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INFORME FINAL Proyecto No. 09-98, Línea FODECYT

Presentado al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia, -CONCY T-

Dnr 1 VI

José Eduardo Calderón Garcia Investigador Principal

Departamento de Ingeniería Química Universidad del Valle de Guatemala

Guatemala, Marzo de 2000

HARINA DE FRIJOL PRECOCIDA POR EXTRUSIÓN EN PRESENTACIONES DE MEDIA Y UNA LIBRA

Proyecto No. 09-98, Línea FODECYT

UNIDAD EJECUTORA

Departamento de Ingeniería Química Facultad de Ciencias y Humanidades Universidad del Valle de Guatemala

Investigador Principal: Ingeniero Jos6 Eduardo Calderón García, 2 horas-mes Investigador Asociado: Ingeniero Gamaliel Giovanni Zambrano Ruano, 4 horas-mes Asistente de Investigación: Nohelia Dalila Gutiérrez Ríos, 5 horas-mes Asistente de Investigación: B.S. Ma. Regina Herrera Valdizán, 5 horas-mes Asistente de Investigación: Oscar Ricardo Jiménez Guzmán, 5 horas-mes

TIEMPO DEDICADO AL PROYECTO

a) Período inicial de nueve meses, según contrato del 1 de febrero de 1999 (inicio de actividades 1 de marzo de 1999, finalización 31 de Noviembre de 1 999).

b) Prórroga de ejecución del proyecto para terminarlo hasta 31 de enero del año 2000 (prórroga basada en atrasos en la entrega del extrusor por parte de Talleres CS, quienes lo fabricaron).

Rector Universidad del Valle de Guatemala

RESUMEN

El presente trabajo realizado en la Universidad del Valle de Guatemala, contó con el apoyo de tres empresas industriales, Productos Alimenticios René y Cía. S.A., Alimentos Kern's de Guatemala y Central de Empaques S.A. Se llegó a obtener una harina de frijol precocida por extrusión, condimentada y no condimentada en presentaciones de una y media libra. Los costos para el harina condimentada resultaron ser de Q. 4.42, para la presentación de una libra y de Q. 2.27, para la presentación de media libra.

Similarmente, los costos para la harina no condimentada resultaron ser de Q. 4.30 para una libra y Q. 2.21 para media libra.

Para la obtención de la harina se necesitó construir un extrusor a nivel de planta piloto, el cual fue fabricado por talleres CS con especificaciones dadas por este proyecto basándose en un extrusor industrial de Productos Alimenticios René y Cía. S.A. La capacidad del extrusor construido es de 22 Kglhora y sus características de diseño se presentan en la sección de resultados (Pag. No. 20). El trabajo de fabricación del extrusor en el taller, tomó una duración de 6 meses además del tiempo de puesta en marcha, que es un factor importante en el ajuste de cualquier equipo, que duró aproximadamente 2 meses.

La extrusión se llevó a cabo a una temperatura entre 200 y 210 grados Celsius, temperatura a la cual debía de trabajarse, dado que era el unico punto en el cual el extruido se precocía y la harina cumplía con el valor nutricional de los granos de frijol, tal y como se muestra en una de las caras del niaterial de empaque, en donde se indica un valor energético para el harina de frijol extruida de 3.55 Kcallg

Para la obtención de la harina extruida, se sometió el frijol a un proceso de reducción de tamaño de partícula y así obtener una sémola de frijol, lo que requirió trabajar con un molino de martillos, obteniendo un tamaño de partícula entre 200 y 150 micrómetros, para la sémola de frijol.

Luego de la molienda, se adicionó el aceite comestible que, además de ayudar al cocimiento del frijol, funciona como lubricante en la operación de extrusión. La mezcla sémola-aceite se hizo en una mezcladora helicoidal, la que proporcionó una distribución homogénea. Esta sémola de frijol, ya acondicionada, es la que se sometió al proceso de extrusión.

El producto de lo extruido se sometió a un proceso de molienda de donde se obtuvo un tamaño de partícula entre 200 y 250 micrómetros. Aquí es en donde se adicionó los condimentos, en las cantidades que se indican en la tabla No. 1 (Pag. No. 20) y colorante rojo FD&C No. 40 en una cantidad de 28 miligramos por libra. Este colorante se adicionó para obtener un color satisfactorio en el momento de preparar la harina en los platillos tradicionales de las amas de casa Guatemaltecas.

Se realizó paneles de evaluación sensorial para verificar la aceptación del producto terminado. Se contó con un número de 15 panelistas, obteniéndose una aceptación general del 70%. Para la obtención del producto terminado a granel (no empacado), la compañia Alimentos Kern de Guatemala donó un 40% de la materia prima, el 75% restante se compró con dinero del proyecto, como frijol negro en grano de primera. El producto terminado ya empacado para su posible venta, se obtuvo en cuatro presentaciones: Harina condimentada en una libra y media libra y harina no condimentada en una y media libra. Para el material de empaque de las cuatro presentaciones, tanto el diseño gráfico como el material, fue donado al proyecto por la compañía Central de Empaques, S.A

El material de empaque que mejor protegió el harina extruida de frijol, fue un laminado de polipropileno de baja densidad con polietileno de baja densidad pigmentado blanco.

RESUMEN

INDICE

1. INTRODUCCION

II. ANTECEDENTES Uso del proceso de extrusión en la texturización de plaritas con alto contenido proteico Proceso de extrusión

111. OBJETIVOS 3.1 Objetivos Generales 3.2 Objetivos Especificas

IV. HIPOTESIS

V. METODOLOGIA Localización

Material y Equipo

Descripción del método

Página

8

VI. RESULTADOS 6.1 Aditivos Seleccionados para la Formulación de la Harina de Frijol Extruído 20 6.2 Diseño y Montaje del Extrusor 20-21 6.3 Parámetros de Extrusión para el Frijol 22 6.4 Informacióri nutricional de acuerdo al informe del INCAP 23 6.5 Almacenamiento y Vida Util 24 6.6 Resultados de Evaluación Sensorial Y Aceptación de la Harina de Frijol

Condimentada. 24 6.7 Material de Empaque 25-27 6.8 Costo de Fabricación de Harina de Frijol 28-31 6.9 Impacto Socio-Económico 32

VII. DlSCUSlON DE RESULTADOS 33-35

VIII. CONCLUSIONES

IX. RECOMENDACIONES

X. BIBILIOGRAFIA

XI. ANEXOS Anexo A - Ejecución Financiera de los Recursos Solicitados al -FONACYT- - Monto Autorizado - Detalle Documento de Abono - . Detalle Caja Chica Anexo B - Financiamiento de Contrapartida y Otras Fuentes Anexo C - Planos del Extrusor Caracteristicas mas importantes de los componentes y - Caracteristicas de los motores Anexo D - Glosario Anexo E - Informe de laboratorio del Instituto de Nutrición de Centro América y Panamá Anexo F - Carta de Aval Anexo G - Muestra de material de empaque

INDICE DE TABLA

TABLA No. Página

1 Aditivos seleccionados para la formulación de la Harina de Frijol Extruido. 20

2 Parametros de Extrusión para el frijol 22

3 Información Nutricional de acuerdo al informe del -1 NCAP- 23

4 Valor Nutricional 23

5 Almacenamiento y Vida Util 24

6 Resultados de Evaluación Sensorial y Aceptación de la Harina de Frijol Condimentada 24

7 Costo de fabricación de harina de frijol Harina condimentada, presentación 1 libra

8 Harina condimentada, presentación Media libra 29

9 Harina no condimenta, presentación 1 libra 30

10 Harina no condimentada, presentación Media libra 3 1

1 1 l mpacto socio-económico Comparación de precios con frijol en grano y Harina "Ya Esta1'

Debido a que Guatemala es un país agricultor, que uno de los granos básicos en la dieta del guatemalteco es el frijol y que además, el frijol es un grano que posee problemas de endurecimiento e insectos en el almacenaje, se decidió trabajar en un producto que su vida útil proporcionara la alternativa de almacenar, además de reducir el consumo de energia que el guatemalteco utiliza, en el momento de cocinar el frijol, desde acondicionar el grano hasta la obtención del preparado para servirlo en la mesa. Esta reducción de consumo de energía se traduce en la utilización de menos combustible para la preparación del frijol. Dicho combustible puede consistir en gas propano, leña o carbón. Con el ahorro de estos Últimos dos, se estaría contribuyendo a disminuir la tala inmoderada de los bosques guatemaltecos.

El propósito concreto del presente trabajo, fue obtener un harina de frijol precocida por el método de extrusión, desnaturalizando los inhibidores proteicos que interfieren con la biodigestividad de los nutrientes de ese alimento.

Además de conservar el valor nutritivo del frijol por medio de la precocción, se logró entregar al consumidor un producto fácil de preparar, disminuyendo su tiempo de cocción, de tal manera que las propiedades de estabilidad del harina, se conservarán.

En el trabajo se presenta, en los antecedentes, todo lo relacionado con el proceso de extrusión, principalmente para cereales como el frijol, además, también se presentan los objetivos de la investigación, la metodología utilizada, los resultados a los cuales se llegó extruyendo primeramente maíz y arroz, para luego obtener un extruido de frijol, el cual se sometió a un proceso de molienda para obtener harina de frijol.

Finalmente, también se consignan las conclusiones que se derivarón de los resultados obtenidos y las recomendaciones pertinentes como un complemento colateral del proyecto.

II. ANTECEDENTES En la mayoria de los paises subdesarrollados la población mayoritaria depende

de la disponibilidad y acceso a los alimentos básicos. En latinoamérica la dieta en la mayoría de los grupos o poblaciones es alta en cereales y alimentos con alto contenido de almidón como plátano. En Guatemala, el maíz provee el 65% de la ingesta de calorias diarias y el 53% de la ingesta de proteína. Sabemos que la proteína suplementaria principal en esta dieta se deriva del frijol común que provee el 19% de la proteína diaria ingerida. Sin embargo, la proporción óptima debe ser 713 en peso. Lograr que se consuma esta proporción está en manos únicamente del propio consumidor, pues es quien determina finalmente las cantidades que consume y que grano es aceptable o no (Bressani,1993).

Componentes de la calidad del grano de frijol. Los factores nutricionales se clasifican en positivos y negativos. Los factores positivos son aquellos relacionados con la nutrición como: el alto nivel de concentración de proteína y alto contenido en fibra dietética. Los factores negativos se agrupan en dos: factores antinutricionales y factores negativos relacionados con la nutrición Los factores antinutricionales incluyen inhibidores de enzimas, hemaglutininas, factores que causan flatulencia, taninos, saponinas y ácido fitico. Los factores relacionados con la nutrición incluyen baja digestibilidad de carbohidratos y proteínas, deficiencia de aminoácidos azufrados y fibra dietética (Bressani, 1993).

La calidad nutricional de las legumbres ha sido importante para científicos, nutricionistas y en alimentos, la razón principal es porque estos contienen relativamente grandes cantidades de inhibidores de enzímas y otras sustancias antifisiológicas que interfieren con la biodigestibilidad de los nutrientes (Bressani, 1993).

Cambios en Inhibidores Enzimáticos y Taninos. Las legumbres son conocidas por contener relativamente altas cantidades de inhibidores de enzimas y compuestos tóxicos, de los cuales la mayoría se inactiva durante el procesamiento. Los inhibidores de tripsina se reducen en la cocción a presión atmosférica, baja presión y enlatado. Los lnhibidores proteicos son sustancias que tienen la habilidad de inhibir la actividad proteolítica de ciertas enzimas que están distribuidas en el reino vegetal. El hecho de que algunas legumbres son particularmente ricas en estos Inhibidores proteicos ha sido un tema de bastante interés para los nutricionistas desde su descubrimiento en la soya (Bressani,1993).

La existencia de un inhibidor de tripsina termolábil en granos de soya parece ofrecer una explicación razonable que los tratamientos con calor mejoran el valor nutritivo de la proteína. El hecho de que los inhibidores proteicos son de relevancia nutricional en los granos de soya estimuló el estudio de factores similares en otras legumbres, las cuales son una fuente esencial de proteína en la dieta de muchas poblaciones alrededor del mundo. Se han encontrado reportes acerca de los efectos tóxicos que acompañan la ingestión cruda de los granos de frijol o que han sido cocidos inadecuadamente. La presencia de lectinas en el frijol común ha sido reportado desde 1908.

Se han hecho pruebas en las que se ha comprobado que el consumo de niveles bajos de hasta 0.5% de lectinas en la dieta causa problemas en el crecimiento, y el consumo de niveles mayores pueden producir la muerte. Las lectinas son destruidas por tratamientos térmicos, y se ha comprobado que estos tratamientos en seco son menos eficientes que el tratamiento húmedo. (Bressani, 1993).

Se ha encontrado que las lectinas están ampliamente distribuidas en el reino vegetal, especialmente en las legumbres, éstas tienen generalmente bajos niveles nutricionales a menos que sean sometidos a tratamientos térmicos. Las lectinas tienen la habilidad de aglutinar los glóbulos rojos en la sangre, e interactuar con otros grupos de sustancias en la sangre. Efectos del Procesamiento. El procesamiento térmico de las legumbres destruye las sustancias antifisiológicas sin embargo, éste puede dañar la calidad nutricional de éstas si las condiciones del proceso no están definidas y controladas.(Bressani,1993). Cocción húmeda. El método más común para preparar frijol para consumo es cocinándole en exceso de agua para permitir su hidratación. Todo el objetivo de los diferentes procesos de hidratación es reducir al máximo el tiempo de cocción. (Bressani, 1993) Mecanismos de cocción. La hidratación de los granos es importante; además de que suaviza la semilla, el agua participa en reacciones químicas como la desnaturalización de la proteína y la gelificación del almidón. El valor de hidratación se ve aumentado por el uso de agua caliente. (Bressani,1993). Efecto en la Calidad de la Proteína. Es difícil establecer el efecto del método de cocción convencional en la calidad de la proteína. Sin embargo, si se asume que todos los factores antinutricionales han sido inhibidos, no importando sí la cocción se hace a presión atmosférica o no, la cocción en agua mejora la calidad de la proteína (Bressani, 1993).

Uso del proceso de extrusión en la texturización de plantas con alto contenido proteico.

Los estudios de extrusión para estos procesos se iniciaron en 1960 y han venido desarrollándose desde entonces, ya que este equipo posee altas capacidades de producción, produce productos fibrosos, tiene pocos ó ningún afluente de subproductos, lo cual implica menores problemas de disposición de los mismos; además de esto la extrusión es un proceso mucho más económico que otros (Harper,l981).

Fuentes proteicas

Los granos de leguminosa son considerados como una buena fuente de proteínas. Entre estos se encuentran los frijoles, los cuales constituyen un alimento muy común alrededor del mundo y además, es considerado como base en la fuente proteica en la dienta de los países en vías de desarrollo (Harper, 1981).

Debido a los largos tiempos de preparación y de cocción, y a su poca digeribilidad este grano posee bajos niveles de consumo (Harper, 1981).

El cocimiento mediante extrusión de estos granos ofrece posibilidades para superar estas dificultades (Harper, 1981).

Los granos de leguminosa se han dividido en dos grandes grupos: 1. Vicieae, que incluye la lenteja, garbanzos, etc. 2. Phaseoleae, que incluye los frijoles.

Estos granos tienen normalmente de 20 a 25% de proteínas, y bajos niveles de lípidos (Harper,l981).

Como anteriormente se mencionó las lectinas y los inhibidores de tripsina se pueden desnaturalizar con la aplicación de calor en donde el proceso de extrusión juega un papel importante por las temperaturas que puede alcanzar (Harper, 1981).

Proceso de Extrusión

El Extrusor consta de un tornillo sin fin el cual rota dentro de un cilindro. Los ingredientes crudos son premolidos y mezclados antes de ser introducidos al extrusor, muchas veces también son humedecidos y calentados. La acción del movimiento de las aspas del tomillo empuja el alimento hacia adelante, y con ello se logra mezclar todos los ingredientes y obtener una masa firme. Se le añade calor al alimento siendo procesado mientras que este pasa a traves del tomillo, mediante uno o más de tres mecanismos (Harper,l981).

Mientras que el alimento húmedo y caliente se mueve a través del Extrusor, la presión dentro del cilindro aumenta debido a la restricción de espacio en la abertura de la salida. Debido a que las aspas del tornillo del Extrusor están completamente llenas, el producto está sujeto a altas fuerzas de tensión mientras es transportado al otro extremo del Extrusor (Harper, 1981).

La cocción por medio de extrusión combina el calentamiento de los alimentos y el acto de extrusión, lo cual produce alimentos cocidos en cierta forma. Este proceso es utilizado en el procesamiento de alimentos húmedos y con altos contenidos de proteínas y almidones para obtener una masa firme de alimentos cocidos. La cocción se logra mediante la aplicación de calor, este puede ser aplicado directamente introduciendo vapor o indirectamente utilizando camisas eléctricas, y la disipación de energía mecánica debido a la fuerza de tensión proporcionada por el tomillo y la masa dentro del Extrusor. El resultado de la cocción de los ingredientes del alimento durante la extrusión es la gelatinización de los almidones, desnaturalización de las proteinas, y la inactivación de varias enzimas que poseen los alimentos crudos, los cuales pueden causar el deterioro de los alimentos durante cierto tiempo de almacenamiento; la destrucción de sustancias tóxicas tales como los inhibidores de tripsina, y la disminución de microorganismos (Harper, 1981).

Cambios de almidón durante la extrusión

Para diferenciar los efectos del proceso de extrusión en los cereales se han usado diferentes técnicas para identificarlos: A. Pruebas físicas

Estas consisten en mediciones de viscosidad, expansión del producto en la salida, fuerza de la tensión, etc.

a. Prueba amilográfica, se basa fundamentalmente en mediciones de humedad.

b. lndice de consistencia. c. Radio de expansión. d. Fuerza de tensión, se mide en base a compresión.

(Harper, 1981). B. Pruebas Químicas

a. Gelatinización, basada en la digestión selectiva mediante enzimas. . b. lndice de absorción de agua, basada en la medición del agua absorbida.

c. lndice de solubilidad en agua, medición del sobrenadante obtenido del índice de absorción de agua.

d. Dilución acuosa etanol-carbonato soluble. Medición de dextrinas por extracción con etanol acuoso al 80%.

e. Carbohidratos solubles en agua. Medición de Gelatinización con extracción por medio de agua, determinando la cantidad de carbohidratos solubles en ella. (Harper,l981)

III. OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL

- Desarrollar un alimento para consumo humano consistente en una harina de frijol negro precocida por medio de extrusión.

3.2 OBJETIVOS ESPEClFlCOS

3.2.1 Desnaturalizar los inhibidores protéicos provenientes del grano de frijol que interfieren con la biodigestibilidad de los nutrientes.

3.2.2 Establecer experimentalmente, las condiciones óptimas de trabajo del extrusor, como lo son la temperatura, contenido de humedad, aceite y tiempo de residencia, así como el tiempo de calentamiento para la precocción, a plena carga del extrusor.

3.2.3 Determinar experimentalmente, el tiempo de residencia y temperatura al que sera sometido el extruído húmedo, en el horno durante la etapa de secado.

3.2.4 Llevar el extruído seco de frijol, por medio de la molienda, a un tamaño de partícula de 100 mesh, para la obtención de una harina de calidad comerciable.

3.2.5 Evaluar la estabilidad del producto por medio de pruebas que determinarán la acidez de grasa, humedad, pH, absorción de agua y absorción de aceite.

3.2.6 Poner a disposición de la industria alimenticia, un producto que pueda ser utilizado como materia prima.

3.2.7 Conservar el valor nutritivo del frijol negro, por medio de la precocción.

3.2.8 Entregar al consumidor un producto fácil de preparar, disminuyendo su tiempo de cocción.

IV. HIPOTESIS

Es factible obtener como producto una harina de frijol negro precocida por el método de extrusión que facilite al consumidor su preparación en la dieta cotidiana , al reducir el tiempo de cocción, y a la vez disminuir el impacto ecológico que causa la utilización de cualquier tipo de combustible para su preparación y conservando el valor nutricional, sabor y olor del frijol.

METODOLOGIA

La parte experimental de la investigación se llevó a cabo en los siguientes lugares: a) Laboratorio de Operaciones Unitarias del Depto. de Ingeniería Química de la

Universidad del Valle de Guatemala. b) Laboratorio de Química de Alimentos del Depto. de Ingeniería en Ciencias de

Alimentos de la Universidad del Valle de Guatemala. c) Laboratorio de Análisis Cuantitativo del Depto. De Química de la Universidad del

Valle de Guatemala. d) Talleres CS, 5ta. Avenida " A 1-03 Colonia Cotió zona 2 de Mixco, Teléfono

5973220

5.2 MATERIALES Y EQUIPO

' A nivel de laboratorio i crisoles i Beakers i mufla i morteros i termómetros i medidores de pH i pinzas i Balanzas analíticas i estufas con agitación i varillas de vidrio i papel filtro i embudos Buchner i vidrios de reloj i desecadoras i agitadores magnéticos i Olla de Presión i Paletas i Licuadora i Papel aluminio i Papel encerado i Espátula i Bolsas de plástico i Fósforos i Estufa de gas

A nivel planta piloto i Molino de martillo i Extrusor i Batería de tamices i Horno i Ollas i termómetros

Materia prima i Frijol i Agua i Aceite i Sémola de maíz i Sal Común i Sal de ajo i Glutamato monosódico i Colorante FD&C Rojo No. 40

Material de empaque i Bolsas de polietileno i Bolsas de 1 y % libra de laminación de polipropileno de baja densidad con

polietileno de baja densidad pigmentado blanco. i Selladora

5.3 . DESCRIPCION DEL METODO

Debido a que al inicio del proyecto no se contó con el extrusor, se estableció un método alternativo para realizar pruebas de preformulación con harina no extruida, con el objeto de tener ya una definida formulación del producto terminado, mientras se obtenia harina de frijol extruido. El método alternativo consistió en el procesamiento de la materia prima, excluyendo el uso del extrusor, hasta obtener una harina de frijol precocida. Este método se realizó para disponer de harina a corto plazo, ya que la producción vía extrusión, no seria posible, si no meses después. Con lo anterior se pudo llevar a cabo la iniciación de preformulaciónes y pruebas de degustación de las mismas, en la producción de harina de frijol condimentada. El método alternativo consistió de las siguientes etapas:

-) LIMPIEZA DEL GRANO DE FRIJOL: Durante esta actividad se realizó una selección del frijol, desechando los granos dañados u otro tipo de granos. La limpieza del grano de frijol incluyó la eliminación de tierra o algún otro material indeseable para llevar a cabo el proceso.

-) PRUEBAS DE HUMECTACIÓN DEL GRANO DE FRIJOL PARA UNA COCCIÓN POSTERIOR: Esta actividad se realizó con el fin de determinar el tiempo de residencia y el volumen de agua óptimo para la humectación. Esta actividad se llevó a cabo para la preparación de la materia prima.

3 PRUEBAS DE COCCIÓN DEL FRIJOL Durante esta actividad se estableció el tiempo de residencia y las condiciones óptimas de cocción para los granos de frijol. Con estas pruebas también se determinó si existía alguna variación entre la cocción del frijol previamente humectado y el frijol no humectado. Para ellos se procedió de la forma que se describe a continuación: + Pruebas de cocción del frijol previamente humectado:

l . Acondicionamiento del frijol: l . 1 Se pesaron 4 muestras de frijol seco de 450.09 cada una. 1.2 Se procedió con la humectación de la siguiente manera:

1.2.1 Se colocó cada muestra en recipientes de capacidad adecuada. 1.2.2 Se les agregó el volumen de agua óptimo para su humectación

determinado en la etapa anterior. 1.2.3 Se dejó humectar por el tiempo óptimo determinado en la etapa

de humectación. 2. Cocción del frijol:

2.1 Se pesarón los frijoles humectados sin agua, para esto se siguieron los los siguientes pasos: 2.1.1 Se taró un beaker de 1 L. 2.1.2 Se coló el frijol y se midió su peso en el beaker de 1 L

previamente tarado. 2.2 Cada muestra de frijol se colocó en una olla de presión de capacidad

de 5.7 litros. 2.3 Las muestras se cocieron a diferentes tiempos:

2.3.1 Muestra 1: 10 minutos 2.3.2 Muestra 2: 20 minutos 2.3.3 Muestra 3: 30 minutos 2.3.4 Muestra 4: 40 minutos

2.4 Después de que cada muestra cumplió con su tiempo de cocción, la olla se enfrió con agua a temperatura ambiente.

2.5 Se abrió la olla y se midió la dureza del grano de frijol, para determinar el grado de cocción de éste, por medio de la siguiente prueba física: 2.5.1 Se tomó un grano de frijol entre el dedo mayor y el pulgar. 2.5.2 Se presionó el grano de frijol entre los dedos. 2.5.3 Se verificó si este tiene gránulos. 2.5.4 Si el frijol tiene gránulos éste todavía no está cocido.

2.6 Se pesó nuevamente cada muestra de frijol sin agua para determinar la cantidad de agua absorbida durante la cocción: 2.6.1 Se taró un beaker de 1 L de capacidad. 2.6.2 Se coló el frijol y se midió su peso en el beaker de 1 L

previamente tarado.

+ Pruebas de cocción del frijol sin humectación previa: 1.1 Cada muestra de frijol se colocó en una olla de presión con capacidad de 5.7 litros. 1.2 Las muestras se cocieron a los diferentes tiempos siguientes: 1.1 . l . Muestra 1: 10 minutos 1.1.2. Muestra 2: 20 minutos 1.1.3. Muestra 3: 30 minutos 1.1.4. Muestra 4: 40 minutos

Después de que cada muestra cumplió con su tiempo de cocción , la olla se enfrió con agua a temperatura ambiente.

Se abrió la olla y se midió la dureza del grano de frijol, para determinar el grado de cocción de este , por medio de la siguiente prueba física.

1.3 Se tomó un grano de frijol entre el dedo mayor y el pulgar. 1.4 Se presionó el grano de frijol entre los dedos. 1.5 Se verificó sí éste tiene gránulos. 1.6 Sí el frijol tiene gránulos éste todavía no está cocido. Se pesó nuevamente cada muestra de frijol sin agua para determinar la cantidad

de agua absorbida durante la cocción:

1.7 Se taró un beaker de 1 L de capacidad. 1.8 Se coló el frijol y se midió su peso en el beaker de 1 L previamente tarado.

OBSERVACION: Para obtener una transferencia de calor uniforme durante la cocción se utilizó el siguiente procedimiento:

1.1 Cada muestra de frijol se colocó en una olla de presión con capacidad de 5.7 litros.

1.2 Las muestras se cocieron a diferentes tiempos: 1.2.1 Muestra 1: 10minutos 1.2.2 Muestra 2: 15minutos 1.2.3 Muestra 3: 20minutos

1.3 Luego, se retiró la olla del fuego y se destapó para proseguir con la cocción a presión atmosférica.

1.4 Se mezcló ocasionalmente con una paleta, removiendo los frijoles adheridos a la superficie de la olla.

1.5 Se tomarón muestras de frijol cada 5 minutos. 1.6 A cada muestra se les hizo pruebas de cocción midiendo la dureza del

grano de frijol, para determinar el grado de cocción de éste, por medio de la siguiente prueba física:

1.6.1 Se tomó un grano de frijol entre el dedo mayor y el pulgar, 1.6.2 Se presionó el grano de frijol entre los dedos. 1.6.3 Se verificó sí este tiene gránulos. 1.6.4 Sí el frijol tiene gránulos éste todavía no está cocido. 1.6.5 Este procedimiento se continuó hasta que el frijolestuvo cocido. 1.6.6 Se tomó el tiempo final que se requirió para la cocción.

-) PRUEBA DE SECADO DE FRIJOL COCIDO Para poder establecer el tiempo requerido de secado del frijol para formar harina, se siguió el siguiente procedimiento: 1. Se licuó el frijol previamente cocido por aproximadamente 3 minutos . 2. Se formaron capas de frijol en bandejas de aluminio con papel encerado de

0.4cm de espesor y se pesó la bandeja previamente tarada. 3. Se introdujeron al horno a 80°C. 4. Cada 10 minutos se tomó el peso de la bandeja, determinando la pérdida de

peso por agua. 5. Este procedimiento se siguió hasta que se observó un peso constante. 6. Se formaron curvas de secado. 7. Se determinó el tiempo óptimo de secado del frijol

3 PRUEBAS DE HUMECTACION DE LA HARINA DE FRIJOL ELABORADA POR MEDIO DEL MÉTODO ALTERNATIVO Esta actividad se Ilevó a cabo para establecer un volumen base de agua requerido para elaborar frijoles volteados, colados y sopa de frijol a partir de la harina de frijol. Para ello se fue midiendo el volumen de agua que se fue agregando a la harina , en frío, hasta obtener la consistencia de frijoles volteados. También, se determinó el volumen base de aceite requerido para el freido de los frijoles volteados y colados. El volumen de agua establecido fue de 200% el peso de la harina en gramos. Y el volumen de aceite fue de 0.12mL de aceitelg de harina.

Para esto se agregó un volumen determinado de agua a punto de ebullir a un peso establecido de harina de frijol. Este volumen se varió gradualmente hasta obtener caracteristicas físicas deseadas tales como textura, consistencia y color.

3 PRUEBAS DE PREFORMULACI~N DE HARINA DE FRIJOL ELABORADA POR MEDIO DEL MÉTODO ALTERNATIVO Esta actividad se Ilevó a cabo para establecer una formulación básica de la harina de frijol condimentada que puede usarse para la elaboración de diferentes preparaciones de frijol. Para esto se condimentó la harina de frijol en base a formulaciones establecidas. Estas formulaciones se variaron hasta que se obtuvieron características sensoriales aceptables de las diferentes preparaciones de frijol.

Para la obtención de una harina de frijol precocida por extrusión, se Ilevó a cabo 'un método que consta de las etapas que se describen a continuación.

lera. Etapa: se procedió a seleccionar el frijol a utilizar, para ello se tomó en cuenta el tamaño del grano, que esté libre de insectos y su tiempo de almacenaje previo. Es importante la utilización de frijol fresco para evitar problemas en la cocción debido al endurecimiento que éste sufre durante largos períodos de almacenamiento. Luego se procedió a moler los granos de frijol para obtener sémola de frijol (granulado con partículas de 100 a 150 micrones de diámetro promedio) que es el producto adecuado que debe de alimentarse al extrusor para poder llevar a cabo la termoplastía del almidón. Está molienda se hizo a partir de grano clasificado mediante un molino de martillos que busca la disminución del tamaño de partícula. Seguidamente, se somete la sémola a la etapa de acondicionamiento.

2da. Etapa, acondicionamiento: esta etapa consistio en humedecer el frijol molido de la etapa anterior para obtener un 15% a un 18% de humedad, para ello se necesitó conocer la humedad inicial del grano, lo cual se realizó de la siguiente forma: se tomó una muestra de frijol molido y se pesó, para luego deshidratarla llevándola a peso constante. Sabiendo el porcentaje de humedad que posee el grano, se debería llevar al 15-18% previamente . Esta etapa de acondicionamiento no fue necesario llevarla a cabo, debido a que la sémola de frijol contaba con una humedad del 18% en

masa. A la sémola de frijol que ingresa al extrusor se le añadió aceite como lubricante, en una proporción de 3% en masa.

3era. Etapa, extrusión: el extrusor utilizado posee una resistencia eléctrica de 15 watios como fuente de energía térmica proporcionando una temperatura máxima de 220 OC y opera a una capacidad de 22 kg/h. Las partes principales que lo constituyen son: el tornillo sin fin, el cual gira a 15 revoluciones por minuto y cuyo largo es de 0.4 m, una camisa con rosca hembra, dentro de la cual, se mueve el tornillo sin fin un plato difusor y de descarga (ver detalles en anexo "C" pags. 45-63 ).

Para estandarizar el extrusor se hicieron pruebas con sémola de maíz y se determinaron los siguientes parámetros: humedad 12% en masa y temperatura de extrusión entre 140 a 150 'C .

Basándose en los resultados anteriores se hicieron pruebas de extrusión con frijol, 'agregandose 1,2 y 3% en masa de aceite. El porcentaje de aceite que produjo extruido precocido fue del 3% a una temperatura de extrusión entre 200 a 210 'Ic con sémola de frijol con una humedad del 18% en masa. La humedad final de la harina extruída se estableció en 8% por lo que no hubo necesidad de secarla al horno.

4ta. Etapa, molienda del extruido: el producto extruído se molió en el molino de martillos utilizando sucesivamente 3 tamices: uno de 3 mallas, otro de 7 mallas y finalmente uno de 80 mallas, con lo que se obtiivo un harina entre 200 y 250 rnicrones de tamaño de partícula.

5ta. Etapa, condirnentacion y calidad de preparación: el harina anterior se condimentó con los aditivos ya establecidos en las pruebas de preformulación anteriormente realizadas, luego el harina se sometió a 3 preparaciones caseras: frijoles volteados, sopa de frijoles y frijoles colados, con el propósito de determinar si dicha harina cumplía con las características que el consumidor busca, a la hora de hacer un platillo de frijoles.

Finalmente, se determinó la calidad del producto analizando el sabor, color, olor, apariencia y textura, para las 3 diferentes preparaciones, a la vez que se comparó con otros productos similares del mercado, como lo es el harina de frijol "Ya Esta".

6ta. Etapa, empaque: una vez comprobada la calidad del harina de frijol extruído, se procedió a empacar el producto en bolsas de una y media libra, utilizando como material de empaque bolsas de una laminación de polipropileno de baja densidad con polietileno de baja densidad pigmentado blanco.

VI. RESULTADOS

1 .- ADITIVOS SELECCIONADOS PARA LA

FORMULACIÓN DE LA HARINA DE FRIJOL EXTRUIDO

TABLA No. 1

DISENO Y MONTAJE DEL EXTRUSOR

Sal Común 2

El extrusor fue constwido por los Talleres CS ubicados en 5ta. Avenida "A1' 1- 03 Col. Cotió zona 2 de Mixco, Teléfono: 5973220 y el diseño se realizó de la manera siguiente:

Sal de Ajo

La compañia Productos Alimenticios René y Cía. S.A. (Que manufactura los productos Fillers), ubicada en Calzada San Juan 34-01, zona 7, Teléfono 5997274, por medio del Ing. Mario Zolórzano, amablemente permitió basar el diseño del extrusor a nivel de Planta piloto, en un extrusor industrial con capacidad de 250 librasthora. El equipo obtenido a nivel de planta piloto tiene una capacidad de 22 kg.hora y sus componentes son los siguientes:

1

a) Una camisa con tomillo hembra de 2 5/16 pulgadas de diámetro externo, 1 118 pulgadas de diámetro interno y de 6 118 pulgadas de largo y un tornillo sin fin de 1 pulgada de diametro externo, de 18 118 pulgadas de largo total, con 6 pulgadas de rosca, construidos de acero ASABB 8407. El acero fue templado y nitrurado.

b) Un dado de descarga construido de acero ASABB 8407, templado y nitrurado. Con las siguientes medidas: 2 118 pulgadas de diámetro externo, 1 314 pulgadas de diámetro interno y espesor de 1 5/16 pulgadas. El dado tiene un orificio de descarga de 118 de pulgada.

Sal de ~e bx-------ppp------̂ --- 2 -

Acentuador del Sabor (Glutamáto monosódico)

- - - - - - c ~ r a n ~ ~ o j o 40 - ~ ..

1

0.0662

c) Una tolva de alimentación construida de acero inoxidable, con medidas de 10 pulgas por 14 pulgadas.

d) Un banco de soporte, donde está montado el extrusor, fabricado de hierro negro (acero comercial) con medidas de 19 pulgadas de ancho, 36 pulgadas de largo y 31 pulgadas de ancho, 36 pulgadas de largo y 31 pulgadas de alto. Construida de hierro negro (acero comercial).

e) Un sistema de transmisión de cadena y 2 sproket, uno de 36 dientes y otra de 18 dientes.

f ) Un motor eléctrico principal trifásico de 2 hp y 220 V .

g) Una caja reductora de 2 hp, con relación de engranaje de 10:l

h) Un motor eléctrico para sistema de corte, de 314 hp, monofasico y 110 V .

i) Dos chumaceras de banco para eje de 1 114 pulgadas de diámetro

J) Una resistencia tipo abrazadera de 1,500 watios de 2 114 pulgadas de diámetro interno.

k) Un sistema eléctrico variador de velocidad para el sistema de corte.

1) Un sistema eléctrico que incluye botonera de parada y arranque y control de apagado y encendido de la resistencia.

m) Dos juegos de cuchillas para sistema de corte.

n) Caja de herramientas para desarmar y armar el extrusor

NOTA: Todos las medidas se dan el sistema inglés, debido a que en ese sistema trabajó, Talleres CS.

En el anexo "C" ( Pags. No. 45-63) se presentaran los planos del extrusor, las características mas importantes de los componentes y las características de los motores.

El diseño final del extrusor se logró debido a la serie de sugerencias y modificaciones realizadas por el investigador principal del proyecto y que fueron dadas a los dirigentes de Talleres CS. El extrusor a nivel de planta piloto es capaz de extruir los siguientes materiales: maíz, arroz, papa, frijol y ajonjolí.

' Para mejorar el calentamiento del dado de descarga, él asistente de investigación Oscar Jiménez, construyó una cámara de aislamiento de fibra de vidrio forrada con lámina galvanizada, con las siguientes medidas: largo 36 cm, ancho 29 cm, alto 28 cm y espesor 4 cm

PARAMETROS DE EXTRUSION PARA EL FRIJOL

Para estandarizar el extrusor construido a nivel de planta piloto, se hicieron pruebas de extrusión con sémola de maíz, adquirida en Molinos Modernos, Quetzaltenango. De tal manera que, una vez fijos los parámetros para extruir maíz, se tomaron como referencia y se determinaron los parámetros de extrusión del frijol, los resultados obtenidos, para una velocidad fija de extrusión de 22 Kg/hora, se muestra en la siguiente tabla.

TABLA No. 2

Sémola de frijol 18 3 -

Sémola de maíz 12 - --

La humedad de la harina extruida, en forma experimental, se estableció en 8% en masa.

INFORMACION NUTRICIONAL DE ACUERDO AL INFORME DEL INCAP

TABLA No. 3 --- .........

,l~entificacir)~n',d&la:,Muest@ja;t;;:;~~;:,~.~''c;. r. .;. . t., ..-S t:. ., . HARIN ERUOL',;.-,.I':j>.: ..;',;:. , , . ,,... -- , , ,:.;, c-,.,7 %; ,;,; ..,"i;,:i* ..,yy$+ ,; *y.; ;$* ;- vi+'"* *-*,; ?..s.... ... ., :,. *.:('r'..: ,. . . :

. .. . . .: .=?,., .--a ,,."FyF +.q. - .!-:..:: h. . . , -- ::: . l . : .,.,?: , a .~~~:1;:'+~.~!~~~<!~;;&&@f#o6,024;~;;;~;y~:;~;*.;:~~~~j; , . . . . "

-I ..i1C..---

8.7% en peso -- 22.2%

1 Grasa cruda 1 1.7% en peso 1 --- Ceniza 4.64%

62.8% en peso

Carbohidratos totales -- en peso --- l Fibra Cruda - 5.72% en peso 1 Eneraía 355 Kca1/100 a

Para facilidad del consumidor del producto, en el empaque, basandose en la tabla No. 2, se lista la siguiente información.

TABLA No. 4

Ver el informe de laboratorio del Instituto de Nutrición de Centro America y Pánama -1NCAP-. en anexo No. "E" (página No.65)

Humedad Proteína Grasa --

Ceniza - Carbohidratos totales -- - Fibra

b e r g í a --

- 8.7% en peso - - 22.2% en peso - 1.7% en peso

4.64% en peso -- 62.8% enpeso 5.72% en peso 3.55 Kcallg

ALMACENAMIENTO Y VIDA UTlL

TABLA No. 5

Almacenar en un área del calor y de sustancias volátiles. --

A las condciones anteriores el producto tiene una vida Útil ( o vida anaquel ) de 6 meses aproximadamente

RESULTADOS DE EVALUACION SENSORIAL Y ACEPTACION DE LA HARINA DE

FRIJOL CONDIMENTADA

TABLA No. 6

1 Awariencia 1 ------ 1 33.33 50.00 1 16.67 1 -- -A-

Aroma Sabor General 16.67' 58.33 25.00 .- Consistencia 8.33 41.67

L Sal 8.33 66.67 ------

Los resultados de la evaluación sensorial tipo preferencia de la harina de frijol condimentada, comparada con una harina de frijol comercial marca "Ya Esta", son:

-- --- / No hay preferencia significativa por los jueces para un nivel de significancia - del + T I ACEPTACION GENERAL: en una escala de valores de O a 10 se obtuvo una calificación de 7, lo que implica una aceptación general del 70%

Nota: La harina de frijol comercial marca "Ya Esta", no es fabricada por el proceso de extrusión y no se encuentra en supermercados o abarroterias, pues solo es vendida en la sala de ventas de la fábrica "YA ESTA", 40 Ave. 1-25 zona 2 de Mixco.

Material de Empaque

De acuerdo a los requerimientos del producto terminado obtenido, el empaque que mejor lo protege, en cuanto a barrera contra la humedad y el oxígeno, es un empaque constituido por laminación de polipropileno de baja densidad con polietileno de baja densidad pigmentado blanco, de acuerdo al diseño que se adjuntan. Las dimensiones de las bolsas para las dos presentaciones, son las siguientes:

Una Libra: 22 centímetros de largo por 15 centímetros de ancho

Media Libra: 18 centímetros de largo por 13 centímetros de ancho

El empaque, fue amablemente donado al proyecto por la Empresa Central de Empaques S.A., ubicada en Av. Petapa 56 Calle, zona 12, Teléfono 4792687 y es importante hacer notar que dicha empresa manufacturó para el proyecto, 500 bolsas de una libra y 500 de media libra, este pedido, en condiciones normales, tiene un costo de mil quinientos Dólares (Q. 11 775.00 al cambio de Q. 7.85/DoIar).

Sin embargo, el costo del material de empaque que se consigna en el costo del producto, es aquel que sería si se hacen pedidos de 500,000 bolsas, estos costos para ambas presentaciones son: una libra $22.17/millar y media libra $17.77/millar.

500,000 bolsas es lo mínimo que Central de Empaques manufactura por pedidos y ese sería el pedido mínimo que una fábrica de harina de frijol extruida, debería de hacer para el material de empaque.

COSTO DE FRABRICACION DE HARINA DE FRIJOL

TABLA No. 7

1-d PRODUCCION Libraslmes

Material 1 Costo

10000 lb 212.77 lb

, 212.77 lb 106.38 lb 106.38 lb 0.3 lb 1000 lb

Agua, Télefono

Alquiler

1

SUELDOS (3 p

LIBRAS DE FRIJOL (94%) Sal de cebolla (2%)

Sal (2%) Sal de qjo (1 %)

Glutamato Colorante

Desperdicio de frijol

350.00

3000.00 I 1 l 1

En Q. 20000.00

1 275.00 31 5.00 375.00 260.00 140.00

1 2000.00 Empaque

Energía Eléctrica

Depreciación Equipo

3000.00

820.00

1850.00

investigadores) SUELDO (investigador

6000.00

asociado - SUELDO (investigador

COSTO DE UNA LIBRA DE FRIJOL EX'TRUIDA Q. 4.42

3000.00

principal) 4000.00 TOTAL Q. 44185.00

TABLA No. 8

PRODUCCION Libraslmes

- %-

1000 lb

-

Costo En Q. 20000.00 275.00 315.00 375.00 260.00 140.00

Cantidad

10000 lb 212.77 lb 212.77 lb 106.38 lb 106.38 lb 0.3 lb

Energía Eléctrica Agua, Télefono


asociado -- -- - . .- -- - SU ELDO (investigador

4000.00

--

Material

LIBRAS DE FRIJOL (94%) Sal de cebolla (2%)

Sal (2%) Sal de ajo (1%)

Glutamato Colorante --- --- -----m

Desperdicio de frijol Empaque

820.00

350.00

Alquiler Depreciación Equipo

1 TOTAL Q. 45385.00

--~- ---e.--

2000.00 3000.00

3000.00

1850.00

COSTO DE MEDIA LIBRA DE FRIJOL EXTRUIDA Q. 2.27

TABLA No. 9

PRODUCCION Libradmes Cantidad Material Costo

En Q. 10000 lb

0.3 lb 1000 lb

Energía Eléctrica

Agua, Télefono

1 t 1

SUELDOS (3

LIBRAS DE FRIJOL (94%) Colorante

Desperdicio de frijol Empaque

820.00

350.00

Alquiler


20000.00 140.00 2000.00 3000.00

3000.00

1850.00


prin*all - - - - 1 4000.00 TOTAL Q. 42960.00

6000.00 -

asociado SU ELDO (investigador

COSTO DE UNA LIBRA DE FRIJOL EXTRUIDA Q. 4.30

3000.00

TABLA No. 10

COSTO DE MEDIA LIBRA DE FRIJOL EXTRUIDA Q. 2.21

Es importante observar lo siguiente:

Empaque

Energía Eléctrica Agua, Télefono

Alquiler


SUELDOS (3 investigadores)

SUELDO (investigador asociado

SUELDO (investigador principal)

a) Los costos finales anteriores para una fábrica a nivel industrial, por sus altos costos de operación, podrían aumentar entre un 15% a un 30%.

3000.00

820.00

350.00

3000.00

1850.00

6000.00

3000.00

4000.00

b) De igual forma, si el producto terminado del proyecto fuera de una compañía industrial en la que se debe de percibir utilidades, los costos de el harina extruida empacada, anteriormente apuntados, deben de aumentarse como minimo en un 30% o mas, de acuerdo a las utilidades que se deseen obtener.

TOTAL Q. 4416000

IMPACTO SOCIO-ECONOMICO

COMPARACIÓN DE PRECIOS CON FRIJOL EN GRANO Y HARINA "YA ESTÁ"

Se tomó como referencia los precios de frijol negro en grano, a nivel de supermercado de lera. Y 2da. Calidad, cuyo producto está empacado y limpio. Y a nivel de mercado cantonal, cuyo producto no está empacado y se vende sucio, con un 25% de perdida al limpiarlo. La siguiente tabla muestra los precios comparativos.

TABLA No. 11

'El precio de venta del harina "Ya Esta" es de Q. 4.92 por cada media libra.

Limpio

Harina del Proyecto

Harina "Ya Esta" *

Hay que hacer notar que los valores del frijol negro en grano de lera., 2da. Y 3ra. calidad, con relación a un producto ya cocido o frito, aumentan hasta en un 40%, mientras que la harina del proyecto aumenta solo entre un 10 a un 15%, su valor, al obtener el producto ya frito o cocido, listo para servirlo en la mesa.

3.33

4.42

9.84

---

---

55.1

24.7

--m

---

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Durante el proyecto realizado se obtuvo una harina de frijol precocida por extrusión, la cual es presentada de dos formas: una condimentada y otra sin condimentación. A la harina condimentada se le agregó sal comlin, sal de ajo , sal de cebolla y glutamato monosódico (como acentuador del sabor) en la proporción que puede observarse en la Tabla No. 1, ( página No. 20), en la sección de Resultados. Se decidió adicionar sal de ajo en menor proporción ya que por sus caracteristicas organolépticas , ésta era demasiado intensa y evitaba que el sabor característico del frijol fuera percibido. Para aumentar la percepción del sabor de frijol, se le agregó glutamáto monosódico, que por sus caracteristicas químicas, realza el sabor del fruol. Todos los aditivos son solubles en agua, por lo que al preparar el frijol para una dieta normal, son compatibles con la harina y favorecen su degustación.

Se le adicionó un colorante Rojo FD&C No. 40, ya que este mejoraba la apariencia del frijol frito (frijoles volteados). Al preparar el harina del frijol precocido sin colorante, se pudo observar que el color de éste era oscuro con un tono azulado, lo cual debe evitarse para que el producto sea agradable a la vista. Se decidió, entonces, adicionar colorante, ya que este provocaba que el frijol preparado tuviese un tono café oscuro, con lo que se mejoró en gran medida, su apariencia.

En las condiciones de operación del extrusor para el procesamiento del frijol, ver Tabla No. 2 sección Resultados (Pag. No. 22), se puede observar que la temperatura del extrusor es alta. Durante el procesamiento, se determinó que a temperaturas menores, el frijol no se precoce ; por lo que el harina que se formaba no poseía caracteristicas adecuadas como sabor, consistencia, color. Al extruir el frijol a temperaturas mayores, el frijol sí se precoció por lo que su consistencia mejoró, siendo esta más espesa y menos granulosa; el sabor era más intenso y el color mejoró visiblemente, ya que el harina de frijol no precocido , al prepararse se tornaba de un color oscuro con tono morado. Se le agregó 3% de aceite , ya que por las propiedades lubricativas del aceite, el calor era mejor transferido a la sémola de frijol y por lo tanto este extruía más fácilmente y se precocía mejor. También mejoraba el flujo del frijol a través del extrusor, sin que se quemará la séniola dentro del extrusor. La humedad inicial del frijol (18% en masa) fue adecuada, ya que con esta humedad sí se logró la precocción del frijol, ayudando a la pregelatinización de los almidones en el frijol y mejoró la apariencia física de éste.

Se puede observar, en la tabla No. 3 sección Resultados (Pag. No. 23) , que el harina de frijol es bastante nutritiva. Posee 355 kilocalorías por cada 100 gramos de harinal, lo cual es una fuente de energía relativamente alta. El porcentaje de proteínas es también bastante alto, siendo este el 22% en peso, por lo cual éste producto es una buena fuente vegetal de proteínas, si se toma en cuenta que las legumbres son los vegetales con mayor contenido de proteínas, pues sus niveles de proteína cruda, están entre 17 y 39.4% en peso.

Para obtener el harina terminada del frijol extruido, se utilizó un molino de martillos con tres tamices, uno de 7 mallas, otro de 25 mallas y el otro de 80 mallas, con lo que se obtuvo un tamaño de partícula entre 200 y 250 micrones. Por el diseño del molino la distribución de tamaño de partícula no fue uniforme y también se obtuvieron partículas menores de 200 micrones. Para obtener partículas finas, se procedió a remoler la harina extruida con lo que se mejoró la textura del producto terminado, que dio como consecuencia la aceptación general de un 70%. Sin embargo, el desperdicio fue hasta de un 40%.

La finura de la harina y los rendimientos, se mejoran considerablemente utilizando un molino de impacto, molino que no tiene disponible la Universidad del Valle de Guatemala.

Debido a sus características físicas, el harina de frijol debe guardarse en un área seca, ya que el harina tiende a ser altamente higroscópica y puede absorver agua del ambiente. Esto debe evitarse para que el crecimiento de microorganismos no se lleve a cabo y para que las características fisicas del harina sean mantenidas a lo largo de toda su vida anaquel. Tambien debe evitarse el excesivo calor, ya que éste acelera la descomposición de los nutrientes presentes en el harina. El harina es capaz de absorber sustancias volátiles, por lo que debe evitarse su exposición a estas substancias, pues de lo contrario se alteraría el sabor del producto terminado.

El harina se sometió a una prueba de aceptación con 15 panelistas para evaluar sus características organolépticas. Para esto, el harina se corriparó con una harina del mercado, marca "Ya Esta". Esta prueba mide el deseo de una persona para adquirir un producto, que es lo que constituye la aceptación del mismo y no sólo depende de la impresión agradable o desagradable que el juez reciba al probar el alimento, sino también de aspectos culturales, socioeconómicos, de hábitos, etc. Debe observarse, que esta prueba no está destinada a evaluar una formulación específica, sino a determinar si una formulación desarrollada, podría competir con una marca comercial conocida del mismo producto y si ésta, tendría aceptación entre los consumidores. Los resultados de esta prueba se presentan la tabla No. 6, sección de Resultados (Pag. No. 24). En esta tabla puede observarse que, la apariencia no es un factor determinante en su aceptación, tampoco el color en sí . Sin embargo, el aroma y el sabor general sí lo son, ya que su calificación varía mayormente entre muy buena y buena. Se puede concluir también de la prueba que su condimentación es adecuada.

Tambien se sometió el harina a una prueba de preferencia, aquí simplemente se deseó conocer si los jueces prefieren una cierta muestra sobre otra. Esta prueba no busca determinar si los jueces pueden distiriguir entre dos muestras, sino que se quiere evaluar si realmente prefieren determinada muestra. La prueba es muy sencilla y consiste nada más en pedirle al juez que diga cuál de las dos muestras prefiere. Para procesar los resultados se utilizó el procedimieiito sugerido por Roessler y Colaboradores (Andazúa-Morales, 1994), donde se localiza el número de jueces que intervinieron en la prueba y entonces, se encuentra en el número mínimo de respuestas coincidentes para que haya diferencia significativa. En nuestro caso, se trabajó con un nivel de significancia de un 5% que es el que generalmente se usa. El valor encontrado, según el procedimiento de Roessler y Colaboradores, indicó cuántos jueces debieron haber preferido una cierta muestra, para que en realidad, se obtuviera preferencia significativa.

En conclusión, se puede afirmar que el harina de frijol precocida por extrusión, tuvo una aceptación general del 70% entre los panelistas. Sin embargo, no existe una preferencia significativa sobre otra marca del mercado.

El empaque utilizado para la presentación del harina de frijol está fabricado de una laminación de polipropileno de baja densidad con polietileno de baja densidad pigmentado blanco. Este empaque tiene la especificación del fabricante, de proteger contra la humedad, la luz y el oxígeno. Lo anterior da como resultado prolongar la vida anaquel ó la vida litil de la harina de frijol extruida. Las laminaciones de polipropileno y polietileno evitan el paso de la humedad, al igual que el de la luz, además de esto, la coloración blanca del empaque refleja la luz que pudiese llegar al harina. Finalmente, el arreglo laminado es una barrera relativa contra el oxígeno.

Los costos calculados, de producto terminado, por libra y media libra de harina de frijol extruido fueron calculados en base al equipo de trabajo del proyecto, tomando en cuenta la infraestructura del Laboratorio de Operaciones Unitarias, del Departamento de lngenieria Química de la Universidad del Valle de Guatemala. Estas condiciones son totalmente diferentes a las condiciones que puedan darse en una fabrica industrial por lo que se estima que, por los altos costos de operación que puedan tener estas fábricas, los valores que se consignan en las tablas No. 7, No. 8, No. 9 y No. 10 (Pags. 28, 29, 30 y 31) podrían aumentar hasta un 30% y a este valor aumentado, se le debe de incrementar la utilidad que las fabricas industriales desean percibir sobre sus productos. Esta utilidad va como minimo, desde un 30% sobre el costo del producto hasta un 100%. Por todo eso, los costos presentados son considerablemente bajos comparados con precios de venta reales en el mercado.

Se considera que el producto terminado del proyecto tiene un impacto socioeconómico positivo ya que comparados los costos obtenidos del producto del proyecto, aún aumentandoles hasta un 50% de costo de utilidades, en relación a la harina "Ya Esta", todavia el producto del proyecto es más económico. Comparados con frijol en grano de primera y segunda calidad de supermercado, resulta más ventajosa la harina, ya que ésta solo necesita un cocimiento adicional de 20 minutos, lo que deja un ahorro en el proceso de preparación del alimento principalmente en consumo de combustible para cocimiento.

Con relación al frijol en grano de tercera calidad de mercado cantonal, aunque este es mucho más barato, el mismo normalmente lo venden sucio y el consumidor, si no tiene olla de presión, utiliza como mínimo, hora y media para el cocimiento y preparación del alimento. Lo anterior redunda en inconveniencia y posiblemente, en aumento del costo por libra del alimento obtenido, a partir del grano de frijol de tercera. Por lo que la harina del proyecto vendría a ser una alternativa más económica y fácil de usar.

CONCLUSIONES

1. Para la harina de frijol condimentada, los aditivos adecuados para mejorar en general el sabor del producto terminado, así como resaltar el sabor característico a frijol, resultaron ser sal común, sal de cebolla, sal de ajo y glutamato monosódico, este Último se empleó como acentuador del sabor. Las proporciones balanceadas encontradas experimentalmente, se muestran en la tabla No. 1 (Pag. No.20)

2. Para mejorar la apariencia y color final del frijol ya cocido o frito, se adicionó colorante rojo FD&C No. 40 en la proporción de 0.0062°/~, el colorante utilizado tiene una pureza del 99%.

3. La capacidad del extrusor construido, a nivel de planta piloto, es de 22 Kglhora, tanto para extruir frijol como para extruir maíz y arroz. El material de construcción para el tornillo sin fin y la camisa es de acero ASABB 8407.

4. Por medio del proceso de extrusión de la sémola de frijol, se desnaturalizaron los inhibidores protéicos del grano de frijol, lo cual se comprobó con la biodigestibilidad del producto terminado.

5. Las condiciones Óptimas de trabajo del extrusor, construido a nivel de planta piloto, establecidas experimentalmente, fueron: temperaturas de extrusión entre 200 y 210 'C. Contenido de humedad de la sémola de frijol, 18% en masa. Contenido de aceite comestible lubricante, 3%. La variable tiempo de residencia no aplica para el presente proceso. Tiempo de calentamiento del extrusor para la precocción, 1 hora.

6. La humedad final del frijol extruído se situó en 8%. Como la humedad del producto comercial está entre 7 y 9%, no hubo necesidad de secar al horno el extruído humedo.

7. Por no encontrar en el mercado local un tamis de 100 mesh, se procedió a moler el extruído en el molino de martillos utilizando los siguientes tamices: 7 mesh (mallas), 25 mesh (mallas) y 80 mesh (mallas), con lo que se obtuvo una harina con tamaño de partícula entre 200 y 250 micrones.

8. La humedad del producto terminado fue del 8%. La acidez de grasa así como la absorción de aceite no aplican al producto terminado obtenido. Por otro lado las pruebas de anaquel de la harina de frijol extruído, determinaron que dicho producto debe de almacenarse a temperatura ambiente, en lugar seco, lejos del calor y de substancias volátiles.

9. En cuanto a energía, la harina de frijol extruida proporcionó 3.55 Kcallg. En cuanto a nutrientes el resultado fue de un 22% en peso de proteínas, valores que no varían con respecto al grano de frijol. Por lo tanto se puede afirmar que la harina extruída conserva el valor nutritivo del grano de frijol.

10. Según las pruebas organolepticas, la harina de frijol extruida obtuvo un 70% de aceptación general.

11. El material de empaque que resultó mas adecuado, para proteger contra la humedad, el oxígeno y exesiva luz la harina de frijol extruida, fue un laminado de polipropileno de baja densidad con polietileno de baja densidad pigmentado blanco.

12. El costo del producto terminado para las 4 presentaciones fue el siguiente:

Una libra harina condimentada: Q. 4.42 Media libra harina condimentada: Q. 2.27 Una libra harina no condimentada: Q. 4.30 Media libra harina no condimentada: Q. 2.21

13. El costo de la libra de harina extruida ya empacada resultó ser un 11.6% menor que el precio de venta de frijol en grano de primera calidad y un 3.9% menor que el precio de venta de frijol en grano de segunda calidad. Mientras que, respecto al frijol de tercera calidad, el costo del producto terminado del proyecto fue un 43.4% y 24.7% más alto para frijol sucio y frijol limpio, respectivamente. Con respecto al harina de frijol "Ya Esta", el costo del harina del proyecto resultó ser un 55.1% menor que el precio de venta del harina "Ya Esta".

IX. RECOMENDACIONES

1. Aunque el harina terminada del proyecto tiene textura y color bastante aceptables, esto se podría mejorar con una molienda más fina. Por lo anterior se recomienda, utilizar un molino de impacto para obtener harina extruida con tamaño de partícula de 300 micrones o más y obtener así, una textura mucho mejor que la de los productos similares del mercado.

2. Se recomienda realizar un estudio con harina de frijol negro y saborizantes como queso, picante, barbacoa y verificar su aceptación. Para ofrecer distinta variedad del frijol negro.

3. Se recomienda realizar procesos similares con frijol colorado y blanco, para ofrecer harina con usos similares a la harina extruida del frijol negro del proyecto, para platillos típicos de la dieta Guatemalteca.

4. Se recomienda comercializar esta harina, ya que su precio es accesible y solo se requiere de un cocimiento complementario de 20 minutos adicionales.

5. Se recomienda realizar mezclas de frijol y otros granos como maíz y ajonjolí, para la elaboración de platillos especiales que pudieran formar parte de la alimentación diaria de los Guatemaltecos.

1. Andalzua-Morales,A. La evaluación sensorial de los alimentos en la teoría y la practica. Editorial Acribia, S.A. España. 1994.

2. Badui, S. Química de los Alimentos.3ra. Edición. Editorial Alhambra Mexicana. México. 1993.

3. Bressani, R. Grain Quality of Common Beans. Food Reviews Intemational. 1993.

4. Elías, L. Soto, A. y R. Bressani. Métodos para Establecer la Calidad Tecnolóqica y Nutricional del Friiol. INTECAP. Guatemala.

5. Harper, J. Extrusion of food. Editorial CRC Press, Incl. Volumen 1 y 2. Florida. 1981.

ANEXOS

ANEXO A:

Ejecución financiera de los Recursos Solicitados al FONACYT

LlNEA FODECYT

NOMBRE DEL PROYECTO: HARINA DE FRIJOL PRECOCIDA POR EXTRUSION EN PRESENTACIONES DE MEDIA Y UNA LIBRA No. DE PROYECTO: 9 INVESTIGADOR PRINCIPAL: ING. EDUARDO CALDERON GARCIA MONTO AUTORIZADO: Q. 123,640.00 SEGUNDA CONVOCATORIA

( Saldo Real: 1 l $ o z $ q Sub Total

(-) Reintegros Total de Gastos

19,632.63 5E.88

19,042.95

DETALLE DOCUMENTO DE ABONO PROYECTO No. 9

ING. EDUARDO CALDERON SEGUNDA CONVOCATORIA

Fecha Cheque No. Monto Documento Diferencia

19-01 -00 24-1 1-99 13-04-99 23-03-99

16-03-00

DETALLE DE CAJA CHICA DEL PROYECTO No. 09 ING. EDUARDO CALDERON SEGUNDA CONVOCATORIA

Monto Total Total Doc. Diferencia

679 560

1045246 1045277

863

(-) Reint. TOTALES:

TOTALES:

27,957.05 589.88

27,367.17

REINTEGRO 1 589.88

- -

(8.Cl0.00) 8,800.00, 3,000.00

(2,410.12)

1,657.05

-- 13,20@0-_ 8,800.00 3,000.00

-- 1,300.00

27,367.1 7

27,367.17

EQUIPO 22,000.00 -- 535.00

296.01

- -

22,831 .O1

MANTElVlMlENTO 350.00 325.00 235.00

-

1,000.00

TOTAL

- -- 589.88 - -

1,657.05 22,000.00

2,410.12 1,300.00

27,957.05

IMPRESION 47.50

1,300.00

GRANOS 17.30

143.00 103.40 75.00

100.00 120.00 242.00

800.70

589.88

- 27,367.1 7

LABORATORIO 695.20

-

- - --

MAT. Y SUM 10.00 29.95 22.95 66.05 19.00 82.90 47.90

218.00 40.70

121.11 34.20

-

TOT&

-

-- --

1,347.50 692.76 695.20 27,367.1 7

ANEXO 6:

Financiamiento de Contrapartida y Otras Fuentes

1. Contrapartida:

El financiamiento de la contrapartida fue de ciento veintitrés mil quinientos quetzales (Q. 123,500.00) distribuidos en los siguientes rubros:

+ Tiempo del investigador principal dedicado al proyecto. + Infraestructura + Uso de instalaciones del Laboratorio de Operaciones Unitarias y del

Laboratorio de Alimentos con suministros de agua potable, energía eléctrica, etc.

+ Servicios Secretariales + Artículos y útiles de oficina + Uso de equipo de computación + Uso de fotocopiadora + Uso de maquinaria y equipo como:

Horno, molinos, equipo para cocción de frijoles, muflas, mobiliario y equipo para pruebas sensoriales.

2. Otras Fuentes

2.1 Durante la ejecución del proyecto se entró en arreglos con la compañia Alimentos Kern's de Guatemala S.A., ubicada en Km 6.5 Carretera al Atlántico zona 18, teléfono 2562222, por medio del Ing. Marco Vinicio Recinos Osorio, Gerente de Producción, para que dicha compañía donara al proyecto, frijol como materia prima. La donación fue de 2.5 quintales a un costo de setecientos cincuenta quetzales (Q. 750.00), este frijol sirvió parcialmente para los objetivos de proyecto.

2.2 Con relación al material de empaque para el producto terminado del proyecto, la compañía Central de Empaques S.A., ubicada en Av. Petapa y 58 calle zona 12, teléfono 477 47 49 , a través del Ing. Marco Tulio Arevalo Manzanares, Jefe de Producción, donó amablemente el diseño gráfico , pruebas de impresion , clase de material e impresion final del material de empaque para el producto terminado. La donación consistió en 500 bolsas de una libra y 500 bolsas de media libra de un material laminado de polipropileno de baja densidad con polietileno de baja densidad pigmentado blanco. Es importante hacer notar, que en condiciones normales, este pedido tan pequeño tiene un valor de once mi setecientos setenta y cinco quetzales (Q11,775.00).

El financiamiento total de otras fuentes, fue entonces de setecientos cincuenta quetzales (Q, 750.00) más once mil setecientos setenta ycinco quetzales (Q. 11,775.00) igual a doce mil quinientos veinticinco quetzales (Q. 12,525.00)

ANEXO C:

PLANOS DEL EXTRUSOR, CARACTERISTICAS MAS IMPORTANTES DE LOS COMPONENTES Y

CARACTERISTICAS DE LOS MOTORES

TALLERES C&'a ----- - -7. -- --.- - ---- - -. .P-_lc__.--*__C_

r t r IIVI( I( t ' 1 r$.mrd I 1 NIWIIF N I o IPJI H J:;I ~IIAIL

Plesse raad snd ssw these Instructlons. Resd carefully before attemptlng to assembk lnstall, * e n & w maintaln the produrt dcrafbed. Pmtect younrclf and 0 t h ~ ' ~ by obsewlng al1 safety lnfonnation. Fallurr to comply with instructlons couM renrlt In penond lnjury sndlor properiy damagel Retah ¡ ~ S ~ N C ~ / O ~ S for future referente.

Daytom Adjustable Speed Motor - - - ~ - - - - . - ~

Description Dayton adjustable speed permanent magnet DC motor, equipped with motor control, is designed for use on constant (or diminishing) torque applications such as conveyors, fans, blowers, etc.

Figure 1 - Adjustable Speed Motor Control Mounted on Motor

1-1 Not "tended for use with saws, dril1

presses or other mnstant HP appli- catlons. Do not use in expiosive atmosphere.

SHAR MOTOR CONNECTlONS TOP VlEW

-----

I+l BIACK 1-1 WHITE . . . . (A-1) (A21

CW ROiAilON SHAFT END

CONTROL FRONT

Figure 2 - Dimensions

Form 552060 @J

Dayton Operating lnstructions and Parts Manual 54

Da yton" Adjustable Speed Motor

Specifications Application lnformation motors normally run hot at rated MOTOR CONTROL FEATURES If replacing an AC induction motor with this "Oltage and load.

Speed Range: 50 to 1 constant torque motor control, make sure that the full load 6. Protect the power cable from sharp Speed Regulation: Within 5% of base speed torque rating of the DC motor is equal to. objects.

FuU-Wave Rectification or greater than, the full load torque rating 7, DO no1 kink the power cable, and never of the AC motor being replaced. Also,

Currenflorque Limit: Preset (adjustable) how much starting torque allow it to touch oil, grease, hot surfaces, or chemicals.

IR Compensation: Built-in (fixed) required. This control is adjusted to limit the 8. Make certain that the power source

Soft Start ~cceleration motor starting torque to 150% of the rnotor's full load torque rating. (Many AC

conforms to the requirements of your MOV Transient and Surge Protection equipment .

rnotors have starting torque ratings in All Control Circuitry on One Printed Board exces, of 150% of their full load torque 9. Keep dirty cleaning rags and flammable

Control Protection: Fused ratings.) waste materials in a tightly closed metal

Run CW/OFF/Run CCW Switch A cAuTl0~ Tamperhg with or container and dispose of later in the a any attempt to proper fashion. Power On lndicator Light modify thb control will void the 10. If needed, clean the front of the control NEMA 1 Enclosure warranty. lncorrect wiring and

accidental grounds will seriously enclosure with a mild solution.

MOTOR CONTROL damage the control andlor motor and A CAUT~ON DO nOf operate Power Input: 1 15 VAC. I 10% will void the warranty. motor and control

near high capacitive discharge electrical Phase: Single, 6W50 Hz General Safety lnformation equipment such es SCR heatea

Full load amps: 4.2 1. Lock and tag the power disconnect to electri-1 welding equi~ment etc.

OFF to prevent unexpected application Preinstallation Fuse Type: 5 Amp Fast Acting of power. The adjustable speed motor was given a Speed Control dial incrernent: O - 100 2. Follow al1 local electrical and safety thorough electrical and mechanical Enclosure: NEMA 1 codes as well as the National Electrical inspection before shipment. To rnake sure

PERMANENT MAGNET DC MOTOR Code (NEC) and the Occupational Safety that no darnage has occurred during

HP: 1/4 and Health Act (OSHA). shipment, the following check procedure

RPM. 1725 3. Control and motor must be securely and should be made before installing the unit:

adequately grounded. This can be 1. Rotate the shaft manually to make sure Arrnature: 90 VDC accornplished by plugging into a that it turns freely. Due to rnagnetic field, Insulation: Class F properly wired and grounded three a slight resistance will be noticed. Duty: Continuous prong receptacle, wiring with a 2. Carefully rernove key frorn motor shaft: Maximum Ambient: 40°C grounded, metal-clad raceway system, a WARNING MofUfshaff keywey

by using a separate ground wire Enclosure: 'TEFC E I I z l edges are sharp.

connected to the bare metal of the Frame: NEMA 56C 3 . Clamp motor base to work bench or

control base and motor frarne, or other table and plug control into a 11 5 VAC

Mounting: All position suitable means. Refer to NEC Article 250 (Grounding) for additional

power supply. After supplying power to Service Factor: 1 .O the control. turn the power switch to Run

information. CW and gradually advance the speed

4. Provide guarding for al1 moving parts. control knob clockwise. The motor shaft 5. Do not touch the shell of an operating should begin to rotate.

motor - they run hot. Modern-design

Dayton Operating lnstructions and Parts Manual 5.5

Preinstallation (Continued) 4 Adjust the speed by rotating the speed

control knob on the control. Observe that the motor speed changes properly as the control is rotated from zero speed to maximum.

NOTE: Should the motor fail to operate, see Troubleshooting Chart.

5. Diwonnect the control from the temporary power source.

lnstallation

at Fuse box or clrcult breaker before Installlng unlt.

MOUNTING THE MOTOR F a - 1 Do not h t a l the control and motor

where the atmosphere 1s (or may become) exploslve.

1. The motor should be installed in a location as cool and dry as possible and should be protected against excessive deposits of dust and dirt. The motor must NOT be confined in a small space that will restrict the flow of cooling air over the motor.

2. Before tightening the motor mounting bolts, make sure al1 four mounting points of the t,:lse are in contact with the surfare tr: which the motor is being attacitv:I If the motor base does not co?t¿:i: 'ttte mounting surface properly. add ~hirrls where required.

3. After the motor has been properly adjujtcd to the mounting surface, tighten al1 motor mounting bolts securely.

4. Motor rnay be mounted to any right angle cir in-line speed reducer with Nema 56(: faye mounting dimensions. Base mav be removed if required. The speed rediicer should be capable of accepting a maximum speed of 1725 RPM.

RELOCATING CONTROL (If necessary) 1. The control is mouiited on the end of the

motor with brackets. It can be removed from the brackets and mounted on any conwnient vertical surface (iwtal preferred). A location should be chosen that is away from hot surfaces and where a natural flow of air can pass wer the control. 1- Amld 10cathg the

control whare vlbratlon, temperatum, molshim, 011 andlor dust will affect control operetlon or damage control camponenb.

2. To remove the control from the motor, remove the four machine screws that fasten it to the brackets.

3. Once removed, the control can be mounted in a new location by means of the four holes in the flanges on the back of the control.

4. The brackets may be removed from the motor fan guard by removing the four nuts that fasten them to the fan guard. [zA"-flq When attachlng

the brackets to the fan guard, use the ~ l n a l mechine screm or saews of -al kngth. krews longer then 114 inch will ertcnd lnto the fan guerd and cause damage to the fan.

DRlVE SELECTION Proper selection and utilization of DC motors requires that the motor operate at or near its maximum speed (1 725 RPM) when the load is being operated at its top speed. Therefore, it may be necessary to install a V-belt or reducer drive that allows the motor to operate st close to its maximum speed.

Computation for selection:

Speed Reduction Ratio =

Max. Required Machine Input Speed

If resulting ratio is less than 5. the required speed reduction can usually be achieved with belts and pulleys.

Should the required ratio be gieater than 5, a gear reducer of either worm gear or in- line construction will generally yield the best results. Your Dayton dealer handles reducers that are compatible with 422480 adjustabie speed motor.

Example:

A conveyor requires an input speed of 90 RPM to yield the maximum speed required.

Step #1 - Determine the required reduction ratio:

1725 Speed Reduction Ratio = - = 19.2

90

Step #2 - Select and install a gear reducer having a reduction ratio close to 19.2: 1 (Other means for speed reduction may be ernployed, such as V-belt drive with pulleys selected for ratio, chain and sprocket drives, etc.)

Operation

~ C A Ü T ~ O ~ sneed This adjustable motor ir

deslgned for operati& on 115 VAC, :lo%, 60150 Hz power only. The control is equlpped with a three-prong connector plug for sakty, and should be plugged dlrectly lnto e properiy grounded three prong receptecle.

If the line plug must be removed, connect the line cord as follows: Black or b r u m conductors to hot 115VAC power leeds and whlte or b lw conductor to the neutral (whlte) leed end green or greenlyellow conductor to the grounded (green) laad of the power source. Refer to General Safety lnfonnation section, No. 3, for additional groundlng informatlon. Connection to any other source mf power wlll permsnently damege fhe control and voíd the warranty.

Dayton Operating lnstructions and Parts Manual ' 5 O

Dayton" Adjustable Speed Motor

Operation (Continued) If Ihe correct voltage ir not avallable at the point of installatio~ a suitable dty type isolation tt-ansbnner should be installed. 7'he pdmery voltage should match the avallable wltape and (he secondaty voltage h u M be 115 volb. ihe minimum capacity of thls transbmer S ~ O U M be SDO ~ o n amperes (0.5 KVA).

The motor load for continuous operation, at var'ious speeds, should not exceed the values listed in the Motor Load Table. If this adjustable speed motor is replacing an AC induction motor, make sure the full load torque rating of this motor (9.1 Ib./in.), is equal to, or greater than the full load torque rating for the old AC motor. The manufacturer recommends that this motor should not replace an AC induction motor rated higher than 114 HP at 1725 RPM. Avoid cyclic loads.

Also consider how much starting torque is needed when replacing an AC induction motor with this motor. To protect this motor, its control is factory set to limit its starting torque to 150% (nominal) of its full load torque rating. (Some AC rnotors have starting torque ratings in excess of 150% of their FA torque rating).

a. Select OFF position on control direction switch.

b. Turn ON AC power, and place control power switch in Run CW position.

C. Set desired motor speed on control speed control dial. Motor will accelerate to selected.

d. Change motor speed on control speed control dial.

2. To reverse motor when it is running, proceed as follows:

a. Switch control direction control to OFF position. Wait for motor to coine to complete stop.

b. Switch direction control to opposite direction. Motor will accelerate to selected speed in opposite direction.

3. To shut down motor and control for longer periods, proceed as follows:

a. Turn control power switch OFF.

b. Turn OFF AC power to control, if desired.

LA C A U T I O ~ This unit 1s not intended for

applications requirlng rapid reversing. Motor must come to a complete stop before applying power in the opposlte direction.

OPERATING PROBLEMS Most motor problems are caused by one of the following conditions: ,

1. Loose connections at control or motor.

2. Overloading the motor.

3. Low voltage at motor input terminals.

Most motor troubles can be traced to loose or incorrect connections, to overloading. or to reduced input voltage, which results when small size wires are used in the supply circuit, or when the supply circuit lead length is too long for the wire size being used.

Always check connections. load, and supply circuits if motor fails to perform satisfactorily. Although the control is designed to operate on the voltagel f requency AC power specified on its narneplate, it will also operate safely, under normal motor loading, on voltages 11 0% the specified voltage.

For heavy motor loads, however, do not operate the control on AC voltages lower than the specified nameplate voltage.

For heavy motor loads, however. do not operate the control on AC voltages lower than the specified narneplate voltage.

cause damage to contm~com~onents. -

OPERATING PROCEDURES 1. To start and run the motor, proceed as

follows:

The soft start circuit in the control limits motor acceleration, ensuring smooth acceleration to the set speed. The speed control setting and the arnount of inertia in the system affect the acceleration rate.

1-1 lf hh'h hMn4. surges (or trans-

lents) are present on the supply power line, connect tbe control input to en isolation trmsfonner or to other line filters.

When the motor is not loaded, speed pulsations rnay occur in sorne portion of the motor speed range. Such pulsations are normal, and will disappear when load is applied to the motor.

Sorne common causes of low voltage not previously~mentioned are:

1. AC supply circuit overloaded by lights, electrical appliances, or other rnotors.

2 . LOW incoming line voltage caused by distribution system overloads.

3. Undersized AC lines in building where control is being used.

Some effects of low voltage are:

1. Motor power loss.

2. Slow motor starting.

3. Slow motor running (won't reach base speed).

Dayton Operating Instructions and Parts Manual 57

Models 422481)

4. Motor overheating.

5. Frequent fuse blowing andlor circuit breaker opening.

NOTE: Effects 2 through 5 can also be caused by motor overloads.

Maintenance M Make ceriain that the power supply ir

disconnected before attempting ti service or remove any componentsl If the power dlsconnect polnt 1s out-of- sight, lock It In the open posltion and tag it to prevent unexpected application of power. Only a qualifled electrlcian or sewice person should perform any electrlcal troubleshootlng or maintenance.

CONTROL Periodically inspect the control enclosure for accurnulation of material around the heat sink fins (on control rnounting base). Clean accurnulated material away so that it will not prevent cooling air from flowing between the fins.

RECOMMENDED FUSE REPLACEMENT Gould GAB5 "Fast Acting" (6F043)

Bussrnan ABC5 "Fast Acting"

Littlefuse 314005 "Fast Actirig"

Do not substitute higher rated or "slow- blow" fuses. Frequent fuse blowing is indicative of overloading or a defective unit,

MOTOR 1. The ball bearings in both endshields of

the rnotor have been Iubricated at the factory with the correct lubricant. No additional lubrication is required for the life of the unit.

2. Different applications result in different rates of wear on the brushes. Experience will dictate ttie proper i n t e ~ a l for inspection. A 200 hours interval is recornrnended for inspection of the brushes until wear rate is established. Replacement brushes should be installed before old brushes wear down to 318" long. After replacing brushes, run the motor near rated speed for 112 hour with no load to seat the new brushes.

Failure to properly seat new brushes rnay cause cornmutator darnage and rapid wear of the new brushes. If ttie comrnutator becomes rough, scored, or out of round, a cornpetent motor shop

should disassernble the motor and resurface the cornmutator or replace the arrnature.

With every third brush changé, have a cornpetent motor shop resurface the comrnutator or replace the arrnature, and blow the carbon dust out of the motor. Make sure to use Dayton brand replacernent brushes in this motor.

Available through: Parts Cornpany of Arnerica Call 1-800-323-0620

3. Every effort should be rnade to prevent foreign material frorn accurnulating on the motor and around its fan. (Such accurnulations divert cooling air flow away frorn the motor.)

are particubrly susceptible to t h i accumulation of sawdust and wood chips and should be blown out or vacuwned frequently to prevent interference wlth normal motor ven tilation. 1-1 Use eye pmtection

when uslng alr

Limited Warranty Davion 0ne.Year Limited Wananhr. Adiurtable Soeed Motor. Model dZ2d8D. is warranted bv Davton Electric Mfo Co. (DaytonJ to the orioinal urcr a o a h t defeca in mfkmamhi~ or materiab under normal use for o n r p r a t tu d a b of ponhare. Any part which ir d~iermined ro be d;fmttve In materiaior uvrkmamhip and retu6ed to an aÜthwlzed servire hrabon. a;Day(on designater shipping cosh prepad will be, ar thc exclvrive remrdy, rrpairrd or rrplaced a l Daflon'r option For Amited warranty clalm proce<*Ne~. see PROMPT DlSPOYTlON below niir Amited warraniygivespurchasem specific kgal rights M lch vary from state lo rtate.

Lhnltation of llabllily. To the extent allowabk under appllcabk law, Dayfon'r liabilily k r conrequential and incidental damager n exprersly disclaimed. Daytoi~'s liabiliiy m al1 cvcna ir llmited to and shall not exceed the pudase price paid.

Wawant, Y r r b h i m . Dayion has made a dll~gent eífon to illustrate and describe the product in this literature acrvrately: howcvef, ruch Ill~ntrallons anddercriptionr are íor the rok pwpore of identllcat~on. ano .o no* erprers a imply a warranly that <he praducc ir mrrchantable, or f i a a particular porporc. or lhat thc pmduct wlll nneirarify c o n k m to the illvrtratlonror duCriptlonJ Except as pmvded bclow. no warranty or affirmation of f a a expreued or hplied, other than as stdhd in the 'LIMITED WARRANN' a b o n b made or authorized by Dayion. W u e t Sulmblllly. Msny %tales and locslities have codes and regulatlons gonrning reles, constwction, Installatlon, andlor use ofproducts for certaln purpoícs, which may vary fmm (hose in mlghbofíng anar. While Dayion atiempb to assure that Its produra mmply with such codes, it cannot guarantee cmpliance, andcannot be mponslble Ibr how the producf 1s Installed or used. Before purchase and me of a pmduct, pleare m i e w the product applicatlon and natlonal and local todes and regulatlom and be sun that theproduct, Instanatim, and me wlll mmply with them.

Certain amMs ofdklaimem are no1 a ~ ~ l i c a b l e to conrumeroroduch' e.0.. (al rome stater do not allow the excluslon or Ihnltatian ofincidentalw mnseaucntial damaoes so <he above llmitalioior exclmbn rnay not apply ;O'~OU; (b) aho, rome states do "01 áilówa l l~ ! ta t ion on how long an lhpilcd warranty l a t ~ , conreguentially the a & n ~imi tat ion~&~not apply to you: and 1 ) bylaw, dufinq theperiod of thh Cmlted wananty. any implied warraniy of implird merchantabilityor hrnerr for a ~art l rubr purpoíc appllrable to conrumu produchpurcharcd by mnrumen. may not be ex¿hded or othcrwise dlscldimcd

Pmmpt Dhporklon. Dayion will mate a good falth effort for prompt corrcrtlon or other adiurmnnl m t h respct lo any p m d m h l c h oroves lo be defecfin w l thk llnited wmranty. for any p n n k f bellcvcd b. & f d n wlthln Ilmlted wananty. flrst ml te or cal1 drakr hom whom the pmduct war purchawd. Deakr will g i n additlonal dlnctlom If u ~ b k ). rnolvr uthfactod)y. w i t e to Davion at addres below. alvino deab's tume, addrerz date, and number of dealeras inwlce, and describlno thc nalun of the defed. ntle and rlrk o l Ion psa lo bWFr on delinry to comman cÉrrler. lfpmduct was dar%a&d In translt lo you. file clalm wl lh camer.

Manufaclured for Dayton Eledrlc Mfg. Co., 5959 W. Howard 51.. Nlles, llllnols 60714

Dayton Operating lnstructions and Parts Manual 58

Da yton" Adjustable Speed Motor

Troubleshooting Chart

lndicator light OFF; motor does not run 1. Power switch in OFF position 1. Move to Run CWlRun CCW:position 2. Blown fuse or open circuit breaker 2. Replace fuse or reset circuit breaker 3. lncorrect power source 3. See Motor Controller Input specifications 4. Defective power switch 4. Replace switch

lndicator light ON; motor does not run 1. Speed control dial set to zero 1. Turn knob CW to start motor 2. Loose connections 2 . Make sure al1 connections are secure 3. Worn motor burshes 3. Replace brushes 4. Faulty PC board 4. Replace PC board

Power On lndicator light does not come on 1. Defective suppressor 1. Check suppressor. Replace if defective when power switch is in Run CWlRun CCW 2. Defective motor 2. Check motor position, and line fuse blows 3. Short to ground 3. Check for shorts to ground. Correct as

required 4. Faully PC board 4. Replace PC board

Motor runs full speed regardless of speed 1. Defective PC board 1. Replace PC board control dial setting 2. Defective speed control dial pot 2. Replace speed control dial pot

Motor stalls or runs at very low speed with 1. Low voliage 1. Check input voltage. It stiould not be speed control dial turned full CW below 104 VAC. lncrease voltage to

115 VAC 2 . Overload condition 2. Reduce load 3. Worn motor brushes 3. Replace brushes 4. Loose connections 4. Make sure that al1 connections are secure 5. Defective components on PC board 5. Replace PC board 6. Defective motor bearings 6. Replace bearings

Motor is unstable 1. Defective motor 1. Replace motor 2. Defective cornponents on PC board 2. Replace PC board

Repeated fuse blowing 1. Low voltage 1. Check input voltage. It should not be below 104 VAC. lncrease voltage to 115 VAC

2. Overload condition 2. Reduce load 3. Loose coonections 3. Make sure al1 connections are tight 4. Worn motor brushes 4. Replace brushes 5 . Defective bearings 5. Replace bearings 6. Defective components on PC board 6. Replace PC board

Direction switch inoperative in one or more Defective switch Replace switch of its functions

PC board problems: Obvious damage to Defective PC board Replace PC board board component(s)

Motor will not maintain speed under load 1. Motor overloaded 1. Reduce load 2. Defective components on PC board 2. Replace PC board

Dayton Operating lnstructions and Parts Manual Model42248D

For Replacement Parts, call 1-800-323-0620 Please pmvide following infomation: Address pam correspondence to: -Model nurnber Parts Company of Arnerica -Serial nurnber (if any) 1657 Shermer Road -Pan descriptions and number as shown in parts list Northbrook, IL 60062-5362

SI

115v.c

E3

NOTES UNLESS OTHERWISE SPECIFIED ALL RESISTOR VALUES ARE IN OHMS A U CAPACITOR VALUES ARE IN MICROFARADS A U RESISTORS ARE 114W. 1 % ALL CAPACITORS ARE 50V 10% LAST RLFERENCE DESIGNATION USED €5, C15, D16, QS, 1743, RVl. SCRZ, F1,Tl U1. W3

Figure 3 -Motor Mount

Dayton Operating Instructions and Parts Manual ,,y2480

For Replacement Parts, cal/ 1-860-323-0620 Please provide following information: -Model number -Serial nurnber (if any) -Part descriptions and number as stiown in parts list

Address parts correspondence (o: Parts Cornpany of Arnerica 1657 Shcrmer Road Northbrook. IL 60062-5362

4

Figure 6 - Replacement Parts I l lu~*-~t ioI I

Dayton Operating lnstructions and Parts Manual ~ -

--

Replacement Parts List

Replacement Parts List

recornrnended Fuse Replacernent on Page 6)

Fuse holder Nul for {use holder (lricliided witli

fuse holder

Switch boot #6-32 x 511 6" screw Control faceplate witli logo Power switch

(RUN CW/OFF/RUN CCW)

Speed control knob with setscrew Potentiorneter boot 1 l5v neon sealed pilot light assernbly 5K ohrn speed control potentiorneter lnsulator Front gasket Cornponent board assernbiy Side gasket #4-40 x 5/16" pan head screw

Liquid tight connector

Enclosure sides (Set of 2) SJT16-3 Line cord #6-32 x 314" screw Rear gasket Heat sink boss

#6-32 x 511 6" ground screw

Rear mounting plate wlheatsink Mounting brackets #lo-32 nut # 10-32 x 1/2 " screw

#lo-32 x 1/4" screw Motor cord (NOT purchased

separately) Fari gliard 86-32 x 3&" Hex t~ead screw rari End bracket (unpainted) Brush cover Erush cover gasket

Plate (NOT purchased separately) Grornrnet (NOT purchased separately) Brusti holder Brush Brush spring Ball bearing Sriap ring Arrnature 5/16-18 UNC-2B nut 511 6- 18 lockwasher

Thru bolt

Space washer Spring washer Front end bracket Yoke and magnet assembly Base

114" Washer 1/4-20 UNC-2A x 112 " screw

End bracket assembly Complete motor control Complete motor

18-3875 22-1478 SCR-1287 FAN-260 ERA-4601 AM COV-1195-1

GAS-232 PLA- 1 193

GRO-328 4.46001) 16-109 SPR-480 BRG-594 RIN-395 5-461 8H-1

NUT-408

SCR-1181-30 WA110S17-10

WAS- 1 188 BRA-46708 27-461 8A B AS-489 WA960416

SCR-1250 3-4600CG 106298504 1063073

(t) lncludes Ref. Nos. 29, 31, 33, and 36 thru 39. (@) lncludes Ref. Nos. 1 thru 23. (#) lncludes Ref. Nos. 29 thru 53. (*) Standard hardware items, available locally. NOTE Use only Dayton brushes; available through Parts Cornpany of Arnerica.

ANEXO: D

GLOSA1310

ACERO ASABB 8407: tipo de acero (material constituido en su mayor parte por hierro y bajos porcentajes de carbono) con la siguiente composición: 90.71% de hierro, 0.39% de carbono, 1% de silicio, 0.4% de manganeso, 5.3% de cromo, 1.3% de molibdeno y 0.9% de vanadio.

CAMISA CON TORNILLO HEMBRA: dispositivo que alberga a un tornillo sin fin con una rosca macho. La rosca hembra tiene 4 hilos (filetes) por pulgada lineal y es ligeramente cónica.

COLORANTE ROJO FD&D NO. 40: colorante de origen vegetal de tonalidad rojo púrpura, especificado para alimentos farmacéuticos y cosméticos.

DADO DE DESCARGA: dispositivo de sección transversal circular, con un orificio en el centro, que le da la forma al producto extruído.

EXTRUSION: proceso mediante el cual se hace uso de la propiedad llamada de termoplastía, que tienen algunos materiales como los cereales y los plásticos, de poderse licuar sin perder su estructura natural y al hacerlos cambiar bruscamente de temperatura alta y presión alta a temperatura ambiente y presión estandar, el material se infla. Asi es como se logra una cocción y precocción de los cereales o bien, una formación en láminas o tubos de los plásticos.

EXTRUSOR: máquina pesada mediante la cual se lleva a cabo el proceso de extrusión,

GLUTAMATO MONOSODICO: compuesto químico cuya formula contiene un átomo de sodio y que sirve para acentuar el sabor de los alimentos.

LAMINADO: material obtenido por la unión de dos ó inás películas de diferentes de polímero termoplásticos de diferente masa molecular.

MESH: palabra inglesa cuya traducción es malla y que identifica al número de agujeros por pulgada cuadrada que tiene un tamiz.

NITRURADO: tratamiento térmico a 550 OC, que se le da a las piezas metálicas en su superficie para darles dureza y protegerlas contra la oxidación.

POLIETILENO: poiimero termoplástico a base de etiléno ( hidrocarburo lineal de 2 carbonos).

POLIPROPILENO: polímero termoplástico a base de propileno (hidrocarburo lineal de 3 carbonos).

PRUEBAS ORGANOLEPTICAS: evaluación de parámetros, a los alimentos, por medio de los cinco sentido del gusto.

TEMPLADO: tratamiento térmico, entre 840 y 950 OC, que se le da a las piezas metalicas para aumentar su dureza, tanto en su interior como en su exterior.

TERMOPLASTICO: poiimero que se licua cuando se le aplica calor, sin perder su estructura original. O bien polímero que se disuelve fácilmente en solventes orgánicos.

TORNILLO SIN FIN: tornillo con rosca macho con un hilo (filete) por cada pulgada de longitud, cuyo movimiento rotacional, es solo en una dirección y que se logra por medio de un motor eléctrico.

ANEXO E:

INFORME DE LABORATORIO DEL INSTITUTO DE NUTRlClON DE CENTRO AMERICA Y PANAMA

-1NCAP-

INSTITUTO DE NUTRICTON DE CENTRO AlMERiCA Y PAN= UNIDAD DE ANALISIS Y PROTECCION DE AWENTOS LABORATORIO DE COMPOSICION DE AUMENTOS Cahada Roosewlt Zona 11, Guatemala, C.A. Teldfonos: (502) 4723762-67, F M : (502) 4736529

Inf. No.: 00-020

INFORME DE LABORATORIO -- - - - -

1 OBSERVACIONES: * % Proteína = %N X 6.25

Institución o referencia: Dirección: 21 Av. "A" 0-59, zona 15 Vista Hermosa II Fecha de ingreso de muestra: 03/02/00 Fecha de informe: 1 1/02/00

Metodología utlizada: 1-5. Métodos Oficiales de Análisis de AOAC Intemational" 16 ed. 6. calculado por diferencia 7. Proteína= 4 Kcallg, grasa= 9 Kcalig, carbonidratos totaies= 4 Kcallg.

Atención: ~ r i t a . María Regina Herrera FAX: No. de solicitud: 020 Muestras No. 024

Los resultados corresponden solamente a las muestras analizadas en el laboratorio. Se prohibe la reproducción parcial de este informe, sin previa autorización, por escrito, del laboratorio.

Página 1 de 1

ANEXO F:

CARTA DE AVAL

UNIVERSIDAD DEL VALLE DE GUATEMALA 69

PBX 36947-91 i I 95 Teléfonos: 36443-36 a1 40

36444-92 al 97 18 Avenida 11-95, Zona 15. V.H. 111 FAX 502-36442- 12

Apartado Postal No. 82,01901 a Guatemala , Guatemala, C.A.

21 de marzo de 2000

Licenciada Rosa María Amaya Directora Fondo Nacional de Ciencia y Tecnología -FONACM- Ciudad

Estimada Licenciada Amaya:

Atentamente me dirijo a usted para informarle que he tenido a la vista el proyecto 09-98 titulado "HARINA DE FRUOL PRECOCIDA POR EXTRUSION EN PRESENTACIONES DE MEDIA Y UNA UBRA", para lo cual doy el aval institucional correspondiente.

Sin otro particular y deseándole éxitos en sus actividades, le saludo con las muestras de mi consideración y estima.

Rector

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