Escuela de Ingeniería de Alimentos
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Publicación Acceso abierto Obtención de aloe vera (Aloe Barbadensis Miller) en polvo con retención de características fisicoquímicas y nutricionales. materia prima para la elaboración de alimentos.(Universidad del Valle, 2019-05-14) Ayala Aponte, Alfredo A.; Cárdenas Nieto, José David; Grupo de Investigación en Ingeniería de los Procesos Agroalimentarios y Biotecnológicos - GIPAB; Grupo de Investigación en Ingeniería de los Procesos Agroalimentarios y Biotecnológicos - GIPABEl Aloe vera es un producto de interés debido a sus componentes bioactivos que le confieren propiedades medicinales. El u so potencial del Aloe vera, implica algún tipo de procesamiento que permita conservar sus propiedades nutricionales. El objetivo de este estudio fue evaluar la influencia del espesor de la muestra (5 y 10 mm) y la temperatura de secado (60, 70, 80, 90°C) por la técnica de Ventana de Refractancia sobre las cinéticas de secado, el color, volumen y relación de rehidratación en láminas de Aloe vera, así mismo sobre la solubilidad, viscosidad, vitamina C, E y capacidad antioxidante en Aloe vera en polvo reconstituido en agua. Para las muestras en láminas de Aloe vera se calcularon los coeficientes de difusión y la energía de activación. Los valores experimentales de humedad fueron ajustados a los modelos de Newton, Page, Modificado de Page, Henderson Pabis, Logar ítmico y Midilli Kuck. Los resultados mostraron que el aumento de temperatura disminuyó el tiempo de secado. Los tratamientos con espesor de 5 mm mostraron una reducción del tiempo en 50% respecto al de 10 mm. El coeficiente de difusión presentó mayores va lores con el incremento de la temperatura y del espesor. El modelo de Midilli Kuck obtuvo estadísticamente el mejor ajuste para ambos espesores de Aloe vera. El cambio de volumen de las láminas de Aloe vera presentó una relación lineal respecto a la pérdida de humedad. El cambio de color mostró mayor influencia con el factor espesor, siendo mayor los cambios a 10 mm. La relación de rehidratación de muestras secas y la solubilidad de Aloe vera en polvo aumentaron con la temperatura y con menor espesor, siendo el espesor de 5 mm los que mostraron los mayores valores. La temperatura influyó significativamente sobre los contenidos de vitaminas C, E, capacidad antioxidante y la viscosidad en Aloe vera en polvo reconstituida en agua.Publicación Acceso abierto Modelamiento, simulación y análisis termodinámico de equipos, operaciones y procesos de secado de productos agroalimentarios.(Universidad del Valle, 2019-03-04) Gómez Daza, Juan Carlos; Ríos Ratkovich, Nicolás; Gómez Velasco, Carlos Andrés; Daza Gómez, Miguel Andrés; Benavides, Juan David; Grupo de investigación BioNovoLos países necesitan optimizar el aprovechamiento de sus recursos y Colombia debe empezar a tener políticas claras en cuanto el uso racional de la energía y a la vez incrementar la producción de alimentos de buena calidad con un tiempo de vida útil aceptable dentro de los parámetros internacionales. Objetivos General: Modelar, simular y analizar energéticamente equipos, operaciones y procesos de secado. Objetivos específicos: 1. Modelar y simular el proceso de secado asistido por bomba de calor modificado, para mejorar su desempeño. 2. Evaluar mediante simulación las condiciones del compresor del circuito de la bomba de calor original y modificado. 3. Rediseñar la cámara de secado del secador asistido por bomba de calor modificado. 4. Determinar las condiciones de operación de diferentes procesos de secado, tales como humedad relativa (temperatura), velocidad del aire y espesor de la muestra que permitan obtener mayores valores de DE, MER, SMER, DR y menores valores de SEC. 5. Evaluar desde el punto de vista termodinámico y validar energética y exergéticamente procesos de secado disponibles en Univalle y Uniandes. Metodología objetivos específicos 1, 2 y 3: Se realizaron experimentos computacionales para determinar el efecto de la humedad relativa del aire sobre el contenido de humedad final del material. Se escogieron modelos básicos de la literatura (algunos reportados por el investigador principal de UV) para las condiciones de frontera. Se utilizó el paquete computacional ANSYS para el trabajo de pregrado, y STAR CCM+ para los trabajos de posgrado, ejecutados en máquinas virtuales disponibles en la Universidad de los Andes. Para validar la respuesta obtenida, se realizó un análisis de sensibilidad al mallado, el cual permitió confirmar el ajuste de los modelos. Se confirmó la independencia del resultado respecto al mallado, se procedió a aumentar el grado de detalle del modelo, logrando simular la cámara de secado en 3D.Publicación Acceso abierto Extracción y purificación de compuestos bioactivos presentes en el fruto de papaya mediante las tecnologías de extracción y adsorción.(Universidad del Valle, 2019-06-19) Rodríguez de Stouvenel, Aida; Vallejo Castillo, Vladimir; Grupo de Investigación Ingeniería de Procesos Agroalimentarios y Biotecnológicos (GIPAB)Los compuestos bioactivos están presentes en diferentes cantidades en los vegetales, los cuales son de importancia en la salud humana, por sus reconocidos efectos antioxidantes. La papaya (Carica papaya L), posee diversidad de estos compuestos, los cuales están distribuidos en las diferentes partes del fruto. Sin embargo, la obtención de esos compuestos a partir de las diferentes de la planta presenta varios desafíos, relacionados inicialmente con la extracción, la cual debe ser económica, rápida y con altos rendimientos, extractos que a continuación es necesario purificar y enriquecerlos o concentrarlos para que tengan una actividad antioxidante eficaz. Por lo que el objetivo general de esta investigación fue evaluar el desempeño de las tecnologías de extracción y purificación de polifenoles y flavonoides presentes en el epicarpio, pulpa y semilla del fruto de papaya. En la etapa de extracción se utilizó una tecnología de extracción asistida con ultrasonido, empleando agua como solvente y se realizó la adsorción con resinas poliméricas para purificar los compuestos bioactivos. En la extracción asistida con ultrasonido se evaluaron los factores relación sólido:solvente, temperatura, porcentaje de amplitud del ultrasonido, tipo de solvente y tamaño de partícula de las muestras, con el fin de maximizar la extracción de polifenoles, flavonoides y la actividad antioxidante del fruto de papaya. A continuación, con el extracto más promisorio, se realizó una adsorción por lotes, evaluando la capacidad de adsorción de polifenoles y flavonoides de cuatro resinas a diferentes temperaturas, así como también, el solvente empleado en la desorción por lotes. A partir de los datos de adsorción y desorción por lotes se encontró la resina con mayor afinidad a los compuestos fenólicos, con la cual se realizó la adsorción en columna de polifenoles y flavonoides. Con las columnas de adsorción de lecho fijo se evaluó la velocidad de flujo y tiempo total de adsorción. El estudio experimental incluyó el ecoproceso secuencial e integrado de las etapas de extracción con ultrasonido y la adsorción en las resinas. Los resultados de la extracción asistida con ultrasonido permitieron establecer que la parte de la fruta de papaya con mayor porcentaje de actividad antioxidante, polifenoles y flavonoides fue el epicarpio, valores que fueron mayores a los reportados en literatura. También fue evidente un efecto positivo con la aplicación de ultrasonido, permitiendo obtener porcentajes de rendimiento de extracción mayores al 70% tanto para polifenoles y flavonoides extraídos de epicarpio. La resina XAD4 y mezclas etanol-agua al 60% presentaron los mayores porcentajes de adsorción y desorción de polifenoles y flavonoides, respectivamente. La integración de la extracción y adsorción continua permitió enriquecer 4 veces más el extracto inicial en la cantidad de polifenoles y flavonoides. De esta manera se consiguió obtener fracciones con alto contenido de compuestos bioactivos mediante un proceso ecoamigable con bajo consumo de tiempo y energía.Publicación Acceso abierto Evaluación comparativa de los métodos de ventana de refractancia y aire caliente sobre la calidad fisicoquímica, nutricional y aromática de fruta deshidratada. Aplicación en bananito (Musa Acuminata acuminata).(2019-10-21) Ayala Aponte, Alfredo Adolfo; Ormaza Zapata, Angela María; Vargas, Claudia; Casso H., Lisseth; Polanía, Ana MaríaLa Ventana de Refractancia TM (VR) desarrollada por MCD Technologies Inc. (Tacoma, Washington, USA) es una tecnología novedosa para secar eficientemente alimentos sensibles al calor utilizando la energía infrarroja del agua. El consumo de frutas y vegetales deshidratados, se ha incrementado debido a la concentración de nutrientes y compuestos de impacto sensorial como los compuestos volátiles responsables del aroma y vitaminas termosensibles como el ácido ascórbico. El propósito de este trabajo fue evaluar dos técnicas de secado VR y secado convectivo con aire caliente (SC) sobre las cinéticas de secado, propiedades fisicoquímicas (aw, color, volumen, porosidad y capacidad de rehidratación), perfil aromático y Vitamina C de muestras de bananito. Para ello se emplearon 70, 80 y 90°C para la temperatura del agua en VR y 50, 60 y 70°C para el SC. Se usaron rodajas de bananito con dos espesores 2 y 4 mm y un diámetro de 25 mm. Adicionalmente, se calcularon los coeficientes de difusividad y de energía de activación, y los valores experimentales de humedad se ajustaron mediante los modelos de Newton, Page, Henderson-Pabis, Wang-Sing y Midilli.Publicación Acceso abierto Diseño e implementación de un respirómetro para analizar la fisiología post-cosecha de frutas y vegetales.(2019-10-17) Velez Pasos, Carlos Antonio; Velasco Medina, Jaime; Gómez Garcia, Carlos Andres; Ortega, Karen JohanaEn este proyecto se diseñó e implementó un Respirómetro de medición directa para analizar la fisiología post-cosecha de frutas y vegetales. El Respirómetro posee una cámara hermética, cuya atmósfera interior es monitoreada mediante sensores de O2, CO2, temperatura y humedad relativa. El aire de la cámara se renueva periódicamente mediante una bomba para mantener los niveles normales de O2, CO2. El equipo posee una interfaz de usuario que establece la comunicación entre el computador y la unidad hardware de control y medición, permitiendo adquirir los datos para su visualización y almacenamiento. La unidad hardware tiene como elemento central el microcontrolador reprogramable PSoC, con el cual se realiza la adquisición y adecuación de las señales entregadas por los sensores, además del control de la bomba de aire y las válvulas de entrada y salida usadas en la renovación de atmosfera. La precisión del sistema es determinada por la precisión de los sensores, y las mediciones pueden realizarse en pocos minutos o durante semanas. Con el propósito de verificar el funcionamiento del equipo, los cambios en las tasas de respiración de bananos y raíces de yuca fueron monitoreados durante diez días. Los resultados mostraron bajos niveles de varianza entre repeticiones y fueron comparables con datos publicados en la literaturaPublicación Acceso abierto Reducción de la pérdida de calidad y tiempo de congelación de fruta congelada mediante un sistema de congelación rápida individual (IQF) empleando pretratamientos osmóticos : aplicación en melón.(2018-08-23) Vélez Pasos, Carlos; Ayala Aponte, Alfredo; Ortega, Karen Johana; Loaiza, Karen; Erazo, Estefanía; Murillo, Karina; Castellanos, LuisEl proceso de congelación convencional involucra una serie de cambios físicos que pueden afectar en gran medida la calidad del producto, en cambio, la congelación rápida llamada “Individual Quick Freezing (IQF)” es un proceso que afecta en menor grado la calidad del alimento congelado. La técnica de osmocongelación (OC) involucra una deshidratación parcial por ósmosis previa a la congelación con el fin de disminuir el daño en el tejido a través de la remoción de parte del agua del tejido vegetal antes de congelar. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de pretratamientos osmóticos con y sin y pulsos de vacío sobre la calidad y el tiempo de congelación por IQF de melón (Cucumis melo L.). En la primera etapa del estudio se determinó la influencia de las condiciones de operación (Temperatura y velocidad del aire) durante la congelación por IQF de melón tratado previamente con deshidratación osmótica atmosférica (DO) y con pulsos de vacío (PVDO), sobre la velocidad de congelación (VC), el tiempo de procesamiento (TC18 y TCT) y la calidad del producto final, en términos de pérdida de fase líquida (PFL), pérdida de volumen (ΔV), color (L*, ΔC* y ΔE), textura (ME y σF) y microestructura. Como control se emplearon muestras frescas sin tratar y como método control se empleó la congelación convencional o lenta (-18°C). Los resultados permitieron establecer las condiciones de operación óptimas para las muestras sin tratar (-26.5°C y 5.07m/s), y pretratadas con DO (-25.6°C y 5.63m/s) y PVDO (-29.3°C y 5.75m/s) congeladas por IQF.