Trabajo de Investigacion Macrocomia Totai

ACROCOMIA TOTAI

12 JULY DEL 2022 INVESTIGACION “ACROCOMIA TOTAI” OPERACIONES UNITARIAS III DOCENTE: ING. CIPRIAN LAPACA ALUMNO: VARGAS ARTEAGA JIMMY REGISTRO: 200964331

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ZONAS DE PRODUCCION En Bolivia el Totaí se distribuye por todo el oriente boliviano; palmeras del género Acrocomia son muy importantes ya que producen aceites que pueden usarse para el consumo humano, la industria cosmética y también como fuente de combustible alternativo. En Bolivia durante los últimos 40 años fue incrementando la cantidad de palmeras de totai y concentrándose en las regiones de Beni, Santa Cruz y Pando. Se denomina macaúba en Brasil; cayete, ocorí coquito en Argentina y Paraguay; es nativa de las regiones cálidas desde México hasta Argentina. Crece sobre suelos bien drenados, preferentemente arenosos o pedregosos, en claros y márgenes de los ecosistemas: Bosque Chiquitano bajo, Bosque Cerrado de la Chiquitanía oriental, transicional al Pantanal norte y Bosque chiquitano transicional al Pantanal de San Matías. Su germinación, desarrollo y abundancia se ven favorecidas por las quemas, haciéndose más común en áreas perturbadas que corresponden potencialmente a los ecosistemas citados.

NUMEROS DE PLANTAS POR HECTAREA Probablemente la mayor densidad de individuos por superficie se encuentre en el corazón de Sudamérica: Santa Cruz, lamentablemente nuestra producción de derivados de Totaí en Bolivia es muy escasa, El totaí produce aceite de pulpa y endospermo, además de torta para suplemento alimenticio asociada a las pasturas necesarias para la producción pecuaria, Los estudios de producción de aceite promedio de las diferentes especies nos da que la soya produce en el mejor de los casos 420 litros/hectárea de aceite, el girasol 890 litros/hectárea, el maní 990 litros/hectárea, macororó 1320 litros/hectárea, Pero el totaí 4200 litros/hectárea. Entre el cuarto y quinto año de vida, cada hectárea de totaí produce entre 3 y 4 t/ha año de aceite de pulpa con una importante cantidad de expeler o torta. Su cultivo sería útil en sistemas enfocados en la sostenibilidad agropecuaria y dirigidos a la inclusión social de pequeños agricultores. Asociando el cultivo a pasturas para la producción de leche o carne a unas 200 palmeras/ha de totaí el ganadero inteligente podría obtener entre 800 a 1200 litros de aceite para biodiésel/ha. 

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TIERRAS FISCALES O PRIVADAS Debido a que una gran cantidad de Palmeras de Totai se encuentran en la Chiquitania (San Jose de Chiquitos, San Matias,) las palmeras que crecen en tierras privadas son consideras del dueño, pero aquellas muchas que crecen en la Amazonia Chiquitana son consideradas Tierras fiscales y Areas protegidas.

ESPECIES, VARIEDADES Y ALTURA Palmera de entre 10 y 15 metros de altura, con tallo unico provisto de abundantes espinas pero que va perdiendolas con los anos. Es de tallo recto, peroen la transicion al Chaco presenta un engrosamiento a media altura. Hojas en penacho terminal, pinnadas, verde claro, con espinas negras o rojizas. Su copa tiene entre 4 y 5 metros de diametro. La inflorescencia sale de una vaina vellosa color cafe que se abre. Produce de uno a cuatro racimos con abundantes frutos, que al madurar ofrecen una pulpa dulzona, pastosa y oleosa, y semillas de agradable sabor, con alto contenido de aceite. Existe gran variabilidad en las caracteristicas de los frutos, en cuanto a tamano, color de pulpa, dulzura, etc. PORCENTAJE DE ACITE DEL TOTAI

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CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS DE DIVERSAS FRACCIONES DEL TOTAI

Fuente: Tesis de Alejandro F. Hernández Zardón

COMPOSICION DEL FRUTO DEL TOTAI

METODOS DE OBTENCION DEL ACEITE DEL TOTAI TECNICA DE PRENSADO EN FRIO (METODO MECANICO) La extracción del aceite crudo contenido en la almendra del fruto del Totai, se realiza por la técnica de prensado en frío. Una vez 4

obtenida la materia prima para el análisis, la misma se somete a un secado ambiental por 3 días, a condiciones controladas de temperatura y humedad, y 60% respectivamente. Este FRUTO25 DELºC TOTAI tratamiento se realiza con la finalidad de lograr eliminar con mayor facilidad el epicarpo ySECADO mesocarpo fruto del totai, y por tanto NATURAL del (3 DIAS) extraer la almendra rápidamente y en forma adecuada. Realizado el secado, se fractura elFRACTURA epicarpo con la ayuda de un martillo, MECANICA separando el mismo del resto del fruto. El resto de las partes del fruto conformado porALMENDRA el mesocarpo, endocarpo y almendra, se DE TOTAI somete a una segunda extracción mecánica para facilitar la extracción manual deMOLIENDA la almendra, las cuales se almacenan en recipientes limpios, en ambiente refrigerado. Luego La extracción del aceite crudo contenido en la almendra del PRENSADO EN FRIO fruto del totai, se realiza a las presiones de los ensayos de 2.000, 4.000, 6.000, 8.000 y 10.000 psi, durante un tiempo de 5, 15 y 30 minutos, dos pruebas por tratamiento, a la presión y temperatura Evaluación de las Evaluación de las ACEITE CRUDO DE ALMENDRA propiedades prensado físicas: punto ambiente. Obteniéndose los mejores resultados del primer propiedades químicas: de ebullición, densidad, índice de yodo, índice de índice de refracción, asaponificación, escala de laboratorio cuando la presión es de 10,000 psi y el color índice de y perfil lipídico. peróxido y acidez libre tiempo de 30 minutos con una extracción de 21,75 % de aceite. Por otra parte, después de la refinación no se aprecian cambios significativos en las propiedades del aceite refinado con respecto al crudo, Eliminaciónadeexcepción del color el cual se reduce el nivel de amarillo en Eliminación de DESGOMADO Fosfolípidos hidratables. un 80 %,conel3%p/p rojo en un 94 % y el azul en un 100 % (al fosfolípidos crudo, noa Tratamiento hidratables, tratamiento de agua a 60-70ºC con XCL AL 1%, 98:2% v/v, excepción del color el cual se reduce el nivel de amarillo en un 80 %, agitación por 30 min. de 60-70ºC, agitación por 15 min. el rojo en un 94 % y el azul en un 100 % Resumen del metodo PRENSADO EN FRIO Blanqueado: Tratamiento con 3% p/p de tierras de blanqueo (tensil optimun) de 80-90 ºC, agitación por 30 min.

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Desacidificación/Desodorización al vacio de 100-120ºC por 3.5 hrs.

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Maquina de Prensado en Frio – Para planta de extraccion de aceite de Totai. Tecnica de extraccion de aceite de totai con solvente y un equipo SOXHLET. Dimensionamiento Primero se procede al dimensionamiento de los frutos del totai es decir frutos de un solo tamaño, se eligie de forma aleatoria un lote de 50 frutos de totai que tienen que ser pesados utilizando una balanza analítica para determinar la masa de cada una, luego se mide con un vernier las dimensiones: ancho y largo. Seguidamente, haciendo uso de una prensa vertical marca MANLEY, modelo 9382, se procede a fracturar el hueso de la semilla para después separar la almendra del endocarpio y así pesar las almendras en la balanza mencionada anteriormente. Caracterización fisicoquímica de la almendra de totai Una vez dimensionadas las almendras se procede a la molienda por medio de un molino de disco por fricción (marca Split fase AC motor modelo 4e), para su reducción de tamaño. Se realiza la caracterización fisicoquímica utilizando los métodos de análisis de la Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN). Luego de 7

reducir el tamaño de partícula de la almendra molida, se procede a realizar la extracción de aceite. Se dispone de un horno de microondas doméstico, marca Panasonic, modelo NNT-945SI,cuyas especificaciones se describen en la Tabla N°1.

En el interior del equipo se colocó un beacker de vidrio, el cual contenía la almendra molida en contacto con el solvente (hexano grado analítico, marca Merck, en proporción 3 de hexano, 1 de almendra), posteriormente se somete a irradiación; al transcurrir el tiempo de contacto se acumula el solvente junto al extracto. Luego se separa el extracto del residuo, filtrando con una gasa. Se toma ese residuo (almendra molida) y en un equipo Soxhlet, se somete a proceso de extracción con solvente, Una vez obtenido el aceite se procede a los análisis fisicoquímicos en cuanto a requisitos de calidad e identidad siguiendo los métodos de análisis. Modelo matematico y validacion 8

El desarrollo del modelo matemático se efectua mediante el estudio de la teoría de aproximación de funciones (métodos numéricos), que consiste en ajustar funciones a un conjunto de datos y encontrar la ‘‘mejor’’ función de cierta clase, que pueda usarse para representarlos (James, 2009). Este método se desarrolla mediante el programa MATLAB, versión 6.0, empleando la función POLYFIT, con el cual se determinaron las diferentes funciones. Para la validación del modelo se determinó la masa del sistema (aceite+solvente+almendra) por medio del modelo matemático desarrollado; esto se realizó mediante el programa MATLAB versión 6.0, haciendo uso del comando POLYVAL. EJEMPLO DE UN LABORATORIO QUE SE REALIZO EN VENEZUELA Se centró en la extracción asistida por microondas y con solventes a la almendra del fruto del corozo (TOTAI) (Acrocomia aculeata) recolectados en Güigüe, Estado Carabobo. Se realizó la extracción mediante la irradiación por microondas y con un equipo Sohxlet, luego se efectuó la caracterización fisicoquímica del aceite y finalmente se desarrolló un modelo matemático utilizando la teoría de aproximación de funciones, de MATLAB. Como resultado se obtuvo como rendimiento un 39,746% en aceite, el índice de saponificación 447 gKOH/kg, el índice de acidez 1,026%, el índice de peróxido 2,04 meqO2/kg aceite, el índice de refracción 1,4565. La relación matemática que vincula el rendimiento del sistema versus el tiempo de exposición al microonda, resultó ser un polinomio de grado 3, cuya función es: F3(x) = 0,007 X + 0,0561 X - 1,4225 X + 14,0891. La caracterización dimensional se realizó con la finalidad de determinar el método más apropiado para el proceso de separación 3

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de la almendra del endocarpio y trituración de la almendra y se observó que la mejor manera de separación era a través de una prensa vertical, ya que el hueso de la semilla es bastante duro. Los valores promedios del peso para la semilla y almendra fueron respectivamente 10,2845 g y 2,4869 g ± 0,0001 g. En la Tabla N° 3 se muestran los resultados obtenidos de la caracterización fisicoquímica de la almendra de corozo (TOTAI). El contenido de agua en una semilla es un factor de suma importancia para las diversas etapas de extracción de aceite de la misma, según Bernardini (1981), cada semilla tiene un óptimo de humedad y valores alrededor de 9 % son bastantes buenos para la mayoría de las oleaginosas. A medida que aumenta la humedad de la almendra, disminuye el rendimiento de extracción de aceite, tal como lo afirma Bailey (1961). De acuerdo a estos trabajos anteriormente señalados, y el resultado obtenido, la humedad de la almendra estudiada es apta para la extracción. El porcentaje de ceniza presente en la almendra se encuentra dentro del valor normal para la mayoría de las tortas proteicas (Bernardini, 1981). ). El porcentaje de grasa cruda, indica el alto contenido de aceite presente, demostrando de esta manera que la almendra de corozo (TOTAI) es un recurso oleaginoso de posible aprovechamiento como materia prima para la industria aceitera nacional. ANALISIS PROXIMAL DEL FRUTO DEL TOTAI

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CONDICIONES SELECCIONADAS PARA LA EXTRACCION DE ACEITE DE LA ALMENDRA DE TOTAI

REQUISITOS DE IDENTIDAD DEL ACEITE DE TOTAI

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CONCLUSION DE LA EXPERIENCIA EN LABORATORIO Se trabajó con la teoría de aproximación de funciones para obtener la relación matemática que vincula el rendimiento del sistema versus el tiempo de irradiación al microondas, la cual es un polinomio de grado 3, cuya función es: F3(x) = 0,007 X + 0,0561 X 1,4225 X + 14,0891. El rendimiento se corresponde con los obtenidos en trabajos anteriores donde se usaron otras técnicas de extracción de aceite. En relación a la calidad del mismo, debe ser sometido a un proceso de refinación para disminuir el índice de peróxido y los ácidos grasos libres. TRANSESTERIFICACION DEL ACEITE DE TOTAI Perfil de ácidos grasos del aceite de totai Previa la Transesterificacion del acite de totai se procede a realizar la identificación y cuantificación de los ácidos grasos por Cromatografía de Gases acoplada a Espectrometría de Masas (CG-EM). Previamente, el aceite de totai, se deriva y analiza según las normas ISO 5509 (2 edición, 2000) Animal and vegetable fats and oils-Preparation of methyl esters of fatty acids e ISO 5508 (2 edición, 1990) Animal and vegetable fats and oilsAnalysis by gas chromatography of methyl esters of fatty acids. Posteriormente un volumen de 1,0 μL se inyecta en un Cromatógrafo de Gases TRACE 1310 equipado con una columna de acero inoxidable Rtx-1614® de 15 m de longitud, 0,25 mm de diámetro interno, 0,10 μm de espesor, rango temperatura de 330 3

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360°C, y se usa Helio como gas portador. La velocidad de flujo constante del helio fue de 1,5 mL/min. El gradiente de temperatura se inició en 100°C durante 4 min, luego se incrementa hasta 160 °C a razón de 7°C/min durante 2 minutos. Este incremento se mantiene hasta una temperatura de 220 ºC durante 20 min. El volumen de inyección de la muestra fue de 1μL, con modo de inyección tipo Split. El sistema de detección consiste en un MS/MS TSQ™8000 Evo Triple Quadrupolo con temperatura lineal de transferencia de 300 ºC, fuente de iones a 200°C, modo de ionización por impacto de iones y rango de masas 50-400 masa/carga en modo de adquisición Full Scam. Se utiliza el software integrador (Xcalibur) para el procesamiento de los datos. Transesterificación enzimática Inicialmente se realiza un ensayo de prueba de transesterificación con la lipasa Novozyme 435®, con el propósito de establecer las condiciones del diseño experimental factorial 23, siguiendo el procedimiento descrito por Talukder [13]; este ensayo se realizó bajo las siguientes condiciones experimentales: 4% p/p de Novozyme 435®, temperatura de 40°C, relación molar aceite:metanol de 1:3, agitación de 200 rpm y un tiempo de reacción de 24 horas. Previamente, la enzima Novozyme 435® se mezcló con 2 g del aceite de B minor, en un vaso de precipitados, durante doce horas para su pretratamiento y activación [14]. El metanol se adicionó en tres fracciones de tiempo de la reacción: 0, 4 y 10 horas, para evitar la inactivación de la enzima. El sistema de reacción se mantuvo en agitación constante hasta 13

completar un tiempo de 24 horas [13]. Los productos obtenidos se centrifugaron a 3500 rpm durante 30 min, con la finalidad de separar el catalizador enzimático.

REFERENCIA

 “Hora del Totai” estudio de la prensa de comunicacion “El deber” Link : https://eldeber.com.bo/opinion/la-hora-del-totai_26703  Guia de Arboles en Bolivia editado por Timothy J. Killeen Ernilia García E., Stephan G. Beck Publicado por Herbario Nacional de Bolivia Missouri Botanical Garden  LA PALMA TOTAI, UN RECURSO NATURAL PARA LA PRODUCCIÓN SOSTENIBLE DE ACEITE - Hernández Zardón, 14

Alejandro F. (2016)  Extracción y purificación del aceite de la almendra del fruto de la palma de Totai (Acrocomia aculeata) - Hernández, Carlos; Mieres Pitre, Alberto (2005)  MODELAJE DE LA EXTRACCIÓN DE ACEITE ASISTIDA POR MICROONDAS Y CON SOLVENTE DE LA ALMENDRA DEL TOTAI (Acrocomia aculeata) - Oviedo, E.; Hernández, C.; Mieres, A. Laboratorio de Ingeniería de Alimentos. Facultad de Ingeniería. Universidad de Carabobo. Valencia. Estado Carabobo. Venezuela.(2010)

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