Procesamiento de gel de hoja entera de aloe vera
Tanque de remojo
- Sólo inmersión: Aquí las hojas de Aloe simplemente se vierten al agua sin más acción, luego se pueden sacar manualmente de la tina o mecánicamente mediante un transportador.
- Agitación forzada: Esta es una variación en la que el tanque tiene chorros de agua a alta presión que crean un remolino en el tanque de remojo. La ventaja de utilizar este sistema es que la suciedad y otros materiales extraños se eliminan de forma más eficiente.
- Cepillado manual: aquí las hojas se recogen y cepillan a mano a medida que se sacan del tanque de remojo y luego se colocan en un transportador. La ventaja de este tipo de tratamiento es que es muy suave con las hojas y la eliminación de suciedad y materiales extraños es óptima. Además, esto puede funcionar como un punto de inspección/rechazo. La desventaja es el mayor coste laboral.
Transportador
Después de remojar y limpiar previamente las hojas, se mueven mediante un sistema de transporte. Puede consistir en una cinta transportadora, una malla de acero inoxidable o un sistema de transporte de polipropileno. Algunas empresas también utilizan un sistema de transporte de fluidos, en el que las hojas se colocan en un canal con agua que se bombea para que el flujo mueva las hojas.
Lavadora de cepillos
Justo antes de que las hojas reciban el lavado y enjuague final, se cepillan mecánicamente. Las cepilladoras cuentan con cepillos plásticos que recogen las hojas del transportador y las presionan contra dos o más cepillos dando una acción de limpieza en todos los lados de las hojas. El propósito de este paso es eliminar la suciedad y otros materiales extraños de la superficie de las hojas. Dependiendo de la capacidad de la planta se pueden instalar una o varias líneas simultáneas de cepillos. Por lo general, el material elegido para estos cepillos es el plástico blando, que elimina vigorosamente el material no deseado de la superficie de las hojas y al mismo tiempo es lo suficientemente suave como para evitar daños a la hoja.
Tanque de enjuague
Aquí es donde se produce el lavado final de las hojas. La función de este lavado es realizar la limpieza final a la hoja antes de ingresar a la planta de fabricación. Las opciones para este paso incluyen el uso de agentes desinfectantes como cloro, sales de amonio cuaternario y otros. El tanque puede ser de acero inoxidable, fibra de vidrio u hormigón. Este proceso también puede ser un enjuague final de dos etapas, primero en una solución sanitizante y segundo en un enjuague final con agua para eliminar el agente sanitizante.
Mesa de inspección
Las hojas deben tener una especificación de aceptación. En este punto, las hojas se inspeccionan individualmente a medida que ingresan al proceso. Aquí se rechazan las hojas que no cumplen las especificaciones. El diseño de esta estación suele ser un transportador que alimenta las hojas provenientes del tanque de enjuague a la mesa. Tiene un transportador para sacar los residuos y una serie de mesas o transportadores para llevar las hojas al siguiente paso de procesamiento.
Es importante en este paso rechazar cualquier hoja con heridas, cortes o lesiones evidentes para evitar la contaminación del producto aguas abajo. Las puntas, colas y espinas generalmente se cortan a mano en esta etapa, por lo que nuevamente el diseño es tal que acomodaría a suficientes personas para realizar estas tareas. Normalmente, de 6 a 8 personas pueden procesar 1000 kg de hojas en este paso.
Máquina de filetear
Luego de salir de la mesa de inspección, las hojas de sábila pasan a la máquina fileteadora. La máquina fileteadora es un dispositivo que se utiliza para separar la cáscara del gel interno de la hoja. El nombre proviene del parecido del gel interior con un filete de pescado. Una alternativa al uso de esta máquina es filetear la hoja a mano. La ventaja de utilizar una máquina es el menor costo de operación en términos de mano de obra, pero la desventaja es que el rendimiento puede disminuir en comparación con el fileteado manual.
Desperdiciar
Toda la corteza y fibras insolubles se desperdician una vez finalizado el proceso. Sin embargo, se trata de residuos orgánicos y se pueden convertir en abono y reciclar en la granja.
Molinillo sanitario
Ya sea que las hojas de aloe salgan del transportador (proceso de hoja entera) o los filetes salgan de la máquina fileteadora (proceso de filete de aloe), el molinillo es hacia donde se dirigen ambos. Existen diseños de molinillos específicos para triturar hojas enteras de aloe. Esta máquina muele por impacto y luego tamiza a través de una criba con un orificio de aproximadamente 5 mm de diámetro. El tipo de molinillo más utilizado en la industria del aloe es un molino de martillos, con martillos no giratorios. Este tipo de molinillo es el preferido cuando se procesan hojas enteras de aloe. La intención de este proceso es extraer el líquido contenido en la hoja de aloe. Por lo general, las puntas y las colas se eliminan antes de este paso. El tamaño de las partículas se controla mediante el tamaño de una malla colocada en el fondo del molinillo.
Intercambiador de calor de carcasa y tubos
Los intercambiadores de calor de carcasa y tubos constan de un haz de tubos sanitarios paralelos con los extremos expandidos en placas de tubos. El paquete está contenido en una carcasa cilíndrica. Las conexiones son tales que los tubos pueden contener el producto o el medio, según la aplicación. La principal limitación es que no se pueden utilizar para regenerar, pero pueden transferir mucho calor debido a su superficie.
enzimas
El Aloe recién extraído es un líquido muy viscoso por lo que muy comúnmente se somete a un tratamiento enzimático destinado a reducir la viscosidad. La enzima más comúnmente utilizada es la celulasa, que está disponible comercialmente en una variedad de fuentes. La reacción enzimática suele tardar de dos a cuatro horas a temperatura ambiente. La enzima, normalmente en forma líquida, se añade a la tina, se mezcla y se deja reaccionar. La proporción de uso típica es 20 gramos de enzima por 100 gramos de sólidos de aloe en el gel.
Tanques de chaqueta agitados
Un tanque con camisa es un tanque con una camisa exterior diseñada para contener medios de calentamiento o enfriamiento. El producto se calienta o enfría mientras se mezcla, mezcla o agita. Un tanque con camisa con hoyuelos utiliza un elemento simple de transferencia de calor. Primero, el elemento calefactor se crea presionando un perfil con hoyuelos en una lámina plana de acero inoxidable. Esta lámina con hoyuelos, denominada estampado, luego se suelda por puntos al lado sin contacto de un tanque de acero inoxidable para crear un paso de flujo para los medios de calentamiento o enfriamiento. El resultado final es un elemento de transferencia de calor completamente soldado que es extremadamente delgado (aproximadamente ½" de espesor total). Las bobinas pueden permanecer expuestas o pueden cubrirse con un material aislante y luego cubrirse con una lámina de acero inoxidable. Los tanques encamisados son no son térmicamente eficientes y no pueden usarse en una operación continua.
Pulper/acabadora
El Pulper/Finsher se utiliza para eliminar la fibra insoluble resultante de triturar la hoja entera o el filete de gel interno. Este dispositivo suele tener una parte giratoria que puede ser un tornillo sin fin o unas paletas que empujan la mezcla contra una rejilla. El líquido pasa a través de la pantalla y la fibra insoluble es empujada hasta el final de la máquina. La pantalla puede tener varios tamaños de poros diferentes, que normalmente oscilan entre 800 y 500 micrones. Esta máquina cumple su función como filtro grueso de forma muy eficaz y rápida.
Carbón y DE
El aloe vera contiene una serie de compuestos químicos de la familia de los fenoles, en particular las antraquinonas. El más común de ellos es Aloin. Estos compuestos tienen un potente efecto laxante cuando se ingieren, por lo que las cantidades permitidas en los productos terminados son pequeñas. El origen de estos compuestos es la corteza de la hoja, estando completamente ausentes en el gel interno del filete. Aunque se produce gel interno del filete, la contaminación con antaquinonas provenientes de la corteza es prácticamente imposible, y en el caso del aloe de hoja entera, la cantidad de antraquinonas es muy alta. Es necesario controlar la cantidad de estos compuestos y una forma muy eficaz es utilizar carbón activado. Esto se puede lograr agregando carbón activado a un tanque y luego eliminando el carbón mediante filtración o bombeando el líquido a través de una columna que contiene el carbón activado.
Filtro de placa y marco
Este paso del proceso puede consistir en un único filtro o en una serie de ellos. El propósito de este paso es eliminar el carbón agregado en el paso anterior o eliminar la fibra insoluble no deseada. En este caso se pueden utilizar auxiliares de filtración para facilitar la filtración. Los tipos de filtros más habituales que se utilizan aquí son los filtros prensa, aunque también se han utilizado otros tipos de filtros.
HTST
Pasteurización:
Se trata de un tratamiento térmico destinado a reducir la carga biológica del producto. Normalmente el Aloe contiene una flora natural de microorganismos. Estos una vez triturada la hoja comienzan a reproducirse rápidamente, por lo que en una etapa posterior del proceso es necesario reducir la población para asegurar la estabilidad del producto final. La reducción de la población microbiana se puede lograr mediante un tratamiento térmico como la pasteurización. La reducción típica de la población es de 4 órdenes de magnitud.
En la actualidad se realizan principalmente tres tipos de pasteurización:
LTLT: El acrónimo significa Baja Temperatura y Largo Tiempo. En esta configuración, todo el lote se coloca en un tanque donde normalmente se calienta a 140 F (60 C) durante 30 minutos.
HTST: Alta Temperatura y Corto Tiempo. Esta configuración es un proceso continuo en el que el producto se calienta muy rápidamente (30 a 60 segundos) en un intercambiador de calor a temperaturas de 170 °F (77 °C) y la temperatura se mantiene durante un breve período de tiempo, de 1 a 2 minutos. Luego, el producto se enfría a temperatura ambiente o un poco más. Los sistemas HTST utilizan un sistema de recuperación de calor llamado regeneración en el que el producto caliente se utiliza para intercambiar calor con el producto entrante. De esta manera se enfría automáticamente y transfiere esa energía al producto entrante. Si es necesario o si la temperatura final deseada del producto es inferior a la temperatura ambiente, se agrega una sección adicional del intercambiador de calor y se usa agua de una torre de enfriamiento o de un enfriador de proceso para enfriar aún más el producto.
UHT: Temperatura ultraalta. Esta configuración también es un proceso continuo que funciona de manera muy similar al HTST, pero el fluido aquí se calienta a una temperatura aún más alta, 230 F (110 C), pero la transferencia de calor se realiza muy rápido, de 2 a 5 segundos, y el pico La temperatura sólo se mantiene durante una fracción de segundo.
Caldera
La caldera proporciona vapor como fuente de energía para el calentamiento de procesos. Se utiliza para las operaciones de pasteurización y evaporación, así como como fuente de calor para producir agua caliente para formulación y limpieza. Las calderas generalmente se dimensionan según su capacidad de producción de vapor y la presión a la que se entrega el vapor. Cuanto mayor sea la presión, mayor será la energía entregada por libra de vapor.
Torre de enfriamiento
Enfriador de procesos
Evaporador de cuatro efectos 4X
Para aumentar la estabilidad y también mejorar la eficiencia en el almacenamiento y transporte, es deseable concentrar Aloe. Los productos finales que se comercializan actualmente en forma líquida varían desde 5 veces concentrados (5X) hasta 40X. Sin embargo, dado que el Aloe es sensible al calor, la concentración debe realizarse a la temperatura más baja posible. Existen numerosos diseños de evaporadores que funcionan en alto vacío para facilitar la evaporación del agua a baja temperatura. Aquí también es importante maximizar la eficiencia de la transferencia de calor para reducir el costo operativo de la unidad, por lo tanto, se colocan varias cámaras de evaporación en serie y los gases calientes evaporados de la primera van a calentar la segunda y así sucesivamente. A esto se le llama evaporador de efectos múltiples. Cuantos más efectos, más eficiente será la operación. La temperatura de funcionamiento típica es de aproximadamente 140 °F (60 °C).
Secador en spray
El concentrado de Aloe más comercializado actualmente es la presentación en polvo. Este producto se conoce como polvo 200X de filetes de gel interno de aloe o polvo 100X de hoja entera de aloe. La evaporación final también debe realizarse a baja temperatura para preservar los componentes naturales del Aloe. Esto es especialmente importante una vez que los sólidos de aloe se vuelven más concentrados, ya que son más adecuados para reaccionar químicamente entre sí.
Los secadores por aspersión funcionan convirtiendo el concentrado de aloe en una fina niebla de gotas. Las gotas se forman en una cámara de forma cónica cuando el concentrado encuentra un flujo de aire cálido y seco. Esto hace que las gotas se vuelvan tan pequeñas que aumenta la relación superficie-volumen de la gota, lo que facilita la evaporación. Las gotas quedan suspendidas dentro de la cámara hasta que se vuelven más densas debido a la evaporación. Luego caen al fondo de la cámara en forma de polvo y se recogen.
Actualmente se utilizan dos tipos de dispositivos para generar una fina niebla de gotas. Una es una válvula de muy alta presión en la que la presión (2000 psi) fuerza al líquido a pasar a través de un orificio muy pequeño que hace que el líquido se rocíe en una niebla muy fina. El otro consiste en un disco giratorio sobre el que se deja caer un chorro de líquido. La fuerza centrífuga del disco giratorio expulsa el líquido y lo convierte en una fina niebla. La rotación del disco debe ser muy rápida, normalmente 10.000 rpm. La mayoría de los discos utilizan una turbina impulsada por aire para hacer esto.
Bomba positiva de velocidad variable
Las bombas de desplazamiento positivo se utilizan para transportar fluidos de un lugar a otro en la instalación de procesamiento. Estas bombas son necesarias para la filtración, ya que las presiones a las que operan son mayores.
Bomba de diafragma
Las bombas de diafragma se utilizan para mover fluidos con alto contenido de sólidos. Generalmente son accionados por aire comprimido. Son muy útiles en entornos peligrosos.
