Comparative study: drying of yerba mate with wood forest implanted vs wood chip

En cumplimiento de la normativa vigente en la provincia de Misiones, las industrias yerbateras han sustituido en sus procesos el uso de leña de bosque nativo por leña de bosque implantado y en menor medida por chip de madera del mismo origen. Cada tipo de combustible tiene una tecnología específica de quemado. El objetivo del presente trabajo fue comparar los dos métodos de secado, para evaluar la incidencia de cada uno sobre los parámetros de calidad del producto final y la eficiencia económica del proceso. Se han encontrado diferencias significativas en las propiedades fisicoquímicas al comparar los métodos utilizados. Se determinó en muestras procesadas con chip menor dispersión de valores de cada variable fisicoquímica. Los costos de producción se redujeron un 29,73% respecto de la leña de bosque implantado. Se determinó que con chip se logra un producto con mejores atributos de calidad y procesos productivos económicamente más eficientesIn compliance with the regulations in force in the province of Misiones, the yerba mate industries have replaced their processes using native wood for firewood planted forest and to a lesser extent chip of wood of the same origin. Each type has a specific fuel burning technology. In compliance with current regulations in the province of Misiones, the yerba mate industries have substituted in their processes the use of native forest firewood by implanted forest firewood and to a lesser extent by wood chip of the same origin. Each type has a specific fuel burning technology. The aim of this study was to compare the two methods of drying, to assess the impact of each on the parameters of product quality and economic efficiency of the process. We found significant differences in physicochemical properties by comparing the methods used. It was determined less dispersion of values of each physicochemical variable in samples processed with chip. Production costs were reduced by 29.73% compared to forest firewood. It was determined that with chip a product of better quality and more efficient economically productive processes is achieved.Fil: Holowaty, Santiago Alexi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones; ArgentinaFil: Martinez, Mirta C.. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales; ArgentinaFil: Brignardello, Adriana E.. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales; ArgentinaFil: Schmalko Radichowski, Miguel Eduardo. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales; Argentin

Optimización de recursos energéticos en el procesamiento de la yerba mate

Durante los últimos años la industria yerbatera se encontró frente a dos problemas referidos a la producción primaria y su impacto en la calidad del producto. El primero de ellos surge de las limitaciones impuestas por mercados externos ante la presencia de hidrocarburos aromáticos policíclicos en la yerba mate. Estos aparecen debido al contacto con gases de combustión de madera durante el procesamiento. Son compuestos cuya presencia en alimentos es cuestionada ya que pueden afectar la salud humana. El segundo problema viene del incremento de costos del combustible junto a la falta de eficiencia térmica en los equipos utilizados. El objetivo de la tesis fue buscar alternativas para afrontar los problemas mencionados y optimizar los procesos que actualmente se utilizan en los secaderos de yerba mate. Respecto al primer problema, se buscaron tres alternativas basadas en antecedentes sobre métodos de inactivación enzimática, que en el procesamiento de la yerba mate se denomina zapecado. El mismo resulta crucial al evitar pardeamiento de las hojas. Se analizó la factibilidad de obtener un producto sin contacto con los gases de combustión, es decir, libre de humo. Se realizó la caracterización fisicoquímica, sensorial y se estimó el consumo energético requerido para obtener yerba mate con tres tipos de procesos alternativos utilizados tradicionalmente en la industria alimenticia: Zapecado con agua (ZA), Zapecado con vapor (ZV) y zapecado/secado con microondas (SMO). La yerba mate zapecada por métodos alternativos se secó con aire caliente hasta valores menores al 5 % en base húmeda. Las muestras se compararon con yerba mate obtenida por método tradicional de zapecado y secado (MT). La modificación del proceso de zapecado ha influenciado significativamente en la mayoría de los parámetros de calidad, en algunos casos se han encontrado conservación de atributos y en otros casos consecuencias indeseables para la calidad. Los cambios en el color fueron dispares, siendo el de mayor degradación el parámetro asociado a los tonos verdes, el ZV. La pérdida de solubles resultó entre 6,3 % y 7,3% para ZA y ZV respecto a sus métodos de referencia. No se encontraron diferencias para SMO. La cafeína se conservó mejor en SMO y ZV que en los métodos tradicionales, no así en ZA. Los polifenoles totales disminuyeron significativamente en ZA y ZV, y no mostraron diferencias en SMO. En todos los casos, la capacidad antioxidante fue mayor en los tres métodos alternativos respecto al tradicional. El estudio de minerales Ca, Mg y Fe, mostró que los dos primeros presentan valores mayores solamente en SMO, respecto a métodos tradicionales, y que en ZA y ZV no se observaron diferencias. Para el Fe en todos los casos las diferencias resultaron significativas respecto al zapecado tradicional. Las muestras secas se estacionaron en condiciones de humedad y temperatura controlada para realizar el análisis sensorial. Utilizando el test del triángulo, se determinó que la yerba mate a sometida a SMO no pudo ser diferenciada respecto al método tradicional. Las diferencias encontradas en ZA y ZV no resultaron desagradables. En cuanto al estudio energético, con la cinética de secado a 100 ºC se requirieron entre 40 y 60 minutos adicionales para que las muestras procesadas con ZA y ZV alcancen los mismos valores de humedad (5% base húmeda) que en el método tradicional. Las posibles soluciones al problema de la baja eficiencia térmica de secado y al contacto con humo, se plantearon en dos etapas. La primera de ellas consistió en el estudio de la eficiencia térmica en los secaderos que utilizan contacto directo, es decir secado con gases de combustión y comparar con equipos que utilizan secado indirecto, libre de humo. La eficiencia en los zapecadores es similar en todos los casos estudiados, y las mayores pérdidas se dan por la falta de sistemas de aislación en las paredes de los tambores metálicos. En las cintas de secado se observó que los sistemas de secado directo utilizan aberturas laterales para ingresar aire frío y mezclar con los gases de combustión, facilitando la operación de secado. Estas aberturas tienen un impacto negativo en la eficiencia térmica, que osciló entre 12% y 27 % en el mejor de los casos, respecto a los valores citados en la bibliografía, mayores al 50 %. Los secaderos que utilizan calentamiento indirecto de aire mejoraron las eficiencias de secado hasta valores cercanos a 40 %. En una etapa siguiente se realizó la simulación y la optimización del secado en cintas superpuestas. Esto permitió analizar diversas condiciones de secado que podrían mejorar los métodos actuales. En sistemas de cintas superpuestas, los resultados más importantes mostraron que la humedad alcanzada en el secado indirecto respecto al secado con gases de combustión mejora entre 8 y 13 % en las mismas condiciones de temperatura y humedad inicial. Esto permitiría procesar un porcentaje mayor de materia prima por unidad de tiempo o bien disminuir la temperatura de trabajo, alcanzando contenidos de humedad en la yerba mate canchada similares a los que se obtienen con el secado directo (con gases de combustión) en las mismas condiciones de temperatura y humedad inicial. Se estudió la posibilidad de recircular una fracción de la corriente gaseosa con el secado indirecto, se estableció si se utiliza hasta 15% de esta corriente se podrían alcanzar valores de humedad menores al 2 % (bh) y cercanos a los encontrados para el secado directo, lo cual sería más que suficiente para asegurar la estabilidad del producto durante su estacionamiento.Fil: Holowaty, Santiago Alexi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones; Argentina. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Cs.exactas Quimicas y Naturales. Departamento de Ingenieria Quimica. Laboratorio de Yerba Mate; Argentin

Industrialización: procesos decisivos para un producto de calidad

Libro realizado por iniciativa del gobierno de Corrientes junto al Consejo Federal de Inversionesm en el marco del programa de asistencia técnica para pequeños productores yerbateros.Fil: Holowaty, Santiago Alexi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones; Argentin

Modeling of a double pass belt conveyer dryer of yerba mate

Yerba mate is an herbal tea produced in the central part of South America. One of the main steps of the process is drying. Among the different types of dryers which are used at present, the double pass belt conveyer dryer is the most energy efficient. The increase in wood prizes used as fuel, has generated a demand from industrial producers to improve the thermal efficiency of the process. In order to do this, a numerical model of a double deck dryer of yerba mate has been developed to study the way of improving the energy efficiency and propose modifications to the present working conditions in industry. The good of fitness of the model was determined using experimental data from two industrial dryers. The results of the model were that using hot air at 100 °C and a solid mass flow rate of 4,000 kg/h, the energy efficiency was of 40.60%. Simulating the process at different drying conditions, it was found that the energy efficiency of the dryer could be improved by recirculating 15% of the exhaust air (63.70%), or drying at 120 °C and using a higher solids mass flow rate of 6,200 kg/h with an energy efficiency of 46.21%.Fil: Holowaty, Santiago Alexi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones; ArgentinaFil: Schmalko Radichowski, Miguel Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones; ArgentinaFil: Schvezov, Carlos Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones; Argentin

Differences in physicochemical properties of yerba maté (Ilex paraguariensis) obtained using traditional and alternative manufacturing methods

The aim of this study was to determine the drying kinetics and physicochemical properties of yerba maté obtained using three different alternative manufacturing methods and to compare these products with those of the yerba maté produced using the traditional process. Additionally, triangle tests were performed to establish whether there were sensory differences between the products studied. The assayed alternative manufacturing methods included the following: (a) zapecado using boiling water (BWZ) and (b) zapecado using steam water (SWZ), both followed by a final hot air drying step, and (c) an integral manufacturing method (zapecado + drying) using high-frequency radiation (HFR). The HFR integral method yielded a product with a higher caffeine content (>30%; p 10%; p .05) when compared to the traditional product. Practical applications: During traditional yerba maté manufacturing, freshly harvested branches of Ilex paraguariensis come into direct contact with combustion gases from the burning of forest biomass. This contributes to the formation of polycyclic aromatic hydrocarbons and their subsequent deposition in yerba maté leaves and stems. Polycyclic aromatic hydrocarbons have been proved to be carcinogenic, in addition to having other toxic effects on humans. The elimination of combustion gases as a direct source of heat in the manufacturing process of yerba maté is an emerging need. The development of alternative manufacturing methods that avoid the contact of the raw material with the products of the incomplete combustion of forest biomass burning and the subsequent implementation of these methods in the industry will guarantee a higher quality product from a food safety point of view.Fil: Holowaty, Santiago Alexi. Universidad Nacional de Misiones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste. Instituto de Materiales de Misiones. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas Químicas y Naturales. Instituto de Materiales de Misiones; ArgentinaFil: Thea, Ana Eugenia. Universidad Nacional de Misiones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; ArgentinaFil: Alegre, Carolina. Universidad Nacional de Misiones; ArgentinaFil: Schmalko Radichowski, Miguel Eduardo. Universidad Nacional de Misiones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Variation of physicochemical and sensory properties during the aging of yerba mate

Yerba mate infusion is widely consumed in Argentina, Brazil and Paraguay. One of the processing steps used in Argentina is aging. The following three methods were used to age yerba mate: 1) air humidity and temperature-controlled aging; 2) temperature-controlled aging and 3) no control. The aim of this research was to determine the physicochemical and sensory attribute differences when yerba mate was aged using these three methods. The concentration of caffeine, glucose, fructose, maltose and phenolic compounds and pH diminished in all three aging methods but by different percentages. The sensory attributes did not exhibit uniform behaviour. Astringency remained constant in the first method and diminished in the other two. Bitterness increased in all three methods but by different percentages. Sweetness  diminished in all three methods. Notably few correlations were determined between physicochemical and sensory attributes.</p