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Conversión y análisis matemático de los deshechos
de huesos de cerdo para la obtención de harina
en la empresa INVERGEP S.A.C.
Conversion and mathematical analysis of pork bone waste
to obtain meal in the company INVERGEP S.A.C.
Rafael Cleto Chuquicondor Villafuerte
1
Donato Lázaro Pomar Huamaliano
2
Leonardo Dante Acuña Delgado
3
Osia Pomar Huamaliano
4
Abstract
The investigation was carried out in the facilities of the solid waste treatment
center of agro-industrial origin of the company INVERGEP S.A.C. In the
background Bozas Aucallama district, Huaral province- Lima región. The
objective is the conversion of the pig wet waste bone meal into dry bone meal
and the mathematical modeling of the same. The design is non-experimental
because it lacks intentional manipulation of the variables. The type of research
is applied, with correlational and explanatory research level, the research
approach is quantitative. The following variables were identied as variables:
pig bone waste and bone meal as agricultural inputs. It is concluded that there is
a relationship of 84% of wet bones and 16% of bone meal, which means that for
every ve parts of bones in wet base, one part of bone meal is obtained in dry
base and in reference to the mathematical analysis, the P-value is less than 0.05,
which means that there is a statistically signicant relationship between bone
meal and bone waste with a condence level of 95%, in addition, the correlation
coecient is equal to 0.998248, which indicates a relatively strong relationship
between the variables.
Keywords: Conversion, wet bone, agricultural bone meal.
Resumen
La investigación se realizó en las instalaciones del centro de tratamiento de
residuos sólidos de origen agroindustrial de la empresa INVERGEP S.A.C. En
el fondo Bozas distrito de Aucallama, provincia de Huaral- Lima región. El
objetivo es la conversión del deshecho de huesos en base húmeda de cerdo en
harina de hueso base seca y el modelamiento matemático del mismo. El diseño
es no experimental porque carece de manipulación intencional de las variables.
El tipo de investigación es aplicada, con nivel de investigación correlacional
y explicativa, el enfoque de la investigación es cuantitativo. Se identicaron
como variables: deshechos de huesos de cerdo y la harina de huesos como
insumos agropecuarios. Se concluye que existe una relación de 84% de huesos
húmedos y 16%, harina de huesos, quiere decir que por cada cinco partes de
huesos en base húmedo se obtiene una parte de harina de huesos en base seca y
en referencia sobre el análisis matemático es que el valor-P es menor que 0.05,
quiere decir que existe una relación estadísticamente signicativa entre harina
de huesos y los deshechos de huesos con un nivel de conanza del 95%, además
que, el coeciente de correlación es igual a 0.998248 lo que indica una relación
relativamente fuerte entre las variables.
Palabras Clave: Conversión, huesos húmedos, harina de huesos de uso
agropecuario.
ISSN 2955-8476 | e-ISSN 2955-8174
Recibido: 19 de febrero de 2023 | Revisado: 27 de febrero de 2023 | Aceptado: 20 de marzo de 2023
1 Invergep S.A.C. Lima, Perú
Correo: rchuquicondor@unfv.edu.pe
https://orcid.org/0000-0003-0173-9256
2 Invergep S.A.C. Lima, Perú
Correo: donatopomar@gmail.com
https://orcid.org/0009-0003-1225-9781
3 Invergep S.A.C. Lima, Perú
Correo: dante15leo@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-6167-1110
4 Invergep S.A.C. Lima, Perú
Correo: osiaspomarh@gmail.com
https://orcid.org/0009-0008-0356-5097
https://doi.org/10.24039/rcvp2022121670
Este artículo es de acceso abierto distribuido
bajo los terminos y condiciones de la licencia
Creative Commons Attribution-
NonCommercial- ShareAlike 4.0 International
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Introducción
La generación de subproductos o residuos en
las diferentes etapas de los procesos productivos en las
empresas agroindustriales genera como consecuencia un
problema a nivel regional debido a que en la mayoría de
los casos no son procesados o dispuestos adecuadamente,
situación que contribuye al proceso de contaminación
ambiental. Los residuos agroalimentarios poseen un alto
potencial para ser aprovechados, como insumos para
piensos y sales (Vargas y Pérez, 2018, p. 4).
De acuerdo con Cromwell (1992), citado por
Ugaz (2019), en las dietas porcinas se pueden usar
numerosos productos reciclados de origen animal.
En general, estos subproductos de la industria del
empaque de carne y del reciclaje son buenas fuentes
de aminoácidos, calcio, fósforo y otros minerales, así
como de vitaminas del complejo B. Los principales
subproductos de origen animal usados en dietas
porcinas son la harina de carne, harina de hueso, harina
de pescado, productos deshidratados de sangre (harina
de sangre, plasma secado por aspersión y glóbulos
sanguíneos secados por aspersión (p. 23).
Hamilton et al. (2006), citado por Ramos
(2010), sostiene que la acumulación y descomposición
sin ningún control de los deshechos de la carne puede
ocasionar un peligro biológico sustancial que amenaza
al medio ambiente, la salud humana y animal. Estos
materiales proveen condiciones óptimas para el
desarrollo de organismos causantes de enfermedades que
permiten el refugio de roedores, insectos y predadores en
los puntos de disposición nal como rellenos sanitarios
y botaderos a cielo abierto (p.1).
De acuerdo con Bul-Bul y Bragg (1981), citado
por (Ugaz, 2019), la harina de carne y hueso es una
excelente fuente de minerales con una alta disponibilidad
porcentual de calcio (90%), fósforo (93%), magnesio
(84%), manganeso (73%), zinc (79%) y cobre (74%)
respectivamente (p. 17).
Según Moquillaza (2018) actualmente en
Lima existe un promedio de 35 mil toneladas/ día (tn/
día) que incluye vísceras, cabezas, despojos de animales
descartados del sector avícola y del sector pecuario. Por
este motivo, se debe generar la producción de harina de
carne y huesos a partir de desechos que es materia prima
como piensos para alimentos balanceados, con alto nivel
de proteínas y en base a materias primas de bajo costo.
La demanda en el mercado es alta y se considera como
un producto novedoso para la industria alimentaria
peruana (p. 11).
Hay muchas técnicas para usar el hueso para la
nutrición animal o como fertilizante. La harina de hueso
se obtiene, ya sea, por acción del cocinado a vapor y
presión o por medio de la calcinación. Cualquiera de los
métodos empleados da una harina de huesos diferentes
y de usos, también la composición de los contenidos de
calcio y de fósforo son diferentes. Las concentraciones
de fósforo pueden ir de 11% a 14% y en el contenido de
calcio de 24% a 29% (Villa, 2011, p. 27).
Valencia (2017), en sus conclusiones determina
que la harina de carne y hueso de vacuno, contribuye
con un valor nutricional de hasta 5% en las dietas de
cerdos en etapa de crecimiento, demostrando que no
afectan la ganancia diaria de peso, lográndose con este
nivel la mejor conversión alimentaria (p. 28).
Según Chavarria y Landaverde (2004) citado
por Sembrera (2020) concluyó, que, con la cantidad
de fósforo obtenida como resultado en el análisis
de las muestras de la harina de hueso de pollo, en su
composición dió como resultado fertilizante fosfatado,
esto quiere decir que a nivel comercial se considera
fertilizante que posee del 16% a 46% de fósforo (p. 17)
El presente artículo tiene como objetivo
demostrar el aprovechamiento del deshecho de hueso de
cerdo para la obtención de harina y el modelamiento en
forma matemática de la variable de respuesta harina de
hueso en la empresa de INVERGEP S.A.C.
Método
La investigación se realizó en las instalaciones
del centro de tratamiento de residuos sólidos de origen
agroindustrial de la empresa INVERGEP S.A.C, ubicada
en el fundo Boza distrito de Aucallama, provincia de
Huaral, Lima. El tipo de investigación es aplicada porque
el objetivo es resolver un determinado problema o
planteamiento especíco. El diseño fue no experimental
porque carece de manipulación intencional de las
variables, y transaccional porque la recolección de los
datos se hizo en un solo momento y en un tiempo único.
El nivel de investigación es correlacional - explicativa y
el enfoque de la investigación es cuantitativo.
Los residuos sólidos mencionados, son
desechos de huesos, vísceras que genera la empresa
Otto Kunz como subproducto de procesos de salchichas
de cerdo; se recolectó como muestras huesos húmedos
de cerdos, de acuerdo con su capacidad de producción
la muestra analizada es de 54 servicios que equivalen
a 8 000 kg/semana (hueso húmedo) para el trabajo de
investigación. La obtención de la harina de cerdo se
realiza mediante los procesos:
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Figura 1
Diagrama de ujo para la obtención de harina de hueso de cerdo
Según la Figura 1, el inicio de este proceso
es la recolección de madera seca (leña), y la biomasa
residual ósea; posteriormente, se apila de forma
alternada huesos y madera, y se prende fuego para
que se inicie la combustión durante tres horas hasta
obtener la incineración de los huesos. Después de esto
se deja enfriar por 12 horas y recolectar en un costal.
Posteriormente, se realiza la molienda de huesos,
utilizando un molino de martillo con la nalidad de
uniformizar la consistencia hasta obtener únicamente
la harina.a 8 000 kg/semana (hueso húmedo) para el
trabajo de investigación. La obtención de la harina de
cerdo se realiza mediante los procesos:
Figura 2
Características físicas del residuo
Nota. En la gráca los resultados de conversión a nivel de laboratorio, aquí se obtiene 42% de grasa y tejidos, 50% representa el hueso sin tejidos, 8%
harina de hueso o hueso calcinado.
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Tabla 1
Intervalos de estudio
Nota. En la tabla se observa los datos que se usó para procesar la matriz para estudiar 54 servicios, el registro de generación mínima es de 976 kg. de
hueso húmedo recogido en un día, así mismo 1 654 kg. Representa el máximo de deshechos de hueso producido en un día.
Tabla 2
Composición de los huesos y tejidos deshuesados del cerdo
La humedad de los huesos del cerdo es de 43%,
del mismo modo el contenido de humedad de los tejidos
representa el 58%, también se evidencia que el 21.40%
ceniza de hueso. Adaptado “composición de los huesos y
tejidos deshuesados del cerdo” (p. 164), por Ockerman y
Hansen (1994), libro industrialización de subproductos
de origen animal.
Tabla 3
Frecuencia de servicios y promedio en kg. de deshechos de hueso
Nota. La cantidad de huesos húmedos que produce la empresa generadora Otto Kunz. En la tabla se observa que 4 servicios tienen un promedio de
1600 kg. comprendido entre 1558 y 1654 kg. de deshecho de hueso, dato que sirve para requerir una unidad camión furgón de 2 toneladas.
Resultados
La Figura 1 ilustra los servicios en relación con
la generación de los residuos de huesos húmedos en kg.
1 024 kg. hueso (H) representa 24% de los servicios,
1 120 kg. (H) expresa el 15%, de recojo, 1 216 kg. (H),
signica el 9% recolectados, el 1312 kg. (H) genera
el 13% de trabajos atendidos, 1408 kg. (H), registra el
6% servicios realizados, 1 504 kg. (H) contribuye 26%
de recojo, 1 600 kg. (H) presenta el 7% de trabajos
atendidos, 1 120 kg. (H) expresa el 15%, de recojo, 1
216 kg. (H), signica el 9% recolectados, el 1312 kg.
(H) genera el 13% de trabajos atendidos, 1408 kg.
(H), registra el 6% servicios realizados, 1504 kg. (H)
contribuye 26% de recojo, 1 600 kg. (H) presenta el 7%
de trabajos atendidos.
Balance de masa
Un balance de masa o de materiales es una
secuencia de cálculos que permite llevar la cuenta de
161
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Donde:
H = % de humedad
P
i
= es el peso total de hueso húmedo
P
f
= es el peso total de hueso seco.
Según Rolle (2006), citado por Trujillo (2020),
comenta que uno de los conceptos fundamentales y
Tabla 4
Conversión de hueso húmedo en relación a la harina de hueso
Nota. Hueso fresco en base húmedo 8000 kg. que representa el 84% de humedad así mismo con tejidos conectivos de 1280 kg. después del proceso
del calcinado se obtuvo 1280 kg. de hueso calcinado con una conversión de 16%, muestra trabajada a nivel de laboratorio.
estructurales de la ciencia es el principio de conservación
de la masa que desde su formulación establece que “la
masa es indestructible, es decir, no se crea ni se destruye”
(p. 104).
Este principio se llama “Ley de la conservación
de la masa”, de una manera simple para el desarrollo de
esta investigación, se elaboró el siguiente diagrama:
Figura 3
Esquema balance de masa
Nota. En la caracterización de los deshechos de hueso húmedo se trabajaron con una muestra de 8 kg. sometiendo a un tratamiento térmico a nivel de
laboratorio, se obtuvo que el 43% es hueso sin tejido y 57% corresponde a tejidos y grasas.
todas las sustancias que intervienen en un proceso de
transformación, satisfaciendo la ley de la conservación
de la masa, la cual establece que la materia se transforma,
pero no se crea ni se destruye (Londoño, 2015 p. 5).
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Cálculo del balance de masa
E (entradas) = S (salidas)
D
br
% = A% + C
hc
%
Donde:
D = porcentaje de la biomasa residual,
A = agua que se perdida por la incineración y
C = a la masa total de hueso calcinada obtenido
Cálculo de sólidos
D
br
(43%) + D
br
(57%) = A + 1 280(%)
8 000(0.43) + 8,000(0.57) = A + 1 280(%)
3 440 + 4,560 = 1 280(%) + 0
% = 6,25
Figura 4
Rendimiento de conversión de hueso húmedo y seco
La Figura 5 expresa que la relación entre el hueso fresco
es de 84% hueso húmedo y 16% es harina de hueso
calcinado, así mismo el graco representa la medida de
que por cada cinco partes de hueso húmedo se obtendrá
una parte de harina de hueso.
Las empresas procesadoras de origen proteico
como carne de cerdo segregan huesos, tejidos conectivos
en forma artesanal, secan al ambiente y posteriormente
lo someten al molido.
En otras plantas los deshechos de huesos frescos
y secos se calcinan en hornos industriales u hornillas
artesanales. Posteriormente, se muelen y así, se obtiene la
denominada harina de hueso calcinado. Las dos harinas
anteriormente señaladas se usan, generalmente, en la
fabricación de alimentos balanceados para animales.
Figura 5
Gráco de harina de hueso y biomasa ósea
Nota. Regresión simple harina de hueso y biomasa. Variable respuesta: Harina de hueso. Factor: biomasa ósea. Obtenido a partir del programa
Statgraphics versión 16.1.03.
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De la Figura 5 primero se analizan los
coecientes y el análisis de varianza para estimar la
ecuación lineal.
Se obtuvieron los siguientes resultados:
•Coeciente de Correlación = 0.9982
•R-cuadrada = 99.65%
•R-cuadrado (ajustado para g.l.) = 99.6433%
•Estadístico Durbin-Watson = 2.1742 (P=0.7302)
La salida muestra los resultados de ajustar un
modelo lineal para describir la relación entre harina de
hueso y biomasa. La ecuación del modelo ajustado es:
Harina de hueso = 0.000020501 + 0.00000230834*BIOMASA
Puesto que el valor-P en la tabla ANOVA es
menor que 0.05, existe una relación estadísticamente
signicativa entre harina de hueso y biomasa con un
nivel de conanza del 95.0%.
Puesto que el valor-P en la tabla ANOVA es
menor que 0.05, existe una relación estadísticamente
signicativa entre harina de hueso y biomasa con un
nivel de conanza del 95.0%.
Tabla 5
Rendimiento de conversión de hueso húmedo y seco
Nota. Obtenido a partir del programa Statgraphics versión 16.1.03.
Tabla 6
Análisis de varianza
Nota. Obtenido a partir del programa Statgraphics versión 16.1.03.
El estadístico R-Cuadrada indica que el modelo
ajustado explica 99.65% de la variabilidad en harina de
huesos. El coeciente de correlación es igual a 0.9982
lo que indica una relación relativamente fuerte entre las
variables. El error estándar del estimado indica que la
desviación estándar de los residuos es 0.0000290526.
Este valor puede usarse para construir límites de
predicción para nuevas observaciones, seleccionando la
opción de pronósticos del menú de texto.
El error absoluto medio (EAM) de
0.0000243876 es el valor promedio de los residuos.
El estadístico de Durbin-Watson (DW) examina los
residuos para determinar si hay alguna correlación
signicativa basada en el orden en el que se presentan en
el archivo de datos. Puesto que el valor-P es mayor que
0.05, no hay indicación de una autocorrelación serial en
los residuos con un nivel de conanza del 95.0%.
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Figura 6
Modelo ajustado
Nota. Obtenido a partir del programa Statgraphics versión 16.1.03.
Obteniéndose el graco de residuos:
Figura 7
Gráco de harina de hueso y gráco de residuos
Nota. Obtenido a partir del programa Statgraphics versión 16.1.03.
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Figura 8
Gráco ajustado de harina y tejido proteico
Nota. Regresión simple harina y porcentaje de tejido. Variable dependiente: % harina. Variable independiente: % tejido. Obtenido a partir del programa
Statgraphics versión 16.1.03.
Nota. Valor de p = 0,6035.
Lineal: Y = a + b*X
Tabla 7
Coecientes
Tabla 8
Análisis de varianza
Nota. Coeciente de Correlación = 0.998293.
R-cuadrada = 99.6589%
R-cuadrado (ajustado para g.l.) = 99.6524%
Error estándar del Est. = 0.0000286799
Estadístico Durbin-Watson = 2.144 (P=0.6920)
La salida muestra los resultados de ajustar un
modelo lineal para describir la relación entre harina y
tejido. La ecuación del modelo ajustado es:
% harina = 0.0000126881 + 0.189899* % tejido
Puesto que el valor-P en la tabla ANOVA es
menor que 0.05, existe una relación estadísticamente
signicativa entre %harina y %tejido con un nivel de
conanza del 95.0%.
El estadístico R-Cuadrada indica que el modelo
ajustado explica 99.6589% de la variabilidad en %
harina. El coeciente de correlación es igual a 0.998293,
indicando una relación relativamente fuerte entre las
variables. El error estándar del estimado indica que la
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Figura 9
Gráco de modelo ajustado
Nota. Obtenido a partir del programa Statgraphics versión 16.1.03.
Figura 10
Gráco de la harina
Nota. Obtenido a partir del programa Statgraphics versión 16.1.03.
Figura 11
Gráco de residuos
Nota. Obtenido a partir del programa Statgraphics versión 16.1.03.
vacuno la cual fue sometida a un tratamiento térmico a
través del vapor a 150 °C por un tiempo de 3:50 horas
del análisis proximal (p. 19).
Según el trabajo tecnologías de
aprovechamiento de huesos para obtención de sales a
partir del benecio de animales de abasto. Los residuos
desviación estándar de los residuos es 0.0000286799.
Este valor puede usarse para construir límites de
predicción para nuevas observaciones.
El error absoluto medio (EAM) de
0.0000245242 es el valor promedio de los residuos.
El estadístico de Durbin-Watson (DW) examina los
residuos para determinar si hay alguna correlación
signicativa basada en el orden en el que se presentan en
el archivo de datos. Puesto que el valor-P es mayor que
0.05, no hay indicación de una autocorrelación serial en
los residuos con un nivel de conanza del 95.0%.
Discusión
De acuerdo con Valencia (2017) dentro de
su composición química de la harina de carne y hueso
de vacuno se evidencio como ceniza total el 20%. El
ingrediente evaluado fue harina de carne y hueso de
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no aprovechables se deben convertir en un recurso como
insumo. Las metodologías aplicadas para la obtención
de sales resultaron ser ecientes, tal es el caso en la
cuanticación en harina de hueso de pollo con 19.80%
de fósforo y 24,49% de calcio (Chávez, 2016, p. 6).
Frank (2019) en sus conclusiones sostiene que,
tradicionalmente, los fabricantes de harina de carne
suministraban harinas clasicadas por su contenido en
proteína bruta, expresado normalmente como un rango,
siendo las harinas de carne y hueso 40-45%, 45-50% y
50-55% los tipos habitualmente ofrecidos al mercado.
Posteriormente los fabricantes de pienso comenzaron a
referirse a harinas identicadas por su contenido en PB,
GB y cenizas (p.42).
De acuerdo con Núñez (1999) citada por
Aguirre (2016) los huesos adecuados para la elaboración
de la harina pueden proceder no sólo de los mataderos,
sino también de los basureros municipales, hoteles y
restaurantes. Con un equipo sencillo, los huesos pueden
convertirse en harina de huesos cruda o harina de huesos
calcinadas. La harina de huesos tratada al vapor exige un
equipo más costoso (p.12).
Según a Bul-Bul y Bragg (1981) citado por
Ugaz (2019). La Harina de carne y hueso es una excelente
fuente de minerales con una alta disponibilidad. Es así
como el porcentaje de disponibilidad para calcio es del
90 %, fósforo 93 %, Magnesio 84 %, Manganeso 73 %,
Zinc 79 % y Cobre es de 74 % respectivamente (p.17).
Al realizar la comparación de los resultados,
podemos analizar que los datos obtenidos en nuestro
trabajo en el caso de la conversión de hueso húmedo a
harina en base seca son de 16% de acuerdo con Valencia
(2017) su rendimiento es de 20% a partir del hueso de
vacuno en contraste al diferencial esto debido a que los
huesos de cerdos tienen bajo rendimiento.
De acuerdo con Chávez (2016) en su trabajo
obtuvo como resultado que la harina de hueso del pollo
dió como resultado el 19.80% de harina en forma de
fósforo y 24,49% de calcio. En contrates a nuestro
resultado los huesos de pollo también tiene mejores
atributos en rendimiento en relación con los huesos de
porcinos.
En referencia a su valor nutricional en los
huesos de cerdos según Ockerman y Hansen el 20,6%
contiene proteína, calcio 37%, Frank (2019) concluye
que las harinas de carne y hueso tienen un 40-45%, 45-
50% y 50-55% en proteínas, insumos habitualmente
ofrecidos al mercado. Para su posterior uso por
fabricantes de piensos o planta de procesadora de
alimentos balanceados.
Conclusiones
Se concluye que en referencia a la conversión
de 8 000 kg. de hueso fresco equivale a 84% de hueso
húmedo y al someterlo a un tratamiento térmico dio un
valor de 1 280 kg. con un resultado de 16% de harina
en base seca, quiere decir que, por cada cinco partes de
hueso húmedo, una parte sería harina de hueso en base
seca.
La cantidad de huesos húmedos que produce la
empresa generadora Otto Kunz. Cuatro de los servicios
de la muestra estudiada de los 54 servicios tienen un
promedio de 1 600 kg. comprendido entre 1 558 y 1 654
kg. de deshecho de hueso, dato que sirve para requerir
una unidad camión furgón de 2 toneladas.
Sobre el análisis matemático en que el valor-P
es menor que 0.05, quiere decir que existe una relación
estadísticamente signicativa entre harina de hueso
en base seca y el hueso freso en base húmedo con un
nivel de conanza del 95%, además el coeciente
de correlación es igual a 0.998248, lo que indica una
relación relativamente fuerte entre las variables. En el
análisis matemático entre % harina de hueso y % tejido
tiene un nivel de conanza del 95.0%, con un coeciente
de correlación igual a 0.998293, indicando una relación
relativamente fuerte entre las variables.
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