Breve descripción de los métodos más convenientes para el proceso de la penca de sábila.

De acuerdo a los resultados obtenidos por diversos procedimientos para la extracción del mucílago de la penca de aloe vera, para uso en alimentos o farmacéutico, podemos afirmar que el procedimiento más conveniente es el siguiente:

1. Lavado de la penca: en tinas de acero inoxidable o plástico en operación manual o mecanizada mediante el uso de bombas de recirculación de la solución de lavado compuesta por agua y un agente tenso-activo tipo lauril sulfato de sodio o lauril éter sulfato de sodio.
2. Enjuague de la penca: en tinas de acero inoxidable o plástico en operación manual o mecanizada mediante el uso de bombas de recirculación de la solución de enjuague compuesta por agua y un agente bactericida como yodo, peróxido de hidrógeno, dowicide u otro conveniente.
3. Despunte: semi-automático, en la mesa de descortezado.
4. Corte de los filos o bordes espinosos: operación manual mediante cuchillas adosadas a la mesa de descortezado.
5. Descortezado automático: mediante cuchillas de altura ajustable y conducción por rodillos en la mesa de descortezado.
6. Lavado del gel: por aspersión de agua sobre el cristal y escurrimiento. La sustancia amarilla (acíbar) secretada por la corteza al ser cortada y también presente entre la corteza y el cristal es completamente soluble en agua y por tanto se puede retirar por enjuague.
7. Para la producción de jugo es necesario dispersar el cristal mediante el uso de una despulpadora, que no corte o desmenuce las fibras en exceso para facilitar su posterior remoción. No es recomendable el licuado.
8. Filtración: para retirar las fibras vegetales, mediante el empleo de un filtro centrífugo a temperatura ambiente.
9. Clarificación del mucílago mediante el uso de una centrífuga clarificadora de discos, de alta velocidad que ofrece mejores resultados y puede incluso retirar bacterias grandes.
10. La esterilización puede ejecutarse por cualquiera de los siguientes métodos a temperatura ambiente: (el primero de los enumerados es el más conveniente).
• Micro-filtración: mediante el empleo de membranas con porosidad hasta de 0,5 micra. Las bacterias tienen tamaños superiores a 1 µm.
• Ultra centrifugación: En centrífugas clarificadoras de discos de alta velocidad que pueden generar campos centrífugos equivalentes a doce mil veces el campo gravitatorio de la tierra (12.000 G’s). Estas máquinas pueden separar partículas tan pequeñas como una (1) µm, con una diferencia de densidad de apenas el 1%.
• Radiación ultra violeta: de alta intensidad, elimina bacterias patógenas y no patógenas con corto periodo de exposición. No existe evidencia de cambios en la composición química de los productos irradiados.
• No se toma en cuenta la pasteurización por ser un procedimiento que requiere la aplicación de calor, con temperatura mínima de 70°C durante un tiempo mínimo de tres minutos. Si se opta por este procedimiento no tendría ningún objeto la restricción que se hace del método de secado por aspersión, donde el producto mismo no eleva su temperatura más halla de 40°C y en un tiempo de apenas treinta segundos. Ever Green, empresa china especializada en el proceso de la sábila, realiza el secado para la obtención de polvo mediante el uso de ambas técnicas: liofilización o secado por aspersión.

Hasta aquí se ha obtenido un mucílago fluido con excelentes características en cuanto a contenidos de aloína y conteo bacteriológico, el proceso se ha desarrollado en cabina cerrada, evitando contaminación ambiental o por manipulación indebida.

La purificación del gel supone la eliminación de sustancias polinucleares con propiedades laxantes y purgativas como las antraquinonas y otros derivados del antronal. Esta purificación en frío, se logra mediante ultra-filtración a través de membranas de porosidad adecuada. Los compuestos de antronal son retenidos por ser sus moléculas más grandes que las del resto de los compuestos presentes en el mucílago. A este nivel de filtración también se retienen gomas vegetales.

Para la concentración y posterior secado del mucílago pueden seguirse cualquiera de los siguientes procedimientos cuyas características, ventajas y desventajas se anotan a continuación:
1. Ultra filtración por membranas (ósmosis inversa): El mucílago es sometido a presión a un lado de la membrana permeable que solo deja pasar agua y algunas sales disueltas, se realiza en frío. El procedimiento es lento y requiere una alta inversión inicial para obtener flujos razonables.
2. Evaporación en película descendente a alto vacío: El mucílago es calentado a 30-35°C en corto tiempo y es enviado al evaporador de película descendente donde se ha hecho un vacío de 18 milibares. El procedimiento es bastante rápido, menos de 10 sg., y permite obtener concentraciones 10:1 y 20:1 muy fácilmente. La temperatura es inferior a la del cuerpo humano, lo que evita alteraciones en la composición del producto. Inversión inicial moderada.

La fase final, es decir el secado del mucílago puede realizarse por cualquiera de los siguientes procedimientos, cuyas ventajas y desventajas se anotan:
1. Liofilización: Procedimiento de secado que implica la congelación del producto y la posterior sublimación del hielo formado, sin pasar por la fase líquida del agua. Es sin lugar a dudas el mejor método de secado cuando de conservar las propiedades originales del producto se trata. Permite obtener un polvo fácilmente reconstituible. En la actualidad existen equipos de liofilización en continuo. Alta inversión inicial. Baja eficiencia térmica. En equipos de producción intermitente por lotes, la productividad por unidad de tiempo es baja. El producto necesita ser molido.
2. Secado por aspersión: El método Spray Dryer implica la formación de una fase líquida muy dispersa (gotitas minúsculas) en una cámara con atmósfera (gases) caliente. El secado por rociada emplea tiempos extraordinariamente cortos, evitándose de esta forma, que el calor afecte al producto. El polvo obtenido es de forma esferoidal, muy poroso, de alta solubilidad, lo que permite la fácil reconstitución de la solución. El secado se realiza en continuo. La inversión inicial es moderada, con eficiencia térmica media y productividad por unidad de tiempo media a alta. El producto no necesita ser molido.

De la corteza de la penca es posible obtener productos con usos específicos, como la aloína. Por tal motivo es importante realizar un procedimiento de extracción de los jugos contenidos en ella, concentrarlos y secarlos si es el caso.

El equipo descrito puede ser empleado en este trabajo, para la obtención de productos derivados de la corteza. Para tal efecto el equipo debe ser adicionado con un transportador de tornillo helicoidal y un depósito para los residuos de corteza, a la espera de su turno para ser procesados.

Una vez retirados los extractos del aloe, los residuos fibrosos se pueden secar y emplear como combustible para la caldera.
Preparado por:

JOSE SARMIENTO MEDINA
Desarrollo Técnico

CARRERA 111 A # 22 I 81 Bogota, Colombia, SA.
TFAX 5431471 TEL 2987974 CEL: 300 3943798
EMAIL: itepe_dis@yahoo.es
DIAGRAMA DE PROCESO:

ESPECIFICACIONES EQUIPOS PLANTA PILOTO 250 a 350 K/Hr DE HOJA

1) Tina de lavado: construida en poliéster reforzado o acero inoxidable, capacidad 350 L. Circulación forzada mediante bomba centrífuga y distribuidores de la corriente. 0,75 Hp.
2) Tina de enjuague: construida en poliéster reforzado o acero inoxidable, capacidad 350 L. Circulación forzada mediante bomba centrífuga y distribuidores de la corriente. 0,75 Hp.
3) Mesa de descortezado: construida en acero inoxidable, con los siguientes elementos:
• Despuntadora tipo guillotina accionada a pedal con cuchillas recambiables en acero inoxidable.
• Cuchillas de altura ajustable, adosadas a la mesa, para el corte manual de los filos de la hoja.
• Cuchillas de altura ajustable, adosadas a la mesa, y rodillos conductores para el descortezado mecanizado. 0.25 Hp.
• Planos inclinados y recipiente para el recibo de la corteza.
4) Cabina de enjuague del cristal con banda transportadora en acero inoxidable y boquillas pulverizadoras de agua, bomba de turbina para el agua, 0.5 Hp. Drenaje para el agua desechada. Todo construido en acero inoxidable 316.
5) Despulpadora con filtro tamiz, construida íntegramente en acero inoxidable 316 y 304. 1 Hp.
6) Filtro centrífugo con tamiz ASTM 150. Construido totalmente en acero inoxidable 316 y 304. 0,75 Hp.
7) Centrífuga clarificadora de discos de alta velocidad, rotor construido en acero inoxidable especial, discos en acero inoxidable 316, armadura y cubiertas colectoras en acero inoxidable. Capacidad de 150 a 500 L/Hr. Motor: 0,5 Hp.
8) Tanque de balance en acero inoxidable, capacidad 250 L., con válvulas tipo mariposa, indicador de nivel.
9) Sistema de micro-filtración por membrana: emplea membrana tubular de 0,6 µm, con rango de corte de 50.000 a 500.000 MWCO; carcasas en tubería de acero inoxidable (200 psi) con acabados tipo sanitario, ensambles bridados con empaques en EPDM o nitrilo, bomba de presión de desplazamiento positivo en acero inoxidable, controlada con variador de frecuencia, válvulas de alivio y retención en acero inoxidable, controles e indicadores de presión y temperatura. 2.4 Hp. Bomba de recirculación idéntica a la de alimentación.
10) Sistema de ultra-filtración por membrana: emplea membrana tubular con límite de separación de 5.000 MWCO. Carcasas en tubería de acero inoxidable (300 psi) con acabados tipo sanitario, ensambles bridados con empaques en EPDM o nitrilo. Bomba de presión de desplazamiento positivo en acero inoxidable, controlada con variador de frecuencia, válvulas de alivio y retención en acero inoxidable, controles e indicadores de presión y temperatura. 2.4 Hp. Bomba de recirculación idéntica a la de alimentación.
11) Concentración del mucílago por ósmosis inversa: Emplea membranas en espiral de alta permeabilidad, que permiten el paso del agua y algunas sales minerales disueltas (permeado). El concentrado se retira axialmente. Rango de concentración 100 a 300 MWCO. Carcasas en tubería de acero inoxidable (300 psi) con acabados tipo sanitario, ensambles bridados con empaques en EPDM o nitrilo. Bomba de presión de desplazamiento positivo en acero inoxidable, controlada con variador de frecuencia, válvulas de alivio y retención en acero inoxidable, controles e indicadores de presión y temperatura. 2.4 Hp. Bomba de recirculación idéntica a la de alimentación.
12) Bombas de retro-lavado (CIP) centrífugas de 0,75 Hp.
13) Tanque de almacenamiento de mucílago concentrado: capacidad 150 L. construido en acero inoxidable 316, con válvulas tipo mariposa, indicador de nivel, tapa para inspección y limpieza.
14) Tanque de almacenamiento de mucílago 1:1: capacidad 250 L, construido en acero inoxidable 316, con válvulas tipo mariposa, indicador de nivel, tapa para inspección y limpieza.

Area de instalación: 3 x 6 m.

BALANCE DE MATERIA:

Peso hojas enteras K: 100
Peso mucílago obtenido K: 40
Concentrado, K: 5
Polvo seco, K: 0.8