Centro de Desarrollo Tecnológico “Planta de Bioprocesos y Agroindustria”

Información general

El Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación mediante resolución No. 2284 de octubre de 2021 le otorgó el reconocimiento como Centro de Desarrollo Tecnológico por 3 años (27 de octubre de 2021) a la “PLANTA DE BIOPROCESOS Y AGROINDUSTRIA”  primero de esta naturaleza en el eje cafetero.  El Centro es  líder en la región y el país por sus capacidades tecnológicas y científicas en el sector biotecnológico y agroindustrial, y la oferta de productos y servicios innovadores y sostenibles. 

La Planta de Bioprocesos y Agroindustria tiene concordancia en su quehacer con la actividad misional de la Universidad de Caldas, que en cumplimiento de la función social que corresponde a su naturaleza pública busca generar, apropiar, difundir y aplicar conocimientos mediante procesos curriculares, investigativos y de proyección, para formar integralmente ciudadanos comprometidos con la sociedad y la cultura, aportar soluciones a los problemas regionales, nacionales e internacionales y contribuir al desarrollo sustentable.

La Planta de Bioprocesos y Agroindustria se encuentra en operación desde el año 2012, es una instalación pionera en Colombia que busca contribuir al desarrollo sostenible del país mediante procesos biotecnológicos desarrollados por investigadores de la institución, teniendo como característica principal el aprovechamiento de residuos agrícolas y agroindustriales como materias primas en los procesos que se desarrollan. Las unidades de proceso donde se llevan a cabo las actividades de I+D+i, se desarrollan a través de una infraestructura tecnológica innovadora y moderna que contiene una Unidad de Compostaje, Unidades de Fermentación en estado sólido y sumergida asistidas por biorreactores para la obtención de metabolitos de interés farmacológico e industrial, Unidad para el Cultivo experimental de hongos macromicetos, Unidad de Operaciones Unitarias para realizar procesos agroindustriales y bioprocesos de separación y refinación de los productos que se desarrollan en las otras unidades de la Planta. Además, la Planta de Bioprocesos y Agroindustria cuenta con una Planta de tratamiento de aguas residuales que se generan en todas las unidades de proceso y las baterías sanitarias.

La Planta cuenta con laboratorios de instrumentación analítica, microbiología general, laboratorio de calidad de agua y otras técnicas de laboratorio para determinar diferentes variables de seguimiento a los procesos. Estas unidades y laboratorios cuentan con equipos actualizados y de alta tecnología para realizar actividades de investigación, desarrollo tecnológico e innovación en biotecnología y agroindustria. Asimismo, los laboratorios de la Planta están dotados con diversos equipos que permiten el seguimiento de diferentes parámetros de los procesos y prestar servicios alternos para el sector productivo. En estos laboratorios se separan y almacenan todos los residuos peligrosos de origen químico y biológico los cuales son recolectados por una empresa especializada contratada por la Universidad.

Es así, como la construcción de este plan estratégico se ha llevado a cabo a partir de todas las capacidades tecnológicas y científicas relacionadas anteriormente, el reconocimiento de la demanda del ecosistema de CTeI del país y el sector productivo, y la realización de procesos de identificación de variables internas y externas que permiten establecer una orientación estratégica en un horizonte de tiempo establecido, con objetivos y metas priorizadas en función de la prospección en CTeI de la Universidad de Caldas y el país. 

En pertinencia con el modelo de gobernanza de la Planta de Bioprocesos y Agroindustria, la dirección general y las dependencias de la dirección estratégica que lideran actividades de I+D+i y soporte, conformadas por las Vicerrectorías Administrativa, de Investigaciones y Posgrados y de Proyección Universitaria  y la Facultad de Ingenierías, se encargan de aprobar el plan estratégico de la Planta, donde se definen los lineamientos de acción en función de las actividades misionales, los resultados esperados y su articulación con los objetivos estratégicos institucionales en I+D+i. Cada año, la Planta de Bioprocesos y Agroindustria en función de su naturaleza de programa especial tiene la posibilidad de hacer seguimiento, validar y ajustar el alcance del programa en función de los objetivos y resultados esperados. Como soporte y complemento a este proceso, las instancias relacionadas anteriormente definieron y aprobaron el Plan Estratégico de la Planta de Bioprocesos y Agroindustria en horizonte de ejecución entre el año 2018 y 2023.

Misión

La Planta de Bioprocesos y Agroindustria tiene como misión generar, desarrollar, aplicar y transferir conocimientos a los sectores biotecnológico y agroindustrial, a través de las capacidades científicas y la oferta de servicios y productos que contribuyen al desarrollo sostenible y competitivo del país.

Visión

En 2023 seremos un Centro de Desarrollo Tecnológico reconocido en la región por ser líderes en alternativas del aprovechamiento de residuos y en la oferta de soluciones y servicios mediante la implementación de procesos biotecnológicos y agroindustriales, útiles para el sector productivo y las comunidades contribuyendo al desarrollo sostenible del país.

Valores

  • Eficiencia y sostenibilidad
  • Credibilidad y confianza
  • Responsabilidad social y ambiental
  • Transformación
  • Transparencia
  • Disciplina
  • Participación y cooperación
  • Equidad
  • Pasión
  • Pertenencia institucional
  • Objetividad en los procesos
  • Confidencialidad de la información
  • Cercanía y colaboración
  • Visión de futuro
  1. Ejecutar proyectos de I+D+i en alianza con el sector productivo para la solución de necesidades 
  2. Generar conocimiento científico a través de procesos formativos de estudiantes y profesionales de la institución
  3. Desarrollar iniciativas de gestión del conocimiento que fomenten el aprendizaje y el mejoramiento continuo
  4. Promover el compromiso de la Universidad de Caldas para el desarrollo de actividades de I+D+i en Biotecnología y Agroindustria
  5. Establecer espacios coordinados de comunicación con la dirección de la Universidad de Caldas para el direccionamiento estratégico de la Planta. 
  6. Obtener el reconocimiento de la Planta de Bioprocesos y Agroindustria como Centro Desarrollo Tecnológico por parte del Colciencias.
  7. Desarrollar tecnologías innovadoras que aporten a la solución de necesidades del sector productivo y la sociedad a través de la ejecución de actividades de I+D+i 
  8. Generar relaciones estratégicas con actores del SNCTeI que fortalezcan el ecosistema de I+D+i
  9. Formalizar acuerdos de cooperación y colaboración con actores del SNCTeI para el desarrollo de proyectos de I+D+i
  10. Prestar servicios de consultoría científico técnica a otros actores del SNCTeI y al sector productivo
  11. Generar ingresos a través de una oferta de productos y servicios especializados y no convencionales que soporten la sostenibilidad de la Planta de Bioprocesos y Agroindustria.
  12. Fortalecer un equipo científico en la generación de conocimiento relacionado con las diferentes etapas de investigación y desarrollo en Biotecnología y Agroindustria
  13. Consolidar un equipo de gestión que apoye los  procesos de innovación y sostenibilidad de la Planta de Bioprocesos y Agroindustria
  14. Planear una ruta para la certificación de pruebas y ensayos de laboratorio especializados
  15. Incrementar la participación en convocatorias para financiar proyectos de I+D+i
  16. Gestionar los procesos de propiedad intelectual en las tecnologías desarrolladas en la Planta de Bioprocesos y Agroindustria
  17. Establecer la identificación de la Planta de Bioprocesos y Agroindustria en la estructura orgánica de la Universidad de Caldas
  18. Desarrollar un portafolio comercial de servicios y productos de la Planta de Bioprocesos y Agroindustria
  • Línea: Procesos Biotecnológicos

La línea de investigación en Procesos Biotecnológicos está orientada a presentar propuestas y ejecutar proyectos de investigación, desarrollo tecnológico e innovación en biotecnología definida, en forma general, como la aplicación de sistemas vivos (o partes de ellos) y procesos biológicos en la producción de bienes y servicios. Para el Centro de Desarrollo Tecnológico – Planta de Bioprocesos y Agroindustria, esta línea comprende la realización (no exclusivamente) de actividades investigativas en procesos de fermentación sumergida y en estado sólido, tecnología enzimática y biorremediación tendientes a desarrollar aplicaciones biotecnológicas como el cultivo de hongos macromicetos para la obtención de biomasa fúngica y productos biológicamente activos de interés industrial y medicinal, la producción de bioinsumos agrícolas tipo compost, la obtención de inoculantes microbianos como bacterias promotoras del crecimiento de cultivos de importancia económica y microorganismos mejoradores de la fermentación de granos como cacao y café, el tratamiento y aprovechamiento de residuos agrícolas, agroindustriales e industriales para la obtención de productos de valor agregado y la evaluación de la sostenibilidad de diferentes procesos biotecnológicos utilizando técnicas de ingeniería de procesos, entre otros campos de aplicación. Asimismo, en esta línea de investigación se enmarcan las iniciativas y proyectos para empresas, comunidades y otras organizaciones que respondan a la solución de problemas concretos que puedan abordarse empleando métodos biotecnológicos. 

  • Línea: Agroindustria

La línea de investigación en Agroindustria está orientada a presentar propuestas y ejecutar proyectos de investigación, desarrollo tecnológico e innovación en Agroindustria definida, en forma general, como la aplicación en sistemas de matrices alimentarias y procesos agroindustriales en la producción de bienes y servicios. Para la Planta de Bioprocesos y Agroindustria, esta línea comprende la realización (no exclusivamente) de actividades investigativas en procesos de agroindustria, tecnología nuevas para aplicaciones agroindustriales y nuevas tendientes a desarrollar en nuevas matrices alimentarias, agroindustriales e industriales para la obtención de productos de valor agregado y la evaluación de la sostenibilidad de diferentes procesos agroindustriales utilizando técnicas de ingeniería de procesos, entre otros campos de aplicación. Asimismo, en esta línea de investigación se enmarcan las iniciativas y proyectos para empresas, comunidades y otras organizaciones que respondan a la solución de problemas concretos que puedan abordarse empleando procesos y desarrollos agroindustriales. 

  • Línea: Ingeniería y Tecnologías Emergentes

La línea de investigación en Ingeniería y Tecnología Emergentes está orientada a presentar propuestas y ejecutar proyectos de investigación, desarrollo tecnológico e innovación en la línea de ingeniería y tecnologías emergentes que corresponden a nuevos desarrollos de nuevas tecnologías orientadas al ahorro energético, disminución de residuos en los procesos, aplicación en sistemas de matrices biológicas, alternativas de nuevos procesos agroindustriales y biotecnológicos o su mejoramiento para la producción de bienes y servicios. Para la Planta de Bioprocesos y Agroindustria, esta línea comprende la realización (no exclusivamente) de actividades investigativas en alternativas de nuevos procesos para los sectores biotecnológico y agroindustrial, nuevas tendientes a desarrollar en nuevas matrices alimentarias, agroindustriales e industriales para la obtención de productos de valor agregado y la evaluación de la sostenibilidad de diferentes procesos agroindustriales utilizando técnicas de ingeniería de procesos, entre otros campos de aplicación. Asimismo, en esta línea de investigación se enmarcan las iniciativas y proyectos para empresas, comunidades y otras organizaciones que respondan a la solución de problemas concretos que puedan abordarse empleando tecnologías emergentes procesos y desarrollos aplicando nuevas tecnologías acordes con las necesidades del entorno. 

  • Línea: Bioinformática

La Bioinformática se describe como la fusión entre las ciencias biológicas y las ciencias computacionales.  En esta línea se apuesta por contribuir al conocimiento y estudio de la biodiversidad colombiana a través del desarrollo, investigación e implementación de sistemas bioinformáticos que permita el almacenamiento, recuperación y análisis de datos biológicos, genomas, proteomas, entre otros, así como la aplicación de técnicas de descubrimiento de información biológica a partir de métodos basados en aprendizaje de máquinas.

El equipo científico que soporta el trabajo del CDT – Planta de Bioprocesos y Agroindustria pertenece a los grupos de investigación

La Planta de Bioprocesos y Agroindustria continuará promoviendo el trabajo con la red de colaboradores interna dependiente de la Universidad de Caldas quienes soportan actividades administrativas y científicas. Asimismo, a través de las actividades de I+D+i se dará continuidad a la generación de alianzas estratégicas para el desarrollo de proyectos y programas pertinentes con el objeto misional de la Planta. El relacionamiento con los diferentes actores se verá reflejado a través de los diferentes proyectos y actividades de I+D+i que desarrollará la Planta.  A continuación, se presenta un mapa de actores, aliados y colaboradores que se consideran relevantes y con quienes se han articulado diferentes actividades hasta la fecha.

  • La Unidad de compostaje: espacio donde se transforman los residuos orgánicos degradables generados en los restaurantes y cafeterías y las podas y césped de los diferentes Campus de la Universidad que son acopiadas en el Punto limpio de la Institución. Estos materiales se mezclan en formulaciones estándar con otros residuos agrícolas y agroindustriales de la zona como la cascarilla de café, cáscara de plátano y bovinaza del establo de la Granja Tesorito. La transformación corresponde a un proceso de fermentación en estado sólido aeróbico, termófilo y alcalino de los materiales formulados previamente, del cual se obtienen abonos orgánicos. Del mismo modo, se presta el servicio de transformación de residuos seleccionados del sector productivo y el desarrollo de formulaciones y acompañamiento de procesos de compostaje a quienes lo requieran.
  • Cultivo de hongos macromicetos: se produce semilla de varias especies de macromicetos exóticas como Grifola frondosa, Ganoderma lucidum, varias especies de Pleurotus spp. como P. ostreatus, P. eryngii, y otros, Hericium erinaceus, Trametes versicolor, Lentinus edodes y otros.  En esta unidad, se desarrollan técnicas de cultivo de diferentes especies de macromicetos con atributos medicinales y nutricionales, potenciadoras del sistema inmune y reguladores de colesterol, etc. Asimismo, se producen cuerpos fructíferos de las mismas especies de hongos para la venta deshidratados y en polvo.
  • Unidades de Fermentación en estado sólido y sumergida asistidas con biorreactores: Estas dos unidades están dotadas con biorreactores; la de fermentación sumergida, cuenta con biorreactores de tanque agitado de diferentes tamaños para el escalamiento, desde 2 L hasta 50 L de capacidad en acero inoxidable e instrumentados; mientras que, la unidad de fermentación en estado sólido cuenta con un biorreactor de convección natural y tiro forzado de 30 kg de capacidad patentado en Colombia y Estados Unidos para la producción de metabolitos de interés industrial con macromicetos y residuos lignocelulósicos; un biorreactor de bandejas de 120 kg de capacidad y un biorreactor de tambor giratorio de 10 kg de capacidad para la producción de biosustancias de interés industrial. Así, en general en estas dos unidades se trabaja en la producción de metabolitos y biomasa con diversos usos industriales, entre los que se destacan la producción de enzimas, metabolitos con propiedades medicinales como terpenoides, carbohidratos de hongos macromicetos. Asimismo, se realiza escalamiento de procesos de producción de inoculantes biológicos, cultivos microbianos con diferentes propósitos para la industria y otros.
  • Unidad de Operaciones Unitarias: se realizan procesos de separación y refinación de productos biotecnológicos y agroindustriales.   Esta unidad está dotada con equipos de separación a escala piloto, entre los que se destacan evaporador de doble efecto, extractor sólido-líquido, extractor líquido-líquido, secador por aspersión, liofilizador, centrífuga refrigerada, cavitador, entre otros. En esta unidad se desarrollan procesos de separación y refinación de productos por demanda o en la ejecución de diferentes investigaciones o desarrollos tecnológicos que se requieran.
  • Unidades complementarias como la Planta de tratamiento de aguas residuales: se depuran las aguas residuales que se generan en la Planta de Bioprocesos y Agroindustria.
  • Laboratorio general: Es un área de apoyo para la determinación de parámetros y variables físicas, químicas y microbiológicas requeridas para el seguimiento de los procesos que se llevan a cabo en las unidades a escala piloto de la planta. Este laboratorio está compuesto de una unidad de microbiología general, unidad de pesaje y secado de muestras analíticas y de laboratorio y una unidad de técnicas analíticas dotada con un cromatógrafo iónico para determinar aminoácidos y carbohidratos, espectrofotómetros para realizar seguimiento y determinación de diferentes tipos de compuestos y metabolitos que se generan en la unidades de trabajo piloto del CDT.
  • Laboratorio de aguas: laboratorio donde se mide calidad de diferentes tipos de aguas como de escorrentía, residuales y otras. Los parámetros que se determinan son: DBO5, DQO, pH, acidez total, grasa total, fosfatos, sólidos y otros.
  • Otros: La Planta de Bioprocesos cuenta con un espacio de formación de talento humano que está disponible para estudiantes de doctorado, maestría y de pregrado. Adicionalmente, recibe pasantes nacionales e internacionales para el desarrollo de proyectos colaborativos de investigación
  • Producción comercial de semilla de hongos macromicetos en grano de cereal: Grifola frondosa, Ganoderma lucidum, varias especies de Pleurotus spp. como P. ostreatus, P. eryngii, y otros, Hericium erinaceus, Trametes versicolor, Lentinus edodes y otros.
  • Venta de sustratos inoculados de diferentes especies de hongos medicinales y comestibles ya mencionados.
  • Venta de hongos frescos y secos (trozos o molido).
  • Venta de bioinsumo agrícola tipo compost.

Servicio que ofrece el CDT

  • Secado por liofilización para líquidos y sólidos alimentarios e inocuos de origen animal, vegetal, fúngico, u otro. 
  • Secado por convección forzada de matrices alimentarias sólidas e inocuas. 
  • Secado por atomización para líquidos alimentarios e inocuos de origen animal, vegetal, fúngico u otro.
  • Molienda para matrices alimentarias sólidas secas e inocuas, especialmente cuerpos fructíferos de hongos macromicetos secos.
  • Extracción líquido-líquido para pruebas piloto, estandarización de condiciones de operación en materias primas liquido-liquido.
  • Proceso de lixiviación: para pruebas piloto de estandarización de condiciones de operación.
  • Extracción por reflujo: para pruebas piloto de estandarización de condiciones de operación de procesos.
  • Hidrocavitación para pruebas piloto, estandarización de condiciones de operación de procesos pretratamiento de matrices alimentarias de origen lignocelulósicos.
  • Hidrocavitación de aguas residuales para pruebas piloto, estandarización de condiciones de operación de procesos de tratamiento de aguas residuales o contaminadas por métodos individuales o combinados.
  • Evaporación para líquidos alimentarios e inocuos de origen animal, vegetal, fúngico u otro.
  • Fermentación en estado sólido para adaptación de microorganismos de trabajo en Bioprocesos: bacterias, hongos y otros.
  • Pruebas de fermentación en estado sólido en biorreactor de bandejas con convección natural y tiro forzado con el fin de obtener biosustancias utilizando residuos lignocelulósicos como sustrato.
  • Pruebas de fermentación en estado sólido en biorreactor de tambor giratorio con el fin de obtener biosustancias utilizando residuos lignocelulósicos como sustrato.
  • Proceso de adaptación de microorganismos en fermentación sumergida (bacterias, hongos, otros).
  • Pruebas de fermentación sumergida a escala de banco para obtener biosustancias utilizando materiales residuos líquidos o extractos de materiales sólidos que no impliquen toxicidad.
  • Transformación de residuos orgánicos en bioinsumos.
  • Pruebas de fermentación sumergida a escala piloto en biorreactor de 10 o 50 litros.
  • Esterilización en autoclave con vapor de caldera para desinfección de matrices alimentarias por tratamiento térmico. 
  • Asesorías a industrias en manejo y aprovechamiento de residuos sólidos y líquidos
  • Evaluación de seguimiento de procesos y productos industriales o agroindustriales
  • Desarrollo de prototipos para el sector productivo: obtención de productos, desarrollo de procesos, aprovechamiento de residuos.

Contacto

  • Directora: Sandra Montoya Barreto, Ph.D.
  • Correo electrónico: sandra.montoya@ucaldas.edu.co
  • Teléfono: (606) 8781500 ext. 11677
  • Ubicación: Kilometro 11 Vía al Magdalena, Parque Industrial Manizales, Granja Tesorito – Universidad de Caldas, Manizales, Colombia
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