Moreno 1,2,3 F. L., Raventos 2 M., Hernández 2 E., Gulfo 2 R. y Ruiz 3* Y. 1 Doctorado en Biociencias, Universidad de La Sabana, Campus Universitario del.

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1 Moreno 1,2,3 F. L., Raventos 2 M., Hernández 2 E., Gulfo 2 R. y Ruiz 3* Y. 1 Doctorado en Biociencias, Universidad de La Sabana, Campus Universitario del Puente del Común, Km 7 Autopista Norte de Bogotá, Chía – Colombia. 2 Departamento de Ingeniería Agroalimentaria y Biotecnología, Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) C/ Esteve Terradas, 8. 08860 Barcelona- España 3 Ingeniería de Producción Agroindustrial, Universidad de La Sabana, Campus Universitario del Puente del Común, Km 7 Aut. Norte de Bogotá, Chía – Colombia. *Corresponding author: ruth.ruiz@unisabana.edu.co Tel. +571 8615555, Ext: 25217ruth.ruiz@unisabana.edu.co En la industria alimentaria es común encontrar productos que requieren ser concentrados, bien sea para mejorar el costo del proceso productivo o para ser transportados posteriormente. En el presente trabajo, se plantea un caso de estudio de una industria de zumo que procesa 10.000 kg/h de zumo de naranja, se plantean tres alternativas para la concentración del zumo: una evaporación con cuádruple efecto, una concentración por membranas previa a la evaporación y finalmente una etapa de crioconcentración previa a la evaporación. El zumo de partida tiene un contenido en sólidos de 10 ºBrix y se pretende alcanzar los 75 ºBrix de concentración final. En el estudio de caso se muestra una evaluación del coste de producción, centrado en análisis de consumos energéticos, mediante el acoplamiento de diferentes tecnologías de concentración. La evaporación es la tecnología que alcanza concentraciones más elevadas. La desventaja principal es la degradación térmica del producto. Es también la tecnología más madura y optimizada mediante el uso del múltiple efecto y la recompresión mecánica de vapor. La ventaja principal de las membranas es que no existe un cambio de fase durante el proceso. La crioconcentración es una tecnología joven que alcanza concentraciones elevadas sin mermar las características del producto. La desventaja principal de esta tecnología está en la baja disponibilidad de equipos comerciales y que éstos están protegidos por patentes. Para la selección de tecnología se deben tener en cuenta criterios como la concentración que se desea alcanzar, la calidad del producto y el coste del proceso. No existe una tecnología óptima para todos los procesos. El resultado depende de las características del producto a tratar. Thijssen, H.A.C. and Van Der Malen, B. 1981. Implications on quality of energy savings in the concentration of foods. Resources and Conservation 67: 287-299. Lemmer, S., Kolmp, R., Ruemekorf, R. and Scholz. R. 2001. Preconcentration of Wastewater through the Niro Freeze Concentration Process. Chem. Eng. Technol. 24, (5): 485-488 Molinari, R., Gagliardi, R., and Drioli, E. 1995. Methodology for estimating of primary energy with membrane operations in industrial processes. Desalination. 100: 125-137Metho TASTE evaporator http://www.jbtfoodtech.com, sept. 2013http://www.jbtfoodtech.com ALTERNATIVAS EVALUADAS: PARÁMETROS: Fluido de proceso: Zumo de naranja de 10 ºBrix. Concentración final: 75 ºBrix. Ratio evaporación: 0,3 kg de vapor por cada kg de agua eliminada (Thijssen 1981; TASTE, 2013). Coste de vapor: 0,038 € /kg, a partir de gas natural para consumos industriales (Eurostat 2012) Potencia instalada de las membranas: 30 kW. Coste de energía eléctrica: 0,1447 €/kWh (Eurostat 2012) AlimentaciónConcentrado Flujo total (kg/h)10.0001.330 Sólidos totales (ºBrix)1075 Sólidos totales (kg/h)1.000997,5 Tabla 1.- Parámetros del proceso de evaporación MEMBRANAS + EVAPORACIÓN Alimentación UF retenido UF permeado OI retenido OI permeado EvaporadorConcentrado Flujo total (kg/h)10.0001.0009.0001.8007.2002.8001.327 Sólidos totales (ºBrix)10377350,135,575 Sólidos totales (kg)1.0003706306257,2995 Tabla 2.- Parámetros de la planta de ósmosis inversa y evaporación CRIOCONCENTRACIÓN + EVAPORACIÓN Alimentación Hielo eliminado EvaporadorConcentrado Flujo total (kg/h)10.0008.0002.0001.323 Sólidos totales (ºBrix)100,149,575 Sólidos totales (kg)1.0008992 Tabla 3.- Parámetros de la planta de crioconcentración y evaporación TecnologíaEvaporación Membranas + Evaporación Crioconcentración + Evaporación Agua a evaporar (kg/h)86701473677 Consumo vapor (€/kg de concentrado)0.10.0170.0078 Consumo electricidad (€/kg de concentrado)0.010.0060.099 Coste energético (€/kg concentrado)0.110.0430.107 Ahorro energético-60%3% Tabla 4.- Resultados comparativos