Published
Cassava starch separation: evaluation of sedimentation by gravity in channels
La separación del almidón de yuca: Evaluación de la sedimentación por gravedad en canales
Keywords:
Cassava starch industry, sedimentation by gravity, sedimentation channels, starch particles (en)industria del almidón de yuca, sedimentación por gravedad, canales de sedimentación, partículas de almidón (es)
The production of cassava starch in Colombia comes mainly from the northern region of the Cauca Department in small agricultural industries known as "rallanderías", in which the settling of the slurry occurs in channels. Due to the fact that the settling process determines the capacity of the starch industry, it is important to evaluate the sedimentation process performed in rectangular channels (0.3 m high; 0.4 m wide; 165 m long), which are generally used in the region. Two main components were evaluated: determination of the change in the concentration of the slurry entering the settling zone and determination of the particle size distribution in the settling zone. In relation to the affluent of the channels, it was found that the concentration of the slurry during strainer operation was between 0.1 to 6% most of the time; the settling of discrete particles, for which the Stokes Law may be applied, predominated. During the settling process, the flow varied between 0.82 to 1.44 L/s with a predominance of laminar flow and a hydraulic retention time greater than 150 minutes. In the first 104m of the channel, particles greater than 10 µm in size were efficiently retained; particles between 6,7 to 8,8 µm were not retained and were discharged into local bodies of water, generating environmental problems.
La producción de almidón de yuca en Colombia proviene principalmente del norte del departamento del Cauca, en pequeñas industrias agrícolas llamadas "rallanderías", en las cuales la sedimentación de las partículas suspendidas ocurre en canales. Puesto que el proceso de sedimentación determina la capacidad de la industria del almidón, razón por la cual, se consideró importante evaluar el proceso de sedimentación en los canales rectangulares (0.3x0.4 x 165 m), utilizados generalmente en la región. Se evaluaron dos componentes principales en la zona de decantación: el cambio en la concentración de la suspensión afluente y la distribución del tamaño de la partícula. Con relación al afluente de los canales, se encontró que la concentración de la suspensión durante el funcionamiento del filtro, la mayor parte del tiempo fue entre 0.1 a 6%, predominando la sedimentación de partículas discretas para las cuales aplica la ley de Stokes. En la sedimentación, el flujo varió entre 0.82 a 1.44 L/s con predominio de flujo laminar y TRH> 150 minutos. En los primeros 104 m del canal, las partículas con tamaños> 10 µm fueron retenidas eficientemente; las partículas con tamaños entre 6.7 a 8.8 μm no fueron retenidas, siendo vertidas a los cuerpos de agua y generando así, problemas ambientales.
References
Alarcon, F., Dufour, D., Almidón agrio de yuca en Colombia: Tomo I: Producción y Recomendaciones., Cali, Colombia, Centro Internacional de Agricultura Tropical - CIAT, Montpellier, Francia, Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement, Département d'amélioration des méthodes pour I'innovation scientifique - CIRAD, 1998.
Arboleda, J., Teoría y práctica de la purificación del agua., 3th ed., Bogotá D.C., Mc Graw Hill, 2000, pp. 792.
Avancini, S. R. P., Faccin, G. L., Vieira, M. A., Rovaris, A. A., Podestá, R., Tramonte, R., De Souza, N. M. A., Amante, E. R., Casava starch fermentation wastewater: Characterization and preliminary toxicological studies., Food and Chemical Toxicology, Vol. 45, No. 11, 2007, pp. 2273 - 2278.
AWWA - American Water Works Association., Calidad y tratamiento del agua, manual de suministros de agua comunitaria., 1st ed., España, McGraw-Hill, 2002.
Ayala, D., Evaluación de la separación física del almidón y la mancha en el proceso de extracción de almidón agrio de yuca., Grade work, Ingeniero Sanitario, Cali - Colombia, Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente - EIDENAR, Universidad del Valle, 2005, pp. 65.
Cajigas, A., Evaluación del potencial de reducción de partículas del proceso de extracción de almidón de yuca con énfasis en la etapa de sedimentación., Master research work, Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Cali - Colombia, Facultad de Ingeniería, Universidad del Valle, 2008, pp. 102.
Chow, V. T., Hidráulica de canales abiertos., Bogotá D. C., Mc Graw Hill, 2000, pp. 667.
CRC - Corporación Regional del Cauca, Rallandero Limpio. Cartilla educative., Popayán, Colombia, Corporación Regional del Cauca, 2005.
Defloor, I., Dehing, I., Delcour, J. A., Physico-Chemical Properties of Cassava Starch., Starch/Stärke, Vol. 50, No. 2-3, 1998, pp. 58-64.
Demiate, I. M., Barana, A. C., Cereda, M. P., Wosiacki, G., 1999 Organic acid profile of commercial sour cassava starch., Food Science and Technology (Campinas), Vol. 19, No. 1, pp. 131 - 135.
Di Bernardo, L., Métodos e Técnicas de Tratamento de Água., Vol. 1, Rio de Janeiro, ABES, 1993.
FAO - Food and Agriculture Organization, El mercado de almidón añade valor a la yuca., Estados Unidos, Departamento de Agricultura, Bioseguridad, Nutrición y Protección del Consumidor, 2006.
Huisman, L., Sedimentation and flotation. Mechanical filtration., 2nd ed., Delft, University of Technology, 1978.
Marmolejo, L. F., Pérez, A., Torres, P., Cajigas, A. A., Cruz, C. H., Utilization of the solid wastes generated in small-scale cassava starch production., Livestock Research for Rural Development, Vol. 20, No. 7, 2008, pp. 1-17.
Rivier, M., Moreno, M., Dufour, D., Almidón agrio de yuca en Colombia. Tomo 2: planta procesadora: descripción y planos de los equipos., Cali, Colombia, CIAT 323, 2001.
Sajeev, M. S., Kailappan, R., Effect of various processes on settling of cassava starch., Journal of Root Crops, Vol. 34, No. 2, 2008, pp. 148-156.
Sajeev, M. S., Kailappan, R., Sreenarayanan, V., Thangavel, K., Kinetics of gravity settling of cassava starch in its aqueous suspension., Biosystem Engineering, Vol. 83, No. 3, 2002, pp. 327-337.
Santisopasri, V., Kurotjanawong, K., Chotineeranat, S., Piyachomkwan, K., Sriroth, K., Oates, C. G., Impact of water stress on yield and quality of cassava starch., Industrial Crops and Products, Vol. 13, No. 2, 2001, pp. 115-129.
Sriroth, K., Santisopasri, V., Petchalanuwatc, C., Kurotjanawong, K., Piyachomkwansriroth, K., Oates, C. G., Cassava starch granule structure function properties: Influence of time and conditions at harvest on four cultivars of cassava starch., Carbohydrate Polymers, Vol. 38, No. 2, 1999, pp. 161-170.
Tischer, I., Moreno, M., Influencia de la localización del almidón nativo de yuca en el canal de sedimentación sobre la calidad del almidón agrio., Ingeniería y Competitividad, Vol. 6, No. 1, 2004, pp. 26-34.
Tkatchenko, B., Note technologique complémentaire pour les féculeries de Madagascar utilisant les bassins de dépôt, Iram, Tenanarive, 1959.
Torres, P., Pérez, A., Marmolejo, L. F., Ordoñez, J. A., García, R. E., Una mirada a la agroindustria de extracción de almidón de yuca, desde la estandarización de procesos., Revista Escuela de Ingeniería de Antioquia, No. 14, 2010, pp. 23-38.
Von Sperling, M., Biological Wastewater Treatment., Volume 2: Basic principles of wastewater treatment., London, IWA Publishing, 2007.
License
Copyright (c) 2014 Patricia Torres Lozada, Luis Fernando Marmolejo Rebellón, Álvaro Andrés Cajigas Cerón
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
The authors or holders of the copyright for each article hereby confer exclusive, limited and free authorization on the Universidad Nacional de Colombia's journal Ingeniería e Investigación concerning the aforementioned article which, once it has been evaluated and approved, will be submitted for publication, in line with the following items:
1. The version which has been corrected according to the evaluators' suggestions will be remitted and it will be made clear whether the aforementioned article is an unedited document regarding which the rights to be authorized are held and total responsibility will be assumed by the authors for the content of the work being submitted to Ingeniería e Investigación, the Universidad Nacional de Colombia and third-parties;
2. The authorization conferred on the journal will come into force from the date on which it is included in the respective volume and issue of Ingeniería e Investigación in the Open Journal Systems and on the journal's main page (https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv), as well as in different databases and indices in which the publication is indexed;
3. The authors authorize the Universidad Nacional de Colombia's journal Ingeniería e Investigación to publish the document in whatever required format (printed, digital, electronic or whatsoever known or yet to be discovered form) and authorize Ingeniería e Investigación to include the work in any indices and/or search engines deemed necessary for promoting its diffusion;
4. The authors accept that such authorization is given free of charge and they, therefore, waive any right to receive remuneration from the publication, distribution, public communication and any use whatsoever referred to in the terms of this authorization.
