Diseño de un sistema de crioconcentración para la obtención de un producto concentrado en proteínas a partir de lactosuero residual (2024)
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.