Desarrollo y Evaluación de un Pasteurizador Solar de Leche para las Zonas Ecológicas de Sabana de África Occidental
Autores: Ibrahim, Iddrisu; Tengey, Paul; Lawrence, Kelci Mikayla; Ayariga, Joseph Atia; Akabanda, Fortune; Aduve, Grace Yawa; Xu, Junhuan; Boakai, Robertson K.; Ajayi, Olufemi S.; Owusu-Kwarteng, James
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Desarrollo y Evaluación de un Pasteurizador Solar de Leche para las Zonas Ecológicas de Sabana de África Occidental
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía solar
Palabras clave
Países en desarrollo
Seguridad de la leche
Pasteurización solar
Contaminantes microbianos
Calidad de la leche
Colector solar
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
En muchos países africanos en desarrollo, la seguridad de la leche a menudo se gestiona a través de métodos tradicionales como la fermentación o la ebullición sobre leña. Si bien estos enfoques reducen algunos riesgos microbianos, presentan limitaciones críticas. La dependencia de la leña contribuye a la deforestación, el agotamiento de los residuos agrícolas y la pérdida de fertilidad del suelo, lo que, a su vez, compromete la salud ambiental y la seguridad alimentaria. La pasteurización solar proporciona un método confiable y sostenible para inactivar térmicamente microorganismos patógenos en la leche y otros alimentos perecederos a temperaturas subebullición, preservando su calidad nutricional. Este estudio tuvo como objetivo evaluar el rendimiento térmico y microbiano de un sistema de pasteurización solar de leche de bajo costo, que se hipotetizó que reduciría efectivamente los contaminantes microbianos y mantendría la calidad de la leche bajo la luz solar natural. El sistema fue construido utilizando materiales disponibles localmente y adaptado a las condiciones climáticas de la zona ecológica de la Sabana en África Occidental. Se integró un colector solar de vidrio de placa plana con un tanque cilíndrico de leche de acero inoxidable de 0.15 cm de grosor, con una chaqueta de agua caliente de 2.2 cm y aislamiento de papel de aluminio de 0.5 cm de grosor. El sistema fue probado en Navrongo, Ghana, bajo temperaturas ambiente que oscilaban entre 30 grados C y 43 grados C. El pasteurizador procesó con éxito hasta 8 L de leche por lote, alcanzando una temperatura máxima de leche de 74 grados C a las 14:00 GMT. El análisis microbiano reveló una reducción significativa en la carga bacteriana, de 6.6 x 10 CFU/mL a 1.0 x 10 CFU/mL, con eliminación completa de coliformes. Estos resultados confirmaron la efectividad del dispositivo para alcanzar niveles de pasteurización seguros. Los hallazgos demuestran que este sistema de pasteurización solar construido localmente es una solución viable y rentable para mejorar la seguridad de la leche en regiones áridas y con limitaciones eléctricas. Su potencial de escalabilidad también abre vías para el emprendimiento rural en tecnologías de tratamiento de alimentos y agua impulsadas por energía solar.
Descripción
En muchos países africanos en desarrollo, la seguridad de la leche a menudo se gestiona a través de métodos tradicionales como la fermentación o la ebullición sobre leña. Si bien estos enfoques reducen algunos riesgos microbianos, presentan limitaciones críticas. La dependencia de la leña contribuye a la deforestación, el agotamiento de los residuos agrícolas y la pérdida de fertilidad del suelo, lo que, a su vez, compromete la salud ambiental y la seguridad alimentaria. La pasteurización solar proporciona un método confiable y sostenible para inactivar térmicamente microorganismos patógenos en la leche y otros alimentos perecederos a temperaturas subebullición, preservando su calidad nutricional. Este estudio tuvo como objetivo evaluar el rendimiento térmico y microbiano de un sistema de pasteurización solar de leche de bajo costo, que se hipotetizó que reduciría efectivamente los contaminantes microbianos y mantendría la calidad de la leche bajo la luz solar natural. El sistema fue construido utilizando materiales disponibles localmente y adaptado a las condiciones climáticas de la zona ecológica de la Sabana en África Occidental. Se integró un colector solar de vidrio de placa plana con un tanque cilíndrico de leche de acero inoxidable de 0.15 cm de grosor, con una chaqueta de agua caliente de 2.2 cm y aislamiento de papel de aluminio de 0.5 cm de grosor. El sistema fue probado en Navrongo, Ghana, bajo temperaturas ambiente que oscilaban entre 30 grados C y 43 grados C. El pasteurizador procesó con éxito hasta 8 L de leche por lote, alcanzando una temperatura máxima de leche de 74 grados C a las 14:00 GMT. El análisis microbiano reveló una reducción significativa en la carga bacteriana, de 6.6 x 10 CFU/mL a 1.0 x 10 CFU/mL, con eliminación completa de coliformes. Estos resultados confirmaron la efectividad del dispositivo para alcanzar niveles de pasteurización seguros. Los hallazgos demuestran que este sistema de pasteurización solar construido localmente es una solución viable y rentable para mejorar la seguridad de la leche en regiones áridas y con limitaciones eléctricas. Su potencial de escalabilidad también abre vías para el emprendimiento rural en tecnologías de tratamiento de alimentos y agua impulsadas por energía solar.