Diferentes métodos de secado

Modelación y Aplicaciones

Naturaleza del producto, pretratamiento,

Dimensiones

Temperatura del aire

Velocidad del aire

Humedad del aire

Contenido inicial de agua

La historia del producto

Secado artificial

Parámetros de calidad

Influencia de las variables en cinéticas de secado:

Deshidratación de frutas

• Secado Osmótico– Sacarosa

– Fructosa

– Pectina

– Glicerol

– Salinas

– Picante

– Ác. Cítrico

• Secado

Convectivo– Aire caliente

– Aire y presión al vacío

– Fritura

Osmo-convectivo

“secado combinado”

o Mejora el proceso y la calidad del

producto.

o Reduce el tiempo de secado y

existe menor cambio de color.

o Menor encogimiento en el

producto..

o El tratamiento osmo-convectivo

beneficia la estabilidad de la fruta

deshidratada durante su

almacenamiento.

Zazueta et al., 1994, Tan et al., 2001, Nicoleti et al., 2001, Silveira et al., 1996.

Autor Resultados

Zazueta-Morales, et al., 1994 Una mayor concentración y el tiempo presenta

efecto positivo en azúcares totales y después de

200 minutos. Color mas intenso mayor de 45°Brix y

185 minutos

Castro, et al., 1998 Cambios suceden en las primeras dos horas. La

temperatura no tiene influencia en ganancia de

sólidos y mayor que 50°C causa sabores

desagradables.

Giraldo, et al., 2002 Evaluó la influencia de la concentración osmótica

en mango y encontró que la concentración de

sólidos tiene un efecto en la GS y negativo en PA.

Secado osmo - convectivo

Nicoleti, et al., 2001 Evaluaron diferentes condiciones de operación en

el secado de piña con y sin pretratamiento. Se

redujo el tiempo de secado. Y encontraron valores

de Deff. representadas con ecuación de Arrhenius

Welti, et al., 1995 Los °Brix de la solución tiene efecto positivo en la

ganancia de sólidos y este en el coeficiente de

Difusión

(Grabowski and Marcotte, 2003)

Efecto de la DO en el secado

Azoubel and Murr, 2003

D. osmótica

MATERIA

PRIMAOPERACION

ENERGIA REQUERIDA

(X 1000 Kcal/TN)% DE ENERGIA EN

EL SECADO

Café

(65%)

Cacao

(50%)

Cereales

TransporteSecadoDescascaradoTostado Total

TransporteSecadoTotal

TransporteLimpiezaSecadoAireaciónFumigaciónTotal

2.01600.0

23.0210.0

1835.0

1.0933.0934.0

0.40.3

157.031.50.7

189.0

87.0 %

99.9 %

83.0 %

Importancia del secado durante en proceso agroindustrial

Secador de Charolas

Piña deshidratada

Dulce Enchilada

(1)

(2)

(3)

(4)

Modelo de Transferencia de masa y energía

Secador de lecho fluidizado

Productos deshidratados

Secador sobre tambor rotatorio

Deshidratación de leche

Control PID, Redes Neuronales

Secado por aspersión

Escala Piloto

Escala Laboratorio

Secado por aspersión

Boquilla y producto

Aire húmedo

de salida

Producto

deshidratado

Cámara de

secado

Aire caliente

(calentamiento eléctrico)Cabeza del secador

Bomba de

alimentaciónBoquilla de alimentación

Ciclón

Disco rotatorio

Etapas básicas del proceso:

1. Atomización del alimento

2. Contacto del aire con la muestra

3. Evaporación del agua

4. Separación del producto seco

Jugos de frutas

Yogurt

Productos deshidratados por aspersión

Licuados enriquecidos

Levadura de cerveza

Lecho fluidizado

Aspersión

Levadura S. cerevisae

deshidratada

Modelación del proceso de Secado por aspersión

Modelación dinámica del secado por

aspersión utilizando un modelo

mecanicista.

Palencia et al., (2002)

Liofilizador

Couscous

Comercio en Europa

En México

A partir de semolina de maíz

A partir de semolina de trigo

Humedad

aw

Color

Vida de anaquel: Elaboración de isotermas de sorción

Estufa de Vacío

Higronómetro de rocío

Colorímetro

Isoterma de sorción

Representación esquemática de las causas de alteración de los alimentos

debida a la evolución en aw a 20 °C (Labuza et al., 1969)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 10.1 0.3 0.5 0.7 0.9

ve

locid

ad

de

de

gra

da

ció

n r

ela

tiva

(g a

gua/

g s

.s.)

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

aw

Hu

med

ad

(g

ag

ua/g

s.s

.)

Dulce exp amb Dulce ajustada amb

Dulce exp cli Dulce ajustada cli

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1aw

Hu

med

ad

(g

ag

ua/g

s.s

)

Natural exp amb Natural ajustada amb

Natural exp cli Natural ajustada cli

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

aw

Hu

med

ad

(g

ag

ua/g

s.s

)

Enchilada exp amb Enchilada ajustada amb

Enchilada exp cli Enchilada ajustada cli

Natural Dulce

Enchilada

Isotermas de sorción de piña deshidratada

Isotermas de sorción

X2T5kT4k3k2k

w T1kexp1a

Xln2k1klna1lnln w

Ajuste de Isotermas Experimentales

k1 = 2.66

k2= 0.44

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00aw

g a

gu

a -

g s

.s.-1

40°C

AJUSTE

Exp

Xeq

.( )

Isoterma experimental y simulada de piña

almacenada a 40 ºC

TIPO DE SECADONECESIDAD (por Kg de agua evaporada)

Vapor ( Kg)

Por convección

- Ventilación horizontal

- Ventilación transversal

En lecho fluidizado

Por atomización

Sobre cilindro

Evaporación sobre vacío

Evaporación triple efecto

Liofilización

Electricidad (kWh)

2 - 3

1.2 - 1.5

2.5

2 - 2.5

1.1 - 1.4

0.7 - 1

0.3

1.5 - 2.5

0.03 - 0.06

0.33

0.07 - 0.18

0.015 - 0.025

0.01

0.01 - 0.04

1.08 - 2.25

Leybold-heraus.CQC

Comparación de los tipos de secado

METODO EN EL SECADOACIDO ASCORBICO

(mg/100g)

Control

Liofilización

Secador con colector

Secador-concentrador

Secador directo

Secador Natural

Pérdida de ácido ascorbico en la papaya deshidratada

por diversos métodos

(% pérdida)

114

110

88

78

77

35

-----

3.5

23.0

32.0

32.0

69.0

SECADOR SOLAR SOLAR Y ESTUFA LIOFILIZACION

Duración

Pérdida en

agua

Color

5 días

69.8 - 80.81 %

Caramelización

Manchas negras sobre

las mas maduras

1 día y medio (solar)1 día estufa

79.11 - 82.07 %

Amarillo fuerte

3 días

74.25 - 80.4 %

Amarillo claro(como producto fresco)

Comparación de la calidad del mango secado

por tres métodos diferentes

Textura

Costo de

energía

Quebradizo (muy seco)

Poco costoso

Flexible y secos

Muy elevado

FlexiblePegajoso

Alimentos Naturales

Conclusiones