Tesis Anteproyecto de Tesis Maestria2

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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTIN DE AREQUIPAESCUELA DE POS GRADODOCTORADO EN INGENIERIA DE PROCESOS ANTE PROYECTO DE INVESTIGACIN I. TITULO. ABSORCION DE HUMEDAD EN EL ACONDICIONAMIENTO DE GRANOS ANDINOS PREVIO A LA MOLIENDA II. EJECUTOR. III. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. Los granos andinos son cultivos del altiplano peruano boliviano y no requiere de elevados costos para su produccin, soporta adversidades climatologas tales como heladas, granizadas y veranillos, son cultivos que no requiere abundante agua para su produccin. Los granos andinos (Quinua, Kaihua, Kiwicha) poseen alto valor nutritivo determinado por su contenido en protenas, carbohidratos y minerales. La harina es el principal producto obtenido de la molienda de los granos andinos por sistema de fragmentacin gradual, y cuando todas estas fragmentaciones separadas se mezclan, la mezcla resultante se conoce como harina integral de granos andinos (Quinua, Kaihua y Kiwicha); actual mente este producto es utilizado para la elaboracin de pan, galletas y otros productos, los cuales presenta baja calidad organolptica, y en algunos de los casos tiene reducida aceptacin por el consumidor. La harina selecta se obtiene del acondicionamiento de granos andinos previo a la molienda, obteniendo harina de primera, segundad, smola y salvado. En esta operacin se efecta el aumento del contenido de humedad del grano y la uniforme distribucin de este en todo el grano. Un deficiente manejo del proceso de acondicionamiento puede provocar bajo rendimiento del producto, pardeamiento enzimtico, elevados costos de secado y proliferacin de micro organismos. En la actualidad no existen parmetros de acondicionamiento para grano granos andinos previo a la molienda, en funcin a las caractersticas del producto (Quinua, Kaihua, Kiwicha todos de grano duro y blando), razn por la cual muchas empresas dedicadas a la transformacin de estos granos se limitan a obtener harina integral. Al determinar los parmetros de acondicionamiento del grano de andinos previo a la molienda, las empresas dedicadas a la produccin de harina, galletas, fideos y otros productos, podrn comercializar sus productos con mejor calidad y obtendrn mayores ganancias econmicas.

2 Con la absorcin de humedad adecuada, podr determinarse los parmetros de acondicionamiento de los granos andinos previos a la molienda, bajo diferentes condiciones (humedad y tiempo) tomado en consideracin las diferentes caractersticas y variedades del producto (Quinua, Kaiwa, Kiwicha) 3.1 Formulacin del problema. 3.1.1 Problema general. Cmo influye el acondicionamiento de los granos andinos previo a la molienda, en la absorcin de humedad? 3.1.2 Problema especifico. En que medida el mtodo matemtico de modelacin determina la absorcin de migracin de humedad en los granos andinos? Cmo influir la absorcin de humedad en el rendimiento de granulocidad en los granos andinos? Qu caractersticas fsico qumicas tendrn la granulocidad de los granos andinos? IV. JUSTIFICACIN. Actualmente, los consumidores cada vez ms exigentes, exigen productos de calidad y bajo diferentes presentaciones, que tengan bondades nutracuticas; constituyndose los granos andinos en uno de los alimentos con alta calidad nutricional. Desde el punto de vista econmico, el aumento de la productividad, la mejora de la calidad fsica y la presentacin del grano en sus diferentes formas; genera oportunidades para incrementar los ingresos econmicos de las empresas dedicadas a la transformacin de granos andinos. Los parmetros de acondicionamiento de los granos andinos previos a la molienda, servirn para obtener: harina de primera, harina de segunda, smola y salvado. Harina de primera, por sus caractersticas nutricionales este producto podr destinarse para la elaboracin de pan selecto, tortas, galletas ya que estos productos requieren de harina con bajo porcentaje en protena (Ranken, 1993). Harina de segunda, con mayor proporcin en porcentaje de protena en relacin a la harina de primera, podr destinarse para la elaboracin de pan de diferentes tipos y otros. Smola podr ser utilizado para la elaboracin de sopas, fideos y otros. Mientas que el salvado podr ser utilizado para la elaboracin pan con alto contenido de fibra destinado para consumo humano. Con la determinacin de los paramentos de acondicionamiento bajo un modelo matemtico, considerando las variables humedad, tiempo y tomando en cuenta las propiedades de los granos andinos, se podr obtener harina de primera, harina de segunda, smola, salvado los cuales podrn ser comercializados con estndares de calidad a mercados competitivos, y remplazar el proceso tradicional de obtencin de harina de quinua (harina integral), cuyo

3 produccin en su mayor parte se destina su comercializacin en los mercado regional y nacional pero con regular exigencia en calidad. El incremento social y la importancia econmica de la produccin de alimentos, junto con la complejidad de la tecnologa para su produccin, procesamiento y aceptacin, requieren un mayor conocimiento en los parmetros de acondicionamiento de los granos andinos a la molienda, con el fin de ofrecer alimentos con alta calidad. Con la ejecucin del proyecto se beneficiara la industria, los consumidores y los productores de granos andinos ya que este producto tendr mayor demanda en el mercado. V. MARCO TEORICO CONCEPTUAL. 5.1. Quinua. 5.1.1. Generalidades sobre la quinua. La Quinua (Chenopodium qunoa willd) su origen y domesticacin es el altiplano peruano, la quinua es una planta alimenticia muy antigua del rea andina segn algunas investigaciones su cultivo data de 5000 anos a.c. los incas reconocieron desde muy temprano su alto valor nutricional. La quinua es una planta anual cuyo periodo vegetativo vara de 150 a 240 das. Se adapta muy bien a diferentes condiciones ambientales y por eso se puede cultivar desde los 0 hasta los 4000 metros sobre el nivel del mar. La semilla de quinua es el fruto maduro de forma lenticular elipsoidal, cnica o esferoidal. Presenta tres partes bien definidas que son: epispermo, embrin, perisperma, el tamao de la semilla puede ser entre 1.5-2.6 mm de dimetro dependiendo de la variedad, como tambin su color (Mjica, 1993) Clasificacin Botnica. Divisin Clase Sub clase Orden Familia Genero Especie : : : : : : : Fanerogamas Angiospermas Dicotiledones Centrospermales Quenopodiceas Chenopodium Chenopodium qunoa

5.1.2. Caractersticas de grano de quinua. - Fruto. Es un aquenio, que se deriva e un ovario supero unicolar y simetra dorsiventral, tiene forma cilndrico lenticular, levemente ensanchado hacia el centro, e la zona ventral del aquenio se observa una cicatriz que es la insercin del fruto con el receptculo floral, esta constituido por el perigonio que envuelve a la semilla por completo y contiene una sola semilla, con un dimetro de 1.5 a 4mm en la figura 1, se muestra la vista ventral el fruto de quinua (Gallardo et al., 1997).

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Figura 1: Vista ventral del fruto de quinua.

Fuente: Gallardo et al. (1997). - Semilla. Constituye el fruto maduro sin el perigonio, es de forma lenticular, elipsoidal, cnica o esferoidal, presenta tres partes bien definidas que son: Episperma, embrin y perisperma. Figura 2: Vista ventral del fruto de quinua, al microscopio electrnico de barrido.

Fuente: Gallardo et al. (1997). - Epispermo. Constituido por cuatro capas: la externa de superficie rugosa, quebradiza, la cual se desprende fcilmente al frotarla, en ella se ubica la saponina que le da el sabor amargo al grano y cuya adherencia a la semilla es variable con los genotipos, tiene clulas de forma alargada con paredes rectas; la segunda capa es muy delgada y lisa, se observa solo cuando la capa externa es translucida; la tercera capa es de coloracin amarillenta, delgada y opaca y la cuarta capa, translucida, esta constituida por un solo estrato de clulas ( Villacorta y Talavera, 1976). - Embrin. Esta formado por dos cotiledones y radica, constituyen el 30 % del volumen total de la semilla y envuelve al perisperma como un anillo, con una curvatura de 320 grados, es de color amarillento, mide 3.54mm de longitud y 0.36mm de ancho. Carrillo (1992), en algunos casos menciona que alcanza una longitud de 8.2mm de longitud y ocupa el 34% de toda la semilla y con cierta frecuencia se encuentran tres cotiledones (Gallardo et al., 1997). En estos se encuentra la mayor cantidad de protena que alcanza 35 a 40% mientras que en el perisperma solo un 6.3 a 8.3% de la protena total del grano; la radicula, muestra una pigmentacin de color castao oscuro (Ayala, 1977).

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Figura 3: Seccin longitudinal media del granoPE : Pericarpio SC : Cubierta de la semilla EN : Endosperma C : Cotiledones H : Hipocotilo SA : Apice del meristemo R : Radicula P : Perisperma F : Funiculo

Fuente: Prego et al. (1998). Figura 4: Corte Transversal de la radicula del Embrin de Quinua r : rizodermis cp : parnquima cortical en : endodermis p : periciclo

Fuente: Gallardo et al. (1997). - Perisperma. Es uno de los principales tejidos de almacenamiento y esta constituido mayormente por granos de almidn, en la figura 5 se muestran la disposicin del almidn dentro del perisperma, es de color blanquecino y representa prcticamente el 60% de la superficie de la semilla sus clulas son grandes de mayor tamao que las del endosperma, de forma poligonal con paredes delgadas, rectas y con grandes agregados de almidn, estos agregados estn compuestos por miles de grnulos de almidn individuales, de forma hexagonal en la mayora de los casos. Figura 5: Clulas del perisperma con los grnulos de almidn de quinua. a: almidn

Fuente: Gallardo et al. (1997).

6 5.1.3. Variedades de quinua. En el Per y en especial en la regin Puno, se muestra la mayor diversidad y variedad gentica de granos de quinua. Las principales variedades conocidas son Kancolla, Cheweca, Witulla, Tahuaco, Camacani, Yocara, Wilacayuni, Blanca de Juli, Amarilla de Marangani, Salcedo