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