Efecto de la aplicación de un pretratamiento enzimático en un proceso convencional de extracción de aceite en lupino (lupinus albus var rumbo)
Dentro de los cultivos de leguminosas de mayor superficie en Chile se encuentra el LupInus. Generalmente el lupino se destina a elaborar concentrados proteicos debido al bajo porcentaje de aceite, entre 8 y 24% (dependiendo de la especie), que presenta en comparación a otras semillas oleaginosas como la soja. En general el lupino procesado no se destina a la elaboración de aceite, a pesar de la buena calidad que aportaría en ácidos grasos. En este trabajo, se evaluó el efecto de un pretratamiento enzimático en la extracción de aceite de lupino. Se elige el método Taguchi para determinar los efectos de los factores o variables que influirían significativamente en el pretratamiento. El método elegido para el experimento es el de extracción con equipo soxhlet, utilizando hexano como solvente. En una primera etapa se determina el porcentaje de extracción de aceite en un proceso sin pretratamiento enzimático (8,21%), para su posterior comparación con el diseño con tratamiento enzimático. En una segunda etapa se desarrolla el pretratamiento enzimático, variando las condiciones del experimento en base al modelo Taguchi de arreglos ortogonales, para 4 variables y 3 niveles de variación. Las variables estudiadas, consideradas como la de mayor importancia, en orden correlativo fueron: tiempo de incubación enzimática, tiempo de secado de la muestra, concentración de enzima proteasa y hemicelulasa. Finalmente se determinó utilizando la metodología Taguchi, que el grado de contribución e importancia de cada factor en el sistema, está dado en primer lugar por el tiempo de incubación enzimática, con un porcentaje de contribución de 57,75%, seguido por la concentración de proteasa con 20,04%, la concentración de hemicelulasa con 11,83% y en último lugar el tiempo de secado, con tan sólo un 4,86%. El método utilizado en la extracción de aceite de lupino asistido con pretratamiento enzimático, permite una extracción de 8,88% de aceite, que corresponde a 8,20% más que la extracción alcanzada en el proceso convencional.
Evaluación de Proyecto de una Planta de Elaboración de Tofu de Soya, en la Comuna de Chillán, Provincia de Ñuble, Región del Bío Bío.
El tofu es un alimento de origen oriental que se consume desde tiempos inmemoriales, elaborado a partir de leche de soya. En sí, lo que busca el presente proyecto es la instalación de una planta de elaboración de Tofu de soya, en la comuna de Chillán, provincia de Ñuble, región del Biobío. El diseño de este producto se orienta a los segmentos socioeconómicos acomodados de la comuna (ABC1, C2 y C3), que tienen un nivel de ingreso mínimo de $600.000. Para realizar un perfil de las 19.819 familias potencialmente consumidoras, se realizó una encuesta. A partir de esta información, se fijó un nivel de producción de 9.931 porciones de 250 gramos al mes y luego se elaboró un estudio técnico de una planta que pudiese elaborar dicha cantidad de producto. Con todos los estudios realizados, se calcularon flujos de caja con diversas opciones de financiamiento y se evaluaron mediante valor actual neto (VAN), tasa interna de retorno (TIR) y periodo de recuperación de la inversión (PRI). Finalmente, se concluye con la factibilidad financiera del proyecto.
Estudio técnico y de costos para elaboración de jugo de uva a partir de un pre-elaborado de uva País de pequeños productores de la VIII región.
La uva País es un recurso que poseen la mayoría de los pequeños productores de la VII y VIII región, que cada vez más se asocia a una producción económicamente deprimida y sin ninguna solución viable. Esto es, dada la rusticidad de la cepa y que a pesar de ser una variedad vinífera, su vino no puede competir en el mercado de los vinos finos. En respuesta a un pedido determinado de producción, se ha estudiado técnica y económicamente la elaboración de jugo natural de uva a partir de la cepa País. Se estudiaron los parámetros de calidad que caracterizan al jugo, encontrándose un dulzor de 28, 9 ºBrix, 0,24% de Acidez (%Ac. Sulfúrico), pH de 3,7 y una relación de azúcar/ácido de 119,16 (ºBrix /%Ácido Sulfúrico). Para la correcta conservación del jugo se estudiaron experimentalmente los parámetros de termorresistencia de los microorganismos presentes en el jugo, encontrándose un valor de D60ºC = 1,12 (min), D65ºC = 0,55 (min) y z = 16ºC. Para un mayor aprovechamiento de las instalaciones y equipos que se cuentan, se dividió el proceso en dos líneas de elaboración: 1) la de extracción del mosto (en el predio) y 2) de conservación del jugo (en planta AGAPE LTDA), esperándose un rendimiento del 69,6%. El tratamiento térmico recomendado es de 18 (min) a 65ºC, con un período de enfriamiento de (6) min. La inversión en maquinaria y equipamiento corresponde a US$ 2.869,22. El jugo elaborado tiene un costo unitario de US$ 0,68 por botella de ¾ de litro y un precio de venta ya fijado con el comprador de US$4. Por los resultados adquiridos se considera confiable y viable elaborar jugo de uva País con las condiciones y consideraciones estipuladas en el estudio.
Estudio técnico y de mercado para una línea de producción de Queso Requesón Comparto (Ricotta) para la Universidad Adventista de Chile.
Los objetivos de realizar un estudio técnico y de mercado del queso ricotta prensado en la provincia de Ñuble fueron: Definir el mercado para el queso ricotta, determinar la forma del proceso productivo, estableciendo aspectos operacionales, técnicos y estructurales para una escala de producción y evaluar el proyecto en la provincia. El proyecto se divide en dos capítulos: Estudio de mercado, estudio técnico económico, cuyos resultados se presentan a continuación: El estudio de mercado, determina que existe una demanda proyectada creciente en la ciudad de Chillán, por medio de encuestas, las cuales estiman conveniente evaluar una producción industrial que produzca como mínimo 5,4 toneladas al año, ofreciendo el 60% de la producción a los supermercados de la zona y el otro 40% a un mercado cautivo (casino de la universidad Adventista de Chile). El estudio técnico determina la producción en la planta elaboradora de queso ricotta, los requerimientos de infraestructura, equipamiento e insumos necesarios para el desarrollo del proyecto. Finalmente la evaluación económica determinó los costos y beneficios asociados a la inversión y producción de queso ricotta, arrojando un VAN de $ 6.756.398 el primer año, y al tercer año un VAN de $ 22.605.103, por otro lado la TIR en el primer año es de 28% y en el tercero de 430%.
Estudio, optimización y rediseño de cámaras de congelación y mantención de productos cárnicos pertenecientes a una planta faenadora de la VIII región.
Una fábrica de Productos Elaborados en base a carne bovina ubicada en la VII región, se encuentra actualmente con problemas en lo que respecta a sus cámara de mantención y congelación, debido a esto, sus productos almacenados, se encuentran a una temperatura fuera de norma. El origen de este y otros problemas, se deben principalmente a que las capacidades de su cámara han sido sobrepasadas por los incrementos de producción que la planta ha experimentado en el último tiempo. La planta estudiada posee 2 cámaras de mantención de congelados (-20 °C), 2 cámaras de congelación (-35 °C) y 1 cámara de refrigeración (0 °C). La producción actual de la planta es de 1.000 [kg/d] de churrasco y 1.000 [kg/g] de carne molida. La hamburguesas son elaboradas, congeladas en un túnel criogénico, envasadas, palletizadas, y finalmente ser ingresados a cámara de mantención. Los 3 productos una vez en cámara de mantención tienen un tiempo de residencia de 3 días, y según el análisis microbiológico, son despachados. Por otro lado, la cantidad de materia prima cárnica almacenada en cámara de mantención para tal producción corresponde al 70% del producto terminado, la cual también una vez recibida en planta, reside un tiempo similar al producto terminado. La planta tiene proyectado duplicar su producción actual. Teniendo en vista lo mencionado, las soluciones propuestas fueron: rediseñar una de las cámara de mantención (C-1) y dejarla exclusivamente para materia prima, rediseñar la cámara de mantención (C-2) y dejarla exclusivamente para producto terminado, rediseñar y trasladar las dos cámaras de congelación (T-1 y T-2). En el caso de las cámaras mantención, el parámetro principal para su dimensionamiento fue el tener un almacenaje con el sistema FIFO. Por otro lado, se propuso dejar la cámara T-1 para la congelación de mangas utilizando para esto carritos de acero inoxidable, especialmente diseñados para tal efecto. En el caso de la cámara T-2 se optó por dejarla para la congelación de materia prima, que llega a la planta con una temperatura elevada, pero considerando que en algún momento las 2 cámaras T-1 y T-2 podrán utilizarse para congelar únicamente mangas o pallets, si así lo considera la empresa. Las dimensiones calculadas (largo*ancho*altura) fueron : 14,9*8,5*6.0 [m] y 14,5*8,5*6,0 [m], para las cámaras de mantención C-1, C-2 respectivamente. Y 5,05*4,4*3,5 [m] para ambas cámaras de congelación T-1 y T-2. Las capacidades frigoríficas obtenidas fueron 17 y 23 [kW] para las cámaras C-1 y C-2; y 17 [kW] para las cámaras T-1 y T-2. El costo total del rediseño propuesto para la línea de frío asciende a US$ 271.085.
Determinación de propiedades termofísicas de un puré de palta (Persea).
Al pensar en la industrialización de la palta, una fruta valiosamente apreciada por el paladar nacional y extranjero, nos vemos en la necesidad de un propicio conocimiento de sus propiedades termofísicas, ya que éstas desempeñan un papel fundamental para el mejoramiento de equipos, ahorro de energía y el aumento de calidad de los productos procesados. Por sus características particulares, la palta ha mostrado una respuesta favorable frente a tratamientos de conservación a bajas temperaturas, de ahí la iniciativa de la elaboración de un puré de palta congelado. El objetivo principal de este estudio fue determinar propiedades termofísicas del puré de palta tales como: calor específico, densidad, conductividad térmica y difusividad térmica, sobre y bajo el punto de congelación. El calor específico determinado por el método de las mezclas, del producto no congelado resultó en un valor promedio de 3,636 (kJ kg-1ºC-1), y el calor específico determinado por calorimetría diferencial de barrido (DSC), bajo el punto de congelación fue 2,581 (kJ kg-1ºC-1). La densidad determinada por el método de desplazamiento de volumen resulto en un valor promedio de 1035 (kg m-3) sobre el punto de congelación y 985,9 (kg m-3) bajo el punto de congelación. La conductividad térmica determinada por el método de la fuente lineal de calor en el puré de palta no congelado resultó en un valor promedio de 0,434 (W m-1ºC-1), y del producto bajo su punto de congelación determinada con ecuación empírica en fue 1,40 (W m-1ºC-1). La difusividad térmica se determinó, tanto sobre, como bajo su punto de congelación, por ecuación empírica y los resultados fueron 1,158x10-7 (m2 s-1) y 5,50 x10-7(m2 s-1) respectivamente. Finalmente, el análisis estadístico arrojó que existe diferencia significativa entre las propiedades termofísicas del puré de palta en los estados congelado y no congelado.
Estudio preliminar para determinar la incidencia de la saponificación en la extracción totales de lupino (Lupinus albus cv Rumbo) por el método espectrofotométrico.
El propósito primordial de esta investigación, consiste en determinar la incidencia de la saponificación en la extracción de carotenoides totales del lupino dulce (Lupinus albus cv Rumbo) por el método espectrofotométrico. Para lo cual fue necesario tener una adecuada comprensión de la naturaleza de los carotenoides, así como conocer la metodología oficial de la AOAC, para productos deshidratados, como la harina de lupino. El análisis estadístico se realizó con el software Statgraphics Plus 5.0 para evaluar y comparar los resultados obtenidos, a través del diseño unifactorial de efecto fijo (α= 5%), que permite conocer si existe alguna diferencia significativa entre los tratamientos con saponificación y sin saponificación. Las mediciones experimentales se hicieron en un espectrofotómetro Perkins Elmer Lambda 3, del Laboratorio de Suelos del INIA Quilamapu, Chillán, y los resultados tanto experimental, analítica y estadísticamente indican que la saponificación incide en la extracción de carotenoides totales del lupino dulce. Se extrajo una mayor concentración de carotenoides sin saponificación, una media de 48,77 μg/g en comparación con saponificación que fue de 4,44 μg/g.
Estudio preliminar para determinar la incidencia de la saponificación en la extracción totales de lupino (Lupinus albus cv Rumbo) por el método espectrofotométrico.
El propósito primordial de esta investigación, consiste en determinar la incidencia de la saponificación en la extracción de carotenoides totales del lupino dulce (Lupinus albus cv Rumbo) por el método espectrofotométrico. Para lo cual fue necesario tener una adecuada comprensión de la naturaleza de los carotenoides, así como conocer la metodología oficial de la AOAC, para productos deshidratados, como la harina de lupino. El análisis estadístico se realizó con el software Statgraphics Plus 5.0 para evaluar y comparar los resultados obtenidos, a través del diseño unifactorial de efecto fijo (α= 5%), que permite conocer si existe alguna diferencia significativa entre los tratamientos con saponificación y sin saponificación. Las mediciones experimentales se hicieron en un espectrofotómetro Perkins Elmer Lambda 3, del Laboratorio de Suelos del INIA Quilamapu, Chillán, y los resultados tanto experimental, analítica y estadísticamente indican que la saponificación incide en la extracción de carotenoides totales del lupino dulce. Se extrajo una mayor concentración de carotenoides sin saponificación, una media de 48,77 μg/g en comparación con saponificación que fue de 4,44 μg/g.
Simulación computacional de procesos de lixiviación y biolixiviación en pilas de obtención de cobre y transporte de contaminante utilizando Hydrus.
Esta tesis se enmarca en el desarrollo del proyecto FONDECYT 11110097, de la comisión nacional de investigación científica y tecnológica en colaboración con la Facultad de Ingeniería y Negocios de la Universidad Adventista de Chile. Nuestro país se enfrenta hoy ante grandes desafíos en el mercado mundial del cobre. Siendo actualmente el principal productor mundial de este mineral, la utilización de nuevas tecnologías para mejorar los procesos productivos es de interés del país. Sin embargo, los procesos de minería del cobre también generan contaminación, la cual ha llegado recientemente a afectar la salud humana en adultos y niños en ciudades como Atacama y Antofagasta. Las simulaciones computacionales han tomado un lugar importante en la optimización de los procesos productivos en las industrias mineras y en el estudio del impacto ambiental de los contaminantes generados por los procesos productivos. En este trabajo de tesis se utiliza el programa computacional HYDRUS para las simulaciones en una, dos y tres dimensiones de los procesos de lixiviación, biolixiviación y transporte de contaminante. HYDRUS resuelve la ecuación de Richards mediante el método numérico de elementos finitos. Los algoritmos necesarios para la simulación computacional se encuentran presentes en HYDRUS, el cual que permite su fácil utilización a través de una interfaz que es amigable para el usuario. Los procesos que es posible simular a través de la utilización de este software comercial son diversos, y la lixiviación es uno de ellos. Este proceso es utilizado para la extracción de cobre en pilas de relave aglomerado de limos inorgánicos de baja permeabilidad, con leyes de cobre entre 0,15 y 0,35 %. Este proceso, permite la obtención de cobre de materiales que comúnmente no se procesan en planta. La biolixiviación es una tecnología emergente, que permite agregar valor a la industria minera. La aplicación de la biolixiviación puede resultar potencialmente en costos más bajos y en un impacto medioambiental reducido en la producción de cobre. En este trabajo se propone la utilización de HYDRUS para la simulación computacional del proceso de lixiviación y para la simulación del proceso de biolixiviación bajo condiciones específicas de transferencia de soluto y de borde. Para esto, se harán simulaciones computacionales de flujo de agua y soluto en los procesos de lixiviación y biolixiviación de cobre en pilas de relave aglomerado utilizando modelos matemáticos multidimensionales. Los resultados arrojan que mediante HYDRUS es posible predecir variables de proceso para la lixiviación y biolixiviación de cobre tales como el tiempo de residencia de la solución lixiviante en la pila y el oxígeno disuelto, entre otros. Adicionalmente, fue posible estudiar el impacto ambiental de los procesos de obtención de cobre y predecir la llegada de contaminación por plomo (Pb) a suelos agricultores y napas subterráneas de agua.
Propuesta de mejora en la Gestión de los procesos de una Cadena de Frío para Carne de Vacuno.
En Chile, país productor y exportador de alimentos, se usan diversos tipos de sistemas de conservación de alimentos, siendo el más ampliamente utilizado: las bajas temperaturas, por lo que gestionar adecuadamente los sistemas de Cadena de Frío es de suma importancia en la industria del congelado para lograr mantenerse en un mercado, cada vez más competitivo, con productos de calidad. La industria de la carne es uno de los campos de aplicación del frío más importante. En este estudio se trabajó con antecedentes recopilados en la empresa, “Carnes Ñuble” ubicada en Chillán, región del Bio-Bio, en la cual se desarrolla el proceso de faenamiento, clasificación, desposte, envasado y congelado de carne de ganado bovino. En esta planta existen tres secciones: Faena de bovino (contiene 10 cámaras de refrigeración). Desposte, (contiene sala de envasado, sala de cajas, cámara de Palletizado) y Almacenamiento congelado, (contiene 3 cámaras de refrigeración, 4 túneles y 2 cámaras de mantención de congelación). Teniendo en cuenta lo mencionado se realizo una Propuesta de Mejora de los Procesos de una Cadena de Frío para Carnes de Vacuno, para lo cual primeramente se realizo una recopilación de datos, los que sirvieron para calcular teóricamente la carga calórica de las cámaras de frío, el tiempo de congelación de los túneles y costos para cada proceso. Estos resultados fueron comparados con los valores reales obtenidos por la empresa. Los resultados obtenidos, en este estudio, entregaron una carga calórica (capacidad de los equipos de frío) total por mes obtenida en la sección de Faena Bovino es de 1441.84 kW, la sección de Desposte Bovino es de 62.01 kW, la Almacenamiento Congelado es de 299,61 kW. Los costos total teórico por mes obtenido en la sección de Faena Bovino es de $ 6.488.289, la sección de Desposte Bovino es de $ 279.022, la Almacenamiento Congelado es de $ 1.348.261, estos costos se encuentran dentro de los rangos de costos reales entregados por la empresa. El análisis del sistema de frío sección Almacenamiento – Congelado, permitió una disminución del 8.47% en el tiempo de congelación real de en los túneles, indicando a modo de información, que si se considera congelar, solo carne en su envase primario (Bolsa de polietileno), se logra una disminución del 58.8%, es importante señalar además, que si se considera congelar solo la carne magra, se logra una disminución del 74.7%. Finalmente se recomienda estudiar la posibilidad de modificar el proceso de congelado para bajar los costos asociados.