Modelado matemático, validación y análisis del proceso de extracción de antocianinas en harinas de orujos tintos a diferentes temperaturas

Abstract

La extracción sólido-líquido es una operación unitaria ampliamente utilizada para extraer compuestos biológicos de interés de diversas matrices alimentarias. En el presente trabajo se ha desarrollado un modelo matemático para el análisis del proceso de extracción de antocianinas en orujos tintos. El modelo está formado tanto por ecuaciones algebraicas como diferenciales y fue desarrollado en el software de optimización GAMS (General Algebraic Modeling System). Para la implementación de las ecuaciones a derivadas parciales en el modelo se utilizó el método implícito de discretización. Para la validación del modelo, se llevaron a cabo corridas a diferentes temperaturas de extracción (25, 45 y 65 ºC), utilizando como solvente extractor una mezcla hidro-alcohólica (50:50). Se observó un muy buen ajuste entre los valores óptimos obtenidos y experimentales, observándose que se obtiene una mayor eficiencia de extracción a 45 ºC

The unit operation of solid-liquid extraction is widely used to extract biological compounds of interest from diverse food matrix. This work presents a mathematical model to analyze the extraction of anthocyanins from grape pomace. The mathematical model consists of both partial differential and algebraic equations. Implicit finite difference scheme is used to discretize the partial differential equations. The resulting model was implemented into the optimization environment General Algebraic Modeling System (GAMS). For model validation, experimental runs at different temperatures (25, 45 y 65 ºC) were carried out, using an hydro alcoholic solution (50:50) as the extractor fluid. A good agreement between experimental and optimal extraction yields was obtained. In addition, it was observed that the higher extraction rate was obtained at 45 ºC.