Evaluación de la ósmosis inversa y de la evaporación de película ascendente como técnicas de concentración de hidrolizados de almidón de yuca
Evaluation of reverse osmosis and climbing film evaporation as concentration techniques from starch hydrolysates of yucca
Durante la obtención de jarabes de glucosa a partir de almidón de yuca, la etapa de concentración conlleva el mayor gasto energético del proceso; por ésta razón, técnicas membranarias (ósmosis inversa) y métodos de evaporación no convencionales (evaporación de película ascendente) surgen como alternativas a la evaporación tradicional, debido a que son procesos energéticamente más eficientes. En este trabajo, se utilizaron soluciones de glucosa al 0,1 y 0,4g/ml en la alimentación. En el caso de la ósmosis inversa, se trabajó con membranas Filmtec® y PCI® a 22 y 35,5°C y 21 y 37,5bar de presión transmembrana. Para la evaporación de película ascendente, se trabajó a presiones de 100 y 200bar y temperaturas de 105 y 115°C. En lo que respecta a la ósmosis inversa, los mejores resultados se obtuvieron a 37,5bar y 35,5°C (mayor presión transmembrana y mayor temperatura), obteniendo un factor de concentración volumétrico de 3,3 en 18min (membrana Filmtec® y concentración de glucosa inicial de 10%p); debido a la concentración final alcanzada (<25%p), este método se clasificaría como técnica de pre-concentración. La evaporación de película ascendente mostró en promedio, un gasto energético de 3500kJ por kg de agua evaporada (valor 1,48 veces superior al requerido para el agua pura bajo las mismas condiciones de presión). En términos de la alimentación se encontró que la energía suministrada no superó los 1900kJ/kg de alimentación; así mismo, los factores de concentración de esta técnica no dependen significativamente de las condiciones de operación evaluadas.
Introducción
Los edulcorantes se emplean en los alimentos para otorgarles sabor dulce, modificar sus propiedades físicas y químicas y para su conservación. A principios de los años ochenta, el uso de la sacarosa como edulcorante empezó a disminuir debido al auge de los jarabes de fructosa y glucosa. Dichos jarabes son obtenidos por hidrólisis del almidón, los cuales contienen una mezcla de glucosa, fructosa y oligosacáridos en diferentes proporciones, con composición y poder edulcorante variable. Durante la obtención de estos jarabes, es necesario realizar un proceso de purificación (para mejorar sus características físicas) y de concentración (disminuyendo la actividad acuosa) al hidrolizado, con el fin de preservarlo y facilitar su transporte y almacenamiento. En el proceso de producción de edulcorantes a partir de hidrolizados de almidón, la etapa de concentración es la de mayor consumo energético.
Este documento es un artículo preparado por Omar Andrés Benavides-Prada y Carlos Jesús Muvdi-Nova, quiénes pertenecen a la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad Industrial de Santander (UIS), artículo publicado en la Revista ION, revista que publica artículos inéditos, originales y de revisión, resultado de actividades científicas y tecnológicas en los campos de la ciencia química e ingeniería, en español, inglés y portugués. Con interés particular en las áreas de: conversión y almacenamiento de energía, bioprocesos, diseño de procesos químicos, catálisis, electrocatálisis, tecnologías verdes, ciencia de la interfaz, ingeniería electroquímica y corrosión, entre otros. Correo de contacto: [email protected].
En: Revista ION.
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