UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPAFACULTAD DE
PROCESOSESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS
ALIMENTARIAS
CUESTIONARIO1. DESCRIBA LA IMPORTANCIA DEL USO DE SECADO EN LAS
FRUTAS Y HORTALIZASPara conservar las frutas y hortalizas hay
mtodos de conservacin como el secado, el cual nos da las siguientes
ventajas de proceso: Conservar los alimento (frutas y hortalizas)
durante muchos meses y consumirlos conservados en periodos de
escases o fuera de temporada Carnes, pescados, hortalizas,
frutas,son objeto de este proceso, paraaprovechar los productos
perecederosy consumirlos cuando no estn disponibles. Su valor
nutritivo es similar, si bien algunosincrementan su aporte en
azcares en proporcin al peso. El secado ha sido, desde tiempos
remotos, un medio de conservacin de alimentos. El agua retirada
durante este secado, deshidratacin o concentracin, puede ser
eliminada de los alimentos por las simples condiciones ambientales
o por una variedad de procesos controlados de deshidratacin en los
que se someten a tcnicas que emplean diferentes medios como calor,
aire, fro, y smosis. El secado al sol permite retirar agua hasta
niveles del 15%, que es suficiente en algunos casos. Por este
sistema se requiere un espacio bastante grande y los alimentos
expuestos al sol son susceptibles a la contaminacin y a prdidas
debidas al polvo, los insectos, los roedores y otros factores.
Prolongar el tiempo de vida til de producto o la materia prima a
utilizar, adems conserva sus propiedades nutricionales.
2. DESCRIBA LAS FASES DE SECADO Y PARAMETROS A CONSIDERAR2.1
Clasificacin de la operacin de secado.
De modo general se pueden clasificar lasoperacionesde secado en
continuas y discontinuas. En las operaciones continuas pasan
continuamente a travs del equipo tanto la sustancia a secar como el
gas. La operacin discontinua en la prctica se refiere generalmente
a un proceso semi continuo, en el que se expone una cierta cantidad
de sustancia a secar a una corriente de gas que fluye continuamente
en la que se evapora la humedad (Treybal, 1965).
2.2 Tipos de humedades:
Los equipos utilizados para secar se pueden clasificar tambin de
acuerdo a cualquiera de estas categoras:
Mtodos de operacin: Continuos Discontinuos. Mtodos de propiciar
elcalornecesario para la evaporacin de la humedad: En secaderos
directos e indirectos Naturaleza de la sustancia a secar: Puede ser
la sustancia un slido rgido como lamadera, un material flexible
como el papel o latela, un slido granular tal como la masa de
cristales, una pasta espesa o delgada o una solucin. Es probable
que la formafsicade la sustancia y los distintos mtodos de
manipulacin empleados, ejerzan la influencia ms grande en el tipo
de secadero a utilizar.2.3 Mecanismos y cintica de secado.
Transferencia de masa y calor:
Un elemento fundamental en el proceso de secado es el estudio de
la intensidad de la trasferencia de masa en el mismo. Para esto es
necesario conocer los elementos ms tiles de la transferencia de
calor y masa que funcionen en los secaderos de contacto
directo.Segn Madariaga (1995), esta depende de una serie de
factores que van desde condiciones internas a externas.
Las condiciones externasestn definidas por laresistenciaa la
transferencia de calor y de masa de la capa lmite del gas, y en el
caso que predominen, el secado no depender de las caractersticas
del slido sino de las condiciones del gas, y estar controlado por
la transferencia de masa y calor entre el gas y la superficie del
slido, emplendose en la evaporacin todo el calor que se recibe del
gas, la cual se comporta como una superficie libre deagua.
Las condiciones internasestn definidas, por la transferencia de
calor y de masa a travs del slido. En el caso que predominen, es
decir, que la resistencia a la transferencia de masa a travs del
material sea muy superior a la de la capa lmite del gas, la difusin
interna controlar el proceso y lo ms importante ser las propiedades
del slido.
Cuando se seca un slido se producen dosprocesosfundamentales y
simultneos:
Transmisin del calor para evaporar el lquido. Transferencia de
masa en humedad interna y lquido evaporado.
2.4 Movimientode la humedad dentro del slido.
Cuando se produce la evaporacin superficial, debe haber un
movimiento de humedad desde las profundidades del slido hacia la
superficie.Lanaturalezadel movimiento influye en el secado en los
perodos de cada del rgimen (Menon & Mujundar, 1992).
A continuacin se explicarn brevemente algunas de lasteorasque se
adelantaron para explicar el movimiento de la humedad y la relacin
de sta con las curvas de rgimen.
1. Difusin lquida: Se puede producir la difusin de la humedad
lquida debido a los gradientes de concentracin entre las
profundidades del slido, donde la concentracin es alta y la
superficie donde sta es baja (Treybal, 1965).2. Movimiento capilar:
La humedad no lmite en slidos granulares y porosos tales como
arcillas, pigmentos de pinturas y otros semejantes, se traslada a
travs de capilares e intersticios de los slidos mediante un
mecanismo que implica tensin superficial. Los capilares se
extienden desde pequeos receptculos de humedad dentro del slido
hasta la superficie de secado. A medida que se lleva a cabo el
secado, al principio la humedad se traslada por capilaridad hacia
la superficie con suficiente rapidez, siendo constante el rgimen de
secado.3. Difusin de vapor: Especialmente si se suministra calor a
una superficie de un slido mientras en otra el secado contina, se
puede evaporar la humedad debajo de la superficie, difundindola
hacia afuera como vapor. Tambin se puede evaporar debajo de la
superficie, las partculas de humedad existentes en slidos
granulares en forma aislada de la porcin mayor de humedad que fluye
a travs de los capilares.4. Presin: Durante el secado debido a la
concentracin de las capas externas de un slido, se puede compeler
la humedad hacia la superficie. Usualmente solo podemos conjeturar
sobre cul de los mecanismos es el apropiado para cada slido en
particular, debiendo apoyarnos enel trabajoms o menos emprico de
los regmenes experimentales de secado.2.5 Curvas fundamentales de
secado.
La cintica de secado de un material no es ms que la dependencia
de la humedad del material y de la intensidad de evaporacin con
eltiempoovariablesrelacionadas con este, como la propia humedad o
las dimensiones del equipo. La intensidad de evaporacin se
determina a travs de lavelocidadde secado, que es elcambiode
humedad (base seca) en el tiempo.
Apartirde las curvas de cintica de secado (x vs t, dx/dt vs x),
que deben ser obtenidas a nivel delaboratorio, puede tenerse una
idea del tiempo de secado, delconsumode energa, del mecanismo
demigracinde humedad, de las condiciones predominantes en la
transferencia de calor y masa y de la influencia que tienen en la
velocidad de secado las variables del proceso tales como:
temperatura, humedad de entrada, velocidad del aire, etc..
Generalmente se pueden apreciar dos partes notorias de la curva
de rgimen de secado: un perodo de rgimen constante y uno de cada de
rgimen, aunque tericamente existen o se pueden apreciar tres etapas
del proceso o perodos de secado.
Etapa A-B:Es una etapa de calentamiento (o enfriamiento) inicial
del slido normalmente de poca duracin en la cual la evaporacin no
es significativa por su intensidad ni por su cantidad. En esta
etapa el slido se calienta desde la temperatura ambiente hasta que
se alcance el equilibrio entre el enfriamiento por evaporacin y la
absorcin de calor de losgases. Este equilibrio se alcanza a la
temperatura de bulbo hmedo del gas.
Etapa B-C:Es el llamado primer perodo de secado o perodo de
velocidad de secado constante; donde se evapora la humedad libre o
no ligada del material y predominan las condiciones externas. En
este perodo el slido tiene uncomportamientono higroscpico. La
velocidad de secado se mantiene constante si el gas tiene un estado
estacionario y en general depende solo de las propiedades y
velocidad del mismo. Si durante el proceso, el gas se enfra, la
velocidad de secado decrece pero sigue en esta zona dependiendo de
factores externos al slido. Durante este perodo la temperatura del
slido se mantiene igual a la de bulbo hmedo del gas, ya que se
mantiene el equilibrio alcanzado al final de la etapa de
calentamiento.
Etapa C-E:Es el segundo perodo de secado o perodo de velocidad
de secado decreciente; donde se evapora la humedad ligada del
material y predominan las condiciones internas o las caractersticas
internas y externas simultneamente. En estas condiciones el slido
tiene un comportamiento higroscpico. Durante el perodo, la
temperatura del material sobrepasa la de bulbo hmedo debido a que
el descenso de la velocidad de secado rompe el equilibrio trmico
que mantiene estable la temperatura y una parte considerable del
calor se emplea en un calentamiento del slido. Ahora la humedad
deber ser extrada del interior del material con el consiguiente
incremento de la resistencia a la evaporacin.
Este perodo de velocidad decreciente puede dividirse en dos
partes, con diferentes comportamientos de la velocidad de secado,
la cual decrece cada vez ms al disminuir la humedad del slido. Esto
implica dosmodelosde secado diferente en dicha zona.
Un parmetro muy importante a determinar en los materiales a
secar es la humedad a la cual se cambia del primero al segundo
perodo, llamada humedadcrtica. Esta depende del tipo del material y
de la relacin de secado en el primer perodo.La forma de la curva de
secado en el segundo perodo vara en dependencia de las
caractersticas del material a secar. Existen curvas tpicas de
cuerpos capilar-porosos con grandes superficies especficas y de
pequeas superficies especficas as como de cuerpos coloidales
(Madariaga, 1995).
Se reportan algunos trabajos donde se han realizado estudios de
curvas de secado especficamente de bagazo.Guerra(1971) lo realiz a
baja temperatura y no detectvaloralguno de humedad crtica,
partiendo de una humedad del 50 %. Grobart (1973) determin un valor
constante de humedad crtica de 44.66 % para un rango de temperatura
del aire entre 45 C y 70 C. Martnez (1988) obtiene una gran
cantidad de cinticas de secado para bagazo en cama fija donde se
aprecia la humedad crtica alrededor del 30 % aunque no da
directamente correlaciones para determinarla y trabaja solamente
hasta una temperatura del agente secante de 90 C.
Una de las tareas primarias en el estudio del secado de un
slido, es la identificacin del modelo cintico que ms adecuadamente
se ajuste a los datos experimentales de secado. La adecuacin de un
modelo de secado consiste en la estimacin de sus parmetros segn
algn criterio de comportamiento que tome en cuente la magnitud de
la humedad media del slido y la magnitud de la humedad calculada
por el modelo propuesto (Rev. Tecnologa Qumica.,N4. 1983).
Novoa y Haber (1995) realizaron un estudio de la cintica de
secado del cacao donde con el proceso de secado lograron una
diminucin de la humedad del grano hasta un nivel tal que garantiza
la conservacin en las debidas condiciones hasta su
industrializacin. El mtodo utilizado para el procesamiento de los
datos experimentales y ajustar losmodelosmatemticosde las curvas de
secado, se bas en una ecuacin cintica que permite describir todo el
proceso de secado incluyendo ambos perodos, donde todos los
parmetros de la ecuacin se pueden determinar fcilmente a partir de
la curva de secado y las condicioneslmites(Strumillo, 1986).
3. QUE DIFERENCIAS EXISTE ENTRE SECADO Y DESHIDRATADOLa
deshidratacin ha sido desde siempre el mejor sistema de conservar
los alimentos: se trata de extraer solamente el agua, mediante
calor suave que no altera los nutrientes. Ahora, se ha convertido
tambin en un complemento ideal para elaborar platos de la dieta
cruda.La deshidratacin es una de las formas ms antiguas de procesar
alimentos. Los alimentos deshidratados no necesitan ser
refrigerados y conservan mejor sus componentes nutricionales ya que
el proceso es simple y fcil de realizar. Este mtodo consiste en
remover el agua de los alimentos hasta que su contenido se reduzca
a un 10 o 20% con el objeto de prolongar la vida til de los
productos agrcolas. CMO SE DESHIDRATAN LOS ALIMENTOS?El
deshidratado consiste en eliminar el agua que contienen los
alimentos, mediante evaporacin por medio de fuentes de calor solar
o elctrico. El eliminar el agua de los tejidos impide el
crecimiento de las bacterias, mohos y levaduras que no pueden vivir
en un medio seco. Los alimentos deshidratados mantienen gran
proporcin de su valor nutritivo y de su sabor original, si el
proceso se realiza en forma adecuada.SECADO DE ALIMENTOSSe entiende
por secado de alimentos la extraccin deliberada del agua que
contiene operacin que se lleva a cabo en la mayora del caos
evaporando agua por adiccin de su calor latente de evaporacin. Por
tanto en la operacin bsica de secado intervienen dos factores
importantes. Transmisin de calos, para suministrar el calor latente
de evaporacin necesario y el movimiento del agua o del vapor de
agua a travs del producto alimenticio y su separacin del
mismo.DESHIDRATACINSECADO
Se puede controlar los pesos Los productos deshidratados son de
mejor calidad Se requiere menos espacio Dentro de una planta
destinada se puede controlas las condiciones sanitarias Es ms caro
Presentan mejores condiciones para su preparacin o cocinado Se
puede realizar en cualquier sitio Est a merced de las condiciones
del clima Se requiere de mayor espacio Como requiere de espacios
abiertos abra contaminacin con polvo, insectos, pjaros y roedores
Es ms barato Se puede desarrollar un mejor color de fruta inmadura
La desecacin requiere de lugares especficos y estas sujeto a
condiciones climticas
4. DESCRIBA LAS CARACTERISTICAS DE LOS TIPOS DE SECADO QUE
EXISTEN4.1 Tipos de secaderos.De acuerdo a la clasificacin de la
operacin de secado encontramos los siguientes tipos de equipos
(Treybal,1965):
Secaderos de calentamiento directo.
a) Equipos discontinuos Secaderos de bandejas con corriente
deaire. Secaderos de cama fluidizada. Secaderos con circulacin a
travs del lecho slido.b) Equipos continuos Secaderos de tnel.
Secaderos neumticos. Secaderos ciclnicos. Secaderos de cama
chorreada. Secaderos de cama vibratoria. Secadero de cama
fluidizada. Secaderos sprays. Secaderos de tipo turbina. Secaderos
rotatorios. Secaderos de calentamiento indirecto:
a) Equipos discontinuos. Secaderos de bandejas a vaco. Secaderos
de bandejas a presin atmosfrica. Secaderos por congelacin.b)
Equipos continuos. Secaderos de tambor. Secaderos con circulacin a
travs del lecho.Independientemente del mecanismo de transmisin de
calor el cual puede ser por conduccin, conveccin,radiacino una
combinacin de cualquiera de estos, el calor tiene que pasar primero
a la superficieexteriory desde esta alinteriordel slido.
Excepto el secado porelectricidadde alta frecuencia, que genera
el calor intercambiarte, esto conduce a la circulacin de calor
desde el interior hasta la superficie exterior (Menon and Mujundar,
1992) (Treybal, 1965) (Chemical. Eng. 1986). Tambin se ha reportado
otro tipo de secado llamado secado por sublimacin.
En el secado por conveccin el calor necesario para la evaporacin
del lquido se transmite por un agente gaseoso o un vapor que pasa
por encima del slido o lo atraviesa. En el secado por conduccin el
producto que debe secarse se encuentra enrecipientescalentado o se
desplaza por encima de estos. El calor tambin se difunde en el
slido a travs de la conductividad del propio slido (Chemical. Eng.
1980).
En el secado por radiacin el calor se transmite por las
superficies radiantes prximas. En el secado dielctrico la energa es
generada en el interior del propio material mediante un campo
electromagntico de alta frecuencia en la zona demicroondas(De La
Pea Vilar ,1994).Tambin se reporta en laliteraturael secado por
sublimacin, denominando as al secado enestadode congelacin al vaco
profundo. Segn elmtodode transmisin del calor esteprocedimientoes
anlogo al secado por conduccin pero debido a sus peculiaridades el
secado por sublimacin se destaca como ungrupoespecial(Kasatkin,
1985).
5. DESCRIBA LA IMPORTANCIA DE LA TABLA PSICROMTRICA EN EL
SECADOLa psicrometra se define como "aquella rama de la fsica
relacionada con la medicin o determinacin de las condiciones del
aire atmosfrico, particularmente respecto a la mezcla de aire seco
y vapor de agua", o bien "aquella parte de la ciencia que est en
cierta forma ntimamente ligada a las propiedades termodinmicas del
aire hmedo". Las propiedades termodinmicas de la mezcla de aire
seco y vapor de agua revisten gran inters en la etapa de pos
cosecha de productos agrcolas por el efecto que tiene la humedad
del aire atmosfrico sobre el contenido de humedad de los
productos.En la conservacin y almacenamiento de los productos
agrcolas se emplean diversas prcticas, con la participacin directa
de la psicrometra; una de dichas prcticas es el secado. En el
secado a bajas temperaturas, en particular, la velocidad de secado
depende de la capacidad del aire para evaporar la humedad
(potencial de secado), la cual es determinada por las condiciones
psicomtricas del aire, la temperatura y la humedad relativa.En el
secado y almacenamiento, uno de los conceptos ms importantes es el
contenido de humedad de equilibrio. As se denomina al intercambio
recproco de humedad entre los materiales higroscpicos, tales como
los granos y el aire que los rodea; la condicin de intercambio
recproco de humedad indica el equilibrio que hay entre el aire y el
material. Se establece dicho equilibrio cuando la presin de vapor
que corresponde a la humedad del producto es igual a la presin de
vapor de la humedad presente en el aire, en condiciones fijas de
temperatura. Por lo tanto, en los estudios de higroscopa, las
propiedades termodinmicas del aire hmedo son de fundamental
importancia.
COMENTARIOLas tablas psicomtricas son importantes ya que
relaciona las condiciones de humedad y temperatura del aire
ayudando as a la conservacin de ciertos productos, como frutas,
hortalizas manteniendo una adecuada humedad relativa del ambiente
ya que la prdida de peso depende de la humedad del aire por lo cual
si la humedad es baja, la prdida de peso ser elevada.
6. DESCRIBIR EL PROCESO DE ABSORCIN Y DESORCIN EN LAS FRUTASLa
Aw de un alimento o solucin se define como la relacin entre la
presin de vapor del agua del alimento y la del agua pura a la misma
temperatura. El valor de la actividad de agua nos da una idea de la
cantidad de agua disponible metablicamente para que un
microorganismo se desarrolle.De acuerdo con la ley de Raoult, la
disminucin de la presin de vapor del solvente de una solucin ideal
es proporcional a los moles del soluto: O la presin de vapor de la
solucin respecto de la del solvente puro es solvente
respectivamente y n1y n2 el nmero de moles del soluto y del
solvente respectivamente: La actividad de agua o actividad acuosa
es una propiedad intrnseca y se relaciona con el contenido de
humedad por medio de las curvas o isotermas de adsorcin y desorcin
(deshidratacin del slido).La relacin entre contenido de agua o
humedad (m) y Aw en equilibrio se representa grficamente como una
isoterma de sorcin de humedad (ms). Dicha isoterma tiene
generalmente forma sigmoidea. Existen razones para creer que en la
prctica la curva sigmoidea est formada por 3 isotermas locales;
(li) que se indican por A, B y C y que reflejan los tres tipos de
agua ligada: Mono capa, de agua ligada u orientada; Multicapa, de
agua absorbida qumicamente; Solucin, capilar-mvil. Fenmeno de
HistresisCuando se trazan las isotermas de adsorcin y desorcin y no
hay superposicin hablamos de un fenmeno de histresis. Se suele
desplazar hacia la derecha la de adsorcin. Es decir, para una misma
humedad relativa (Aw) el contenido de agua ser mayor en la
desorcin.El valor de Aw se incrementa cuando se eleva la
temperatura puesto que igualmente lo hace la presin de
vapor.Factores que influyen en las IsotermasSon dependientes de la
temperatura. A la misma humedad relativa cuanto mayor es la
temperatura menor ser el contenido en agua. Y con contenidos en
agua iguales, a mayor temperatura, mayor actividad de agua.La
composicin y estructura del alimento tambin influye (grasa, sales,
etc.). La sal por ejemplo interacciona con el agua lo que
modificara la actividad de agua.Incidencia de la Actividad de Agua
sobre la Estabilidad de los AlimentosLos valores de la actividad de
agua afectan con fuerza a la tendencia de un alimento a sufrir
alteraciones de origen microbiano, enzimtico o qumico. Los niveles
de Aw que contribuyen a la alteracin del alimento varan de acuerdo
con el tipo de alimento, la concentracin de solutos, temperatura,
pH, presencia de aditivos, humectantes y muchos otros factores.
INFOGRAFIA
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http://www.google.com.pe/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=6&cad=rja&uact=8&ved=0CC4QFjAF&url=http%3A%2F%2Fwww.centa.gob.sv%2Fupload%2Flaboratorios%2Falimentos%2FBROCHURE%2520DESHIDRATADOS.pdf&ei=_tVCVImWMJLDggTb2IKgBQ&usg=AFQjCNHt_UWbas0kRbe94vPwv6-uzUqY8A&bvm=bv.77648437,d.eXY
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http://www.fao.org/docrep/x5027s/x5027S0n.htm#Bibliografia
