Acetilación del almidón de mandioca previamente tratado con pulsos eléctricos de alta frecuencia (PEF): optimización y diseño del método.

SARA GONZÁLEZ CÁCERES; MAITE GAGNETEN; ISAAC RODRÍGUEZ OSUNA; NAHUEL OLAIZ; CAROLINA SCHEBOR; GRACIELA LEIVA

Buenos Aires

Jornada; JORNADAS IBEROAMERICANAS: HERRAMIENTAS CLAVE PARA IMPLEMENTAR ECONOMÍAS CIRCULARES EN PROCESOS AGROINDUSTRIALES; 2022

En los últimos tiempos, el uso de pulsos eléctricos de alta frecuencia (PEF) comotecnología emergente está recibiendo especial atención en la industria alimentaria.Esta metodología no térmica tiene como finalidad la reducción de tiempo detratamiento, energía e insumos. Entre sus aplicaciones se encuentra elaprovechamiento de los cambios generados sobre la estructura de macromoléculasque conduce a mejorar reacciones tales como la acetilación de almidones. El objetivodel trabajo fue desarrollar un método optimizado de acetilación de almidón demandioca (Manihot esculenta Crantz) aplicando un pretratamiento PEF. Para laoptimización se utilizó un diseño factorial de tres niveles y dos factores: contenido deanhídrido acético (3,5, 4,0 y 4,5 %) y tiempo de tratamiento PEF (45, 60 y 75 min).Para maximizar la respuesta se determinó el porcentaje de acetilación (%). Se diseñóun dispositivo de flujo continuo (5g/min) para realizar el tratamiento PEF de unasuspensión del almidón (33%). Las condiciones de tratamiento fueron: voltaje de 474V,ráfagas de 100 pulsos cada 2s y 100μs de duración, tiempo entre pulsos de 1000μs ycampo eléctrico de 9,48kV/cm. La suspensión de almidón se filtró y se secó y luego serealizó la acetilación con anhídrido acético. Las condiciones óptimas de tratamientofueron: 4,5% de anhídrido acético y 45min de tratamiento PEF. Adicionalmente serealizó un modelado de la cámara y el proceso mediante el software COMSOLMultiphysics 4.4. En este caso, se consideraron como despreciables las burbujasformadas en la electrólisis para considerar flujo laminar y poder aplicar la ecuación deNavier Stokes para estimar el perfil del flujo. El campo eléctrico se calculó por laecuación de Laplace. Los resultados del modelo mostraron homogeneidad del campoeléctrico con variación menor al 0,01%, por lo que el tratamiento pudo considerarsehomogéneo. La velocidad promedio dentro del canal fue de 0,327m/s. Se determinó elporcentaje de acetilación con el tratamiento PEF óptimo y se comparó con el almidónacetilado sin tratamiento PEF previo. Los resultados mostraron un aumento de 42% enel porcentaje de acetilación del almidón pretratado (1,280±0,017 %) con respecto aldel almidón sin tratar (0,902±0,009 %). De acuerdo al diseño del dispositivo, se cuentacon la ventaja significativa de convertir un proceso batch en uno continuo. Enconclusión, el pretratamiento PEF propuesto permitió lograr un aumento del porcentajede acetilación en almidón de mandioca, lo cual implica una reducción del uso desolvente, contribuyendo a reducir el impacto ambiental en el desarrollo de almidonesmodificados.