Cuerpo de La Monografía IAY UNI

1

1FIIS – IAY – Especialidad Ingeniería Industrial

Fecha de presentación 3 de julio de 2015

INTRODUCCIÓN

2


INTRODUCCIÓN

En este presente trabajo monográfico se detallara las características y

propiedades de la yuca para la obtención del almidón con alta calidad y alto

rendimiento, también se describirá detalladamente los procesos productivos

para la obtención del almidón de yuca a través de diversos diagramas,

tablas conceptuales u otro esquema explicativo.

También se describirá el estado actual de la industria del almidón de yuca

(IAY), tecnologías y/o sistemas aplicados en la obtención del almidón de

yuca, así como su impacto ambiental de este sector.


3


1. MATERIA PRIMA PARA LA OBTENCIÓN DEL ALMIDÓN DE YUCA


4


La yuca (Manihot esculenta Crantz) es una especie de raíces amiláceas

que se cultiva en los trópicos y subtrópicos. A pesar de que es uno de los

cultivos alimenticios más importantes de los países tropicales, fuera de

ellos es muy poco conocida.

La yuca es originaria de América tropical. Antes de 1600, los

exploradores portugueses la llevaron a África y Asia. La yuca se siembra

hoy en 92 países donde alimenta a más de 500 millones de personas.

Hay actualmente más de 5000 variedades de yuca y cada una tiene

características peculiares. Sus flores (masculina y femenina) son

pequeñas y la polinización cruzada es frecuente. El fruto es dehiscente y

las semillas pequeñas y ovaladas. La raíz es cónica y tiene una corteza

externa y otra interna (de color blanco o rosado). Los tallos maduros se

cortan en estacas de 7 a 30 cm de longitud, con las cuales se propaga la

planta.

En condiciones experimentales y en monocultivo, la yuca rinde hasta 90

t/ha de raíces (25 a 30 t/ha de materia seca); sin embargo, el

rendimiento promedio, en condiciones reales (suelos marginales, climas

severos y asociación con otros cultivos) es de 9.8 t/ha en el mundo (12.4

t/ha en América Latina). Con una tonelada (1000 kg) de yuca fresca se

pueden obtener 280 kg de harina o 230 kg de almidón o 350 kg de

trozos secos o

170 litros de alcohol.

Tabla 1 Datos más importantes de la yuca, elaboración propia. Fuente: CIAT 1996

Origen América tropicalVariedad 5000 variedadesCondiciones experimentales 90 t/ha de raícesCondiciones reales en el mundo 9,8 t/ha de raícesCondiciones reales en América Latina 12,4 t/ha de raíces

YUCA


5


Ilustración 1 Producción general de 1 tonelada de yuca, elaboración propia. Fuente: CIAT 1996

Aunque la yuca es un cultivo resistente, puede sufrir tres enfermedades

importantes: el añublo bacteriano (en hojas y tallos), las pudriciones de

la raíz, y el virus del mosaico africano (en África solamente). Varios

insectos chupadores (ácaro verde, piojo harinoso, mosca blanca) y

algunos fitófagos (gusano cachón) atacan las hojas; una chinche y un

piojo subterráneo dañan a veces las raíces.

La yuca tolera la sequía (sin reducir su producción) porque posee tres

características particulares: los estomas se cierran cuando el aire está

seco, las raíces extraen agua del suelo profundo (hasta 2.5 m), y su

sistema fotosintético fija el carbono atmosférico aun disponiendo de

poca agua (en estrés hídrico prolongado). Este cultivo sobrevive en

suelos escasos en fósforo porque establece asociaciones (micorriza) con

hongos que suministran ese elemento; también se desarrolla en suelos

ácidos (con aluminio). La yuca no tolera un suelo inundado. Las raíces

pueden cosecharse a los 7 meses de plantado el cultivo y pueden

permanecer en el suelo hasta 3 años. Una vez cosechadas se deterioran

en 3 o 4 días; por tanto, deben consumirse o procesarse sin demora.

La yuca no se debe considerar simplemente como un cultivo para

consumo humano, puesto que una parte apreciable de la producción es

procesada y se mercadea convertida en almidón y en otros productos.


6


Aunque ya empiezan a reconocerse los méritos de este cultivo, se teme

a menudo que su expansión pueda degradar la fertilidad de los suelos y

erosionarlos, particularmente de aquéllos que se consideran marginales

en agricultura. En realidad, la yuca extrae de los suelos una cantidad de

nutrientes similar a la que extraen otros cultivos; además, con un

manejo agronómico adecuado, su producción es sostenible. Asimismo, la

yuca tiene habilidad para crecer en suelos ya desgastados, ventaja

extraordinaria que, unida a su gran potencial de producción, augura al

cultivo una perspectiva de consideración como fuente básica de energía

para las regiones marginales de los trópicos.

La yuca se adapta a una gran variedad de condiciones climáticas,

aunque prefiere el clima húmedo y cálido. Se desarrolla muy bien entre

las latitudes 30° N y 30° S.

Ilustración 2 Clima donde se desarrolla la yuca. Fuente: Sky & Telescope Media

Tipo de yuca y composición nutricional


7


Existen dos tipos de yuca, la dulce y la amarga. La dulce pertenece a la

especie Manihot utilissima, que es utilizada como verdura. Tiene un

sabor suave cuando se hierve, y es más sabrosa y dulce cuando se fríe.

La amarga es considerada tóxica (o al menos más que la dulce) si no se

trata adecuadamente. Pertenece a la especie Manhiot esculenta, que es

de la que se extrae el almidón.

Su valor nutricional radica en el aporte en hidratos de carbono de la raíz,

concretamente un 38%. Aunque comparativamente tenga un bajo

contenido en vitaminas y minerales, no hay que obviar que para

determinadas poblaciones mundiales la yuca es la fuente principal de

algunos minerales como el potasio y el calcio, además de vitaminas

como la C, la B1, B2 y B5. Además, tiene un alto contenido en agua.

En contrapartida, la yuca es pobre en proteínas y grasas, aunque hay

que decir que su proteína tiene un valor biológico interesante pese a que

la metionina y la cisteína sean sus aminoácidos limitantes.

Cuando se compara su valor nutricional con el de otros alimentos básicos

del mundo, se observa que la yuca es una buena fuente de energía, pero

tiene una densidad de nutrientes esenciales y proteínas muy baja, como

le pasa a la patata.

Ilustración 3 Tipos de yuca y composición nutricional, elaboración propia. Fuente:

NATALBEN Supra Web Consultas

Ventajas e inconvenientes del consumo de yuca


8


La yuca es un alimento apropiado para todas las edades. Gracias a su

aporte de energía está especialmente indicada para personas que

desarrollen una actividad que les produzca un gran desgaste físico, como

los deportistas.

Otro de sus beneficios es que, como no contiene gluten, los celiacos

pueden comerla sin problema.

El almidón extraído de la yuca, es muy digestiva y también es rica en

hidratos de carbono y energía, por lo que se recomienda su consumo en

niños y ancianos, y también para aquellas personas con trastornos

gastrointestinales como acidez, gastritis o colitis.

Sin embargo, también es importante destacar que, como otros

alimentos, la yuca o mandioca tiene una serie de anti nutrientes y

componentes tóxicos que pueden ser preocupantes si el alimento no es

tratado adecuadamente. En el siguiente apartado se explica por qué

puede ser tóxica, y qué medidas es necesario tomar antes de su

consumo.

Valor Nutritivo de las raíces de yuca

Las raíces de yuca tienen un alto contenido de almidón, que las

convierte en buena fuente de energía. También tiene un contenido

relativamente alto de vitamina C, pero el de proteína y vitamina A es

muy bajo. Para obtener una dieta balanceada con alto consumo de yuca,

éste se debe complementar con otras fuentes vegetales o animales de

proteína. En la nutrición animal, la yuca se complementa con tortas de

semillas oleaginosas o se mezcla directamente con esas semillas,

especialmente de soya. Esta mezcla, en opinión de algunos especialistas

en nutrición animal, presenta cierta sinergia muy favorable en el

desarrollo de algunas especies.

El almidón yuca


9


El almidón puede hallarse en la

naturaleza como pequeños gránulos

depositados en semillas, tubérculos

y raíces de distintas plantas; es una

mezcla de dos polímeros, amilosa y

amilopectina, cuya proporción

relativa en cualquier almidón, así

como el peso molecular específico y

el tamaño de los gránulos,

determinan sus propiedades

fisicoquímicas y su potencialidad de

aprovechamiento ciertos procesos

industriales.

El almidón de yuca tiene una amplia

gama de aplicaciones en la

industria de alimentos, de papel y

cartón, textil, farmacéutica y de

adhesivos, entre otros. Sin

embargo, la mayoría de los almidones usados en estos sectores son

modificados, los cuales han sido desarrollados para reducir una o más de

las limitaciones que tiene el almidón nativo para uso industrial. Las

modificaciones en el almidón involucran el tratamiento del gránulo por

medios físicos, químicos y bioquímicos que causan la ruptura de algunas

o todas las moléculas, lo cual permite realzar o inhibir en el almidón

propiedades como consistencia, poder aglutinante, estabilidad a cambios

en el pH y temperatura, y mejorar su gelificación, dispersión o fluidez.

El almidón está constituido de dos tipos de polímeros de diferente clase

estructural:

Amilosa: Es esencialmente un polímero lineal, las unidades de

α-D-glucosa de amilosa están unidas por enlaces α-D-(1-4)

glucosídicos, cuya unidad repetitiva es la α-maltosa. Estos

enlaces aumentan las conformaciones helicoidales, es decir,

tiene la facilidad de adquirir una conformación tridimensional

helicoidal, en la que cada vuelta de hélice consta de seis

moléculas de glucosa. El interior de la hélice contiene sólo


Ilustración 4 Tipos de gránulos. Fuente: Universidad Nacional de San

Antonio ABAD de Cusco

10


átomos de hidrógeno, y es por tanto lipofílico, mientras que los

grupos hidroxilo están situados en el exterior de la hélice. La

amilosa tiene un peso molecular aproximadamente de 2 a 6

x106 g/mol. En general, las amilosas de las raíces y tubérculos

tienen pesos moleculares mayores que las de los cereales. La

mayoría de los almidones contienen alrededor del 25% de

amilosa.

La amilosa no es verdaderamente soluble en agua, pero forma

micelas hidratadas que dan un color azul rojizo con el yodo. En

tales micelas la cadena polisacárida está retorcida,

constituyendo un arrollamiento helicoidal.

Amilopectina: Consiste de cadenas de residuos de D-

glucopiranosa por enlaces α-D-(1-4) glucosídicos, como en la

amilosa, además con un 4-5% de enlaces α-D-(1-6) glucosídicos

que le dan una estructura ramificada creciente. La masa

molecular aproximada de la amilopectina es del orden de 106

g/mol.

La amilopectina es usualmente el mayor componente del

gránulo de almidón y es insoluble en agua fría debido a los

enlaces de hidrógenos de las cadenas poliméricas. En

calentamiento, los gránulos gradualmente se hinchan,

absorben agua y producen rompimiento de enlaces de

hidrógeno.

La relación de amilosa y amilopectina depende de la fuente y

tiene gran influencia en el producto final. Muchos almidones

contienen aproximadamente 20% de amilosa.


11


Ilustración 5 Composición de Almidón. Fuente: Universidad Industrial de Santander

Propiedades fisicoquímicas de almidón

Propiedad física, el almidón es un polvo blanco, casi siempre

inodoro, a veces con un brillo característico, con un tamaño

que oscila entre 0.01-0.04 mm, y una densidad de 1.6 g/cm3;

es un material insoluble en agua, éter y alcohol.


12


Propiedad química

Reacción con yodo, una de las características más comunes

para identificar el almidón, es por la coloración que se obtiene

al mezclar al almidón con agua en relación 1:18 y unas gotas

de yodo observando un color azul característico.

Hidrólisis, este término es aplicable a la relación de la química

orgánica e inorgánica, en donde el agua efectúa una doble

descomposición con otro compuesto, el H+ va a un

componente y el OH- a otro. Se puede representar por la

siguiente reacción:

La aplicación del término hidrólisis es más común en

reacciones en las que un ácido se añade al agua en mayor o

menor cantidad. Esta adición, al igual que la del álcali, acelera

la hidrólisis aún si ésta no se inicia. La hidrólisis puede ser: con

agua, con soluciones ácidas, con soluciones alcalinas y con

enzimas como catalizadores. Saussure encontró que por medio

de la hidrólisis de 100 partes de almidón se producen 110

partes de monosacáridos, de los cuales Salomón calculó la

fórmula molecular del almidón: (C6H10O5)x. Esta fórmula fue

verificada más tarde por análisis de combustión.

Hidrólisis por medios ácidos, los cereales, hortalizas y otros

materiales amiláceos se pueden sacarificar empleando ácidos

con el HCl y H2SO4. En general, los materiales para convertir

se muelen, se mezclan con una cantidad de agua acidulada y

se tratan con vapor a presión. El grado de degradación

dependerá de la concentración del ácido, la temperatura y el

tiempo de hidrólisis. A medida que la acción del ácido continua,

el peso molecular y la viscosidad de los productos de hidrólisis

decrece y el poder reductor aumenta.

La degradación hidrolítica del almidón por acción de los ácido

transcurren con escisión de los enlaces glucosídicos para dejar


Ilustración 6 a) Estructura de la amilosa; b) Estructura de la amilopectina. Fuente: Universidad Industrial de Santander

13


en libertad los grupos aldehídos; éstos se pueden reconocer

analíticamente por los métodos de Flehling-Soxhlet, Bertrand,

Willstatler-Schude, y se atribuye a la ruptura progresiva de los

fragmentos moleculares más elevados formados en un

principio, dextrinas, polisacáridos intermedios, maltosa hasta el

estado de dextrosa libre (glucosa), de acuerdo con el

mencionado desdoblamiento hidrolítico del almidón según la

reacción:

Hidrólisis enzimática, la hidrólisis enzimática tiene una

acción biológicamente importante por su función de suplir

carbohidratos para el metabolismo de plantas y animales. La

enzima amilasa, que se encuentra en las plantas y en el jugo

gástrico del hombre y los animales, efectúa esta función. Las

moléculas de almidón se rompen por acción enzimática

produciéndose dextrosas, las que luego se cristalizan en forma

de monohidrato.

Temperatura de gelatinización, los gránulos de almidón en

su condición natural no sufren un cambio apreciable cuando se

suspende en agua fría. Un calentamiento suave y uniforme de

la suspensión produce un pequeño cambio aparente, retiene la

birrefrigerancia, la absorción limitada de agua es reversible y el

hinchamiento es poco notable. Este comportamiento es el

resultado de los fuertes enlaces intermoleculares en las áreas

cristalinas de los gránulos que resisten la disolución. Sin

embargo, si estos enlaces han sido destruidos por tratamiento

mecánico o químico, o por previa gelatinización y secado del

almidón, el hinchamiento en agua fría ocurre. Muchos

derivados de almidón son también solubles en agua fría si el

grado de sustitución es suficientemente alto. Cuando la

suspensión de almidón se calienta en agua a temperaturas

progresivamente más altas, los gránulos primero gelatinizan y

pierden su birrefrigerancia, y luego sufren un hinchamiento

continuo. La gelatinización se define como la pérdida de la cruz

de interferencia visible dentro del gránulo sobre luz polarizada,


14


y la temperatura de gelatinización es ese punto en el cual esta

transición ocurre. No todos los gránulos de una muestra de

almidón gelatinizan a la misma temperatura, pero están dentro

de un rango de 8–10Cº. Esto refleja diferencias en las fuerzas

de enlace internas dentro de los gránulos individuales. El rango

de gelatinización resultante es una característica específica de

cada especie de almidón o variedad de almidón modificado.

Viscosidad, la propiedad reológica más frecuentemente

determinada en pastas de almidón es su viscosidad, η. La

determinación de esta propiedad, que mide la resistencia a

fluir, presenta un problema en forma de (a) su inconstancia y

(b) el requerimiento a que el flujo sea laminar para que η sea

expresada en unidades racionales de poises. Si la suspensiones

acuosas de almidón granular se calientan cerca de la

temperatura de gelatinización, los gránulos empiezan a

hidratarse hasta alcanzar sus volúmenes originales; durante

este proceso se imparte la consistencia viscosa típica de una

pasta de almidón. Si la pasta se agita vigorosamente, muchos

de los gránulos hinchados se fragmentan produciendo una

disminución en la viscosidad. Finalmente, se obtiene una pasta

cocida que consiste en una mezcla de gránulos hinchados,

fragmentos de gránulos y moléculas de almidón dispersadas.

Los cambios en la viscosidad están determinados por: tamaño

del gránulo, las fuerzas internas que mantienen las moléculas

unidas dentro del gránulo y el efecto de los demás

constituyentes del sistema.

Formación del gel, cuando una pasta de almidón enfría, las

moléculas llegan a ser menos solubles y tienden a agregarse y

cristalizar parcialmente. Si esta pasta es extremadamente

diluida, resulta precipitación, pero en más altas

concentraciones se forman tres sistemas de gel dimensionales

de las moléculas polisacáridos. Tanto las moléculas de

amilopectina como de amilosa llegan a involucrarse en micelas

cristalinas que son unidas por medio de filamentos

moleculares. Tal alineamiento y cristalización de las moléculas

de amilopectina es inhibida parcialmente por su estructura


15


ramificada. Estas áreas cristalinas, tanto dentro de los gránulos

hinchados como en la solución acuosa entre los gránulos,

determinan un alto grado de fuerza y rigidez del gel que está

formado.

Retrogradación, se conoce como retrogradación a una

progresión normal hacia la solidificación de un gel de almidón.

Este fenómeno se observa, cuando una solución acuosa se deja

en reposo durante cierto tiempo y se vuelve opalescente,

aumenta su nubosidad, aumenta su resistencia a la acción

enzimática, disminuye su viscosidad y finalmente se precipita;

esto surge de la tendencia de las moléculas de almidón a

asociarse, mediante enlaces de hidrógeno, por lo general la

pasta de almidón se transforma en un estado menos soluble o

menos hidratado, y simultáneamente pierde su capacidad para

absorber agua. La retrogradación es dependiente de la

temperatura, de la concentración, del tamaño molecular, de la

concentración del ión hidrógeno y de la presencia de otros

agentes químicos en la pasta. La retrogradación se lleva a cabo

más rápidamente a temperaturas próximas a 0 Cº y se invierte

por calentamiento.

Almidón nativo de yuca

El almidón nativo es el que sigue el proceso de producción de almidón

sin pasar por una fermentación, lo que se realiza es una hidrólisis ya sea

parcial, parcial con ácidos y total acida o enzimática.

Este almidón tiene diversos usos; sus propiedades como espesante,

aglutinante, estabilizante y mejorador de textura le dan una demanda

potencial que tiende a crecer mundialmente.

Almidón agrio de yuca

La obtención de almidón agrio o fermentado de yuca tiene las mismas

etapas de producción del almidón nativo, con la diferencia de que

incluye una etapa de fermentación previa al secado. Las raíces de yuca

son lavadas para eliminar tierra e impurezas y retirar la cascarilla.

Luego, son ralladas para liberar los gránulos de almidón y la masa

obtenida es lavada y filtrada o colada en una tela y la lechada es


16


decantada en canales. El almidón precipitado es traspasado a tanques

donde fermenta en forma natural, en condiciones anaeróbicas, por

aproximadamente 30 días y luego es secado al sol, lo que le da a este

almidón propiedades de expansión en el horneado. El almidón agrio

adquiere, además, características especiales de sabor, textura y olor que

son deseables en la panificación. Se emplea en la elaboración de

productos horneados como pan de bono, pan de yuca y bocadillos tales

como «rosquillas» y «besitos».

Almidones modificados

El uso del almidón como componente alimentario se basa en sus

propiedades de interacción con el agua, especialmente en la formación

de geles. Sin embargo, el almidón como tal, no da buenos resultados en

alimentos más elaborados que se someten a procesos como mezclados

fuertes, emulsiones, congelados etc. Se presentan problemas de

inestabilidad en alimentos ácidos o cuando estos deben congelarse y/o

calentarse. Estos problemas pueden eliminarse o disminuirse en cierto

grado si el almidón es modificado química o físicamente.

Modificación física. Los almidones modificados físicamente son de

hecho almidones pregelatinizados. Algunas aplicaciones típicas son en

alimentos, aditivos y adhesivos para papel de pared.

Algunas de las modificaciones químicas son:

o Entrecruzamiento


17


El entrecruzamiento de almidón le transfiere propiedades como:

un incremento en la resistencia al hinchamiento y gelatinización,

una reducción de la cohesividad, la gomosidad y características

elásticas a las pastas de almidón de papa, yuca y maíz.

o Sustitución

Para incrementar la resistencia del almidón al agua, la

hidrofobicidad puede ser incrementada por acetilación de los

grupos hidroxilo o por algún otro grupo el cual sea menos

hidrofóbico que los grupos hidroxilo. El número de grupos hidroxilo

que están sustituidos se expresa como el grado de sustitución

(DS). El grado de sustitución es el promedio de número de grupos

hidroxilo en cada unidad D-glucopiranosil la cual está sustituida

(moles de sustituyente por unidad Dglucopiranosil).

Para un máximo de DS=3, cada unidad D-glucopiranosil tiene tres

grupos –OH que pueden sustituirse.


18


o Hidrólisis

Almidones de baja viscosidad son producidos por degradación

controlada de almidones nativos. Para obtener baja viscosidad, el

almidón nativo tiene que ser tratado de tal manera que los

enlaces glucosídicos en el almidón son hidrolizados. Tratamientos

en que los que pueden ser usados son: ácidos y calentamiento

(dextrinas), ácidos (modificación ácida de almidones), agentes

oxidantes (almidones oxidados) o α-amilasa (modificación

enzimática de almidones).


19


o Oxidación

Los grupos carboxilo (COOH) o carbonilo (C=O) se introducen,

dependiendo del tipo de oxidación usada. Las moléculas de

almidón son también depolimerizadas

Estas modificaciones se hacen con la adición de químicos como sulfato

de aluminio, óxido de propileno, hidróxido de sodio y otros.

Todos estos procesos lo que hacen es cambiar la estructura de la

amilosa y de la amilopectina y se tiene como resultado que almidón

puede formar geles resistentes, tienen mejores funciones como

espesante, resiste medios ácidos, cambios de temperatura etc.

Las modificaciones físicas son las que se obtienen por aplicación de calor

y luego secado, de modo que el almidón queda pregelatinizado. Se

utilizan en mezclas secas de refrescos, pudines, salsas y alimentos altos

en sólidos. Las propiedades que tienen es que se pueden rehidratar en

agua fría y no requiere cocción, mejoran la viscosidad, la apariencia del

producto, resisten medios ácidos, cambios de temperatura, procesos que

generen fricción, estabilidad del gel en procesos de congelado-

descongelado.

Estos almidones se aplican en productos como rellenos para pasteles

congelados, jaleas para panificación, mezclas para queques, galletas,

postres, lustres, pudines instantáneos, mezclas para salsas, mezclas

para sopas.

Existe un tipo de almidón que se conoce como la tapioca perla. Se hace a

partir del almidón se forma del almidón y son pequeñas bolitas que se

parecen a las perlas. Es normalmente utilizado como ingrediente en

ciertos alimentos tropicales preparados directamente en los hogares. Al

cocinarlas se usan mezcladas en helados, pasteles, galletas. Al hervirlas

con leche de soya se consume como un desayuno en algunos países

orientales. También se utiliza como adherente de algunos platos hechos

a base de carne.


20


Este tipo de tapioca se elabora a partir de un proceso de

pregelatinización del almidón de yuca. En general los almidones

modificados son metabolizados por el cuerpo humano de forma parecida

que el natural, rompiéndose en el aparato digestivo y formando azúcares

más sencillos.

2. PRODUCTOS Y USOS INDUSTRIALES DEL ALMIDÓN DE YUCA

Industria de Alimentos, el almidón natural (llamado también nativo,

dulce o industrial) se usa, solo o mezclado, en la elaboración de

macarrones y de diversas harinas; con éstas se preparan pudines,

pasteles, galletas, obleas, bizcochos, almojábanas, cremas, helados,

sopas, ensaladas, embutidos y otros productos alimenticios. Con el

almidón fermentado (agrio) se elaboran también productos alimenticios

tradicionales en Colombia, como el pan de bono y el pan de yuca.

El almidón nativo puede modificarse por medios físicos y se

convierte en almidón pre gelatinizado (almidón-PG). Este almidón

tiene la propiedad de que se dispersa en agua sin necesidad de

someterlo a cocción.

Se usa como aditivo para espesar, estabilizar o recubrir tortas de

frutas, mezclas secas, pudines, crema de leche. La adición del

almidón-PG mejora la textura y la apariencia de estos productos y

de otros similares.

El almidón nativo puede modificarse también por medios

químicos. El producto resultante se utiliza en la industria

alimenticia como espesante de salsas blancas, y para estabilizar y

emulsificar aderezos para ensaladas, gelatinas nutritivas, postres

instantáneos, helados, pudines y alimentos para bebé. Según la

modificación que se le haga, el almidón modificado se usa en la

industria del papel, de los adhesivos y otras.

Industria del Papel, el almidón nativo usado en la industria papelera se

denomina almidón no modificado (almidón-NM). El tratamiento que

recibe este producto comprende tres operaciones: el refinado (o

tamizado), la purificación (operación estrictamente industrial) y el

secado.


21


Papel y cartón, la elaboración del papel y del cartón consta de varias

etapas, y en una de ellas (o en más de una) se adiciona almidón-NM al

producto final para darle ciertas propiedades y diferente calidad.

La industria del papel exige tres características básicas en el

almidón-NM de yuca: blancura, bajo contenido de fibra y pocas

impurezas. Puede tener el almidón otras características físicas o

químicas, las cuales afectan el proceso de elaboración del papel o

la formación de la pasta que le da origen.

El almidón-NM ayuda a unir las fibras de celulosa del papel y

forma una capa superficial que reduce la pelusa y aumenta la

consistencia, la solidez y la durabilidad de las hojas de papel. Esta

capa delgada da también mayor resistencia mecánica al cartón.

El almidón-NM se emplea además como adhesivo en el laminado

de ciertos papeles, de cajas corrugadas, de papel de colgadura

(para empapelar), de tubos de cartón y de otros artículos.

También se emplea en el reciclaje del papel y del cartón.

Pegantes, el almidón-NM es materia prima de las bases pegantes con

que se elaboran ya sea productos adhesivos o colas baratas.

Estos pegantes se utilizan para fabricar materiales de embalaje,

etiquetas, papel de envoltura y cinta pegante de humedecer,

productos cuyo uso los hace desechables.

Las bases pegantes son muy útiles para las empacadoras y

etiquetadoras de alta velocidad, por dos razones: costo

relativamente bajo y gran velocidad de adhesión.

Descomposición orgánica. El almidón-NM empleado en la industria

papelera dura 3 o 4 días sin descomponerse, al cabo de los cuales es

fermentado por diversos microorganismos. Esta fermentación produce

gases (cuyo mal olor no se percibe inicialmente) y desnaturaliza el

almidón-NM alterando sus propiedades, a saber: pierde el 25% de su

capacidad de engomar, se reduce su viscosidad y cambia su acidez (pH).

Al almidón-NM deben agregarse, por tanto, sustancias que impidan el

crecimiento de bacterias productoras de ácido láctico, de bacterias

coliformes y de hongos (géneros Penicillum y Aspergillus y levaduras).

Industria Textil, el almidón-NM es el ingrediente más abundante y

barato y, por ello, el más importante de las diferentes colas textiles.


22


Engomado, el almidón-NM de yuca se prefiere —casi en forma exclusiva

— en la industria textil, por dos razones: primera, sólo con él pueden

tratarse los tejidos muy blancos; segunda, se degrada menos que el

almidón proveniente de otras fuentes. Un tejido puede engomarse de

manera temporal o permanente.

El engomado temporal se aplica a la urdimbre justo antes de que

ésta se convierta en tejido, para que las hebras (o hilazas) sean

más resistentes, flexibles, suaves y lisas. El agente almidonante se

deposita como una película sobre las hilazas de la urdimbre y las

recubre totalmente.

Evita así el deshilachado, el enredo, el moteado y la rotura de las

hebras, efectos que perturbarían seriamente la elaboración del

tejido.

El engomado permanente se emplea en el proceso de acabado del

tejido, y es relativamente estable, es decir, se mantiene hasta que

la tela llega, por lo menos, a manos del consumidor.

Impregnando el tejido, este engomado mejora la textura de la

tela, aumenta el brillo superficial de ésta, le da “cuerpo” y solidez

para facilitar su manipulación, eleva el “peso’’ y la calidad del

estampado y aumenta, en general, la apariencia y la sensación

textil de buena calidad de la tela.

Industria Farmacéutica, el almidón-PG se emplea en farmacia para

diluir, aglutinar, lubricar o desintegrar diversos productos sólidos. Este

almidón actúa también como absorbente, da viscosidad y sirve de

vehículo a sustancias pastosas, líquidas o semisólidas en la elaboración

de cremas y lociones de uso dermatológico.

Se emplea además para fabricar polvos faciales finos, polvos compactos

y polvos nutritivos y como soporte en la fabricación de obleas.

Otros Usos, el almidón-NM de yuca se usa en la industria química para

obtener alcoholes, glucosa y acetona; para fabricar explosivos,

colorantes, pilas secas e impresiones dentales; y en la coagulación del

caucho.

El almidón-NM se usa en minería como floculante y como componente de

las soluciones empleadas en la perforación de pozos de petróleo.


23



SECCION II

24


1. PROCESOS PRODUCTIVOS PARA LA OBTENCIÓN DEL ALMIDÓN DE

YUCA

Recepción de las raíces, una vez cosechadas, deben ser transportadas

a la planta de procesamiento dentro de las siguientes 24-48 horas para

evitar su deterioro fisiológico y/o microbiano. El proceso se inicia con el

pesaje de la mandioca o yuca.

Lavado y pelado de las raíces, en esta etapa se eliminan la tierra y

las impurezas adheridas a las raíces. La cascarilla se desprende por la

fricción de unas raíces con otras durante el proceso de lavado. Las raíces

de yuca son conducidas a los lavadores por medio de bandas

transportadoras.

Los lavadores son tambores cilíndricos con un eje central provisto de

aspas, diseñados para lavar y pelar las raíces simultáneamente.


25


Rallado o desintegración, en esta etapa se liberan los gránulos de

almidón contenidos en las células de las raíces de la mandioca. La

eficiencia de esta operación determina, en gran parte, el rendimiento

total del almidón en el proceso de extracción.

Las raíces trituradas se conducen por un elevador de rosca helicoidal a

un alimentador / dosificador, que permitirá la distribución de la cantidad

programada a un desintegrador; éste es un cilindro rotativo que funciona

a alta velocidad periférica, con láminas dentadas en la superficie que

rallan la yuca causando el rompimiento celular y la consecuente

liberación del almidón.

Tamizado o extracción, en esta etapa se realiza la separación de la

pulpa o material fibroso de la lechada de almidón. La masa rallada es

una mezcla de mandioca rallada con agua, que es bombeada a las

tamizadoras o extractoras cónicas rotativas para retirar la fibra del

almidón. Estos extractores son montados en baterías con la finalidad de

aumentar el rendimiento. El agua entra en chorros a contracorriente

para separar mejor el almidón.

Purificación y concentración, la suspensión extraída o lechada de

almidón es alimentada a dos separadores centrífugos, uno primario y

otro secundario, para las etapas de purificación y concentración,

respectivamente. La lechada de almidón se alimenta a la centrífuga

primaria de platos por medio de un tanque pulmón o de bombeo donde

es purificada con la adición de agua y centrifugada para retirar los

almidones solubles y partículas extrañas. Enseguida, la lechada de

almidón purificada sigue a la etapa de concentración en la centrífuga

secundaria, donde el almidón es concentrado hasta 20-22ºC.

Zarandeo, el almidón concentrado es bombeado a un tanque especial

de mezclado que posee un mecanismo de agitación, que permite la

mezcla constante del producto concentrado y evita su decantación.

Luego es bombeado a un separador. La canasta centrífuga consta de un

disco de gira a altas revoluciones y que permite obtener un producto con

33-35% de humedad. El filtro de vacío consta de una tela cilíndrica

perforada cubierta por tejidos que se remueven cada ocho horas.

Sedimentación o deshidratación, se realiza por medio de

sedimentación o centrifugación, para separar los gránulos de almidón de

su suspensión en agua.


26


Secado, se remueve la humedad del almidón mediante el método

artificial. El almidón deshidratado al vacío sigue por una válvula rotativa

que lo dosifica a un secador neumático.

El almidón es secado en secadores neumáticos con corto tiempo de

residencia y evaporación rápida del agua.

El almidón se conduce y seca por una corriente de aire caliente

proveniente de una caldera. Las temperaturas en estos equipos varían

entre 120-170ºC.

Acondicionamiento, comprende las etapas de molienda, tamizado y

empaque. Una vez secado y enfriado el almidón es tamizado para

remover las partículas grandes y luego es transportado por

alimentadores helicoidales a una envasadora automática.

Fermentación, el almidón sedimentado se coloca en los tanques de

fermentación. Se le agrega luego una capa delgada de agua y allí se

conserva de 20 a 30 días. Este tiempo varía según las condiciones

climáticas de la zona. Los tanques tienen dimensiones variables y, en

general, están recubiertos con madera en su interior. Su tamaño

depende de la capacidad de la rallandería.

Los tanques pequeños son más recomendables, por dos razones: son

fáciles de llenar y facilitan la operación diaria de secado.

El inóculo necesario para la fermentación puede ser el agua que haya

sido usada en el proceso de fermentación durante varios días o un trozo

de almidón ya fermentado. Se usa también el afrecho húmedo, que se

extiende sobre el almidón en la parte superior del tanque. Se deja agua

sobrenadante en los tanques (de 3 a 4 cm por encima del almidón) para

mantener la anaerobiosis. Los tanques llenos se protegen del sol con

afrecho húmedo o con sacos de polipropileno húmedos, para evitar la

evaporación del agua. En zonas de clima ardiente, es recomendable

enterrar los tanques de fermentación. El tiempo de fermentación es

variable y depende de la temperatura ambiente.

Secado del Almidón, el secado es la operación de deshidratación del

almidón húmedo mediante exposición al calor.

El almidón nativo se seca empleando medios naturales o artificiales; el

almidón fermentado debe secarse solamente con calor solar. Terminada

la fermentación, el almidón se extrae de los tanques o de los canales en

bloques compactos y se transporta a los patios donde se seca al sol.


27


Para facilitar el secado, se desmenuza el almidón. Esta operación se

hace con las manos o empleando un rallador que lleve en su tambor

tornillos o clavos; el implemento sirve así de “quebrador” del almidón

antes del secado.

El almidón se seca sobre polietileno de espesor no. 6 de color negro —

que capta por ello mayor radiación solar y facilita el secado rápido y

uniforme— y se extiende en capas que tengan una densidad de 1 a 2

kg/m2. Para secar, por tanto, una tonelada de almidón se necesitaría,

aproximadamente, 1000 m2 de superficie de secado. Por consiguiente,

el área de secado es otra de las limitantes que afecta sensiblemente a

numerosas rallanderías que se encuentran en regiones de topografía

muy quebrada.

1.1. DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCIÓN DEL ALMIDÓN

DE YUCA


28


1.2.

EQUIPOS Y/O MAQUINARIAS PARA LA OBTENCIÓN DEL ALMIDÓN

DE YUCA


Ilustración 8 Diagrama General de obtención de almidón de yuca. Fuente: Centro Internacional de agricultura

tropical.

Ilustración 9 Diagrama de equipos. Fuente: Fecularia Salto Pilao S.A.

29


Máquinas lavadoras

Lavadora / peladora cilíndrica de semieje para carga lateral

(Modelo 1).

El

cilindro está soportado por un semieje acoplado a una caja

de rodamientos en una de sus caras.

El semieje acciona el cilindro. El conjunto se instala sobre

una pileta que recibe el agua y las impurezas. El cilindro

está formado por una lámina de hierro galvanizado que

tiene agujeros ovalados, distanciados entre sí. Por estos

orificios salen el agua y las impurezas (suelo y restos de

cascarillas). Esta lavadora se carga y descarga a través de

una abertura semicircular situada en el centro de uno de los

lados (o bases) del cilindro. En ese lado hay además una

tolva (o un aditamento similar) que ayuda a hacer las

labores de carga y descarga; éstas se ejecutan

manualmente en forma muy práctica y fácil y consiguiente,

la operación de lavado/pelado con esta máquina es rápida y

prácticamente continúa. Por la misma abertura lateral entra

un tubo perforado para el suministro del agua. Las raíces

salen de las máquinas lavadas y peladas y caen en un

depósito bajo la tolva.


Ilustración 10 Modelo 1. Fuente: Centro Internacional de agricultura tropical.

30


Lavadora/peladora cilíndrica de eje central para carga

frontal (Modelo 2).

Es

un

cilindro con un eje cuyos extremos están central soportados

por rodamientos o chumaceras. Las paredes del cilindro son

de lámina galvanizada y tiene agujeros ovalados o

rectangulares. La compuerta de carga y descarga va a lo

largo del cilindro. Por encima del cilindro, y paralelo a éste,

un tubo con perforaciones deja caer agua a presión sobre el

cilindro. Estas lavadoras/peladoras son difíciles de cargar y

descargar, su arranque es también difícil y las tandas de

lavado y pelado se demoran mucho.

Lavadora/peladora cilíndrica semicontinua (Modelo 3).

Es

un


Ilustración 11 Modelo 2. Fuente: Centro Internacional de agricultura tropical.

31


cilindro con un eje central que gira sobre rodamientos o

chumaceras. Las paredes del cilindro son de lámina

galvanizada y tienen agujeros ovalados o rectangulares

para facilitar la salida del agua y las impurezas. Al cilindro

se acopla una tolva de recepción en uno de los extremos;

en el otro hay una compuerta de salida. El agua es

suministrada por un tubo bifurcado cuyos extremos pasan,

sin impedir la libre rotación del cilindro, por orificios

situados uno en el lado derecho y otro en el lado izquierdo

del mismo cilindro. En algunas máquinas de este modelo, el

agua se suministra a través del eje central que estará, por

tanto, perforado.

Capacidad de las lavadoras/peladoras

La capacidad de una lavadora/peladora depende de su tipo,

que puede ser tradicional (modelos 1 y 2) o semicontinuo

(modelo 3).

o Las tradicionales tienen una capacidad de 1000

kg/hora y su consumo de agua es de menos de 100 lt

por cada 100 kg de raíces. El tiempo empleado en

cada tanda es, aproximadamente, de 10 minutos.

o Las semicontinuas (modelo 3), de reciente desarrollo,

tienen mayor capacidad (1500 kg/hora) y un

consumo de agua razonable (130 lt por 100 kg de

raíces). Su manejo es práctico y fácil. El tiempo por

tanda es de 5 minutos. Estas lavadoras/ peladoras

pueden acoplarse a la operación de rallado para dar

mayor continuidad al proceso de beneficio.

Maquina ralladora

Es un cilindro

de madera que

va montado en

un eje de

hierro. El

cilindro está

recubierto por

fuera por una

Fecha de presentación 3 de julio de 2015Ilustración 13 Maquina ralladora vista superior.

Fuente: Centro Internacional de agricultura tropical.

32


lámina de hierro galvanizado que se perfora manualmente con un

clavo (o con punzón) en toda su área. Se hacen, generalmente,

una o dos perforaciones por cm2.

La velocidad de

rotación del

cilindro varía

de 1200 a

1300 r.p.m. El

rendimiento

promedio del

equipo es de

1500 kg de

raíces por hora.

Cuando se ralla

con agua,

consume 90 lt

por cada 100

kg de raíces.

La superficie áspera y cortante del tambor, constituida por los

bordes filudos de múltiples agujeros, establece una línea de corte

con la cara interior de una tabla colocada frente al tambor. Ese

rallo produce una masa de ralladura de yuca, que será fina o

gruesa según el espacio dejado entre el tambor y el borde de

madera.

La operación

de rallado

suele hacerse

en seco. Sólo

en casos

especiales se

practica con

agua, por

ejemplo,

cuando la

maquinaria

puede


Ilustración 14 Maquina ralladora vista perfil, ingreso de raíces de yuca. Fuente: Centro

Internacional de agricultura tropical.

Ilustración 15 Maquina ralladora vista frontal, ingreso de raíces de yuca. Fuente: Centro

Internacional de agricultura tropical.

33


instalarse aprovechando la pendiente del terreno, es decir, el

gradiente de gravedad; el agua usada puede así fluir fácilmente

hacia la siguiente operación o hacia el depósito de aguas

residuales.

El porcentaje de extracción de almidón depende del rallado. Si

éste no deshace bien el tejido de la raíz para separar los gránulos

de almidón de las fibras, el rendimiento del proceso de extracción

es bajo y se pierde mucho almidón en el afrecho desechado.

El rallado no puede ser demasiado fino porque los gránulos muy

pequeños de almidón sufrirían daño físico y, más tarde, deterioro

enzimático. En estas condiciones, la sedimentación sería más

lenta y se formaría mayor

cantidad de mancha.

Maquina coladora mecánico discontinuo


Ilustración 16 Maquina ralladora. Fuente: Centro Internacional de agricultura

tropical.

Ilustración 17 Maquina coladora mecánico discontinuo. Fuente: Centro Internacional de agricultura tropical.

34


Esta coladora mecánica consta de un cilindro asociado a un

semieje, el cual gira apoyado en una caja de rodamientos; su

velocidad de rotación es de 20 a 22 r.p.m. Se carga y descarga

lateralmente mediante un aditamento.

Dentro del cilindro hay aspas que mezclan la masa rallada de yuca

con agua. La lámina interior del cilindro está cubierta por una

malla de tela o nylon, cuya trama es de 80 mesh, en la que se

tamiza la mezcla de masa rallada y agua.

Esta malla permite el paso de la lechada de almidón y retiene la

fibra o afrecho. La capacidad normal de esta coladora mecánica es

de 250 a 300 kg de masa rallada por hora.

La calidad del almidón, respecto a su contenido de fibra e

impurezas, depende

de la malla que se

utilice. Se puede

obtener almidón de

mejor calidad

empleando mallas

de 120 mesh, o más

finas.

Otro modelo de

este tipo está

soportado en cuatro

rodamientos (o “rodillos”); la transmisión (polea y eje) mueve dos

rodamientos, los cuales transmiten el movimiento al cilindro, que

se apoya también en los otros dos rodamientos. El cilindro gira en

sentido contrario al giro de los rodamientos. Por lo demás, este

modelo es igual o muy similar al anterior.

Tanques de sedimentación

Estos

tanques se

construyen

con ladrillo

y se

recubren

con


Ilustración 18 Otro modelo de maquina coladora. Fuente: Centro Internacional de

agricultura tropical.

Ilustración 19 Tanques de sedimentación. Fuente: Fecularia Salto Pilao S.A.

35


baldosín. El volumen de agua que pasa por ellos, por tonelada de

raíces frescas, es de 4.8 m3.

Esta cifra aparece de nuevo en los 5 m3 (500 lt/100 kg de yuca)

empleados para colar y sedimentar 1000 kg iniciales de raíces

frescas.

Los tanques se convierten en una limitante grande del proceso por

el trabajo que requieren.

Las rallanderías, en efecto, no poseen el número suficiente de

tanques para atender su propia capacidad de producción de yuca

rallada. Además, hay que esperar hasta 8 horas para que el

almidón quede sedimentado en un tanque.

Los tanques tienen otros dos inconvenientes: permiten que se

mezcle el almidón con la mancha y que se pierda hasta un 2% del

almidón sedimentado cuando éste se “desmancha”. La labor de

retirar la mancha (desmanchar) consiste en limpiar la parte

superior de la capa de almidón sedimentado empleando agua y

una herramienta manual de limpieza que tiene un borde

recubierto con caucho.

Tanque de fermentación

Los tanques pequeños son más recomendables, por dos razones:

son fáciles de llenar y facilitan la operación diaria de secado.

El inóculo

necesario para la

fermentación

puede ser el agua

que haya sido

usada en el

proceso de

fermentación

durante varios

días o un trozo de

almidón ya

fermentado. Se

usa también el

afrecho húmedo,

que se extiende sobre el almidón en la parte superior del tanque.


Ilustración 20 Tanque de fermentación. Fuente: Centro Internacional de agricultura

tropical.

36


Se deja agua sobrenadante en los tanques (de 3 a 4 cm por

encima del almidón) para mantener la anaerobiosis. Los tanques

llenos se protegen del sol con afrecho húmedo o con sacos de

polipropileno húmedos, para evitar la evaporación del agua.

En zonas de clima ardiente, es recomendable enterrar los tanques

de fermentación.

El tiempo de fermentación es variable y depende de la

temperatura ambiente.

1.3. CARACTERÍSTICAS DE OPERACIÓN Y/O PARÁMETROS DE

CONTROL DE LOS PROCESOS PRODUCTIVOS PARA LA

OBTENCIÓN DEL ALMIDÓN DE YUCA

La extracción del almidón de la yuca puede realizarse en plantas

artesanales o plantas más tecnificadas; sin embargo, el proceso

en esencia es el mismo y comienza con la descarga de la materia

prima en un espacio cercano a la zona de lavado y pelado, donde

es desempacada y vaciada en la tolva alimentadora, luego es

macerada finamente por medio de la superficie cortante del

cilindro y de las cuchillas que actúan como rallos, convirtiéndola

en una pasta de ralladura de yuca y liberando el almidón. En

seguida, el almidón y el agua (lechada de almidón) son separados

las coladoras mecánicas (filtrado) de las fibras y proteínas que las

raíces contienen. La lechada de almidón pasa a una zaranda

auxiliar con malla para retener impurezas y el agua y el almidón

son separados en los canales de sedimentación, en los cuales los

gránulos de diverso tamaño se sedimentan en el fondo.

En algunos casos, parte de la mancha se separa en el tramo final

de los canales; en otros, el agua sobrenadante pasa por tuberías

de rebose a un tanque de sedimentación de mancha.

El almidón fresco, que es retirado manualmente de los canales de

sedimentación, es sometido a un proceso biológico de

fermentación anaerobia por un período de dos a tres semanas,

obteniéndose el almidón agrio que se extrae de los tanques en

bloques compactos y se transporta a los patios para deshidratarlo

mediante la exposición a la luz solar.

Recepción de raíces de yuca fresca


37


o Gravedad especifica.

o Porcentaje de materia seca.

o Porcentaje de almidón (b.s).

Las raíces una vez cosechadas deben ser transportadas a la planta

de procesamiento dentro de las siguientes 24-48 horas para evitar

su deterioro fisiológico y/o microbiano. Un factor importante en la

producción de almidón de yuca de alta calidad, es que todo el

proceso desde la cosecha de las raíces hasta el secado del

almidón sea ejecutado en el más corto tiempo posible.

Lavado y pelado de las raíces, en esta etapa se elimina la

tierra y las impurezas adheridas a las raíces. La cascarilla se

desprende por la fricción de unas raíces con otras durante el

proceso de lavado. Normalmente, las pérdidas en el lavado son de

2-3 por ciento del peso de las raíces frescas. Se debe evitar

pérdida de la cáscara ya que esta también contiene almidón.

Pérdidas en el lavado/pelado, las pérdidas ocurridas en la

operación de lavado y pelado de las raíces de yuca dependen de

tres factores: la variedad de yuca, el estado en que se encuentren

las raíces y las características de la máquina lavadora.

o Las pérdidas de materia prima y, por ende, de almidón de la

lavadora se deben, principalmente, a la duración del lavado

y al diseño de los agujeros del cilindro; si estos tienen un

borde interno muy grande, pueden romper todo el tejido de

la raíz, desintegrándola en trozos muy pequeños.

Normalmente, estas pérdidas por lavado están entre el 2%

y el 3% del peso de las raíces frescas.

o Las lavadoras de eje central para carga y descarga frontal

tienen también pérdidas de agua, porque una parte del

agua suministrada resbala por el exterior del cilindro.

Rallado o desintegración, en esta etapa se liberan los gránulos

de almidón contenidos en las células de las raíces de la yuca. La

eficiencia de esta operación determina, en gran parte, el

rendimiento total del almidón en el proceso de extracción. Si el

rallado no es eficiente, no se logran separar totalmente los

gránulos de almidón de las fibras; el rendimiento del proceso es

bajo y se pierde mucho almidón en el afrecho desechado.


38


Por otra parte, si el rallado es demasiado fino, los gránulos muy

pequeños de almidón sufren daño físico y más tarde deterioro

enzimático; la sedimentación sería más lenta ya que el gránulo

fino pierde densidad y además se formaría mayor cantidad de

mancha. Un factor importante que es el cálculo de la eficiencia de

rallado que determina la eficiencia de liberación de los gránulos de

almidón.

Es la acción de liberar el almidón de la raíz empleando un método

cualquiera. La eficiencia de esa acción recibe el nombre de efecto

rallador (ER), que se ha calculado mediante la siguiente ecuación:

Donde:

AA = almidón recuperado en el afrecho (%)

FR = fibra cruda en las raíces frescas (%)

AR = almidón en las raíces frescas (%)

FA = fibra cruda en el afrecho (%)

En el rallado se liberan los gránulos de almidón contenidos en las

células de la raíz.

La eficiencia de esta operación determina, en gran parte, el

rendimiento total de almidón en el proceso de extracción.

Colado o extracción, en esta etapa se realiza la separación de la

pulpa o material fibroso de la lechada de almidón. Se debe evitar

que pequeñas partículas de fibra pasen a la lechada de almidón;

es por ello que en muchos casos se recomienda realizar un

recolado de la lechada con el objeto de retener las fibras finas que

pudieron pasar a la lechada.

Sedimentación o deshidratación, se realiza por medio de

sedimentación o centrifugación, para separar los gránulos de

almidón de su suspensión en agua.

Secado, puede ser realizado dependiendo del nivel tecnológico

por secado solar o artificial. En ambos casos, se busca remover la

humedad del almidón hasta un 12-13 por ciento.

Acondicionamiento, comprende las etapas de molienda,

tamizado y empaque.


39


Subproductos en el proceso del almidón de yuca, en el

proceso de extracción de Almidón de yuca se generan

subproductos tanto sólidos como líquidos. Las principales

características son:

Afrecho, es el subproducto de la operación de colado. Una

vez secado al sol, el afrecho se usa como complemento de

concentrados para animales o se ofrece directamente en la

alimentación animal. El análisis químico indica que el

material tiene un con tenido de materia seca de 80 a 85%,

del cual el 60 a 70% es almidón y el 12 a 14% es fibra.

Mancha, al terminar la sedimentación en los canales, se

obtienen tres capas: la inferior y más densa es el almidón;

la intermedia, que es un almidón mezclado con material

proteico, espesor variable y menos denso que el almidón,

es la mancha y la capa superior es el agua residual. La

mancha contiene almidón de baja densidad y menor calidad

y su nivel de proteína es alto, empleándose en la

alimentación de porcinos y en la elaboración de adhesivos.

En algunas rallanderías, este material se sedimenta en el

tramo final de los canales de sedimentación, en otras se

deja sedimentar en un tanque y, en la mayoría de los casos,

su separación es ineficiente debido al bajo tamaño de las

partículas, lo que hace que finalmente sean arrastradas

junto con el efluente líquido (agua residual). Este material

líquido puede ser reutilizado en la etapa de lavado de la

yuca, lo que representaría un ahorro del 17% del agua

utilizada en el proceso.

Agua residual, durante el proceso de extracción de yuca

se utilizan de 8 a 9 m3 de agua por tonelada de yuca

procesada. Considerando que en promedio una Rallandería

tradicional procesa 4 toneladas de yuca por día y que la

yuca en sí tiene un alto contenido de agua, se estima que

cada Rallandería produce 36 m3 diarios de agua residual.

En el proceso se generan dos tipos de aguas residuales: las

que provienen del lavado y pelado de la yuca que se

caracterizan por contener gran cantidad de sólidos


40


suspendidos (material inerte y cascarilla), valores de DQO

bajos y una proporción de cianuro del orden de 40 a 70%.

Las provenientes de los canales o tanques de

sedimentación, presentan altas cargas orgánicas de DBO y

DQO. Mientras tradicionalmente el afrecho y la mancha han

tenido un valor agregado por ser fuentes ricas en energía y

proteína, siendo utilizados en la industria de alimentos

concentrados para animales y en la alimentación directa de

cerdos y otros animales de fincas de la región, con una

producción promedio de 4450 toneladas/año de afrecho

seco y 750 toneladas/año de mancha seca, las aguas

residuales normalmente han sido descargadas a los cuerpos

receptores, causando un significativo impacto negativo

sobre los mismos, lo que se ha reflejado en la inhabilidad de

estas fuentes para otros usos.


Tabla 2 Modelos matemáticos. Fuente: Libros varios

41


1.4. CONTROL DE CALIDAD PARA LA OBTENCIÓN DEL ALMIDÓN

DE YUCA

El poder de panificación (PP) es el principal criterio de calidad del

almidón agrio. Se define el PP como la capacidad del almidón para

crecer durante el horneado. Ahora bien, la producción artesanal

del almidón agrio impide que esta calidad sea uniforme, y esto

limita su acceso al mercado.

El PP depende fundamentalmente de la variedad de yuca, de la

fermentación y del secado al sol del almidón. La elección de

variedades apropiadas y de prácticas adecuadas para estas dos

etapas del proceso de producción del almidón agrio —y el control

efectivo de ellas— mejorarían mucho la calidad de este almidón.

Se ha estudiado la relación entre la microflora del inóculo de la

fermentación y la calidad del almidón. Algunos rallanderos

inoculan un tanque de fermentación con el agua de otro tanque en

que se ha obtenido almidón de buena calidad. Se ha comparado

también el efecto del tiempo de secado al sol con el secado en

horno a diversas temperaturas y bajo luz ultravioleta.

La calidad del almidón agrio mejora cuando la capa de agua del

tanque de fermentación (3 a 5 cm) garantiza la fermentación


Tabla 3 Modelos matemáticos. Fuente: Libros varios

42


anaeróbica, la producción de ácido láctico (cepas específicas de la

bacteria amilolítica) y el descenso del pH hasta 3.5. Un secador

artificial que controle la humedad del almidón y permita irradiarlo

con luz UV mejoraría aún más esa calidad porque con él se

lograría un secado uniforme en muchas rallanderías; no se

obtendría, sin embargo, el mismo PP que da la luz solar.

Se estudia aún el influjo de la variedad de la yuca y del tiempo de

almacenamiento de las raíces en la calidad del almidón agrio, así

como los efectos que éste recibe del clima en general y del agua

empleada en el proceso de producción.


Ilustración 21 Diagrama de flujo del proceso y balance de rendimiento del almidón. Fuente: Centro Internacional de Agricultura Tropical

43


1. ESTADO ACTUAL DE LA INDUSTRIA DEL ALMIDÓN DE YUCA EN

NUESTRO SECTOR PRODUCTIVO


44


2. TECNOLOGÍAS Y/O SISTEMAS APLICADOS PARA LA OBTENCIÓN

DEL ALMIDÓN DE YUCA

3. RESIDUOS Y/O IMPACTO AMBIENTAL DE LA INDUSTRIA DEL

ALMIDÓN DE YUCA


45


CONCLUSIONES


46


El almidón es un polisacárido vegetal que es la forma de

almacenamiento de carbohidratos en raíces, semillas y tubérculos.

Puede derivar de cereales como maíz, trigo, yuca, avena.

En estado nativo, el almidón es insoluble en agua. A medida que se

calienta y sufre gelatinización, se han de controlar factores como

acido, agitación, uso de enzimas, grasa, proteínas, azúcar.

Un agente dispersante evita grumos en una mezcla de almidón.

La procedencia del almidón y su concentración determina el

espesamiento, gelatinización y claridad del producto final.

Se puede producir sinéresis cuando las mezclas de almidón cocidas y

enfriadas envejecen.


47


REFERENCIAS


48


Archivo PDF: Almidón Agrio de Yuca en Colombia. Tomo 1: Producción

y Recomendaciones, Freddy Alarcon M. Dominique Dufour

Archivo PDF: Industrialización de la Yuca. Tecnología en alimentos

Universidad de Valle 2007, Susana Montoya Henao

Archivo PDF: Obtención de almidón modificado reactivo para la

sustitución de polioles en la producción de poliuretanos, Ingrid

Johanna Miranda Carvajal

Archivo PDF: Mandioca una opción industrial, Francisco Fretes.

Publicacion desarrollada para la Agencia del Gobierno de los Estados

Unidos.

Página Web: Revisión de la modificación química del almidón con

ácidos orgánicos. http://www.scielo.org.co/

Página Web: Yuca, fuente de energía. http://www.webconsultas.com/

Página Web: Todo sobre yuca. http://taninos.tripod.com/


http://www.webconsultas.com/

http://www.scielo.org.co/

49


1. TERMINOLOGÍA


50


2. CATALOGOS DE EQUIPOS, MAQUINARIA Y/O ADITIVOS EN LA

INDUSTRIA DEL ALMIDÓN DE YUCA

3. LISTA DE DOCUMENTOS COMPLEMENTARIOS PARA LA

OBTENCIÓN DE ALMIDÓN


Cuerpo de La Monografía IAY UNI

Documents

Transcript of Cuerpo de La Monografía IAY UNI