UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPAFACULTAD DE INGENIRIA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA TITULO DEL PROYECTO: “CULTIVO MICRO-ALGA (ESPIRULINA PLATENSIS) ” AUTORES: PEREZ MENDEZ, RODOLFO ROQUE CARBAJAL ACHAMPURI, KAROL VIOLETA LLERENA VALENCIA, BRIAN DUBERTH HINOJOSA VALDIVIA, BLANCA MARIQUE GARCIA, SILENA MODALIDAD PRE-GRADO AREQUIPA – PERU FECHA DE ENVIO 2008-09-27 Contenido: Capitulo I 1.- Aspectos generales. 1.1.- Datos nominales del proyecto. 1.1.1.- Titulo 1.1.2.- Localización del proceso. 1.1.2.1.- Macro localización. 1.1.2.2.- Micro localización. 1.2.- Objetivos. 1.2.1.- Objetivos generales. 1.2.2.- Objetivos específicos. 1.3.- Definición del problema. 1.4.- Justificaciones. Capitulo II 2.- Estudio del mercado. 2.1.- Generalidades. 2.2.- Encuestas. Capitulo III 3.- Estudio de la Materia Prima. 3.1.- Materia prima principal del proyecto. 3.1.1.- Definición Materia Prima. 3.1.2.- Descripción de la materia. 3.1.2.1.- Nombre Común. 3.1.2.2.- Nombre Científico. 3.1.2.3.- Características Biológicas Nutricionales. 3.1.2.4.- Usos y Aplicaciones. Capitulo IV 4.- Desarrollo Experimental. 4.1.- Tecnología del proceso. 4.1.1.- Método de producción 4.1.1.1.- Construcción de la planta 4.1.1.2.- Construcción del bioreactor. 4.1.1.3.- Diseño de la posa. 4.1.1.4.- Construcción del área eléctrica. 4.2.- Condiciones de cultivo. 4.2.1.- Temperatura. 4.2.2.- Radiación. 4.2.3.- Agitación. 4.2.4.- Alcalinidad del medio. 4.2.5.- Salinidad. 4.3.- Descripción del proceso. 4.3.1.- Inoculación. 4.3.2.- Escalamiento. 4.3.3.- Cosecha 4.3.3.1.- Filtración. 4.3.3.2.- Centrifugación. 4.3.4.- Secado. 4.4.- Diagrama de flujo. Capitulo V 5.- Costos de producción. 6.- Anexos. 7.- Bibliografía. INTRODUCCION Para el desarrollo de nuestro proyecto en el curso de microbiología industrial optamos por la investigación de la micro-alga ARTHROSPIRA PLATENSIS mas conocida como espirulina, con el propósito de conocer su proceso de desarrollo para una producción en pequeña escala. En este proyecto incluimos el diseño y construcción de una planta piloto considerando todos los variables que influyen y afectan la producción de la espirulina (temperatura, pH, luz, turbidez), con el acondicionamiento de equipos construidos (agitador, centrifuga, disco secchy) en la misma planta con materiales asequibles, instalaciones crecimiento de la micro-alga. de suministro eléctrico, etc., En el Micro localización: Quebrada de Coscollo. Producción y aplicación microbiana de la Arthrospira Platensis 1..2.Aspectos generales.Macro localización: Ciudad de arequipa 1.. 1.Localización del proceso.2..Datos nominales del proyecto 1. 1..2.1.1...1. Socabaya .Titulo.1.1.Capitulo I 1.1.2.1. Objetivos generales. El proyecto tiene como finalidad instalar un prototipo de planta piloto para el cultivo tecnificado de la espirulina.2. Socabaya 1. 1.Objetivos.Objetivos específicos.2.Definición del problema.2. 1. El proyecto tiene el propósito la producción de la Arthrospira Platensis. . En los países en desarrollo debido al crecimiento poblacional la desnutrición representa un grave problema. Evaluar la cinética de producción a pequeña escala.. 1...1.. Evaluar los factores que afectan la productividad de la espirulina a pequeña escala.3. Evaluar la parte de rentabilidad del proyecto 1.Justificaciones.2.Vista Satelital 2008.. además del aumento de los costos de alimentos de consumo diario por lo que la producción de fuentes alternativas de alimento es de suma importancia y se busca obtener alimentos con alto contenido nutricional accesible a todo público.4. El proyecto pretende presentar una alternativa recomendable para la producción de una nueva fuente alimenticia de bajo costo y alto contenido nutricional. La Espirulina representa una de esas alternativas. finalmente. su cultivo tiene pocas dificultades ya que crece en aguas altamente a1calinas y por ello la probabilidad de contaminación con otros microorganismos es limitada y no se requieren de grandes esfuerzos y. pues además de sus propiedades nutritivas. estudios de toxicidad revelan que es inocua pudiéndose utilizar como suplemento alimenticio para animales y humanos . preferencias). etc. como son: El consumidor Sus motivaciones de consumo Sus hábitos de compra Su aceptación de precio. momentos. Su objetivo final es aportar datos que permitan mejorar las técnicas de mercado para la venta de un producto o de una serie de productos que cubran la demanda no satisfecha de los consumidores. Estudia el comportamiento de los consumidores para detectar sus necesidades de consumo y la forma de satisfacerlas. Con el estudio de mercado pueden lograrse multiples de objetivos y que puede aplicarse en la práctica de los cuales mencionaremos algunos de los aspectos mas importantes a analizar. preferencias..2.Capitulo II 2.. obteniendo los siguientes resultados: . tamaños y envases. y averiguar sus hábitos de compra (lugares.Estudio del mercado. 2. etc. Tests sobre su aceptación Estudios sobre sus formas. Se realizo la siguiente encuesta a un sector universitario.1. 2..Encuestas. El producto Estudios sobre los usos del producto.Generalidades. . Resultados Obtenidos: 1) S abe que es un Alg a? SI NO 12% 88% 2) Alg una vez a es c uc hado s obre la es pirulina? SI NO 23% 77% 3) Conoce sus propiedades nutricionales? SI NO 23% 77% . 4) D e s aber s us propiedades . la c ons umiria? SI NO 13% 87% PROPIEDADES SEÑALADAS • Antioxidantes • Proteicas • suplemento nutricional • energéticos • alto contenido de vitaminas 5) C ons ume E s pirulina? SI NO 0% 100% . 6% No S abe 6% NO 88% Datos Obtenidos Cual es su valor? • S/ 60.00 Cuanto pagaría? • S/ 1.79% 7) S abe el c os to de la es pirulina? C ual es s u valor? S I .00 • Dependiendo de la cantidad • Lo mas económico posible .19% S I .6) C ons umiria es pirulina c omo s uplemento alimentic io? No S abe 2% NO .00 • Capsula de 120 tabletas – S/ 50. • Caramelo.00 • S/ 30. • Galletas.• S/ 20.00 8) Al s aber mas de la E s pirulina c omo le g us taria c ons umir? No S abe 2% O tros 4% P an 9% H elados 43% Otros: • Bebida. C aps ulas 42% . • Hamburguesa. . CLASIFICACION CIENTIFICA Reino: División: Clase: Orden: Genero: Bacteria Cianobacteria Cyanophyceae Oscillatoriales Spirulina Desde 1989 se ah reconocido que estos dos géneros son distintos y que estas especies pertenecen al genero ARTHROSPIRA( ( Tomaselli 1997) ARTHROSPIRA PLATENSIS Es una de las algas mas primitivas.Materia prima principal del proyecto: ARTHROSPIRA PLATENSIS 3. 3.Capitulo III 3. La pared está envuelta en una cápsula o vaina compuesta por polisacáridos. Tienen una estructura filamentosas. Otros componentes celulares son las inclusiones del citoplasma. Es de color verde azulado No tiene núcleo y sus membranas celulares son suaves sin la dura celulosa que tienen otras algas Esta característica asegura una fácil asimilación de sus nutrientes.Definición Materia Prima. Poseen una membrana plasmática rodeada por una pared celular multiestratificada. como los gránulos de glucógeno depositados principalmente en el citoplasma que se encuentra entre la membrana tilacoidales que actúan como fuente de carbono y .1. no diferenciadas multicelulares cuyas células cilíndricas tienen un ancho de 3 a 12 µm a veces llegan a 16 µm sus triconas (filamentos) tienes un patrón de arreglo en forma de hélice abierta y llegan ah medir 100 a 200º hasta 500 µm a inclinación de una vuelta de la hélice generalmente varia de 10 a 70 µm y el diámetro de la misma mide de 20 a100 µm estas ultimas características dependen en gran medida de las condiciones ambientales y de crecimiento.Estudio de la Materia Prima.1.1.. gran negativa que se caracteriza por presentar una serie de poros alrededor del tricoma. encontrándose dividida por septos visibles al microscopio óptico.. enzima que cataliza la unión de CO2 a la ribulosa 1. siendo utilizados en la síntesis de la membrana. involucrando la destrucción de la célula intercalar. Los gránulos de lípidos se localizan cerca de la superficie celular y se almacenan. Puede crecer en medios minerales que tengan CO2 como fuente de carbono y N2 como fuente de nitrógeno a partir de desechos. Mediante este mecanismo regulan sus migraciones diurnas dentro de la columna de agua. permitiendo que las algas se mantengan en las zonas donde el proceso de fotosíntesis es óptimo y la cantidad de nutrientes necesarios La reproducción se lleva a cabo por fisión binaria transversal el alargamiento del tilacoide se debe a numerosas divisiones transversales de as células del mismo la multiplicación ocurre solo por fragmentación del ticoma es intracelular. .energía.5 bifosfato en el ciclo de kelvin . Los gránulos de cianoficina constituido por polipeptido compuestos de dos aminoácidos (arginina y acido aspartico) que funcionan en la conversión del nitrógeno . los cuerpos de polifosfato y los carboxisomas que almacenan la ribulosa (rubisco) . es capaz de realizar la fotosíntesis oxigénica y de fijar el nitrógeno del medio. con formación de glucógeno como material de reserva. nitrógeno atmosférico o de la respiración bacteriana Las vesículas de gas presentes se localizan en espacios intetilacoidales e les confieren su capacidad de flotación. 3.1.CICLO DE CALVIN 3.1...Nombre Común: ESPIRULINA 3.2.1. 3.2.2. 3. El valor de espirulina (arthrospira) radica principalmente en la gran variedad de macro nutrientes y micronutrientes que contiene.1. así como algunas de sus propiedades Tales como incrementar los niveles de energía reducir el estrés premenstrual incrementar el rendimiento de atletas mejorar su apetito y ofrecer protección antioxidante.Características Biológicas Nutricionales.. ..2.2. algunos de los cuales ni pueden ser sintetizados por el organismo humano.Nombre Científico: ARTHROSPIRA PLATENSIS.1.Descripción de la materia. Ca 10x + que leche Se 100x+ que cualquier vegetal (antioxidante) Carbohidratos ramnosa y glucogeno = facilmente absorbidos sin mucho gasto de insulina Pigmentos .17 7.8.linolénico (GLA) 20:3 ω6 homo.37% del PS .8.11. E Minerales Fe 50 + q espinacas Mn.reduce radicales libres = retarda . Componentes: Proteina 20% 5% 7% 3% Humedad Carboh. anticancer) Enzimas SOD .10.ficocianina llega hasta el 20% del PS (estimula defensas inmunitarias. cisteina) . B-2.leche (3%) Calidad: aminograma de: no esenciales y esenciales (limitantes: metionina.γ -linolenico 20:4 ω6 araquidónico 18:3 ω3 20:5 ω3 eicosapentaenoico 22:6 ω3 docosahexaenoico 20:3 ω9 ecosatrienoico β-linolénico 5. aminoácidos.carotenoides: 0. Lipidos 65% Mineral.clorofila: green blood 1.100% de la ingesta diaria de AA esenciales de hombre adulto cubiertos por 36 g de Spirulina .soja (35%) . Lípidos: muy bajo y sin colesterol y alta proporción de AG (20-40%) y EFA: PUFA de las tres familias ω que abundan en microalgas 18:2 ω6 linoleico 18:3 ω6 γ . minerales y otros nutrientes pre lo que uno de sus principales usos es como suplemento alimenticio. en tabletas como sustituto de harina etc.16.1% (Chl-a) / (Chlorella 2-3% Chl-b) .19 5.Esta cianobacterias es fuente rica en proteínas.granos (8-14%) .11 γ linolenico (GLA) y araquidónico = precursor de prostaglandinas (PGE1) γ linolenico: 25% en Spirulina Araquidónico: 36% de AG en Porphyridium Reducen colesterol (arterioesclerosis / infarto & embolias) y sindrome pre- Proteína Cantidad: más que pescado (15-25%) . vitaminas. deportistas) Vitaminas B-caroteno 10 x + q zanahorias anticanceroso (cis-trans) B-12 + que carne B-1.13. Mg.Dietas de alta proteína y baja caloría (embarazadas.14. Ya sea en polvo encapsulado. obesidad. su efectividad en el tratamiento de algunos tipos de alergias. y reduce el Índice Aterogénico. diabetes. impide la elevación de los niveles de triglicéridos en la sangre y el hígado. Algunos de estos efectos son la inmuno-regulación. .4. anemia y leucemia en otros tipos de cáncer. Vacas y semental Por otro lado. anti cancerígenos. en reducción de hepatotoxicidad.Usos y Aplicaciones.2. inmunodeficiencia y procesos inflamatorios.. antivirales. así como para la obtención de aditivos utilizados en fórmulas farmacéuticas alimentos En acuacultura se utiliza como alimento para moluscos. en los últimos años se han hecho diferentes estudios acerca de los efectos que Espirulina tiene sobre algunos roedores y en el humano. una medida directa del riesgo de enfermedades cardiovasculares en seres humanos. envejecimiento y cáncer Actualmente se le emplea cada vez más como fuente de pigmentos naturales. in vivo e in vitro. en enfermedades vitales y cardiovasculares. vitaminas y ácidos grasos.1. además de incrementar las tasas de crecimiento. supervivencia y fertilidad. micro crustáceos y sobre todo para peces. efectos antioxidantes. En algunos países se utiliza como alimento para aves de ornato. antitóxico s y contra la hiperlipidemia y la hiperglicemia Se ha comprobado a nivel experimental. Antitumorales: el beta-caroteno de la espirulina es eficaz contra las células tumorales. entre otros Por lo anterior es considerada como un promotor de la salud o nutracéutico como: Hiperlipidemia: la espirulina reduce el colesterol total.menstrual 3. y como tónico para caballos. Elimina la acumulación de grasa en el hígado. ya que ayuda a mantener sana su piel e intensifica la coloración de la misma. y estimula la recuperación desde este estado. Especialmente para las hembras con crías. mejora la proporción de HDL y LDL. para gatos y perros. y refuerzo de la respuesta inmune primaria contra diversos antígenos. Efectos inmunológicos: elimina la hipersensibilidad retardada. .Desarrollo Experimental. Esta extraordinaria productividad supone un rendimiento en proteínas que supera en 20. ejerce un efecto protector contra el fallo renal y el ocasionado por mercurio y fármacos tóxicos para el riñón. junto con la leche materna. Es.1. Capitulo IV 4. la absorción de nutrientes. 4. Obesidad: la espirulina puede reducir significativamente el peso corporal de los pacientes obesos. mejora general de la respuesta inmunológica. 40 y 400 veces el que se obtendría dedicando la misma superficie a producir soja. el principal alimento que contiene cantidades apreciables del ácido graso esencial gammalinolénico (GLA).. La abundancia de proteínas y de vitaminas del complejo B la convierten en un complemento muy importante para mejorar el valor nutritivo de la dieta. compuesto colorante de la espirulina. Una cucharada al día basta para resolver la anemia ferropénica. Toxicidad renal: la fitocianina. El consumo de espirulina multiplica la población de lactobacilo. respectivamente. Por su elevada concentración de betacaroteno ayuda a corregir las alteraciones de la vista provocadas por carencia de vitamina A. un microorganismo intestinal que mejora la digestión. la deficiencia mineral más común del mundo.Tecnología del proceso. maíz o vacuno.. protege de infecciones y estimula el sistema inmune. que interviene en la regulación de toda la red hormonal. 1. en la parte inferior le incoporamos una tubería unida a una bomba la cual tiene la funcion de proporcionar la descarga a nuestro tanque para el segundo escalamiento. contenida en un recipiente donde tendremos que considerar el control de las siguientes variables: Adecuada Alimentación. Considerando los requerimientos ya descritos.. utilizamos un tanque de agua con una capacidad de 20 litros. 4. para la adecuada aireación.1.Método de producción.1.1.1. niples. de plastico. todo esto contenido en un trípode de fierro.1. al cual se le perforaron 5 orificios en la parte superior de un diámetro de 6 cm.1.4. 4. y demas accesorios.1. Agitación – Aireación..-CONSTRUCCION DE LA PLANTA PILOTO La espirulina vive en agua a la vez salada y alcalina. uniones. Radiación Solar.-CONSTRUCCION DEL BIOREACCTOR . Control de pH.1. Temperatura. 2.1.DISEÑO DE LA POSA: Teniendo como base un piso de ladrillos.. formando un cubo de las siguientes medidas: Altura: 0.La aireación y la agitación se proporciona por medio de una compresora unida al tanque por medio de una manguera 4. comenzamos la construcción con el apilamiento de ellos.1.1.24 metros . 0512 m3 Se separó la posa en 4 espacios proporcionados con ayuda de 3 filas de ladrillos como se muestra en la imagen. Volumen total : 1. Solo se utiliza la mitad de la posa. temporalmente. Por lo cual tenemos un volumen de producción de espirulina de 0. Para la agitación de la espirulina dentro de la posa. El volumen total fue considerado descontando el volumen que ocupan las columnas divisorias. Largo: 2. este color se eligio con el proposito de observar el aumento de la concentración de la espirulina y controlar su limpieza. se le incorporo un motoreductor que tiene un eje con uniones soldadas para las paletas (construidas de fierro y maderas en los extremos ) .8 metros.5256 m3 A esta posa la cubrimos con con 6 metros de polietileno blanco. por la poca cantidad de espirulina producida. Ancho: 1.9 metros. este motoreductor nos . Para la cubierta de la posa se utilizó una plástica transparente opaca. esta cubierta fue considerando el adecuado espacio para el agitado de las paletas. Otros metodos de realizar económicamente estos estanques es utilizando . para que haya una invernación y se mantenga la limpieza del agua. el ingreso de alimentos y control de parámetros.proporciona el movimiento de las paletas ubicadas en los espacios con el fin que transcurra el fluido en forma circular alrededor de las columnas. dejandole una abertura para su respiración. EVA). * El hormigón: también denominado concreto en algunos países de ibero América (se trata de un calco semántico). .plásticos de 0. yeso u otro material que pone en los muros o paredes. eventualmente. de calidad alimentaria de preferencia. pero ésta es una técnica considerada como un poco difícil a emplear para los pequeños estanques artesanales que son los que aquí nos interesan. aditivos y adiciones. La utilización de agua salobre puede ser interesante pero es necesario analizarla antes de utilizarla. se recomienda colocar bajo el plástico una delgada capa de ceniza y una capa de arena seca. Si el agua es muy dura. Los estanques construidos de apariencia semi-industrial son agitados por medio de un eje y paletas conectadas a un moto-reductor y a un motor. La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de compresión. agua y. El agua potable es conveniente. El agua utilizada para hacer el medio de cultivo debe ser limpia o filtrada para eliminar las algas contaminantes. Algunas aguas contienen bastante o demasiado magnesio y/o hierro. obteniéndose al final del proceso un material con consistencia pétrea. Si contiene demasiado cloro. El cemento se hidrata en contacto con el agua. provocará la formación de depósitos desagradables pero no peligrosos. iniciándose complejas reacciones químicas que derivan en el fraguado y endurecimiento de la mezcla. resulta de la mezcla de uno o más conglomerantes (generalmente cemento) con áridos (grava. El hormigón es un buen material para los estanques. se debe aerear. Si hay termitas en la región. gravilla y arena). * Salobre: Que contiene sal o sabe a ella. Si se dispone de electricidad se puede utilizar pequeñas bombas de acuario para agitar los estanques (una potencia media de 1 W/m² es suficiente). una vez cada hora o dos horas (mas frecuente si el sol es fuerte). La agitación de los estanques se puede hacer a mano o con escoba. Los estanques industriales son agitados con paletas. * Revoque: Cubierta de cal. Un invernadero sobre los estanques ofrece muchas ventajas a condición de que pueda ser aireado y sombreado. La calidad del revoque es muy importante. los laterales son soportados por un muro de ladrillos o una estructura de madera o tubos metálicos o PVC.5 mm de espesor (PVC. pero necesita albañiles experimentados. * Moto-reductor: Consta de un sistema de engranajes la cual tienen por función de reducir la velocidad y aumentar la fuerza del motor. Todas los motores son controlados por un tablero de control. filtros por centrifgacion .1. etc 4.3. En nuestra practica para la producción de la espirulina en las pozas.1.1. . puede ser utilizada pero con precauciones o tratamientos que no están incluidos en este documento. A esta centrifugadora tambien se le hizo su respectiva base. 4.1.CONSTRUCCION DE LA CENTRIFUGA: Para la velocidad utilizamos el motor que le daba el movimiento al tambor de una lavadora. se puso una palanca a un nivel alto para evitar riesgos.CONSTRUCCION DEL AREA ELECTRICA: Para este paso se tuvo mucho cuidado.. se requierieron la construccion de bioreactores para un escalamiento progresivo. ya que solo se conto inicialmente con una cantidad mínima de 3lts de la Arthrospira Plantensis.1. A nivel industrial de utilizan filtros prensa (para recoger la espirulina en forma de torta).1.El agua de mar. Este tambor fue forrado con tela para la filtración de la espirulina con un orifio en la parte inferior para la salida del agua (no desperdiciada). muy rica en magnesio.4.. 1. se utiliza la agitación del medio de cultivo para: Permitir que mayor número de individuos puedan exponerse a la luz solar o artificial. actuando como aislante térmico y formando una estratificación* en el perfil de vertical de temperatura del medio de cultivo.Radiación: La mayor producción se da entre 30-50 klux.. debido al efecto invernadero que ocasiona el plástico transparente que recubre las pozas.2. que limita el paso de la luz al fondo del recipiente. Disminuir la estratificación y formación de coágulos o grumos.2.Temperatura: El crecimiento de la espirulina se da entre 25-40ºC. con un recubrimiento en poliestireno expandido.2.2. desaprovechándose la mayor parte del volumen del estanque. Se diseña de forma tal que minimiza las pérdidas de calor para mantener la temperatura constante.Agitación: En la superficie del medio de cultivo se forma una capa compacta y densa de espirulina debido al crecimiento competitivo de las mismas. Permitir mayor intercambio gaseoso entre el medio ambiente y el medio de cultivo. . Como respuesta a este problema. 4. la temperatura es de 37ºC. que impiden el paso de la radiación hacia el interior del medio de cultivo..4.2. En nuestro caso. favoreciendo la liberación del oxígeno generado por la respiración. Hasta 10ºC de diferencia entre la superficie y el fondo del estanque. siendo el rango de mayor producción entre 35-40ºC. Esto limita el crecimiento del alga a la superficie del líquido. 4..CONDICIONES DE CULTIVO Cuando se quiere cultivar es necesario controlar las siguientes variables 4..3. Estos efectos benefician el crecimiento y productividad del cultivo Sin embargo. Disminuir la precipitación de sales del medio de cultivo. es más difícil evaluar si la influencia sobre la productividad se debe al grado de turbulencia alcanzado o proviene del bajo contenido de oxígeno disuelto en el medio. el efecto positivo puede ser enmascarado debido al daño mecánico que sufren las paredes de las células. con utilización de bombas. Se recomienda una velocidad de 30 cm/s La agitación se realiza durante 15 minutos por hora y en el período de luz (de 8:00 horas a 20:00 horas). la provisión de aire sirve para el doble propósito de proveer turbulencia y remoción del oxígeno. Se han observado efectos positivos provocados por una intensa agitación sobre la productividad solamente en cultivos algales que se desarrollan en estanques agitados por ruedas de paletas. Así. *Estratificación: Disposición de las capas o estratos de un terreno. . La velocidad de giro del eje de transmisión es de 8 revoluciones por minuto. por el depósito de sedimentos o materiales en capas horizontales. siendo el descenso del extremo de la barra de contacto. manteniendo una mezcla de sales más homogénea. En biorreactores cerrados. el verdadero rol de la agitación en el aumento de la producción alga todavía debe ser evaluado. En biorreactores de columnas de burbujeo. 2.5.7H2O) Solución de hierro (10 g de Fe/l) Cal (si el agua es muy poco dura) 8 5 2 1 0. Se puede obtenerse disolviendo los productos químicos siguientes en el agua: g/litro Bicarbonato de sodio Sal Nitrato potásico (o salitre) Sulfato dipotásico Fosfato monoamónico Sulfato de magnesio (MgSO4. aunque limitada por la salinidad total que no debe sobrepasar de 25 g/l. en lugar de los 8 g de bicarbonato.. obteniendo un pH de 10. se puede utilizar una mezcla de 5 g de carbonato de sodio y 1 g de bicarbonato. La solución de hierro se prepara disolviendo 50 g de sulfato de hierro (FeSO4.1 0. Se trata de los . no se necesita el sulfato de magnesio.1 0. 7H2O) y 50 ml de ácido clorhídrico concentrado en un litro de agua.2.. 4.Salinidad: Entre 1500 . Así. Se puede también utilizar una solución saturada de hierro (clavos) en vinagre con un poco de jugo de limón o carambola.Alcalinidad del medio: Los mejores resultados se obtienen con valores de pH 10-11. Ciertos iones pueden ser introducidos en cualquier concentración.4. en un estanque de 15 cm de profundidad.5250 g /m2.4.02 Si se utiliza sal no refinada. La composición arriba mencionada puede variar en amplias proporciones. Este medio de cultivo se utiliza para iniciar nuevos cultivos o para completar el nivel de los estanques luego de vaciarlos parcialmente.4.2 0. 1.iones: sulfato. salvo que ella no supere 5 veces la concentración de sodio (se trata de concentraciones en peso). cloruro. la simiente se puede guardar y transportar durante una semana sin que ella se degrade.INOCULACION Escoger una simiente (cepa) de spirulina bien espiralada. aunque es posible cultivar con 10 cm hasta 40 cm. A la concentración máxima de 3 g de spirulina (contada en seco) por litro. con la lejía como reemplazante del bicarbonato/carbonato de sodio (es necesario dejar la lejía expuesta al aire suficiente tiempo para que ella se carbonate hasta que su pH baje debajo de 10.. tomándola de la nata o rediluyendo con medio de cultivo una masa de spirulina fresca cosechada pero no exprimida. nitrato y sodio. fosfato y sulfato con la orina de personas o animales en buena salud y que no consuman medicamentos como antibióticos. 4. ésto a condición de que el recipiente sea medio lleno y ventilado al menos dos veces por día. con pocos o no filamentos rectos (al menos 50 % espiralada.. La dosis es de 4 ml/l de medio. En caso de necesidad (o situación de sobrevivencia) es posible reemplazar nitrato.3. Esto permite utilizar la potasa extraida de la ceniza de madera. magnesio y calcio no pueden ser utilizados en concentraciones muy elevada sin provocar la formación de depósitos minerales y desequilibrios en la fórmula. Si la ventilación se hace con burbujas contínuas de aire. La concentración en potasio puede ser aumentada a voluntad.Descripción del proceso productivo.3. Una simiente concentrada se obtiene fácilmente a partir de un cultivo en buena salud. Los iones fosfato. El nivel normal de medio de cultivo en un estanque es alrededor de 20 cm. 4. la concentración puede llegar a 10 g/l.8 antes de utilizarla como base del medio de cultivo). . Se aumenta la superficie del estanque manteniendo la profun didad del cultivo a bajo nivel (no superando 10 cm) y la concentración de spirulina alrededor de 0. Es recomendable mantener un nuevo cultivo inicialmente y en curso de crecimiento (dilución progresiva con medio de cultivo nuevo) con una concentración de spirulina alrededor de 0.La inoculación consiste simplemente en mezclar la simiente con el medio de cultivo.3 g/l. *Cepa : es una muetra de algo que vas a sembrar en un medio de cultivo propisio para que cresca y de ahi descubrir algun microorganismo. . El medio de cultivo es a base de bicarbonato. Se puede esperar una tasa de crecimiento de 30 % por día si: La temperatura es correcta.3 g/l (bien verde). la cual se fue reproduciendo para la posa 1. por muchas razones: la baja temperatura hace el trabajo más agradable. 4.3.3. este se hizo con proporciones de 3 a 1 igualmente. el porcentaje de proteínas está a su máximo en la mañana.. El mejor momento para la cosecha es temprano en la mañana.2.4 g/l antes de iniciar la cosecha. la filtración está mas rápida. El segundo escalamiento se realizo ya con 20 litros de espirulina (del bioreactor) .ESCALAMIENTO : El primer escalamiento se realizo inicialmente con una cantidad de espirulina en 3 litros.3. 4.Cuando la superficie final del estanque es la deseada. habrá más horas de sol para secar el producto. . las proporciones fueron de 3 a 1 (3 de agua y 1 de espirulina).COSECHA. alcanzando una cantidad de 80 litros. aumentar el nivel y la concentración del cultivo hasta el nivel deseado y la concentración optima de 0.. Se puede hacer uso de un recipiente de bordes rectos.2 kg/cm² durante un cuarto de hora es suficiente para eliminar el agua intersticial.3. etc.Filtración para obtener una biomasa a 10 % de materia seca (1 litro = 100 g de seco). Cuando la mayor parte del agua es colada. El filtro puede ser un saco colocado encima del estanque para reciclar directamente lo filtrado. etc. La filtración se efectua simplemente por gravedad a través de una malla sintética (polyester o polyamide) de aproximadamente 40 µ (0. La filtración se puede acelerar moviendo o raspando suavemente la malla. Antes de ser filtrado el cultivo debe pasar por un colador o un tamiz de malla 0. la spirulina (la biomasa) se junta formando como una "bola" gracias al movimiento de la malla. A veces. 4. trozos de vegetales. . Una presión de 0. evitando mover el fondo donde se encuentran los depósitos.3. preferablemente doblada por una tela fuerte de algodon) entre dos placas ranuradas con pesos encima (piedras. bloquetas. ladrillos.) o en una prensa o un lagar.La cosecha comprende esencialmente dos etapas: 4..3 mm para eliminar los cuerpos extraños como insectos.04 mm) de apertura.3. Un paso importante es reciclar el medio de cultivo residual para no desperdiciar nutrientes..Centrifugado Este paso tiene el fin obtener la espirulina pura y fresca lista para ser consumida o secada conteniendo alrededor de 20 a 25 % de materia seca según las cepas y la salinidad del medio. la bola no puede formarse bien o se pega. El exprimido final se hace simplemente a presión: la biomasa se pone como una torta de unos centímetros de espesor en una malla (la misma que sirve para la filtración es buena.1.2.3. debe ser de muy corta duración sino la clorofila será destruida en la superficie y el producto aparecerá grisáceo o azulado. La extrusión es teóricamente y prácticamente mejor si el diámetro de los tallarines frescos no sobrepasa 2 mm. pero requiere de algunas precauciones. Dos fórmulas para ello: la pasta puede ser esparcida en capa delgada sobre un film plástico o puesto como tallarines en cilindros de pequeño diámetro ("spaghetti" de 2 mm de diámetro) sobre un plato perforado. Este proceso es imposible de ser utilizado en pequeña escala. salvo que el exprimido sea muy difícil o imposible debido a una biomasa de calidad inferior (100 % de filamentos rectos por ejemplo). 4.Este sistema es más adecuado que el lavado con agua para eliminar los restos del medio de cultivo sin destruir la spirulina.3. La liofilización es un proceso ideal para la calidad. Si la exposición al sol directo es utilizada. pero de costo tremendo. que es la más rápida. incluso en pequeña escala. la biomasa a secar debe ser puesta bajo la forma suficientemente delgada para secar antes de comenzar a fermentar. Sea cual fuere la fuente de calor. este proceso da un producto de extrema fineza y poca densidad aparente. En este ultimo caso el lavado debe hacerse de preferencia con agua potable ligeramente salada y acidificada. El secado solar es frecuentemente utilizado por los pequeños productores.4.SECADO. En la primera fórmula el aire caliente pasa horizontalmente sobre el film mientras en la segunda éste sube verticalmente a través del plato perforado. . En la industria la spirulina es casi siempre secada por atomización en aire a muy alta temperatura. durante un tiempo muy corto.. Durante el secado y después la spirulina debe ser protegida del polvo y de los insectos y no debe ser tocada por la mano. . De todas formas un buen flujo de aire es el factor mas importante para evitar accidentes de secado. ésto es lo que impide el uso de este proceso de secado cuando la biomasa prensada es de calidad inferior y no es bastante firme. Las escamas o tallarines secos son generalmente convertidos en polvo por molido para aumentar su densidad aparente y facilitar su almacenamiento. Si se seca a baja temperatura. la podemos detectar por su olor durante y después del secado. es preferible terminar por 15 minutos a 65 °C para conseguir un b uen grado de esterilización y también bajar la humedad del producto a 5 % de agua.pero al mismo tiempo hace falta que los cilindros tengan bastante resistencia mecánica para guardar su forma durante el secado y no "derretirse". La temperatura de secado debe ser limitada a 65°C y el tiempo de secado a 6 horas (aunque una vez secada la spirulina puede quedar más tiempo al calor en el secador sin problema). Si la fermentación ha comenzado durante el secado. Diagrama de flujo: INOCULACION pH: 10 – 11 BIOREACTOR Agitacion .Aireacion T: 25 – 45ºC Escalamiento Control de factores influyentes ESTANQUES DE CULTIVO Espirulina Humeda FILTRACION SECADO Con filtro prensa o Centrifuga Secado Solar PRODUCTO Productos en la industria alimenticios Productos en la industria farmaceutica . 00 .00 Bonba de descarga 7.00 Palas de agitación 0.00 Compresora prestamo 0.00 Nutriente del medio 50 Kg 10.00 Nutriente importante (fuente de nitrogeno) 15.00 Total 10.Costos de producción Costo de materia Prima: Materia Descripción Costo S/.00 Plastico transparente 15.00 Ladrillos 0.00 Costo Total Materia Prima 81.00 Arthrospira Platemsis Donacion de la spirulina 10 litros 0.00 Bicarbonato de Sodio Nutriente importante (fuente de carbono) 30.00 Material y Equipos 57.00 Insumos para nutrientes 20.00 Estructura del tanque 0..00 Sal industrial Nitrato de postasio Otros Costo para la construcción de Equipos: Equipos Descripcion Material Costo Vidon de San Luis 20 litros Bioreactor Pozas de cultivo Modulo para el crecimiento de la spirulina Modulo industrial a pequeña escala para el crecimiento de spirulina Tuberías y accesorios 5.00 Motor 0.00 Plastico 4 metros 20.00 Motoreductor 0. Arthrospira Platenses Primera Adquisición de la Spirulina 3 litros 6.00 138.Capitulo V 5. Para la construcción de los módulos se nos presto material y herramientas para la construcción de los equipos por parte de las empresas: “Unicron” y “Ladrilleras San Fernando”. Se obtuvo una donacion de Arthrospira Platensis por parte de la planta industrial de Cerro Colorado al cual se fue de visita tecnica. . ANEXO COMPARACION DE MUESTRAS DE SPIRULINA Los análisis principales necesarios para juzgar la calidad de una muestra de spirulina (contenido en proteínas. pero ciertos productos comerciales están largamente fuera de estas cifras (generalmente pH superiores). tomar una gota de la solución decantada y ponerla sobre un papel filtro para examinar el color de la mancha formada. olor y gusto es revelador de diferencias importantes. Es suficiente poner una gota de la solución sobre un papel filtro (filtro a café por ejemplo) y dejar secar la mancha: la intensidad del color azul es una medida del contenido en pigmento. comparando muestras entre ellas. El color verde debe tender más hacia el azul que hacia el amarillo. recomenzar la prueba luego de haber calentado la muestra seca a 70°C por un minuto. Una muestra de buena calidad puede servir como referencia. es posible que sea debido a un secado de la spirulina a baja temperatura. Luego de la prueba precedente podemos muy fácilmente obtener una medida comparativa del contenido en ficocianina (pigmento azul que constituye un cuarto de las proteínas totales). Si el pigmento no "sale" bien. mezclar 4 gramos de polvo en 100 ml de agua y medir el pH al cabo de dos minutos y de 24 horas (agitar de tiempo en tiempo): el pH inicial debe normalmente estar próximo de 8 para descender luego a 6 o menos. El contenido en carotenoides (el betacaroteno constituye entre 40 a 50 % de los carotenoides totales) puede ser evaluado mezclando una muestra de spirulina seca en polvo con dos veces su peso de acetona o alcohol de 90° dentro de un frasco cerrado y agitado. El examen del color. Al cabo de un cuarto de hora. Para hacer el examen del pH de una spirulina seca. y análisis microbiológico) necesitan realizarse en un laboratorio. pero algunas pruebas muy simples pueden ser realizadas por el mismo productor. La intensidad del color marrón-amarillo es . hierro. ácido gamalinolénico. 20) donde: D20 = Densidad a 20 °C DT = Densidad a T°C ambas expresadas en g/ml o kg/l.0076: Sino: SAL = 1250 x (D20 . graduada en centímetros (o concentracion despues de calibrar). Notamos que el color de la mancha no se guarda más que unas horas y que en las muestras de spirulinas antiguas almacenadas sin precaución el contenido resulta prácticamente nulo.proporcional al contenido en carotenoides. MEDIDA DE LA CONCENTRACION EN SPIRULINA AL DISCO DE SECCHI El "disco de Secchi" es un instrumento constituido de una barra de 30 cm de largo. luego dejar decantar los depósitos algunos minutos y anotar la profundidad en centímetros.0076) + 10 SAL = 1041 x (D20 .998) . calculamos la sali nidad total (SAL. agitar para homogeneizar.0.000325 x (T . Antes de medir. en g/l) del medio de cultivo por las fórmulas: Si D > 1.1. Permite una medida aproximada de la concentración en spirulina. MEDIDA DE LA SALINIDAD DEL MEDIO DE CULTIVO Ella se hace con la ayuda de un densímetro para densidades superiores a 1 (urinómetro por ejemplo) y se aplica la corrección de temperatura siguiente: D20 = DT + 0. teniendo en su extremidad inferior un disco blanco. A partir de la densidad a 20 °C. allí justo donde es imposible distinguir el disco. 01) Correción de temperatura sobre el pH: pH a 20 °C = pH a T°C + 0.3 g de carbonato de sodio + 3. pH = 2.7 a 9. Esperar el equilibrio de temperatura y de humedad. pH = 7.2: disolver 5. o preparadas como sigue (pH aproximativos a 20°C): pH = 9.9 (según el contenido del aire en CO2): disolver 3. MEDIDA DEL pH DEL MEDIO DE CULTIVO El pHmetro debe ser ajustado una vez por semana.8: vinagre ordinario a 6° (densidad 1. .00625 x (T .3 g de bicarbonato de sodio en un litro de agua. La alcalinidad (= moléculas de base fuerte por litro) es la relación entre el volumen de ácido utilizado y el volumen de una muestra del medio. el punto final se medirá a pH 4. mantener la solución en contacto con la atmósfera y agregar regularmente el agua para compensar la evaporación. Soluciones muestras pueden ser compradas.MEDIDA DE LA ALCALINIDAD DEL MEDIO DE CULTIVO La prueba se hace por neutralización con ácido clorhídrico normal (ácido concentrado del comercio diluído diez veces).8 g de fosfato diamónico + 11 g de bicarbonato de sodio en un litro de agua y mantenerlo en una botella cerrada.20) MEDIDA DE LA HUMEDAD EN LA SPIRULINA SECA Colocar en un recipiente transparente y hermético (como un Tupperware) aproximadamente el mismo volumen de muestra de spirulina y de aire junto con un termo-higrómetro que se pueda leer de afuera sin abrir. Calentar o resfriar para que la temperatura sea alrededor de 25°C. asi : 25 % HR = 5 % agua 32 % HR = 6 43 % HR = 8 49 % HR = 9 Para que se conserve bien la spirulina seca. .Hay una correspondencia entre el % de humedad relativa (HR) en el aire y el % de agua en la spirulina. su % de agua debe estar menos que 9 % (es la norma). com/medidas.sagpya.wikipedia.rayuela.gov.glosario.htm http://www.html http://www.br/equip/img/014.org/web/ies.org/linked/spirulina.educa.dcmsistemes.PDF http://images.com/holistica/noticias/noticias_anteriores/(02050 1)%20el%20alimento%20mas%20completo%20del%20mundo.ar/new/00/pesca/acuicultura/SPIRULINA.unr.htm http://www.rayuela.visionmx.limnotec.spactualmagazine.com/2006/01/spirulina.html .php?numero=73 http://www.jpg http://www.mostoles/deptos/dbiogeo/recur sos/Apuntes/ApuntesBioBach2/4FisioCelular/Metabolismo.png&imgrefurl=http://w ww.org.htm http://www.mostoles/deptos/dbiogeo/recursos/Apuntes/Apuntes BioBach2/imagenes/metabolismo/CicloCalvin.mecon.blogspot.monografias.htm&h=692&w=794&sz=100&hl=es&start= 5&um=1&usg=__JFDhZJsYyEBPLcMH_K6drr5EUuA=&tbnid=94vYG 9aztz1PHM:&tbnh=125&tbnw=143&prev=/images%3Fq%3Dciclo%2 Bde%2Bcalvin%26um%3D1%26hl%3Des%26sa%3DN http://es.fceia.net/construccion-yarquitectura/revoque-7556.BIBLIOGRAFIA: http://controlve.google.andexs.madrid.co/lrrd/lrrd1/1/gloria.html http://www.madrid.com/articulo_item.cipav.ar/secyt/rt/2004/rtid04_015.pdf http://www.es/imgres?imgurl=http://www.shtml http://www.org/ web/ies.edu.org/wiki/Concreto http://arte-y-arquitectura.com.com/trabajos13/mercado/mercado.educa.