Diseño de una planta industrial de extracción de almidón de Maranta Arundinacea mediante el análisis de operaciones unitarias y sistemas de reacción para su uso en biomateriales

Abstract

Este proyecto abordó el diseño de una planta industrial para la extracción de almidón a partir de rizomas de Maranta arundinacea (sagú), con enfoque en su aplicación como materia prima para biomateriales. En respuesta al contexto nacional de creciente contaminación por plásticos y la necesidad de impulsar una bioeconomía circular, se plantea una alternativa sostenible y con potencial de impacto socioeconómico en regiones rurales de Costa Rica, particularmente en cantones con bajo índice de desarrollo social como Pérez Zeledón y San Carlos. El análisis del mercado reveló que la industrial global de almidón se encuentra en constante crecimiento y que el uso de almidones de fuente botánicas alternativas genera una posibilidad de mercado importante para el sector productivo costarricense. Además, se caracterizó la materia prima utilizada en este proyecto, la cual, obtuvo una cantidad de almidón del 21,4 ± 0,1 %, . Dicha situación enfatiza la oportunidad de utilizar al Sagú como materia prima para un proceso de extracción de almidón. El almidón obtenido de las corridas experimentales presentó una morfología adecuada, un comportamiento de carácter pseudoplástico y un valor de temperatura de pico de gelatinización de 78,1 ± 0,8°C. Estas características, sumadas al alto contenido de amilosa en esta matriz reportado en la literatura, infieren un adecuado comportamiento para el desarrollo de biomateriales. El diseño del proceso industrial se fundamentó en la caracterización fisicoquímica del almidón, el análisis del mercado local e internacional, y la evaluación experimental de las operaciones unitarias involucradas. Las condiciones de proceso seleccionadas permitieron tener un rendimiento de extracción del almidón mayor al 70 %, minimizando las pérdidas de almidón a menos de un 5 %. Esto genera que el proceso sea más eficiente en comparación con los procesos que se realizan actualmente en el país. Asimismo, se propuso un diagrama de flujo escalado y una distribución de planta que contempla criterios de seguridad, eficiencia energética y minimización de residuos. Esta propuesta técnica busca consolidar el uso del sagú como un cultivo estratégico para la producción sostenible de almidón, promoviendo la transición hacia una economía más inclusiva y descarbonizada.