Livestock Research for Rural Development 20 (7) 2008 Guide for preparation of papers LRRD News

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Aprovechamiento de los residuos sólidos generados en pequeñas industrias de almidón agrio de yuca

 L F Marmolejo, A Pérez, P Torres, A A Cajigas y C H Cruz

 

Facultad de Ingeniería, Universidad del Valle, Cali, Colombia
 lufermar@univalle.edu.co

Resumen

El procesamiento de una tonelada de yuca para la producción de almidón agrio en pequeñas rallanderias ubicadas en el Norte del Departamento del Cauca requiere 10.233 m3 de agua, obteniéndose 234 kg de producto final, 1.740 kg de residuos sólidos y 8.907 kg de residuos líquidos. El afrecho, la mancha y la cascarilla, constituyen el 96,2% de los residuos sólidos generados y además ocasionan las mayores dificultades de manejo, impactando negativamente el ambiente.

 

En este artículo se analiza el aprovechamiento de estos residuos en la alimentación animal y la producción de compost, opciones con potencial de aplicación en la zona. Se encontró que el valor energético del afrecho y la mancha, facilita su aprovechamiento en la alimentación de ganado bovino, porcino y aviar, pero debido a su bajo contenido de proteína es conveniente utilizarlos como suplementos alimenticios. En cuanto al compostaje, el afrecho y la cascarilla presentan valores bajos en la relación C:P. En el caso del afrecho, los altos valores en la relación C/N (46) y en la humedad (90%), así como su bajo pH (4,8), hacen necesario su acondicionamiento y mezcla con otros residuos para la obtención de compost.

Palabras clave: alimentación animal, cerdos, compostaje



Utilization of the solid wastes generated in small scale cassava starch production

Abstract

The processing of one (1) ton of cassava in small-scale sour starch agroindustries in the northern region of Departamento del Cauca (Colombia) required 10,233.4 m3 of water.  As a final product of the process, 234 kg of starch, 1,740 kg of solid wastes, and 8,908 kg of wastewater were obtained.  Afrecho, mancha and cascarilla (peel), are 96.2% of the solid wastes generated.  Treatment management of these wastes in the region is not adequate and causes negative impact upon the environment. 

 

Herein, alternative of using the recovery of solid wastes for animal feed and composting is explored.  The high-energy value of the afrecho and mancha, can be used for cattle, pork, and poultry feeding; but given its low content of protein it is necessary to use with other high protein feed. As per composting, Afrecho and cascarilla reveal low values in the C: P ratio.  For Afrecho the high values in the C/N ratio (46) and humidity (90%), as well as its low pH value (4.8), make it necessary to mix such with other residues to obtain compost.

Key words: animal feeding, composting, recovery


Introducción

La yuca y sus usos

La yuca – Manihot esculenta Crantz – es una especie de raíces amiláceas cultivada en los trópicos y subtrópicos; las características de este cultivo permiten su total utilización: el tallo para su propagación vegetativa, sus hojas para producir harinas y las raíces para el consumo en fresco, en la agroindustria o la exportación (UNALM 2006), siendo la extracción de almidón uno de los renglones más importantes. La raíz se compone de tres tejidos: el periderma, cáscara o cascarilla; el parénquima cortical, entrecáscara o corteza y el parénquima interior o pulpa. La cascarilla y la entrecáscara representan entre el 15 y el 20% del peso de la raíz y la pulpa equivale al 80- 85% del peso fresco de la misma; este último es el tejido de mayor relevancia económica porque concentra la mayor parte del almidón (90 a 95% de su materia seca) en forma de gránulos redondos de tamaño desigual (2 a 30 mm) (Alarcón y Dufour 1998; de Andrade y Fajardo 2001). La mayor parte de la proteína, grasa, fibra y minerales se ubican en la cascarilla y entrecáscara y los carbohidratos principalmente en la pulpa (de Andrade y Fajardo 2001).

 

Se calcula que anualmente en el mundo se extraen unos 60 millones de toneladas de almidón para uso en un gran número de productos; de esta cantidad, un 10% se produce con las raíces de la yuca. En la mayoría de países de África, la obtención de este producto es prácticamente nula ya que la yuca es un alimento básico. En América Latina y el Caribe, la producción se ha incrementado con una fuerte tendencia a los almidones modificados e hidrolizados, representando un 4% de la producción mundial; casi la totalidad del almidón de yuca producido en la región se elabora en fábricas pequeñas y medianas con mano de obra intensiva y técnicas tradicionales, aunque existen algunas fábricas modernas y grandes en Brasil, Colombia y Venezuela (FAO 2006).

 

La principal región de Colombia dedicada al beneficio de la yuca para producción de almidón es el norte del Departamento del Cauca, responsable del 80% de la producción nacional y cuya extracción se realiza en 150 pequeñas unidades productivas llamadas “rallanderías” inventariadas por la Corporación Autónoma Regional del Cauca (CRC 2005). En los años 50, época en la que empezó la extracción de almidón de yuca en esta región, el proceso productivo era netamente artesanal y con el paso del tiempo se ha mecanizado, en algunos casos parcialmente y en otros totalmente. Esta agroindustria constituye uno de los principales renglones de la economía de la población de esta región.

 

El proceso de extracción

 

Las plantas de extracción de almidón de yuca del norte del Departamento del Cauca pueden clasificarse principalmente como pequeñas agroindustrias; la tecnología empleada en ellas no varía mucho entre un sitio y otro, conservando un estilo tradicional. De acuerdo con la capacidad de procesamiento, estas plantas se subdividen en tres niveles: bajo, medio y alto con procesamiento de menos de 5, de 5 a 12,5 y más de 12,5 toneladas por semana respectivamente (CRC 2005).

 

El principio del proceso de extracción del almidón de yuca se basa en el aislamiento de los componentes de la misma, el cual se realiza en las fases mostradas en la Tabla 1 que también muestra las etapas asociadas a cada una de ellas.


Tabla 1.  Fases y etapas del proceso productivo

Fase

Etapa

*

Recepción de raíces de yuca y almacenamiento

Separación de la pulpa

 

Lavado y Pelado

Se elimina tierra, impurezas y cascarilla. Generalmente se realiza de manera mecánica en tambores rotatorios provistos en su interior de salientes que permiten la fricción de unas raíces con otras y contra la pared interna del cilindro que gira.

Selección y despunte

En la primera se retiran las raíces en mal estado afectadas por el DFP** y en el segundo se eliminan las puntas de la yuca que pueden afectar la calidad del almidón.

Rompimiento de paredes de la corteza

 

Rallado

Se desagregan las raíces para romper las paredes celulares y dejar libres los gránulos de almidón, convirtiendo las raíces en una masa conocida como pulpa o masa rallada

Separación del almidón del tejido fibroso

 

Colado

El almidón es separado de la pulpa en un tambor giratorio con agua; el producto obtenido es una suspensión denominada lechada.

Tamizado

Se retiran las fibras remanentes en la lechada. El residuo resultante es el afrecho.

Separación del almidón de la fase acuosa

Sedimentación

El material precipitado en los canales es el almidón dulce, fresco o nativo.

Acidificación***

Fermentación

El almidón fresco es fermentado en condiciones ambientales y cubierto con una pequeña lámina de agua durante un periodo de dos a tres semanas, obteniéndose almidón agrio o fermentado.  

Acondicionamiento del producto

Triturado

Secado

Empaque

Almacenamiento

Adaptada de Torres et al 2006

* Etapa previa al proceso

** DFP: Deterioro fisiológico poscosecha. Aparición de manchas azuladas concentradas en la periferia de la raíz, que luego se extienden a la totalidad del tejido y tornan una coloración café a marrón en forma de estrías vasculares (Wheatley et al 1982)

*** Cuando se produce almidón agrio


Aprovechamiento de los residuos sólidos

 

El aprovechamiento constituye uno de los soportes fundamentales de la gestión de residuos; mediante su aplicación, los residuos se reincorporan al ciclo productivo, bien sea a través de su reuso o transformación en otros productos, disminuyendo las cantidades a disponer y los impactos sobre el ambiente, además de mejorar la eficiencia industrial.

 

En el proceso de extracción de almidón de yuca en pequeñas rallanderías, las etapas de colado y tamizado producen la mayor proporción de residuos sólidos y la de sedimentación, la mayor cantidad de aguas residuales (Torres et al 2006).

 

Tradicionalmente, en la zona de estudio los residuos líquidos han sido vertidos en cuerpos de agua sin ser tratados o con tratamientos primarios insuficientes; estas prácticas han contribuido al deterioro de las fuentes de agua y además han restringido sus usos tradicionales (consumo humano, agroindustrial y recreación). Los residuos sólidos generalmente son dispuestos en el suelo y/o usados en la alimentación de animales.

 

Los residuos sólidos producidos en este proceso son la cascarilla, las puntas en mal estado, el afrecho y la mancha. La cascarilla es una fina cubierta celulósica de color marrón que hace parte de los componentes de la raíz que no pueden ser incorporados al proceso y que además viene contaminada con impurezas, producto del contacto directo con el suelo; dependiendo de la eficiencia del pelado, puede venir mezclada con entrecáscara la cual, según el contenido de fibra de la yuca, contiene almidón (Cereda 2001).

 

Las puntas en mal estado, corresponden a yuca que ha sufrido el fenómeno DFP; conjuntamente con éstas, se descartan las raíces en las que se observa un alto contenido de material fibroso.

 

El afrecho o bagazo (Sriroth et al 2000, Pandey et al 2000), es un material semisólido fibroso con elevado contenido de humedad, resultante del proceso de separación de los gránulos de almidón en la etapa de tamizado que contiene almidón residual que no es factible remover por medios físicos pero que puede ser movilizado por enzimas (Cereda 2001); la cantidad generada guarda una estrecha relación con el tipo de tecnología utilizada (Cereda 1994). Las elevadas proporciones de afrecho y su humedad, dificultan el almacenamiento y transporte del mismo y además propician procesos de lixiviación que pueden afectar el entorno, razón por la cual es conveniente verificar la aplicación de técnicas de manejo in situ.

 

La mancha es el almidón amarillento de baja densidad y poca calidad (Alarcón y Dufour 1998) presente en el efluente líquido de la etapa de sedimentación, que usualmente se lleva a cabo en canales de sección rectangular o en tanques. En sistemas con deficiencias en la fase de sedimentación, puede ser vertida con las aguas residuales, aumentando significativamente la carga contaminante de las mismas.

 

El aprovechamiento de los subproductos sólidos o semisólidos del proceso de extracción de almidón de yuca incluye varias opciones: la recuperación de almidón contenido en el afrecho, aplicaciones biotecnológicas para la obtención de productos utilizados en diversos sectores de la industria, el aprovechamiento en alimentación animal y la producción de compost.

 

Recuperación del almidón contenido en el afrecho

 

Sriroth et al (2000), proponen el uso de dos métodos para lograr la separación de los gránulos de almidón atrapados en el afrecho: la sonización y el tratamiento enzimático. La recuperación de almidón, después de la disrupción originada por la sonización durante 40 s fue de aproximadamente el 15,69% (peso en base seca). Mediante el tratamiento enzimático utilizando celulosa (15 Unidades Novo de Celulosa -NCU/ g de peso seco) y pectinasa (122,5 unidades poligaracturonasa -PG/ g de peso seco) a 28°C y una hora, se logró  la separación de hasta el 40% del almidón presente en el afrecho. En este último tratamiento, las enzimas destruyen la estructura integral de la matriz que atrapa los gránulos del almidón, dejándolos expuestos y facilitando su recuperación. Estos mismos autores mencionan que el tratamiento enzimático produjo mejor recuperación del almidón y su aplicación en la industria es más factible; sin embargo, los requerimientos técnicos y económicos de las tecnologías citadas, limitan su uso en el área de estudio.

 

Aplicaciones biotecnológicas en el sector industrial

 

Pandey et al (2000) señalan que debido a la naturaleza orgánica y al bajo contenido de cenizas, los residuos del procesamiento de la yuca pueden servir como un sustrato ideal para procesos biológicos que generan productos con un valor agregado; entre los procesos indicados se incluyen la obtención de cadenas de microorganismos cultivadas en el bagazo y la producción de saborizantes y aromatizantes, de champiñones y de ácido cítrico. Sriroth et al (2000) plantean el uso del afrecho en la producción de azúcares reductores, alcoholes, ácidos orgánicos  u otros productos de la fermentación derivada de la glucosa. 

 

Teniendo en cuenta que el afrecho es un material rico en fibras insolubles, Leonel (2001a) plantea el aprovechamiento del mismo como base para productos dietéticos utilizados para reducir el riesgo de adquirir enfermedades del colon. De igual forma, se ha evidenciado la potencialidad del uso del afrecho en la industria farmacéutica utilizándolo como desintegrante en fármacos comprimidos (de Castro y Ferreira 2001). Leonel y Cabello (2001) también plantean el aprovechamiento del residuo fibroso en la producción de alcohol refinado, dado que el producto presenta un mayor valor de mercado que el alcohol carburante y su uso como materia prima no representaría ningún costo. Estas opciones tampoco han sido exploradas en la zona de estudio, siendo necesario profundizar en la potencialidad de aplicación de las mismas.

 

Este artículo presenta opciones de aprovechamiento de estos residuos en la alimentación animal y en producción de compost, lo que permitiría, además de reincorporarlos en las cadenas productivas, disminuir los impactos sanitarios y ambientales asociados con el manejo inadecuado de los mismos, buscando además que su aplicación sea factible en pequeños poblados o comunidades rurales como es el caso de la zona norte del departamento del Cauca.

 

Metodología 

Generación de los residuos

 

Para la identificación y cuantificación de los residuos durante el proceso de extracción de almidón de yuca se empleó como herramienta el balance de masa. El punto de partida para su realización fue la elaboración del diagrama de flujo del proceso, estimando los consumos y la transformación de la yuca y el agua, principales materias primas del proceso, cuantificando las entradas y las salidas durante diez jornadas de rallado (con una duración promedio de ocho horas) y considerando el procesamiento de 1.000 kg de raíces de yuca. El plan de medición se desarrolló teniendo en cuenta los lineamientos establecidos por CNPML (2005). La Figura 1 muestra las entradas y salidas tenidas en cuenta para el desarrollo del balance de masa.



Figura 1.
  Entradas y salidas del proceso de extracción de almidón agrio de yuca


La unidad de medida fue el kilogramo (kg/1.000kg de yuca) diferenciándose las fracciones de materia seca y humedad. El agua y los residuos líquidos (aguas residuales) que fueron cuantificados volumétricamente (caudal) se transformaron a kg (masa) considerando la densidad del agua como 1.000 kg/m3. Las pérdidas de agua se calcularon a partir de la diferencia entre el agua más el contenido de humedad de la yuca y los residuos líquidos generados.

 

Caracterización de los residuos

 

Una vez identificadas en el balance de masa las etapas de generación y el tipo de residuos sólidos (cascarilla, puntas en mal estado, afrecho, mancha), se determinaron las cantidades generadas; el afrecho y la mancha fueron caracterizados fisicoquímicamente para evaluar su potencial aprovechamiento en alimentación animal y la cascarilla y el afrecho en términos del aprovechamiento para la producción de compost. Para definir la potencialidad de las dos opciones de aprovechamiento planteadas se consultó además, literatura técnica.

 

Alimentación animal

 

Se caracterizaron el afrecho y la mancha tomando muestras compuestas por duplicado correspondientes a tres jornadas de rallado de yuca. La Tabla 2 muestra las variables nutricionales medidas en las muestras de residuos sólidos.


Tabla 2.  Variables nutricionales medidas en el afrecho y mancha

Variable

Unidad

Técnica de medición

Proteína cruda

%

Kjeldahl

Calorías

kcal/kg

Calorimetría

Fibra

%

Gravimétrico

Fósforo

%

Digestión-Espectrofotometría

Calcio

%

Adsorción atómica por llama

Hierro

ppm

Adsorción atómica por llama


Producción de compost

 

La cascarilla y el afrecho fueron caracterizados fisicoquímicamente de acuerdo con las variables mostradas en la Tabla 3.


Tabla 3.  Variables fisicoquímicas medidas en la cascarilla y el afrecho

Variable

Unidad

Técnica de medición*

Carbono Orgánico (C)

%

Digestión-Titulación

Nitrógeno (N)

%

Digestión-Titulación

Fósforo

%

Digestión-Espectrofotometría

Humedad

%

Gravimetría

pH

Unidades

Potenciométrico


Resultados y discusión

Generación de residuos

La figura 2 sintetiza los resultados del balance de masa del proceso productivo. 



MS: Materia Seca

H: Humedad del producto o residuo


Figura 2.  Balance de masa del proceso de extracción de almidón agrio de yuca


Los resultados muestran que la eficiencia de producción por tonelada de yuca procesada es de 23,4%, o sea que por cada tonelada de raíz se obtienen 234 kg de almidón agrio; teniendo en cuenta el contenido de humedad tanto de la yuca (60%) como del almidón agrio (12%) este rendimiento corresponde al 51,5% (205,9 kg. de almidón producido por cada 400 kg. de yuca en base seca). Es importante anotar que la mancha efluente de la etapa de sedimentación contiene aproximadamente 17,1 g de materia seca que incluye almidón de mala calidad, no cuantificado directamente en este proyecto. Experiencias brasileras reportan valores entre el 56,5 y el 62,6% aproximadamente (Marder et al 1996); las mayores eficiencias están asociadas a procesos de extracción más tecnificados en los que se usa además menor cantidad de agua y se generan menos residuos.

 

Los residuos sólidos generados en el procesamiento de las raíces de yuca y su distribución porcentual se muestran en la Tabla 4.


Tabla 4.  Residuos sólidos generados por tonelada de yuca procesada

Tipo de residuo

Cantidad, kg*

% del total

Etapa(s) generadora(s)

Cascarilla

52,6

3,0

Lavado y pelado

Puntas en mal estado

8,8

0,5

Selección y despunte

Afrecho

1507

86,6

Colado y tamizado

Mancha

114

6,6

Sedimentación

Almidón**

4,0

0,2

Triturado y secado

Sólidos totales***

53,3

3,1

Lavado y pelado

Sedimentación

Total

1740

100,0

 

*Base húmeda

**pérdidas en la etapa de secado, debido al arrastre del viento.

*** en aguas residuales


En la Tabla 4 se observa que el afrecho es el residuo generado en mayor cantidad, seguido por la mancha; los sólidos totales, presentes en aguas residuales, provienen de dos etapas del proceso: el 30,2% se genera en las etapas de lavado y pelado y son materiales sedimentables presentes en el agua de lavado de las raíces que pueden ser separados utilizando unidades convencionales de sedimentación; el 69.8% restante se genera en la etapa de sedimentación, presentando pobres características de sedimentabilidad, haciendo ineficiente la separación física de los mismos (Ayala 2005).

 

El material no sedimentable o mancha que sale de los canales y tanques de sedimentación, generalmente es vertido directamente en cuerpos de agua superficiales y de manera excepcional es removido con buena eficiencia (superior a 70%) en sistemas de tratamiento anaerobio de aguas residuales (Torres y Rodríguez 2002).

 

En la zona, la cascarilla tradicionalmente ha sido dispuesta directamente en el suelo, mientras que las puntas en mal estado, el afrecho y la mancha han sido utilizados en la alimentación animal, principalmente de bovinos y porcinos.

 

Aprovechamiento en alimentación animal

 

En la crianza de animales monogástricos, la alimentación puede representar entre el 60 y el 75% de los costos de producción (Rosales y Tang 1996); el uso de insumos no tradicionales constituye una alternativa viable para reducir dichos costos (Rosales y Páucar 1996).

 

Diferentes estudios (Alarcón y Dufour 1998, ISI 2002, de Andrade y Fajardo 2001, Leonel 2001b, Integrated Cassava Project 2005) reportan el uso de la cascarilla, el afrecho y/o la mancha en la alimentación animal. Estos subproductos se caracterizan por ser insumos altamente energéticos y digeribles pero con bajos niveles de proteínas, minerales y vitaminas (Serres 1992); en el norte del Cauca es tradicional su inclusión en la dieta de cerdos y bovinos.

 

El factor que más influye en la composición nutricional de estos residuos es la forma de procesamiento de la yuca; en sistemas rudimentarios o no industrializados, presentan un mayor contenido de almidón, siendo ideal su uso como insumos energéticos (Cereda 1994 y Buitrago 2001); sin embargo, el aprovechamiento de este contenido energético dependerá de la especie y etapa de crecimiento del animal, siendo necesario calcular el porcentaje de la energía total presente en el alimento que puede ser metabolizable o digerible. Los sistemas en los que se emplean elevadas cantidades de agua, disminuyen el potencial nutricional de estos subproductos (Buitrago 2001).

 

La cascarilla y la entrecáscara son subproductos de gran valor por su amplia disponibilidad y niveles de carbohidratos solubles, constituyéndolos en una fuente energética que podría reemplazar en proporciones adecuadas otros insumos más costosos (Rosales y Páucar 1996) y además presentan la ventaja de tener un buen contenido de almidón y fibra. El nivel de energía digerible (superior a 2.000 kcal/ kg en base seca) y fibra (menor a 15% base seca) permiten incluirlos en raciones para aves ponedoras, cerdos de engorde y rumiantes; sin embargo, para reducir el potencial efecto negativo del ácido cianhídrico de la yuca, que se concentra principalmente en la cascarilla, se recomienda su secado al sol, previo suministro a los animales (Buitrago 2001). Integrated Cassava Project (2005) indica también el uso de este residuo como suplemento alimenticio para el engorde de ovejas.

 

Sonaiya and Omole  (1977) utilizaron raciones de harina producida a partir de cortezas de yuca para el acabado de cerdos, en niveles entre el 0 y el 15%, encontrando que todas las dietas que contenían harina fueron más eficientes y produjeron una tasa de crecimiento más rápida en los cerdos que la dieta testigo. La dieta que contenía 10 % de harina produjo la mayor tasa de ganancia de peso y la mayor eficiencia de conversión alimenticia. Al evaluar el desempeño de novillas alimentadas con raciones que contenían millo o cáscara de yuca como fuente de energía y torta de algodón o levadura como fuente de proteína, se concluyó que la sustitución parcial del millo en el suplemento por la cáscara de yuca no influyó en la ganancia media diaria de peso ni en la conversión alimenticia y en el rendimiento de las canales de las novillas (de Andrade y Fajardo 2001).

 

El afrecho y la mancha también son materiales con gran potencial de aprovechamiento en alimentación animal por su contenido de almidón, además de contar con un menor nivel de glucósidos cianogénicos que la cascarilla, los cuales se pierden durante el proceso de rallado y colado. Estos materiales presentan niveles energéticos suficientes para constituir un componente importante en la ración animal (Buitrago 2001). Para mejorar su potencial uso, se recomienda el secado previo (Leonel 2001b).

 

Según Chará (1992), el afrecho y la mancha han sido utilizados como ingredientes en la ración alimenticia de cerdos, pollos de engorde, gallinas ponedoras y patos en niveles hasta del 30%, encontrándose en general que niveles entre el 10 y 20% no afectan significativamente la ganancia de peso o el porcentaje de postura, pero al aumentarse el consumo de la ración, la conversión alimenticia desmejora. Experiencias reportadas por de Andrade y Fajardo (2001), mostraron que el afrecho puede ser utilizado como sustituto del millo en el concentrado para bovinos hasta en un 66%, sin alterar la ganancia de peso medio diario, ni la conversión alimenticia.

 

La Tabla 5 muestra los resultados de la caracterización del afrecho y la mancha generados en el proceso de extracción de almidón de yuca estudiado en términos de su contenido nutricional, así como valores reportados en la literatura técnica y los requerimientos nutricionales diarios de bovinos y cerdos.


 Tabla 5.  Contenido nutricional del afrecho y la mancha (base seca) y requerimientos por ración diaria de bovinos y cerdos

Variable

Afrecho

Mancha

Requerimiento por ración diaria, %

Bovinos*

Cerdos**

Proteína cruda, %

0,48

0,41

8,9

15,0

Calorías, kcal/kg

3.661

4.361

2.290

3.260

Fibra, %

13,1

0,09

 

 

Fósforo Total, %

0,61

0,30

0,20

0,50

Calcio, %

0,05

0,07

0,29

0,60

Hierro ppm

21,7

181,6

 

60

*Bovinos de 408 kg de peso e ingestión de materia seca de 9,7 kg. Merck & CO., Inc. 1993

** Cerdos de 20 a 50 kg de peso en pie (alimentación a discreción, 90% de materia seca). Merck & CO., Inc. 1993


Ninguno de los dos subproductos garantiza los requerimientos nutricionales totales ni de bovinos ni de cerdos, por tal razón deben ser suplementados con fuentes protéicas y de minerales. La deficiencia protéica está representada principalmente en los bajos niveles de los aminoácidos metionina, cistina y triptófano (de Andrade y Fajardo 2001). El primero, además de ser esencial, participa en el proceso de desintoxicación del ácido cianhídrico que puede estar presente en los productos y subproductos de la yuca, principalmente en la cascarilla.

 

Buitrago (2001) recomienda que una ración animal que tenga una alta cantidad de productos derivados de la yuca sea complementada con proteína de otras fuentes; casi siempre se hace necesaria la adición de metionina sintética o fuentes protéicas como harina de pescado, torta de ajonjolí, entre otros. En el caso de los cerdos, Serres (1992) recomienda suplementar la dieta con metionina sintética con valores hasta del 0.5%. 

 

El uso combinado de estos materiales con urea como fuente de nitrógeno no proteico (NNP) en la alimentación de bovinos  para complementar la deficiencia de proteína, resulta eficiente y no altera el crecimiento ni la digestibilidad de la materia seca y de la proteína bruta en la dieta (Lorenzoni y Mella 1994); Leonel (2001b) señala que una de las opciones de aprovechamiento del afrecho es su enriquecimiento con urea, consiguiendo un producto que puede sustituir parcial o totalmente la torta de soya. Sin embargo, para que esta fuente de nitrógeno  sea bien utilizada por el animal debe ser suministrada en la ración junto con adecuadas cantidades de energía (carbohidratos) (Garriz y López 2002).

 

En términos del contenido energético (calorías), el afrecho y la mancha presentan niveles que pueden ser aprovechados para la alimentación en bovinos y porcinos. En aves de corral, la mezcla de estos subproductos con un suplemento de proteína y vitaminas puede resultar adecuada por su gran capacidad de síntesis de nutrientes, para lo cual requieren una ración con elevado contenido energético (Merck & CO., Inc 1993).

 

Respecto de la fibra, aunque es la porción menos digerible en la ración de una vaca lechera, es necesaria en la alimentación, porque ayuda a mantener la concentración de grasa láctea; en los cerdos, si las dietas contienen cantidades excesivas de fibra (más del 5 al 7%) sin aumentos proporcionales en la grasa, la eficiencia del aumento se afecta adversamente (Merck & CO., Inc 1993). De acuerdo con los resultados, sólo el afrecho haría aportes significativos de este ingrediente en caso de ser necesario.

 

En el caso de los bovinos y porcinos con los pesos citados en la Tabla 5, el afrecho podría garantizar los requerimientos de Fósforo para ambas especies y la mancha solo para los bovinos. Ambos subproductos presentan deficiencias de Calcio. En el caso de los cerdos, NRC (1998) sugiere una relación Ca/ Ptotal para dietas a base de soya entre 1:1 y 1,25:1.

 

En cuanto al contenido de Hierro, según los requerimientos reportados por Merck & CO., Inc 1993, la mancha podría hacer aportes significativos de este mineral para cerdos entre 1 y 110 kg de peso en pie, en las condiciones de crianza establecidas en la Tabla 5; el afrecho no proporcionaría las cantidades requeridas en ningún caso.

 

De manera general, los subproductos del proceso de extracción de almidón de yuca pueden constituirse en una fuente importante de energía en la ración alimenticia de diferentes especies animales, además de aportar otros compuestos como fibra y Hierro; sin embargo, para que estos materiales puedan ser una fuente alimenticia es indispensable su combinación con otros ingredientes o aditivos que aporten las proteínas (aminoácidos), minerales esenciales y vitaminas para las dietas alimenticias. Adicionalmente, es necesario realizar estudios con diferentes especies animales para determinar los porcentajes adecuados, solos o mezclados, de estos residuos para la ración.

 

Aprovechamiento en producción de compost

 

El compostaje es una forma sencilla de transformar los residuos orgánicos en un material valorizado que puede ser usado como material de enmienda para suelos (Said- Pullicino et al 2007); es considerado una forma de estabilización que requiere condiciones especiales de humedad y aireación para alcanzar temperaturas en la fase termofílica, que facilita la obtención de un producto estable, libre de patógenos que puede beneficiar el suelo (Haug 1993).

 

En el Departamento del Cauca se ha evidenciado el uso directo de la cascarilla en cultivos de plátano y además experiencias puntuales de compostaje de los residuos generados en el proceso de extracción de almidón de yuca (Muñoz 2005), sin embargo, existe un desconocimiento generalizado de la tecnología.

 

La Tabla 6 muestra la caracterización fisicoquímica de la cascarilla y el afrecho comparada con algunos residuos o subproductos generados en otros procesos (gallinaza, cachaza, plazas de mercado y lodos del tratamiento de aguas residuales) y algunos valores recomendados en la literatura sobre compostaje.


Tabla 6.   Caracterización fisicoquímica de la cascarilla, el afrecho y otros subproductos

Variable

Cascarilla

Afrecho

Gallinazaa

Cachazab

ROPMb

Biosólidob

Valor recomendado

Carbono Orgánico, %

12,1

14,3

42,0

18,9

16,4

18,6

-

Nitrógeno, %

0,47

0,31

2,1

1,1

1,4

2,4

-

Relación C/N

26

46

20

17

12

  8

25 – 35c

Fósforo, %

0,4

0,6

2.6

1,2

0,3

1,1

-

Relación C/P

30

23

16

16

55

17

> 100d

Humedad, %

65

90

15-25

73

71

70

40 – 65 e

pH, unidades

5,2

4,8

-

6,9

7,4

6,6

5,0-7,0f

ROPM: Residuos Orgánicos de Plazas de Mercado

a Suquilanda 1996; Clayuca 2006

bTorres et al 2004

c Andreoli et al 1999

dCooperband  2007

e Fernandes y da Silva 1999

f Tchobanoglous et al 1994


La cascarilla presenta una relación C/N dentro del rango recomendado para el proceso de compostaje; el afrecho por el contrario, presenta un valor superior al rango recomendado, lo que ocasionaría que el tiempo de compostaje se prolongue por limitación en la síntesis de proteínas. Los otros residuos incluidos en la Tabla 6, presentan relaciones menores al rango recomendado, lo que puede ocasionar la pérdida de nitrógeno por volatilización (Cooperband 2007).

 

El Fósforo es requerido por los microorganismos para generar biomasa y por lo tanto su presencia es relevante para un adecuado proceso de compostaje; se recomiendan valores superiores a 100 en la relación C/P para favorecer la inmovilización del Fósforo. La cascarilla y el afrecho al igual que los otros residuos presentan relaciones C/P inferiores a los niveles recomendados. Para aliviar esta deficiencia, al igual que las limitaciones en la relación C/N, es conveniente evaluar la disponibilidad en la región de otros materiales que sirvan como enmiendas.

 

El afrecho presenta una Humedad por fuera del rango recomendado. El exceso de humedad puede disminuir los espacios vacíos en el material dificultando la aireación y favoreciendo la formación de grumos; para corregirlo, se pueden implementar alternativas como el secado previo al sol o la mezcla con materiales de soporte que además de aportar estructura, minimicen los problemas generados por el exceso de humedad (Torres et al 2007).

 

Con relación al pH, el afrecho presenta un valor inferior al recomendado, lo que puede limitar el proceso de compostaje por una drástica disminución de la actividad microbiológica. Las características ácidas de este residuo podrían ajustarse mezclándolo con materiales como la gallinaza la cual, además de mejorar las características de humedad y la relación C/N, puede corregir el pH por su alta disponibilidad de nitrógeno (NH3-N), que conlleva a condiciones básicas durante el compostaje (Soto y Muñoz 2002).

 

En términos generales, el compostaje puede resultar una opción viable de aprovechamiento de los residuos sólidos generados en la agroindustria rallandera siempre y cuando se tengan en cuenta las consideraciones mencionadas con relación al ajuste del pH, el porcentaje de humedad y el ajuste de los contenidos de Carbono, Nitrógeno y Fósforo.

 

Conclusiones 

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Received 15 October 2007; Accepted 28 February 2008; Published 3 July 2008

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