Tecnologia Del Aprovechamiento De Subproductos De La Matanza De Ganado Vacuno.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA

TECNOLOGIA DEL PROCESAMIENTO DE HARINAS DE SUBPRODUCTOS DE MATANZA DEL GANADO VACUNO

Integrantes: Ana Sofia Molina Ortega Oriana Martínez Mora Yarel Mora 4T1Q

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Índice Introducción

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Glosario

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Marco teórico 1. Generalidades de la sangre

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1.1.1 Composición química de la sangre

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1.1.2 Propiedades físicas de la sangre

6

1.1.3 Disponibilidad de la sangre

6

1.2 Ganadería en Nicaragua

7

1.3 Operaciones de sacrificio y faenado del ganado bovino

8

1.3.1 Tratamiento de la sangre

12

1.3.2 Sistemas de aprovechamiento de la sangre

13

1.4 Industrialización de subproductos

14

1.5 Harina de Sangre

15

1.5.2 Sistemas de producción

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1.5.2.1 Secado tradicional 1.5.2.2 Coagulación- centrifugación 1.5.2.3 Coagulación- centrifugación- secado 1.5.2.4 Secado por atomización de la sangre 1.5.2.5 Sistema de deshidratación y secado en régimen continúo de sangre 1.5.3 Aplicaciones de la harina de sangre

21

1.5.4 Variables involucradas en el proceso de obtención de harina de sangre. (Diagrama de Bloques)

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1.5.5 Costos de obtención para el proceso

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1.6 Harina de Huesos y carne

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1.6.1 Clasificación de la materia prima

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1.6.2 Materiales Utilizados

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1.6.3 Descripción del proceso

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1.6.4 Diagrama del proceso

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1.6.5 Diagrama de equipos

28

1.6.5 Usos de la harina de huesos

28

2 Tratamiento de residuos

29

2.1 Control de residuos líquidos

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2.2 Control de residuos sólidos

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3. Impacto Ambiental

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4. Anexos

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5. Bibliografía y Webgrafia

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Introducción: Debido a la gran cantidad de subproductos comestibles y no comestibles que se obtienen después del faenado de bovinos surge la necesidad de comercializarlos. El aprovechamiento de subproductos como la sangre, es de vital importancia y puede ser utilizada para elaboración de harina, alimento animal, albuminas, clarificantes, plasma sanguíneo entre otros. Es importante usar adecuadamente los subproductos originados en los diferentes mataderos, con el fin de brindar una protección al medio ambiente y aportar una solución a las deficiencias de proteínas para la alimentación animal y humana. Cabe destacar que al procesar adecuadamente los desechos de matanza se ven favorecidos los ingresos económicos al poder comercializar un producto que se había constituido en un generador de problemas ambientales. El tema central de este trabajo es la tecnología del procesamiento de harinas de subproducto de matanza de ganado vacuno, por lo cual haremos mayor énfasis en la harina de sangre vacuno, así como también abarcaremos un poco la harina de huesos y carne. La harina de sangre es un producto de la industria cárnica con un alto contenido proteico, se obtiene por la deshidratación de la sangre del animal sacrificado y la harina de carne y hueso es un producto que resulta del cocimiento de subproductos de origen bovino, constituido principalmente de hueso y viseras, esta se usa como ingrediente para la fabricación balanceada de raciones de animales y se comercializa en la avicultura y porcicultura.

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Glosario Animal de Abasto: Los bovinos, ovinos, porcinos, caprinos, aves de corral, animales de caza, peces, mariscos, crustáceos y otras especies que el Ministerio de Salud declare que son aptas para el consumo humano. Anticoagulante: Sustancias que evitan la formación de los coágulos de fibrina en la sangre y actúan en virtud de diversos mecanismos de acción. Hay sustancias que eliminan iones de calcio del medio como el citrato sódico o los oxalatos, o bien utilizando EDTA que inhibe la conversión de protrombina en trombina, como la heparina que se comercializa en forma de sales sódicas, líticas o cálcicas. Bidones: Recipiente de hojalata, acero inoxidable o plástico, utilizado para almacenar sustancias líquidas. Centrifugación: Proceso mediante el cual se separa los componentes de una mezcla líquida por medio de la acción de la fuerza centrífuga. Cooker o Digestor: Equipo que se utiliza para obtener la harina de sangre Degüello: Separación del membrana de la piel que cubre el cuerpo de los animales o desuello, se realiza a cuchillo, mediante equipos especiales o con máquinas. Deshidratación: Es una operación unitaria mediante la cual se elimina por evaporación, la mayor parte del agua de los alimentos, obteniéndose un producto en estado sólido. Faenado: Operaciones que se realizan al animal posteriores al sacrificio, que van hasta la obtención de la canal. Heparina: Sustancia anticoagulante, producida por el hígado Insensibilización: Operación que se realiza utilizando una pistola de pernos o una puntilla, los cuales destruyen la masa encefálica del animal perdiendo de esta forma la comunicación del cerebro y la médula espinal. Regurgitación: Expeler por la boca lo que ya estaba en el estomago Rumen: Primera cámara del estómago de los rumiantes Sacrificio: Son las operaciones que conllevan a la muerte del animal que van desde la insensibilización hasta la sangría. Protombina: Enzima presente normalmente en la sangre en forma inactiva que facilita la conversión del fibrinogeno en fibrina. La canal: Es el cuerpo de animal de abastos desprovisto de la totalidad de las vísceras torácicas y abdominales excepto el riñón. Puede incluir o no las cabezas o las patas. PROCESOS INDUSTRIALES

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1. Marco teórico 1.1 GENERALIDADES DE LA SANGRE BOVINA La sangre es un líquido de color rojo escarlata, localizado en el sistema circulatorio del organismo animal. Es un producto que se obtiene después del sacrificio de las reses, la cual se considera apta para consumo humano una vez se somete previamente a un tratamiento. 1.1.1 Composición química de la sangre. La sangre está formada por el plasma, que es un componente rico en proteínas, en el que están suspendidos los elementos celulares como eritrocitos, leucocitos y trombocitos. Los glóbulos rojos tienen forma de discos, no poseen núcleos y son elásticos. Estos glóbulos contienen el pigmento sanguíneo llamado hemoglobina. Los glóbulos blancos son células que poseen núcleo pero no tienen membrana ni color y son mucho menos abundantes que los eritrocitos. En el plasma se encuentran 25 además de las sales sanguíneas (fosfato potásico, cloruro sódico y pocas sales de Ca, Mg y Fe), una gran cantidad de proteínas, entre las que se destaca la albúmina, diversas globulinas y el fibrinógeno. Los compuestos nitrogenados de bajo peso molecular de la sangre son principalmente urea y en menor concentración aminoácidos, ácido úrico, creatina, y creatinina. En la Tabla 1 se observa la composición química de la sangre, en donde los mayores porcentajes están representados por agua y proteínas.

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1.1.2 Propiedades Físicas: Color: Tanto la mioglobina como la hemoglobina son proteínas conjugadas y son las responsables del color rojo característico en la sangre, que con la exposición a la atmósfera se torna más oscuro; ambos pigmentos desempeñan funciones biológicas muy importantes: la hemoglobina se encarga del transporte del oxígeno de los pulmones a los diferentes tejidos, y ahí queda retenido temporalmente en la mioglobina, hasta que se consume en el metabolismo aeróbico. Peso específico y viscosidad relativa. A continuación, en la Tabla 2 se presentan los datos correspondientes de la sangre de ganado vacuno.

1.1.3 Disponibilidad de la sangre. La sangre de ganado vacuno, ovino, caprino y porcino, se obtiene en los grandes mataderos. Según A. Laca menciona que “El subproducto líquido principal que se obtiene del sacrificio de los animales es la sangre y que aproximadamente por cada 100 kg de peso vivo se obtienen 60 Litros de sangre, de los que durante el desangrado, se recoge aproximadamente el 50%. Tradicionalmente puede ser utilizada en la industria alimentaría sin ningún tipo de tratamiento adicional, por ejemplo para la elaboración de embutidos, pero la escasa demanda con relación al volumen producido y las propiedades nutricionales de la sangre ha motivado la búsqueda de alternativas para su aprovechamiento en el campo de la alimentación”1

1LACA A., DIAZ M. y RENDUELES M.. Alternativas e implicaciones medioambientales de la gestión de residuos

en la industria cárnica. En: Alimentación, Equipos y tecnología. Madrid: 2004; (abr.). p. 96.

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1.2 Ganadería en Nicaragua Hace unos años el país contaba con un hato ganadero de unos 5 millones 200 mil cabezas de ganado, en la actualidad puede andar por 6 millones 500 mil, según indican representantes de la Comisión Ganadera de Nicaragua (Conagan), lo que representa un excelente crecimiento la ganadería, un sector que es clave en la economía del país. De acuerdo con el plan de Producción, Consumo y Comercio ciclo 2017-2018, se tiene proyectado para el sector pecuario ingresos de 500 millones de dólares. El año pasado los ingresos fueron de 430 millones de dólares.

Proyecciones 2017-2018 de la ganadería Para el ciclo 2017-2018 se espera: El sacrificio de 860 mil cabezas de ganado, lo que representan un 23.7 por ciento de crecimiento. Una producción de 325 millones de libras de carne, con un crecimiento de un 24 por ciento. Se tiene considerado 2.55 millones de quintales en carne y despojo. Un consumo de 35 millones de libras de carne de res. Se espera que las exportaciones de ganado en pie sean de 35 mil cabezas de ganado con ingresos de unos 36 millones de dólares. Una producción de leche de 280 millones de galones. Un consumo de leche de 658.4 millones de litros de leche fluida. 175 millones de dólares en las exportaciones de leche fluida, queso y otros productos lácteos. Fuente: La prensa/2017/07/20/economia/ “ La ganaderia en Nicaragua va en ascenso”.

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1.3 Operaciones de sacrificio y faenado del ganado bovino. (Información del Matadero Santa Cruz, Colombia)

Recepción y alistamiento del ganado. Generalmente el ganado llega al Matadero en horas de la tarde y se ubican en los corrales que están debidamente diseñados para tal fin como se muestra en la Figura 1; de inmediato son conducidos por medio de un tábano a lo largo de un pasillo donde son duchados, este lavado se realiza con el fin de eliminar la contaminación o suciedad externa que el animal trae en su cuerpo, además se realiza para bajar la temperatura corporal del animal, permitiendo mejorar y facilitar el proceso de sangría, ya que al ducharlo la sangre se ubica en los vasos sanguíneos grandes, dichos aspectos se ilustran en las Figuras 2 y 3.

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Insensibilización: En la Figura 4 se muestra el proceso de insensibilización, el cual se realiza de una manera inapropiada haciendo uso de un método muy antiguo para tal fin, el cual consiste en ocasionar un golpe certero en la cabeza del animal utilizando una maceta, de modo que el animal cae y se resbala por medio de una rampa para posteriormente ser izado.

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Izado: En la Figura 5 se muestra como el animal es sujetado con una cadena de la pata derecha trasera y posteriormente es izado, dicha actividad se realiza para facilitar el proceso de sangría y continuar con las demás operaciones.

Sangría: Una vez el animal se encuentra izado, se procede a realizar la sangría, este procedimiento se hace utilizando un cuchillo de aproximadamente 20 cm de largo, ocasionando una punción en la yugular del animal permitiendo que este se desangre por completo, como lo ilustra la Figura 6. Es en este paso donde el animal muere por anemia. Según la FAO2, el objetivo principal en el proceso de sangría en la mayoría de mataderos desarrollados del mundo es hacer salir la sangre en la mayor medida posible, teniendo en cuenta que obtener un sangrado total en los animales es imposible, como también lo es evitar su contaminación al 100%, sin embargo hay que tener en cuenta que en el método de sangría siempre quedara cierta cantidad de sangre en los músculos del animal.

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Separación de manos y patas: Posteriormente al proceso de sangría, los operarios son los encargados de hacer el corte de las patas, manos y la anudación del recto, proceso que se realiza con el fin de evitar algún tipo de contaminación con la cavidad abdominal. En la Figura 7 se observan los cortes respectivos de patas, manos y cabeza, que posteriormente son sometidos a un tratamiento especial para su comercialización. Cabe destacar que el corte de la cabeza se realiza en forma simultánea a dicho proceso.

Eviscerado: Este proceso consiste en efectuar un corte en la parte media del abdomen con el fin de extraer las llamadas vísceras blancas (estómagos e intestinos). De igual forma son extraídas las vísceras rojas (corazón, pulmón, vasos, riñón e hígado) las cuales se ilustran en la Figura 8, además son inspeccionadas y trasladadas a los cuartos fríos para su adecuada refrigeración.

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Desuello: En la Figura 9 se observa el proceso mediante el cual se le retira la piel al animal utilizando unas cadenas que por medio de un diferencial halan la piel hacia arriba desprendiéndola de la canal, esta piel obtenida es inmediatamente pesada y depositada en unas piletas para su posterior comercialización.

Corte del esternón: En este proceso ya se tiene la canal completa libre de piel y excesos de grasa, entonces es conducida por medio de un riel aéreo al lugar de corte como se observa en la Figura 10, es allí donde un operario realiza el corte transversal de la canal por medio de una sierra eléctrica de tal modo que se pueda disponer de dos medias canales las cuales son conducidas a su respectivo lugar de pesaje para luego ser trasladadas de inmediato a los cuartos fríos para su comercialización.

1.3.1Tratamiento de la sangre. Uno de los principales problemas que presenta el manejo de la sangre es el proceso de coagulación. Según Paredes en su artículo menciona que la sangre se coagula en los 3 a 10 minutos siguientes de desangrado del animal, dependiendo de la temperatura ambiente, debido a la enzima trombina que convierte el fibrinogeno soluble de la sangre en fibrina insoluble. La coagulación no se produce en la sangre circulante en el animal vivo porque existen anticoagulantes naturales.

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Anticoagulante:

Como dice Paredes: “los anticoagulantes son sustancias que tienen todos el mismo objetivo, evitar la formación de los coágulos de fibrina, pero actúan en virtud de diversos mecanismos de acción. Hay sustancias que eliminan iones calcio del medio, como el citrato sódico o los oxalatos, o bien utilizando EDTA como quelante del calcio. También hay anticoagulantes naturales que inhiben la convección de protombina en trombina, como la heparina que se comercializa en forma de sales sódicas, líticas o cálcicas. Otros métodos de inhibición de la coagulación de la sangre se basan en la separación de la fibrina, que se produce en forma de finos filamentos, a partir del fibrinogeno disuelto en la misma. Esta inhibición se realiza por agitación vigorosa, inmediata de la sangre después de su recogida y por eliminación de la fibrina que se adhiere al agitador, aunque este proceso suele dañar las células rojas sanguíneas”3

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1.3.2 Sistemas para el aprovechamiento de la sangre: Según Antonio Madrid4, cuatro son los principales aprovechamientos de la sangre: Separación en plasma y corpúsculos, obtención de harina de sangre por eliminación de agua, producción de sangre soluble en polvo y producción de plasma en polvo. En este trabajo nos centraremos en el aprovechamiento de la sangre para la obtención de harina: 1.4 Industrialización de subproductos. Como menciona Madrid6, el sacrifico, preparación, elaboración, transformación e industrialización del ganado y de la carne perseguía, tradicionalmente, la obtención y la industrialización de las canales como producto principal despreciando el aprovechamiento de los subproductos, también llamados “quinto cuarto” (sangre, tripas, grasa, estómagos, etc.), que en el matadero moderno se revalorizan mediante su industrialización (fabricación de harina de sangre, harina de huesos, fusión de grasa y otros) al máximo constituyéndose la base de la disminución de los costos. El despojos comestible (corazón, pulmón, vaso e hígado) con los cueros o pieles son, casi exclusivamente los únicos subproductos que en los mataderos se aprovechan. La sangre, las grasa, los huesos, las tripas, las glándulas y otros son hoy objeto de total utilización en Suecia, Dinamarca y Estados Unidos mientras en otros se desperdician casi totalmente. En países como Suecia el valor de los productos recuperados e industrializados compensa los gastos de distribución, desde la producción de la venta al detal, comprendiendo los gastos del transporte de la hacienda al matadero, del matadero a la carnicería y todos los gastos del sacrificio. El aprovechamiento de subproductos como la sangre es de vital importancia en la industria cárnica y puede ser utilizado para la elaboración de morcillas, harina, alimento animal, albúmina, preparación de cueros, clarificantes, plasma sanguíneo, plastificantes, pinturas, barnices, aglutinantes, embutidos y sueros biológicos. 3 PAREDES, B.; GONZALEZ, S.; DIAZ, M. Producción de globina y plasma a partir de animales de abasto. En: Alimentación, equipos y tecnología. Barcelona. Vol. , No. 175, (ene. 2003); = 4 Ibid., p. 68.

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TECNOLOGIA DEL PROCESAMIENTO DE HARINAS DE SUBPRODUCTOS DE MATANZA DEL GANADO VACUNO 5 Ibid., p. 54 6 Ibid., p. 56

1.5 HARINA DE SANGRE 1.5.1 Definición. Según Libardo Maza Angulo6, la harina de sangre es un producto de la industria cárnica con un alto contenido proteico, se obtiene por la deshidratación de la sangre con un rendimiento de 2,8 kg / animal sacrificado. La harina de sangre puede ser de baja calidad dependiendo el procesamiento por el cual se obtenga, sobre todo la temperatura. Cuando se obtiene por bajas temperaturas contiene alta cantidad de proteína no degradable en el rumen y buena degradación intestinal. De acuerdo con sus características nutricionales, tiene mayor utilización en monogástricos y en rumiantes. Su mayor importancia está representada como un controlador de consumo, en casos de suplementos ofrecidos a voluntad de los cuales se desea un consumo determinado.

En la Tabla 6 se muestran los rendimientos y calidades de la harina de sangre obtenida por otros sistemas de procesamiento.

Como término medio Madrid dice8 que de cada 1000 g de sangre, 185 g son proteínas. Por ello, al secarla hasta dejarla con una humedad entre 8 y 10%, resulta que el contenido de proteínas es del orden del 75-85%. PROCESOS INDUSTRIALES

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MAZA ANGULO, Libardo. Subproductos de matadero. http://azoosubol.galeon.com/cvoitae275734.html. 1998. (abril 5 de 2006). 8 MADRID, Op.cit., p. 66.

Otras de las ventajas de la harina de sangre, es su alto coeficiente de digestibilidad que es del 99%. La harina de sangre es rica en uno de los aminoácidos más importantes para el desarrollo humano y animal: la lisina. Este aminoácido suele ser un factor limitante en el crecimiento de muchos seres vivos y su contenido en los cereales (que constituyen el grueso de la alimentación del ganado) es bajo. Por ello, suplementar la dieta del animal con un pequeño porcentaje de harina de carne es interesante desde el punto de vista del valor nutritivo agregado. Para resaltar la importancia de la sangre como alimento, se puede decir que se obtienen la misma cantidad de proteínas de un kilogramo de ella, que de un kilogramo de carne. 1.5.2 Sistemas de producción: Son varios los procedimientos que se pueden seguir para la obtención de harina, a partir de sangre cruda de animal. Principalmente se tienen tres sistemas según la clasificación realizada por Madrid9:     

Secado tradicional Coagulación-secado Coagulación-centrifugación-secado Sistema de deshidratación y secado en régimen continuo de la sangre Secado por atomización de la sangre

1.5.2.1 Secado tradicional.

   

En este sistema de secado dice Madrid10, “la sangre ha sido sometida a un tamizado grosero, va a parar a un tanque y de ahí a un secador convencional, en el que por calentamiento continuo se va evaporando el agua de constitución hasta quedar el producto con una humedad del 5% al 10%”20 como se observa en la Figura 11. El proceso citado tiene serios inconvenientes, ya que: La evaporación tiene lugar por calor con lo que se consume una muy elevada cantidad de vapor que hace que el procedimiento sea antieconómico. La calidad del producto final, al haber sido sometido a un calentamiento tan intenso, es muy deficiente. De cinco a seis horas son necesarias por cada carga. La sangre es un producto difícil de secar, con lo que en los secadores convencionales hay muchos problemas de funcionamiento. 9 MADRID, Ibid., p. 58. PROCESOS INDUSTRIALES

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TECNOLOGIA DEL PROCESAMIENTO DE HARINAS DE SUBPRODUCTOS DE MATANZA DEL GANADO VACUNO 10 Ibid., p. 58.



Es necesario hacer limpiezas muy frecuentes ya que se forman incrustaciones sólidas sobre las paredes de calentamiento que son muy difíciles de eliminar.

1.5.2.2 Coagulación-secado. Este procedimiento según Madrid consiste en: “intercalar entre el tanque y el secador anteriormente citado un depósito intermedio para la coagulación por calor de la sangre. Una vez coagulada, se hace un prensado con lo cual se puede separar una cierta cantidad de agua como lo muestra la Figura 11. Concluida está etapa se pasa al secado final”11. 1.5.2.3 Coagulación-centrifugación-secado. En este sistema Madrid12 muestra mediante la Figura , que la sangre es coagulada y separada mecánicamente, en un decantador centrifugo horizontal, donde hasta el 75% del agua presente es eliminada. La sangre ya deshidratada pasa a un secado final. Dado que ya hemos eliminado las tres cuartas partes del contenido en humedad, este secado se realiza en breve tiempo (1 a 3 horas) y el producto final es de elevada calidad.

11 MADRID, Ibid., p. 60. 12 Ibid., p. 60

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1.5.2.4 Sistema de deshidratación y secado en régimen continúo de la sangre. Según información brindada por Madrid, “En primer lugar, la sangre es tamizada para eliminar las impurezas más groseras (pelos, arena, etc.), y pasa al depósito (1), procedente de la zona de matanza. Mediante una bomba de desplazamiento positivo (2), equipada con un variador de velocidad, se envía la sangre a un coagulador (3) que funciona en régimen continuo, por inyección de vapor”13 como se muestra en la Figura 12.

Madrid, nos muestra que “el coagulador es de acero inoxidable y lleva en su interior un tornillo transportador que se mueve lentamente. De esta forma se consigue una distribución óptima del vapor caliente que se inyecta en la sangre, consiguiendo su coagulación a una temperatura de 90ºC. No se producen precipitaciones en el coagulador gracias al movimiento del tornillo. La sangre coagulada y caliente pasa a un decantador centrífugo (4) donde se separan dos fases”14: sangre deshidratada por centrifugación y suero sanguíneo de bajo contenido en sólidos (menos del 1,5%). El suero pasa al depósito antiespumante (6) para su posterior tratamiento en una planta de aguas residuales. La sangre deshidratada, rica en sólidos (45-50%) sale del decantador en forma de un polvo húmedo finalmente distribuido, y pasa al secador (5).

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MADRID, Ibid., p. 61. Ibid., p. 60.

Según Madrid15, la evaporación del agua depositada sobre la superficie de cada partícula de sangre hace que se mantenga baja su temperatura durante el secado final. Se puede regular a voluntad la humedad final presente en la harina de sangre que sale del secador (3-8%). En el decantador (4) se pasa el contenido en materia seca de la sangre del 15% al 17% hasta un 45-50%. En el secador pasa de 45-50% de materias sólidas hasta el 92-97%. La sangre coagulada y caliente entra en el decantador en la zona del rotor donde se unen la parte cónica y cilíndrica del mismo como se observa en la Figura 13, a través de un tubo alojado en el eje hueco del tornillo transportador (5). A la salida de este tubo, el producto se distribuye en el líquido que gira en el rotor, sufriendo una aceleración suave hasta alcanzar la velocidad final. El rotor gira a 2575-3250 rpm, lo que supone una fuerza centrífuga de 1675- 2650 veces mayor que la fuerza de la gravedad. Como consecuencia de esta gran fuerza centrífuga a la que se ve sometida la sangre coagulada, los corpúsculos sólidos se depositan en la pared del rotor (4) formando una capa siendo arrastrados por el tornillo sin fin de forma constante hacia el final de la sección cónica del aparato. Ambas líneas se pueden combinar entre si, ya que en la separación de sangre, además del plasma, se obtiene un 30-40% de corpúsculos rojos que pueden pasar a la planta de deshidratación y secado para convertirse también en harina.

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TECNOLOGIA DEL PROCESAMIENTO DE HARINAS DE SUBPRODUCTOS DE MATANZA DEL GANADO VACUNO 15 MADRID, Ibid., p. 62.

1.5.2.5 Secado por atomización de la sangre. Madrid menciona que en este método, “la sangre se concentra en un evaporador hasta el 28% de materia seca y luego se pasa al atomizador hasta conseguir un producto en polvo con 94-96% de sustancias sólidas. En la Figura 14 se muestra el principio de funcionamiento de una torre de atomización. Mediante una bomba (1) se envía el producto a concentrar hasta la parte superior de la torre donde un atomizador (2), lo divide en góticas que se esparcen en el aire caliente a unos 170ºC. La evaporación del agua que cubre las partículas de sangre o plasma, produce un enfriamiento del aire que es extraído de la torre a una temperatura de 80ºC”16.

Dice Madrid que: “el aire, como se aprecia en la Figura 14 entra por un ventilador (3), pasa por un filtro y por un calentador que es donde se eleva su temperatura a 170ºC. En el secado del plasma y la sangre lo que se realiza es eliminar agua. Dicha agua se encuentra en dos formas: agua libre que se evapora en forma instantánea en la cámara de secado (5) y agua capilar que se encuentra en las partículas del plasma y de la sangre, y que se difunden hacia la superficie de dichas partículas donde se produce su evaporación.

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El polvo obtenido se va sedimentando en las paredes y en el fondo de la torre y se descarga por (6). El plasma y la sangre solo alcanzan una temperatura de 70°C a 80ºC, ya que la evaporación del agua protege a las partículas durante el proceso. Los productos en polvo se pueden enviar en forma neumática hacia la instalación de envasado. Cuanto más firme estén divididas las partículas mayor será su superficie expuesta al aire y más rápido y efectivo será el secado. De ahí la importancia que tiene la boquilla de atomización (2). Normalmente la atomización aumenta en 700 veces la superficie original del producto”17. 1.5.3 Aplicaciones de la harina de sangre:  

Elaboración de alimentos concentrados para animales monogástricos. Se prohíbe su utilización en la alimentación de rumiantes. La harina de sangre se emplea como fertilizante gracias a su acción rápida y su elevado contenido nitroso.

De acuerdo a los resultados fisicoquímicos correspondientes a la harina de sangre se determinó que dentro de su composición tiene un 7,08% de minerales; 8,18% de humedad; 12,29% de grasa y 81,69% de proteína, atributos indispensables e importantes a tener en cuenta para la elaboración de concentrados para animales no rumiantes ya que su constitución nutricional es elevada, sin embargo se restringe su uso para consumo humano por su elevado recuento microbiológico.

16MADRID, Ibid., p. 69. 17 Ibid., p. 57.

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1.5.4 Variables involucradas en el proceso de obtención de harina de sangre. El diagrama de flujo de bloques para la obtención de harina de sangre se realizó teniendo en cuenta las condiciones óptimas del proceso, es decir tiempo, presión y temperatura de deshidratación así como temperatura y tiempo de enfriamiento, las cuales se observan con detenimiento en la Figura: Diagrama de bloques para la obtención de Harina de sangre

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Fuente: Monografía: “APROVECHAMIENTO DE LA SANGRE DE BOVINO PARA LA OBTENCION DE HARINA DE SANGRE Y PLASMA SANGUINEO EN EL MATADERO SANTA CRUZ DE MALAMBO ATLANTICO” Universidad de la salle facultad de ingenieria de alimentos bogotá d.c. 2007

1.5.5 COSTOS DE OBTENCIÓN PARA El PROCESO A continuación se describen los costos involucrados en la obtención de harina de sangre para el presente estudio. La materia prima sangre y grasa industrial (sebo), en este caso no tienen ningún costo pues se consideran recursos disponibles para su transformación. El costo de 640,40 kilogramos de sangre utilizados para un bache o carga en donde se obtienen 206,25 kg de harina de sangre (observar balance de materia en los Anexos), se mencionan en la Tabla.

Este es el costo de obtención estimado para un proceso de 640,40 kg de sangre, en donde se obtienen 206,25 kg de harina los cuales son empacados en bolsas de 20 kg y en donde su costo de obtención por bolsa es de $ 10.320.

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1.6 Harina de Huesos y Carne La producción de harina de carne y hueso a partir de desperdicios de origen animal es una práctica internacional bastante antigua, que tiene dos objetivos básicos: la obtención de un suplemento proteico de alto valor en el mercado y la descontaminación ambiental que presupone la recolección y el tratamiento adecuado de estos desechos orgánicos, que son focos potenciales propagadores de gérmenes patógenos. La harina de carne y hueso es un producto que resulta del cocimiento de subproductos de origen bovino, constituido principalmente de hueso y viseras, esta se usa como ingrediente para la fabricación balanceada de raciones de animales y se comercializa en la avicultura y porcicultura.

1.6.1 Clasificación de Materia Prima Blando: orejas, tripas y pellejos. Hueso: pasa al área de triturado de hueso. 1.6.2 Materiales Utilizados Los recursos naturales que están sometidos a mayor presión durante el proceso de producción son: Agua Energía eléctrica Combustibles de origen fósil. A continuación se describen sus usos: Consumo de agua: El agua es utilizada, antes, durante y después del proceso de producción. El consumo y usos de agua fresca utilizada a lo largo del proceso se describen de la siguiente manera:

a) Limpieza, lavado de equipos y mantenimiento del área productiva Esta actividad se realiza esporádicamente, contribuyendo con esto a mantener en buen estado operativo todos los equipos e instalaciones.

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b) Producción de vapor. La caldera requiere para su operación de agua de excelente calidad (desde el punto de vista de dureza), para contribuir a una mejor eficiencia y extensión de la vida útil de la caldera.

c) Demanda para el consumo humano. El personal que labora en la empresa demanda agua para lavado de manos, utensilios y actividades de higiene personal.

d) Taller de mantenimiento. En el taller de mantenimiento se hace uso de agua para el lavado manos y algunas herramientas Consumo de energía eléctrica: Es utilizada en todas las áreas de las instalaciones, las mayores demandas se reflejan en el área de procesos productivos. Consumo de combustibles: Los combustibles utilizados se limitan a bunker para la caldera y diésel comercial para transporte interno Material para empaque, sacos hilos y aceites.

1.6.3 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO Recepción: El proceso inicia con la recepción de materias primas (desechos blandos de ganado vacuno y huesos) en las instalaciones de la planta, la cual generalmente es transportada en camiones desde los diferentes mataderos, ubicándose en el área de recepción existente, donde es clasificada según el tipo de materia prima para ser conducidas al proceso correspondiente, si la materia prima son tripas pasan al área de lavado de tripas, si la materia prima es hueso pasa al área de triturado de hueso.

Lavado de Tripas: En esta área se realiza el lavado de tripas se encuentra provista de ganchos donde se colocan las tripas para ser limpiadas, los desechos caen en un pila los cuales son conducidos a un terreno contiguo a esta área donde se secan por exposición al sol. Las tripas limpias pasan directamente al proceso de cocción.

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Triturado de huesos: En esta área existe un equipo triturador, donde los huesos son reducidos de tamaño, la alimentación de este equipo se realiza de forma manual. El hueso triturado se traslada hacia el proceso de cocción a través de un tornillo sin fin. Cocción: El proceso de cocción se realiza en un Cooker, donde son cocinados y mezclados los blandos y los huesos. La materia prima pre-cocida es depositada en una pila donde pasa al siguiente proceso, del proceso de cocción se generan grasas las cuales son reincorporadas al proceso. En este proceso se hace uso de vapor generado a través de una caldera. Extracción de grasa: La grasa contenida en la harina pre-cocida se extrae mediante un filtro prensa (expeller), las grasas prensadas son tratadas para ser purificadas, el resultado es sebo y residuos de aceites con impurezas. Molido: En este proceso se refina la materia prima pre-cocida y prensada para que presente una mejor manejabilidad. Empaque y embalaje: El producto final harina es inspeccionado también empacado en sacos de 100 libras, son estivados en polines en el almacén. Almacenamiento: Una vez empacado el producto pasa al almacenamiento. Los lotes no se clasifican, ni se les coloca la fecha de elaboración, por lo control que no se lleva control del primero en entrar primero en salir.

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1.6.4 Diagrama de flujo del proceso

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO Recepción Blando/Hueso Tripas

Agua

Hueso

Triturado del Hueso

Tanque de Combustible

Lavado de Tripas

Tripas Lavadas Genración de Vapor (Caldera)

Vapor

Purgas

Vapor de Cocción (olores Desagradables)

Grasas Aguas Residuales

Cocinado Cooker

Tanque de Retorno de Condensados

Pila de descarga de Aceites

Tanque de grasas Temporal

Vapor Sal / Agua Extracción de Grasa

Lavado con sal/ Agua

Residuos de grasas

Tanque de grasas Final

Molido Pilas de Chifladuras

Cebo a recircular Empaque y Pesado

Impurezas de Cebo (chifladura)

Blando: Tripas, orejas pellejos, plumas Almacenamiento

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1.6.5 Diagrama de equipos

1.6.6 Usos de la Harina de carne y hueso: Los Mataderos bovinos son una de las fuentes más grandes de harina de hueso por varias razones. En primer lugar, que es donde las vacas y los toros se transforman de un animal vivo en un producto con muchas piezas útiles. Es buena fuente proteica y de aminoácidos Harina de hueso estimula el crecimiento de raíces fuertes sobre todo en los árboles recién plantados. Se usa ampliamente para fertilizar el suelo para plantas y jardines. Es un fertilizante popular debido a que contiene cantidades significativas de fósforo, el cual es uno de los tres elementos esenciales que necesitan las plantas para crecer junto con el nitrógeno y el potasio. Harina de hueso también es alta en calcio, por lo que es útil en algunos alimentos para animales como alimentos para perros. Es importante mencionar que este producto no puede ser ingerido por las reses debido a que les provoca la enfermedad encefalopatía espongiforme es una enfermedad progresiva fatal del sistema nervioso de los bovinos.

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Tratamiento de residuos:

2.1 Control de residuos líquidos Los problemas ambientales ocasionados por la industria de alimentos están asociados al manejo inadecuado de los residuos y subproductos líquidos y sólidos, ya que al ser evacuados por el alcantarillado pueden producir taponamiento de tuberías, y generar olores ofensivos y se convierten en foco de vectores patógenos. Los principales desechos líquidos generados en los Mataderos son: 

 

Mezcla de agua con detergentes y desinfectantes que se utiliza para lavar equipos, utensilios, áreas administrativas, baños, cuarto de basuras, área de proceso, entre otras. Mezcla de agua con mugre y polvo. Mezcla de agua con mugre y polvo. El agua que se utiliza para lavar las materias primas que se utilizan en el proceso Mezcla de agua con residuos de sangre y material regurgitado procedente del sacrificio de los bovinos.

Se tienen en cuenta los siguientes aspectos para el manejo de residuos líquidos: La evacuación de las aguas residuales se hace por medio de sifones y tuberías que conducen finalmente a vertimientos principales y alcantarillado. Al realizar la evacuación del agua previamente se retiran las partículas sólidas y demás objetos extraños para evitar el taponamiento de las tuberías. Se deben mantener los sifones limpios y desinfectados, así como los depósitos de agua para evitar contaminaciones y malos olores. 

Drenajes: Estos drenajes tienen la capacidad y pendiente requeridas para permitir una salida rápida y efectiva de los volúmenes generados por la empresa. Dichos drenajes están diseñados para impedir el emposamiento de agua. Las cañerías deben ser lisas para evitar la acumulación de residuos y malos olores. Dichos drenajes deben estar protegidos con rejillas y las debidas trampas para grasas y sólidos, están diseñadas de forma que permiten su limpieza e impidan el paso de roedores.

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2.3 Control de residuos sólidos Es importante mencionar en cuanto a los desechos sólidos (basuras) que se debe contar con las instalaciones, elementos, áreas, recursos y procedimientos que garanticen una eficiente labor de recolección, conducción, manejo, almacenamiento interno, clasificación, transporte y disposición, lo cual tendrá que hacerse observando las normas de higiene y salud ocupacional establecidas con el propósito de evitar la contaminación de los alimentos, áreas, dependencias y equipos o el deterioro del medio ambiente. Los problemas ambientales ocasionados por la industria de alimentos están asociados al manejo inadecuado de los residuos y subproductos sólidos, ya que al ser evacuados por el alcantarillado producen taponamiento de tuberías, y al ser mal almacenados, generan olores ofensivos y se convierten en foco de vectores patógenos. En los Mataderos, se tiene como desecho de tipo inorgánico el papel y como desechos orgánicos residuos de carne y grasa procedentes del área de corte de la canal, además se obtienen otro tipo de desechos que son utilizados por terceros (piel, cabezas. Patas, sebo, huesos y otros) los cuales van siendo almacenados en sitios específicos hasta su evacuación, mientras que los desechos inorgánicos van a las respectivas canecas que se destinan para recoger este tipo de residuo y posteriormente se desechan y se los lleva el carro de la basura sin realizar algún proceso como tal para su posterior utilización, es decir, no se recicla. Todos estos residuos sólidos se llevan a un cuarto de basuras que está previamente diseñado para su almacenamiento y además debe estar alejado del área de proceso para así evitar contaminación cruzada. Estos desechos deben removerse frecuentemente de las áreas de producción y así se dispone de manera eficaz la eliminación y generación de malos olores y a la vez el refugio y alimento de animales y plagas. Es importante tener en cuenta lo siguiente:   

Los residuos sólidos (basura), que se recogen deben ser eliminados a diario. No se debe acumular basura en el área de trabajo, ni en los alrededores Cada bolsa se deberá cerrar correctamente, para evitar contaminación ambiental y deberá cambiarse la bolsa diariamente.

El sitio donde permanecen las canecas debe tener un área asignada y ser barrida a diario cada vez que se requiera. Las canecas deben tener un rotulo correspondiente al uso; deben tener bolsas plástica y deben estar tapadas. Los Recipientes con basura siempre deberán estar con tapa y rotulados por que las moscas, cucarachas, polvo y el viento pueden hacer que la basura llegue a los PROCESOS INDUSTRIALES

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alimentos. Las canecas se lavan cada vez que se desocupan. La basura se debe mantener alejada del lugar donde se almacenan, preparan y consumen alimentos.

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Impacto Ambiental de la producción de harina de sangre y huesos:  Producir Harina de Sangre y de huesos para Disminuir el Impacto Ambiental de los Mataderos Las actividades asociadas a la recuperación de subproductos generan gran cantidad de residuos líquidos y sólidos, pudiendo emitir olores muy desagradables y generando contaminación al medio ambiente. La sangre es el principal contaminante, aportando una DQO total de 375.000 mg/lt y una elevada cantidad de nitrógeno, con una relación carbono/nitrógeno del orden de 3:4. Se estima que entre un 15% - 20% de la sangre va a parar a los vertidos finales. La sangre generada en los mataderos o rastros, es un residuo que daña fuertemente el medio ambiente. Ante esta situación, científicos mexicanos del Instituto Politécnico Nacional (IPN) convirtieron este líquido de bovinos y porcinos, en harina para que la industria alimentaria lo utilice en la formulación de croquetas de perro y en la piscicultura intensiva. El doctor Carlos López González y el maestro Miguel Ángel Pérez Gutiérrez del Centro de Desarrollo de Productos Bióticos (Ceprobi) aseguraron que la harina de sangre elaborada por la técnica aspersión (esparcir un líquido en gotas finas y secarlo con aire caliente) tiene un alto valor nutritivo, además aprovecha un recurso biológico local que antes se desperdiciaba. La harina de sangre obtenida es un producto de la industria cárnica con un alto contenido proteico y es rica en el aminoácido llamado lisina, la cual es importante para el desarrollo de los seres vivos. Su ventaja nutrimental es que un kilogramo de ésta, se obtiene la misma cantidad de proteínas que al consumir uno de carne. El producto se elaboró en el departamento de desarrollo tecnológico, del laboratorio de la planta piloto del Ceprobi y tuvo el apoyo económico del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y de la Secretaría de Investigación y Posgrado (SIP) del IPN. El principal propósito de este desarrollo es promover la disminución del impacto económico y ambiental de las actividades de los rastros, mediante el acopio y transformación de la sangre en una materia prima útil, asi como también el uso de los huesos como harina, con la finalidad de formular alimentos balanceados para animales. PROCESOS INDUSTRIALES

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4. Anexos: Empresas en Nicaragua: 

Protena Nicaragua

Misión Proporcionar una solución ambiental al manejo de los subproductos orgánicos de instalaciones de beneficio animal, transformándolos en proteínas de alto valor nutricional para la elaboración de alimentos. Visión Ser líderes a nivel centroamericano en la producción de proteínas de origen animal y en el desarrollo de nuevos productos que fortalezcan la calidad nutricional de la población, por medio de la utilización de tecnología diferenciada. Proteínas Naturales (Protena S.A.) fue fundada en el año 2005 como una empresa ZOFA perteneciente a Protena International A/S de Dinamarca. Está dedicada a extraer y procesar higiénicamente la sangre bovina producto de la matanza en los mataderos certificados y aprobados por USDA. La sangre se transforma en proteínas funcionales de primera calidad con alto valor nutritivo muy apreciadas en la industria alimenticia tanto para consumo humano como consumo animal. La mayoría de la producción se destina a exportación. Pasando por un proceso especial en la planta mediante tecnología de punta se obtienen tres productos: Plasma Bovino Desecado, Plasma Bovino Concentrado Congelado y Hemoglobina Bovino Desecado.

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Sin el proceso de recolección de Protena la sangre se considera un grave problema ambiental por su alto nivel de materia orgánica y a la vez un costoso subproducto de proceso en los mataderos. La primera parte de la fabricación de los productos de Protena inicia con la recolección aséptica de sangre bovina donde gran parte es recolectada higiénicamente. Nuestros colaboradores recolectan la sangre en los mataderos certificados cumpliendo con las normas de buenas prácticas de manufactura (HACCP), siendo ello una garantía de inocuidad y garantizando que la calidad de la sangre sea apta para incluirse en productos para consumo humano. Una vez recolectada la sangre es separada en dos productos básicos: Plasma y Hemoglobina. El plasma se congela o se deseca según las necesidades del cliente. La hemoglobina solo tiene una presentación para el cliente siendo ésta en forma desecada. Por otro lado, Protena maneja sus aguas industriales producto del proceso de producción mediante un método único en Centro América de lagunas biodigestoras. Con estas bio-digestoras se logra la generación sostenible de biogás como fuente alterna de energía limpia, logrando asi reducir drásticamente el efecto invernadero de las aguas industriales. El proceso de laguna bio-digestoras garantiza que las aguas tratadas puedan ser irrigadas sin daño al medio ambiente, cumpliendo las normas del MARENA para el vertido de las mismas. Con su recolección de sangre y posterior tratamiento único de sus aguas industriales Protena evita una descarga de materia orgánica al medio ambiente equivalente a lo que generarían diariamente 75,000 personas.

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La planta ubicada en Tipitapa, tiene capacidad de procesar la sangre de 2,500 reses al día y hasta un millón al año.

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Nuevo Carnic:

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Novaterra, SA.

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Su Karne:

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De la siguiente monografía: en la “APROVECHAMIENTO DE LA SANGRE DE BOVINO PARA LA OBTENCION DE HARINA DE SANGRE Y PLASMA SANGUINEO EN EL MATADERO SANTA CRUZ DE MALAMBO ATLANTICO” Universidad de la Salle Facultad de Ingeniería de Alimentos

Bogotá d.c. 2007 se extrajo la siguiente información de ensayos realizados para el proyecto, así como el balance de materia para la obtención de la harina. Ensayo No. 1 Recolección de la sangre: La sangre se recolectó en el Matadero Santa Cruz, se extrajo directamente del sistema circulatorio de 10 animales teniendo en cuenta que el sacrificio total correspondiente a ese día fue de 85 animales. La recolección de la sangre se llevó a cabo realizando una punción en la yugular del animal utilizando un cuchillo hueco tipo vampiro el cual se encontraba conectado con una manguera flexible por donde emergía la sangre hacia las canecas. Después de la recolección de la sangre en las canecas plásticas se llevaron al área de pesaje donde se pesaron con la finalidad de tener un estimativo de la cantidad de sangre a utilizar en el ensayo. A continuación se depositó la sangre previamente pesada en una caneca de mayor capacidad que contenía en su interior una solución de citrato sódico con el fin de evitar la coagulación de la sangre que sería utilizada para dicho ensayo, posteriormente fue refrigerada a una temperatura de 2°C y al cabo de dos horas fue transportada al Matadero Santa Mónica ubicado a 10 minutos aproximadamente del Matadero Santa Cruz en el mismo Municipio donde se llevó a cabo el procedimiento de centrifugación. Centrifugación de la sangre: Una vez finalizado el proceso de recolección y transporte de la sangre se procedió a la centrifugación proceso que se caracteriza por la separación de sustancias por medio de la fuerza centrifuga. En este proceso se utilizaron 92 kilogramos de sangre líquida, durante este ensayo se trabajó a una velocidad constante que era equivalente a 2500 rpm, en el momento de llevar a cabo el proceso la temperatura de la sangre estaba en 16°C y el tiempo de centrifugación fue de 15 minutos. Congelación: Al finalizar el proceso de centrifugación se obtuvo la fracción de plasma la cual se empacó en una bolsa plástica debidamente marcada y posteriormente fue llevada a congelación a una temperatura de -10°C.

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BALANCES DE MATERIA PARA LA HARINA DE SANGRE Los Balances de materia son importantes, ya que nos permiten realizar una cuantificación de las materias entrantes y salientes involucradas en un proceso, independientemente del cual se esté hablando. En el caso del balance de materia se debe tener en cuenta la ley de la conservación de la masa, enunciada por Antoine Laurent de Lavoisier, en la cual se afirma que nada puede crearse, sino lo que ocurre es que en cada proceso se presenta un cambio o modificación de la materia, encontrando siempre la misma cantidad de materia o sustancia antes o después de que el proceso se efectúe. Matemáticamente se expresa de la siguiente manera, tal como lo plantea Sing Si no hay generación ni consumo de materia, la ecuación es la siguiente: Materia que entra al sistema – Materia que sale del sistema = Materia acumulada

dentro del sistema y en condiciones de estado estacionario sin acumulación de materia, se presenta de la siguiente forma: A continuación se describen los balances de materia para los ensayos realizados hasta obtener harina de sangre: ƒ Ensayo 1. Las etapas más relevantes durante el proceso de obtención de la harina de sangre son en la etapa de almacenamiento y deshidratación, ya que es allí donde entran y salen productos que modifican la cantidad de materia que hay en el sistema.

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Base de Cálculo = 1 kg de sangre

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Bibliografía y Webgrafía: BELITZ, H.D. y GROSCH, W.. Química de los alimentos. 2ª edición. Zaragoza (España): Acribia. 1997. DANE, CEGA, ministerio de agricultura, FEDEGAN DIVAKARAN, S.. Industrialización y aprovechamiento de la sangre animal. Boletín FAO. No. 32. Roma. 1983. FALLA CABRERA, Luis Humberto. Desechos de Matadero como alimento animal en Colombia. www.fao.org/ag/aga/AGAP/FRG/APH134/cap7.htm. Frigorífico Guadalupe S.A. Bogotá D.C., Colombia, (abril 5 de 2006) LACA A., DIAZ M. y RENDUELES M.. Alternativas e implicaciones medioambientales de la gestión de residuos en la industria cárnica. En: Alimentación, Equipos y tecnología. Madrid: 2004; (abr.). p. 92-99 MADRID, Antonio. Aprovechamiento de los subproductos cárnicos. 1ª edición. Madrid (España): Mundi-Prensa. 1999. MAZA ANGULO, Libardo. Subproductos de Matadero. http://azoosubol.galeon.com/cvoitae275734.html. 1998. (abril 5 de 2006) TKF Enggineering & trading SA. Planta de subproductos (cooker). www.tkfsa.com.co/publicaciones,php?id=20749#harina. (Abril 5 de 2006). VEALL, Federico. Estructura y funcionamiento de Mataderos medianos en países de desarrollo. http:// www.fao.org/COCREP/004/TO566s/TO566500.HTM#TOC. Roma , 1993. (abril 21 de 2006) Monografía: “APROVECHAMIENTO DE LA SANGRE DE BOVINO PARA LA OBTENCION DE HARINA DE SANGRE Y PLASMA SANGUINEO EN EL MATADERO SANTA CRUZ DE MALAMBO ATLANTICO” Universidad de la salle facultad de ingenieria de alimentos bogotá d.c. 2007

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