Transcript Agroindustrialización de los Residuos Citricos

AGROINDUSTRIALIZACIÓN DE LOS
RESIDUOS CÍTRICOS
PRIMER CONGRESO
LATINOAMERICANO DE CITRICULTURA
2010
Agroindustrialización de los Residuos
de Naranja «Citropulpa»
USOS:
- Alimentarios
- No alimentarios
-
Pectina
Mermeladas
Extractos
Agentes enturbiantes
Raspaduras
Aromas encapsulados
- Combustible
- Alimento para
animales
- Limonela
PROYECTOS DE
INVESTIGACIÓN
1. Implementación de un secador solar híbrido para el
aprovechamiento de la citropulpa como materia prima en
alimentos concentrados para animales.
SENA - IICA, Grupo de Investigaciones Agroindustriales (GRAIN), Grupo de
Energía y Termodinámica (GET), ITALCOL, ES Energía Solar
2. Fibra dietaria proveniente del albedo de la naranja utilizada
en la elaboración de galletas y arepas.
Grupo de Investigaciones Agroindustriales (GRAIN), Grupo de
Investigaciones en Nuevos Materiales (GINUMA)
3. Cinética de secado de citropulpa y efecto de las propiedades
"funcionales " de la fibra dietaria
Grupo de Investigaciones Agroindustriales (GRAIN), Grupo de
Investigaciones en Energía y Termodinámica (GET)
SECADOR SOLAR
HÍBRIDO
Objetivo General
• Implementar tecnologías ambientalmente
apropiadas, viables y sostenibles para el
aprovechamiento a escala industrial de un
residuo de la agroindustria, como es la
citropulpa, en la elaboración de
concentrados para animales.
Problema
Citropulpa:
• El secado
solar es la
• Es el subproducto
forma más
obtenido del retiro
económica y
de la cascara y
común de
de la extracción
deshidratar.
del jugo de la
El clima afecta el periodo de secado (8-15
fruta de la naranja
45-60 % de
la naranja
es residuo
días) y generando altas pérdidas,
provocando el ataques de animales y
generación de hongos.
Piel (50-55%),
segmentos del fruto (30-35%) y
semillas (0-10%).
Antioquia tuvo una producción de
8.718 toneladas en 3.345 hectáreas
sembradas en el año 2007
Alimento para animales
A la citropulpa se le considera un
concentrado voluminoso con alto
contenido energético, bajo en
proteína bruta (7%) y fibra (23%
FND), pero con cierto valor de
sustitución como fibra efectiva.
Análisis garantizado de la citropulpa en base seca
Composición nutricional
NDT
Energía digestible
Energía metabolizable
Proteína (TCO)
Calcio (TCO)
Fósforo total (TCO)
Grasa (TCO)
Ceniza (TCO)
Fibra (TCO)
Unidad
%
Mcal/kg
Mcal/kg
%
%
%
%
%
%
Cantidad
75
3,3
2,92
6,1
2,04
0,15
3,4
6
11,6
La Citropulpa favorece
enormemente el proceso de
rumia
Secador experimental
Se desarrollo un secador de
circulación forzada de aire
caliente a escala de laboratorio.
Con estas variables
es posible obtener
experimentalmente la
constante de secado
y el coeficiente de
convección.
Cinética de secado
Organización de la
información
experimental en
Matlab y Excel
Calcular constante
de Secado K
Determinar
Coeficiente de
Difusión Dl
Calcular
coeficientes de
Convección. h
Determinar calor
específico del aire y
producto
Realizar curvas
experimentales
Diseño condiciones de
secado
Sofware que permite comparar varias
configuraciones de operación y
determinar cuál es la más adecuada,
teniendo en cuenta, el tiempo de
secado, energía consumida, eficiencia
del proceso, temperatura del producto.
Dimensionamiento
secador híbrido
Construcción del secador
solar híbrido
Equipo, Sistema
Colectores Solares
Estructura Cabina
Carros y Bandejas Carga
Intercambiadores Calor
Fabricación Cimientos.
Sistema Respaldo (Quemador de
Gas)
Tanque Agua Aislado
Ventiladores Centrífugos
Eléctricos y Control.
Bombas, Tubería y accesorios
Cantidad
18 unidades, 32 m2
1 unidad
2 carros y 32 bandejas, 500 kg
2 unidades, 35 KW
1 unidad
1 unidad, 22.6kW
12 .000 lts.
2 Unidades, 3000 cfm
1 Unidad
2 Bombas, 31 a 45 gpm. 30m de
tubería
Conclusiones
• Se logro integrar las cadenas productivas de jugo de
naranja y alimento concentrado para animales con un
sentido técnico, económico y ambiental.
• El uso de la citropulpa como insumo en la fabricación de
alimentos
concentrados,
presenta
beneficios
nutricionales para los rumiantes
• Se ha podido conjugar con éxito el trabajo
interdisciplinario de diferentes áreas de la ingeniería, el
aporte investigativo de la academia, la gestión del SENA
y la experiencia de la industria, para ofrecer una
solución a una problemática ambiental y económica.
FIBRA DIETARIA
1. Objetivo General.
• Evaluar el albedo de la naranja como fuente
de fibra dietaria e incorporarlos en
productos de panificación y de maíz
METODOLOGÍA
• OBTENCIÓN DE HARINAS
ALBEDO DE NARANJA
Adecuación de M.P.
45°C, 48 horas
5% Hdad.
Malla #40
Secado y tamizado de la harina
METODOLOGÍA

ELABORACIÓN DE PRODUCTOS
PRODUCTOS
GALLETAS
AREPAS
HAN
0 %, 5%
10%
0 %, 5%
10%
HAN: Harina de albedo de naranja
METODOLOGÍA

Análisis sensorial: pruebas hedónicas, 40 consumidores no expertos,
entre 18 y 50 años, de ambos sexos. Se evalúo Sabor, color, olor,
apariencia y dureza, a 3 fórmulas con cada harina. (Normas NTC).
Análisis de varianza de dos vías, confianza del 95% (Statgraphics Plus
5.1.). Resultado grado de aceptación por percepción.

Análisis bromatológicos y microbiológicos: AOAC. Hongos, levaduras.

Comparación de vida útil: empacadas y a condiciones ambientales
(galletas) y de refrigeración (arepas), por 10 – 20 y 30 días. Se hacen
análisis microbiológicos y simples de textura.
RESULTADOS
RESULTADOS
Según análisis estadísticos los productos de mayor aceptación fueron:
RESULTADOS
RESULTADOS
RESULTADOS
• A 30 días galletas sin crecimiento microbiano y con
características sensoriales poco alteradas.
• A 10 días arepas sin crecimiento microbiano y con
características sensoriales poco alteradas.
• Desde el punto de vista tecnológico es posible sustituir
hasta un 33% de las harinas originarias por harinas de
albedo, ya que se logra una masa manejable y un producto
con textura y color agradable.
CONCLUSIONES
• Las arepas con mayor aceptación por los jueces, fueron las
elaboradas con un 10% de sustitución de harina de albedo y
las galletas con un 5% de la misma.
• El contenido de flavonoides en el albedo de la naranja es un
limitante para su incorporación en alimentos. Por lo tanto,
la harina del albedo no puede ser incorporada a las
formulaciones en proporciones superiores al 10%, por el
sabor amargo que suministra.
CONCLUSIONES

Los productos elaborados con HAN tienen mayores
contenidos de fibra dietaria total y menores contenidos de
proteína y de carbohidratos que los productos patrón. El
tipo de harina utilizado influye en los porcentajes de
humedad de los productos terminados.

En general los consumidores no rechazarían los productos
elaborados con las harinas de Albedo de naranja, en los
porcentajes establecidos en el estudio.
CINÉTICA DE SECADO
2. Objetivo General
Evaluar la incidencia de la temperatura de
secado sobre las propiedades funcionales
de la fibra dietaria presente en la citropulpa.
METODOLOGÍA
Recepción y
caracterización
de materia prima
Recopilación
información y
construcción de
curvas de secado
Medición de
Humedad inicial
Medición de
Humedad final
Adecuación, calibración, instalación y
programación de instrumentos
Montaje de ensayo de secado (40, 45,
50, 55, 60 °C)
METODOLOGÍA
• Medición del Contenido de Fibra Dietaria
(Total, Soluble e Insoluble)
• Medición de las Propiedades Funcionales
de la Fibra Dietaria
1. Capacidad de Hinchamiento (CH)
2. Capacidad de Retención de Agua (CRA)
3. Capacidad de Adsorción de Lípidos
(CAL)
RESULTADOS
Caracterización de la Citropulpa
Parámetro
Humedad
Extracto Etéreo
Fibra cruda
Proteína
Cenizas
Carbohidratos
Fibra dietaria total (FDT)
Fibra dietaria soluble (FDS)
Fibra dietaria insoluble (FDI)
Valor
86.71+/- 6.2
1.20+/-0.2
26.78+/-3.1
24.69+/-3.9
3.46+/-0.7
43.87+/-6.3
63.80 +/- 5.4
2.33+/-0.6
61.47+/-4.7
Unidades
g/100 g B.H.
g/100 g B.S.
g/100 g B.S.
g/100 g B.S.
g/100 g B.S.
g/100 g B.S.
g/100 g B.S.
g/100 g B.S.
g/100 g B.S.
RESULTADOS
Cinética de secado
RESULTADOS
Contenido de Fibra Dietaria
Fibra Dietaria Total
Fibra Dietaria Insoluble
Fibra Dietaria Soluble
RESULTADOS
• Propiedades Funcionales de la Fibra Dietaria
Capacidad de Hinchamiento
Capacidad de Retención de Agua
Capacidad de Adsorción de Lípidos
ANALISIS DE
RESULTADOS
• La citropulpa es un producto con un alto contenido de
humedad, lo que facilita el ataque de microorganismos y
las reacciones bioquímicas que pueden deteriorarla. Se
observa, que al medir las propiedades funcionales de la
fibra dietaria a la citropulpa después de ser sometida al
proceso de secado a las diferentes temperaturas, los
mayores valores se presentaron a 50 ºC, por encima de
las temperaturas más altas (55ºC y 60ºC), resultados
similares se presentaron en un estudio realizado a
citropulpa y a pulpa de naranja donde las propiedades
funcionales aumentan a 50ºC.
CONCLUSIONES
• La temperatura de secado en la cual mejor se conservan
las propiedades funcionales de la fibra dietaria de la
citropulpa deshidratada es 50 °C; el tiempo de secado a
esta temperatura es de 19.75 horas, el cual se puede
comparar con el tiempo necesitado para lograr la
deshidratación a 55 ºC y 60 °C el cual es de 15 horas y
11.66 horas respectivamente.
Muchas Gracias
Gustavo Adolfo Hincapié Llanos
[email protected]
Grupo de Investigaciones Agroindustriales
(GRAIN),
César Alejandro Isaza Roldán
[email protected]
Grupo de Investigaciones en Energía y
Termodinámica (GET)