I.TITULO EVALUAC UACION DEL EFECTO DEL PRENSAD SADO EN FRIO EN EL REND RENDIIMI MIE ENTO NTO DE EXTR EXTRA ACCIO CCION N DE LA MA MANT NTEC ECA A DE COP COPOAZÚ OAZÚ (Theobroma gran!"#or$m (%!## e& S'reng Sh$m II.PLANTEAMIENTO DEL PRO)LEMA *.+.DETERMINACI,N DEL PRO)LEMA En las dos últimas décadas, el cultivo del Copoazú ha experimentado un progreso significativo, siendo una de las especies que rompió el ciclo extractivista de cosecha y cultivada en menor o en mayor escala en todos los estados de la amazonia. En nuestra región el Copoazú es un frut ruto ya conocido ido por el aprovechamiento de su pulpa, dejando atrs sus semillas y al ser familia del cacao !"heo#roma cacao$, donde las técnicas mas utilizadas a nivel industrial son la aplicación de solventes orgnicos y el prensado aunque el prensado es menos eficiente es menos toxico que el primero y en nuestro departamento podr%a ser de gran utilidad, es por ello que opto por tomar como tema de investigación investigación el fruto de Copoazú Copoazú en el aprovechamiento aprovechamiento de sus semillas en el efecto que tiene el método de prensado en frio en su rendimiento durante la extracción de su manteca.
*.*.FORMULACI,N DEL PRO)LEMA *.*.+. *.* .+. PRO)LE PRO)LEMA MA CENTRA CENTRAL L &En qué medida afecta el método de prensado en frio en el rendimiento de extracción de la manteca de Copoazú !"heo#roma grandiflorum$' *.*.*.. PRO)LEMA *.*.* PRO)LEMAS S DERIVA DERIVADOS P.+. &En que medida afecta la presiones !())) ,*)))psi$ y tiempos !+ y -) minutos$ en el rendimiento r endimiento de extracción de la manteca de cupoazú' P.*. &cual es la presión presión y tiempo optimo optimo en el rendimien rendimiento to mximo de la manteca de cupoazú'
*.-.O)ETIVOS DE LA INVESTI/ACION *.-.+. O)ETIVO /ENERAL0 Evaluar el efecto del prensado en frio en el rendimiento de extracción de la manteca de Copuasú.
*.-.*. O)ETIVOS ESPECIFICOS0 O.+. Evaluar las presiones !())) ,*)))psi$ y tiempos !+,-) minutos$ utilizados en la extracción de la manteca de cupoazú
III. USTIFICACION DE LA INVESTI/ACION El cultivo del copoazú enfrenta varios pro#lemas y riesgos que son, en gran parte, posi#les de ser manejados con los conocimientos cient%ficos y tecnológicos disponi#les. ro#lema que actualmente se muestra en nuestro departamento retrasando as% la producción de productos nuevos e importantes como es la manteca de cupoazú que escala industrial es peque/a este procedimiento consiste en extraer la pulpa de las semillas que es efectuado con la ayuda de la tijeras y métodos caseros convirtiéndose esta materia prima esencial para la producción de otros productos como son la golosinas, cosméticos, com#usti#le etc. or eso de#emos recalcar que utilización sosteni#le de "heo#roma grandiflorum !copoazú$, constituye una garant%a renta#le en la medida de que exista una tecnolog%a apropiada para su aprovechamiento en la agroindustria0 es as% que a través del presente proyecto se presentan resultados so#re las potencialidad de esta especie en lo que respecta el aprovechamiento de sus semillas y el método adecuado para su extracción tratando de apoyar al sector productivo de la región.
IV. EL MARCO TE,RICO 1.+. ANTECEDENTES 1.*.+. De2erm!na3!4n e #a5 263n!3a5 e e&2ra33!4n e a3e!2e50 En la extracción de aceite de semillas oleaginosas existen diferentes alternativas, siendo la extracción por solvente con o sin pre1prensado los procesos ms utilizados a nivel industrial, en estos la semilla es sometida a condiciones extremas como altas presiones y2o temperaturas, lo que resulta eficiente en cuanto a los rendimientos de extracción alcanzados, sin em#argo la calidad del aceite y de la harina desgrasada es disminuida !3offmann, +454$,
1.*.*. Pren5ao en "r7o0 El prensado en fr%o se efectúa a una temperatura mxima de *)6C0 a
continuación, se decanta y se filtra antes de ser em#otellado en #otellas opacas. 7os aceites prensados en fr%o no pasan por un refinado adicional. Ca#e destacar que la denominación 8prensado en fr%o8 no se ajusta a ningún precepto legal, por lo que los aceites as% comercializados pueden no ha#er sido sometidos a este proceso. Este tipo de prensado es menos común porque deja un tercio del aceite en los residuos, mientras que el uso del calor re#aja las pérdidas alrededor de un 9 y, si se a/ade un disolvente, las reduce a un +9. ! http:22grasasyaceites.revistas.csic.es$
1.*.*.+. Cara32er752!3a5 8 U2!#!ae50 7os aceites no refinados son ms oscuros que los refinados y su sa#or es ms intenso, aunque no hay que confundir este sa#or con el gusto a rancio. En ocasiones el aceite puede sustituir la mantequilla0 es, adems, el elemento #sico de las vinagretas0 forma parte de la composición de las marinadas que maceran la carne, las aves, el pescado y la caza0 y sirve como conservante so#re todo con ajo triturado, tomates desecados y hier#as aromticas. ; cierto tiempo y presión, el sedimento se hace incompresi#le, de modo que ya no es posi#le continuar la operación de prensado
1.*.-. C$'oa9: (Theobroma gran!"#or$m; S2er3$#!a3eae Es una fruta nativa amazónica que hoy d%a sólo se cultiva en esta región. Las semillas presentan forma circular achatada, miden de 2 a 4 cm de largo por 0.9 a 1.5 cm de espesor. Están recubiertas por una na testa, uebradi!a cuando está seca. Las semillas contienen gran cantidad de grasa, representan de 1" a 20# del peso del fruto. $ada fruto contiene en promedio de 45 a 50 semillas %Lo!ano & 'o!o, 199().
Esta semillas con un +* 9, aproximadamente, del peso seco, tienen, aproximadamente, el *) 9 de grasa y pueden usarse como sustituto de manteca de cacao !7uis =ntonio >ioielli, ?. C. ?. 7annes, @. 7. @edeiros ())+$. 4.2.3. Características de las semillas de copoazú El ma&or *alor de la especie reside en el fruto, &a ue posee abundante pulpa, la cual es empleada para preparar diferentes productos+ la corte!a es empleada en algunos lugares como abono orgánico, & las semillas se consideran sucedáneas del cacao tradicional, porue con ellas es posible fabricar un chocolate blanco mu& no, el cual es considerado un alimento mu& nutriti*o por su contenido cercano al 4# de una grasa mu& similar a la manteca de cacao & con constantes f-sicas & u-micas similares%tabla1) %$al!a*ara et al. ,194) Tabla 01: Constantes físicas y químicas de las rasas de semillas de copoazú y de cacao CONSTANTE '<
COPOAZÚ .A
P$n2o e "$5!4n (=C
-(.-B
Den5!a e5'e37"!3a
).4)AB
>n!3e e re"ra33!4n
+.B5-
>n!3e e a3!e9
B.(
>n!3e e ?oo
B.4
>n!3e e 5a'on!"!3a3!4n
+AB.*
CACAO *.-).- ).4A+.B* 1 +.BA) +B -( B( +4( +45
).* In5a'on!"!3ab#e5 (@
).- ).5
Duente: Calza vara, . et al. ,+45B
-.*.-. U5o5 energ62!3o5 e# a3e!2e =ctualmente el cuesco del Cupuazú puede ser usado para producir energ%a. Fn proyecto que utiliza el cuesco como #iomasa para producir energ%a est en fase de prue#a en una comunidad del estado de =mazonas.
Cuando el cuesco es sometido a un proceso de com#ustión incompleto, produce gas en lugar de producir humo. Este gas, mezclado en motores a diesel reduce el consumo de gasolina hasta en 5) 9. 7a energ%a producida es utilizada para alimentar la industria agroalimentaria, que transforma el fruto que anteriormente era vendido in natura. ?u otencial es el #iodiesel y producción eléctrica en regiones alejadas.
-.*.-.+. U5o5 noenerg62!3o5 e# a3e!2e. Ga#ones aromticos en #arra y l%quidos, cremas y lociones, productos de tratamiento para el ca#ello, #ase de pomadas farmacéuticas, protector solar, crema de masajes, pinta la#ios y maquillajes -.*.1 Organ!9a3!4n e# mer3ao =l igual que la mayor%a de los productos agr%colas, la comercialización del Cupuazú es realizada directamente por el productor, por un mayorista o por centrales regionales. 7os precios de este producto son muy varia#les !Coral, ()))$. ?u venta tiene lugar generalmente en los mercados locales. 7os frutos son vendidos entre +, y (,)) HI la unidad. 7a pulpa congelada, principal forma de comercialización del fruto, tiene un precio que var%a de -,)) a -,) HI2l. =lgunas empresas exportan el Cupuazú hacia el sureste de rasil, Europa y los Estados
-.-. )ASES TEORICO CIENTIFICAS -.-.+. E&2ra33!4n 'or 'ren5ao " El proceso de extracción de aceite por prensado en fr%o es descrito por !?oto et al , ())B$. En éste, la semilla sin impurezas se muele hasta alcanzar un tama/o homogéneo J+,B mm. 7as muestras !+ g$ se tratan térmicamente a +)) 6C por
() minutos con el fin de inactivar la actividad enzimtica endógena. 7uego se realiza el prensado en una prensa manual hidrulica !Carver ress, Ka#ash, LM, EEFF$ #ajo condiciones de presión !BB,+ @a$ y tiempo !B min$ y humedad de la muestra a prensar del +) 9, las cuales son seleccionadas de modo de alcanzar la mayor extracción de aceite dentro del rango de aplicación del equipo. El rendimiento de extracción de aceite se calcula midiendo el contenido en aceite de la harina inicial y residual respectivamente.
-.-.*. E"!3!en3!a e# ren!m!en2o e# 'ren5ao en "r!o @pagalile y ClarNe !())$, reporto en su investigación so#re la eficiencia del prensado de aceite de coco, un valor de presión !+- @a$ en la que no se producen igualmente cam#ios importantes en este parmetro. @afart y éliard, !+44B$. Lndica que es notorio destacar que entre 5.))) y +).))) psi, no se presentaron diferencias aprecia#les en el rendimiento para un tiempo de prensado de -) minutos, lo que se explica por el hecho de que transcurrido cierto tiempo y presión, el sedimento se hace incompresi#le, de modo que ya no es posi#le continuar la operación de prensado
V.
B.*.
S$b ar!ab#e o S$b
In!3aore5
!men5!4n
Var!ab#e Ine'en!en2e prensado en frio .
"emperatura del prensado
Efecto positivo o negativo en el rendimiento de la manteca de copoazú
aplicación de una temperatura de *)OC
Pr!mera h!'42e5!5 Hendimiento mximo de Var!ab#e e'en!en2e la manteca @ximo rendimiento Calculo de la de la manteca de @asa de la cupoazú torta de manteca o#tenida en la extracción
Var!ab#e Ine'en!en2e0 resión y tiempo
Fso de parmetros de presión y tiempo en Ensayos diferentes condiciones. experimentales con
diferentes
presiones !()))
y
*)))psi$
y
tiempos
!+ y
-) minutos$
VI. MATERIALES ? METODOS .+. MATERIALES DE LA)ORATORIO
ara llevar aca#o el presente tra#ajo de investigación son necesarios los equipos e instrumentos de la#oratorio: • • • • • • • •
?emillas de cupoazú previamente molido ()g. por cada muestra. rensa manual hidrulica alanza anal%tica "ermómetro digital 3 metro Hefrigeradora "inas y envases de plstico Cronometro
.*. METODOLO/IA0 .*.+. MUESTREO0 7as semillas de cupoazú se adquirieron después del despulpado del fruto en la ciudad de uerto @aldonado luego estas fueron seleccionadas, retirando las que presentaron da/os f%sicos, o por insectos o manipulación mecnica, escogiendo las de mejor calidad.
.*.*. PROCESO DE ELA)ORACI,N DE MANTECA DE COPOAZU El procesamiento de las semillas de copoazu para la o#tención de manteca es semejante al de las semillas de cacao para la o#tención de chocolate. sicamente, el proceso desarrollado por Mazaré et al !+44)$ y descrito a continuación.
Fermen2a3!4n0 El primer aspecto que de#e considerarse para la o#tención de cupulate con un #uen padrón de calidad, es que las semillas sean sometidas a fermentación inmediatamente después de la operación de despulpamiento. En esta etapa, existe una diferencia en relación al procesamiento de las semillas de cacao, las que no son despulpadas previamente. En el caso de las semillas de copoazú, la fermentación se efectúa solamente con los restos de pulpa que permanecen adheridos a las semillas. 7a fermentación se efectúa en cajas de madera, con una capacidad de 5) Ng de semillas. ?e procesan a temperatura am#iente, en un local protegido de las lluvias. = las (B horas de ha#erse colocado las semillas en las cajas, se agrega una solución de azúcar al -)9, a una temperatura de -56C, en la proporción de +9 en relación al peso de las semillas. Este mismo procedimiento se realiza después de B5 horas de fermentación. 7a masa de semillas de#e revolverse por lo menos dos veces al d%a, para que la fermentación sea uniforme en todas las semillas. El proceso concluye entre el quinto y el séptimo d%a.
Se3ao0
De53a53arao0 7a remoción de la cscara de las semillas se constituye en un pro#lema, en vista de la inexistencia de equipos apropiados para esta operación. 7os descascara dores utilizados para las semillas de cacao no se consideran adecuados para las semillas de cupuazú, de#ido a que su forma y tama/o son diferentes y por ser de cscara ms dura. Mormalmente esta operación se efectúa manualmente, emillas de copoa!/ despulpado siendo por lo tanto, #astante lenta. 7as cscaras representan aproximadamente el (A9 del peso de las semillas tostadas y las almendras corresponden, en promedio, al -)9 del ermentacin peso inicial de las semillas antes de la fermentación . ecado Mo#!ena 8 'ren5ao0
DIA/RAMA DE OPERACIONES PARA EXTRACCION DE MANTECA DE COPOAZU resin %2000 & "000psi)
orta
iempo %15 & 0 min.)
3anteca
'endimeinto
Duente: propia
.*.- DISEO DEL EXPERIMENTO A EMPLEAR0 El dise/o experimental empleado est #asado en un dise/o factorial de dos factores, en donde presión y tiempo son los dos factores a estudiar N
2
Done0 *0 significa dos varia#les N0 significa nivel de las varia#les !alto y #ajo$ ;#teniéndose un total de B tratamientos con - repeticiones por tratamiento. El número de muestras a utilizar son: +( muestras !véase en la ta#la )($
Tab#a *. Ma2r!9 e !5eGo e&'er!men2a# 3o!"!3aa. EXPERIMENTO + ( B Duente: propia
)aHo A#2o PRESI n!e# n!e# ON (PSI 1 1 ())) 1 R ())) R 1 *))) R R *)))
TIEM PO (MIN. + -) + -)
re'e2!3!on e5 -
Tab#a -0 Ren!m!en2o e #a e&2ra33!4n e man2e3a e 3o'oa9$ 'or 'ren5ao en "r7o Pre5!4n ('5! T!em'o (m!n. *
Ren!m!en2o 2o2a# @
+ -) + -)
Duente: propia
ANLISIS DE DATOS: ara el prensado la ecuación utilizada para determinar el rendimiento es la siguiente:
RP=
MAP PM
∗100
Done0 RP0 Hendimiento del primer prensado, 9 MAP0 @asa o peso de aceite extra%do en la primera prensada, g PM0 eso o masa de la muestra de almendra utilizada, . PRO/RAMACION ? PRESUPUESTO .+ CRONO/RAMA DE ACTIVIDADES0 CUADRO N + CRONO/RAMA DEL TIEMPO JUE LLEVARA REALIZAR EL PRO?ECTO DE INVESTI/ACION.
SEPTIEM)R OCTU)R NOVIEM) DICIEM)RE TIEMP E E RE SEMANAS SEMANAS SEMANAS SEMANAS
O
+ ACTIVIDAD E#abora3!4n x e# 'er"!# Pre5en2a3!4n e# 'er"!# Corre33!4n e# 'er"!# A'roba3!4n e# 'er"!# EHe3$3!4n E#abora3!4n e# borraor e 2e5!5 Pre5en2a3!4n e# borraor e 2e5!5 5$52en2a3!4n Duente: propia
( x
-
B + ( - B +
(
-
B + ( - B
x
x
x
x S S x x S x x
x S x x
CUADRO N * CRONO/RAMA DEL TIEMPO JUE LLEVARA REALIZAR EL PRODUCTO (EXRACCION DE LA MANTECA. ACTIVIDA DES
DIAS 1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
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8
9
Extracción de la manteca de cupoazú por prensado en frio ! Theobroma grandiflorum) )).
Ob2en3!4n e #a ma2er!a 'r!ma De5'$#'ao Fermen2ao e #a 5em!##a Se3ao e #a 5em!##a Mo#!ena Pren5ao 8 ob2en3!4n e man2e3a A#ma3enam! en2o
x
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x X X
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.* PRESUPUESTO0 CUADRO NK -0 ESPECIFICACION
PRESUPUESTO DE TRA)AO EXPERIMENTAL UNI CANT COSTO SU) TOT. TOTAL D. . UNIT. S. S. S. +5.)) =. COSTOS DIRECTOS @ateria prima . B).)) .COSTOS INDIRECTOS >astos administrativos ++5.)) Duente: propia
CUADRO NK 10 ESPECIFICACION
PRESUPUESTO DE )IENES
UNI D.
CANT COSTO SU) TOT. . UNIT. S. S.
TOTAL S. +).))
•
• • •
Hecargado de tinta 7i#reta de apuntes apel Cmara
Fni. Fni. @ill. unid
)( )+ )( )(
().)) .)) +5.)) +(.))
B).)) .)) -*.)) (B.))
Duente: propia
CUADRO NK B0 ESPECIFICACION Equipos 7a#oratorios Lnternet
PRESUPUESTO DE SERVICIOS COSTO S. ()).)) -)).)) A).)) 5).))
C. TOTAL ++-).))
Encuadernación Dotocopias "ransporte Duente: propia • • •
().)) (*).)) ()).))
CUADRO NK 0 PRESUPUESTO TOTAL ESPECIFICACION tra#ajo experimental #ienes servicios TOTA7 Duente: propia • • •
COSTO S. +5.)) +).)) ++-).)) +-4-.))
VIII. )I)LIO/RAFIA •
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C=7T=<=, G. +45). +B- Drutales Mativos. Edit. 7i#rer%a El Estudiante. ?. =. 7ima 1 erú. -() C=H7L @arion. et al ())5.>u%a técnica para la utilización energética de los aceites vegetales ras%lia : Cirad C;;=?F Theobroma grandiflorum ( K illd. Ex ?preng.$ ?hum: CF7"LU; y F"L7LT=CL;M@=MF=7 "ECMLC; marzo +444 3EHM=ML= =CL;M. 3;DD@=MM >. +454 "he chemistry and technology of edi#le oils and fats and their high fat productsQ. Food Sci Technol .#y pressing.E<. @c>raV 3L77 @ESLC;. L"<>. rocesamiento de aceite .lima L"<> peru, +444 7ozano, G. C., Hozo, 7. =. +44A. Extracción y caracterización fisicoqu%mica de los aceites contenidos en las semillas de copoazú y
maraco, y su posi#le utilización como fuentes alternativas en la industria de los aceites comesti#les.sinchi1icta1universidad nacional de colom#ia. •
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@=D=H", . W E. X7L=H<0 Técnicas de Separación, Lngenier%a Lndustrial =limentaria, +a edición, =cri#ia ?.=, (, 5)1+A, Taragoza, Espa/a !+44B$. @=>=7L7E, G.G. W . C7=HYE0 Effect of Processing Parameters on Coconut Oil Epression Efficiencies, Lnternational Gournal of Dood ?ciences and Mutrition, *!($, +(1+-( !())$. @=HZ= ?;7E<=< 3EHM[M.0 G=L@E =7EH"; =HHEH= >., ogot Colom#ia: Lnstituto =mazónico de Lnvestigaciones Cient%ficas, ?LMC3L. Fniversidad de la =mazonia. ())B M=T=HX, H. D. de H. rocessos agroindustriais para o desenvolvimento de productos de cupua\u ! Theobroma grandiflorum$. Ln: ?E@LM]HL; LM"EHM=CL;M=7 ?;HE L@EM"=1<;1HELM; E CFF=^F, +44*, elém. =nais...elém Em#rapa =maz_nia ;riental2GLC=, +44A. p. +51 +4( !Em#rapa =maz_nia ;riental.
.+. REVISTAS; MANUALES ? TRA)AOS DE INVESTI/ACI,N •
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Collao, César Emilia Curotto y @ar%a E. Tú/iga"ratamiento enzimtico en la extracción de aceite y o#tención de antioxidantes a partir de semilla de onagra, Oenothera biennis, por prensado en fr%o Collao César et al "ratamiento enzimtico en la extracción de aceite y o#tención de antioxidantes a partir de semilla de onagra, Oenothera biennis, por prensado en fr%o
>uerra E>, Tú/iga @E. ())-. "ratamiento enzimtico en la extracción de aceite de pepa de uva, !itis "inifera# por prensado en fr%o. $rasas % &ceites.
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6ia! 7ernánde! 8ndrea del 'osario btencin de aceite de la nue! caryodendron orinocense originaria del departamento del cauetá en la planta piloto de la uni*ersidad de la salle :ogotá d. c.200"
.. L!n50 http:22VVV.grasasyaceites.revistas.csic.es
