Osmotic dehydration effects on mass transfer kinetics and characteristics of fried banana (Musa balbisiana) chips

ABSTRACT This study evaluated the osmotic dehydration (OD) treatments (using sucrose at 60 °Brix and a solution of salt 1.5% (m/m) with sucrose at 45 °Brix) in banana slices. The effects on the mass transfer kinetics (water loss and solids gain) were evaluated and described using the Page, Weibull, Peleg, Azuara, and Lewis mathematical models. Besides, the effect of OD on fat content, instrumental colour, and sensorial attributes was assessed after the frying process. The results showed that water loss occurs firstly and more quickly than solids gain. At the end of OD, the highest water loses (0.31 g water/g sample) and solids gain (0.42 g solid/g sample) were reached using sucrose OD treatment. The water loss and solid gain behaviour were described not only by the kinetics parameters but also by equilibrium parameters values of mathematical models. Furthermore, after frying, the Control samples presented a fat content of 15.5 ± 0.3%, where the moisture reduction during OD allowed to obtain fried samples with lower fat content (9.8 ± 0.3%), as well as, their instrumental colour was significantly affected mainly decreasing the lightness. Regarding sensorial attributes of fried chips, it was preferred the colour and flavour of samples with sucrose OD treatment, however, the Control samples obtained the best scores in texture attribute. Therefore, it was demonstrated that mass transfer of water and solid during osmotic dehydration treatments did not occur similarly and there were influenced by the concentration and type of osmotic solution. In addition, the modifications in structure and composition during osmotic treatments allowed to obtain a low-fat product with good sensorial attributes. Keyword

Diseño y montaje de un pasteurizador solar y evaluación en el tratamiento de leche de cabra

 El objetivo del presente trabajo fue diseñar e instalar un pasteurizador solar en una zona rural de la provincia de Chao de la Región La Libertad-Perú, en el establo de la familia Vilcachahua (latitud 08°30´37´´, longitud 78°39´04´´), en el cual se procesó leche de cabra (LC) inmediatamente después de su ordeño. Se evaluó el efecto tiempo-temperatura en la pasteurización de leche y se realizó una comparación económica frente al uso alternativo de gas propano y energía eléctrica como fuente de calor. El pasteurizador contó con colector solar (CS) de 2 m2 con inclinación N-S de 13,89°, un tanque acumulador-intercambiador de calor (TAIC) provisto de serpentín de acero inoxidable (SAI) de 9,71 m, por donde circularon 3 batch de 10 L de leche a 2,15 L/s. El control de temperatura se realizó con tres sensores LM35 acoplados a una tarjeta Arduino Uno y a un ordenador en la cual se instalaron drivers de la tarjeta, el software LaVIEW y una interfaz de LabVIEW para Arduino, en donde se realizó la programación gráfica. El pasteurizador solar funcionó 6 horas y debido a las condiciones climáticas (04.03.2015) se utilizó un sistema auxiliar de gas propano por 20 minutos, cumpliéndose el tratamiento térmico temperatura-tiempo de 73 °C por 15 segundos, lo que permitió alcanzar un valor F = 6,6, asegurando la destrucción térmica del microorganismo de referencia Coxiella burnetti. La inversión para el montaje del pasteurizador solar para un procesamiento de 30 L/d de leche fue de US$555,56, el que a un precio de venta de 1,22 US$/L de leche, se recuperaría en 60 días. El sistema de pasteurización solar permite una ganancia de 34,1%, ligeramente menor a un sistema de pasteurización eléctrico con el que se obtiene una ganancia de 35,6%, operando en similares condiciones.

Evaluación económica ambiental de un aerogenerador prototipo instalado en un edificio multifamiliar en la ciudad de Trujillo

The purpose of this study was to determine the economic and environmental sustainability of a prototype horizontal wind turbine installed in a multifamily building in Trujillo - Peru. Environmental sustainability was determined using emergy-based indices while economical sustainability was assessed using traditional economic indices. The emergy analysis applied allowed the estimation of indices such as PR (percentage of renewability; 0,248), EYR (emergy yield ratio; 1,33), ELR (environmental loading ratio; 3,03), ESI (emergy sustainability index; 0,438) EIR (emergy investment ratio; 3,03), EER (emergy exchange ratio; 0,18), which are highly dependent system regarding to imported machineries, plus a medium efficiency over the use of local resources for society benefits, low environmental impact and emissions, and medium cost production compared to other electricity production processes. From the classical point of view, for 25 years useful life, the project is economically unprofitable, it presents negative NPV and IRR values, with a 2971,04 dollars of investment lossEl propósito de este estudio fue determinar la sustentabilidad económica y ambiental de un aerogenerador horizontal prototipo instalado en un edificio multifamiliar en la ciudad de Trujillo – Perú. La sustentabilidad ambiental se determinó a través de indicadores emergéticos mientras que la sustentabilidad económica se evaluó a través de indicadores de economía tradicional. El análisis emergético aplicado permitió la estimación de indicadores tal como PR (porcentaje de renovabilidad; 0,248), EYR (tasa de rendimiento de emergía; 1,33), ELR (tasa de carga ambiental; 3,03), ESI (índice de sustentabilidad emergética; 0,438), EIR (relación de inversión emergética; 3,03), EER (tasa de intercambio emergético; 0.18), indicando una elevada dependencia del sistema respecto a maquinarias importadas, eficiencia media respecto al aprovechamiento de recursos locales en beneficio de la sociedad, bajo impacto ambiental y emisiones al medio ambiente y un costo de producción medio respecto a otros procesos de producción de electricidad. Desde el punto de vista económico clásico, para un tiempo estimado de 25 años de vida útil, el proyecto no es rentable por presentar VAN y TIR con valores negativos, representado una pérdida de inversión de 2971,04 dólares

Efecto de la concentración de agar y relación células inmovilizadas/sustrato en la hidrólisis de lactosuero desproteinizado en un biorreactor de lecho fluidizado con Kluyveromyces sp.

En el presente trabajo de investigación se evaluó el efecto de la concentración de agar (3% - 5%) y relación células inmovilizadas/sustrato (5% - 15% v/v) en la hidrólisis de lactosuero desproteinizado en un biorreactor de lecho fluidizado con Kluyveromyces sp.), empleando la metodología de superficie de respuesta. Se utilizó un diseño compuesto central rotacional (DCCR) sin repetición, con dos factores: concentración de agar y relación células inmovilizadas/sustrato como variable independiente, y como variable dependiente el porcentaje de lactosa hidrolizada. El biorreactor de vidrio cilíndrico tuvo una altura de 36,5 cm y un diámetro de 2,4 cm con 2 cribas con orificios de 2,0 mm de diámetro y un volumen de 175 mL.Las células inmovilizadas en el biorreactor, fueron evaluadas cada 2,5 horas y dentro de ese tiempo se tomaron muestras de lactosuero desproteinizado cada 30 minutos respectivamente, por último se utilizó un espectrofotómetro para observar los valores de absorbancia de la muestra y con éstos obtener el contenido de glucosa en dicho lactosuero.Los resultados óptimos obtenidos estadísticamente determinaron que la concentración más adecuada de agar es de 4%, relación células inmovilizadas/sustrato de 12,6% y el porcentaje de lactosa hidrolizada de 98,33%

Wind turbine installed in multifamily building: Profitable or not? Sustainable or not?

The purpose of this study was to determine the economic and environmental sustainability of a horizontal wind turbine prototype installed in a multifamily building. Economic sustainability was determined by primary classic economic study and environmental sustainability using the emergy approach. The classic economic analysis indicates that the project is not profitable (NPV = -2971.05 US dollars), and the environmental analysis (percentage of renewability: 0.18, emergy yield rate: 1.23; environmental load rate: 4.48; energy sustainability index: 0.275; energy investment ratio: 4.35 and emergy exchange rate: 0.32) indicates a high dependence of the system regarding imported machineries, an average efficiency regarding the use of local resources for the benefit of society, low environmental impact and an average production cost over other electricity production processes.  DOI: 10.17268/sci.agropecu.2016.01.0

Potencial energético de la zona rural del Departamento de La Libertad (Perú) producido por biogás obtenido de excretas humanas

From year 2000, the energy potential of human waste has been given more attention due to its biogas production capacity. This is an alternative with a high impact in rural areas where resources and precarious conditions do not allow access to basic services such as electricity and slow the development of the community, and where in turn it can reduce the emission of CO2 to the environment compared to the traditional form of energy generation (coal and wood).In Latin America, there are extreme poverty areas which require attention and help to begin their development process. Human waste are highlighted as an unexploited resource, which with a biotechnological process and treatment to eliminate pathogenic organisms can become an energy source for the population.This study determined the energy potential of human waste in rural areas of the Department of “La Libertad”, where 7 of the 20 poorest districts in Peru are located. It was estimated that the total rural population by 2017 in the area will be 468,979 people, from which 3427.49 Nm3 / day of biogas can be obtained which represents 1’251.033 Nm3 of annual biogas if the total waste is use. The biogas that would be generated in 2017 represents an energy potential of 7’506,198 kWh, which can be transformed into 2’251,859 kWh of electricity, valued at US 245,685 per year.A partir de la década del 2000, el potencial energético de las excretas humanas ha obtenido mayor atención debido a su capacidad de producción de biogás. Esta es una alternativa con alto impacto en las zonas rurales donde los recursos y las condiciones precarias no permiten tener accesos a servicios básicos como la electricidad y frenan el desarrollo de la comunidad, y donde a su vez se puede reducir la emisión de CO2 al medio ambiente en comparación con la forma tradicional de generación de energía (carbón y madera).En Latinoamérica, existen zonas en extrema pobreza las cuales requieren de atención y ayuda para empezar su proceso de desarrollo. En ellas se resalta como recurso no explotado a las excretas humanas, que con un proceso biotecnológico y un tratamiento para eliminar los organismos patógenos se puede convertir en fuente energética para la población.En este estudio se determinó el potencial energético de las excretas humanas de la zona rural del Departamento de la Libertad, en donde se encuentran 7 de los 20 distritos más pobres del Perú. Se estimó que la población rural total para el año 2017 en la zona será de 468,979 personas, de las cuales se puede obtener 3427.49 Nm3/día de biogás que representa 1 ́251,033 Nm3 de biogás anual si se aprovecha el total de las excretas. El biogás que se generaría en el año 2017 representa un potencial energético de 7 ́506,198 kWh, que se puede transformar en 2 ́251,859 kWh de electricidad valorizado en US 245,68

Diseño y montaje de un pasteurizador solar y evaluación en el tratamiento de leche de cabra

 El objetivo del presente trabajo fue diseñar e instalar un pasteurizador solar en una zona rural de la provincia de Chao de la Región La Libertad-Perú, en el establo de la familia Vilcachahua (latitud 08°30´37´´, longitud 78°39´04´´), en el cual se procesó leche de cabra (LC) inmediatamente después de su ordeño. Se evaluó el efecto tiempo-temperatura en la pasteurización de leche y se realizó una comparación económica frente al uso alternativo de gas propano y energía eléctrica como fuente de calor. El pasteurizador contó con colector solar (CS) de 2 m2 con inclinación N-S de 13,89°, un tanque acumulador-intercambiador de calor (TAIC) provisto de serpentín de acero inoxidable (SAI) de 9,71 m, por donde circularon 3 batch de 10 L de leche a 2,15 L/s. El control de temperatura se realizó con tres sensores LM35 acoplados a una tarjeta Arduino Uno y a un ordenador en la cual se instalaron drivers de la tarjeta, el software LaVIEW y una interfaz de LabVIEW para Arduino, en donde se realizó la programación gráfica. El pasteurizador solar funcionó 6 horas y debido a las condiciones climáticas (04.03.2015) se utilizó un sistema auxiliar de gas propano por 20 minutos, cumpliéndose el tratamiento térmico temperatura-tiempo de 73 °C por 15 segundos, lo que permitió alcanzar un valor F = 6,6, asegurando la destrucción térmica del microorganismo de referencia Coxiella burnetti. La inversión para el montaje del pasteurizador solar para un procesamiento de 30 L/d de leche fue de US$555,56, el que a un precio de venta de 1,22 US$/L de leche, se recuperaría en 60 días. El sistema de pasteurización solar permite una ganancia de 34,1%, ligeramente menor a un sistema de pasteurización eléctrico con el que se obtiene una ganancia de 35,6%, operando en similares condiciones.

Incremento del área foliar de Asparagus Officinalis L. Cv. UC 157 F1 "espárrago" mediante la aspersión de Giberelina (AG3) y 6 - Bencilaminopurina (6 - BAP)

The present work had as objective to study the increment of the leaf area of Asparagus Officinalis L., for they were used it asparagus crown with 5 yolks, to those that were applied by aspersion, different concentrations of the hormones of gibberellic acid and 6-bencilaminopurina which were applied at the 25, 60, 110 and 160 days respectively. It was found that in the different rehearsed treatments one doesn't observe differential significant in the increment of the number of plants, plant height, number of yolks and dry weight of foliage. However it was observed that the combined application of the phytohormonas in the range of 0.110 at 0.230 m of gibberllic acid and 0.037 to 0.075 m of 6-Bencilaminopurin a bigger number of yolk is achieved (13%), sprout (7%), plant height (11.3%) and dry weight (7.3%) in the treated plants. Concluded to continue making studies of sinergism of these two phytohormonas, gibberellic (AG3) and 6-bencilaminopurina (6-BAP), seeking to achieve adequate levels of leaf area increase of the leaf area in the asparagus.El presente trabajo tuvo como objetivo estudiar el incremento del area foliar de Asparagus Officinalis L., para ello se utilizaron coronas de esparrago con 5 yemas, a las que se les aplico por aspersion, diferentes concentraciones de las hormonas de acido Giberelico y 6-Bencilaminopurina las cuales se aplicaron a los 25, 60, 110 y 160 dias respectivamente. Se encontro que en los diferentes tratamientos ensayados no se observo diferencial significativo en el incremento del numero de plantas, altura de planta, numero de yemas y peso seco de follaje. Sin embargo se observo que la aplicacion combinada de ambas fitohormonas en el rango de 0.110 a 0.230 �Ým de acido giberelico y 0.037 a 0.075 �Ým de 6-Bencilaminopurina se logro mayor numero de yemas (13%), brote (7%), altura de planta (11.3%) y peso seco (7.3%) en las plantas tratadas. Se concluye seguir realizando estudios de sinergismo de estas dos fitohormonas, acido giberelico (AG3) y 6-bencilaminopurina (6-BAP), buscando alcanzar niveles mas adecuados en el incremento del area foliar en el cultivo de esparrago

Evaluation of different concentrations of rectified ethanol in the production of the “Bioaroma” ethyl acetate and single cell protein from Candida utilis var. major C.E.C.T. 1430

The present research was carried out with the purpose to evaluate the different concentrations of rectified ethanol in the production of “bioaroma” ethyl acetate and single cell protein from Candida utilis var.major for it a stirred – tank reactor of 16 cm of height with turbine Rushton was built. The preparation of the inoculum was carried out starting from Candida utilis var. major C.E.C.T. 1430. The broth of culture was formulated starting from rectified ethanol dilutions from 10 to 35 g/L each 5 units. The bioprocess was carried out at 25ºC to pH 4.5 – 5.5 and during a time of 60 hours. It was found that the biomass productivity increase progressively from 4.82 to 7.90 g/L and from 0.082 a 0.108 g/L-h) respectively. Such as increase the rectified ethanol concentration (g/L) the production and the yield was down. The yield acetate ethyl was top to concentrations of 15 g/L of rectified ethanol (5.7%) and smallest to concentrations of 35 (g/L) of rectified ethanol (1.97%). Finally, the increase of rectified ethanol concentrations does not influence increasing the production of acetate ethyl and the single cell protein Candida utilis var. major

Evaluation of different concentrations of rectified ethanol in the production of the “Bioaroma” ethyl acetate and single cell protein from Candida utilis var. major C.E.C.T. 1430

The present research was carried out with the purpose to evaluate the different concentrations of rectified ethanol in the production of “bioaroma” ethyl acetate and single cell protein from Candida utilis var.major for it a stirred – tank reactor of 16 cm of height with turbine Rushton was built. The preparation of the inoculum was carried out starting from Candida utilis var. major C.E.C.T. 1430. The broth of culture was formulated starting from rectified ethanol dilutions from 10 to 35 g/L each 5 units. The bioprocess was carried out at 25ºC to pH 4.5 – 5.5 and during a time of 60 hours. It was found that the biomass productivity increase progressively from 4.82 to 7.90 g/L and from 0.082 a 0.108 g/L-h) respectively. Such as increase the rectified ethanol concentration (g/L) the production and the yield was down. The yield acetate ethyl was top to concentrations of 15 g/L of rectified ethanol (5.7%) and smallest to concentrations of 35 (g/L) of rectified ethanol (1.97%). Finally, the increase of rectified ethanol concentrations does not influence increasing the production of acetate ethyl and the single cell protein Candida utilis var. major