Diseño de una planta piloto para la obtención de sirope a partir de algarroba (Ceratonia siliqua) de la variedad Matalafera, mediante extracción sólido-líquido

Abstract

[ES] La algarroba es un fruto que tiene múltiples usos como materia prima. Debido al alto contenido de sustancias antioxidantes de la pulpa, y de su capacidad de absorción de agua, se han llevado a cabo numerosas investigaciones con respecto a la obtención de conservantes naturales, pero su componente prioritario, la sacarosa, ofrece un numeroso abanico de posibilidades en cuanto a la obtención de productos edulcorantes para el consumo humano. La cantidad de azúcares y sus proporciones, varían dependiendo de la variedad de algarroba y la zona geográfica en la que se haya cultivado. En este caso se ha escogido la variedad Matalafera. Este Trabajo Final de Máster consiste en el diseño de una planta piloto para la obtención del sirope de algarroba de la variedad Matalafera, basado en pruebas experimentales de extracción sólido‐ líquido, ya que es una de las cinco fases que componen el proceso, siendo estas: acondicionamiento de la materia prima, extracción, purificación, concentración y acondicionamiento del producto final. Se han llevado a cabo una serie de ensayos para estudiar la influencia del tamaño de partícula, el método de extracción y la influencia del pH en la fase de extracción. Cuanto menor es el tamaño de partícula mayor extracción se produce en cualquiera de los métodos ensayados, llegándose a alcanzar un 67,47% de rendimiento de extracción mediante un equipo Soxhlet y un 86,50% de rendimiento de extracción realizando la extracción a alta temperatura y en agitación. Un sistema donde la materia esté en constante agitación durante la extracción produce mayor rendimiento. Por otro lado se concluye que el pH no tiene una influencia notable sobre la extracción de algarroba. Finalmente se han realizado los diagramas de bloques correspondientes a cada una de las fases que componen el proceso productivo.

[EN] Carob is a fruit with multiple uses as a raw material. Due to the high content of antioxidant substances in the pulp, and its water absorption capacity, numerous investigations have been carried out with respect to obtaining natural food preservatives, but its major component, sucrose, offers a wide range of possibilities in terms of obtaining sweetening products for human consumption. The number of sugars and their proportions varies depending on the variety of carob and the geographical area in which they are grown. In this case the variety Matalafera has been chosen. This Master Thesis consists of the design of a pilot plant for obtaining the carob syrup of the variety Matalafera, based on experimental tests of solid‐liquid extraction, since it is one of the five phases that compose the process. These phases are: conditioning of the raw material, extraction, purification, concentration and conditioning of the final product. Several tests have been carried out to study the influence of particle size, the extraction method and the influence of pH in the extraction phase. The smaller the particle size the greater the extraction takes place in any of the methods tested, reaching a 67,47% extraction efficiency by a Soxhlet equipment and a 86,50% extraction efficiency by extracting at high temperature and under agitation. A system where the material is in constant agitation during the extraction produces higher yield. On the other hand, it is concluded that the pH does not have great influence on the extraction of carob. Finally, the block diagrams corresponding to each of the phases that make up the production process have been made.

[CA] La garrafora ès un fruit que té diversos usos com a matèria prima. Gràcies a l’elevat contigut de substàncies antioxidants de la polpa, i de la seua capacitat d’absorció d’aigua, s’han realizat nombroses investigacions al voltant de l’obtenció de conservants naturals, però el seu component prioritari, la sacarosa, ofereix un ampli abanic de possibilitats per a la producció de productes edulcorants per al consum humà. La quantitat de sucres i les seues proporcions canvien depenent de la varietat de garrofa i la zona geogràfica on s’ha cultivat. En aquest cas s’ha escollit la varietat Matalafera. Aquest Treball Fi de Màster consisteix en el diseny de una planta pilot per a l’obtenció de xarop de garrofa de la varietat Matalafera, basat en proves experimentals d’extracció sòlid‐liquid ja que ès una de les cinc fases que componen el procés productiu, siguent estes: condicionament de la matèria prima, extracció, purificació, concentració y condicionament del producte final. S’han realitzat una sèrie d'assajos per estudiar la influència de la mesura de partícula, el mètod d'extracció i la influència del pH en la fase d'extracció. Quant més menuda ès la partícula major extracció es produeix en qualsevol dels mètods assajats, arribant‐se a un 67,47% de rendiment d'extracció mitjançant un equip Soxhlet i un 86,50% de rendiment d'extracció realitzant l'extracció a alta temperatura i en agitació. Un sistema on la matèria estiga en constant agitació durant l'extracció produeix major rendiment. D'altra banda es conclou que el pH no té una influència notable sobre l'extracció de garrofa. Finalment s'han realitzat els diagrames de blocs corresponents a cadascuna de les fases que componen el procés productiu.