 1,72 6,27 20,08 56,74 3 (a) 10,68 6,11 1,61 6,28 21,94 53,39 3 (b) 10,37 6,03 1,65 6,25 21,04 54,67
8,85 6,61 19,93 4 (b) 9,39 6,76 6,66 6,66 20,52 50,02
%YH(P) %Cenizas(P) %ExtractoEtéreo(P)
%Fibra(P) %Proteína(P) %Carbohidratos(P)
2 (b)
4 (a) 1,73 6,24 56,64
127
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Análisis Proximal
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
1 2 3 4
Muestras
%
%YH %Cenizas %Extracto Etéreo %Fibra %Proteína %Carbohidratos
Gráfica 15 Análisis porcentual de las muestras obtenidas experimentalmente
Específicamente de la muestra seleccionada se tiene:
Composición porcentual de la Harina Integral de Erythrina Edulis (Chachafruto)
obtenida apartir de las condiciones de la Muestra 3
Proteína21%
Extracto Etéreo2%
Fibra6%
YH11% Cenizas
6%
Carbohidratos54%
Gráfica 16 Composición porcentual de la Harina procesada en el laboratorio bajo las condiciones seleccionadas
128
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Comparación porcentual con harinas de otros cereales
10,52 11,97 10,91 12,90 10,27
1,54 1,45 3,50 1,601,63 2,78 3,86 4,60 1,871,29 2,20 3,00 2,10
54,03
73,65
61,40
72,57
6,07 6,26
14,3011,59
21,49
7,937,23
75,19
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Chachafruto Arroz Maiz Quinua Trigo
Cereales
%
%YH %Cenizas %Extracto Etéreo %Fibra %Proteína %Carbohidratos
Gráfica 17 Comparación de la composición porcentual con harinas de otros cereales61
5.3. RESULTADOS ANALISIS DE LABORATORIO PROPIEDADES
FUNCIONALES Los análisis de propiedades funcionales realizados fueron Índice de Absorción de Aceite e Índice de Absorción de Agua. Los resultados se muestran a continuación.
5.3.1. Índice de absorción de lípidos
MUESTRA IAL 1 (a) 2,60 1 (b)
2,30 2 (b) 2,60 3 (a) 2,35 3 (b) 2,70 4 (a) 3,00
2,70
2,40 2 (a)
4 (b)
Tabla 21 Índices de Absorción de Lípidos de las muestras obtenidas experimentalmente
61 Referencia 21, Pág. 82. Referencia 18, Pág. 17 y Referencia 29
129
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5.3.2. Capacidad de Retención de Agua
MUESTRA CRA 1 (a) 3,60 1 (b) 3,70 2 (a) 3,55
3,30 3 (a) 3,25 3 (b) 3,40 4 (a) 3,45 4 (b) 3,60
2 (b)
Tabla 22 Capacidades de retención de agua de las muestras obtenidas experimentalmente
130
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6. ANÁLISIS DE RESULTADOS
• Según los resultados obtenidos de los análisis realizados a las muestras
se tiene una harina que compite con los demás alimentos fuentes de
proteínas que hacen parte de la canasta familiar, como lo son el maíz, el
arroz y el trigo entre otros.
• Lo competente del producto se observa no solo en el porcentaje de
proteínas de las muestras, sino además en el porcentaje de extracto
etéreo el cual por ser tan bajo, extiende el tiempo de vida útil del
producto lo cual lo hace bastante competente ante los demás productos
nombrados anteriormente.
• Los índices de absorción de Agua y aceites también indican que tiene
propiedades muy buenas para ser utilizado como espesante y
emulsificante en salsas, sopas, cremas y coladas entre otros.
• Como se puede apreciar los índices de adsorción tanto de agua como
de aceite son bastante altos, lo que significa que teniendo en cuenta las
características del almidón62 hace que la harina integral de chachafruto
pueda tener una aplicación importante para embutidos cárnicos los
cuales requieren de estas propiedades, sobretodo para lograr las
texturas deseadas.
• El alto índice de absorción de agua indica que puede mezclarse con
otras harinas, como harina de trigo o de maíz, para mejorar sus
propiedades nutricionales sin perder las propiedades panificables.
• Según los resultados obtenidos se determinan los parámetros de
operación, la temperatura a 50ºC la semilla pasada por la trituradora. La
segunda temperatura manejada, Según los análisis estadísticos de las
62 Referencia 20, Pág. 104
131
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muestras, aunque las desviaciones no fueron muy grandes; la única
muestra que no fue rechazada en ninguna prueba, es decir que cayo
siempre dentro del rango fue la muestra que se proceso a estas
condiciones, y es ese el motivo por el cual se seleccionan esas como las
condiciones de operación de la planta.
• En importante el uso de la Trituradora, ya que pensar en una operación
manual implica muchos costos y un retrazo en la línea de proceso.
• Según los resultados obtenidos en la toma de datos durante el secado,
se aprecia notablemente que el área superficial si influyo de la manera
esperada, ya que las muestras que fueron pasadas por trituradora
alcanzaban un porcentaje de humedad mas bajo en menos tiempo.
• Conociendo los resultados de las pruebas de funcionalidad de la harina,
es claro que los índices obtenidos fueron bastante elevados, ya que los
índices de harinas integrales comerciales se encuentran entre 1 y 2.5,
mientras que los obtenidos en la presente investigación fueron de 2.5 a
3.5.
• Los objetivos del proyecto se cumplen en tanto que se logro un producto
que es beneficioso, para los grupos a los cuales esta dirigido, sin
embargo se debe tener presente que el competir con la bienestarina que
es un alimento que es donado por el ICBF es difícil así se haya obtenido
un valor bastante competente como el que se obtuvo, y teniendo en
cuenta que su costo puede bajar con la planta de tratamiento de aguas.
• Las condiciones de secado seleccionadas para el dimensionamiento de
la planta son las descritas por Doncel y López en su estudio acerca del
secado del Balú, ya que las pruebas experimentales aunque se llevaron
mas tiempo en el secado, fue básicamente por el equipo, y no por
condiciones de la semilla.
132
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• Durante el turno en que la planta no esta operando, es decir entre las 10
p.m. y las 6 a.m., la planta de tratamiento de aguas debe estar
alimentando al tanque de proceso, para tenerlo listo para los dos turnos
de operación de la planta.
• En comparación con el maíz y el arroz, se observa que la harina
obtenida, no solamente posee un porcentaje de proteínas muy
competente sino que además tiene un gran aporte de fibra y muy bajo
de grasa, lo cual es bueno, ya que el tiempo de vida útil de los cereales
se ve siempre limitado por el extracto etéreo el cual suele ser entre un 3
y un 6%, y en el caso de la harina obtenida fue de un promedio de 1.6%
lo cual lo hace un producto menos perecedero.
• Según el análisis ANOVA y TUKEY realizado para analizar los
resultados del proximal, se observó que, todas las muestras fueron
diferentes entre si, excepto la 1 y 3 y la 2 y 4, es decir las que tenían la
misma temperatura de proceso. Estos resultados también muestran que
las condiciones de operación seleccionadas son las mejores, ya que la
humedad de las 2 y 4 esta muy por debajo de lo admitido para
comercializar la harina, y entre las muestras 1 y 3, la 3 se ve favorecida
en la etapa de secado por tener un área superficial mayor. Esto quiere
decir que el análisis ANOVA comprueba y afirma la selección de los
parámetros de operación como: Tamaño –Picadora y Temperatura –
50ºC.
133
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7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• Se recomienda el diseño completo de la planta, agregándole por lo
menos una línea de proceso dependiendo el alimento que se desee
generar.
• Se debe tener en cuenta en el momento de diseñar la planta en el
diseño de los tanques de almacenamiento a los cuales no se les
diseñaron los diques, que deben ser del volumen de los tanques y medio
para el diseño de la planta.
• Se recomienda realizar una revisión bibliográfica acerca de BPM y de
HACCP para no incurrir en ninguna falta de ninguna entidad regulatoria
de alimentos, y de esta manera diseñar bajo las normas necesarias.
• Todos los sensores y válvulas son regidos por la BPM para la industria
de alimentos. Son todos curvos, no tienen cavidades rectas ni pequeñas
en las que se de pie a la aglomeración de mugre.
• Se recomienda que se haga un estudio de tiempos y movimientos y
además se planifique para una futura ampliación la planta.
• En el diseño de la planta se debe tener en cuenta que bajo las normas
de control de calidad de la industria de alimentos, las paredes de la
edificación que dan a la planta deben ser todas redondas, no debe haber
esquinas.
• Se debe tener en cuenta que la planta debe estar en interiores ya que
las bandas transportadoras no se hacen cubiertas por que la materia
estando cubierta puede oxidarse mas fácilmente.
134
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• Los colores de la planta deben ser siempre muy claros, para control de
plagas, hongos, bacterias, etc. Al igual que los uniformes de los
operarios. Además para todo esto se debe tener presente colocar un
laboratorio de Calidad dentro de las instalaciones de la planta, para
asegurarse que la inyección de desinfectante esta siendo la correcta, y
en las proporciones adecuadas.
• Se deben tener controladores de calidad entre lo que de be haber
detectores de metales, y sensores de peso.
135
IQ-2005-II-18
8. BIBLIOGRAFÍA
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