Universidad Estatal de GuayaquilFacultad de Ingeniera Qumica
OBTENCION DE HARINA CON ALTO CONTENIDO PROTEINICOA PARTIR DEL
BAGAZO SOBRANTE DE LA EXTRACION DEL ACEITE DE LA SEMILLA DE SACHA
INCHI (PLUKENETIA VOLUBILIS), Y DISEO DE UNA PLANTA PARA LA
PRODUCCION DE HARINA DE SACHA INCHI EN ECUADOR
Proyecto realizado para optar al ttulo de Ingeniera Qumica
Bajo la Direccin del Ingeniero Qumico Jos ValdezGuayaquil
Ecuador
INDICEAGRADECIMIENTOSIDEDICATORIA..IIDECLARACION DE
AUTORIA..IIICERTIFICADO DEL AUTOR.IVRESUMEN.VABSTRACTSVILISTADO DE
TABLAS...VIILISTADOS DE GRAFICOS..VIIILISTADO DE FIGURAS..IXLISTADO
DE ANEXOSXINTRODUCCION
CAPITULO IDISEO DE LA INVESTIGACION1.1 Tema1.2 Planteamiento del
problema1.3 Justificacion del problema1.4 Limitacion del estudio1.5
Alcanse del trabajo1.6 Objetivos Objetivos Generales Objetivos
Especificos1.7 Idea a defender1.8 Justificacion del problema1.9
Hipotesis 1.10 Variables1.11 Operacionalizacion de las
variablesCAPITULO II2.1
2.2 MARCO TEORICOCaractersticas de la materia prima (Torta de
Sacha Inchi)Generalidades de la harina de Sacha InchiComparacin
entre Aceite a partir de pescado y Aceite a partir de la semilla
Sacha InchiUsos y Beneficios de la harina de Sacha Inchi
ESTUDIO DE MERCADO. Panorama Internacional de la harina de Sacha
InchiProduccin de Harina de Sacha Inchi en Ecuador.El mercado de la
harina de Sacha Inchi.POTENCIAL ECONMICO LOCALIZACIN DE LA PLANTA.
Factores que influyen en la localizacin de la planta.Mtodo
cualitativo por puntos.
CAPITULO IIPARTE EXPERIMENTALEquipos y materiales a utilizar
Descripcin del proceso experimental INGENIERIA DEL PROCESO
Mtodo de Obtencion de la harina de Sacha Inchi.Diseo de
Planta
CAPITULO III
Resultados experimentales Analisis e interpretacin de los
resultados Comparacion de los datos obtenidos Planes de acciones
para la resolucin del problema
CONCLUSIONESRECOMENDACIONESBIBLIOGRAFIAANEXOS
1.12 TemaOBTENCION DE HARINA CON ALTO CONTENIDO PROTEINICOA
PARTIR DEL BAGAZO SOBRANTE DE LA EXTRACION DEL ACEITE DE LA SEMILLA
DE SACHA INCHI (PLUKENETIA VOLUBILIS), Y DISEO DE UNA PLANTA PARA
LA PRODUCCION DE HARINA DE SACHA INCHI EN ECUADOR
1.13 Planteamiento del problema
En nuestro pas la produccin de harina de Sacha inchi se ve
truncada al no ser procesada en el pas debido a tcnicas
desconocidas, el 100% de la produccin de la semilla de Sacha Inchi
es exportado a pas vecino del Peru.
El cultivo del sacha inchi, portador de ms del 50% de contenido
de aceite omega 3, se siembra en Ecuador incentivado por
Agroindustrias del Per. Y a pesar de en Ecuador se cosecha grandes
cantidades de semillas de Sacha Inchi, no se cuenta con tecnologas
extractoras de aceite y de harina.
Segn Jose Anaya(julio 2012) Estados Unidos, China, Japn e India,
necesitan grandes cantidades de omega 3 vegetal, que solo pueden
abastecer pases sudamericanos productores de esta planta.
Actualmente lo cultivan en pequea escala Colombia, Ecuador,
Bolivia, Per, Siendo el nico que lo procesa (aceite y harina) este
ultimo.
Del sacha inchi, una vez que se extrae el aceite, se saca la
torta que es el desecho y se hace una harina que tiene protena,
utilizada en alimentacin humana y animal por su alto grado de
digestibilidad (94%), de esta manera se aprovecha al 100% las
propiedades de dicha planta.La harina de Sacha Inchi es uno de los
mejores recursos alimenticios del mundo por su alto contenido de
protena y de omega 3 vegetal, ya que por la contaminacin de los ros
se deja de consumir el omega 3 del pescado.
Las harinas tradicionales de acuerdo con anlisis realizados, 1
taza de harina blanqueada tiene 455 caloras, 13 g de protena, 1 g
de grasa, 3.5 g de fibra y ms de 95 g de carbohidratos. Una taza de
harina de trigo integral tiene 410 caloras, 16 g protena, 3 g de
grasa, 13 g de fibra y 86 g de carbohidratos. Ya que la harina es
tan baja en grasa y relativamente baja en protenas, se podria
desarrollar deficiencias de nutrientes si se consume mucho de esta
en vez de vegetales, frutas, protenas magras o productos lcteos.
Ademas debemos tener en cuenta que el consumo de harina puede ser
perjudicial debido a que existen personas intolerantes al gluten.
Tambiende la harina de sacha inchi se produce mezclas nutritivas,
con maz amarillo, maca, quinua, quiwicha, arroz, pltano, yuca,
etc.La harina tambien esta usada para enriquecer con Omega 3 los
alimentos producidos industrialmente: harinas para fideos, leche y
derivados lcteos para consumo humano.Cumpliendo esta meta se podr
colocar una planta productora de harina en el pas y ya no exportar
la semilla, sino dar valor agregado con el omega 3. Ademas de dar a
conocer las propiedades sobresalientes de la Harina de Sacha Inchi
sobre las tradicionales en nuestro pas que poseen altos porcentaje
de hidratos de carbono, gluten y bajos valores nutritivos
perjudiciales para la salud humana.
1.14 Formulacion del problema
1.15 Limitacion del estudioAl realizar el siguiente estudio se
encontraron las siguientes limitaciones: Falta de datos estadsticos
locales. Falta de Equipo y maquinaria para los ensayos
experimentales.
1.16 Alcance del trabajoEstablecer los anlisis de todos los
resultados experimentales alcanzados en este proyecto con el
objetivo de realizar comparaciones y sacar conclusiones especficas
y generales para este estudio.Establecer parmetros fsicos y qumicos
del producto obtenido a fin de establecer la calidad del
mismoContribuir al desarrollo de la industria de la produccin de
Sacha Inchi como aporte tcnico e investigacin Esta tesis representa
un proyecto sustentable y que puede ser llevado a cabo con las
1.17 ObjetivosAprovechamiento del bagazo de la semilla de
semilla de Sacha Inchi al extraer su aceite para la obtencin de
harina. Crear el diseo de una planta productora de harina de Sacha
Inchi en Ecuador.GENERAL
Obtener harina de Sacha Inchi a partir del bagazo sobrante de un
previa extracion del aceite.ESPECIFICO Disear una planta productora
de harina de Sacha Inchi. Analizar las propiedades nutritivas, y
funcionales de la harina de Sacha Inchi.
1.18 Idea a defender
La harina de Sacha representa una gran oportunidad para nuestro
pas a nivel agroeconmico.Al ser una harina de alto contenido en
protenas y omega 3 puede y debe ser conocida como un alimento
funcional rico en beneficios para los individuos de cualquier edad
(nios, adultos y personas de tercera edad).
Se debe fomentar el conociento de las bondades de la harina de
Sacha asi como su produccin en Ecuador.
1.19 Justificacion del problemaLa harina de Sacha Inchi es un
alimento funcional de gran digestibilidad y que remplazara a otra
harinas que poseen un menor porcentaje de propiedades nutritivas
como la harina de trigo, soya, de quinua, pescado, etc.
La harina de Sacha Inchi es de alta calidad para la alimentacin
y la salud. Es la mejor harina para consumo humano domstico,
industrial, y medicinal; ya que convina sus propiedades nutritivas
con sus propiedades medicinales, por lo que es una gran adicin a
los batidos, postres y otros platos de alimentos crudos, adems es
vegetariana y libre de lcteos y gluten superando a todas las
harinas utilizados actualmente.
Sacha Inchi protena en polvo es ms de protena completa 60%,
situndose en el 98 sobre 100 en el ndice de Eficiencia Proteica y
que contiene todos los aminocidos esenciales necesarios para
construir el msculo. Tambin es conocida por su alta concentracin de
cidos grasos Omega-3 que pueden ayudar a mejorar la salud de las
articulaciones y la recuperacin muscular. Adems, los altos niveles
de calcio ayuda apoyan salud de los ojos, la piel, los dientes y
los huesos.
Ademas de contar con las propiedades nutritivas de la harina de
Sacha Inchi, los dos cidos grasos Alfa Linolnico Omega-3 y Linolico
Omega-6 (84%), que contiene en gran cantidad la harina de Sacha
Inchi puede ser de gran ayuda en la funcin de controlar y reducir
el colesterol, intervienen en la formacin del tejido nervioso
(mielinizacin), del tejido ocular y de la estructura de las
membranas celulares. Estos cidos pueden intervenir en otras
funciones importantes de manera directa, desde la regulacin de la
presin arterial, pasando por la funcin inmunitaria hasta la
agregacin de plaquetas. La incorporacin la harina de Sacha Inchi en
la dieta proporciona cantidades ricas de vitamina A y calcio, que
apoyan la salud de los ojos, los dientes, la piel y los huesos,
propiedades que no aportan las harinas tradicionales (trigo, soya,
pescado, etc.). Sacha inchi en polvo es de fcil digestin, por lo
que es una gran opcin de protena para las personas sensibles a la
leche y los productos de protena de suero de leche.
La semilla de Sacha Inchi es cosechada en Ecuador pero pese a
ser un producto producido en nuestro pas, es exportado al pas
vecino Peru como materia prima donde se la procesara, esto debido a
la falta de tcnicas industriales para su procesamiento en el
pas.
Por tal motivo se debe promover en nuestro pas la produccin de
productos a partir de su semilla, dando a conocer a Ecuador como un
pas productor de harina de Sacha Inchi, y no llegar simplemente a
exportar la materia prima, dndole valor agragado al producto final
y aprovechando sus propiedades nutritivas que superan en gran
medida a otras harinas como las de pescado, soya, que son
producidas en nuestro pas y tienen mayor porcentaje de acidos
grasos saturados.
1.20 Hipotesis Se prevee obtener harina de Sacha Inchi a partir
del bagazo que queda de la semilla despus de extraer su aceite, se
utilizara el mejor mtodo para conservar en optimas condiciones sus
propiedades nutritivas y asi reemplazar el uso de otras harinas
como la de pescado, trigo, maz, que poseen altas cantidades de
hidratos de carbono, aminocidos no escenciales, grasas saturas
entre otras que ocasionan problemas en la salud humana, consumiendo
la harina de Sacha Inchi que es rica en omegas, aminocidos
escenciales, vitaminas, etc.Se diseara una planta procesadora para
la produccion de la harina de Sacha Inchi aprovechando la materia
prima que nuestro pas produce, dndole valor agragado a nuestro
producto Ecuatoriano.1.21 VariablesEn ela obtencin de la harina de
Sacha se tendrn en cuenta las siguientes variables a controlar:
En el presente estudio se evalu el efecto de la humedad del
material, la temperatura de extrusin y la relacin de compresin y
velocidad de rotacin del tornillo sobre las propiedades de la
harina de maz
VariableDefinicionNivel de Medicion Influencia
pHEl pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolucin.
El pH indica la concentracin de iones hidronio presentes en
determinadas sustancias.El pH de la harina debe de ser de 6.1.Se
medira la humedad de la torta como materia y del producto
final.Presencia de sustancias cloradas, desarrollo de patgenos,
propiedades organolpticas
TemperaturaSe define como una magnitud escalar relacionada con
la energa interna de un sistema temodinamico.Se controlara la
temperatura en el proceso de secado.Desde los 60oC hasta los 150
oCValor nutritivo y Biologico del alimento.Propiedades
organolpticas; color sabor.
HumedadSe denomina humedad al agua que impregna un cuerpo o al
vapor presente en la atmosferaEl contenido de humedad permisible es
de 13% m/m mximo.Se medira la humedad de la torta como materia
prima y del producto final.Calidad del alimento, desarrollo de
patgenos, disminucin del periodo de enrranciamiento.
Tiempo de retencionEltiempo de retencindescribe el tiempo en el
que un volumen de materia debe ser sometido algn proceso para
obtener un producto final en optimas condiciones.Se controlara el
tiempo de retencin en el proceso de secado y molienda.Perdidas de
materia en el proceso de secado,Propiedades organolpticas;
textura.
1.22 Operacionalizacion de las variables
Generalidades de la materia prima
Torta de Sacha Inchi
Primo(1979), dice que las tortas comerciales extradas por
prensado y solvente, despus de un proceso tecnolgico adecuado
pueden ser usadas en la preparacin de alimentos para consumo
humano. Se ha identificado que estas Protenas, en proporcin
mayoritaria son de tipo globulinas, solubles en agua y pH alcalinos
(Badui, 1985); sin embargo la solubilidad de las harinas de las
tortas comerciales no permite su utilizacin en la elaboracin de
alimentos lquidos, debido a que produce sedimentacin, pese a esto
se a demostrado en estudios realizados
Para la obtencin de la harina de Sacha Inchi partimos de la
torta sobrante de la previa extraccin del aceite de la semilla,
como materia prima.
Despus de la extraccin del aceite se obtiene la torta o la
harina como residuo de la almendra de la semilla de Sacha Inchi,
esta torta y la harina son altamente proteicas y tienen la mejor
composicin de aminocidos con relacin a las otras oleaginosas.
La torta obtenida despus del proceso de extraccin del aceite de
sacha inchi, contiene alta cantidad de protena (59.1307%) y grasa
(6.9305%) en base seca, y surge como alternativa de la torta de
soja, pues la actividad avcola y pecuaria importa aproximadamente
cien mil toneladas de torta de soja al ao. Actualmente se estn
formulando mezclas nutritivas de sacha inchi con maz amarillo duro,
arroz, pltano, yuca, harinas para fideos y leche y derivados lcteos
para consumo humano.
El Instituto Nacional de Nutricin del Peru, a travs de los
estudios realizados porlvn Gmez, Javier Reyna, Abner Obregn y Liley
Vela en el 2008 determinan que la harina desgrasada que se obtuvo
despus de la coccin, molienda y extraccin por prensado, da como
resultado 3,8% de humedad, 47,79o/o de protena, 39% de extracto
etreo, 4,6% de fibra cruda y 3,8% de cenizas.
La denominada "torta desgrasada", del Sacha Inchi permite una
muy buenaabsorcin y retencin de la protena, resultando una
alternativa nutricional conperspectivas para la zona de produccin.
Estos datos son tan relevantes que coinciden con la de otros
investigadores, tanto de entidades nacionales como del extranjero
apuntan al desarrollo de la produccin de harina de Sacha Inchi
apartir de la torta.
En la harina desgrasada por prensado se obtuvo como
digestibilidad verdadera de protena 92,24 Frente a 94.42 de casena
como referencia de control, este estudio se realiz en el marco de
la Universidad Nacional de San Martn, Facultad de Ingeniera
Agroindustrial y los anlisis se realizaron en el Instituto Nacional
de Nutricin, Lima - PerLa torta de sacha inchi, extrada por
prensado contiene mas del 40 % de protena y 26 % de aceite,
presenta el inconveniente de baja solubilidad, adems las harinas
obtenidas, an tendran compuestos no digeribles probablemente
oligosacaridos como rafinosa, arabinosa, que son responsables de
menor digestibilidad y solubilidad de las Protenas, en el caso de
soya (Salas, 1981).Desde el punto de vista nutritivo podra
constituir una fuente inagotable de protena vegetal, comparable a
otras leguminosas tradicionales, sin embargo evaluaciones biolgicas
preliminares (PER = 1.65), en polvo de sacha inchi atomizado, hacen
preveer que sus Protenas son comparativamente inferiores al de
casena (Obregn,1993).De la torta se toma una muestra de 100 gr. y
se le hacen los anlisis respectivos en base seca y base hmeda. Los
resultados del anlisis de la torta se muestran en la Tabla a
continuacin:
Tabla N. Composicin qumica de la torta de Sacha Inchi
De estos anlisis podemos concluir que si se lograra desarrollar
la tecnologa de extraccin del aceite, tendra en la torta un buen
potencial como alternativa de protena en polvo para usarse en los
rubros de alimentos funcionales y suplementos dietticos. Contiene
adems la protena de almacenamiento soluble en agua (albmina)
llamada IPA3, que es la primera protena de origen vegetal a la
fecha, que contiene todos los aminocidos esenciales requeridos por
los seres humanos.
2.3 Generalidades de la harina de Sacha Inchi
DESCRIPCIN DEL PRODUCTO:Inca Inchi (Sacha Inchi) Harina de
protena es un producto natural, sin aditivos, obtenido a partir de
una rigurosa seleccin de las semillas de sacha inchi, con un
proceso industrial mecnica de fro prensado, sin disolventes ni
productos qumicos, no contiene factores anti-nutricionales, por lo
que no necesita refinacin.
Sacha Inchi harina de protena (polvo)es una protena vegetal de
alta calidad, que tiene un sabor suave, es fcil de digerir para los
nios y adultos, e incluso debido a su alto ndice de digestibilidad,
supera las protenas tradicionales.Segn estudios realizados
(Agroindustrias del Per SAC) cuenta con ms de 60% de protena
vegetal y tiene una excelente composicin de aminocidos esenciales y
no esenciales, con altos porcentajes de los aminocidos ms
importantes
Adems, Sacha Inchi Powder conserva un contenido de cidos grasos
omega-3, 6, 9, en una relacin que ayuda a mantener el equilibrio
omega natural del cuerpo.Mucho se ha escrito acerca de la
inflamacin asociados con omega-3, 6 desequilibrio en la dieta - una
falla comn con la dieta occidental que est sobrecargado con exceso
de omega-6 y no lo suficiente omega-3.Este desequilibrio se cree
que conducen a la inflamacin en general, la alergia, el corazn, las
articulaciones y trastornos musculares.La harina de Sacha Inchi es
una fuente increble, natural, libre de qumicos de protenas,
aminocidos, nutrientes y omegas ideal para los fsicoculturistas,
atletas y vegetarianos y es, posiblemente, el alimento no animal ms
poderoso conocido por el hombre.Y, de todos los alimentos conocidos
por el hombre, las protenas y nutrientes en Sacha Inchi son los ms
fciles de digerir.Esto significa que su cuerpo recibe los
beneficios de forma rpida y sencilla - con una mxima absorcin.Lo
sorprendente de la harina de Sacha Inchi es que se obtiene la
protena sper, los aminocidos esenciales y no esenciales, todos los
omegas, adems de vitaminas y minerales en un producto natural, sin
altas de procesamiento, desodorantes, conservantes ni aditivos de
temperatura.Todos los contenidos de Sacha Inchi se formulan y se
equilibran con la naturaleza - es por eso Sacha Inchi es tan alta
(99%) digerible y fcil de tomar - no hay ni cualquier sabor
aadido.
CARACTERSTICAS GENERALES:Inca Inchi (Sacha Inchi) Harina de
protena se utiliza para enriquecer a una amplia variedad de
alimentos.Tambin, que se utiliza para dar textura y para
estabilizar emulsiones, que se hidrata fcilmente, la formacin de
geles y emulsiones que resisten a una amplia gama de tratamientos
trmicos, incluso en la presencia de sal.
CALIDAD NUTRITIVA:Inca Inchi (Sacha Inchi) Harina de protena
cuenta con una excelente composicin de aminocidos esenciales y no
esenciales, sino que incluso tiene un alto porcentajes de los
aminocidos ms importantes.Adems, contiene aceite omega-3, que es
muy importante para asegurar el buen funcionamiento del sistema
cardiovascular y la microcirculacin en el cerebro.Tambin est llena
de aminocidos esenciales y no esenciales, y tiene slo el 6% cidos
grasos saturados en comparacin con su 93% de cidos grasos
insaturados
A continuacin se presenta las tablas de anlisis realizados a la
harina de Sacha Inchi.
Anlisis Representante%
Proteinas en base seca, min64,14
Proteinas en base humeda, min60,07
Grasa6,18
Fibra 4,14
Ceniza5,45
Energia por porcin (Kcal/100)415
Caracteristicas Fisicas
ColorCrema Ligera
SaborCaracteristico (ligero a nuez)
OlorCaracteristico
AparienciaPolvo homogneo
pH6.47
Tamao de particula100 Mesh
Caracteristicas Microbianas
Organismos Mesophyles