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.

El secado solar es la forma más económica y común de deshidratar. Problema Citropulpa: Es el subproducto obtenido del retiro de la cascara y de la extracción del jugo de la fruta de la naranja El secado solar es la forma más económica y común de deshidratar. El clima afecta el periodo de secado (8-15 días) y generando altas pérdidas, provocando el ataques de animales y generación de hongos. 45-60 % de la naranja es residuo 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 Unidad Cantidad NDT % 75 Energía digestible Mcal/kg 3,3 Energía metabolizable 2,92 Proteína (TCO) 6,1 Calcio (TCO) 2,04 Fósforo total (TCO) 0,15 Grasa (TCO) 3,4 Ceniza (TCO) 6 Fibra (TCO) 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 Cantidad Colectores Solares 18 unidades, 32 m2 Estructura Cabina 1 unidad Carros y Bandejas Carga 2 carros y 32 bandejas, 500 kg Intercambiadores Calor 2 unidades, 35 KW Fabricación Cimientos. Sistema Respaldo (Quemador de Gas) 1 unidad, 22.6kW Tanque Agua Aislado 12 .000 lts. Ventiladores Centrífugos 2 Unidades, 3000 cfm Eléctricos y Control. 1 Unidad Bombas, Tubería y accesorios 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

Secado y tamizado de la harina 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

ELABORACIÓN DE PRODUCTOS METODOLOGÍA ELABORACIÓN DE PRODUCTOS PRODUCTOS GALLETAS AREPAS HAN 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 Medición de Humedad inicial Adecuación, calibración, instalación y programación de instrumentos Recopilación información y construcción de curvas de secado Medición de Humedad final Montaje de ensayo de secado (40, 45, 50, 55, 60 °C)

Medición del Contenido de Fibra Dietaria (Total, Soluble e Insoluble) METODOLOGÍA Medición del Contenido de Fibra Dietaria (Total, Soluble e Insoluble) Medición de las Propiedades Funcionales de la Fibra Dietaria Capacidad de Hinchamiento (CH) Capacidad de Retención de Agua (CRA) Capacidad de Adsorción de Lípidos (CAL)

RESULTADOS Caracterización de la Citropulpa

RESULTADOS Cinética de secado

Contenido de Fibra Dietaria RESULTADOS Contenido de Fibra Dietaria Fibra Dietaria Total Fibra Dietaria Insoluble Fibra Dietaria Soluble

Propiedades Funcionales de la Fibra Dietaria 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 gustavo.hincapie@upb.edu.co Grupo de Investigaciones Agroindustriales (GRAIN), César Alejandro Isaza Roldán cesar.isaza@upb.edu.co Grupo de Investigaciones en Energía y Termodinámica (GET)