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EXTRACCIÓN Y PRODUCCION A NIVEL N IVEL INDUSTRIAL DE PECTINA A PARTIR DE DESECHOS AGROINDUSTRIALES DE LA CASCARA DE MARACUYA
DIEGO ALONSO ALMEYDA BARZOLA
TÉSIS EN INGENIERÍA QUÍMICA PROFESOR JOSÉ MANUEL GARCIA PANTIGOZO Ingeniero Químico
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CONTENIDO Sheet Music
INTRODUCCIÓN 1. OBJETIVOS 1.1. General
4 5 5
1.2. Específico
5
2. PLANTEAMIENTO PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
6
3. JUSTIFICACIÓN JUSTIFICACIÓN
7
4. MARCO REFERENCIAL 4.1. ANTECEDENTES ANTECEDENTES
8 8
4.2. MARCO TEÓRICO 4.2.1. Pectina
10 10
4.2.2. Clasificación de las sustancias pécticas 4.2.2.1. Protopectinas
10 10
4.2.2.2. Ácidos pectínicos
10
4.2.2.3. Pectinas
10
4.2.2.4. Ácidos pécticos 4.2.3. Composición química y estructura de la pectina 4.2.4. Propiedades fisicoquímicas de la pectina 4.2.4.1. Solubilidad
10 11 12 12
4.2.4.2. Acidez
12
Master4.2.4.3. your semester with Scribd Viscosidad 4.2.4.4. Poder de gelificación & The New York Times Special offer for students: Only $4.99/month.
4.2.4.5. Longitud de cadenas
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4.2.4.8. Acción de los ácidos
13
4.2.4.9. Acción de las enzimas
13
4.2.4.10. Aplicaciones de la pectina
13
5. Análisis de mercado y materia prima 5.1. Demanda, importación y exportación de la pectina en el Perú 5.2. Cantidad de materia prima en el Perú
15 15 17
6. Esquema general del proceso a nivel industrial 6.1. Diagrama general del tratamiento de la cascara de maracuyá 6.2. Extracción de pectina y acondicionamiento final
19 19 19
7. Caracterización física de la cascara de maracuyá
20
8. Proceso experimental
22
8.1. Estudio cualitativo de separación de mesocarpio del exocarpio de la cascara de maracuyá por diferencia de densidades
22
8.2. Extracción de la pectina de la cascara de maracuyá por hidrólisis hidrólisis acida nivel laboratorio
25
9. Determinación de capacidad de la planta de extracción de pectina
29
9.1. Tabla de utilidad básica.
30
10. Diseño general de la planta SUPERPRO DESIGNER DESIGNER 11. Discusión de resultados
31
12. Conclusiones
33
Master13.your semester with Scribd Recomendaciones 14. Referencias & The New Yorkbibliográficas Times Special offer for students: Only $4.99/month.
15. Anexos 15.1 Matriz de consistencia
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INTRODUCCIÓN
En los últimos años los productos bionaturales han cobrado importancia debido a su innumerables beneficios para la salud. Uno de estos productos es la pectina, que es un biopolímero constituido principalmente por ácido galacturónico, y que gracias a propiedades gelificantes y de absorción se emplea en la industria de los alimentos cosmética y farmacéutica. La pectina es una sustancia natural que se forma principalmente en la pared primaria y en los tejidos mesenquimáticos y parenquimáticos de frutos y vegetales, y tiene l función de cemento intercelular (Nwanekesi, Alawuba y Mkpolulu, 1994:159-161; Srinrangarajan, y Shrikhande, 1979 567-569)
Esta sustancia se asocia con la celulosa y le otorga a la pared celular la habilidad de absorber grandes cantidades de agua. La celulosa tiene un importante rol en la estructur ya que le da rigidez a las células, mientras que la pectina contribuye a su textura.
La pectina fue aislada por primera vez por el químico francés Henri Braconnot en 1825 quien la designó como “pectina”, que deriva del griego pektikos griego pektikos, que sig nifica con gela o solidificar (Willats, Knox, Dalgaard, 2006: 97-104). La pectina forma coloides por excelencia, ya que tiene la propiedad de absorber una gran cantidad de agua, pertenecen a la familia de los oligosacáridos y polisacáridos de alto peso molecular y contienen largas cadenas formadas por unidades de 1,4- α-D-ác do galacturónico (GalpA).
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1. OBJETIVOS 1.1. General
Extracción y producción a nivel industrial de Pectina a partir de desechos agroindustriale de maracuyá. 1.3. Específicos
Analizar el comportamiento del producto de acuerdo al método elegido (hidrolisis acid modificando las variables como: Temperatura y pH con el fin de determinar las condicion más favorables y eficientes para el proceso.
Realizar un diagrama del proceso de obtención de pectina a partir de las cáscaras de maracuy en base a los datos obtenidos en la parte experimental.
Aprovechar los desechos agroindustriales de la maracuyá (cascara de maracuyá).
Reducir la contaminación de desechos de las industrias agroindustriales de procesos maracuyá.
Reducir el costo de operación y complejidad a los procesos de extracción , separación acondicionamiento del proceso a nivel industrial
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2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
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El Perú en los últimos años a pesar del desarrollo de la industria alimentaria, la industr farmacéutica entre otras industrias no logra cubrir la demanda interna de ciertas materi primas, entre ellas la pectina. Esta situación crea una dependencia de los l os países que produc este tipo de materias primas.
El uso de la pectina está enfocado principalmente a la industria de alimentos para la producció de mermeladas, dulces, bocadillos, postres, helados, entre otros, pero esta es importada en s mayoría de distintos países como Francia, Argentina, México, Dinamarca, Brasil, Estad Unidos, y Bélgica, generando altos costos por concepto de importación. Este producto tiene u alto valor comercial a pesar de que a nivel industrial proviene de desechos o producto subvalorados como cáscaras de naranja, limón, entre otras.
En el Perú la maracuyá (Pasiflora (Pasiflora Edulis Flavicarpa) Flavicarpa) es utilizado para una variedad variedad industrias como la de mermeladas, harinas de cascara de maracuyá, congelados, conserva repostería, jugos, refrescos, cosméticos, aceites entre otras, siendo la de congelados de pulpa maracuyá la mayor industria industria de este producto hacia la exportación exportación al mercado europeo. europeo.
De estas industrias se estima que se generan más de 11000 toneladas anuales de desech (cascaras), la cuales se destinan para alimento balanceado o sin uso alguno. Sin embargo puede obtener obtener un mayor beneficio si se opta opta por la extracción extracción de pectina pectina que se encuentra en cascaras mediante proceso industrial.
La extracción y procesamiento de la pectina se logra logra mediante hidrólisis acida, la calidad de pectina extraída dependerá de las condiciones que presenta la cascara del fruto, tales com clima, tipo y composición del suelo, intensidad intensidad y tiempo de exposición a la luz solar, genéti de la familia de la maracuyá. Por estas razones se hace un estudio de extracción y procesamiento de nivel industrial de
Master your Scribd pectinasemester de la cascara dewith maracuyá, corroborándose con Read el estudio de oferta y demanda de Free Foron 30this Days Sign up to vote title materias primas y de la pectina, verificando así la rentabilidad económica del estudio. & The New York Times Useful Not useful Special offer for students: Only $4.99/month.
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3. JUSTIFICACIÓN
El Perú como productor y exportador de maracuyá presenta en el mercado una amplia gama industrias que usan esta esta materia prima en la producción de diversos diversos productos tales como néctar conservas, congelados, mermeladas, mermeladas, entre otras a base de maracuyá , es así que se generan grand cantidades de residuos ( cascara) que no son utilizados utilizados , propiciando un problema de sanidad eliminado por vías convencionales ( botaderos o relleno sanitario ), o como harina de cascara maracuyá que se ha popularizado en los últimos años debido a sus propiedades medicinales curativas, sin embargo embargo surge una nueva interrogante sobre el potencial potencial que oculta . Estudi investigaciones sobre el contenido de pectina en la cascara de maracuyá brinda una nueva ventan sobre el potencial que se puede obtener si se logra un proceso de extracción eficaz y eficiente.
Sabiendo de antemano que la pectina es un producto ampliamente usado en las industri alimentarias cuya demanda ha crecido de manera constante constante en la industria industria peruana siendo mayoría de la pectina importada del extranjero, la demanda anual estimada en el 2013 es de 298T de pectina de alto metoxilo.
Es así la importancia de buscar nuevas fuentes de materia prima que permitan obtener pectina d alta calidad, la cascara maracuyá presenta una buena opción para para este objetivo objetivo , seg investigaciones la cascara cascara d maracuyá presente entre 15- 20 % de pectina, siendo un alto valor c respecto a la fuente convencional ( cascar de limón 20-25 % ) .
Los altos altos precios de la pectina en el mercado (50 S/. /kg Promedio) muestran mayor rentabilid rentabilid económica respecto a la harina de maracuyá, logrando así una mayor ganancia con la mism cantidad de materia prima.
El estudio de un proceso a nivel industrial es complementario para este proyecto dado que permi una producción a escalas mayores (TM/ año).
Master your semester with Scribd Read Free Foron 30this Days Sign up to vote title En resumen cascara cascara de maracuyá es una una buena opción extracción de de useful pectina & The New York laTimes deUseful Not
debido a Cancel anytime. disponibilidad de materia prima, la cantidad cantidad de industrias industrias que desechan la cascara para s Special offer for students: Only $4.99/month. aprovechadas para la producción de pectina.
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4. MARCO REFERENCIAL
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4.1. ANTECEDENTES
La pectina fue aislada por primera vez en 1825 por el químico francés Henri Braconnot. L producción comercial de pectinas comenzó en 1908 en Alemania, a partir de los restos fabricación de zumo de manzana. Actualmente se obtienen de los restos de la extracción de zum de manzana, y sobre todo, de los de la industria de los zumos de cítricos. Existen numeros procesos patentados e investigaciones que conciernen a la obtención de pectinas, y en cada uno ellos se obtienen productos de diferente calidad, porque sus propiedades y sus posibles aplicacion dependen considerablemente del método de obtención.
En el año 2008 Se determinó el análisis de pectina en varias especies frutales de la biodiversid peruana de origen costeño, andino y amazónico. La extracción y caracterización de las pectinas realizó en los frutos del níspero de la sierra ( Nespilus germánica) y de la gra na di lla ( Pasiflo ligularis), que destacaron por su alto contenido de ácido galacturónico (87,97% y 85,99%), al grado de metoxilación (89,15% y 88,24%), alto grado de esterificación (86,24% y 88,79% comprobado por espectrofotometría FT-IR, y alto peso molecular (10183,5 y 16366,96 respectivamente. Este proyecto de investigación ha sido desarrollado en el laboratorio de docimas de la Facultad de Ingeniería Industrial de la Universidad de Lima y cuenta con la aprobación ofic del Instituto de Investigación Científica (IDIC). El departamento con la mayor área instalada de Maracuyá es Lima, seguida de cerca por Ancas luegoestá Lambayeque, Piura, Junin, Ucayali, Huánuco y en octavo lugar La Libertad. Lo que si observa es un crecimiento significativo entre los años 2009-2005, del 71.5%, es decir 1,432 ha m este crecimiento fundamentalmente está dado por Ancash, Lima, Lambayeque y Huánuco
Como puede verse en el Perú tiene un área instalada de maracuyá de 2 205 ha, ubicad principalmente en los departamentos departamentos de Lima, Lambayeque, Ancash, Ancash, Junín y La Libertad. El área ha crecido entre el 2005 al 2008 en 727 ha, dado que su mercado se ha ampliado, l departamentos que muestran mayor crecimiento en el área son Ancash, Lima y Lambayeque. demanda interna y externa viene incrementándose, en especial para su procesamiento. Read Free For Days Sign up to de vote this title Durante el año 2008, en el Perú se produjeron 28 978 t de maracuyá, loson30 cuales el 96.8%están los departamentos de Lima, en primer lugar, Ancash, Lambayeque, Junín, Piura y La Libertad, es useful Useful Not Cancel anytime. último como pueden ver ocupa el sexto lugar. A junio del 2009 se ha alcanzado una producción Special offer for students: Only $4.99/month. 21 802 t, por lo que se espera sobre pasar lo logrado en el año 2008.
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Durante el año 2008, en la Universidad de Zulia, Venezuela, se realizó un estudio que tuvo com objetivo la extracción y caracterización de la pectina a partir de la cáscara de plátano (Musa AA subgrupo plátano, clon Hartón). Los resultados de la espectrometría de infrarrojo confirmaron q la pectina obtenida en condiciones de pH 2.0 y 3.0 es de bajo metoxilo. La pectina obtenida a p 3,0 posee características competitivas dentro de su tipo para ser destinada a la industria alimentos.
Universidad Católica de Maule (Chile), finales del año 2005 se desarrolló una investigació concerniente a la extracción de pectina para la producción de jaleas a partir de uvas ( Vitis labrus cv. Concord), se evaluó el efecto de dos niveles de madurez de la uva (16,6 y 22º) ºBrix, tr niveles de pH (2, 2,5 y 3) y dos tiempos de cocción a 90ºC (45 y 60 min) sobre la extracción d pectinas y su grado de metoxilación (GM). Se recomienda cosechar con 16,6 ºBrix y calentar zumo a pH 2,5 durante 60 minutos para obtener la mejor extracción de pectinas de alto grado metoxilo, con un rendimiento del 3,84% (base peso fresco) y un grado de metoxilo 70,48 GM comparable con pectinas HM de alta calidad.
En 1995 en la Universidad Nacional (Bogota – Colombia), Colombia), se obtuvo y caracterizó pectina a par de mango. En esta investigación se aprovechó los desechos industriales del procedimiento d mango común (Manguifera indica) se extrajo pectina a escala piloto a diferentes valores de pH (3 3,4; 3,6) y tiempos de hidrolisis (45, 60 y 75 min). Luego se determinó su calidad p determinaciones de cenizas, acidez libre, peso equivalente, grado de esterificación, viscosidad comportamiento geológico, contenido AUA, calcio, magnesio, hierro y grado de gelificación. L mejores condiciones de acuerdo a la calidad fueron pH de 3,2 y 75 minutos de hidrólisis, con rendimiento de 23 a 24%.
Para aprovechar las cáscaras resultantes de la extracción de jugos de fruta de galgal (Citrus pseud limón Tan), una variedad de limón propia de la india, se estandarizó un proceso para la máxim recuperación de las pectinas, considerando varias variables como: tipos de solventes, relación d cáscara/solvente, tiempo de extracción, número de extracciones y tamaño de las partículas de l cáscaras. Se encontró que el mejor solvente fue HCl 0.1N, con una relación de cáscara a acido 1: por un tiempo de extracción de 60 minutos. Se precipitó la pectina con alcohol (etanol) y Read Free Foron 30this Days Sign up to vote title cloruro de aluminio, dando mejores resultados el etanol. Not useful Useful Cancel anytime.
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4.2. MARCO TEORICO
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4.2.1. Pectina
Las sustancias pépticas son un grupo complejo de polisacáridos localizados en la lamela media y pared primaria de las células vegetales. Contribuyen a la llamada textura de las frutas, los vegetal y los productos procesados [10]. La pectina fue definida por Kertesz (1951) como los ácid pectínicos solubles en agua de grado de metilación variado que son capaces de formar geles azúcar y ácido bajo condiciones c ondiciones determinadas. Las pectinas se obtienen de materiales vegetales que tienen un alto contenido de éstas, tales com manzanas, frutas cítricas, piña, guayaba dulce, tomate de árbol, maracuyá y remolacha. L subproductos de la industria de zumos de frutas, bagazo de manzanas y albedos de cítricos (limó limón verde, naranja, toronja), constituyen básicamente las fuentes industriales de pectinas. L Tabla 1 muestra el rendimiento promedio de pectina obtenida a partir de éstas.
4.2.2. Clasificación de las sustancias pécticas Según cuántos grupos carboxílicos están esterificados en la cadena o polímero [11], se clasifican en:
4.2.2.1. Protopectinas: Si todos los carboxilos están esterificados. Éstas son insolubles en ag y se hallan en mayor cantidad en los tejidos de los frutos fr utos no maduros o verdes.
4.2.2.2.semester solo una parte pero mayoritaria de los carboxilos es Ácidos pectínicos: Master your withSiScribd Free Foron 30this Days Sign up to title esterificada. Estos compuestos son capaces de formarRead geles si vote las condiciones desólido solubles y pHTimes son adecuadas. Las sales de estos ácidos sellaman & The New York Usefulpectinatos. Not useful Special offer for students: Only $4.99/month.
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pectínicos, solubles en agua caliente, con un contenido med 4.2.2.3. Pectinas: Son los ácidos pectínicos,
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4.2.3. Composición química y estructura de la pectina
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Se trata de poliósidos compuestos, esencialmente, por cadenas de ácidos galacturónico unidos α(1-4). La función ácido está más o menos esterificada con el metanol. Las moléculas de ramno (metilpentosa) se intercalan en la cadena poligalacturónica por enlaces α(1-2) y (1-4) producien una irregularidad en la estructura de la cadena. Esta cadena lleva, igualmente, ramificacion laterales más o menos largas (arabanas, galactanas) unidas a nivel de las funciones alcoh secundario. El parámetro químico más importante es el grado de esterificación (M.), es decir, número de funciones carboxilo esterificadas por 100 grupos galacturónicos; esto permite distingu dos grupos de pectinas: pectinas fuertemente metiladas metiladas (H.M. > 55 %); pectinas débilmente metiladas metiladas (L.M. < 45 %).
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4.2.4. PROPIEDADES FISICOQUIMICAS DE LA PECTINA
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4.2.4.1. Solubilidad: El agua es el mejor solvente para las pectinas también es soluble formamida, dimetilformamida y glicerina caliente. La pectina es insoluble en solventes orgánica en soluciones de detergentes cuaternarios, polímeros, proteínas y cationes polivalentes; ést agentes se emplean para precipitar la pectina de las soluciones después de un proceso de hidrólis por tratamiento de la materia prima. prima.
4.2.4.2. Acidez: Las pectinas son neutras en su estado natural, en solución tienen carácter ácido cual depende del medio y del grado de esterificación. El pH de las soluciones de pectina varía ent 2.8 y 3.4 como función del grado de esterificación. La pectina tiene una constante de disociación 0.1 a 10x10-4 a 19ºC.
4.2.4.3. Viscosidad: Las pectinas forman soluciones viscosas en agua, ésta propiedad depende d grado de polimerización de la pectina, el pH, la temperatura, la concentración y la presencia electrolitos. En las pectinas con alto grado de esterificación, la viscosidad por efecto de su presenc aumenta al aumentar el peso molecular, los grupos laterales y la concentración de la pectina e solución. El calcio y otros iones polivalentes aumentan la viscosidad de las soluciones de pectinas algunas pectinas de bajo metoxilo pueden gelificar si la concentración de calcio supera un cier límite.
4.2.4.4. Poder de gelificación en geles de pectina: Para las pectinas con alto metoxilo, considera que a un pH de 3.4 por lo menos un 40% de los ésteres metílicos están desesterificados por lo tanto será difícil lograr la formación de un gel estable con presencia de concentraciones 65% de azúcares. Un exceso exceso en la concentración del azúcar puede producir producir cristalización en almacenamiento. En el caso de las pectinas de bajo metoxilo, los geles son menos rígidos y pueden trabajar con menos sólidos solubles, no dependen tanto del pH, de hecho se pueden obten buenos geles entre valores de pH de 2.5 y 6.5, pero per o requieren calcio en una concentración adecua que varía entre 0.01 y 0.1% p/p en base húmeda. Una mayor concentración de calcio pue conducir una sinéresis excesiva. Un gel de pectina puede considerarse como un sistema en el cual Free Foron 30 Days Sign up to vote this title de la cade polímero está en una forma entre completamente disueltoRead y precipitado. Segmentos molecular están juntos por cristalización limitada para formar una red tridimensional, Not useful en la cual Useful Cancel anytime. agua, el azúcar y otros solutos se mantienen. Special offer for students: Only $4.99/month.
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Extraccion de Pectina de La
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4.2.4.7. Acción de las bases: La adición de hidróxido de sodio permite obtener primero las sal ácidas, luego los pectinatos neutros y después ocurre el fenómeno de demetoxilación o s rompimiento de los ésteres metílicos. Los grupos éster pueden ser separados de la molécula aun baja temperatura, sin depolimerización. depolimerización.
4.2.4.8. Acción de los ácidos: Solubilizan la protopectina, por esta razón se emplea medio áci controlado en los procesos de extracción de la pectina; aceleran la separación de los metoxilos, si efecto se continúa se afectan los enlaces glicosídicos 1 – 4 y se pueden romper, y a un p fuertemente ácido, temperaturas altas y tiempos largos, se presenta la decarboxilación co formación de CO2 y furfural. A bajas temperaturas predomina la saponificación y alt temperaturas la depolimerización.
4.2.4.9. Acción de las enzimas: Sobre las pectinas pueden actuar la pectinmetilesterasa (PME) y poligaractunosa (PG). La primera ataca a los grupos carboxilo esterificados con metanol liberan los grupos ácidos y el metanol, y la PG ataca las uniones de las unidades de ácido galacturónic disminuyendo el peso molecular, cambiando así todas las propiedades que dependen de ést características. Las enzimas pectinolíticas son producidas por hongos y bacterias, para fabric industrialmente pectinas con características especiales. Se han desarrollado enzimas que s capaces de degradar las conchas de las diferentes frutas para la separación de la pectina, entre ést está la endo-poligalacturonasa producida por el hongo Aspergillus niger que degrada con a eficiencia las cáscaras, logrando liberar un alto porcentaje porce ntaje de material péctico .
4.2.4.10. Aplicaciones de la pectina 13
En La Industria Alimentaria El uso de pectina en mermeladas de alto contenido de azúcar es una de las más conocid aplicaciones a uno de los mercados más grandes para la pectina. Las pectinas de alto metoxilo, en orden decreciente de su porcentaje de esterificación y de rapidez en la formación del gel,
Master your semester with Scribd Read Free Foron 30this Days Sign up to vote title Empleo en losTimes Caramelos de la Industria de Confitería. Useful Not useful & The New York Las pectinas proporcionan, la elasticidad, estructura y realce natural del sabor inherente de la fruta Special offer for students: Only $4.99/month.
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permite un corte liso, brillante. Las pectinas tienen un gran potencial de aplicación en el campo confitería: las jaleas de fruta, gomas de fruta, rollos de fruta delicados, crema artificial de post
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Empleo en la Industria de las Bebidas. Las pectinas son componentes sumamente convenientes en refrescos debido a su naturaleza hidrato de carbono de poca calorías y la estabilización de turbiedad y la viscosidad.
Empleo en el Sector Alimentos SALSA DE TOMATE Las salsas ketchup de tomate de alta calidad tendrán que presentar características reológicas m específicas y estrictas. La adición de una Pectina compensará los defectos de la pectina natal a vista al punto de producción definido y el comportamiento estructural viscoso. viscoso. Además, las propiedades reológicas de chutneys y salsas de barbacoa puede ser controlado con empleo de pectina.
Aplicaciones en La Industria Farmacéutica y de Cosméticos. La base de las aplicaciones farmacéuticas de la pectina son sus propiedades hidrocoloidales terapéuticas. Además, frecuentemente produce un efecto de sinergia y aumenta la acción de otr principios activos componentes de la especialidad. (Navarro y Navarro, 1985). Debido exploración y la utilización de las propiedades naturales de las pectinas, sus aplicaciones tienden hacerse cada vez más variadas y sofisticadas, esto es mostrado en los campos de product farmacéuticos y cosméticos. El efecto astringente y los efectos curativos de las pectinas so empleados en ungüentos . Además, las pectinas ayudan evitar la elevación de los niveles de gluco en la sangre y provocan la disminución del colesterol. Las medicinas son encapsuladas con u película de pectina para proteger la mucosa gástrica y permitir a la liberación sostenida sustancia activa en la circulación de sangre. En la industria de cosméticos, la pectina es usada com un proveedor de estructura natural para pastas. En desodorantes y pastas de dientes, la pectina cub sustancias de sabor especiales, pero también es usada como un espesador.
Otras Aplicaciones De La Pectina En la industria tabacalera, especialmente la pectina es usada como un pegamento natural para l envoltorios de cigarros. Estos ejemplos demuestran el potencial de desarrollo de pectina y l posibilidades y ocasiones que esperan en el futuro. Además de las aplicaciones expues anteriormente, puede citarse otras que también son importantes en otros campos así se utili pectina en: Medios de cultivo en microbiología Read Free Foron 30this Days Sign up to vote title Conservación del suelo Not useful Useful Cancel anytime. Alimentación animal.
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La pectina es, en consecuencia, algo más que el “material que produce mermelada”.
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5.-ANÁLISIS DE MERCADO Y MATERIA PRIMA 5.1-Demanda e importación de la pectina en el Perú AÑO CANTIDAD (Kg) 1965 1477.00 1966 4565.00 1967 3686.00 1968 3643.00 1969 4043.00 1970 2394.00 1971 4715.00 1972 8453.00 1973 4866.00 1974 3314.00 1975 10826.00 2000 55429.52 2001 52710.00 2002 74640.03 2003 80345.00 2004 119651.05 2005 106542.72 2006 145657.70 2007 117733.74 2008 167084.88 2009 193882.05 2010 211491.52 2011 237289.17 Special offer for students:2012 Only $4.99/month. 258950.25 2013 303042.29
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CANTIDAD ( TON ) DEMANDA ( Kg 1.48 4.57 3.69 3.64 4.04 2.39 4.72 8.45 4.87 3.31 10.83 55.43 53529.52 52.71 52585.00 74.64 74219.23 80.35 79820.00 119.65 118412.43 106.54 106067.72 145.66 144557.70 117.73 116208.74 167.08 193.88 211.49 Read Free Foron 30this Days Sign up to vote title 237.29 Not useful Useful Cancel anytime. 258.95 303.04
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IMPORTACIONES DE PECTINA EN EL PERU 600.00 a 500.00 n i t c e 400.00 P e d 300.00 s a d a 200.00 l e n o T 100.00
0.00 1960
1970
1980
1990
2000
2010
2020
AÑO
Importación de pectina a distintos países del mundo
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5.2-CANTIDAD DE MATERIA PRIMA EN EL PERÚ
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El departamento con la mayor área instalada de Maracuyá es Lima, seguida de cerca por Ancas luego está Lambayeque, Piura, Junin, Ucayali, Huánuco y en octavo lugar La Libertad. Lo que si observa es un crecimiento significativo entre los años 2009-2005, del 71.5%, es decir 1,432 ha m este crecimiento fundamentalmente esta dado por Ancash, Lima, Lambayeque y Huánuco, ya q en los departamentos Junín y La Libertad decrecieron.
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Como puede verse en el Perú tenemos un área instalada de maracuyá de 2 205 ha, ubicad principalmente en los departamentos departamentos de Lima, Lambayeque, Ancash, Ancash, Junín y La Libertad. El área ha crecido entre el 2005 al 2008 en 727 ha, dado que su mercado se ha ampliado, l departamentos que muestran mayor crecimiento en el área son Ancash, Lima y Lambayeque. demanda interna y externa viene incrementándose, en especial para su procesamiento.
Por otro lado la producción nacional, como consecuencia del incremento en el área, tambi muestra crecimiento. Durante el año 2008, en el Perú se produjeron 28 978 t de maracuyá, de l cuales el 96.8% están en los departamentos de Lima, en primer lugar, Ancash, Lambayeque, Juní Piura y La Libertad, este último como pueden ver ocupa el sexto lugar. A junio del 2009 se alcanzado una producción de 21 802 t, por lo que se espera sobre pasar lo logrado en el año 2008.
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6.-ESQUEMA GENERAL DEL PROCESO A NIVEL INDUSTRIAL
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6.1-Diagrama general del tratamiento de la cascara de maracuyá
Seleccion
Lavado
Molido
Tamizado
Decantado
6.2Extracción de Pectina y acondicionamiento acondicionamiento final
Master your semester with Scribd Precipitacion & The New Hidrolisis York Times Filtrado del con alcohol Acida con HCl
bagazo
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etilico 96%
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Filtrado de Secado de Useful Not useful Molienda Pectina Pectina Cancel anytime. precipitada Filtrada
Ta
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7.-CARACTERIZACIÓN 7.-CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LA CASCARA DE MARACUYÁ
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NOMBRE COMÚN: Maracuyá NOMBRE CIENTÍFICO: Pasiflora Edulis Flavicarpa
EXOCÁRPIO: Parte externa o superficial de la maracuyá (cascara dura de color amarillo oscuro).
MESOCÁRPIO: Forma parte de la cascara de maracuyá, pero de composición más blanda y poros
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Composición de maracuyá cada 100ml de jugo
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Composición de la cascara de maracuyá
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8.-PROCESO EXPERIMENTAL
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8.1-ESTUDIO CUALITATIVO DE SEPARACION DE MESOCARPIO DEL EXOCARPIO DE LA CASCARA CASCARA DE DE MARACUYA POR DIFERENCIA DIFERENCIA DE DENSIDADES DENSIDADES
PROCEDIMIENTO 1. SELECCIÓN, CORTADO CORTADO Y EXTRACCION DE DE PULPA
MOLIENDA Master your2. semester with Scribd Se usó una licuadora durante 2 min & The New York Times
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3. SEPARACION EN AGUA Se procede a agregar la cascara cascara en agua a temperatura ambiente (18 °C) y agitar para distribuir la mezcla sólida.
FIGURA N° 9
2
1
0 SEGUNDOS
3
10 SEGUNDOS
20 SEGUNDOS
4. SEPARACION DE FASES
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Extraccion de Pectina de La
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5. FILTRADO Se filtra la cascaras de la parte superior (flotantes) y los del fondo respectivamente.
EXOCARPIO
MESOCARPIO
__________________ ___________________________ __________________ _________________ __________________ ___________________ ___________________ ________________ ______
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8.2-EXTRACCIÓN DE LA PECTINA DE LA CASACARA CASACARA DE MARACUYÁ POR HIDRÓLISIS ACIDA NIVEL LABORATORIO PROCEDIMIENTO DE EXTRACCIÓN : SELECCIÓN DE MARACUYÁ
DESPULPADO Y TROZADO
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MOLIENDA HÚMEDA
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Tiene como objetivo reducir a un tamaño adecuado para la posterior extracción; se realizó e húmedo debido a la mayor facilidad de ser conminuido y formar una pasta.
HIDRÓLISIS ACIDA
Se realiza en una una relación de Cascara y Agua de 1:3 en Volumen. Volumen. Asimismo se se agrega 1.5 ml HCl concentrado por cada 100 ml de agua para obtener obtener una solución 0.3 M necesario necesario para Hidrólisis Acida. El tiempo y Temperatura de Extracción es de 40min a 98 °C.
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Extraccion de Pectina de La
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FILTRADO DE BAGAZO
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Se retira el bagazo, y se extrae la solución que contiene pectina disuelta en la solución próxima a s precipitado.
PRECIPITADO CON ETANOL 96 % V/V EN FRIO
Se agrega el etanol formando una fase en donde la pectina ha sido precipitada formando un Gel qu retiene líquido y aire debido a la l a entrada del alcohol con esta.
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FILTRADO DE PECTINA PRECIPITADA
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Se retira la fase inferior inferior y se filtra el Gel así el etanol sobrante es retirado retirado quedando solo solo la pectin precipitada en forma de gel.
SECADO Y MOLIENDA Se seca y tritura la pectina; ésta adapta una forma plastificada debido a su alto peso molecular y estructura de cadena muy larga similar a los polímeros.
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9.-DETERMINACION DE CAPACIDAD DE LA PLANTA DE EXTRACCION DE PECTINA
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9.1.-Tabla de Utilidad Básica.
Precio de Pectina 2013 : 50 soles/ kg Precio de cascar de maracuyá : 0.1 soles/kg soles/kg ; 100 soles/TON
cantidad pectina ventas pectina compra M.Prima Ganancia neta TON/año kg/ año kg/mes s/. / mes s/. / mes s/. / mes s/. / 1 1000 83.33 4166.67 333.33 3833.33 460 2 2000 166.67 8333.33 666.67 7666.67 920 3 3000 250.00 12500.00 1000.00 11500.00 1380 4 4000 333.33 16666.67 1333.33 15333.33 1840 5 5000 416.67 20833.33 1666.67 19166.67 2300 6 6000 500.00 25000.00 2000.00 23000.00 2760 7 7000 583.33 29166.67 2333.33 26833.33 3220 8 8000 666.67 33333.33 2666.67 30666.67 3680 9 9000 750.00 37500.00 3000.00 34500.00 4140 10 10000 833.33 41666.67 3333.33 38333.33 4600 11 11000 916.67 45833.33 3666.67 42166.67 5060 12 12000 1000.00 50000.00 4000.00 46000.00 5520 13 13000 1083.33 54166.67 4333.33 49833.33 5980 14 14000 1166.67 58333.33 4666.67 53666.67 6440 15 15000 1250.00 62500.00 5000.00 57500.00 6900 16 16000 1333.33 66666.67 5333.33 61333.33 7360 17 17000 1416.67 70833.33 5666.67 65166.67 7820 18 18000 1500.00 75000.00 6000.00 69000.00 8280 8740 19 19000 1583.33 79166.67 Read 6333.33 72833.33 Free Foron 30this Days Sign up to vote title 20 20000 1666.67 83333.33 6666.67Not useful 76666.67 9200 Useful Cancel anytime. 21000 1750.00 87500.00 7000.00 80500.00 9660 Special offer for students: Only21 $4.99/month. 22 22000 1833.33 91666.67 7333.33 84333.33 10120
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Se procede a trabajas a una capacidad de 10Ton de producción de pectina Se tiene una ganancia de 460 mil Soles anuales
Ganancia Neta Basica 140000.00
120000.00
100000.00 s e l a u s n e m . / S s E L O S
80000.00 VENTAS
COMPRA M.P
60000.00
NETO 40000.00
20000.00
0.00 0.00
500.00
1000.00
1500.00
2000.00
2500.00
3000.00
Kg PECTINA / mes
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11.-DISCUSIÓN DE RESULTADOS
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Separación del mesocarpio del exocarpio
1) La cascara de maracuyá tanto el exocarpio y mesocarpio están unidas o adheridas por tejid celular que dificulta la extracción extracción de estas partes de la la cascara.
2) El mesocarpio presenta presenta un gradiente de densidad creciente desde desde el centro de la fruta hasta exterior incrementando su densidad cuando esta próximo al exocarpio (ver figura N° 2).
3) Se observan almenos tres zonas dentro de la cascara, la cual el exocarpio se observa presenta u zona más porosa y blanda (Ver figura N° 2).
4) Durante la molienda se observa tres tipos de partículas:
Mesocarpio Exocarpio Mezcla de exocarpio con mesocarpio
El mesocarpio y exocarpio, exocarpio, flotan y se hunden respectivamente respectivamente según lo observado en a práctic esto debido a su densidad densidad que se encuentran entre la del agua.
Densidad exocarpio > densidad del agua > densidad del mesocarpio
Master your Scribd 5) Lassemester partículas mixtas with flotaran flotaran según la fracción que tengan, si existe existe más exocarpio estas Read Free Foron 30this Days Sign up to vote title hundirán por tener una mayor densidad en la mezcla sólida. & The New York Times Useful Not useful Se obtuvo expresión empírica simple: Special offer for students: Onlyuna $4.99/month.
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6) Cuando la conminución es más fina se obtienen partículas sólidas mixtas más pequeñas co mayor grado de separación, esto se logra con una molienda mucho más fina o con mayor tiempo d residencia en el molino, esto esto se puede lograr con una molienda húmeda.
7) El tiempo de separación de la mezcla solida resulto entre 10 a 20 segundos, siendo u separación relativamente rápida. (Ver figura N° 9)
8) Otro factor importante es la porosidad del mesocarpio, dado que cuando la partícula contiene su interior posiblemente (aire u otros gases desconocidos) que influyen en la densidad haciéndol más flotables en la separación.
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12.-CONCLUCIONES
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Extracción de pectina
Se determinó que la relación de alcohol y solución pectinada necesaria para la extracción de 1:1 en volumen. Cerca de 90% de etanol usado para la precipitación precipitación es recuperado durante la filtración filtración d Gel, para poder ser reutilizado. El color de la pectina luego de ser procesado es de color amarillo oscuro, debido a l pigmentos naturales de de la maracuyá.
Separación del mesocarpio del exocarpio
A mayor grado de conminución es más efectiva la separación del mesocarpio del exocarp El agua representa un buen medio se separación debido a su densidad intermedia entre l especies a separar. El tiempo de residencia de la separación es corto, hace posible su aplicación.
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13.-RECOMENDACIONES
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Extracción de pectina
El orden de mezcla durante la precipitación es de solución y luego alcohol, así la soluc pectinada pasa por el etanol siendo gelificado durante el paso de esta fase orgánica asentarse en el fondo. Se recomienda durante el proceso el uso de carbón c arbón activado a la solución pectinada antes su precipitación reduce la coloración de los pigmentos de la fruta debido a su capacida adsorbente.
Separación del mesocarpio del exocarpio
Usar equipos que aproximen aproximen mejor la separación como un molino de de cuchill representaría el verdadero grado de conminución adaptado a la realidad. Ampliar el estudio a una capacidad moderada, para analizar la cantidad optima optima de sólido agua en la separación.
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14.-REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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http://www.ual.es/~jfernan http://www.ual.e s/~jfernand/TA/Tema6/Tema6 d/TA/Tema6/Tema6-Escaldado -EscaldadoyPV.pdf yPV.pdf (Escaldado de maracuyá)
http://es.scribd.com/doc/56410111/ESCALDADO (ESCALDADO)
http://personal.us.es/mfarevalo/recursos/tec_far/separacion_solidos.pdf
http://fresno.ulima.edu. http://fresno.ulima.edu.pe/sf%5Csf_bdf pe/sf%5Csf_bdfde.nsf/ima de.nsf/imagenes/105977F genes/105977FBB1325E100525756D BB1325E100525756D004E 004E 62A/$file/09-26-chasquibol. 62A/$file/09-26-chasquibol.pdf pdf (Tesis de universidad de Lima Lima )
http://www.bibliotec http://www.biblioteca.udep.edu.pe/ a.udep.edu.pe/BibVirUD BibVirUDEP/tesis/ EP/tesis/pdf/1_161_186_112_15 pdf/1_161_186_112_1549.pdf 49.pdf (harina lúcuma)
http://www.up.edu.pe/carrera/administracion/SiteAssets/Lists/JER_Jerarquia/EditForm/12lucum a.pdf (Pectina de la cascara de lúcuma )
http://www.agrolalibertad.gob.pe/sites/default/files/MANUAL%20DEL%20CULTIVO%20DE %20MARACUYA_0.pdf %20MARACUYA_0.pd f (Manual de cultivo de maracuyá)
http://www.revista http://www.revistasbolivianas. sbolivianas.org.bo/pdf/jbc/v org.bo/pdf/jbc/v7n21/a14_v7n21.pdf 7n21/a14_v7n21.pdf (Proceso pectina maracu
(ELUTRIADOR)
Master your semester with Scribd http://www.dspace.es http://www.dspace.espol.edu.ec pol.edu.ec/bitstream /bitstream/123456789/10047/1/ /123456789/10047/1/Extracci%C3%B Read Free Foron 30this Days Sign up toExtracci%C3%B3n%20de%2 vote title 3n%20de%2 ectina%20l%C3%ADquida%20a%20partir%20de%20c%C3%A1scaras%20de%20Maracuya.p & The New York Times Useful Not useful df (Extracción de pectina pectina liquida a partir partir de maracuyá) maracuyá) Special offer for students: Only $4.99/month.
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http://www.cci.org.co http://www.cci.org.co/cci/cci_x/ /cci/cci_x/Sim/Perfil Sim/Perfil%20de%20Producto %20de%20Productos/perfil%20produc s/perfil%20producto%2019%2 to%2019%2 inal.pdf ( PRDUCTO FINAL DE PECTINA)
http://148.206.53.231/UAM http://148.206.53.231/UAMI10595.PDF I10595.PDF (pectina del nopal )
http://www.ampex.co http://www.ampex.com.pe/down_fil m.pe/down_file.php?f=perfile.php?f=perfil-maracuya.pdf& maracuya.pdf&ruta=perfi. ruta=perfi. ( ampex Perú)
http://www.economia.gob.mx http://www.econ omia.gob.mx/files/AIC_Mex /files/AIC_Mexico-Peru_Fic ico-Peru_Ficha_informati ha_informativa.pdf va.pdf ( AIC México
http://www.agrolalib http://www.agrolalibertad.gob.pe/si ertad.gob.pe/sites/default tes/default/files/inform /files/informe_inteligencia e_inteligencia_de_mercado_m _de_mercado_maracu aracu a.pdf (informe de inteligencia de mercado)
http://www.agrobanco.com.pe/pdfs/capacitacionesproductores/Maracuya/MANEJO_INTEGRA DO_EN_PRODUCCION_Y_SANIDAD_DE_MARACUYA.pdf DO_EN_PRODUCCION_Y_SANIDAD_DE_ MARACUYA.pdf (informe inteligencia inteligenc ia / exportaciones 2010 )
http://www.aserca.gob.mx/secsa http://www.aserc a.gob.mx/secsa/estudios/marac /estudios/maracuya.pdf uya.pdf ( maracuyá Brasil Perú ecuador )
http://www.mariposaandina.com/home_mariposa_es55.swf (empresa de exportación de maracuya)
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15.-ANEXOS
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MATRIZ DE CONSISTENCIA 1. Matriz de consistencia Aspectos Generales PROBLEMA ¿Por qué el Perú tiene que importar pectina, sabiendo que existen diversas fuentes potenciales de esta sustancia en desechos agroindustriales? agroindustriales?
OBJETIVO Extracción y producción a nivel industrial de Pectina a partir de desechos agroindustriales de maracuyá.
HIPÓTESIS La cascara de maracuyá presen una composición rica en pectin similar a la de la fuente tradicion (cascara de cítricos), la cual s puede extraer y procesar has tener un producto de calidad.
2. Matriz de consistencia Aspectos Específicos PROBLEMAS ESPECÍFICOS
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
¿Se podrá Suministrar al suministrar un mercado interno producto con pectina de alta una buena calidad. calidad al mercado? ¿Qué tanto será Realizar un productivo y diagrama de rentable realizar procesos para la Special offer for students: Only $4.99/month. la extracción y producción a nivel
HIP TESIS ESPECÍFICOS
VARIABLES DE HIPÓTESIS ESPECIFICAS
T CNI CNICAS CAS RECOLECCIÓ DE DATOS
Se podrá obtener un producto de la misma o mejor calidad del mercado.
-Demanda de mercado. -Especificaciones del producto.
-INDECOPI. -Empresas comercializado de pectina en polvo.
dará una perspectiva del
-Tipo de equipos para el proceso.
Master your semester with Scribd Free For 30 Days Sign up to vote title El diagrama de Read -Cantidad deon lathis -Bibliografía & The New York Times Useful prima flujo del proceso materia Not useful Cancel anytime.
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¿Se reducirá la contaminación en las industrias que usan maracuyá al redirigir este desecho a otro destino de procesamiento?
Reducir la contaminación de desechos de las industrias agroindustriales agroindustriales de procesos de maracuyá.
El uso de este desecho agroindustrial evitara que sean eliminados por métodos convencionales de descomposición.
-Cantidad de desecho agroindustrial reutilizable. -Cantidad de material orgánico en la cascara.
-Bibliografía -Observación
PROBLEMAS ESPECÍFICOS
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
HIP TESIS ESPECÍFICOS
VARIABLES DE HIPÓTESIS ESPECIFICAS
T CNI CNICAS CAS RECOLECCIÓ DE DATOS
¿Qué propiedades físicas y químicas son las necesarias para obtener competitividad en el mercado?
Caracterizar las propiedades químicas y físicas de la pectina extraída y comparar con los estándares que el mercado exige
A mayor experimentación para lograr el punto óptimo del proceso, mayor será la probabilidad de obtener la calidad requerida. ¿El costo de Reducir el costo de A menor operación y operación y complejidad del complejidad de complejidad a los equipo, menor los procesos procesos de será el gasto involucrados extracción , operacional y el serán un factor e separación y mantenimiento. la rentabilidad acondicionamiento del proceso? del proceso a nivel industrial
-Grado esterificación y metilación. -Tamaño de partícula de pectina final. -Cenizas. -Humedad -pH -Color -Mecanismo de separación. -Eficiencia de la operación o proceso unitario.
-Bibliografía -Experimentaci
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