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2. JUSTIFICACIÓN TEMÁTICA
¿Cuál es el punto de partida de la temática abordada?
La quinua, por sus propiedades alimenticias, es un producto que tiene gran demanda a nivel local e internacional. La producción, procesamiento y comercialización de la quinua, constituyen las principales actividades económicas de más de 70 mil agricultores de 200 comunidades del Altiplano de los departamentos dePotosí, Oruro y La Paz [1].
Las variedades de quinua que se comercializan en Bolivia tienen porcentajes elevados de saponina en el epispermo del grano, que debe ser eliminada antes de su comercialización. El proceso tradicional de desaponificación, que es por vía húmeda, demanda grandes cantidades de agua (14 m3/TM de quinua procesada) y energía (114 kWh/TM de quinua procesada, especialmente en elsecado), generando volúmenes considerables de efluentes contaminados con saponina.
Las saponinas tienen muy diversas aplicaciones en varias industrias: detergentes, alimentos, cerveza, cosméticos y farmacéuticas [2]. Los precios de compuestos adecuadamente purificados (75%) son muy interesantes [3]: 328 €/kg
Recientemente, el Centro de Promoción de Tecnologías Sostenibles (CPTS) [4] ha optimizadoun sistema combinado, que permite ahorros en agua y energía. Este proceso ha sido adoptado por beneficiadoras de tamaño relativamente grande. Sin embargo, aunque los volúmenes de agua se han reducido hasta 5 m3/TM, se consideran todavía importantes en regiones donde este recurso es escaso.
Las procesadoras de quinua, en su mayoría, no tratan las aguas residuales contaminadas con saponinas,desechándolas directamente a los cuerpos naturales o a sistemas de alcantarillado sanitario, ocasionando desequilibrios importantes en los ecosistemas acuáticos. Por otra parte, entre 15 y 30 % de las saponinas se pierden en estos residuos, puesto que su recuperación no es económicamente viable.
¿Cuál es la relevancia del tema que se pretende trabajar?
Existen cuatro aspectos, dentro del marco delDesarrollo Industrial Ecológicamente Sostenible, definido por la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial (ONUDI), que se pueden considerar relevantes en el tema que se pretende investigar: Eficiencia energética, mínimo uso de agua, mínima contaminación ambiental y minimización de residuos.
El proceso desarrollado por el CPTS, que puede considerarse como el más avanzadodel país, dentro de la concepción de Producción Más Limpia, posee todavía oportunidades de mejora: El consumo energético es aún elevado, principalmente por la etapa de secado de los granos, el consumo de agua, de 5 m3 por tonelada de producto en la etapa de lavado de los granos, debe considerarse elevado, implica la pérdida de alrededor de 15% de las saponinas presentes y la contaminación de loscuerpos de agua.
La implantación de una propuesta tecnológica que pueda reducir estos indicadores, mejorando la eficiencia energética, reduciendo el consumo de agua, reduciendo los efluentes contaminados con saponinas y recuperando el polvo de saponina, mejoraría la economía de las empresas beneficiadoras, representando un avance tecnológico significativo que cumpliría con los principios deecoeficiencia, ecocapacidad y equidad, de un desarrollo industrial ecológicamente sostenible.
¿Qué aportes nuevos proporcionará la investigación al conocimiento de la temática central a estudiarse?
Para resolver las desventajas arriba detalladas, la investigación propuesta desarrollará un novedoso proceso de desaponificación en seco de granos de variedades amargas de quinua, basado en la aplicación deun lecho fluidizado de tipo surtidor (ver Figura Nº 1), tomando en cuenta los principios de Producción Limpia.

a) Surtidor Laboratorio de Procesos UPB b) Lecho fluidizado surtidor
Figura N° 1: Lecho fluidizado de tipo surtidor para la desaponificación de quinua en seco
En este sistema, las partículas de quinua previamente seleccionadas y limpiadas se fluidizan mediante una corriente...