Diseño de un sistema de crioconcentración para la obtención de un producto concentrado en proteínas a partir de lactosuero residual
Cargando...
Archivos
Fecha
2024-11
Título de la revista
Publicado en
Publicado por
URL de la fuente
Enlace a contenidos multimedia
ISSN de la revista
Título del volumen
Resumen
El presente proyecto tiene como objetivo desarrollar un sistema de crioconcentración a escala de laboratorio para obtener un producto concentrado en proteínas a partir de lactosuero residual. Esto busca aprovechar el lactosuero, ya que, al ser desechado sin un tratamiento adecuado, puede causar serias afectaciones ambientales debido a su alta carga orgánica. Además, las tecnologías actuales para procesar lactosuero presentan pérdidas significativas de nutrientes y proteínas. En la primera fase, se definieron los subsistemas del sistema de crioconcentración progresiva, que incluyen el monitoreo de pH, control de temperatura, filtración, agitación de la muestra y recirculación mediante una bomba peristáltica. Se caracterizó el lactosuero, obteniendo un punto de congelación de 0,96°C, una densidad de 0,98802 g/mL, sólidos totales de 79.660 mg/L y una viscosidad de 8,3 cP. Durante la segunda fase, se construyeron y probaron los subsistemas del prototipo, determinando un flujo de recirculación de 3,3 mL/min para 50 mL y observando una variación de 0,03 unidades en las mediciones de pH. La tercera fase evaluó el rendimiento del sistema a nivel mecánico, teniendo en cuenta las cargas mecánicas, distribución de peso y fuerza, rendimiento mecánico; a nivel físico, verificando la estabilidad de las temperaturas, del flujo de recirculación y de los tiempos de filtración; a nivel electrónico, se midió los voltajes y corrientes teniendo en cuenta los valores máximos de uso del componente, ciclos útiles de los módulos PWM y variación ante diferentes cargas. Asimismo, también se evaluó la concentración de proteínas antes y después del proceso de crioconcentración por el método cualitativo de Biuret, donde se obtuvo que utilizando 50 mL en el proceso de crioconcentración se podía retener y concentrar las proteínas del lactosuero, teniendo como resultado una coloración mayor en el crioconcentrado (21 mL) que en el lactosuero inicial (50 mL) y en el residuo (27 mL) la muestra se volvió turbia. Con estas evaluaciones se obtuvo que los subsistemas funcionaban correctamente al hacer la integración y en el proceso de crioconcentrado se logró realizar la concentración de proteínas y asegurar una mejor calidad con el proceso de filtración; Los resultados de las evaluaciones de cada módulo ayudaron a confirmar que el control de temperatura permitía mantener condiciones térmicas precisas, con un módulo de potencia que ajustaba el voltaje según la temperatura requerida y el ciclo útil correspondiente.
Descripción
Abstract
The objective of this project is to develop a cryoconcentration system at laboratory scale to obtain a concentrated protein product from residual whey. This seeks to take advantage of whey, which, when discarded without adequate treatment, can cause serious environmental impacts due to its high organic load. In addition, current technologies for processing whey present significant losses of nutrients and proteins. In the first phase, the subsystems of the progressive cryoconcentration system were defined, including pH monitoring, temperature control, filtration, sample agitation and recirculation by means of a peristaltic pump. The whey was characterized, obtaining a freezing point of 0.96°C, a density of 0.98802 g/mL, total solids of 79,660 mg/L and a viscosity of 8.3 cP. During the second phase, the prototype subsystems were built and tested, determining a recirculation flow rate of 3.3 mL/min for 50 mL and observing a variation of 0.03 units in pH measurements. The third phase evaluated the performance of the system at the mechanical level, taking into account the mechanical loads, weight and force distribution, mechanical performance; at the physical level, verifying the stability of temperatures, recirculation flow and filtration times; at the electronic level, voltages and currents were measured, taking into account the maximum values of use of the component, useful cycles of the PWM modules and variation at different loads. The protein concentration before and after the cryoconcentration process was evaluated by the qualitative Biuret method, where it was obtained by using 50 mL in the cryoconcentration process the whey proteins could be retained and concentrated, resulting in a higher coloration in the cryoconcentrate (21 mL) than in the initial whey (50 mL) and in the residue (27 mL) the sample became cloudy. Given these evaluations it was obtained that the subsystems worked correctly when integrating and in the cryoconcentrate process it was possible to achieve protein concentration and ensure better quality with the filtration process; the results of the evaluations of each module helped to confirm that the temperature control allowed maintaining precise thermal conditions, with a power module that adjusted the voltage according to the required temperature and the corresponding useful cycle.
Palabras clave
Lactosuero, Crioconcentración, Proteínas, Extracción
Keywords
Cryoconcentration, Proteins, Extraction, Whey