· el proyecto Desarrollo de Agroempresas Rurales, del CIAT. Dominique Dufour, Ph.D., es...

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Introducción

El Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) se dedica al alivio del hambre y de la pobreza enlos países tropicales en desarrollo, mediante la aplicación de la ciencia al aumento de la producciónagrícola, conservando, a la vez, los recursos naturales.

El CIAT es uno de los 16 centros internacionales de investigación agropecuaria auspiciados porel Grupo Consultivo para la Investigación Agrícola Internacional (GCIAI).

El presupuesto básico del CIAT es financiado por 27 donantes, entre los que figuran gobiernosde países, organizaciones para el desarrollo regional e internacional y fundaciones privadas. En 1998,los siguientes países son donantes del CIAT: Alemania, Australia, Bélgica, Brasil, Canadá, Colombia,Dinamarca, España, los Estados Unidos de América, Francia, Holanda, Italia, Japón, México, Noruega,el Reino Unido, Sudáfrica, Suecia, Suiza y Tailandia. Las entidades donantes incluyen el BancoInteramericano de Desarrollo (BID), el Banco Mundial, el Centro Internacional de Investigaciones parael Desarrollo (CIID), la Fundación Ford, la Fundación Rockefeller, el Programa de las Naciones Unidaspara el Desarrollo (PNUD), y la Unión Europea (UE).

La información y las conclusiones contenidas en esta publicación no reflejan necesariamente lospuntos de vista de los donantes.

El Centro de Cooperación Internacional en Investigación Agronómica para el Desarrollo (Centre decoopération internationale en recherche agronomique pour le développement, CIRAD) es unaorganización francesa de investigación, especializada en la agricultura de los trópicos y subtrópicos.Fue establecido como entidad estatal en 1984 para consolidar varias organizaciones francesas queinvestigaban en agricultura, veterinaria, silvicultura y tecnología alimentaria en las regiones tropical ysubtropical.

La misión del CIRAD es contribuir al desarrollo económico de esas regiones mediante lainvestigación, la experimentación, la capacitación y la diseminación de la información técnica y científica.El Centro emplea 1800 funcionarios cuya labor se realiza en 50 países; de ellos, 900 pertenecen alpersonal principal. El presupuesto del Centro llega, aproximadamente, a 1000 millones de francosfranceses (aproximadamente, US$195 millones), de los cuales más de la mitad proviene de fondospúblicos.

CIRAD está compuesto por siete departamentos: CIRAD-CA (cultivos anuales), CIRAD-CP (cultivosde especies arbóreas), CIRAD-FLHOR (frutales y cultivos hortícolas), CIRAD-EMVT (producción pecuariay medicina veterinaria), CIRAD-Forêt (manejo de bosques), CIRAD-AMIS (mejoramiento de los métodosque propician la innovación científica), y CIRAD-GERDAT (administración, servicios y laboratorioscomunes, documentación). El CIRAD emplea, para realizar su trabajo, sus propios centros deinvestigación, los sistemas nacionales de investigación agropecuaria o los proyectos de desarrollo.

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Centro Internacional de Agricultura TropicalInternational Center for Tropical Agriculture

Centre de coopération internationale en rechercheagronomique pour le développement

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Almidón Agrio de Yuca en Colombia

Centro Internacional de Agricultura TropicalInternational Center for Tropical AgricultureApartado aéreo 6713Fax: (57-2) 4450-073e-mail: [email protected], Colombia

Publicación CIAT No. 268ISBN 958-9439-67-5Tiraje: 1000 ejemplaresImpreso en ColombiaDiciembre 1998

Alarcón M., Freddy ; Dufour, Dominique. Almidón agrio de yuca en Colombia : producción yrecomendaciones. -- Cali, Colombia : Centro Internacional de Agricultura Tropical ;Montpellier, Francia : Centre de coopération internationale en recherche agronomiquepour le développement, Département d’amélioration des méthodes pour l’innovationscientifique, 1998.1 v. (35 p.) -- (Publicación CIAT ; no. 268)

ISBN 958-9439-67-5

Manihot esculenta. Variedades. Tapioca. Desmenuzamiento. Tamizado. Decantación. Fermentación. Secado.Mercadeo.

Freddy Alarcón Morante es Tecnólogo Químico de Productos Vegetales, especialista en procesamiento del almidón enel proyecto Desarrollo de Agroempresas Rurales, del CIAT.

Dominique Dufour, Ph.D., es Tecnólogo de Alimentos, investigador del CIRAD-AMIS (Montpellier, Francia) y coordinadoren el CIAT del proyecto colaborativo “Valorización de la yuca en América Latina”, desarrollado por ambas instituciones.

Derechos de Autor CIAT 2002. Todos los derechos reservados

El CIAT propicia la amplia diseminación de sus publicaciones impresas y electrónicas para que el público obtenga de ellasel máximo beneficio. Por tanto, en la mayoría de los casos, los colegas que trabajan en investigación y desarrollo no debensentirse limitados en el uso de los materiales del CIAT para fines no comerciales. Sin embargo, el Centro prohíbe lamodificación de estos materiales y espera recibir los créditos merecidos por ellos. Aunque el CIAT elabora sus publicacionescon sumo cuidado, no garantiza que sean exactas ni que contengan toda la información.

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Introducción

Contenido

Página

Prólogo v

Introducción 1

El Cultivo de la YucaPlanta y Cultivo 3

Análisis de la Raíz 4Cianógenos 5

Variedades 5

Producción y Rendimiento 6En el mundo 6En Colombia 6En el departamento del Cauca 7

Productores y procesadores 7Producción y beneficio de la yuca 8

Procesamiento de la YucaLavado de las Raíces 9

Métodos de lavado 9Lavado/pelado manual 9Lavado/pelado mecánico 10

Tipos de máquina lavadora 10Lavadora/peladora cilíndrica de semieje para carga lateral (Modelo 1) 10Lavadora/peladora cilíndrica de eje central para carga frontal (Modelo 2) 11Lavadora/peladora cilíndrica semicontinua (Modelo 3) 11

Capacidad de las lavadoras/peladoras 11Pérdidas en el lavado/pelado 12

Rallado de las Raíces 12Rallador o rallo 12Operación del rallo 12

Colado o Tamizado 14Método manual 14Método mecánico continuo 14Método mecánico discontinuo 14Características del colado 15

Afrecho (subproducto) 15Segundo colado 15

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Página

Sedimentación del Almidón 15Tanques de sedimentación 16Canales de sedimentación 16Agua residual 16Mancha (subproducto) 17

Fermentación del Almidón 18Proceso de fermentación 18

Secado del Almidón 19

Tratamiento Final del Almidón 19

Comercialización 19

Rendimiento 20

Calidad del Almidón Agrio 20

Recomendaciones Generales 21Sobre las rallanderías 21

Rallandería tradicional 21Rallandería tradicional mejorada 22Rallandería nueva 22Rendimiento comparativo 24

Sobre manejo de insumos 24Agua 24Materia prima 24Maquinaria 24

Referencias 25

Apéndice 1. Descripción Gráfica del Proceso de Extracción de Almidón 27Sistema tradicional (tipo 1) 27Sistema mecanizado (tipos 2 y 3) 27

Apéndice 2. Uso Industrial del Almidón de Yuca 30Industria de alimentos 30Industria del papel 31Industria textil 31Industria farmacéutica 32Otros usos 32

Apéndice 3. Costos de una Rallandería 33Construcción e instalación 33Costos de operación 34Relación costos/precio 35

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Introducción

Prólogo

La sección de Utilización de Yuca del antiguoPrograma de Yuca del CIAT y —másrecientemente— los proyectos de Desarrollo deAgroempresas Rurales y de Valorización de laYuca en América Latina han trabajado desde1988 con las “rallanderías” de la zona andinaoccidental de Colombia para estudiar elprocesamiento del almidón de yuca, es decir, latransformación de las raíces de yuca enalmidón.

La implementación de estos proyectos fueel resultado de un acuerdo de colaboracióninternacional entre el CIAT, cuya sede se hallaen Colombia, y el CIRAD, de Francia. Suobjetivo específico (en especial, del segundoproyecto) era mejorar la rentabilidad delproceso de extracción de almidón de yuca y lacalidad del producto obtenido (el almidón agrio)en las unidades de producción de la zonamencionada, con el fin de agregar valor a layuca, un producto agrícola de importanciaestratégica en 1a región latinoamericana. Lasactividades de ambos proyectos —incluyendo laencuesta hecha a los productores de almidónen 1995— se concentraron en el departamentodel Cauca, Colombia.

Este manual es el Tomo I de una obra queconstará de dos tomos. En él se informa allector sobre los resultados de los proyectosdichos y, al mismo tiempo, se da una guía aquienes estén interesados, tanto en Colombiacomo en otras regiones del mundo, endesarrollar el proceso de obtención de almidónagrio de yuca. Se describe, por tanto, latecnología existente en las plantas procesadorasde yuca que producen almidón en la regiónconsiderada, las cuales tienen una capacidadde 1 a 5 t de raíces por turno de procesamientode 8 horas. Esa tecnología mejorada deextracción de almidón de yuca podrá adaptarsesin dificultad a regiones productoras de yuca demuchos países del cinturón tropical quedispongan de agua suficiente y poseancondiciones climáticas favorables.

Se ha difundido, en efecto, la tecnología avarias zonas de Colombia en los últimos años.Esta experiencia regional ha permitidotransferirla exitosamente a otros paíseslatinoamericanos (Ecuador, Honduras yNicaragua) que la han solicitado.

El Torno II de esta obra (todavía enelaboración) contiene los pIanos que senecesitan tanto para la construcción de unaplanta procesadora de yuca como para lafabricación de la maquinaria empleada en laplanta. Esta se presentará como unarallandería modelo, porque reunirá lasinnovaciones tecnológicas desarrolladas (en losproyectos antes mencionados) gracias a lacontribución de procesadores de almidón y defabricantes de equipos electromecánicos de lazona, y al aporte de científicos y técnicos devarias instituciones nacionales einternacionales.

Los autores agradecen a la Corporaciónpara Estudios Interdisciplinarios y AsesoríasTécnicas (CETEC) y, en especial, a RicardoRuiz, ingeniero de esa ONG, por su valiosaparticipación en el desarrollo de estos trabajos.Asimismo, agradecen la colaboración de MartínMoreno y Adolfo León Gómez, profesores de laUniversidad del Valle, en Cali, Colombia.

Hacen también un reconocimiento especiala innumerables agricultores, campesinos y“rallanderos” del departamento del Cauca y deotras regiones de Colombia, por la informacióntan útil que han suministrado para laelaboracion de esta obra.

Agradecen además el apoyo científico yfinanciero permanente del CIRAD-AMIS a esteproyecto y, en especial, al Dr. Gérard Chuzel(investigador del CIRAD), quien inició el trabajogracias a la financiación recibida del Ministeriode Relaciones Exteriores de Francia.Reconocen haber aprovechado el valioso acervode experiencias en el manejo y utilizacion de la

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yuca que acumularon log investigadores delantiguo Programa de Yuca del CIAT.

Al Dr. Rupert Best, líder del proyectoDesarrollo de Agroempresas Rurales, un sinceroagradecimiento por la revisión final del

manuscrito. A los profesores y estudiantes,finalmente, de la Universidad del Valle y de laUniversidad Autónoma de Occidente quecolaboraron en los estudios del proyecto, unapalabra de aprecio.

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Introducción

Introducción

El almidón agrio de yuca es un productofermentado para uso de la industria dealimentos. Su obtención ha sido el resultado deuna labor doméstica realizada por familiasenteras en las áreas rurales, principalmente, ycon equipos manuales rústicos, de fabricacióncasera. Este almidón se ha utilizado comoingrediente en la preparación de diversosalimentos, en especial los de origen regional otípicos.

En Colombia, la extracción de almidón deyuca como actividad agroindustrial empezó enlos años 50. La demanda de almidón aumentóen los años siguientes y la extracción delproducto se convirtió en una agroindustrianetamente artesanal. Se introdujeron entoncesinnovaciones mecánicas en algunas etapas delproceso y se logró aumentar la capacidadproductiva de estas pequeñas fábricas queempezaron a llamarse “rallanderías” o“ralladeros”. Esta actividad permitió eldesarrollo socioeconómico de las familias deescasos recursos que pueblan el norte deldepartamento del Cauca, Colombia (CECORA,1988).

Se han establecido en Colombia más de200 rallanderías dedicadas a la producción dealmidón agrio de yuca, con el cual se elaboranproductos de panadería (pandebono, pan deyuca y otros) que aprovechan las propiedadesespeciales de expansión de este almidón.

Los principios del procesamiento delalmidón agrio se aplican en todas lasrallanderías, aunque varía mucho la tecnologíaempleada. Se encuentran, por ejemplo,rallanderías en que el proceso escompletamente artesanal, otras que ya estánmecanizadas pero siguen siendo muytradicionales y otras que, aun estando mástecnificadas, permanecen aún en el nivel de laindustria a pequeña escala (Zakhia et al.,1996).

Hay, además, en Colombia fábricas queproducen almidón de yuca nativo o natural (sinfermentar) a gran escala, en los departamentosde Atlántico y Sucre. Este proceso tiene unnivel más alto de tecnificación. El almidónnativo (conocido como almidón dulce de yuca enColombia) se emplea en el sector industrial,principalmente en la fabricación de papel, en lapreparación de pegantes, en la industria textil(engomado de telas de algodón), en la industriade alimentos preparados, en la perforación depozos petroleros y en la fabricación dedinamita.

En 1989, el CIRAD-SAR (actualmenteCIRAD-AMIS) y el CIAT iniciaron el proyectoValorización de la Yuca en América Latina, conel fin de mejorar la tecnología tradicionalempleada en el procesamiento de almidones deyuca a pequeña escala. El objetivo eradesarrollar y transferir a los productoresrurales una tecnología de procesamiento quemejorara la rentabilidad del proceso deextracción y la calidad del almidón queobtenían (Chuzel y Muchnik, 1993).

La mayoría de las actividades de esteproyecto, se realizaron en el departamento delCauca, Colombia, donde las rallanderías selevantan a lado y lado de la carreterapanamericana que, en esa región, une a Pastocon Popayán y Cali. Estas rallanderías sededican básicamente a la producción dealmidón agrio de yuca.

Como se mencionó antes, el primer tomodel manual recopila la experiencia adquiridadurante la ejecución de este proyectocolaborativo, cuyo objetivo era mejorartecnológicamente el procesamiento dado a layuca para obtener almidón natural y almidónagrio. Estos resultados pueden aplicarse en lamayor parte de las zonas productoras de yucade América Latina, Asia y Africa que cuentencon un adecuado suministro de agua. El

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propósito último de los proyectos mencionados(Valorización de la Yuca… y Desarrollo deAgroempresas…) y del manual es, por tanto,extender estas innovaciones tecnológicas entrelos pequeños agricultores del trópico, para quemejoren su nivel de vida valiéndose de unproducto agrícola que hasta hoy les ha servidosólo como medio de subsistencia.

Desde 1991, los dos proyectos hantransferido la tecnología de extracción dealmidón agrio de yuca aquí descrita a diversasregiones de Colombia. En 1993 y 1994,continuaron esta labor de transferencia enEcuador. En 1997 y 1998, el segundo proyecto(Desarrollo de Agroempresas Rurales) llevó latecnología del almidón agrio a algunas regionesyuqueras de Nicaragua y estudia actualmentela factibilidad de su transferencia a otros paíseslatinoamericanos.

El lector interesado en los planos, el diseñoo la construcción, tanto de las máquinas delproceso de extracción aquí descritas como de la

planta física (la rallandería y sus instalacionesconexas) debe dirigirse al proyecto Desarrollo deAgroempresas Rurales (SN-1) del CIAT, concargo al Sr. Freddy Alarcón (primer autor delmanual), a la siguiente dirección:

A. A. 6713Cali, ColombiaFax: (57-2) 4450-073e-mail: [email protected]

[email protected]

También puede dirigirse al Dr. DominiqueDufour (segundo autor), a la siguientedirección:

CIRAD-AMIS Programme Agro-alimentaire73 rue Jean François BrétonBP 503534032 Montpellier Cédex 1France (Francia)Fax: (33) 467-611223e-mail: [email protected]

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El Cultivo de la Yuca


La yuca (Manihot esculenta Crantz) es unaespecie de raíces amiláceas que se cultiva en lostrópicos y subtrópicos (Foto 1). A pesar de quees uno de los cultivos alimenticios másimportantes de los países tropicales, fuera deellos es muy poco conocida.

La yuca es originaria de América tropical.Antes de 1600, los exploradores portugueses lallevaron a Africa y Asia. La yuca se siembrahoy en 92 países donde alimenta a más de500 millones de personas.

Planta y Cultivo

Hay actualmente más de 5000 variedades deyuca y cada una tiene características

peculiares. Sus flores (masculina y femenina)son pequeñas y la polinización cruzada esfrecuente. El fruto es dehiscente y las semillaspequeñas y ovaladas. La raíz es cónica y tieneuna corteza externa y otra interna (de colorblanco o rosado). Los tallos maduros se cortanen estacas de 7 a 30 cm de longitud, con lascuales se propaga la planta.

En condiciones experimentales y enmonocultivo, la yuca rinde hasta 90 t/ha deraíces (25 a 30 t/ha de materia seca); sinembargo, el rendimiento promedio, encondiciones reales (suelos marginales, climasseveros y asociación con otros cultivos) es de9.8 t/ha en el mundo (12.4 t/ha en AméricaLatina). Con una tonelada (1000 kg) de yucafresca se pueden obtener 280 kg de harina o230 kg de almidón o 350 kg de trozos secos o170 litros de alcohol (CIAT, 1996).

Aunque la yuca es un cultivo resistente,puede sufrir tres enfermedades importantes: elañublo bacteriano (en hojas y tallos), laspudriciones de la raíz, y el virus del mosaicoafricano (en Africa solamente). Varios insectoschupadores (ácaro verde, piojo harinoso, moscablanca) y algunos fitófagos (gusano cachón)atacan las hojas; una chinche y un piojosubterráneo dañan a veces las raíces.

La yuca tolera la sequía (sin reducir suproducción) porque posee tres característicasparticulares: los estomas se cierran cuando elaire está seco, las raíces extraen agua del sueloprofundo (hasta 2.5 m), y su sistemafotosintético fija el carbono atmosférico aundisponiendo de poca agua (en estrés hídricoprolongado). Este cultivo sobrevive en suelosescasos en fósforo porque establece asociaciones(micorriza) con hongos que suministran eseelemento; también se desarrolla en suelos ácidos(con aluminio). La yuca no tolera un sueloinundado. Las raíces pueden cosecharse a los7 meses de plantado el cultivo y puedenpermanecer en el suelo hasta 3 años. Una vezcosechadas se deterioran en 3 ó 4 días; por tanto,deben consumirse o procesarse sin demora.

FOTO 1

Foto 1. Planta de yuca (Manihot esculenta Crantz).

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La yuca no se debe considerarsimplemente como un cultivo para consumohumano, puesto que una parte apreciable de laproducción es procesada y se mercadeaconvertida en almidón y en otros productos.Aunque ya empiezan a reconocerse los méritosde este cultivo, se teme a menudo que suexpansión pueda degradar la fertilidad de lossuelos y erosionarlos, particularmente deaquéllos que se consideran marginales enagricultura. En realidad, la yuca extrae de lossuelos una cantidad de nutrientes similar a laque extraen otros cultivos; además, con unmanejo agronómico adecuado, su producción essostenible. Asimismo, la yuca tiene habilidadpara crecer en suelos ya desgastados, ventajaextraordinaria que, unida a su gran potencialde producción, augura al cultivo unaperspectiva de consideración como fuentebásica de energía para las regiones marginalesde los trópicos (Cock, 1989).

La yuca se adapta a una gran variedad decondiciones climáticas, aunque prefiere el climahúmedo y cálido. Se desarrolla muy bien entrelas latitudes 30° N y 30° S.

Análisis de la Raíz

La raíz de la yuca (Foto 2) se compone de trestejidos: el periderma (cascarilla), el parénquimacortical (corteza) y el parénquima interior(Figura 1).

Foto 2. Raíces de yuca ya cosechadas. Nótese la corteza externa parcialmente desprendida.

Figura 1. Corte transversal de la raíz de yuca.

Periderma ocascarilla

Parénquimacortical

Parénquimainterior

YUCA

(Manihot esculenta Crantz)

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• El 80% del peso fresco de la raíz,aproximadamente, corresponde alparénquima o pulpa, que es el tejido en quela planta almacena el almidón.

• El contenido de materia seca de la raíz deyuca fluctúa entre el 30% y el 40%.

• La materia seca del parénquima estáconstituida, en su mayor parte (90% a95%), por la fracción no nitrogenada, esdecir, por carbohidratos (almidón yazúcares).

• El resto de esta materia seca correspondea fibra (1% a 2%), grasas (0.5% a 1.0%),cenizas o minerales (1.5% a 2.5%) yproteína (2.0%).

• El almidón representa, además, la mayorparte de los carbohidratos (96%) y es, portanto, el principal componente de lamateria seca de la raíz.

Las variedades cultivadas para usoindustrial deben tener un alto contenido dealmidón (Wheatley, 1991).

Cianógenos

La yuca contiene un glucósido cianogénicollamado linamarina que, en presencia de unaenzima (linamarasa, principalmente) y en medioácido, se hidroliza y libera ácido cianhídrico(HCN) en cantidades que representan desde unadosis inocua hasta una tóxica y mortal. Estareacción ocurre generalmente en los tejidosdescompuestos de la planta o en el tractodigestivo de los animales.

Aunque la botánica y la agronomíaclasificaban anteriormente las variedades deyuca como ‘dulces’ y ‘amargas’ según lacantidad de HCN que pudieran generar, estaclasificación ya no se usa actualmente, porqueno hay estabilidad en el ‘contenido’ de ácido(o sea, de su precursor, linamarina) en una uotra categoría. Las variedades ‘dulces’producen generalmente 20 mg de ácido por kgde raíces frescas (una cantidad muy pequeña),mientras que las ‘amargas’ llegan a producirmás de 1000 mg/kg. No se conocen aúnvariedades sin cianógenos. Las condicionesambientales pueden afectar el ‘contenido’ decianógenos de la yuca haciendo que un cultivar‘dulce’ proveniente de determinada zona setorne ‘amargo’ en una zona distinta.

La corteza de la raíz contiene cianógenosen mayor concentración. Se encuentratambién, aunque en menor cantidad, en lashojas y en otros órganos de la planta. Losmétodos convencionales de preparaciónculinaria de la yuca son efectivos para reducirel contenido de los cianógenos hasta nivelesinocuos. Ahora bien, cuando se consumenraíces de una variedad ‘amarga’ sin cocinarlasadecuadamente y cuando la dieta carece deproteínas y de yodo —condiciones que se danen las hambrunas y en las guerras— sepresentaría una intoxicación por cianuro queafectaría seriamente la salud de esa población.

El trabajo de procesar las raíces de unavariedad ‘amarga’ es muy arduo. No obstante,hay agricultores que prefieren plantar estasvariedades por dos razones: los cianógenosayudan, al parecer, a proteger las plantascontra las plagas (actuales y potenciales), y losproductos alimenticios elaborados con elalmidón de esas variedades tienen mejortextura.

Cuando se procesan variedades de yuca dealto contenido de cianógenos, el producto final(el almidón) no contiene residuo alguno de esteácido. La razón es que el HCN se disuelvetotalmente en el volumen grande de agua querequiere el proceso y se separa así del almidón.

Variedades

Cada variedad de yuca tiene uncomportamiento diferente y su tiempo óptimode cosecha no es igual al de otras variedades.Aunque estas características dependen de doscondiciones inherentes al sitio en que se cultivala yuca, clima y altitud, también dependen delos caracteres genéticos de la variedad y delmanejo que ésta reciba (Alarcón, 1994a).

Cuando pasa el tiempo óptimo de cosechade la yuca, el contenido de agua y de fibraaumentan y el porcentaje de almidón disminuyenotablemente. Por consiguiente, en el procesode obtención de este almidón se produce grancantidad de “mancha”, un subproducto quecontiene un almidón de mala calidad.

• Se han desarrollado variedades de yucaresistentes a plagas y enfermedades, quese adaptan a diferentes condiciones declima y suelo. Estas variedades dan alto

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rendimiento y tienen alto contenido dealmidón. Muchas de ellas requieren,además, poco tiempo para llegar a lacosecha (Domínguez, 1983).

• Cuando no se emplean prácticas de cultivoadecuadas, el rendimiento de la variedaddesciende, las enfermedades que la atacanaumentan, y el suelo pierde sus mineralesy nutrientes (Domínguez, 1983).

Producción y Rendimiento

En el mundo

El cultivo de la yuca ha sido una actividadtradicional de gran importancia para lapoblación rural de muchos países del mundo.En los países que están en vías de desarrollo,especialmente, la yuca es uno de loscomponentes principales de la dieta alimentariade sus habitantes, quienes alimentan tambiéncon ella a sus animales y (cuando tienenexcedentes) la venden en el mercado.

La producción mundial de yuca en 1997llegó a más de 166 millones de toneladasmétricas anuales (se producían sólo 70 millonesen 1960), de las cuales 51.7% (85.9 millones) secosechó en Africa, 28.7% (47.7 millones) enAsia y el 19.4% restante (32.3 millones) enAmérica Latina y el Caribe.

Los principales países productores de yucason Nigeria, Brasil, Zaire, Tailandia e Indonesia;

Figura 2. Producción de raíces de yuca (millones detoneladas) en los principales paísesproductores del mundo (FAO, 1997).

Figura 3. Distribución de la producción de yucadestinada al uso local (85%) en el mundo(FAO, 1997).

su producción de raíces frescas (FAO, 1997)aparece en la Figura 2. El mayor consumoanual por persona está en Africa (más de 90 kg)y Zaire es el país que más consume yuca(391 kg por persona al año, que equivalen a1123 calorías por día). El consumo mundial esde unos 18 kg por persona al año.

De la producción mundial (Figura 3), cercadel 85% se usa en el lugar en que se produce(in situ); de este porcentaje, 60% se destina a laalimentación humana, cerca del 33 % a laalimentación animal y el 7% restante a laproducción de almidón y a lasbiotransformaciones del producto (Jones,1983). El 15% restante (unos 30 millones detoneladas) se exporta cada año a Europa y aJapón como trocitos o gránulos (‘pellets’) ycomo almidón; de esta exportación, 75%corresponde a Tailandia y el resto a Indonesia yChina. En la Unión Europea se incorporananualmente a las raciones de los animales5 millones de toneladas de gránulos.

En Colombia

La producción de yuca en Colombiaascendió, en 1997, a 1.9 millones de toneladasmétricas, que corresponden al puesto 16 en elmundo (FAO, 1997); el rendimiento medio es de9.95 t/ha, según datos del Ministerio deAgricultura y Desarrollo Rural (MADR) del país.La principal zona productora de yuca enColombia es la Costa Atlántica; una cantidadconsiderable de este producto sale también de

Brasil25.7

Zaire18

Tailandia16

Indonesia15.4

Nigeria31.8

Alimentación humana60%

Almidón y otros7%

Alimentación animal33%

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los Llanos Orientales. El departamento delCauca figura con un 3% de la producción totaldel país.

• Por la estacionalidad de las lluvias, granparte de la producción anual se concentraen ciertas épocas del año. Esta situaciónocasiona a la agroindustria de la yucaescasez de materia prima en unos mesesdel año y abundancia en otros, pérdidaspor daño de las raíces frescas que sealmacenan durante largo tiempo en épocasde oferta excesiva, y oscilaciones en losprecios de la materia prima y del almidón.

En el departamento del Cauca

El departamento del Cauca (IGAC, 1993)es el principal productor de almidón agrio deyuca en Colombia, ya que procesa casi el 80%de la producción total del país. En 1994 habíaen este departamento (Foto 3) unas 6450 hacultivadas con yuca que producían unas

53,500 t de raíces frescas. Esta producciónrepresenta el 3.2% del total nacional.

El rendimiento promedio en eldepartamento, según los datos del MADR, es de8.3 t/ha. La producción local de yuca no essuficiente para satisfacer la demanda actual delas rallanderías. Cuando escasea la yuca en eldepartamento del Cauca, hay que traerla deotras regiones productoras de yuca del país. Secalcula que, para ocupar plenamente lacapacidad instalada de las rallanderías, seríanecesario sembrar un área de 19,700 ha.

La sección de Utilización de Yuca (delantiguo Programa de Yuca del CIAT) ensayó,con buenos resultados, algunas variedades quehabían sido mejoradas en el CIAT para lascondiciones y requisitos del departamento delCauca, es decir, para un tiempo determinadoentre plantación y cosecha, un rendimiento altoy muy buena calidad del almidón enpanificación. De las mejores variedadesensayadas aún se recomiendan a losproductores las siguientes:

• La variedad Catumare (CM 523-7), que dabuena producción de almidón y se destinapara el consumo en fresco y para laindustria de congelados.

• La variedad M Bra 12, que tiene altorendimiento, buen porcentaje deextracción de almidón y produce almidónde buena calidad en panificación; además,no la hurtan del campo para consumirlaporque es yuca amarga (ver Cianógenos).

Productores y procesadores. Se estimaque el 97% de los productores siembran la yucasegún métodos tradicionales; sólo el 3%restante tiene cultivos tecnificados, es decir,plantan estacas sanas de variedades mejoradasy aplican un ‘paquete’ de prácticas agronómicaseficaces como el que recomienda el programanacional de investigación agrícola.

En una encuesta realizada en 1995 sehallaron 210 rallanderías en el departamentodel Cauca. El 51% de los rallanderos (107 deltotal) son también productores de yuca; el áreacultivada por ellos representa sólo el 8% delárea plantada con yuca en ese departamento.La Figura 4 presenta los departamentos de laregión centro-occidental de Colombia queprocesan almidón agrio de yuca.

Foto 3. Paisaje típico del departamento del Cauca,donde es común el cultivo de la yuca.

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Producción y beneficio de la yuca. De laproducción total del departamento, el 3.6% sedestina al consumo directo o a la alimentaciónanimal dentro de la finca. Del 96.4% restante,que es oferta comerciable, el 90% se emplea enla agroindustria del almidón fermentado (agrio)y el 10% se mercadea para consumo humanodentro del departamento (Chacón y Mosquera,1992).

La producción de almidón agrio de toda laagroindustria regional se calcula en10,700 t/año, que representan entre el 70% y el80% de la producción total del país (Gottret,1996). Se producen además unas 135 t/año dealmidón nativo para la industria.

• Las actividades relacionadas con el cultivoy la transformación de la yuca en el nortedel departamento del Cauca ocupan unlugar predominante en la economíaregional. Representan la fuente principalde ingreso para casi 4000 familiascampesinas que manejan las 210rallanderías de almidón agrio antesmencionadas.

• Los agricultores de las zonas aledañas alas rallanderías suministran a éstas layuca. En épocas de escasez de materiaprima, los procesadores se organizan yhacen llegar camiones cargados con yucadesde Ecuador, del Urabá antioqueño y deArmenia. Estas raíces de yuca,almacenadas en los vehículos durante los2 o más días que tarda su transporte, sedeterioran y pierden calidad.

Figura 4. Departamentos de la región centro-occidentalde Colombia donde se procesa el almidónagrio de yuca.

Caldas

Manizales

RisaraldaPereira

QuindíoArmenia

ValleCali

Cauca

Popayán

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Procesamiento de la Yuca

Raíces de yuca

Agua Lavado Cascarilla

Rallado

Agua Tamizado Afrecho

Sedimentación

Fermentación

Secado Secado

Almidón nativo Almidón agrio

Después de la celulosa, el almidón es elcarbohidrato de mayor abundancia en lanaturaleza. El almidón es una de lasprincipales reservas de energía de las plantas yse encuentra en fuentes tan diversas como loscereales (maíz, trigo, cebada, arroz), la papa, layuca (Foto 4) y muchos otros cultivos.

El almidón es el carbohidrato másimportante en la actividad humana por sufunción alimenticia y por sus múltiplesaplicaciones en la industria y el comercio.

A diferencia de los almidones de cereales,que requieren procesos industriales muytecnificados, los almidones de raíces ytubérculos (papa, batata, achira y yuca) sonmás fáciles de obtener en el medio rural: suobtención sólo requiere de molienda, tamizado,separación con agua, sedimentación y secado.

El proceso general de extracción dealmidón de yuca se ilustra en el diagrama de laFigura 5. Las operaciones de lavado, rallado ytamizado se han mecanizado, aunque enalgunas regiones todavía se hacen a mano.

Las plantas procesadoras (rallanderías)elaboran de 1 a 10 toneladas de yuca por día.


La tecnología empleada en ellas, que se describeen el resto de este manual, no varía muchoentre un sitio y otro y conserva un estilotradicional. Algunas rallanderías de la regiónandina de Colombia se construyen siguiendo latopografía del terreno (Figura 6) paraaprovechar la energía derivada del gradiente degravedad que allí se genera.

Lavado de las Raíces

El propósito de esta operación es eliminar latierra y las impurezas adheridas a la cascarillade las raíces de yuca, junto con esa mismacascarilla (corteza externa o periderma).

Métodos de lavado

Lavado/pelado manual. Se ejecuta conlas manos, aunque en algunas zonas de losdepartamentos del Cauca (23 rallanderías) y deCaldas (8 rallanderías) se hace también con lospies (Figura 7). La cascarilla se desprende porla fricción de unas raíces con otras durante el

Figura 5. Diagrama del proceso general de extracciónde almidón de yuca (nativo y agrio).

Foto 4. Gránulos de almidón natural (o nativo) de yucavistos con el microscopio electrónico. En losdel almidón fermentado o agrio (derecha) se vela acción erosiva de la bacteria amilolítica.

ManchaAgua

10


Figura 6. Distribución esquemática de las operaciones de producción de almidón de yuca en una rallanderíadiseñada aprovechando el gradiente de gravedad que ofrece la topografía del terreno.

lavado. Esta operación emplea gran número depersonas de la familia campesina y es, por ello,una fuente de ingreso para la comunidad.

Pelado. En las rallanderías antesmencionadas, las raíces se pelan manualmente(con cuchillos), es decir, se despojan de la

Figura 7. En algunas rallanderías, las raíces de yuca se“pelan” con los pies en el lavado: la fricciónlas despoja de la cascarilla o corteza externa.

corteza interior (parénquima cortical) estando yalavadas y sin la cascarilla.

Lavado/pelado mecánico. El lavado/pelado mecánico se hace en un tamborcilíndrico, donde las raíces de yuca recibenchorros de agua mientras se friccionan unas conotras y contra la lámina del tambor.

La lámina tiene agujeros rectangulares quepermiten la salida de desechos del interior deltambor. El flujo de agua ayuda a desprender lasimpurezas y la cascarilla de las raíces.

Tipos de máquina lavadora

Lavadora/peladora cilíndrica de semiejepara carga lateral (Modelo 1). El cilindro estásoportado por un semieje acoplado a una caja derodamientos en una de sus caras. El semiejeacciona el cilindro. El conjunto se instala sobreuna pileta que recibe el agua y las impurezas.

El cilindro (Figura 8) está formado por unalámina de hierro galvanizado que tiene agujeros

Cascarilla

Afrecho

Agua residual

3

5

6

7

1

2

4

Agua

Agua

1. Recepción de las raíces frescas2. Lavado3. Rallado4. Colado5. Sedimentación en canales6. Fermentación en tanques7. Secado al sol

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Estas lavadoras/peladoras son difíciles decargar y descargar, su arranque es tambiéndifícil y las tandas de lavado y pelado sedemoran mucho.

Lavadora/peladora cilíndricasemicontinua (Modelo 3). Es un cilindro conun eje central que gira sobre rodamientos ochumaceras.

Las paredes del cilindro son de láminagalvanizada y tienen agujeros ovalados orectangulares para facilitar la salida del agua ylas impurezas. Al cilindro se acopla una tolvade recepción en uno de los extremos; en el otrohay una compuerta de salida.

El agua es suministrada por un tubobifurcado cuyos extremos pasan, sin impedir lalibre rotación del cilindro, por orificios situadosuno en el lado derecho y otro en el ladoizquierdo del mismo cilindro (Figura 10). Enalgunas máquinas de este modelo, el agua sesuministra a través del eje central que estará,por tanto, perforado.

Capacidad de las lavadoras/peladoras

La capacidad de una lavadora/peladoradepende de su tipo, que puede ser tradicional(modelos 1 y 2) o semicontinuo (modelo 3).

• Las tradicionales tienen una capacidad de1000 kg/hora y su consumo de agua es demenos de 100 lt por cada 100 kg de raíces.

Figura 8. Lavadora/peladora de raíces de yuca, decuerpo cilíndrico (tambor) y semieje, paracarga lateral.

ovalados, distanciados entre sí. Por estosorificios salen el agua y las impurezas (suelo yrestos de cascarillas).

Esta lavadora se carga y descarga a travésde una abertura semicircular situada en elcentro de uno de los lados (o bases) del cilindro.En ese lado hay además una tolva (o unaditamento similar) que ayuda a hacer laslabores de carga y descarga; éstas se ejecutanmanualmente en forma muy práctica y fácil yno requieren que se detenga la máquina. Porconsiguiente, la operación de lavado/pelado conesta máquina es rápida y prácticamentecontinua.

Por la misma abertura lateral entra untubo perforado para el suministro del agua.Las raíces salen de la máquina lavadas ypeladas y caen en un depósito bajo la tolva.

Lavadora/peladora cilíndrica de ejecentral para carga frontal (Modelo 2). Es uncilindro con un eje central cuyos extremosestán soportados por rodamientos ochumaceras (Figura 9).

Las paredes del cilindro son de láminagalvanizada y tiene agujeros ovalados orectangulares. La compuerta de carga ydescarga va a lo largo del cilindro. Por encimadel cilindro, y paralelo a éste, un tubo conperforaciones deja caer agua a presión sobre elcilindro.

Características:Capacidad: 1000 kg de raíces por horaAgua: 100 lt/100 kg de raícesVelocidad de rotación: 30 r.p.m.


Figura 9. Lavadora/peladora de raíces de yuca, decuerpo cilíndrico (tambor) y eje central,para carga frontal.

Tolvade carga y

descarga deraíces de

yuca

Depósitode yuca lavada

Entrada de agua

Salidade impurezas

Semieje

Polea Polea

Entradade agua

Entrada de raíces

Depósito de raíces lavadas

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El tiempo empleado en cada tanda es,aproximadamente, de 10 minutos.

• Las semicontinuas (modelo 3), de recientedesarrollo, tienen mayor capacidad(1500 kg/hora) y un consumo de aguarazonable (130 lt por 100 kg de raíces). Sumanejo es práctico y fácil. El tiempo portanda es de 5 minutos. Estas lavadoras/peladoras pueden acoplarse a la operaciónde rallado para dar mayor continuidad alproceso de beneficio (CIAT, 1995b).

Pérdidas en el lavado/pelado

Las pérdidas ocurridas en la operación delavado y pelado de las raíces de yuca dependende tres factores: la variedad de yuca, el estadoen que se encuentren las raíces y lascaracterísticas de la máquina lavadora.

• Las pérdidas de materia prima y, por ende,de almidón de la lavadora se deben,principalmente, a la duración del lavado yal diseño de los agujeros del cilindro; siéstos tienen un borde interno muy grande,pueden romper todo el tejido de la raíz,desintegrándola en trozos muy pequeños.Normalmente, estas pérdidas por lavadoestán entre el 2% y el 3% del peso de lasraíces frescas.

• Las lavadoras de eje central para carga ydescarga frontal tienen también pérdidas

de agua, porque una parte del aguasuministrada resbala por el exterior delcilindro.

Rallado de las Raíces

Es la acción de liberar el almidón de la raízempleando un método cualquiera. La eficienciade esa acción recibe el nombre de efectorallador (ER), que se ha calculado (Alarcón,1989) mediante la siguiente ecuación:

AA x FR

ER = 1 – x 100AR x FA

donde:

AA = almidón recuperado en el afrecho (%)

FR

= fibra cruda en las raíces frescas (%)

AR = almidón en las raíces frescas (%)

FA = fibra cruda en el afrecho (%)

En el rallado se liberan los gránulos dealmidón contenidos en las células de la raíz.La eficiencia de esta operación determina, engran parte, el rendimiento total de almidón enel proceso de extracción.

Rallador o rallo

Es un cilindro de madera que va montadoen un eje de hierro. El cilindro está recubiertopor fuera por una lámina de hierro galvanizadoque se perfora manualmente con un clavo (ocon punzón) en toda su área. Se hacen,generalmente, una o dos perforaciones por cm2.

La velocidad de rotación del cilindro varíade 1200 a 1300 r.p.m. El rendimientopromedio del equipo es de 1500 kg de raíces porhora. Cuando se ralla con agua, consume 90 ltpor cada 100 kg de raíces.

Operación del rallo

La superficie áspera y cortante del tambor,constituida por los bordes filudos de múltiplesagujeros, establece una línea de corte (un rallo)con la cara interior de una tabla colocada frenteal tambor. Ese rallo produce una masa deralladura de yuca, que será fina o gruesa segúnel espacio (o “luz”) dejado entre el tambor y elborde de madera (Figura 11).

Figura 10. Lavadora/peladora de raíces de yuca, decuerpo cilíndrico (tambor) y eje central, deacción semicontinua.


Entradade raíces

Polea

Raíceslavadas

Entradade agua

Salida deimpurezas

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La operación de rallado suele hacerse enseco. Sólo en casos especiales se practica conagua, por ejemplo, cuando la maquinaria puedeinstalarse aprovechando la pendiente delterreno, es decir, el gradiente de gravedad; elagua usada puede así fluir fácilmente hacia lasiguiente operación o hacia el depósito de aguasresiduales (donde es purificada).

El porcentaje de extracción de almidóndepende del rallado. Si éste no deshace bien eltejido de la raíz para separar los gránulos de

Figura 11. Rallador tradicional de raíces de yuca en que la superficie externa del cilindro es una lámina perforada.(A) Vista superior. (B) Vista lateral. (C) Vista frontal. (D) Dibujo técnico de una máquina ralladora.

Características:Capacidad: 1500 kg de raíces por horaAgua: 90 lt/100 kg de raícesVelocidad de rotación: 1200 a 1300 r.p.m.

almidón de las fibras, el rendimiento delproceso de extracción es bajo y se pierde muchoalmidón en el afrecho desechado.

El rallado no puede ser demasiado finoporque los gránulos muy pequeños de almidónsufrirían daño físico y, más tarde, deterioroenzimático. En estas condiciones, lasedimentación sería más lenta (el gránulo finopierde densidad) y se formaría mayor cantidadde mancha (CIAT, 1995a; 1995b).

Tolva

Lámina de madera

Tambor rallador

Polea

Raíces de yuca

Tolva

Láminade madera

Masa rallada

Cilindrorallador

Polea

Raíces de yuca

Tolva Tolva

Polea

Cilindrorallador

(A) (B)

(C)(D)

Lámina de madera

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En el Apéndice 1 (Foto 9) se presenta unrallador tradicional usado en las rallanderíasdel departamento del Cauca. El rallado que sehace actualmente en esa región tiene un efectorallador cercano al 80%, es decir, es muyeficiente (ver p. 12).

Colado o Tamizado

Esta operación puede hacerse manualmente,con coladoras mecánicas continuas o concoladoras mecánicas por tandas.

Método manual

Hay 23 pequeñas rallanderías en Cauca,en el norte del Valle y en Caldas que hacenmanualmente la operación de colar o tamizar layuca rallada.

El colado manual se hace a través de unatela que se fija a un marco de madera; elconjunto se instala sobre un depósito o tanquedonde se sedimentará la lechada de yucarallada que pase por la tela (Figura 12).

El rendimiento obtenido manualmente esigual al que se logra con las coladorasmecánicas utilizadas en las rallanderías deldepartamento del Cauca. En realidad, esterendimiento depende de la variedad de yuca,del tipo de rallo empleado, del número depersonas que intervienen en la operación y de ladestreza de éstas (CIAT, 1995b).

Método mecánico continuo

En el departamento de Caldas se empleanunas coladoras continuas de madera, contornillo sinfín, soportadas en su parte inferiorpor un lienzo de la misma longitud del sinfín(ver Apéndice 1, Foto 10). La coladora se colocadebajo del rallador para facilitar el flujo de lamasa rallada.

El sinfín, que tiene una longitud de 3.5 a5 m, hace una buena extracción del almidón yfacilita la operación de expulsión y compresiónde las fibras (el afrecho). Acelera, por tanto, elsecado posterior de este subproducto.

La capacidad de una coladora de este tipoes de 200 a 250 kg de yuca por hora. Se usanactualmente en la zona de Riosucio, en Caldas.

Método mecánico discontinuo

Esta coladora mecánica consta de uncilindro asociado a un semieje, el cual giraapoyado en una caja de rodamientos; suvelocidad de rotación es de 20 a 22 r.p.m. Secarga y descarga lateralmente mediante unaditamento (Figura 13).

Dentro del cilindro hay aspas que mezclanla masa rallada de yuca con agua. La láminainterior del cilindro está cubierta por una mallade tela o nylon, cuya trama es de 80 mesh, en laque se tamiza la mezcla de masa rallada y agua.Esta malla permite el paso de la lechada dealmidón y retiene la fibra o afrecho.

La capacidad normal de esta coladoramecánica es de 250 a 300 kg de masa ralladapor hora.

La calidad del almidón, respecto a sucontenido de fibra e impurezas, depende de lamalla que se utilice. Se puede obtener almidónde mejor calidad empleando mallas de120 mesh, o más finas.

Otro modelo de este tipo está soportado encuatro rodamientos (o “rodillos”); la transmisión(polea y eje) mueve dos rodamientos, los cualestransmiten el movimiento al cilindro, que seapoya también en los otros dos rodamientos(Figura 14). El cilindro gira en sentido contrarioal giro de los rodamientos. Por lo demás, estemodelo es igual o muy similar al anterior.

Figura 12. Colado manual de la masa de yuca rallada,tal como se practica en el departamento delCauca.

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Características del colado

El colado o tamizado es la operación máslenta del proceso de extracción del almidón; es,por tanto, la principal limitante del proceso.

Afrecho (subproducto). El subproductode esta operación de colado es el afrecho. Unavez secado al sol, el afrecho se usa como

Figura 14. Coladora mecánica de cilindro soportadasobre cuatro rodamientos.

Características:Capacidad: 250-300 kg de masa rallada por horaAgua: 500 lt/100 kg de masa ralladaVelocidad de rotación: 20 r.p.m.Malla: 100 mesh

Figura 13. Coladora mecánica discontinua de cilindro y semieje para colar o tamizar la masa de yuca rallada.

Características:Capacidad: 250-300 kg de masa rallada por horaAgua: 500 lt/100 kg de masa ralladaVelocidad de rotación: 20 r.p.m.Malla: 100 mesh

complemento de concentrados para animales ose ofrece directamente en la alimentaciónanimal (Buitrago, 1990). El análisis químicoindica que el afrecho seco tiene un contenido demateria seca de 80% a 85%; de éstacorresponden a almidón un 60%-70% y a fibraun 12%-14%. Estos valores se relacionan, porejemplo, con los obtenidos en el balance demasas de la Figura 16 para 1000 kg de raícesfrescas de yuca; así, en la casilla ‘Afrecho’tenemos un contenido de almidón de 56.0 kgque corresponde al porcentaje antes indicado:

56.0 kg/90.1 kg x 100 = 62.2%

La producción de afrecho en eldepartamento del Cauca se calcula en unas4500 t/año; esta información fue obtenida porGottret (1996) y por la encuesta citada (p. 7).

Segundo colado. En muchas rallanderíasse hace pasar la lechada de yuca por pequeñostamices después del colado. Los movimientosde vaivén de estos tamices retienen las fibrasfinas que pudieron filtrarse en la coladora.

Sedimentación del Almidón

Cuando la lechada de yuca rallada sale de lacoladora, contiene almidón, fibra fina y materialproteico en suspensión.

Tolva decarga y

descargade masarallada

Depósitode afrecho

Salida de la lechada

Entrada de agua

Polea

SemiejeMallatamizadoraTolva

Entrada de agua

Polea

Salida de la lechada

Depósitode afrecho

Tolva decarga y

descargade masarallada

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Esta lechada es conducida a tanques o acanales, donde se lleva a cabo la sedimentacióndel almidón. De la lechada que recorre loscanales, o que se estaciona en los tanques, sesepara el componente más denso, o sea, elalmidón, cuyos gránulos, de diverso tamaño, sesedimentan en el fondo.

Este proceso puede durar 3 horas en loscanales y 6 a 8 horas en los tanques desedimentación. Al final de esta etapa quedauna capa de almidón compactado en el fondo(del canal o del tanque). El agua sobrenadantese desecha (ver más adelante).

Tanques de sedimentación

En el departamento del Cauca hay106 rallanderías que utilizan tanques desedimentación. Estos tanques se construyencon ladrillo y se recubren con baldosín. Elvolumen de agua que pasa por ellos, portonelada de raíces frescas, es de 4.8 m3.

Esta cifra aparece de nuevo (Figura 16) enlos 5 m3 (500 lt/100 kg de yuca) empleadospara colar y sedimentar 1000 kg iniciales deraíces frescas.

Los tanques se convierten en una limitantegrande del proceso por el trabajo que requieren.Las rallanderías, en efecto, no poseen elnúmero suficiente de tanques para atender supropia capacidad de producción de yucarallada. Además, hay que esperar hasta8 horas para que el almidón quede sedimentadoen un tanque.

Los tanques tienen otros dosinconvenientes: permiten que se mezcle elalmidón con la mancha y que se pierda hastaun 2% del almidón sedimentado cuando éste se“desmancha”. La labor de retirar la mancha(desmanchar) consiste en limpiar la partesuperior de la capa de almidón sedimentadoempleando agua y una herramienta manual delimpieza que tiene un borde recubierto concaucho (Apéndice 1, Foto 11).

Canales de sedimentación

Hay en el departamento del Cauca20 rallanderías con el sistema de canales. Loscanales de sedimentación se recubren conbaldosín o con materiales similares que

permitan un flujo laminar de la lechada. Sulongitud total varía de 100 a 200 m y no debentener pendiente o inclinación durante surecorrido. Al sedimentarse gradualmente, elalmidón crea una ligera pendiente que facilita elflujo de la lechada restante.

Se ha recomendado un sistema que constade siete canales de 25 a 30 m de largo cada uno(Foto 5). Estos sistemas pueden diseñarse demanera que se adapten a la topografía delterreno (ver Apéndice 1).

A la entrada de los canales debe haber unapequeña caja desarenadora, donde la arena yotros sólidos de la lechada puedansedimentarse.

El baldosín permite que la lechada sedeslice de manera uniforme e ininterrumpida,evitando así la sedimentación de “mancha”, dearena (cuando no hay desarenador) y de otrasimpurezas del almidón (fibra). La separaciónentre baldosines, cuando es relativamentegrande, propicia la sedimentación de esoscontaminantes del almidón.

Al terminar la sedimentación, se obtienentres capas en los canales y dos tipos diferentesde almidón:

• La capa inferior es el almidón.

• La intermedia, denominada mancha,es un almidón mezclado con materialproteico; su espesor es variable.

• La capa superior es el aguasobrenadante o residual.

Agua residual

Esta agua se elimina de la siguientemanera:

• En los tanques, quitando el tapón de untubo de desagüe situado cerca de la basedel tanque, un poco arriba del nivel en quesuele terminar la sedimentación de la capade almidón (el flujo de salida del aguaarrastra un poco de almidón). Si el tapónes interior, se hala con una cuerda desdeel borde del tanque.

• En los canales, retirando una a una (dearriba hacia abajo) las cuatro o cinco

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compuertas delgadas o esclusas que, aliniciar la sedimentación, se iban colocando(ajustadas una sobre otra y de abajo haciaarriba) en la boca de salida del últimocanal a medida que subía el nivel de lalechada. Cada compuerta tiene 60 cm deancho y de 8 a 10 cm de alto (el canal tiene40 cm de altura).

Una sola compuerta grande (60 x 40 cm)daría lugar, al ser retirada al final de lasedimentación, a la formación de un flujoturbulento de salida que arrastraría granparte de la mancha y un buen porcentajede almidón. En un sistema de sietecanales, el volumen total del agua residuales de 50,000 litros, aproximadamente.

Los canales tienen las siguientes ventajas:

• La sedimentación hecha en los canalesno detiene el proceso de beneficio. Enotras palabras, cuando la lechadatermina su recorrido por el sistema decanales, la sedimentación se consideracumplida y se pasa a la siguiente etapa.

• Un grano de almidón debe recorrer0.80 m en un tanque de sedimentación ysólo 0.10 m en los canales antes desedimentarse. Esta diferencia explica, engran parte, la ventaja antes mencionada, osea, la rapidez de la sedimentación.

Cuando la sedimentación se hace entanques, se pierde almidón durante la operaciónde remover la mancha (el “desmanchado”). Enlos canales, casi toda la mancha salesuspendida en el agua residual y muy pocaalcanza a sedimentar sobre la capa de almidón.Al desmanchar esta capa con la herramientaantes descrita, no se pierde el 2% de almidónque suele perderse cuando se desmancha elalmidón en los tanques.

Mancha (subproducto)

La mancha es un subproducto del procesode producción de almidón y se obtiene en estaetapa. Contiene almidón de baja densidad ypoca calidad, y su nivel de proteína es alto. Lamancha se emplea en la alimentación de

Foto 5. Sistema de siete canales para la sedimentación del almidón a partir de la lechada de yuca.

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porcinos y en la elaboración de adhesivos(Alarcón, 1994b). Se estima que la producciónde mancha en el departamento del Cauca es de750 t/año según los datos de Gottret (1996) yde la encuesta antes mencionada (p. 7).

El agua residual se deja sedimentar denuevo en un tanque (para separar restos demancha) y es conducida después a los ríos yquebradas. Esta agua puede ser recirculadapara la operación de lavado cuando el agua esuna limitante del proceso y convieneconservarla. Se recomienda tratarla antes dedesecharla o reciclarla.

El almidón se compacta en el fondo de lostanques o canales y es transportado luego a dossitios:

• Al lugar de secado, donde se convierte enalmidón natural o nativo, para usoindustrial y para alimentación.

• A los tanques de fermentación, donde seconvierte, después de 20 a 30 días, enalmidón agrio o fermentado, que se usa enpanificación.

Fermentación del Almidón

La fermentación es un proceso natural realizadopor bacterias lácticas amilolíticas encondiciones de anaerobiosis (sin oxígeno en elmedio). La yuca, un producto agrícola muyperecedero, se aprovecha bien cuando puedeconservarse convertida en almidón fermentado.El almidón fermentado adquiere, además,características especiales de sabor, textura, olory expansión en el horneado, que son deseablesen la panificación. Estas características nopueden lograrse con el almidón nativo o sinfermentar (Figueroa, 1991).

El almidón agrio se emplea en laelaboración de productos horneados comopandebono, pandeyuca, ‘besitos’, rosquillas yotros de reciente aparición en el mercado.Estos alimentos son muy apreciados por lapoblación de varias regiones del país (Pinto,1977).

Proceso de fermentación

El almidón sedimentado se coloca en lostanques de fermentación. Se le agrega luego

una capa delgada de agua y allí se conserva de20 a 30 días. Este tiempo varía según lascondiciones climáticas de la zona. Los tanquestienen dimensiones variables y, en general,están recubiertos con madera en su interior.Su tamaño depende de la capacidad de larallandería (Figura 15).

Los tanques pequeños son másrecomendables, por dos razones: son fáciles dellenar y facilitan la operación diaria de secado.

El inóculo necesario para la fermentaciónpuede ser el agua que haya sido usada en elproceso de fermentación durante varios días oun trozo de almidón ya fermentado. Se usatambién el afrecho húmedo, que se extiendesobre el almidón en la parte superior deltanque.

Se deja agua sobrenadante en los tanques(de 3 a 4 cm por encima del almidón) paramantener la anaerobiosis. Los tanques llenosse protegen del sol con afrecho húmedo o consacos de polipropileno húmedos, para evitar laevaporación del agua (ver Apéndice 1, Foto 13).En zonas de clima ardiente, es recomendableenterrar los tanques de fermentación.

El tiempo de fermentación es variable ydepende de la temperatura ambiente.

Figura 15. Tanque de fermentación del almidón agriode yuca.

Parte interna en madera

Agua sobrenadante

Almidón húmedo

Parte externa en cemento

Construcción en ladrillo

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Un control de la fermentación es el pH,aunque nadie lo practica en las rallanderías. Alfinal de este proceso, el pH debe estar entre3.5 y 4.0.

Secado del Almidón

El secado es la operación de deshidratación delalmidón húmedo mediante exposición al calor.El almidón nativo se seca empleando mediosnaturales o artificiales; el almidón fermentadodebe secarse solamente con calor solar.

Terminada la fermentación, el almidón seextrae de los tanques o de los canales enbloques compactos y se transporta a los patiosdonde se seca al sol.

Para facilitar el secado, se desmenuza elalmidón. Esta operación se hace con las manoso empleando un rallador que lleve en su tambortornillos o clavos; el implemento sirve así de“quebrador” del almidón antes del secado.

El almidón se seca sobre polietileno deespesor no. 6 de color negro —que capta porello mayor radiación solar y facilita el secadorápido y uniforme— y se extiende en capas quetengan una densidad de 1 a 2 kg/m2. Parasecar, por tanto, una tonelada de almidón senecesitarían, aproximadamente, 1000 m2 desuperficie de secado. Por consiguiente, el áreade secado es otra de las limitantes que afectasensiblemente a numerosas rallanderías que seencuentran en regiones de topografía muyquebrada.

El secado puede hacerse en bandejas, en“eldas” o bandejas corredizas (Foto 6)

Foto 6. Sistema de secado del almidón agrio de yucaen algunas rallanderías del departamento delCauca.

(instaladas en los techos de las rallanderías) osobre el piso de éstas (ver Apéndice 1, Foto 13).

La operación de secado del almidónnecesita, aproximadamente, 6 horas de sol enColombia. El almidón se remueve suavementedos o tres veces durante este período conrastrillos hechos de materiales blandos paraque no dañen el plástico. En esta operación, elviento arrastra polvo de almidón ocasionandopérdidas (0.7% en base seca), muy difíciles deevitar.

Tratamiento Final del Almidón

El almidón se recoge de los secaderos cuandosu contenido de humedad está entre 12% y14%. Durante el secado, el almidón forma denuevo terrones más o menos duros querequieren de un tratamiento, es decir, demolienda y cernido.

Los terrones se muelen con rodillos comolos descritos en la etapa de secado. El cernidose hace en mallas, cuya finura depende de lascaracterísticas del almidón que se deseaobtener (de 100 a 120 mesh).

El almidón, una vez cernido, se empaca ensacos tejidos con fibra de polipropileno.

Comercialización

El almidón agrio y el almidón nativo (dulce) soncomercializados principalmente a través deintermediarios; en el departamento del Cauca,éstos llevan el producto a Santander deQuilichao, una población al norte deldepartamento. Allí lo venden a otrosintermediarios, que son transportadores, yéstos lo llevan a las ciudades principales. Delos 210 rallanderos del departamento del Cauca(ver p. 7), 35 venden su almidón directamente alas panaderías, 8 lo venden a la industria depasabocas, 20 comercializan su producción através de una cooperativa (COAPRACAUCA); losdemás lo entregan a intermediarios.

Los transportadores distribuyen el almidónen las ciudades importantes de la región (Cali,Buga, Cartago, Tuluá), en las capitales dedepartamento (Pereira, Ibagué, Medellín,Cartagena, Armenia y Montería), y en Santaféde Bogotá. Hay también otros mercadosterminales.

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Rendimiento

La Figura 16 resume, en un diagrama generalde flujo, el proceso de obtención de almidónagrio de yuca tal como se practica en larallandería La Agustina, en el departamento delCauca, Colombia. El diagrama contiene unbalance del almidón que dan 1000 kg de yucafresca de la variedad M Ven 25.

Calidad del Almidón Agrio

El poder de panificación (PP) es el principalcriterio de calidad del almidón agrio. Se defineel PP como la capacidad del almidón para crecer

durante el horneado. Ahora bien, la producciónartesanal del almidón agrio impide que estacalidad sea uniforme, y esto limita su acceso almercado.

El PP depende fundamentalmente de lavariedad de yuca, de la fermentación y delsecado al sol del almidón. La elección devariedades apropiadas y de prácticas adecuadaspara estas dos etapas del proceso deproducción del almidón agrio —y el controlefectivo de ellas— mejorarían mucho la calidadde este almidón (Dufour et al., 1996).

Se ha estudiado la relación entre lamicroflora del inóculo de la fermentación y lacalidad del almidón. Algunos rallanderos

Figura 16. Diagrama de flujo del proceso de obtención de almidón agrio de yuca (variedad M Ven 25 con 35% de M.S.)en la rallandería La Agustina, en el departamento del Cauca, Colombia, y balance del rendimiento dealmidón. El almidón inicial, en este ejemplo, está representado en los 295 kg contenidos en los 1000 kginiciales de yuca fresca; de este contenido se recuperan 226 kg de almidón agrio, o sea, 76.7%.

YucaRaíces frescas: 1000 kg

295 kg almidón

LavadoRaíces lavadas: 968 kg

286 kg almidón

RalladoMasa rallada: 968 kg

286 kg almidón

ColadoObtención de la lechada

230 kg almidón

Sedimentación228 kg almidón

Fermentación228 kg almidón

Secado (al sol)228 kg almidón

Almidón agrio226 kg almidón

Agua120 lt/100 kg

Agua90 lt/100 kg

Agua500 lt/100 kg

Aguasobrenadante

Agua necesaria para el proceso710 lt/100 kg de yuca (base seca)

31 lt/kg de almidón

Relación (raíces/almidón): 4.4 a 1Rendimiento del proceso: 22.6%

Tasa de recuperación de almidón: 76.7%

Desechos del lavado 32 kg 9 kg almidón

3.1% del almidón inicial

Afrecho 90.1 kg56.0 kg almidón


Mancha 3.6 kg2 kg almidón


Pérdidasdurante el secado

2 kg almidón0.7% del almidón inicial

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inoculan un tanque de fermentación con elagua de otro tanque en que se ha obtenidoalmidón de buena calidad. Se ha comparadotambién el efecto del tiempo de secado al solcon el secado en horno a diversas temperaturasy bajo luz ultravioleta (Brabet et al., 1996).

La calidad del almidón agrio mejoracuando la capa de agua del tanque defermentación (3 a 5 cm) garantiza lafermentación anaeróbica, la producción deácido láctico (cepas específicas de la bacteriaamilolítica) y el descenso del pH hasta 3.5. Unsecador artificial que controle la humedad delalmidón y permita irradiarlo con luz UVmejoraría aún más esa calidad porque con él selograría un secado uniforme en muchasrallanderías; no se obtendría, sin embargo, elmismo PP que da la luz solar.

Se estudia aún el influjo de la variedad dela yuca y del tiempo de almacenamiento de lasraíces en la calidad del almidón agrio, así comolos efectos que éste recibe del clima en general ydel agua empleada en el proceso de producción(Brabet et al., 1996).

Recomendaciones Generales

Sobre las rallanderías

La experiencia adquirida tras varios añosde trabajo investigativo en las rallanderías deldepartamento del Cauca permite recomendardeterminados equipos, métodos y diseños(Chuzel et al., 1995a). Sin embargo, cadarallandería es un caso específico y cualquierrecomendación debe ajustarse a las condicionesde su infraestructura y a las limitacioneseconómicas de sus propietarios.

Rallandería tradicional. Estas plantasprocesadoras corresponden al tipo 1 antesdescrito, cuya capacidad es de 800 a 1000 kgde raíces por hora.

1. La lavadora/peladora que se usa en estasrallanderías funciona por tandas (modelos1 y 2) y se pierde tiempo en cargarla ydescargarla en cada tanda. Se recomiendacambiarla por una máquina lavadora/peladora semicontinua (ver Figura 10,modelo 3), porque ésta facilita la operacióny, además, aumenta la capacidad de laplanta de 800 a 1500 kg de raíces porhora.

2. Las coladoras mecánicas de cuatro apoyoso rodamientos (Figura 14) tienen algunosinconvenientes:

• No conviene cargar la máquina enexceso porque, en ese estado, sedetiene o se desacopla del engranaje.

• El almidón se contamina con óxido ograsa de los rodamientos (los rodillos)porque éstos pueden entrar encontacto con la lechada.

Se recomienda sustituirlas por lascoladoras “colgadas” o de semieje (verFigura 13) que no presentan estosinconvenientes. Además, los tamices queestán fuera de las coladoras deben tenerlienzos o mallas más finos (120 mesh) paraque retengan la fibrilla que pasa por elpaño de las coladoras; esta fibrilla afecta lacalidad del almidón.

3. La capacidad de sedimentación de lalechada de yuca es la mayor limitante deuna rallandería. Esa capacidad dependedel sistema empleado para sedimentar laproducción diaria.

• Si se emplean tanques desedimentación, la capacidad estálimitada por el número de tanques deque disponga la rallandería. En esostanques, además, se mezcla parte de la“mancha” con el almidón, cuya calidaddesciende así a un nivel intermedio.

• Si se emplean canales de sedimentación,la operación es continua. Además, elagua arrastra el material menos denso(p.ej., la mancha) y deja en el fondo delcanal un almidón más limpio y sinmezcla de mancha.

• Los canales pueden ser de diferentemagnitud. Una recomendaciónimportante es que no tengan inclinación(pendiente) y que se diseñen de talmanera que sus puntas o extremos seancurvos o redondeados. Así se evita quela lechada de yuca (agua con almidón)choque contra las paredes de loscanales, forme turbulencia porcontraflujo y ésta mezcle el almidón conla mancha en esos puntos.

4. Se recomienda considerar muy bien latransformación de un sistema construido

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en terreno plano por un sistema queaproveche el flujo del producto porgravedad: este cambio es tan costoso queequivale a hacer nuevamente la rallandería.

5. Si el servicio de energía no es constante enla región donde funciona la rallandería, ypasan horas y días sin que se puedaprocesar la yuca, hay que disponer de unmotor de gasolina, además del motoreléctrico. Ese motor debe tener de8 a 12 HP.

6. Las correas o bandas que transmiten lapotencia de los motores (transmisiones) sonmuy peligrosas. Se recomienda instalar lasbandas en un solo lado de la rallandería ycolocar protectores de banda para reducirla posibilidad de un accidente.

7. Si se desea tener mayor seguridadindustrial en el proceso, se instalan variosmotores reductores (uno en cada máquinaque lo requiera) en vez del único motor(eléctrico o de gasolina) que operanormalmente todo el equipo. Ahora bien, elcosto de esta mejora del proceso es alto.

Para que una rallandería de tipo tradicionalpueda aumentar su producción, deben tomarselas siguientes medidas:

• Instalar una coladora adicional.

• Aumentar el número de tanques desedimentación o construir un sistema decanales.

• Aumentar el número de tanques defermentación según la producción diaria.

• Aumentar el área del patio de secado.

Rallandería tradicional mejorada. Sonlas plantas de tipo 2 antes mencionadas; tienencanales y en ellas se facilitan las operaciones delproceso aprovechando la pendiente del terreno(Chuzel et al., 1995b).

1. En estas rallanderías se puede mejorartambién la operación de secado instalandouna máquina “desgranadora” (paradesmenuzar o “quebrar” el almidóncompacto). El almidón desgranado puedeesparcirse fácilmente, en poco tiempo y demodo uniforme.

2. El agua que sale de los canales puede serreciclada para lavar con ella las raíces de

yuca; se dispone así de más agua, lo queaumenta la rapidez y la eficiencia de estaoperación y del proceso general. LaFigura 17 presenta el plano ideal de unarallandería de este tipo.

Rallandería nueva. Cuando se piensaconstruir un nuevo modelo de rallandería(tipo 3), se debe tener en cuenta lo siguiente:

• El agua que se utilizará en el proceso debeser de buena calidad y abundante, esdecir, alrededor de 30 m3 por día.

• La temperatura del agua debe ser menorque 25 °C (agua fresca).

• Se recomienda someter a tratamiento losefluentes del proceso de obtención dealmidón agrio, para no contaminar conellos las corrientes de agua cercanas a larallandería. Donde no puedan tratarse lasaguas residuales, éstas deben fluir haciaun sitio alejado de la rallandería queestará, por tanto, a menor nivel que ella enel terreno.

• La planta se construirá en un sitio cuyatopografía permita aprovechar la gravedaden el proceso. Con una diferencia de 3.5 mentre el punto más alto y el más bajo deun sitio, es posible desarrollar un procesode producción de almidón de yucaayudado por la gravedad. El sistemafacilitará un flujo semicontinuo de lasoperaciones a un costo más bajo.

• Los tanques de fermentación debenconstruirse enterrados, de manera que elborde superior del tanque esté a la mismaaltura que la parte superior de los canales.

El agua del último canal puede hacersepasar alrededor de los tanques para que latemperatura exterior de éstos se mantengaconstante.

• Si el sitio elegido es plano, se le puede dara la operación de rallado la alturanecesaria —construyendo una estructurametálica y empleando un transportador debanda— para crear artificialmente unsistema por gravedad a partir de esaoperación.

El plano descriptivo de una rallanderíanueva que contenga las operaciones del procesode extracción de almidón antes explicadas sepresenta en la Figura 17.

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Procesa

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Figura 17. Plano descriptivo de una rallandería ideal, bien establecida, que ilustra gráficamente el proceso de obtención de almidón agrio de yuca. La planta yatechada se muestra arriba, en esta figura. Parte de este diseño se aplica actualmente en algunas rallanderías del departamento del Cauca (por ejemplo,Totoyuca, de CETEC, en Siberia, municipio de Caldono).

Recepción

Lavado

Rallado

Colado

Sedimentación

Fermentación

Aguaresidual(salida)

Mancha(canales de recuperación)

Columnas

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Rendimiento comparativo. El diagramasiguiente compara la capacidad deprocesamiento de los modelos de rallanderíadescritos (en toneladas de raíces frescas pormes) y la eficiencia de extracción, es decir, larelación (en peso) entre las raíces procesadas yel almidón extraído de ellas.

Rallandería Capacidad Relaciónde planta (peso)(t/mes) raíces : almidón

Tradicional 20 5.5 : 1

Mejorada 30 5.0 : 1

Nueva 50 4.5 : 1

Al pasar, por tanto, a una planta de mayorcapacidad, mejora la extracción de almidón dela planta; además, del nivel de extracción dealmidón depende notablemente la rentabilidaddel proceso de extracción.

Sobre manejo de insumos

Agua. En el departamento del Cauca seproducen 10,700 t de almidón por año. Paraprocesarlas se emplean 31 lt de agua por kg dealmidón, lo que equivale a 332,000 m3 de aguaal año. Este consumo de agua es igual al deuna población de 10,000 habitantes, los cualesproducirían, aproximadamente, 332,000 m3 deaguas contaminadas.

El agua que se emplea en el proceso deobtención del almidón de yuca proviene dediversas fuentes y tiene las siguientescaracterísticas:

• El agua de lagos, ríos, quebradas y pozossuperficiales está contaminada,generalmente, con materia orgánica ymicroorganismos.

• Las aguas de manantial tienen, por loregular, un bajo contenido de minerales yson muy buenas para este proceso.

• El agua de pozos profundos está libre, encomparación con la superficial, de materiaorgánica y microorganismos, porque lascapas de suelo la purifican a medida quese infiltra en ellas, alejándose de lasuperficie.

Un pozo subterráneo puede contaminarse,sin embargo, por la presencia de pozos sépticos,cloacas y cañerías abandonados. Se haobservado que el agua contaminada recorre

grandes distancias a través de vetas de piedracaliza y otros materiales porosos paracontaminar, finalmente, las aguas fluviales.

Es recomendable construir un filtro naturalpara el agua empleada en el proceso; consta decapas de grava gruesa, grava fina y arcilla quereducen los minerales y sólidos en suspensióncontenidos en las aguas de riachuelos, ríos ypozos.

El agua que sale de los canales desedimentación suele verterse en depósitos(Foto 7), de donde puede llevarse a un procesode depuración. Cuando no se desecha,finalmente, en una corriente natural de agua,puede utilizarse de nuevo, esta vez en el lavadode la yuca. Se ahorra así cerca del 17% delagua que consume todo el proceso de obtenciónde almidón.

Materia prima. La calidad de la yucaempleada es fundamental para lograr un buenporcentaje de extracción de almidón de buenacalidad, es decir, que tenga buena capacidad depanificación (crecimiento de la masa durante elhorneado). Es indispensable, por tanto,seleccionar bien la variedad de yuca que secultivará y las raíces que se procesarán.

Maquinaria. Es conveniente que todos lossistemas mecánicos de la rallandería esténubicados de manera que el producto se muevaayudado por la gravedad (ver Figura 6). Estadistribución da mayor capacidad deproducción, utiliza menor área de trabajo, ypermite instalar un sistema de transmisiónmovido por un solo motor, lo que hace muyeconómico el proceso.

Foto 7. Depósito de aguas residuales de variasrallanderías.

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Bibliografía

Para facilitar la lectura de las referencias, seidentifican primero los principales acrónimos:

CIAT = Centro Internacional de AgriculturaTropical

CIRAD-AMIS = Centre de coopération internationaleen recherche agronomique pour ledéveloppement – Départementd’amélioration des méthodes pourl’innovation scientifique, Francia

CECORA = Central de Cooperativas de la ReformaAgraria Ltda., Colombia

CETEC = Corporación para EstudiosInterdisciplinarios y AsesoríasTécnicas, Colombia

CIRAD-SAR = Centre de coopération internationaleen recherche agronomique pour ledéveloppement – Département dessystèmes agroalimentaires et ruraux(actualmente, CIRAD-AMIS)

CORPOTUNIA = Corporación para el Desarrollo deTunía

FAO = Organización de las Naciones Unidaspara la Alimentación y la Agricultura,Italia

ICA = Instituto Colombiano Agropecuario

INIAP = Instituto Nacional de InvestigacionesAgropecuarias, Ecuador

ORSTOM = Institut français de recherchescientifique pour le développement encoopération, Francia

PNUD = Programa de las Naciones Unidas parael Desarrollo

UNIVALLE = Universidad del Valle, Colombia

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27

Las fotos ilustran los métodos empleados endiversas regiones (p. ej., Cauca y Caldas).Nótese la evolución del proceso, desde elsistema tradicional hasta el mecanizado.

Sistema Tradicional (tipo 1)

El plano identifica las fotos de la página 28. Lanumeración de las leyendas de las fotos (abajo)corresponde a los números del plano.

Foto 8. Lavado de las raíces de yuca con los pies.

Foto 9 Rallado de las raíces lavadas.

Foto 10. Colado continuo de la masa ralladaempleando un tornillo sinfín.

Foto 11. Almidón sedimentado en tanques (eloperario “desmancha” una capa).

Foto 12. Fermentación del almidón húmedo entanques.

Foto 13. Secado al sol del almidón fermentado.

Apéndice 1

Descripción Gráfica del Proceso deExtracción de Almidón

Sistema Mecanizado (tipos 2 y 3)

El plano identifica las fotos de la página 29. Lanumeración de las leyendas de las fotos (abajo)corresponde a los números del plano.S. T. = Sistema tradicional.

Foto 14. La yuca llega en sacos a la rallandería.

Foto 15. Lavado mecánico semicontinuo de las raíces(ver S. T. en Foto 8).

Foto 16. Rallado de las raíces lavadas (ver S. T. enFoto 9).

Foto 17. Colado de la masa rallada (ver S. T. enFoto 10).

Foto 18. Canales para sedimentar el almidón(ver S. T. en Foto 11).

Foto 19. Fermentación del almidón húmedo entanques (ver S. T. en Foto 12).

Foto 20. Secado al sol del almidón fermentado(ver S. T. en Foto 13).

8 9 10

11

12 13

14 15

16 17

18

2019

28


FOTO 10

FOTO 11

FOTO 12 FOTO 13

29

FOTO 16

FOTO 18

FOTO 19

Apéndice 1

30


En el mundo se producen unos 33 millones detoneladas de almidón con fines industriales; deesa cantidad, sólo 3.8 millones (11.4%)provienen de la yuca. El resto es almidón demaíz (21.2 millones), de papa (1.96 millones),de trigo (2.01 millones), de arroz (0.05 millones)y de batata (4.17 millones) (Ostertag, 1996).

Industria de Alimentos

El almidón natural (llamado también nativo,dulce o industrial) se usa, solo o mezclado, enla elaboración de macarrones y de diversasharinas; con éstas se preparan pudines,pasteles, galletas, obleas, bizcochos,almojábanas, cremas, helados, sopas,ensaladas, embutidos y otros productosalimenticios. Con el almidón fermentado (agrio)se elaboran también productos alimenticios

tradicionales en Colombia, como el pandebonoy el pan de yuca (Foto 21).

• El almidón nativo puede modificarse pormedios físicos y se convierte en almidónpregelatinizado (almidón-PG). Estealmidón tiene la propiedad de que sedispersa en agua sin necesidad desometerlo a cocción.

• Se usa como aditivo para espesar,estabilizar o recubrir tortas de frutas,mezclas secas, pudines, crema de leche.La adición del almidón-PG mejora latextura y la apariencia de estos productosy de otros similares.

• El almidón nativo puede modificarsetambién por medios químicos. El productoresultante se utiliza en la industriaalimenticia como espesante de salsas

Apéndice 2

Uso Industrial del Almidón de Yuca

Foto 21. Productos de la industria alimenticia de Colombia elaborados con almidón agrio de yuca. La bandejaseñalada con la flecha ha sido ampliada (foto izquierda) para apreciar tres productos típicos de Colombia:pandebono, pandeyuca y panecillos.

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31

blancas, y para estabilizar y emulsificaraderezos para ensaladas, gelatinasnutritivas, postres instantáneos, helados,pudines y alimentos para bebé. Según lamodificación que se le haga, el almidónmodificado se usa en la industria delpapel, de los adhesivos y otras(Balagopalan et al., 1988).

Industria del Papel

El almidón nativo usado en la industriapapelera se denomina almidón no modificado(almidón-NM). El tratamiento que recibe esteproducto comprende tres operaciones: elrefinado (o tamizado), la purificación (operaciónestrictamente industrial) y el secado.

Papel y cartón. La elaboración del papel ydel cartón consta de varias etapas, y en una deellas (o en más de una) se adiciona almidón-NMal producto final para darle ciertas propiedadesy diferente calidad.

• La industria del papel exige trescaracterísticas básicas en el almidón-NMde yuca: blancura, bajo contenido de fibray pocas impurezas. Puede tener elalmidón otras características físicas oquímicas, las cuales afectan el proceso deelaboración del papel o la formación de lapasta que le da origen.

• El almidón-NM ayuda a unir las fibras decelulosa del papel y forma una capasuperficial que reduce la pelusa y aumentala consistencia, la solidez y la durabilidadde las hojas de papel. Esta capa delgadada también mayor resistencia mecánica alcartón.

• El almidón-NM se emplea además comoadhesivo en el laminado de ciertos papeles,de cajas corrugadas, de papel de colgadura(para empapelar), de tubos de cartón y deotros artículos. También se emplea en elreciclaje del papel y del cartón.

Pegantes. El almidón-NM es materiaprima de las bases pegantes con que seelaboran ya sea productos adhesivos o colasbaratas.

• Estos pegantes se utilizan para fabricarmateriales de embalaje, etiquetas, papel deenvoltura y cinta pegante de humedecer,productos cuyo uso los hace desechables.

• Las bases pegantes son muy útiles paralas empacadoras y etiquetadoras de altavelocidad, por dos razones: costorelativamente bajo y gran velocidad deadhesión.

Descomposición orgánica. El almidón-NM empleado en la industria papelera dura 3 ó4 días sin descomponerse, al cabo de los cualeses fermentado por diversos microorganismos.

Esta fermentación produce gases (cuyomal olor no se percibe inicialmente) ydesnaturaliza el almidón-NM alterando suspropiedades, a saber: pierde el 25% de sucapacidad de engomar, se reduce su viscosidady cambia su acidez (pH).

Al almidón-NM deben agregarse, por tanto,sustancias que impidan el crecimiento debacterias productoras de ácido láctico, debacterias coliformes y de hongos (génerosPenicillum y Aspergillus y levaduras).

Industria Textil

El almidón-NM es el ingrediente másabundante y barato y, por ello, el másimportante de las diferentes colas textiles.

Engomado. El almidón-NM de yuca seprefiere —casi en forma exclusiva— en laindustria textil, por dos razones: primera, sólocon él pueden tratarse los tejidos muy blancos;segunda, se degrada menos que el almidónproveniente de otras fuentes. Un tejido puedeengomarse de manera temporal o permanente.

• El engomado temporal se aplica a laurdimbre justo antes de que ésta seconvierta en tejido, para que las hebras (ohilazas) sean más resistentes, flexibles,suaves y lisas. El agente almidonante sedeposita como una película sobre lashilazas de la urdimbre y las recubretotalmente.

• Evita así el deshilachado, el enredo, elmoteado y la rotura de las hebras, efectosque perturbarían seriamente laelaboración del tejido.

• El engomado permanente se emplea en elproceso de acabado del tejido, y esrelativamente estable, es decir, semantiene hasta que la tela llega, por lomenos, a manos del consumidor.

Apéndice 2

32


• Impregnando el tejido, este engomadomejora la textura de la tela, aumenta elbrillo superficial de ésta, le da “cuerpo” ysolidez para facilitar su manipulación,eleva el “peso’’ y la calidad del estampado yaumenta, en general, la apariencia y lasensación textil de buena calidad de latela.

Industria Farmacéutica

El almidón-PG se emplea en farmacia paradiluir, aglutinar, lubricar o desintegrar diversosproductos sólidos. Este almidón actúa tambiéncomo absorbente, da viscosidad y sirve devehículo a sustancias pastosas, líquidas osemisólidas en la elaboración de cremas ylociones de uso dermatológico.

Se emplea además para fabricar polvosfaciales finos, polvos compactos y polvosnutritivos y como soporte en la fabricación deobleas (Balagopalan et al., 1988).

Otros Usos

El almidón-NM de yuca se usa en la industriaquímica para obtener alcoholes, glucosa yacetona; para fabricar explosivos, colorantes,pilas secas e impresiones dentales; y en lacoagulación del caucho.

El almidón-NM se usa en minería comofloculante y como componente de las solucionesempleadas en la perforación de pozos depetróleo.

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Item Cantidad Costo (US$)

Maquinaria y equipo para el proceso

Lavadora/peladora de yuca (2 t de raíces por hora)a 1 000

Rallador de yuca (2 t de raíces por hora) 500

Coladora de yuca (300 kg de masa rallada por hora)b x 2 2 000

Tamiz vibratorioc 300

Desgranador de almidón fermentado, con motor (1.5 kg/hora) 700

Subtotal 4 500

Infraestructura de la planta

Canales de sedimentación (largo 30 m, ancho 60 cm y alto 40 cm, cada uno)d x 7 15 000

Patios de secado del almidón (2000 m2 área, 8 cm espesor) 18 000

Tanques de fermentación (1.5 m3 cada uno)e x 20 15 000

Obra civil general (400 m2 )f 10 000

Cubierta o techado de la plantag 6 000

Bodega para almacenar almidón (30 m3) 8 000

Tanque para depositar la mancha (30 m3) 8 000

Tanque para depositar el afrecho (15 m3) 4 000

Transmisión de potencia 700

Subtotal 84 700

Total 89 200

a. Varios modelos de lavadora/peladora dan ese rendimiento.

b. Modelo: mecánica y discontinua.

c. Para segunda colada.

d. Con enchapado en baldosín.

e. Con enchapado en baldosín y madera.

f. Columnas, muros, pisos, desagües.

g. Guadua y zinc, principalmente.

Apéndice 3

Costos de una Rallandería

A. Construcción e Instalación

Una rallandería de yuca de tipo 3, concapacidad para producir 30 toneladas de

almidón por mes (300 t/año y 10 meses deoperación), implica los costos de infraestructuray equipo que se indican en el siguiente cuadro(valores a septiembre de 1998):

34


• Costo de obtención de 1 t de almidón seco:

Costos fijos

Administración (US$351.00/mes) US$11.75

Mantenimiento planta 3.55

Depreciación (por unidad producida, ver abajo) 1.70

Subtotal 16.80

Costos variables

Mano de obra (3 jornales, US$5.53/jornal) 16.60

Energía eléctrica (2 kW/hora, US$0.20/kW) 0.40

Agua (corrientes naturales, sin costo) —

Empaques (20, US$0.35/unidad) 7.00

Gastos varios 7.00

Fletes 17.20

Subtotal 48.20

Total (costo operación/t) US$65.00

• Costo de obtención de 30 t (1 mes de operación):

US$65.00/t x 30 t/mes = US$1950.00 por mes

• Depreciación por año:

Vida útil de equipo y maquinaria ≅ 10 años

Valor de salvamento (chatarra) ≅ US$300.00

Producción en vida útil ≅ 250 t/año x 10 años = 2500 t

Período contable = 1 año

Aplicando la fórmula:

Dep./t = ≅ US$1.70 por tonelada producida

Dep./mes = US$1.70 x 30 t ≅ US$51.00 por mes trabajado

Dep./año = US$1.70 x 250 t ≅ US$420.00 por año de operación

B. Costos de Operación

En una rallandería dotada con el equipodescrito en el cuadro anterior, se empleageneralmente el 80% de su capacidad y seobtiene una producción de 250 t de almidón

agrio por año. El costo de la operación secalcula, sin embargo, respecto a la capacidadbásica (30 t/mes, ver A.). Las cifras están endólares americanos (1US$ = Col$1450, aseptiembre de 1998).

US$4500 - US$300

2500 t

35

C. Relación Costos/Precio

La relación entre el precio de la materia prima yel precio del producto final puede expresarse de

Apéndice 3

varios modos, según los costos y precios que sedeseen incluir en la relación (US$ a septiembrede 1998).

• Precios de venta

Almidón agrio, seco (1 t) US$827.70

Afrecho (0.45 t/t almidón) 21.70

Mancha (0.10 t/t almidón) 9.60

1 t de afrecho = US$48.30

1 t de mancha = US$96.60

Precio del producto total 859.00

• Costos variables

Materia prima (5 t) 345.00

(Costo de raíces necesarias paraproducir 1 t de almidón)

Mano de obra, energía y varios (ver p. 34) 48.00

Costos variables totales US$393.00

• Relación costo/producto

a. Valor agregado del proceso:

Costo materia prima US$345.00 1 - = 1 - ≅ 0.58

Precio almidón agrio (1 t) US$827.70

Costo variables totales US$393.00 1 - = 1 - ≅ 0.52

Precio almidón agrio (1 t) US$827.70

Costos variables totales US$393.00 1 - = 1 - ≅ 0.54 Precio total [almidón + subproductos] US$859.00

b. Retorno por venta de almidón a los factores de producción:

c. Retorno por venta de [almidón + subproductos] a los factores de producción:

Publicación CIAT No. 268

Proyecto SN-1, Desarrollo de Agroempresas Ruralesy

Unidad de Comunicaciones

Edición: Francisco MottaGladys Rodríguez (asistente editorial)

Producción: Artes Gráficas, CIATOscar Idárraga (diagramación)Julio César Martínez (diseño de carátula)

Impresión: Feriva S.A.

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