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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería de Alimentos Facultad de Ingeniería
1-1-2003
Evaluación y determinación de variables en los procesos de freído Evaluación y determinación de variables en los procesos de freído
y horneado en alimentos de consumo masivo y horneado en alimentos de consumo masivo
Hengie Johanna Duarte Páez Universidad de La Salle, Bogotá
Gina Carolina García Velandia Universidad de La Salle, Bogotá
Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_alimentos
Citación recomendada Citación recomendada Duarte Páez, H. J., & García Velandia, G. C. (2003). Evaluación y determinación de variables en los procesos de freído y horneado en alimentos de consumo masivo. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_alimentos/284
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EVALUACIÓN Y DETERMINACIÓN DE VARIABLES EN LOS PROCESOS DE FREÍDO Y HORNEADO
EN ALIMENTOS DE CONSUMO MASIVO
HENGIE JOHANNA DUARTE PÁEZ. GINA CAROLINA GARCÍA VELANDIA.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
BOGOTÁ, D.C. 2003
EVALUACIÓN Y DETERMINACIÓN DE VARIABLES EN LOS PROCESOS DE FREÍDO Y HORNEADO
EN ALIMENTOS DE CONSUMO MASIVO
HENGIE JOHANNA DUARTE PÁEZ. 43981020 GINA CAROLINA GARCÍA VELANDIA. 43981026
TRABAJO DE GRADO Presentado como requisito para optar por el titulo de
INGENIERO DE ALIMENTOS
Director: Lucila Gualdrón
Ingeniera Química.
Asesor: Luz Myriam Moncada R.
Química.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
BOGOTÁ, D.C. 2003
NOTA DE ADVERTENCIA “los conceptos y opiniones emitidos en
este trabajo son responsabilidad de las autoras y no comprometen en nada a la Universidad de La Salle”
Este es un buen momento y una buena razón
para agradecer con hechos, el esfuerzo
que mis padres y hermanos han realizado
con empeño y sacrificio, para que yo
convierta uno de mis sueños personales,
en un gran paso para alcanzar
el éxito profesional.
Esta investigación es dedicada especialmente
a mis padres y hermanos que con gran esfuerzo
han permitido que un sueño hoy sea una realidad
que debe continuar generando nuevos éxitos.
AGRADECIMIENTOS
Agradecemos principalmente a la Dra. Luz Myriam Moncada y a la Dra. Lucila
Gualdrón por su apoyo, orientación y colaboración constante en el desarrollo de
este trabajo de grado.
A Blanca Liliana Useche . Química y especialista en el área Estadística aplicada a
Alimentos.
A los estudiantes que integran el semillero de investigación por su colaboración
en análisis fisicoquímico de las muestras.
A la coordinación de Plantas Piloto y Laboratorio de Química de la Universidad de
La Salle por permitir desarrollar el trabajo experimental. Especialmente a Juan
Carlos Poveda.
ABREVIATURAS
CCI: Corporación Colombia Internacional. CIAT: Centro Internacional de Agricultura Tropical. DANE: Departamento Administrativo Nacional de Estadística. FAO: Organización de las naciones unidas para la Agricultura y la Alimentación. FEDEPAPA: Federación Nacional de la Papa. IICA: Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura. ICONTEC: Instituto Colombiano de Normas Técnicas. INFOAGRO: Información Agropecuaria. NTC: Norma Técnica Colombiana. SIPSA: Sistema de Información de Precios del Sistema Agropecuario.
UPV: Universidad Politécnica de Valencia.
Nota de aceptación:
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
___________________________
Firma del presidente del jurado
___________________________
Ingeniera Ligia Rodríguez
___________________________
Ingeniero Carlos Cardona
Bogotá, D.C. Septiembre de 2003
LISTA DE TABLAS
pág.
Tabla 1. Consumo de plátano por tipo de industria. 23
Tabla 2. Contenido de nutrientes por cada 100g de porción comestible. 25
Tabla 3. Cálculo de Bi según la forma del alimento. 30
Tabla 4. Longitud característica (Lc). 31
Tabla 5. Formas y nomenclatura para alimentos freídos. 43
Tabla 6. Formas y nomenclatura para alimentos horneados. 44
Tabla 7. Volúmenes de aceite empleados según la forma del alimento. 46
Tabla 8. Balance de masa comparativo entre productos freídos con relación
a la migración de aceite y la pérdida de peso. 63
Tabla 9. Balance de masa comparativo entre productos horneados con relación
a la pérdida de peso. 64
Tabla 10. Relación tiempo temperatura interna para productos freídos. 66
Tabla 11. Tiempos óptimos de freído obtenidos experimentalmente. 72
Tabla 12. Cálculo del p valor por análisis de varianza (F) para papa entera freída.
73
Tabla 13. Cálculo del p valor por análisis de varianza (F) para plátano maduro
en tajadas. 76
Tabla 14. Relación tiempo temperatura interna para productos horneados. 78
Tabla 15. Tiempos óptimos de horneado obtenidos experimentalmente. 82
Tabla 16. Cálculo del p valor por análisis de varianza. 83
Tabla 17. Propiedades físicas y térmicas del aceite. 87
Tabla 18. Propiedades de los alimentos a temperatura inicial utilizadas en el
manejo de ecuaciones según las cartas de Heissler. 87
Tabla 19. Propiedades físicas y térmicas del aire. 91
Tabla20. Tabla comparativa de los datos obtenidos experimentalmente
contra los calculados. 94
LISTA DE FIGRAS
pág.
Figura 1. Planta de papa. 7
Figura 2. Variedad de papa R-12. 11
Figura 3. Estructura de comercialización de la papa en estado fresco. 12
Figura 4. Planta de yuca. 13
Figura 5. Variedad de yuca chiroza. 16
Figura 6. Planta de plátano. 19
Figura 7. Variedad de plátano hartón verde y maduro. 22
Figura 8. Calentamiento directo con quemador directo. 32
Figura 9. Esquema de transferencia simultanea de masa y calor en el freído de
alimentos. 34
Figura 10. Formación de corteza causada por la deshidratación. 35
Figura 11. Instrumentos y equipos utilizados para corte y preparación. 48
Figura 12. Productos enteros pelados utilizados en el proceso de freído y
horneado. 49
Figura 13. Muestra de productos cortados en cubos de 2 x 2 cm. 50
Figura 14. Papa en bastones obtenida con el procesador de vegetales. 51
Figura 15. Yuca alargada obtenida manualmente. 51
Figura 16. Plátano verde en tajadas. 52
Figura 17. Plátano maduro en tajadas diagonales. 52
Figura 18. Penetrómetro de acción manual utili zado para determinar la
textura de los productos. 54
Figura 19. Viscosímetro de husillos 55
Figura 20. Avance de la cocción en productos freídos. 67
Figura 21. Avance de la cocción en productos horneados. 79
CONTENIDO
pág.
INTRODUCCIÓN 1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 3 JUSTIFICACIÓN 4 OBJETIVOS 6 1. MARCO TEÓRICO 7 1.1. GENERALIDADES DE LOS PRODUCTOS A EVALUAR 7 1.1.1. PAPA 7 1.1.1.1. Consumo 7 1.1.1.2. Principales variedades 9 1.1.1.3. Industrialización 11 1.1.1.4. Comercialización 12 1.1.2. YUCA 13 1.1.2.1. Consumo 15 1.1.2.2. Principales variedades 16 1.1.2.3. Industrialización 17 1.1.2.4. Comercialización 18 1.1.3. PLÁTANO 18 1.1.3.1. Consumo 20 1.1.3.2. Variedades 21 1.1.3.3. Maduración del plátano 22 1.1.3.4. Industrialización 22 1.1.3.5. Comercialización 23
1.1.4. COMPOSICIÓN QUÍMICA Y VALOR NUTRITIVO DE LOS ALIMENTOS 25 1.2. OPERACIONES UNITARIAS 26 1.2.1. TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONVECCIÓN 26 1.2.2. TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN 29 1.2.3. TRANSFERENCIA DE MASA 31 1.2.4. PROCESO DE FREÍDO 33 1.2.4.1. Importancia de las condiciones del aceite destinado para fritura 35 1.2.4.2. Reacciones de los aceites en el proceso de freído 36 1.2.4.2.1. Reacción de oxidación 37 1.2.4.2.2. Descomposición térmica 37 1.2.4.2.3. Hidrólisis 38 1.2.4.2.4. Formación de color 38 1.2.4.2.5. Polimerización 39 1.2.4.3. Viscosidad 39 1.2.5. PROCESO DE HORNEADO 40 2. TRABAJO EXPERIMENTAL 42 2.1. DEFINICIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL 42 2.1.1. MUESTRA DE ESTUDIO PARA PRODUCTO ENTERO 44 2.1.2. MUESTRA DE ESTUDIO PARA PRODUCTO EN CUBOS Y ALARGADOS
45 2.1.3. FLUIDO A UTILIZAR EN EL PROCESO DE FREÍDO 45 2.2. ENSAYO DE FREÍDO 47 2.3. ENSAYO DE HORNEADO 47 2.4. TAMAÑO DEL PRODUCTO 49
2.4.1. Producto entero 49 2.4.2. Forma regula cubos de 2 x 2 50 2.4.3. Forma alargada 50 2.5. INDICADORES DE COCCIÓN 53 2.5.1. TEXTURA 53 2.5.2. TEMPERATURA 54 2.6. VISCOSIDAD DEL ACEITE 55 3. RESULTADOS Y ANÁLISIS 58 3.1. INGENIERÍA DEL PROCESO 58 3.1.1. PROCESOS DE COCCIÓN 58 3.1.2. DESCRIPCIÓN DE PROCESOS 59 3.1.3. BALANCE DE MASA 60 3.1.3.1. Balance de masa para el proceso de freído de papa entera 61 3.1.3.2. Balance de masa para el proceso de horneado de papa entera 62 3.2. DETERMINACIÓN DEL TIEMPO ÓPTIMO EXPERIMENTAL EN
PRODUCTOS FREÍDOS Y HORNEADOS 65 3.2.1. TIEMPO ÓPTIMO DE COCCIÓN EN PRODUCTOS FREÍDOS 65 3.2.1.1. Análisis estadístico para productos freídos 72 3.2.1.1.1. Análisis estadístico para papa entera freída 73 3.2.1.1.2. Análisis estadístico para plátano maduro en tajadas freído 75 3.2.1.1.3. Análisis estadístico para yuca entera freída 76 3.2.2. TIEMPO ÓPTIMO DE COCCIÓN EN PRODUCTOS HORNEADOS 77
3.2.2.1. Análisis estadístico para productos horneados 82 3.2.2.1.1. Análisis estadístico para papa entera horneada 82 3.2.2.1.2. Análisis estadístico para plátano maduro en cubos horneado 84 3.2.2.1.3. Análisis estadístico para yuca entera horneada 85 3.3. CÁLCULOS MATEMÁTICOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR PARA
LA DETERMINACIÓN DEL TIEMPOÓPTIMO DE COCCIÓN EN LOS
PROCESOS DE FREÍDO Y HORNEADO 86
3.3.1. TIEMPIO ÓPTIMO TEÓRICO PARA PRODUCTOS FREÍDOS 86 3.3.1.1. Transferencia de calor para papa entera freída 86 3.3.1.2. Transferencia de calor para plátano maduro alargado freído 89 3.3.1.3. Transferencia de calor para yuca entera freída 90 3.3.2. TIEMPO ÓPTIMO TEÓRICO PARA PRODUCTOS HORNEADOS 91 3.3.2.1. Transferencia de calor para papa entera horneada 91 3.3.2.2. Transferencia de calor para plátano maduro en cubos horneados 92 3.3.2.3. Transferencia de calor para yuca entera horneada 93 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 96 4.1. CONCLUSIONES 96 4.2. RECOMENDACIONES 98
LISTA DE ANEXOS
pág.
ANEXO 1. Balance de materia para tiempos óptimos 102 ANEXO 2. Transferencia de calor en productos freídos y horneados 106 ANEXO 3. Cartas de Heissler 109 ANEXO 4. Tabla de constantes para determinar Nusselt en placas planas y
cilindros 112
1
INTRODUCCIÓN
Actualmente el consumo de alimentos de fácil y rápida preparación
convierte al freído y horneado en los procesos de cocción mas utilizados a
nivel domestico. Estos dos procedimientos son altamente empleados por
las características que imparten a los alimentos como: color, sabor y
crocancia.
En la cotidianidad de la cocción de alimentos no se cuenta con un método
estandarizado para poder conservar en su gran mayoría las cualidades
nutricionales y organolépticas de los alimentos.
Todas las etapas para la producción y obtención de un alimento cuentan
con un procedimiento altamente estudiado e implementado en la
industria. Pero esto no ha logrado repercutir en las preparaciones
caseras.
Con esta investigación se definirán las variables del proceso de freído y
horneado, para normalizar las condiciones de preparación de los tres
alimentos más importantes en la dieta de los colombianos, como lo son la
papa, la yuca y el plátano, para lograr posteriormente su aplicación.
Este trabajo a la vez propone una aplicación de la ingeniería básica para
determinar matemáticamente los tiempos óptimos de preparación de la
papa R-12, el plátano hartón en sus dos estados de madurez y la yuca
blanca chiroza.
Este estudio hace parte del proyecto de investigación: “Evaluación de
pérdida de nutrientes por cocción, freído y horneado en tres alimentos de
consumo frecuente en la población colombiana”, y es la base
fundamental ya que se presenta un procedimiento adecuado y aplicable
para encontrar las condiciones optimas de preparación, que permitan
2
disminuir la pérdida de nutrientes de los alimentos en estudio, aspecto
que será evaluado en la segunda etapa de la investigación.
En su estructura básica el documento contempla cuatro capítulos; el
primer capítulo, referente al marco teórico proporciona una reseña de los
alimentos y operaciones que se involucran en los procesos de freído y
horneado, el segundo capítulo explica la forma como se llevó a cabo el
trabajo experimental por producto y por proceso señalando los
indicadores de cocción determinantes para cada uno, en el siguiente
capítulo se realizó un análisis de resultados en el cual se relacionan las
variables que intervienen en los procesos objeto de estudio y se
comparan los resultados obtenidos experimentalmente con los calculados
teóricamente, dando paso a un cuarto y último capítulo en el que se
expresan las conclusiones y recomendaciones del trabajo que surgen
luego de la experimentación y el manejo de los datos.
3
FORMULACION DEL PROBLEMA
El propósito de esta investigación es normalizar o estandarizar
procedimientos altamente utilizados como el freído y el horneado en tres
alimentos fuente de carbohidratos como la papa, la yuca y el plátano en
sus dos estados de madurez, ya que son consumidos en forma masiva
sin tener en cuenta sus condiciones de preparación optima s, generando
una dieta pobre por el deterioro de sus propiedades sensoriales y
nutricionales de estos alimentos.
4
JUSTIFICACIÓN
La nutrición y salud son aspectos que hacen parte fundamental en el
desarrollo de los pueblos y adicionalmente son responsabilidad de los
profesionales involucrados en la producción, procesamiento y
diversificación de alimentos en el sector de la ingeniería y agroindustria.
No es suficiente con disponer de procedimientos adecuados en la
selección, adaptación, desarrollo, cultivo y producción de los diferentes
alimentos de origen agrícola y pecuario, sino que hace indispensable
verificar el aporte nutricional de los mismos a la dieta de la población.
Partiendo de esta base se desea optimizar la preparación de tres
alimentos de consumo masivo en Colombia como son la papa R-12, la
yuca blanca chiroza y el plátano hartón en sus dos estados de madurez,
optimizando y controlando las variables de los procesos de freído y
horneado.
De otra parte, es necesario evaluar el impacto en el mejoramiento de la
nutrición humana, ya que todos los estudios realizados en Colombia para
la mayoría de los alimentos se encuentran para productos crudos,
generando inexactitud ya que todos ellos se consumen una vez
procesados por diferentes métodos de cocción.
Esta investigación y su posterior aplicación va dirigida a ofrecer al
consumidor una alternativa de preparación óptima, controlada y adecuada
de los alimentos.
5
El estudio culmina al darle cumplimiento a la optimización de las variables
de los procesos de freído y horneado desde el punto de vista de la
ingeniería, etapa que hace parte de la primera fase del proyecto de
investigación: Evaluación del impacto de los procesos de preparación
sobre la retención de nutrientes , perteneciente a la linea de
investigación de la Universidad de La Salle denominada: Optimización
de los procesos y propiedades nutricionales de los alimentos.
ALIMENTOS:
PROCESOS:
FASEI
FASE II
Línea de investigación: Optimización de los procesos y propiedades nutricionales de los alimentos
Proyecto de investigación: Evaluación del impacto de los procesos de preparación
RaícesTubérculos
Cereales Otros
Freído Inmersión Vapor
Evaluación de nutrientes en elproducto preparado
6
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Definir las condiciones y variables del proceso de freído y horneado
aplicadas a tres alimentos de consumo frecuente en Colombia como son
el plátano hartón (Musa paradisíaca L.) en sus dos estados de madurez,
la papa R-12 (Solanum toberosum spp. toberosum) y la yuca blanca
chiroza (Manihot esculenta), con el fin de establecer condiciones
controladas de preparación.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
û Determinar las condiciones de temperatura, tiempo y tamaño de
partícula a controlar en cada uno de los procesos.
û Realizar un seguimiento del proceso de preparación mediante el uso
de indicadores como pérdida de peso, temperatura interna y textura de
los productos en estudio.
û Establecer la incidencia y la relación de las variables que intervienen
en los procesos objeto de estudio, sobre las características
organolépticas del producto.
û Establecer las operaciones unitarias que se llevan a cabo en cada uno
de los procesos.
û Determinar la transferencia de masa ocurrida en los procesos de
freído y horneado mediante balances de masa.
û Aplicar conceptos de transferencia de calor para obtener teóricamente
los tiempos óptimos de cocción en los procesos de freído y horneado y
compararlos con los obtenidos experimentalmente.
7
1. MARCO TEÓRICO
1.1. GENERALIDADES DE LOS PRODUCTOS A EVALUAR
1.1.1. PAPA La papa Solanum toberosum, es un tubérculo proveniente de una planta
arbustiva pequeña como la que se muestra en la figura 1, que se produce
principalmente en los departamentos de Cundinamarca, Boyacá y Nariño.
Es el producto de origen agrícola más apetecido por los colombianos,
debido posiblemente a su bajo precio en relación con otros productos, su
abundancia, conservación durante unos treinta días sin dañarse, valor
nutritivo, facilidad de cocción y la posibilidad de ser consumida en
diferentes formas.
Figura 1. Planta de papa
Fuente: Enciclopedia Encarta
1.1.1.1. CONSUMO
Según FEDEPAPA, el consumo per cápita nacional se encuentra en
promedio en 70 kg/año nivel considerado alto si se tienen en cuenta tanto
los estándares de consumo internacional como las necesidades
nutricionales de un colombiano.
La papa aporta aproximadamente un 3,5% de las proteínas y el 4,1% de
las calorías del total de los alimentos. El consumo de productos
8
procesados a partir de la papa durante los años noventa aumentó en
forma importante como resultado de los cambios de hábitos alimentarios,
por el ingreso de la mujer al mercado laboral, y por la creciente ocupación
de la población que conlleva igualmente a cambios en los tipos de
productos que consume, formas de adquisición, mayor consumo fuera del
hogar y preferencia por alimentos más convenientes en cuanto a su
preparación y conservación, posiblemente por disponer el consumidor
cada día menos tiempo para su alimentación. (FEDEPAPA)
Las condiciones económicas y sociales de las zonas productoras, además
de los hábitos de consumo en la población rural y urbana de la mayor
parte del país, hacen que la demanda alimentaría de la papa sea para
consumo en fresco, el cual alcanza entre el 80 y el 85% de la producción
total disponible y permite tener una idea de la importancia del tubérculo en
la alimentación de la población colombiana.
En Colombia se procesan entre 170.000 y 260.000 toneladas de papa
anualmente, la mayoría para producir papas fritas en hojuelas y papas a
la francesa (bastones), cifra que representa entre 8 y 10% de la
producción colombiana anual de papa.
(MORENO, José Dilmer. 2002) Dentro de los consumidores finales de la papa en estado fresco se
encuentran: el mercado exportador, el consumidor doméstico, el
consumidor institucional y la industria. El consumidor doméstico es todo
aquel que compra papa en cantidades pequeñas, medidas en libras, kilos
o arrobas para el consumo familiar. Este tipo de agente compra la papa
en tiendas de barrio, plazas de mercado y supermercados. En casos muy
puntuales, cuando el precio le es favorable o el consumo familiar es alto,
lo compra por bultos en los depósitos de papa.
9
Dentro de los denominados consumidores institucionales se encuentran
restaurantes de barrio, cadenas de restaurantes, hoteles, casinos,
hospitales y demás establecimientos que tienen la función de transformar
alimentos en comida preparada, sin importar el tamaño de la institución.
El consumidor institucional, según el volumen de papa que necesite,
busca lugares de abastecimiento afines, por ejemplo, el restaurante de
barrio, por lo general, compra el tubérculo a minoristas, en plazas de
mercado o en depósitos de papa ubicados cerca de su establecimiento;
un consumidor institucional grande, como los casinos de grandes
empresas, acude, generalmente, al centro mayorista más cercano.
La industria de procesamiento de la papa, otro consumidor final
importante, ha tenido un significativo auge desde mediados de la pasada
década, lo que se evidencia en el crecimiento y la consolidación de
algunas firmas del sector de la industria de papa congelada, como es el
caso de McCain Andina (Congelagro), líder en comercialización de papa
en bastones precocida y congelada para la elaboración de papa a la
francesa, Productos Alimenticios Margarita (incluye a Fritolay), Productos
Yupi y Comestibles Ricos, que lideran el mercado de los chips de papa.
(Corporación Colombia Internacional)
1.1.1.2. PRINCIPALES VARIEDADES De las variedades de papa existentes en Colombia, el IICA considera de
mayor aptitud para el procesamiento industrial las siguientes cuatro
variedades:
û DIACOL CAPIRO (R12 Negra) que se constituye en la de mayor uso
actual, debido a la buena oferta que presenta durante la mayor parte
del año con un excelente comportamiento en el almacenamiento,
transporte y resistencia al manipuleo, y a que su producción se
adelanta generalmente cerca de las plantas de proceso.
10
û ICA ÚNICA utilizada principalmente para la elaboración de papa a la
francesa en razón del buen tamaño que alcanza y de su alto contenido
de materia seca (aprox. 19%). No obstante el contenido de azúcares
reductores, es bastante variable (va de 0,12 a 2,8%), por lo que
regularmente no se usa para la elaboración de chips. Igualmente
presenta limitaciones por su imposibilidad de almacenamiento
prolongado (fuerte susceptibilidad al ataque de microorganismos y
hongos patógenos). Su oferta no es abundante ni estable en el tiempo.
û DIACOL MONSERRATE considerada como la variedad de mayor
aptitud para el uso industrial por poseer un elevado nivel de contenido
de materia seca (alrededor del 23%), moderado contenido de azúcares
reductores y rica en minerales, lo que la hace más nutritiva y en chips
registra una buena crocancia, lo cual hace que el producto terminado
sea agradable para el consumidor. No obstante estas condiciones, la
variedad Monserrate ha visto disminuida su siembra por lo que ha
dejado, desde hace muchos años de ser usada por la industria en
forma masiva.
Finalmente la denominada ICA ZIPA, que si bien presenta características
que la hacen útil para la industria (forma redonda, buen contenido de
materia seca, pulpa blanca y facilidad de pelado), es una variedad poco
usada industrialmente por su alto contenido de azúcares reductores que
impide su uso en chips, su imposibilidad de almacenamiento prolongado y
por la presencia frecuente de corazón hueco en las papas de gran
tamaño, lo que limita su uso especialmente para la elaboración de papa a
la francesa. (IICA.1999)
11
1.1.1.3. INDUSTRIALIZACIÓN En el país existen alrededor de unas sesenta industrias de la papa entre
pequeñas, medianas y grandes, las cuales se encuentran conc entradas
en la ciudad de Bogotá, la mayoría establecidas durante el decenio de los
noventa, incluidas las grandes multinacionales como McCain y Fritolay
que empezaron su funcionamiento a mediados del mismo. Se estima en
un 8% de la producción nacional disponible, entre 220.000 a 250.000
toneladas, los volúmenes de papa tipo industrial que requieren los
industriales para procesar papa precocida congelada a la francesa y de
hojuelas de papa, conocidas como papas fritas o “chips”.
La variedad DIACOL CAPIRO (R12 Negra), que se muestra en la figura 2
en mas del 90% de los casos, es utilizada como la materia prima ideal,
por cuanto reúne las mejores condiciones para procesamiento, en
términos de materia seca superior al 20%, contenido de azúcares
reductores menores al 0,1%, tamaño, profundidad de ojos y forma. (FEDEPAPA)
Figura 2. variedad de papa R12
Fuente: Enciclopedia Encarta
12
1.1.1.4. COMERCIALIZACION Dentro de la estructura de comercialización, figura 3, la papa se transa a través de
diversos agentes: acopiadores y comerciantes regionales , centrales de abasto,
comerciantes mayoristas, mercados de origen, plazas de mercado,
supermercados, industrias, tiendas, etc.
Los acopiadores y comerciantes regionales representan un enlace entre los
pequeños agricultores y los comerciantes de los centros de consumo regional.
Figura 3. Estructura de comercialización de la papa en estado fresco
Fuente. Corporación Colombia internacional.2002
Este grupo de agentes va hasta los pequeños cultivos de papa que se encuentran
alejados de los centros de consumo y acopio del producto hasta reunir una
cantidad importante que lleva a los mercados mayoristas y minoristas. Los
medianos y grandes productores y comerciantes de papa llevan el producto a las
centrales de abastos y asumen los gastos de transporte, bien sea a través de
vehículos propios o alquilados.
AGRICULTOR
Importación
Industria
Empresaacondicionadora
Acopiador /comerciante
Mercadomayorista de
origen
Mayorista /Central de Abasto
Plaza demercado
Supermercado/
Hipermercado
Minorista /tienda
ConsumidorInstitucional
ConsumidorDoméstico
Exportación
13
Las centrales mayoristas concentran los máximos volúmenes comercializados,
fijan los precios y sirven de referencia para todos los agentes que intervienen en el
mercado del tubérculo. Uno de los principales centros mayoristas del país es
Corabastos, donde arriban los agricultores de Cundinamarca y Boyacá.
Anualmente se transan en este sitio de acopio, un promedio de 360.000 toneladas
de papa, es decir, casi la tercera parte de los volúmenes manejados en centrales
mayoristas.
1.1. 2. YUCA
La yuca pertenece a la familia Euphorbiacea y al género Manihot, que cuenta con
más de 180 especies, siendo la de importancia económica la Manihot Esculenta
Crantz, también conocida como mandioca o casava. Es un arbusto perenne
originario de Suramérica y actualmente difundido en zonas tropicales de cerca de
90 países de América, Asia y África. Las raíces son la principal parte comestible
de esta planta, aunque su follaje se aprovecha para alimentación animal en
algunas zonas y, en África, se utiliza como verdura fresca para consumo humano. (CCI:SIM. 1999)
Figura 4. Planta de yuca
Fuente: Enciclopedia Encarta
14
Las investigaciones realizadas por el Centro Internacional de Agricultura Tropical –
CIAT- corroboran la importancia de la yuca como cultivo de amortiguación de la
pobreza rural, pues ha demostrado su ventaja comparativa en zonas marginales
debido a que se adapta a condiciones extremas en comparación con otros cultivos
alternativos, siendo la yuca uno de los más rentables. Asimismo, la yuca es
importante como cultivo de subsistencia por su alta producción de calorías por
unidad de área, por la cantidad de mano de obra requerida en el cultivo, por la
estabilidad de sus rendimientos y por el largo período de cosecha potencial.
Por ser una fuente barata de calorías, tiene gran acogida entre los consumidores
rurales y urbanos de bajos ingresos. Es la cuarta fuente de calorías en las zonas
tropicales después del arroz, el azúcar y el maíz, pues contiene hasta el 35% de
su volumen en carbohidratos y hasta 1,5% en proteínas. Por estas razones, se ha
considerado como un producto prioritario en la seguridad alimentaría mundial. En
Brasil y en Colombia se viene presentando una tendencia decreciente en el
consumo del producto en fresco y una tendencia moderadamente creciente en el
consumo de yuca procesada en las zonas urbanas, como consecuencia de su alta
perecibilidad.
La yuca, importante en la alimentación y en la supervivencia de amplias capas de
la población pobre de las zonas tropicales del mundo, se cultiva y se consume en
nuestro país en todas las regiones: en la Caribe, en la Andina y en la Amazónica.
Además de lo anterior, es indudable el potencial de la yuca como materia prima en
la producción de alimentos balanceados para animales y como insumo en las
industrias alimenticias y no alimenticia, en las cuales sus presentaciones requieren
transformaciones importantes que generan valor agregado. (CCI:SIM, 1999)
15
1.1.2.1. CONSUMO
Entre el 65% y el 70% de la producción colombiana de yuca se destina al
consumo humano de raíces frescas. En los últimos años, el consumo de la yuca
fresca en el país ha mostrado una tendencia decreciente debido a las dificultades
para su conservación y su precio comparado con el de otros alimentos de aporte
calórico como el plátano y la papa.
El crecimiento del mercado nacional depende en gran medida de la competitividad
del producto frente a sus sustitutos, que podría mejorar siempre y cuando se
incremente la productividad por hectárea de los cultivos y se consoliden y difundan
las variedades mejoradas de menor perecebilidad. Se estima que las
presentaciones de yuca parafinada y en bolsas tratadas con Tiabendazole tienen
un buen potencial de crecimiento, especialmente en el primer caso, pues en el
segundo se presenta la dificultad de que el producto es tratado con químicos,
situación que no favorece la aceptación de la yuca por los consumidores.
Una de las alternativas para estimular el consumo es difundir, a nivel nacional e
internacional, presentaciones como la yuca congelada, como pasabocas o como
croqueta prefrita, que se está comercializando desde 1997, reconociendo las
tendencias de consumo de los hogares en los cuales el menor tiempo de cocción
es un factor de demanda por parte de los consumidores. La yuca prefrita también
puede convertirse en una alternativa a la papa ofrecida por las cadenas de comida
rápida. En el ámbito internacional, la demanda de esta presentación se encuentra
en crecimiento dado que la población de origen latino ha aumentado su consumo
en los últimos años en los países desarrollados, y con ellos el interés de
comercializadores por productos étnicos. Algunas ventas de yuca prefrita se han
realizado en Venezuela y Estados Unidos. (CCI:SIM, 1999)
16
1.1.2.2. PRINCIPALES VARIEDADES
Debido a la gran diversidad de condiciones en las cuales se cultiva la yuca, es
común encontrar variedades locales específicas por región. Dependiendo de si la
concentración de glucósidos cianogénicos (linamarina, de donde se genera, por
degradación enzimática, el ácido cianhídrico), una variedad de yuca puede ser
amarga y altamente tóxica o puede ser dulce. Sin embargo, la diferenciación entre
variedades amargas y dulces no siempre es exacta, ya que el contenido de
glucósidos cianogénicos no es constante y depende no solamente de la variedad
sino también de las condiciones ecológicas del cultivo.
En el CIAT existe una colección de más de 5.000 variedades recolectadas en todo
el mundo. En Colombia, las variedades más conocidas incluyen la Maniho ICA P-
12, la ICA-24-3, la CMC-40, la CMC-76, la CM-507-37, la Venezolana, la ICA
Negrita, la Chiroza ilustrada en la figura 5, y la ICA Catumare, entre otras. Las
semillas sólo se utilizan en programas de propagación y mejoramiento genético y
la siembra se realiza de manera vegetativa, utilizando estacas o cangres que se
toman de porciones maduras de tallos fuertes y sanos. Vale anotar que muchas de
las nuevas variedades generadas en los procesos de investigación no cuentan con
material vegetal suficiente para iniciar hoy plantaciones en gran escala.
Figura 5. Variedad de yuca chiroza
Fuente: Enciclopedia Encarta
El tipo de variedad determina el uso final de la yuca; si es para consumo humano
en fresco, siempre usa una variedad dulce con bajo contenido de cianuro, en tanto
17
que si es para uso industrial o para transformación se pueden usar variedades
amargas, siempre que se procesen de manera adecuada.
1.1.2.3. INDUSTRIALIZACION
La yuca procesada, como insumo para las industrias alimenticia y no alimenticia,
se presenta como harina de yuca, tapioca y almidón. La harina de yuca podría
encontrar algunos nichos interesantes como materia prima para la producción de
galletas y pan, como aglutinante en la industria cárnica de embutidos y en la
producción de sopas deshidratadas, como espesante en la producción de
compotas para bebés y productos dietéticos y como insumo en la industria de
pegantes. Por su parte, la tapioca se utiliza en la industria alimenticia como
espesante, como relleno aglutinante, como estabilizante y como mejorador de
textura.
El almidón agrio se utiliza en la producción de almojábanas, pan de queso,
buñuelos, etc., y es una producción informal, dispersa y de bajas escalas. Por el
contrario, las posibilidades de usos del almidón dulce son numerosas, en particular
en la producción de edulcorantes y de jarabes con altos contenidos de fructosa, y
en la producción de sorbitol, glutamato monosódico, aminoácidos, ácidos
orgánicos y levaduras como resultado de la fermentación de la glucosa. De nuevo,
la restricción para el desarrollo de este producto la constituye la competencia con
el maíz subsidiado producido en los países desarrollados y, recientemente, la
entrada al mercado del maíz genéticamente modificado, amén de la tecnología
requerida para su transformación, que en algunos casos es muy sofisticada.
18
1.1.2.4. COMERCIALIZACIÓN La yuca para consumo en fresco circula a través de intermediarios acopiadores,
quienes compran el producto en finca y asumen los costos de recolección,
empaque y transporte a los centros de acopio o de consumo. La producción se
vende en bloque, sin seleccionarla según calidades. En las plazas mayoristas de
Colombia se negocian tres variedades de yuca fresca: la chiroza, la común o
criolla y la ICA. El principal factor de diferenciación es el origen, proviniendo la
yuca chiroza de la zona cafetera y la yuca común de los Llanos Orientales, la
Costa Atlántica y las otras regiones productoras de yuca. La yuca chirosa es de
mejor calidad que las otras variedades, razón por la cual es más apetecida en el
mercado y se comercia a mejores precios en las plazas alejadas de las zonas de
producción.
Para su comercialización, además de la presentación tradicional, que incluye
lavado y selección, pueden realizarse varios procedimientos para proteger la yuca,
entre los que se encuentran la parafinación (la yuca lavada y oreada se pasa por
parafina derretida), la congelación (previamente se debe lavar, clorar y empacar),
la conservación en bolsas tratadas con Tiabendazole y el secado (de la raíz
pelada y picada). (CCI: SIM. 1999)
1.1.3. PLÁTANO El plátano, Musa paradisíaca L, es uno de los cultivos tropicales más importantes
del mundo, debido a su fácil manejo, propiedades nutritivas y relativo bajo precio.
Originario de la península de Malasia, fue introducido a América en 1516 desde
los cultivos en las islas Canarias, en el siglo XV. Sin embargo, el cultivo comercial
se inició entre finales del siglo XIX y principios del siglo XX.
Perteneciente a la familia de las musáceas, el plátano es un cultivo perenne que
es considerado como hierba gigantesca; tiene un rizoma corto y un tallo aparente,
que termina en una corona de hojas que se conforman en espiral. Figura 6. Posee
19
raíces cortas que dan origen a los hijuelos, conocidos como colinos, a través de
los cuales se reproduce. Su raíz es superficial, lo que la hace más propensa a
sufrir volcamientos en zonas de fuertes y constantes vientos. Cuando la planta
alcanza su total desarrollo, aparece la inflorescencia, o bellota, compuesta por
flores unisexuadas femeninas, agrupadas en dos hileras comúnmente conocidas
como manos, que están compuestas por 8 a 15 dedos, los futuros plátanos.
Figura 6. Planta de plátano
Fuente: Infoagro
En la mayoría de las clasificaciones el plátano se agrupa con los tubérculos y
raíces, dado que sus formas de consumo son similares a los de la papa y la yuca.
Cabe aclarar que, a pesar de ser pariente del banano, el plátano no se clasifica
como una fruta, sino, como una verdura pues por su sabor agrio y su consistencia
dura no se puede consumir crudo, sino que debe someterse a un proceso de
transformación (cocido, horneado o freído). El plátano es un alimento muy
digestivo, de elevado contenido energético y fuente de vitaminas B y C.
Igualmente, contiene importantes cantidades de sales minerales como hierro,
fósforo, potasio y calcio. Tabla 2.
20
1.1.3.1. CONSUMO
Según el acuerdo de competitividad, al año de 1999 el consumo total de plátano
en Colombia se mantuvo y el consumo per capita fue menor con relación al año de
1992 (72 kg/año vs. 60), en razón a que la tasa de crecimiento de la población
estimada por el Dane (1.9% anual promedio) es mayor a la tasa de crecimiento de
la producción (0% anual promedio), en tanto que las exportaciones netas han
crecido.
Durante la última década, el consumo de plátano en los hogares urbanos de
Colombia ha caído de manera considerable (18%), por los cambios en los hábitos
de consumo, como consecuencia del rápido proceso de urbanización.
En cuanto al consumo de procesados, si bien el consumo industrial de plátano en
Colombia se duplicó entre 1991 y 1997, al pasar de 2415 toneladas a 5744, solo
responde a una proporción mínima de la producción nacional, que no alcanza el
1%.
La demanda de plátano en 1999 por parte de las industrias es de alrededor 400
ton/mes, es decir, 4800 ton/año, la cual es vendida por cuatro proveedores de
Armenia.
El consumo nacional de plátano procesado, en cambio, ha presentado un
incremento importante, con una tasa de crecimiento promedio anual de 10.4 entre
1992 y 1999, situación que podría explicarse, en parte, por el incremento del
consumo de alimentos fuera del hogar y por la tendencia a preferir alimentos listos
para el consumo. (IICA, 1999)
21
1.1.3.2. VARIEDADES Las variedades de plátano más importantes en Colombia son el hartón, el guineo y
el dominico. Sin embargo, según datos del Sistema de Información de Precios del
Sector Agropecuario, SIPSA, en los mercados mayoristas se transan otras
variedades, como el dominico hartón y el comino. De todas éstas se comercializan
varias presentaciones, según su grado de madurez.
La variedad hartón verde es la que más se comercializa en Colombia y sus precios
promedio son más altos que los del plátano dominico verde que sólo se ofrece en
forma constante en los mercados de Armenia, Cali, Medellín. El hartón tiene mejor
apariencia, es más grande, de mejor color y es de mejor calidad culinaria, amén
de que es más demandado que el dominico verde. Por otra parte, los precios del
plátano guineo, que se ofrece en forma constante en los mercados de Armenia,
Pereira, Cali, Ibagué, Medellín y Tunja, son significativamente más bajos que los
de las otras variedades, lo que se explica porque esta variedad se usa casi
exclusivamente para hacer sopa, mientras que las otras variedades tienen
diversos usos. Por ejemplo, el plátano hartón se utiliza a nivel industrial. (SIPSA.
2002)
En el acuerdo de competitividad de la cadena productiva del plátano en Colombia,
se observó que las variedades dominico hartón y hartón son las que representan
el mayor potencial para un adecuado procesamiento debido, principalmente, a
que el clima cálido en el que se producen favorece el desprendimiento de la
cáscara, labor que resulta bastante dispendiosa en el proceso industrial.
Igualmente, según las empresas procesadoras, se presentan diferencias entre el
plátano dominico hartón y hartón, en cuanto al tamaño, el contenido de agua
(mayores en la variedad hartón) y de sólidos solubles (mayor en la variedad
dominico hartón).
22
1.1.3.3. MADURACION DEL PLATANO
De acuerdo con los parámetros organolépticos del plátano, la norma técnica
Colombiana 1190, los clasifica según el grado de madurez así:
§ Verde: Aquel que presenta la totalidad de su superficie de color verde
§ Pintón: Aquel que presenta solamente las puntas de color verde.
§ Maduro: Aquel que presenta la totalidad de su superficie de color amarillo o
rojizo según la variedad a la que pertenezca.
Figura 7. Variedad de plátano hartón verde y maduro
Fuente: Las autoras
1.1.3.4. INDUSTRIALIZACIÓN
La industria agroalimentaria utiliza el plátano para la elaboración de snaks,
además de su destino a la fabricación de almidones, hojuelas, harinas y cereales.
Para 1997, el consumo industrial no superaba las 6000 toneladas (Cuadro 1).
Durante los últimos años, el sector industrial con el comportamiento del consumo
mas dinámico fue la industria de preparación de snaks, cuyo consumo entre 1991
y 1997, creció en mas del 200%. Igualmente, el consumo para la producción de
almidones y harinas ha evolucionado de manera interesante, especialmente para
la producción de alimentos para niños.
23
Tabla 1. CONSUMO DE PLÁTANO POR T IPO DE INDUSTRIA
CONSUMO (TONS) ESTRUCTURA (%)
Años 1991 1992 1996 1997 1991 1992 1996 1997
Prep. De comestibles
Fabricación de almidones
Prep. Cereales hojuelas
Elaboración té e infusiones
Prep. encurtidos y salsas
Fabricación helados.
Pastelería y bizcochería
Panadería
Fab. Macarrones, pastas
Molienda mezcla especies
Elaboración malta
total
1.195
873
301
3
18
0
4
22
2.415
1.720
683
394
1
1
5
113
3
29
2.950
3.502
1.310
763
12
4
3
1
5.595
3.792
1.077
856
12
3
2
1
5.744
49.5
36.1
12.5
0.1
0.7
0.00
0.2
0.9
100
58.3
23.2
13.4
0.03
0.04
0.2
3.8
0.1
1.0
100
62.6
23.4
13.6
0.2
0.1
0.05
0.02
100
66.0
18.8
14.9
0.2
0.05
0.04
0.02
100
Fuente: Dane, encuestas anuales Manufactureras Cálculos: CCI
La industria de procesamiento de plátano se ha desarrollado en la ciudad de
Bogotá y en el Departamento del Valle del Cauca. Aunque viene creciendo en
términos de consumo, se ha concentrado en muy pocas empresas, siendo tres las
principales: Fritolay del grupo Pepsi-Cola, hoy propietaria de Crunch y de Savoy,
y que recientemente adquirió la empresa Margarita, representa cerca de 90% de la
producción de snaks en Colombia. El restante 10% está representado por Yupi,
Mccain ‘ Congelagro y por otras muchas pequeñas empresas.
1.1.3.5. COMERCIALIZACIÓN
El proceso de comercialización de plátano en fresco va de muchos productores a
pocos mayoristas, quienes lo distribuyen masivamente hacia los consumidores
finales. Al existir pocos demandantes (mayoristas y cadenas), la información
sobre las condiciones de mercado fluye rápidamente entre estos agentes, quienes
intervienen en la fijación de los precios y, por ende, en la mayor o menor movilidad
que puedan llegar a presentar los mismos. En este contexto se identifican cinco
canales de distribución para llevar el producto hasta el consumidor final:
24
acopiador-mayorista-detallista, proveedor-mayorista-supermercado, productor-
supermercado, mayorista-agroindustria y productor-agroindustria.
Figura 8. Estructura de comercialización del plátano en estado fresco
Fuente: Las autoras
El proceso de comercialización de plátano a escala industrial se presenta de la
siguiente manera, el canal mayorista-agroindustria esta conformado por las
empresas que elaboran pasabocas o snaks y harina a base de plátano, para lo
cual adquiere comúnmente el producto de segunda calidad, en las centrales
mayoristas, cooperativas o acopiadores de mayoristas.
Finalmente, en el canal productor-agroindustria los productores se han
especializado como abastecedores de las agroindustrias de productos congelados
y snaks, para lo que preferiblemente estas adquieren producto de primera calidad.
En estos últimos canales el precio esta determinado por la oferta y la demanda
del mercado.
La agroindustria adquiere el producto en las centrales de abastos y a través de
cooperativas de productores. En la mayoría de los casos la compra se hace de
contado por los bajos volúmenes que comercializan algunas agroindustrias, como
Comestibles Andrea, Productos Alimenticios San Gabriel, Doraditos, Kopla, Chist y
Vitaplátano, entre otras. En menor proporción, las multinacionales Fritolay y
Procter & Gable y las empresas nacionales Provianda, Nutrilistos Ltda. y Yupi,
AGRICULTOR
ACOPIADOR
PROVEEDOR
MAYORISTA
SUPERMERCADO
AGROINDUSTRIA
DETALLISTA
25
entre otras, efectúan los pagos quincenales o mensualmente, dependiendo de la
tradición negociadora entre las partes. (CCI. 1999)
1.1.4. COMPOSICIÓN QUMICA Y VALOR NUTRITIVO DE LOS ALIMENTOS
La papa, la yuca y el plátano, constituyen una excelente fuente de energía por la
cantidad de carbohidratos que poseen como se muestra en la tabla 2. El almidón
es un polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas y
proporciona el 70-80% de las calorías consumidas en la dieta, por ser él más
abundante en cada uno de los alimentos, además, estos tres produc tos proveen
hierro, fósforo, minerales importantes en el metabolismo del cuerpo humano y
algunas vitaminas en concentraciones muy bajas.
Tabla 2. Contenido de nutrientes por cada 100g de porción comestibles
Nutriente
PAPA
YUCA
PLATANO
Energía ( Kcal. )
Agua (g)
Proteína (g)
Grasa (g)
Cenizas (g)
Carbohidratos (g)
Calcio (MG)
Fósforo (Mg.)
Hierro (Mg.)
Tiamina (mg)
Riboflavina (mg)
Niacina (mg)
Vitamina C (mg)
90
46.7
1.9
0.1
1.0
20.3
4.0
26
0.7
0.08
0.08
1.0
20
150
61.8
0.8
0.1
0.9
36.4
27
35
0.4
0.04
0.03
0.5
30
142
69.1
1.2
0.2
0.9
37.8
4.0
39
0.5
0.06
0.08
0.5
10
Fuente: Tabla de composición de alimentos para América Latina.
26
1.2. OPERACIONES UNITARIAS
En el proceso de cocción de alimentos se presentan dos mecanismos de
transferencia de calor, la convección y la conducción.
1.2.1. TRANFERENCIA DE CALOR POR CONVECCION
Para que exista transmisión de calor por convección se considera que el calor
fluirá a través de un medio cuyas moléculas o partículas presenten movimiento
relativo, es decir, un medio líquido, gaseoso, o más genéricamente un medio
fluido.
Ejemplos de medios fluidos: aire, agua, oxigeno, aceites, etc., todos ellos claro
está que a presión y temperatura en que tengan estado gaseoso, líquido o con
una viscosidad suficiente para permitir el movimiento relativo de sus partículas. (HOLMAN, 1995)
La transferencia de calor por convección es debida al gradiente térmico, y se
justifica:
Por la diferencia de densidad o de peso específico que aparece debido a las
diferentes temperaturas. Esto produce que el fluido más frío circule hacia abajo y
el más caliente hacia arriba, produciendo una corriente ascendente. En esta
consideración participa la fuerza de gravedad, pero en el caso que ésta no entre
en juego por estar el sistema en el espacio exterior, la convección natural
también tiene lugar, por el siguiente punto.
2. Por que las partículas líquidas o gaseosas tienen movimientos relativos
continuos, que aumentan al aumentar sus estados térmicos. Este movimiento
27
transporta la energía calórica en forma de energía cinética mientras se desplaza
la partícula y va colisionando con las millones que encuentra en su camino, y a
su vez éstas hacen lo mismo, verificándose una convección a nivel molecular de
flujo muy turbulento . El movimiento de las partículas es conocido como
movimiento browniano. (HOLMAN, 1995)
El flujo de calor hacia el alimento a través del fluido involucra las leyes de la
convección mediante el manejo de coeficientes que dependen en gran parte de
las condiciones del proceso y especialmente de la forma y características del
sólido o alimento expuesto al fluido.
• CALCULO DEL COEFICIENTE DE CONVECCION “h”
El coeficiente convectivo (h), llamado también coeficiente de película depende de
variables como:
ù Velocidad de circulación
ù Densidad del fluido
ù Calor especifico de la sustancia
ù Diámetros
ù Viscosidad del fluido
ù Conductividad
El cálculo del coeficiente de convección “h” según Holman, expresado en función
de números adimensionales.
LK
Nuh = Ec. 1*
Donde:
K = Coeficiente del fluido
L = La longitud en placas o radios en tubos.
28
§ NUSSELT (Nu)
El numero de Nusselt (Nu ) esta dado en función del numero de Prandtl (Pr) y el
numero de Grashoff (Gr) para la convección libre y su forma de cálculo varía
dependiendo de la forma del alimento.
Nu = f ( Pr, Gr) Ec. 2*
Nuf = C ( Gr * Pr )m Ec. 3*
Nu = 2+ 0.43 (Gr * Pr)1/4 Ec. 4*
§ PRANDTL (Pr)
kCp*
Prµ
= Ec. 5*
Donde:
µ = Viscosidad del fluido
cP = Calor específico
K = Coeficiente del fluido
§ GRASHOFF ( Gr )
2
22 ****µερ LTg
Gr = Ec. 6*
Donde:
ρ = Densidad del fluido
g = Aceleración de la gravedad
ε = Coeficiente de dilatación volumétrica
29
T = Temperatura de referencia
L = Longitud característica
µ = Viscosidad del fluido
1.2.2. TRANSFERENCIA DE CALOR POR CONDUCCIÓN
Se define la conducción como la transferencia de calor que ocurrirá a través del
medio en el cual existe un gradiente de temperaturas. Puede tomar lugar en
sólidos, líquidos y / o gases, por medio de la vibración molecular.
La transferencia de calor por conducción se realiza en estado estacionario cuando
el tiempo no afecta las temperaturas dentro de la estructura del sólido o en estado
no estacionario o inestable cuando las temperaturas del sólido cambian con el
tiempo. Y se presentan en todos los procesos de conservación de alimentos como
en la refrigeración, congelación, calentamiento y cocción. Siendo este ultimo el
procedimiento objeto de estudio.
En los cálculos de transferencia de calor se introducen los números
adimensionales Biot y Fourier.
§ BIOT (Bi)
Es un número adimensional que define el método que se debe aplicar en la
obtención de temperaturas en función del tiempo.
Un método de amplio uso en los procesos alimentarios es el de “Cartas de
Heissler”, que tiene lugar cuando Bi > 0.1
KLh
Bi c*= Ec. 7*
Esta ecuación es posible resolverla luego de haber obtenido los valores de las
ecuaciones 1, 3, 4 y 5 establecidas para el cálculo del coeficiente de convección
“h”.
30
El número de Bi, tomado como parámetro para calcular el número de Fourier se
calcula en forma diferente según la forma del alimento: (Tabla 3)
Tabla 3. Cálculo de Bi según la forma del alimento
Placas planas Cilindros Esferas
Parámetro 1/Bi 1/2Bi 1/3Bi
Fuente: Karlekar, 1994.
§ FOURIER (Fo)
El número de Fourier (Fo), es observado en las cartas de Heissler realizando una
relación entre los parámetros Bi y de temperaturas θ0, calculados a partir de las
ecuaciones 7 y 10.
Fo = α τ Ec. 8*
LC2
Mediante propiedades físicas del alimento como la conductividad, la densidad y el
calor específico es posible hallar el valor del coeficiente de difusividad del sólido
α , indispensable par el cálculo del tiempo.
α = K Ec. 9*
ρ * cP
Donde:
k : Conductividad térmica del alimento
ρ: Densidad del alimento
cp : Calor específico del alimento
31
El parámetro temperaturas (θ0), que junto con el número de Biot permite observar
el valor del número de Fourier en las cartas de Heissler se calcula mediante la
ecuación:
θ0 = Tc - Tα Ec. 10*
Ti - Tα
Donde:
Tc : Temperatura de línea central
Tα: Temperatura del fluido
Ti : Temperatura inicial del alimento
El tiempo óptimo, obtenido a través de las cartas de Heissler, es hallado luego de
despejar y calcular el tiempo (τ) a partir del número de Fourier, la longitud
característica o el radio del alimento y su coeficiente de difusividad.
û Placas planas τ = Fo * L C
2 Ec. 11*
α
û Cilindros y esferas τ = Fo * r2 Ec. 12*
α
La longitud característica es diferente para cada alimento. En la tabla 4, se expresa el tipo de cálculo para cada una de las formas a las que se asemejan los alimentos. Tabla 4. Longitud Característica (LC)
FORMA LC
Placa plana Espesor / 2 Cilindro Radio / 2 Esfera Radio / 3
Fuente: KARLEKAR, 1994.
32
1.2.3. TRANSFERENCIA DE MASA
Los tratamientos de deshidratación conducen a la eliminación del agua contenida
dentro del producto. En esta proceso se lleva a cabo un cambio de estado, que
utiliza como fuente de calor otro fluido que generalmente puede ser aire, vapor
sobrecalentado, grasa o radiaciones electromagnéticas. La transferencia de masa
tiene lugar cuando el vapor de agua se desplaza por difusión a través del alimento
y cuando llega a la superficie se evapora al medio ambiente.
En los procesos de freído y horneado se observa una formación de corteza en
cada uno de los productos, esto es debido a la deshidratación que sufre el
alimento al ser procesado. Figura 8.
Desde el punto de vista físico, la eliminación de agua de un alimento suele tener
lugar en forma de vapor que escapa a la atmósfera en la que se encuentra el
alimento. Se produce así un Secado.
Las operaciones de secado se han clasificado en: discontinuas y continuas. En
las de freído y horneado se presentan procesos discontinuos ya que se manejan
los alimentos por baches y es una producción a pequeña escala.
(Treybal 1970). El calentamiento es directo con quemador directo, ya que el aceite y
las paredes del horno son calentadas por un intercambiador de calor de la fuente
energética principal, como se ilustra en la figura 10.
Figura 8. Calentamiento directo con quemador directo.
Fuente energética principal
Aceite o Aire
Fuente: Treybal, 1970
33
1.2.4. PROCESO DE FREIDO
El proceso de freído es una forma de cocción de alimentos a alta temperatura,
donde el medio de transferencia de calor es el aceite que imparte buen sabor,
apariencia y textura al alimento.
Las características de esta operación frente a otros procesos de cocción son
fundamentalmente: las altas temperaturas con que se trabaja el aceite que se
encuentran entre 140 ºC a 200 ºC, tiempos cortos de cocción, incorporación de
aceite al producto lo cual le imparte a estos sabores y texturas únicas ya que los
productos fritos tienen buen sabor, excelente sensación de palatabilidad, color
dorado o tostado y especialmente se obtienen productos crocantes.
Al tener contacto el alimento con el aceite caliente se presenta un proceso de
transferencia de calor, ya que el aceite se encuentra a temperaturas bastante
mayores que el punto de ebullición del agua, por esta razón el producto al ser
sumergido en el aceite reacciona en una vigorosa producción de burbujas. La
transferencia de calor tiene lugar desde el aceite caliente hasta la superficie de la
pieza por el mecanismo de convección, y luego por conducción desde la superficie
hasta el interior Consecuentemente, en el freído de alimentos se lleva a cabo un
proceso de transferencia de masa que se caracteriza por la perdida de humedad,
ya que el agua abandona el alimento, y la ganancia de aceite, fenómenos que
ocurren en contracorriente. Figura 9.
Un objetivo secundario de la fritura es el efecto conservador que se obtiene por
destrucción térmica de los microorganismos y enzimas presentes en el alimento y
por reducción de la actividad del agua en la superficie del mismo. La vida útil de
los alimentos sometidos a freído depende esencialmente de su contenido en agua
residual.
Cuando un alimento se sumerge en el aceite caliente su temperatura aumenta
rápidamente y el agua que contiene se elimina en forma de vapor, por lo que la
34
superficie empieza a deshidratarse. Se forma una corteza y el frente de
evaporación va trasladándose hacia el interior del producto. La temperatura en la
superficie del alimento alcanza a la del aceite caliente y la interna aumenta
lentamente hasta alcanzar el punto decocción del alimento. La costra superficial
desarrollada por la fritura posee una estructura porosa constituida por conductos
capilares de diámetro variable. Durante la fritura el agua y el vapor de agua que
rellena los capilares de mayor tamaño, son desplazados por el aceite caliente. El
agua se elimina en forma de vapor desde la capa superficial de alimento
atravesando una fina película de aceite.
El tiempo requerido para freír un alimento depende, del tipo de alimento, la
temperatura del aceite, el sistema de fritura, el grosor del alimento, y los cambios
que se pretende conseguir. (ARIAS, Yanira. 1999.)
Figura 9. Esquema de transferencia simultanea de masa y calor en el freído
de alimentos. **
CONVECCION
TRANFERENCIA DE
CALOR
CORTEZA
TRANFERENCIA DE
MASA ACEITE VAPOR DE AGUA
** Fuente. Aguilera 1997
En el proceso de freído también ocurre un fenómeno de deshidratación parcial y
localizado en la parte externa del producto, la que se transforma progresivamente
en una corteza dura. Este fenómeno se origina cuando el agua del alimento
empieza a evaporarse, reduciéndose la humedad a niveles bajos y la temperatura
de la corteza se aproxima a la del aceite caliente. Figura 10.
CONDUCCION
CENTRO
35
Figura 10. Formación de corteza causada por la deshidratación.
fuente: Las autoras
1.2.4.1. IMPORTANCIA DE LAS CONDICIONES DEL ACEITE DESTINADO
PARA FRITURA.
El principal uso del aceite en la cocina es la fritura, donde funciona como medio
transmisor de calor y aporta sabor y textura a los alimentos. Uno de los requisitos
del aceite de cocina es que sea estable en las condiciones verdaderamente
extremas de fritura por inmersión, esto es, altas temperaturas y humedad. En
general, en la fritura el aceite debe mantenerse a una temperatura máxima de 180
°C. Si se fríen los alimentos a una temperatura demasiado baja, éstos atrapan
más grasa. El agua, que es aportada por los alimentos que se fríen en el aceite,
aumenta la disociación de los ácidos grasos que se produce durante el
calentamiento. La hidrólisis genera un aceite de baja calidad con un color más
oscuro y un sabor alterado. Durante el calentamiento, los aceites también
polimerizan, generando un aceite viscoso que se absorbe fácilmente por los
alimentos y que genera un producto grasiento. Cuanto más saturados (sólidos)
sean los aceites, más estables son frente a la disociación oxidativa e hidrolítica, y
menos fácil es que polimericen. (FAO, 2000)
1.2.4.2. REACCIONES DE LOS ACEITES EN EL PROCESO DE FREIDO
Es importante conocer las reacciones de los aceites que tienen lugar en el
proceso de freído de alimentos ya que el aceite no es solo un medio para
36
transferir calor, en ultimas es él quien garantiza las características de sabor, color
y textura del alimento.
Los aceites para freído poseen una estabilidad inherente bajo condiciones
normales. Sin embargo las condiciones del proceso de freído favorecen la
degradación del aceite debido a la combinación de los siguientes factores:
a) Elevada temperatura y exposición al oxígeno del aire.
b) Presencia de agua, desprendida por el alimento.
c) Contaminación por compuestos desprendidos por el alimento.
Algunos indicios de degradación en un aceite son rancidez, cambio de color,
desprendimiento de humo a temperatura más baja que la normal, y generación de
espuma.
Dentro de la gran variedad de aplicaciones que tienen las grasas y aceites
comestibles, el freído es la aplicación que las somete a las condiciones más
severas.
Un aceite de freído de alta calidad no debe de degradarse fácilmente durante el
proceso de freído, no solo por su tiempo de vida útil y las veces que se pueda
volver a usar, sino porque buena parte de él se queda en el alimento y la calidad
del alimento en buena parte va a depender del estado en que se encuentre el
aceite que contiene.
Si el aceite se degradó durante el proceso de freído obtendremos por consiguiente
un alimento en malas condiciones de consumo.
La degradación del aceite de freído ocurre mediante diferentes tipos de reacciones
entre las que se encuentran la oxidación, la descomposición térmica, la hidrólisis,
la formación de color y la polimerización.
37
1.2.4.2.1. REACCION DE OXIDACIÓN
Esta es una reacción del aceite que aparece cuando el oxigeno del aire reacciona
con la grasa destinada para el freído, la oxidación suele ser un proceso
relativamente lento a temperatura ambiente ( 21 –26 ºC ) , sin embargo, a
temperaturas de fritura la oxidación se produce de manera bastante rápida.
Cuando mayor sea la temperatura, más rápida será la velocidad de oxidación. (
LAWSON 1994)
Otros factores que afectan la velocidad de oxidación son:
La cantidad de área superficial del aceite que se encuentra expuesta al
oxigeno.
La presencia de antioxidantes a alta temperatura, tales como metil silicona.
La calidad de la grasa de fritura.
Eliminación continua de partículas de alimento que se encuentran durante
el proceso de freído.
Desencadenada esta reacción da como resultado la rancidez o el mal sabor y olor
de un aceite degradado.
1.2.4.2.2. DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA
Esta descomposición del aceite por acción del calor se lleva a cabo
simultáneamente con la oxidación. Los ácidos grasos insaturados producen
dímeros, monómeros cíclicos y trímeros. Los ácidos grasos saturados producen
compuestos tales como n-alcanos, n-alquenos, ácidos grasos. de cadena corta,
cetonas, oxipropilesteres y diglicéridos. (www.ag.uic.edu)
1.2.4.2.3. HIDRÓLISIS
Es la reacción del agua del alimento con la grasa de fritura para formar ácidos
grasos libres. La producción de hidrólisis o ácidos grasos libres formados
dependen de las siguientes factores: ( LAWSON 1994)
38
La cantidad de agua liberada en el aceite. A mayores cantidades de agua
mas rápido es el cambio. El agua, generalmente, procede del alimento que va
a freírse.
La temperatura del aceite de fritura. A mayor temperatura, mas elevada es
la velocidad de producción de ácidos grasos libres.
El numero de ciclos de calentamiento-enfriamiento de los aceites.
La renovación del aceite así como una adecuada filtración, son importantes
para mantener este efecto bajo control.
1.2.4.2.4. FORMACIÓN DE COLOR
Todos los alimentos que se fríen aportan sustancias como: azucares, almidones,
fosfatos, etc. Estos se acumulan en el aceite durante el proceso de freído y
reaccionan posteriormente con él, causando el oscurecimiento del mismo. La
velocidad de oscurecimiento o cualquier otro cambio en las características del
aceite de fritura dependen de manera considerable de la velocidad de renovación
del aceite. Es te es un aspecto muy importante en el freído de alimentos ya que si
el aceite se va volviendo oscuro con el uso, los alimentos procesados en este
aceite se oscurecen a una velocidad mas rápida y pierden considerablemente sus
características. (LAWSON 1994)
1.2.4.2.5. POLIMERIZACIÓN
Esta es una reacción entre las mismas moléculas de los triglicéridos. La formación
de polímeros aumenta la viscosidad del aceite.
Los ácidos grasos insaturados son más susceptibles a la polimerización porque en
sus dobles ligaduras se forman radicales libres que favorecen a la polimerización. (www.ag.uic.edu)
39
1.2.4.3. VISCOSIDAD
En esta medición de la viscosidad es necesario distinguir entre fluido newtoniano y
no newtoniano.
El fluido newtoniano es aquel donde existe una deformación irreversible que
ocurre de tal manera que la velocidad de deformación en el corte es proporcional
al esfuerzo cortante y su viscosidad permanece constante a temperatura
constante, mientras el fluido no newtoniano a temperatura constante la viscosidad
varia en función al esfuerzo cortante.
La viscosidad es una medida de la resistencia que oponen los líquidos cuando se
aplica una fuerza de tensión.
En los fluidos newtonianos dijimos anteriormente que el gradiente de velocidad es
proporcional al esfuerzo cortante cuya constante de proporcionalidad es la
viscosidad absoluta o dinámica υ
Esta viscosidad tiene como unidad el poise que se define como 1 g / cm- s.
La unidad resulta en ocasiones con valores altos para muchas aplicaciones
practicas, de forma que la viscosidad se expresan generalmente en centipoises.
Un centipoise = 0,01 poises.
En unidades inglesas, la viscosidad absoluta se expresa en libras por pie y por
segundo, o en libras por pie y por hora, mediante los factores de conversión, la
relación entre poise y las unidades inglesas, que no tienen nombre especial, son:
1 poise = 0,0572 lb / pie -sg = 242 lb / pie-h
1 centipoise = 6,72 X 10 –4 lb / pie-sg = 2,42 lb / pie-h
40
Si la viscosidad absoluta la dividimos por el factor gc obtenemos la viscosidad
gravitacional dada en gf-s / cm2 .
La viscosidad expresada como cinemática que viene dada por la relación entre
viscosidad absoluta y la densidad de un fluido.
La unidad más corriente de viscosidad cinemática se obtiene expresando la
viscosidad en poises y la densidad en gramos por centímetro cúbico. Esta unidad
recibe el nombre de stoke y es igual a 1 cm2 / s.
La viscosidad relativa consiste en la relación entre la viscosidad absoluta con la
viscosidad de una sustancia patrón que generalmente es la viscosidad del agua a
20 ºC igual a un centipoise.
La viscosidad aparente es la relación del esfuerzo cortante a la velocidad de
cortadura y es un índice de la resistencia que ofrece la mezcla a fluir o a
deslizarse.
Este tipo de viscosidad se mide para fluidos no newtonianos en donde su
viscosidad varía según el esfuerzo cortante o tensión tangencial.
Para un fluido no newtoniano es necesario tomar diferentes mediciones de
viscosidad aparente y graficar contra esfuerzo cortante para obtener una grafica
característica de fluencia para determinado fluido
41
1.2.4. PROCESO DE HORNEADO
El horneado es semejante a la cocción por vapor en cuanto al empleo de aire a
alta temperatura para transferir el calor.
Curiosamente, aunque la temperatura del horno sea de 150 a 200 ºC,,80 grados
más que la de ebullición del agua, el tiempo de horneado es mayor que la cocción
en agua, ya que la conductividad térmica del aire es mucho menor que la del
agua.
Por otro lado, la corriente de convección del vapor de agua durante la cocción es
mayor que en el horneado, pues el horno se mantiene cerrado, lo cual explica que
hornear sea más lento que cocer.
Este procedimiento se lleva a cabo en hornos eléctricos de resistencias, en el que
se genera calor haciendo pasar una corriente eléctrica por un elemento resistivo
que rodea el horno, el horneado de los alimentos se realiza gracias a la
transferencia de calor por conducción que lleva o genera el calor de la parte mas
caliente a la mas fría. En el horneo, los coeficientes convectivos de transferencia
de calor al producto son mucho menores que en la fritura.
Los alimentos horneados tienen buen sabor y desarrollan durante el proceso de
cocción una deshidratación superficial con formación de corteza que le da un
color dorado o tostado agradable, es muy apetecible este producto ya que no tiene
impregnación de grasas que lo hace más saludable. (www.omega.ilce.edu.mx)
42
2. TRABAJO EXPERIMENTAL
2.1. DEFINICIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL
Para el presente trabajo de investigación se tomaron como referencia la papa R-
12 (Solanum toberosum), la yuca blanca chiroza (Manihot esculenta) y el plátano
hartón (Musa paradisíaca L.) en sus dos estados de madurez.
Estos alimentos fueron sometidos a freído y horneado, dos procesos muy
empleados para cocción de alimentos debido a las características finales que le
proporcionan a los productos.
Teniendo seleccionados tanto los alimentos como los procesos, el siguiente paso
fue establecer las formas mas adecuadas de cocción del alimento y además de
estas una forma y tamaño que permitiera comparar los tres productos en cada uno
de los procesos.
Para la forma comparativa se eligió un tamaño estándar de cubos de 2 x 2 cm
teniendo una superficie igual de contacto del producto con cada uno de los
procesos.
Las pruebas de cocción se realizaron tres veces para cada intervalo de tiempo,
para obtener una mayor confiabilidad en los datos. La muestra de producto por
cada tiempo comprende, cinco unidades con un peso promedio de 160 g para
productos enteros, y entre 10 y 25 unidades de productos con cortes como los
bastones, las tajadas y los cubos, con un peso promedio de muestra de 200 g.
43
Los pesos promedio se establecieron de esta manera, para asegurar que el
producto quedara totalmente inmerso en el fluido y para reducir el contacto entre
las unidades de producto, teniendo en cuenta el diámetro del equipo.
Para cada producto sometido a proceso se tomaron mínimo tres tiempos, para
determinar el tiempo optimo de cocción de cada uno de ellos.
Para facilitar el manejo experimental se dividió el trabajo a seguir por proceso y
por producto determinando las formas. Identificando cada unidad de ensayo de
manera que estuvieran involucrando el proceso Freído (F) Horneado (H), el
producto Papa (P) Yuca (Y) Plátano maduro (M) Plátano verde (V), y el tamaño
de cada ensayo Entero (E) Alargado (A) Cubos (C) Transversales (T) Diagonales
(D) y un número antecesor (1) que índica que el producto no tiene corteza.
Tabla 5.
Tabla 5. Formas y nomenclatura para alimentos freídos.
FREIDO FORMA
PAPA YUCA PLATANO VERDE
PLATANO MADURO
ENTERA
1FPE 1FYE - 1FME
ALARGADA ESTILO PAPA A LA FRANCESA
1FPA - - -
CUARTOS ALARGADOS
- 1FYA - -
CUBOS DE 2X2 cm
1FPC 1FYC 1FVC 1FMC
TAJADAS TRANSVERSALES ESTILO PATACON
- - 1FVT -
TAJASDAS DIAGONALES
- - - 1FMD
Fuente: Las autoras
44
Tabla 6. Formas y nomenclatura para alimentos horneados. HORNEADO FORMA
PAPA YUCA PLATANO VERDE
PLATANO MADURO
ENTERA
1HPE 1HYE - 1HME
CUARTOS ALARGADOS
- 1HYA - -
CUBOS DE 2X2 cm
1HPC 1HYC 1HVC 1HMC
Fuente: Las autoras
2.1.1. MUESTRA DE ESTUDIO PARA PRODUCTO ENTERO
Se procesaron Cinco (5) muestras de cada uno de los productos a evaluar, cada
una de las muestras con un peso entre 120 y 190 g, obtenidas de forma aleatoria
en la central de CODABAS de la ciudad de Bogota (Cundinamarca).
û Se utilizaron ciento cinco (105) unidades variedad R-12 para el proceso de
freído en producto entero.
û Se utilizaron setenta y cinco (75) unidades variedad R-12 para el
procesamiento de Papa entera al horno
û De yuca (blanca chirosa) y de plátano (hartón) en sus dos estados de madurez,
se utilizo la misma cantidad de muestra, que fueron setenta y cinco (75) trozos
de enteros por cada uno de los procesos de freído y de horneado.
45
2.1.2. MUESTRA DE ESTUDIO PARA PRODUCTO EN CUBOS Y
ALARGADOS
Se determino para esta etapa de la investigación que el peso de los productos en
cubos y alargados fuera comparable, para garantizar uniformidad y confiabilidad
en los procesos de freído y horneado. El peso se estimo entre 200 a 220 g, esta
cantidad de producto era suficiente para ser cubierto por la cantidad de aceite a
utilizar así como para cubrir el diámetro de equipó de freído. Estas etapas se
realizaron de igual manera por triplicado para cada tiempo objeto de estudio.
2.1.3. FLUIDO A UTILIZAR EN EL PROCESO DE FREIDO.
El fluido utilizado como medio de inmersión fue aceite comercial Oleocali dirigido a
consumo y preparaciones caseras, generalmente este tipo de aceite es una
mezcla de palma, soya y algodón. Este fluido en general se comporta de manera
adecuada y nos permitió trabajar a una escala similar a las utilizadas comúnmente
por la población colombiana.
Los volúmenes de aceite utilizados se determinaron en función del tamaño de
muestra y del diámetro y la capacidad del freidor domestico, con esto se buscaba
que el producto quedara cubierto en su totalidad y que se evitara al máximo el
contacto entre las unidades de muestra. Tabla 7.
46
Tabla 7. Volúmenes de aceite empleados según la forma del producto.
ALIMETO FORMA PESO PROMEDIO
DE MUESTRA
(g)
Nº DE UNIDADES
POR MUESTRA
VOLUMEN DE ACEITE
(ml)
ENTERA 160 5
1200
ALARGADA 20 10 500
PAPA
CUBOS DE 2 X 2
cm
8 23 500
ENTERA 180 5 1200
¼ ALARGADOS 80 5 500
YUCA
CUBOS DE 2 X 2 10 20 500
TAJADAS TRANSVERSALES
15 13 500
PLATANO VERDE
CUBOS DE 2X2 cm
8 24 500
ENTERO 180 5 1000 TAJADAS
DIAGONALES 62 4 500
PLATANO MADURO
CUBOS DE 2X2 cm
8 25 500
Fuente: Las autoras
47
2.2. ENSAYO DE FREÍDO
En el ensayo de freído se emplearon como equipo principal dos ollas freidoras
eléctricas marca Universal con las siguientes especificaciones Universal Deep
Fryer model No. Ref 865, 120 VAC - 60 Hz – 950 W, con capacidad para 5 litros.
Figura 11 (c)
El aceite se precalentó a las condiciones atmosféricas de Bogotá (560 mm Hg) a
una temperatura de 180 ºC antes de introducir el alimento, esta temperatura se
alcanzó y corroboro realizando mediciones con un termómetro de vidrio.
Alcanzada esta temperatura se introdujo el alimento y se controló el tiempo que
debía permanecer este en proceso con la ayuda de un cronómetro.
Cumplido el tiempo que debía permanecer el producto en freído se tomó la
temperatura tanto interna como externa del producto utilizando un termómetro de
punción digital.
2.3. ENSAYO DE HORNEADO
En el ensayo de horneado se empleó como equipo principal un horno eléctrico
marca Caloric dotado con dos rejillas removibles.
El horno se precalentó y estabilizó a una temperatura de 160ºC antes de
introducir el producto, determinando así la uniformidad del proceso. El control de
temperatura antes y después de introducir el alimento se consiguió mediante la
lectura constante realizada con un termómetro de vidrio sumergido en glicerina e
introducido dentro del horno en forma vertical.
Cumplido el tiempo que debía permanecer el producto dentro del horno se
controló la temperatura tanto interna como externa del producto utilizando un
termómetro de punción digital.
48
En el caso de la papa y la yuca en sus tres formas fue necesario envolver cada
una de las muestras en papel de aluminio para evitar que formaran corteza o se
quemaran, sin encontrarse totalmente cocidas. Por el contrario el plátano fue
expuesto de manera directa en el horno con cáscara entero y sin cáscara en todas
sus formas.
Figura 11. Implementos y equipos utilizados para corte y preparación
(a) (b)
(c) (d) Fuente: Las autoras
49
2.4. TAMAÑO DEL PRODUCTO
Los tres tamaños por producto que se eligieron para manejar en los procesos de
freído y horneado, que corresponden a la representación real que se utiliza
cotidianamente en las preparaciones de los hogares Colombianos y que a la vez
nos permiten tener una correlación entre ellos.
2.4.1. Producto entero:
Se seleccionaron unidades de papa R-12 de tamaño tal que presentara un peso
promedio de 160 g, se retiró la corteza utilizando un pelador doméstico de manera
que el espesor de pérdida no superara los 2 mm. Figura 12 (a).
En el caso de la yuca, se procedió a pelar el producto y luego por corte
transversal se obtuvieron cilindros cuyo peso promedio fue 180 g. Figura 12 (b).
De manera similar para el plátano se retiró la corteza y se obtuvieron cilindros de
peso promedio 180 g. Figura 12(c).
Figura 12. Productos enteros pelados utilizados en el proceso de freído y
horneado
(a) (b) (c)
Fuente: Las autoras
50
2.4.2. Forma regular cubos de 2X2
Esta presentación fue elegida como tamaño comparativo regular entre los dos
procesos. Adicionalmente, representa un tamaño y forma que son habitualmente
utilizados para la preparación de diferentes platos. Figura 13.
Figura 13. Muestra de productos cortados en cubos de 2 x 2 cm
Fuente: Las autoras
Para obtenerlos se utilizó un cortador manual de forma cuadrada, construido en
acero inoxidable con el cual se generaron de 4 a 6 cubos por producto.
Figura 11 (a).
2.4.2. Forma alargada
Para establecer esta presentación se tomó como criterio el tamaño utilizado
normalmente en las diferentes preparaciones caseras mediante proceso de freído,
descritas así:
§ Papa alargada: utilizada para preparar papa a la francesa, figura 14. Este
producto se obtuvo con la ayuda de un procesador de vegetales marca JAVAR,
figura 11 (d), el cual suministra papas de igual tamaño dependiendo del disco
que se utilice. El tamaño de las papas conseguido con los discos B10 y E10,
figura 11(b), fue de 10 cm de largo por 1 cm de diámetro.
51
Figura 14. Papa alargada obtenida con el procesador de vegetales
Fuente: Las autoras
§ Yuca alargada: obtenida en cuartos longitudinales que se utilizan
preferiblemente precocidas para luego someterlas a freído y posiblemente a
horneado. Este producto se obtuvo de manera tradicional utilizando como
herramienta un cuchillo de cocina, se cortó la yuca en cuatro trozos
verticales y luego se utilizo un calibrador para asegurar que la medida del
largo de cada trozo se encontrara dentro del tamaño establecido para los
cuartos alargados, 10 cm de largo x 1.45 cm de espesor. Figura 15.
Figura 15. Forma alargada de yuca
Fuente: Las autoras
§ Plátano verde: su corte transversal es utilizado en la preparación de
patacones, producto freído que se comercializa como snack o que hace
parte de varias comidas típicas colombianas. Para obtenerlos se utilizo el
52
procesador de vegetales descrito previamente, con el disco B10 que
permite el corte de cilindros regulares de 1 cm de altura x 3.8 cm de
diámetro. Figura 16.
Figura 16. Plátano verde en tajadas
Fuente: Las autoras
§ Plátano maduro: en este caso se tomo como criterio de corte la
presentación en tajadas diagonales, forma en que normalmente se somete
a freído el plátano hartón maduro, como acompañante de diversos platos
típicos en varias regiones del país. Para su corte, se utilizó el procesador
de vegetales y el mismo disco (B10) obteniendo tajadas regulares de 1 cm
de alto, 3,8 cm de ancho y 10 cm de largo. Figura 17.
Figura 17. Plátano maduro en tajadas diagonales
Fuente: Las autoras
53
2.4. INDICADORES DE COCCIÓN
2.4.1. TEXTURA
La textura como indicador permite verificar físicamente la finalización de los
procesos de cocción, corroborando que el alimento procesado se encuentra
listo para ser consumido.
Existe un gran número de equipos desarrollados para “medir”
instrumentalmente la textura, la mayoría de ellos muy populares y de amplio
uso en la industria alimentaría (Costell, Elvira 2000).
Para la medición experimental de textura, se utilizó un penetrómetro marca
Bertuzzi FT 327 de acción manual, adaptado con un soporte y una perilla
giratoria que hace que el vástago en cada vuelta se desplace uniformemente
hacia abajo penetrando la muestra con una fuerza determinada según la
dureza de la muestra, esta penetración se mide en milímetros y a su vez la
fuerza aplicada por el penetrómetro a la muestra se toma en Kg/mm2en una
escala con divisiones de 0.5 Kg y que va de 0 hasta 13 Kg de fuerza.
Este equipo viene acompañado de tres vástagos con diámetros de 4, 8 y 11.4
mm que se cambian según el producto, tiempo de cocción y necesidades del
investigador.
54
Figura 18. Penetrómetro de acción manual utilizado para determinar la textura de los productos.
Fuente: Las autoras
2.4.2. TEMPERATURA
La temperatura fue el indicador que permitió establecer la eficiencia en la
transferencia de calor de la fuente directa de calor hacia el alimento.
La medición de la temperatura se realizó con la ayuda de un termómetro de
punción digital, procediendo de la siguiente manera: Como primera medida se
determinó que se alcanzara una temperatura máxima estable a condiciones de
presión ambiental, tanto para el aceite como para el horno antes de introducir
el producto y así tener un referente inicial de temperatura, y luego, se tomo la
temperatura interna y externa del producto a los diferentes tiempos de cocción
a que fueron sometidos.
Las temperaturas tanto del sólido como del fluido son empleadas en la
transferencia de calor y permiten determinar teóricamente el tiempo optimo de
cocción de los productos.
55
2.5. VISCOSIDAD DEL ACEITE
La viscosidad del aceite varia según su calidad, para el trabajo se obtuvo en
forma experimental debido a la ausencia de datos tabulados.
El equipo utilizado para realizar estas medidas fue el viscosímetro de husillos,
figura 19, marca Selecta modelo St-digit que arroja datos de lectura directa.
La medida de viscosidad realizada arrojó un dato que convertido a unidades del
sistema internacional es igual a 0.1784 kg/m s.
Figura 19. Viscosímetro de husillos
Fuente: Las autoras
Se eligió este equipo ya que nos ofrecía ventajas como:
û El viscosímetro está construido de manera que se tenga en cuenta la
velocidad seleccionada y el tipo de husillo escogido para dar los resultados
en centipoises.
û Las combinaciones de husillos y velocidades, permiten elegir una escala
óptima para cualquier medición, dentro de la gama del aparato.
56
û El equipo por ser digital arroja una lectura directa de la viscosidad en
centipoises (mPa*s).
û La precisión es de + 1 % del fondo de escala utilizada.
û Trabaja a temperaturas ambientes que van de +10 °C a + 40°C.
2.6. DISEÑO EXPERIMENTAL
Para el procesamiento de los datos de la investigación se utilizo un diseño
estadístico básico, con variables independientes, que tiene como propósito
sacar conclusiones de una población en estudio, examinando solamente una
parte de ella denominada muestra. Se realizo todo el procesamiento de datos
con esta herramienta por tratarse de una investigación con productos naturales,
no muy homogéneos.
La interpretación de los datos se realizó con análisis de varianza, con un nivel
de significancía del 5% y con la formulación de hipótesis nulas y alternativas.
Se emplearon herramientas estadísticas como las pruebas de Duncan y
Tukey.
En la etapa de pre experimentación se trabajo con un numero de muestra igual
a diez (10), y en la fase de experimentación se tomo n = 5 por las siguientes
razones:
û Se realizó un trabajo preliminar que arrojó que las texturas en los productos
crudos se comportaban de manera similar entre cada bach de muestras, lo
que permitió determinar una medida de penetración constante.
57
û Se Trabajaron tres tiempos para cada producto y cada tiempo fue
manejado por triplicado.
û Se busco que los productos a procesar fueran de similar estado de
madurez.
û Se trabajó con el mismo equipo de medida en todos los casos.
Estas razones disminuyen el error y permiten bajar el numeró de unidades por
muestra.
58
3. RESULTADOS Y ANÁLISIS
3.1. INGENIERÍA DEL PROCESO
3.1.1. PROCESOS DE COCCIÓN
La representación de la información ocurrida en los procesos de freído y
horneado se ilustra mediante diagramas de flujo de proceso.
M.P. fresca
M.P. fresca
M.P. rechazada
M.P. seleccionada
Agua Impurezas
M.P. lavada
Perdidas
M.P. pelada
Perdidas
M.P. a procesar
Aceite
Producto freído Producto horneado
Producto procesado
RECEPCION
SELECCION
LAVADO
CORTE
PELADO
PESAJE
PROCESO DE FREÍDO (180ºC)
PROCESO DE HORNEADO (170ºC)
ANÁLISIS DE PRODUCTO
59
3.1.2. DESCRIPCIÓN DE PROCESOS
Son varias las operaciones a las que se debe someter la materia prima antes
de ser procesada; estos tratamientos contribuyen a mejorar el sabor, aroma,
presentación y calidad final del producto.
Recepción de materia prima: la materia prima empleada en los
ensayos experimentales fue adquirida de acuerdo con los parámetros
establecidos en el proyecto, en la central de abastos del norte CODABAS, y
llevada a la planta piloto de frutas de la universidad para ser procesada.
Selección: en esta operación la materia prima se clasificó de acuerdo
al peso establecido para cada alimento, el estado de madurez y de sanidad
eeliminando así la atacada por los insectos para evitar perdidas de tiempo en
las operaciones sucesivas.
Lavado: todos los alimentos utilizados en los ensayos experimentales a
excepción del plátano fueron lavados por inmersión, esta operación es
indispensable para eliminar la suciedad de los alimentos y darle una mejor
presentación al producto.
Corte: los alimentos se cortaron de acuerdo a los tamaños
preestablecidos, con equipos cortadores (manuales y eléctricos) destinados
para cada tamaño, para obtener un producto uniforme.
Pesaje: los productos obtenidos de la operación anterior se pesaron,
teniendo como referencia un peso de muestra según el tamaño y número de
unidades.
Proceso de Freído: este proceso se realizó por inmersión de los
productos en aceite a 180ºC, por diferentes tiempos, hasta establecer el
óptimo.
Proceso de Horneado: en este proceso los productos se introdujeron en
un horno eléctrico a 170ºC, por diferentes tiempos, hasta establecer el óptimo.
60
Análisis de Producto: en esta operación se realizaron análisis de
producto tales como medidas de textura, % de pérdida de peso, % de sólidos
totales y % de grasa transferida al producto.
textura: esta medida se realizó por triplicado en todos los productos
a los diferentes tiempos con la ayuda de un penetrómetro accionado de
forma manual, para determinar el tiempo óptimo de cocción por
ablandamiento del producto.
% pérdida de peso: este porcentaje representa le pérdida de
humedad del producto al ser procesado, su determinación se realizó por
el método de estufa.
% grasa transferida al producto: este porcentaje se determinó
extrayendo la cantidad de grasa contenida en 3g de muestra, utilizando
un Soxhlet con éter de petróleo como medio extractor, luego se destiló
el éter restante en la muestra de grasa y posteriormente se deseco la
muestra para eliminar la humedad restante y poder medir el % de grasa
correspondiente al producto.
3.1.3. BALANCE DE MASA
El balance de masa nos permite determinar las pérdidas de materia prima,
residuos e impurezas en los tratamientos preliminares a la cocción y las
pérdidas de agua y de sólidos totales en los procesos de freído y horneado o la
ganancia de aceite en el proceso de freído.
61
3.1.3.1. BALANCE DE MASA PARA EL PROCESO DE FREÍDO EN PAPA
ENTERA
Realizada la descripción de cada una de las etapas del proceso es conveniente
efectuar un balance de masa en las etapas de mayor importancia para la
obtención del producto. (anexo 1)
Para el balance de masa en el proceso de freído, ilustrado a continuación se tomo
una base de cálculo de 1300 g (10 unidades de producto).
§ ETAPA DE PELADO
1300 g 1151.24 g
papa con corteza papa pelada
148.76g
corteza (11.45% pérdida)
§ ETAPA DE FREÍDO
Densidad del aceite 0.910 g/ ml
Volumen inicial utilizado 1200 ml
Masa de aceite 1092 g
PELADO
62
3.1.3.2. BALANCE DE MASA PARA EL PROCESO DE HORNEADO DE
PAPA ENTERA
Para el balance de masa en el proceso de horneado, ilustrado a continuación se
tomo una base de cálculo de 850 g (5 unidades de producto).
§ ETAPA DE PELADO
850 g 754.81 g
papa con corteza papa pelada 95.19 g
corteza (11.2% pérdida)
B Aceite inicial utilizado
A
1092 g E Papa cruda % g Papa freída % g Hu 77,78 895,435 Hu 65,02 644,4197
SNG 18,52 213,21 SNG 25,65 254,2197
Grasa 1,99 22,9097 Grasa 6,34 62,83637Cenizas 1,71 19,6862 Cenizas 2,99 29,63419Total 100 1151,24 Total 100 991,11 C D 1052,07 g 200,06 g
Aceite final
Agua evaporada en el proceso
BALANCE PARA EL ACEITE FINAL A +B = E +C 22,9097 + 1092 = 62,8363 + C
1114,9- 62,8363 = C C = 1052,07 BALANCE GLOBAL A+B = C+D+E 1151,24 +1092 = 1052,07 + 200,06 + 991,11 2243,24 = 2243,24
PELADO
FREIDO
63
§ ETAPA DE HORNEADO
754.81 g 735.507 g
papa con corteza producto final
19.303 g
agua evaporada (2.55% )
Tabla 8. Balance de masa comparativo entre productos freídos con relación
a la migración de aceite y la pérdida de peso
PRODUCTO MIGRACIÓN DE ACEITE AL
PRODUCTO (%)
PÉRDIDA DE HUMEDAD DEL
PRODUCTO (%)
FPE25 4.35
12.76
FPA10
13.77 39.74
FPC10
17.16 24.82
FYE50
10.58 36.25
FYA30
11.12 35.39
FYC15
12.63 42.7
FME15
6.83 9.75
FMA7
16.66 20.26
FMC5
10.62 23.58
FVT10
14.69 39.68
FVC15
16.82 37.71
Fuente: Las autoras
HORNEADO
64
En la tabla 8, se puede observar que los productos con cortes absorben una
mayor cantidad de aceite, y pierden más humedad que los productos enteros,
debido a que su superficie de contacto es mayor.
Tabla 9. Balance de masa comparativo entre productos horneados con
relación a la pérdida de peso
PRODUCTO HUMEDAD INICIAL
(%)
PÉRDIDA DE HUMEDAD DEL
PRODUCTO (%)
HPE50 77.78
1.82
HPC20
77.78 2.79
HYE60
59.94 1.36
HYA60
59.94 16.15
HYC50
59.94 10.7
HME40
59.77 11.92
HMC20
59.77 9.8
Fuente: Las autoras
En la tabla 9, se observa que en general los productos horneados no pierden
demasiada humedad por lo que estos se llevaron al horno envueltos en papel de
aluminio, actuando éste como una barrera impermeable. En el caso específico de
la yuca pierde un poco más de humedad que los demás productos horneados ya
que en el momento en que alcanza el punto óptimo de cocción sus fibras se
desprenden dejando escapar el agua atrapada.
65
3.2. DETERMINACIÓN DEL TIEMPO ÓPTIMO EXPERIMENTAL EN
PRODUCTOS FREIDOS Y HORNEADOS
Los tiempos óptimos de cocción determinados para cada uno de los productos
tanto en el proceso de freído como en el de horneado mostrados en las tablas 11 y
15, se escogieron bajo parámetros estadísticos e indicadores como temperatura
interna y textura.
Cada uno de los tiempos obtenidos en la etapa de investigación serán
comparados con los obtenidos mediante cálculos de ingeniería para comprobar el
porcentaje de confiabilidad de las lecturas y así poder diseñar un modelo
matemático de ingeniería para los procesos de cocción de freído y horneado.
3.2.1. TIEMPO ÓPTIMO DE COCCIÓN EN PRODUCTOS FREÍDOS
Para la determinación experimental del tiempo óptimo de cocción se tomo como
ejemplo tipo la papa entera freída, realizando un análisis mediante el uso de los
indicadores de cocción establecidos previamente y sustentándolo con el diseño
estadístico utilizado.
En primer lugar se estableció una relación tiempo – temperatura, tabla 10 y se
construyó una gráfica, con el fin de encontrar el tiempo óptimo a través de la
temperatura interna estable alcanzada por el producto.
66
Tabla 10. Relación tiempo temperatura interna para productos freídos
TIEMPO
min. TEMPERATURA
ºC FPE 0 20 5 75,98 10 80,17 15 95,23 20 100,4 25 100,42 30 100,5 35 102,6
FMA 0 20
5 96,8 7 100,2 10 100,8
FYE 0 20
40 109,6 50 139,7 60 143,1
Fuente: Las autoras
Grafica 1. Gráfica de temperatura interna contra tiempo de freído.
020406080
100120140160
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
TIEMPO (min)
TE
MP
ER
AT
UR
A (
ºC)
PAPAENTERA
MADUROALARGADO
YUCAENTERA
En la gráfica numero 1, se observa claramente que cuando las temperaturas
internas de los productos se estabilizan luego del punto de inflexión, la cocción
ha terminado, y que en el tiempo posterior el producto ya se encuentra
sobrecocido.
67
La temperatura interna es uno de los indicadores de mayor importancia en
alimentos, ya que determina el avance en la cocción del producto a lo largo del
proceso, mostrando claramente el momento justo en el que la cocción termina.
§ AVANCE EN LA COCCCIÓN POR GELIFICACIÓN DEL ALMIDÓN Y
FORMACIÓN DE CORTEZA.
Mediante la gelificación de almidón y la formación de corteza en el exterior del
producto se puede determinar en forma visual su tiempo óptimo de cocción.
Figura 20. Avance de la cocción en productos freídos.
(a)
(b) (c)
Fuente: Las autoras
68
Los productos freídos tomados como muestra para evidenciar el avance en la
cocción a diferentes tiempos como la papa entera, figura 20 (a), el plátano maduro
alargado, figura 20 (b) y la yuca entera, figura 20 (c), muestran que a medida que
transcurre en tiempo de cocción, estos productos van tomando las características
propias de los productos freídos. Se ve la formación de color dorado en el exterior
cada vez intensa, además, se observa el avance de la gelatinización del almidón,
así como la formación de la corteza que hace a estos productos crujientes.
La papa y el plátano freído, muestran características organolépticas como color y
textura agradables.
La yuca entera freída, forma una corteza extremadamente dura ocasionada por la
deshidratación que sufre el producto al ser sometido a tiempos de proceso
demasiado largos que hacen que el producto adquiera características poco
favorables para su consumo como la formación de color dorado muy oscuro y la
rigidez del producto.
En segundo lugar, se realizó la determinación del tiempo óptimo utilizando como
indicador de cocción la textura.
Los datos obtenidos de textura en la fase experimental fueron sometidos a un
análisis estadístico por parejas, donde se observo gráficamente las tendencias del
alimento crudo y cocido. Este indicador hace parte de la toma de decisión junto
con el análisis del porcentaje de pérdida de peso y el análisis de la temperatura
interna de los alimentos en los procesos de freído y horneado para determinar el
tiempo en el cual el alimento se encuentra listo para el consumo.
Este indicador aplicó únicamente en aquellos casos donde fue posible tomar la
medida de textura, dado que no en todos los productos se pudo tomar esta
69
Min-Max25%-75%Median value
Box & Whisker Plot
0
0.04
0.08
0.12
0.16
0.2
V08 V17 V26 V34 V43 V51 V60 V68 V77 V85 V94 V102
medida debido en alguno casos al ablandamiento extremo del producto y en otros
por su reducido tamaño o espesor.
A los productos con formas cúbicas, alargadas y con cortes transversales y
verticales, no fue posible realizarles una medición de textura ya que el espesor es
muy pequeño y el instrumento de medida no contaba con un punzón de área más
grande para facilitar las lecturas. En los alimentos donde el nivel de blandura era
muy alto como en el caso del plátano maduro tampoco se pudo llevar acabo el
análisis de la textura, sin embargo, el tiempo optimo fue determinado con los otros
dos indicadores nombrados anteriormente.
A continuación se muestra la representación gráfica de las tendencias de los los
alimentos en el proceso de freído con relación a la textura:
§ PAPA ENTERA
Gráfica 2. Gráfica del esfuerzo de penetración contra distancia de
penetración para: (a) papa entera cruda (b) papa entera freída.
PAPA ENTERA CRUDA
Distancia de penetración (mm)
(a)
Esf
uer
zo d
e p
enet
raci
ón
(K
g/m
m2 )
70
Min-Max25%-75%Median value
Box & Whisker Plot
0.005
0.015
0.025
0.035
0.045
0.055
0.065
V08 V17 V26 V34 V43 V51 V60 V68 V77 V85
Min-Max25%-75%
Median value
Box & Whisker Plot
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
V08 V17 V26 V34 V43 V51 V60 V68 V77 V85 V94
PAPA ENTERA FREIDA A TIEMPO DE 30 MINUTOS
Distancia de penetración (mm)
(b)
§ YUCA ENTERA
Gráfica 3. Distancia de penetración contra esfuerzo de penetración. a) yuca
entera cruda b) yuca entera freída
YUCA ENTERA CRUDA
Distancia de penetración (mm)
(a)
Esf
uer
zo d
e p
enet
raci
ón
(K
g/m
m2 )
Esf
uer
zo d
e p
enet
raci
ón
(K
g/m
m2 )
71
Min-Max25%-75%Median value
Box & Whisker Plot
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
V08 V17 V26 V34 V43 V51 V60 V68 V77
YUCA ENTERA FREÍDA A TIEMPO DE 50 MINUTOS
Distancia de penetración (mm)
(b)
En las gráficas de textura, en los productos crudos se puede observar que la
tendencia de la grafica es completamente lineal, mientras que los productos
freídos muestran una inflexión en la grafica, causado por el cambio de pendiente.
Esta curvatura señala el grado de cocción del producto, además, se puede ver
claramente que en los productos procesados en el tiempo optimo hay una
disminución de la distancia de penetración respecto con el producto crudo, esto
ratifica que el alimento esta listo para consumo.
Con los análisis realizados a través de los indicadores de temperatura interna,
pérdida de peso y textura se establecieron los tiempos óptimos de cocción de
todos los productos freídos. Tabla 11.
Esf
uer
zo d
e p
enet
raci
ón
(K
g/m
m2 )
72
Tabla 11. Tiempos óptimos de freído obtenidos experimentalmente
PRODUCTO NOMENCLATURA TIEMPO OPTIMO
min.
PAPA ENTERA 1FPE 30
PAPA EN CUBOS 1FPC 10
PAPA EN BASTONES 1FPA 10
PLATANO MADURO ENTERO 1FME 15
PLATANO MADURO CUBOS 1FMC 5
PLATANO MADURO ALARGADO 1FMA 7
PLATANO VERDE EN CUBOS 1FVC 15
PLATANO VERDE EN TAJADAS
TRANSVERSALES
1FVT 15
YUCA ENTERA 1FYE 50
YUCA EN CUBOS 1FYC 15
YUCA ALARGADA 1FYA 30
Fuente: Las autoras
3.2.1.1. ANÁLISIS ESTADÍSTICO PARA PRODUCTOS FREÍDOS
El análisis estadístico se realizó para poder comprobar mediante hipótesis si
existía o no diferencia significativa entre los diferentes tiempos.
El diseño estadístico empleado para el procesamiento de los datos se realizó por
variables independientes, utilizando como método descriptivo el análisis de
varianza.
En las muestras mediante el manejo numérico y gráfico se confrontaron las
variables %PP vs. t (% de perdida de peso contra tiempo) y %SST vs. t (% de
sólidos solubles totales contra tiempo).
73
Regression95% confid.
TIEMPO vs. PP1FPE (Casewise MD deletion)
PP1FPE = 4.2069 + 1.0269 * TIEMPO
Correlation: r = .93432
TIEMPO
PP
1FP
E
-5
5
15
25
35
45
55
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Observando las tendencias en las gráficas se determinó que la variable más
importante a tener en cuenta fue la de % PP, puesto que esta es la variable que
marca mayores cambios en las muestras a medida que transcurre el tiempo.
3.2.1.1.1. Análisis estadístico para papa entera freída
Para observar los cambios de humedad ocurridos a medida que transcurre el
tiempo de proceso se realizó una gráfica con relación a la pérdida de peso, con un
porcentaje de confiabilidad del 95% en todos los análisis.
Grafica 4. Porcentaje De pérdida de peso contra el tiempo de freído de papa entera
Mediante el análisis de varianza, se realizó el cálculo del p valor (prueba para
rechazo de Ho cuando es < 0.050) y se plantearon las hipótesis nula (Ho) y
alternativa (H1), para determinar si existía diferencia significativa entre los tiempos
promedio (µ)
Tabla 12. Cálculo del p valor por análisis de varianza (F) para papa entera freída
SS df MS SS df MS Effect Effect Effect Error Error Error F p PP1FPE 19354,47 6 3225,74 1620,74 188 8,62098 374,174 0
74
HIPÓTESIS NULA
Ho = µ5 = µ10 = µ15 = µ20 =µ25 = µ30 =µ35
Al plantear la Ho esta se rechaza porque el valor de p<0.050, indicando que hay
diferencias significativas entre las muestras.
HIPÓTESIS ALTERNA
H1 = µ5 ≠ µ10 ≠ µ15 ≠ µ20 ≠ µ25 ≠ µ30 ≠µ35
Al rechazar la Ho se acepta la H1, indicando que a un valor de p<0.050 por lo
menos una de las muestras es diferente.
Para identificar cual o cuales de las muestras son diferentes se empleo como
herramienta estadística la prueba de Duncan y Tukey. Estas pruebas se trabajan
por parejas en una matriz y permiten detectar la pareja o parejas iguales o que no
presentan ninguna diferencia significativa.
La prueba de Duncan se utiliza en aquellos casos donde el número de muestras
es < 10 y la de Tukey en donde el número de muestras es > 10.
Para el presente caso se utilizó la prueba de Tukey, ya que el número de muestras
es mayor de 10 datos.
PRUEBA DE TUKEY PARA PP1FPE Marcadas diferencias significativas cuando p < 0.05000 {1} {2} {3} {4} {5} {6} {7} M=7.7507 M=15.936 M=20.048 M=26.207 M=30.018 M=30.832 M=44.687 G_1:5 {1} 3E-05 2,6E-05 2,6E-05 2,56E-05 2,6E-05 2,6E-05G_2:10 {2} 2,56E-05 2,7E-05 2,6E-05 2,56E-05 2,6E-05 2,6E-05G_3:15 {3} 2,56E-05 3E-05 2,6E-05 2,56E-05 2,6E-05 2,6E-05G_4:20 {4} 2,56E-05 3E-05 2,6E-05 3,46E-05 2,6E-05 2,6E-05G_5:25 {5} 2,56E-05 3E-05 2,6E-05 3,5E-05 0,93588 2,6E-05G_6:30 {6} 2,56E-05 3E-05 2,6E-05 2,6E-05 0,935881 2,6E-05G_7:35 {7} 2,56E-05 3E-05 2,6E-05 2,6E-05 2,56E-05 2,6E-05
75
Esta prueba indica que los tiempos cinco (5) y seis (6) son iguales en cuento a la
perdida de humedad, es decir, que en los tiempos de 25 y 30 minutos se presenta
un porcentaje de perdida de peso similar. En el tiempo de 35 minutos se observa
una sobre cocción del alimento y una mayor deshidratación del producto.
3.2.1.1.2. Análisis estadístico para plátano maduro en tajadas freído
Gráfica 5. Porcentaje pérdida de peso contra tiempo de freído de plátano en
tajadas
La gráfica 5 muestra que los tiempos 5 y 7 son similares en cuanto a pérdida de
humedad, en el tiempo de 10 minutos existe una pérdida de humedad mayor a las
anteriores debida a la sobre cocción del producto.
Al comparar el indicador de cocción de temperatura interna con el porcentaje de
pérdida de peso graficado estadísticamente, el tiempo óptimo es el de 7 minutos
ya que ha llegado a una temperatura de producto estable y no hay gran pérdida de
humedad del producto.
%1PPMFD
%1SSTMFD
Scatterplot (MAD1.STA 30v*12c)
TIEMPO2
50
54
58
62
66
70
74
78
82
4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5
76
Scatterplot (YUCA.STA 18v*15c)
TIEMPO
%1P
PF
YE
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
38 42 46 50 54 58 62
Tabla 13. cálculo del p valor por análisis de varianza (F) para plátano maduro
en tajadas
Mean sqr Mean sqr F(df1,2) Effect Error 2,6 p-level %PP1FMD 414,2011 12,29778 33,68097 0,000547
El p valor igual a 0.00054707 indica que por lo menos una de los tiempos es
diferente.
HIPÓTESIS NULA
Ho = µ5 = µ7 = µ10
Al plantear la Ho esta se rechaza porque el valor de p<0.050, indicando que hay
diferencias significativas entre las muestras.
HIPÓTESIS ALTERNA
H1 = µ5 ≠ µ7 ≠ µ10
Al rechazar la Ho se acepta la H1, indicando que a un valor de p<0.050 por lo
menos una de las muestras es diferente.
3.2.1.1.3. Análisis estadístico para yuca entera freída
Gráfica 6. Porcentaje de pérdida de peso contra el tiempo de freído de
yuca entera
77
La gráfica, muestra que el producto se deshidrata en forma constante hasta el
tiempo de 50 minutos, luego de este tiempo ocurre un cambio en la pendiente que
representa el momento en el que la yuca forma una corteza gruesa y fuerte que
actúa como barrera impidiendo que continúe la pérdida de humedad.
Mediante el análisis de varianza se determino que el valor de p es igual a 0.03646
y se plantearon las hipótesis.
HIPÓTESIS NULA
Ho = µ40 = µ50 = µ60
Al plantear la Ho esta se rechaza porque el valor de p<0.050, indicando que hay
diferencias significativas entre las muestras.
HIPÓTESIS ALTERNA
H1 = µ40 ≠ µ50 ≠ µ60
Al rechazar la Ho se acepta la H1, indicando que a un valor de p<0.050 por lo
menos una de las muestras es diferente.
3.2.2. TIEMPO ÓPTIMO DE COCCIÓN EN PRODUCTOS HORNEADOS
Para la determinación experimental del tiempo óptimo de cocción se tomo como
ejemplo tipo la papa entera horneada, teniendo en cuenta los indicadores de
cocción y aplicando análisis estadístico
Al igual que en el freído estableció una relación tiempo – temperatura, para
encontrar el tiempo óptimo.
78
Tabla 14. Relación tiempo temperatura interna productos horneados
TIEMPO
min. TEMPERATURA
ºC HPE 0 20 20 100,1 30 109,6 40 109,9 50 110,5 75 121,3 HMC 0 20 10 95,95 20 100,2 30 110,4 HYE 0 20 40 99,85 50 112,26 60 129,74 75 130,1 90 142,6
Fuente: Las autoras
Gráfica 7. Gráfica de temperatura interna contra tiempo de cocción de papa
entera horneada.
020406080
100120140160
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
TIEMPO (min)
TE
MP
ER
AT
UR
A (
ºC)
PAPAENTERAMADUROCUBOSYUCAENTERA
La temperatura interna en el proceso de horneado se estabiliza inmediatamente
después del punto de inflexión o de cambio en la tendencia, en el caso de los
productos tomados como referencia para la muestran, su tiempo óptimo con
79
relación a la temperatura interna es de 30 minutos para la papa entera, 20 para el
plátano maduro en cubos y 60 para la yuca entera.
§ AVANCE EN LA COCCIÓN POR GELIFICACIÓN DEL ALMIDÓN Y
FORMACIÓN DE CORTEZA.
Figura 21. Avance de la cocción en productos horneados.
(a)
(b)
(c)
Fuente: Las autoras
80
Min-Max25%-75%Median value
Box & Whisker Plot
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
V08 V17 V26 V34 V43 V51 V60 V68 V77 V85
En la figura, se observa que los productos elegidos como muestra, papa entera,
figura 21 (a), plátano maduro en cubos, figura 21 (b) y yuca entera, figura 21 (c), a
medida que transcurre el tiempo van tomando un color dorado y a su vez forman
una delgada corteza, haciendo a estos productos agradables. De igual manera se
observa el avance en la cocción debida a la gelificación del almidón.
El indicador de textura en productos horneados, fue sometido al mismo
tratamiento estadístico que se utilizó para productos freídos.
A continuación se muestra la representación grafica de las tendencias de los
alimentos en el proceso de horneado:
§ PAPA ENTERA
Gráfica 8. Tendencia de la textura de la papa horneada a tiempo de 30
minutos.
PAPA HORNEADA A TIEMPO DE 30 MINUTOS
Distancia de penetración (mm)
Esf
uer
zo d
e p
enet
raci
ón
(K
g/m
m2 )
81
Min-Max25%-75%Median value
Box & Whisker Plot
-0.01
0.01
0.03
0.05
0.07
0.09
0.11
V08 V17 V26 V34 V43 V51 V60 V68 V77
Gráfica 9. Tendencia de la textura en la yuca horneada en el tiempo de 60
minutos.
YUCA ENTERA HORNEADA A TIEMPO DE 60 MINUTOS
Distancia de penetración ( mm)
El indicador de textura para los productos horneados muestra el mismo
comportamiento que en el proceso de freído, ya que se puede observar la curva
del producto y la disminución en la distancia de penetración, estas dos
características indican que el producto se encuentra en su totalidad cocido.
A tiempos mas prolongados de cocción en los procesos de freído y horneado, el
alimento vuelve a tomar una tendencia lineal y la distancia de penetración
aumenta, ya que el producto se ha deshidratado y ha formado corteza, lo que
hace más difícil la penetración. Grafica 9.
En la tabla 15, se expresan los tiempos óptimos obtenidos para todos los
productos horneados.
Esf
uer
zo d
e p
enet
raci
ón
(K
g/m
m2 )
82
Tabla 15. Tiempos óptimos de horneado obtenidos experimentalmente
PRODUCTO NOMENCLATURA TIEMPO OPTIMO
min.
PAPA ENTERA 1HPE 30
PAPA EN CUBOS 1HPC 20
PLATANO MADURO ENTERO 1HME 40
PLATANO MADURO CUBOS 1HMC 20
YUCA ENTERA 1HYE 60
YUCA EN CUBOS 1HYC 50
YUCA ALARGADA 1HYA 60
Fuente: Las autoras
3.2.2.1. ANÁLISIS ESTADÍSTICO PARA PRODUCTOS HORNEADOS
3.2.2.1.1. Análisis estadístico para papa entera horneada
Gráfica 10. Pérdida de peso contra tiempo de horneado de papa entera
En la gráfica se observa que a medida que transcurre el tiempo el producto pierde
un alto porcentaje de humedad en el tiempo de 75 minutos el cual corresponde al
de sobre cocción. El tiempo óptimo sería el de 30 minutos, ya que en este punto el
Scatterplot (PHORN.STA 10v*210c)
y = 0.393*exp( 0.053*x)+eps
TIEMPO
PP1H
PE
-5
5
15
25
35
45
55
25 35 45 55 65 75 85
83
producto ha alcanzado su estabilidad en cuanto a temperatura interna y pérdida de
peso, puesto que no ha sufrido una rigurosa deshidratación.
En el análisis estadístico para la papa entera horneada se calculo el p valor por
medio de análisis de varianza a partir del % de perdida de peso.
Tabla16. Cálculo del p valor por análisis de varianza (F)
SS Df MS SS df MS Effect Effect Effect Error Error Error F p PP1HPE 10523,15 3 3507,716 2150,091 56 38,3945 91,3599 1,48208E -21
Luego de realizar el análisis de varianza se plantearon las hipótesis
correspondientes a partir de los tiempos promedio (µ) y se tomo la decisión.
HIPÓTESIS NULA
Ho = µ30 = µ40 = µ50 = µ75
Al plantear la Ho esta se rechaza porque el valor de p<0.050, indicando que hay
diferencias significativas entre las muestras.
HIPÓTESIS ALTERNA
H1 = µ30 =≠ µ40 ≠ µ50 ≠ µ75
Al rechazar la Ho se acepta la H1, indicando que a un valor de p<0.050 por lo
menos una de las muestras es diferente o puede existir diferencia significativa
entre las muestras.
Para encontrar las parejas de tiempos iguales en el proceso de horneado de papa
entera en cuanto al porcentaje de pérdida de peso se realizó la prueba de
Duncan. Mediante esta prueba también se puede observar el tiempo donde el
alimento no presenta altas pérdidas y se encuentra listo para ser consumido.
84
{1} {2} {3} {4} M=3.8600 M=2.4907M=2.7520M=33.595 G_1:30 {1} 0,573321 0,626374 0,000111G_2:40 {2} 0,573321 0,908564 5,29E-05G_3:50 {3} 0,626374 0,908564 5,98E-05G_4:75 {4} 0,000111 5,29E-05 5,98E-05
En esta prueba podemos observar que los tiempos de 30, 40 y 50 minutos son
iguales, siendo el tiempo diferente el de 75 minutos, tiempo en el que, además, se
muestra que el producto ha perdido 33.595% de humedad.
3.2.2.1.2. Análisis estadístico para plátano maduro en cubos horneado
Gráfica 11. pérdida de peso contra tiempo de horneado de plátano maduro
en cubos
En la gráfica se observa una deshidratación constante del producto, esto
demuestra que los productos troceados o con cortes se deshidratan con mayor
rapidez que los productos enteros por tener una mayor área de contacto con el
fluido en el que se encuentran, en este caso el aire.
%1PPFMC%1SSTFMC
Scatterplot (MAD1.STA 30v*12c)
TIEMPO3
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5
85
El p valor calculado para plátano maduro en cubos determinado por análisis de
varianza corresponde a 0.00403745, encontrando que existen diferencias
significativas entre los tiempos por ser este valor menor a 0.05 valor que
corresponde al área de rechazo.
3.2.2.1.2. Análisis estadístico para yuca entera horneada
Gráfica 12. pérdida de peso contra tiempo de horneado de yuca entera
En la gráfica la mayor perdida de peso se ve reflejada en el tiempo 50, después
de este tiempo la yuca no tiene cambios fuertes de perdida de humedad,
debido a la formación de corteza que impide que se pierda una mayor cantidad
de agua.
El tiempo de 60 minutos es ideal por que no presenta un alto porcentaje de
pérdida de peso, por lo cual se confirma que este es el tiempo óptimo.
El p valor calculado para la yuca entera horneada es igual a 0.01297, siendo
este menor a 0.05 la hipótesis nula se rechaza y se acepta la alternativa,
indicando que los tiempos son diferentes.
Scatterplot (YUCA.STA 18v*15c)
TIEMPO
%1P
PH
YE
0
5
10
15
20
25
30
35
40
35 45 55 65 75 85 95
86
3.3. CALCULOS MATEMÁTICOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR PARA
LA DETERMINACIÓN DEL TIEMPO ÓPTIMO DE COCCIÓN EN LOS
PROCESOS DE FREIDO Y HORNEADO.
El calculo matemático de transferencia de calor y la determinación del tiempo
óptimo de cocción por el método de cartas de Heissler, de los productos
empleados en los ensayos experimentales como papa, yuca y plátano enteros y
con cortes, según el tipo de preparación de cada uno, tienen una forma diferente
que es necesario asemejar a uno de los tres tipos de formas geométricas que se
manejan en las cartas de Heissler para poder hallar su solución. Todos los
resultados de esta sección se encuentran en el anexo 2.
3.3.1. TIEMPO ÓPTIMO TEÓRICO PARA PRODUCTOS FREÍDOS
Para efecto de los cálculos se eligió un producto representativo por cada una de
las formas que se manejan en las cartas de Heissler.
3.3.1.1. TRANSFERENCIA DE CALOR PARA PAPA ENTERA FREIDA
La papa entera elegida como ejemplo tipo para los cálculos, es tomada como una
esfera en la transferencia de calor por conducción inestable y por lo tanto para
poder llegar a la determinación del tiempo optimo es indispensable utilizar el
método de solución por cartas de Heissler (Ver anexo 2 y 3).
La conductividad y capacidad calorífica del aceite son tomadas a la temperatura
de película que se calcula así:
Tpelícula = Tº fluido + T inicial alimento + 273 (K)
2
87
Tabla 17. Propiedades físicas y térmicas del aceite.
PROPIEDADES DEL ACEITE Tº Inicial alimento 20 ºC
Tº Fluido 180 ºC ∆ Tº 160 ºC
Viscosidad* 0,1784 kg/m*s k * 0,1115 w/m*ºc
CP * 2018,032 J/kg*ºC
Densidad 910 kg/m3 Aceleración de la
gravedad 9,8 m/s2
Fuente: Las autoras * calculados a Tpelícula en programa de UPV
Tabla 18. Propiedades de los alimentos a temperatura inicial utilizadas en el
manejo de ecuaciones según las cartas de Heissler.
PRODUCTO
PROPIEDADES
PAPA YUCA PLÁTANO
MADURO
PLÁTANO
VERDE
DENSIDAD
(ρ )
kg/ m3
1100
1153
1041.62
722.22
CONDUCTIVIDAD
TERMICA
K
W/m*ºk
0.50852
0.452745
0.449195
0.443795
CAPACIDAD CALORÍFICA
Cp
J/ Kg* ºC
3536
3172.46
3523.96
3350
El número de Bi, indispensable para hallar el tiempo óptimo de cocción
experimental, es calculado resolviendo secuencialmente las siguientes
ecuaciones.
88
85.3228*/1115.0
*/032.2018**/1784.0Pr ==
KmWCKgJsmKg
Ec. 5
37.319)*/1784.0(
)068.0(*160*10*60.2*/8.9*)/910(2
35223
==−
smKgmCsmmKg
Gr Ec. 6
70.15)086.1077151(*43.02 4/1 =+=Nu Ec. 4
KmWm
Kmwh */43.117
068.0*/050852*70.15 2== Ec. 1
61.2*º/50852.0*3
034.0**º/43.117 2
==KmW
mKmWBi Ec. 7
§ CALCULO DEL TIEMPO ÓPTIMO DE COCCION
1/3Bi * Tc -Tα / Ti - Tα* FO* α
0.128 0.5 0.2 1.3*10- 7m2/ s
* Estos valores se determinan por cartas de Heissler (anexo 3)
min64.2946.1778/10*3.1)034.0(*2.0*
27
22
====−
ssm
mrFo
ατ
3.3.1.2. TRANSFERENCIA DE CALOR PARA PLATANO MADURO
ALARGADO FREIDO
Se tomo como ejemplo representativo de placas planas el plátano maduro
alargado representativo de todos los productos con cortes.
89
85.3228Pr = Ec. 5
30.9)*/1784.0(
)01.0(*160*000228.0*/8.9*)/910(2
3223
==smKg
mCsmmKgGr Ec. 6
10.7)10*0.3(*54.0 4/14 ==Nu Ec. 3
32.31901.0449195.0*10.7
==h W/m*ºK Ec. 1
10.7/449195.0
)01.0(**/32.319 2
==mKW
mKmWBi Ec. 7
§ CALCULO DEL TIEMPO ÓPTIMO DE COCCION
1/Bi * Tc -Tα / Ti – Tα* FO* α
0.4 0.55 0.5 1.22*10-7 m2/s
* Estos valores se determinan por cartas de Heissler (anexo 3)
min83.683.409/10*22.1)01.0(*5.0*
27
22
====−
ssm
meFo
ατ
3.3.1.3. TRANSFERENCIA DE CALOR PARA YUCA ENTERA FREIDA
Se tomo como calculo tipo de cilindros la yuca entera, representativa de todos los
productos de forma cilíndrica.
Pr = 3228.85 Ec. 5
Gr = 634.49 Ec. 6
90
05.20)10*04.2(53.0 4/16 ==Nu Ec. 3
3.151059.0
/452745.0*05.20==
mmKW
h W/ m2 *K Ec. 1
01.5*/452745.001475.0**/3.151 2
==KmW
mKmWBi Ec. 7
§ CALCULO DEL TIEMPO ÓPTIMO DE COCCION
1/2Bi * Tc -Tα / Ti - Tα* FO* α
0.099 0.25 0.4 1.23*10-7 m2/s
* Estos valores se determinan por cartas de Heissler (anexo 3)
min16.4708.2830/10*23.1)0295.0(*4.0*
27
22
====−
ssm
mrFo
ατ
3.3.2. TIEMPO ÓPTIMO TEÓRICO PARA PRODUCTOS HORNEADOS
3.3.2.1. TRANSFERENCIA DE CALOR PARA PAPA ENTERA HORNEADA
La papa entera es tomada como una esfera en la transferencia de calor tanto en
el proceso de freído como en el de horneado, ya que su forma se asemeja a esta
forma geométrica, por lo tanto el método de solución es por las cartas de Heissler
(anexo 2 y 3).
Tabla 19. Propiedades físicas y térmicas del aire
PROPIEDADES DEL AIRE
Tº Inicial 20 ºC Tº Fluido 170 ºC
∆ Tº 150 ºC
91
Viscosidad Tpelícula 2,20E-05 kg/m*s
*Coef. dilatación 0,0027 ºC-1 *K 0,0315 w/m*ºc
*Cp 1011,06 J/kg*ºC *densidad 0,9503 kg/m3 Gravedad 9,8 m/s2
Fuente: Las autoras
* Propiedades del aire. Holman 1995.
6935.0*/031478.0
*/1011*)*/10*15.2(Pr
5
==−
KmWCKgJsmKg
Ec. 5
625
33223
10*43.2)*/10*15.2(
)068.0(**150*10*71.2*/8.9*)/9518.0(==
−
−
smKgmCsmmKg
Gr Ec. 6
50.17)811.1688749(*43.02 4/1 =+=Nu Ec.4
KmWm
Kmwh *º/875.130
068.0º/050852*50.17 2== Ec. 1
91.2*º/50852.0*3
034.0**º/87.130 2
==KmW
mKmWBi
Ec. 7
§ CALCULO DEL TIEMPO ÓPTIMO DE COCCION
1/3Bi * Tc -Tα / Ti - Tα* FO* α
0.11 0.4 0.3 1.78*10-7 m2/s
* Estos valores se determinan por cartas de Heissler (anexo 3)
min47.3231.1948/10*78.1)034.0(*3.0*
27
22
====−
ssm
mrFo
ατ
92
3.3.2.2. TRANSFERENCIA DE CALOR PARA PLATANO MADURO EN
CUBOS HORNEADOS
Se tomo como calculo tipo para placas planas el plátano maduro en cubos
representativo de todos los productos con cortes. (Todos los resultados de esta
sección se encuentran en el anexo 2).
6935.0Pr = Ec. 5
81.61955)*/10*66.4(
)02.0(**150*10*71.2*/8.9*)/9518.0(210
37223
==−
−
smKgmCsKgmKg
Gr Ec. 6
77.7)35.42966(*54.0 4/1 ==Nu Ec. 3
61.17402.0
*/449195.0*77.7==
mKmW
h W/m*K Ec. 1
77.7*/449195.0
02.0**/61.174 2
==KmW
msmWBi Ec. 7
§ CALCULO DEL TIEMPO ÓPTIMO DE COCCION
1/Bi * Tc -Tα / Ti – Tα* FO* α
0.12 0.5 0.42 1.22*10-7 m2/s
* Estos valores se determinan por cartas de Heissler (anexo 3)
min95.22049.1377/10*22.1)02.0(*42.0*
27
22
====−
ssm
meFo
ατ
3.3.2.3. TRANSFERENCIA DE CALOR PARA YUCA ENTERA HORNEADA
Se tomo como calculo tipo de cilindros la yuca entera, representativa de todos los
productos de forma cilíndrica. (Todos los resultados de esta sección se encuentran
en el anexo 2).
93
Pr = 0.6935 Ec. 5
Gr = 1590552.999 Ec. 6
50.17)505.1103048(54.0 4/1 ==Nu Ec. 3
16.134059.0
*/452745.0*50.17==
mKmW
h W/m2*K Ec. 1
371.4*/452745.001475.0**/16.134 2
==KmW
msmWBi Ec. 7
§ CALCULO DEL TIEMPO ÓPTIMO DE COCCION
1/2Bi * Tc -Tα / Ti - Tα* FO* α
0.11 0.4 0.5 1.23*10-7 m2/s
* Estos valores se determinan por cartas de Heissler (anexo 3)
min96.5860.3537/10*23.1)0295.0(*5.0*
27
22
====−
ssm
mrFo
ατ
94
Tabla 20. Tabla comparativa de los datos obtenidos experimentalmente contra los calculados.
PRODUCTO TIEMPO EXPERIMENTAL
min
TIEMPO CALCULADO
min
FREIDO
PAPA ENTERA
PAPA ALARGADA
PAPA CUBOS
P. MADURO ENTERO
30
10
10
15
29.64
10.19
15.29
18.59
P. MADURO ALARGADO
P. MADURO CUBOS
P. VERDE TRANSV.
P. VERDE CUBOS
7
5
10
15
6.83
16.34
7.72
14.53
YUCA ENTERA
YUCA ALARGADA
YUCA CUBOS
50
30
15
47.16
36.35
18.85
HORNEADO
PAPA ENTERA
PAPA CUBOS
P. MADURO ENTERO
30
20
40
32.47
22.93
21.25
P. MADURO EN CUBOS 20 22.92
YUCA ENTERA
YUCA ALARGADA
YUCA CUBOS
60
60
50
58.96
60.59
45.78
Fuente: Las autoras
95
Dado que durante el trabajo experimental se realizó un seguimiento estricto en
cuanto al manejo de la temperatura del fluido y el control del tiempo de proceso,
los tiempos encontrados experimentalmente comparados con los calculados
teóricamente por el método de cartas de Heissler, presentaron diferencias poco
significativas en la mayoría de los productos, a excepción del plátano maduro en
cubos freído, en donde el tiempo experimental y calculado no coincide, esto es
ocasionado por el tamaño reducido del producto acompañado de una baja
humedad lo cual hace que el producto alcance con mayor rapidez su punto de
cocción o por su alto contenido de azucares que se caramelizan rápidamente al
entrar en contacto con el fluido caliente.
Este manejo de los tiempos por modelos matemáticos es muy útil para reducir
costos en cuanto a materia prima, mano de obra e instalaciones y a la vez reducir
el tiempo en una investigación.
96
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4.1. CONCLUSIONES
Durante la experimentación y mediante el manejo de los datos de cada uno de los
productos y procesos se concluyó lo siguiente:
n Se logró llegar a un procedimiento estandarizado para la cocción de los
productos obtenidos según su forma de consumo a partir de plátano hartón
(Musa paradisíaca L.) en sus dos estados de madurez, papa R-12 (Solanum
toberosum spp. toberosum) y yuca blanca chiroza (Manihot esculenta), y la
incidencia que tiene esta aplicación sobre sus propiedades organolépticas.
n Se determinó el tiempo óptimo de cocción experimental de los productos
freídos y horneados utilizando como indicadores de cocción la temperatura
interna y textura del producto.
n Mediante la aplicación de un modelo de ingeniería básica desarrollado a
partir de conceptos de transferencia de calor se hallaron con exactitud los
tiempos óptimos teóricos ideales, encontrando una gran similitud con los
determinados experimentalmente.
n Productos como la yuca y la papa entera freída y horneada sin un
tratamiento previo de cocción no es una forma adecuada para el consumo
debido a las características organolépticas finales que presenta ya que ocurre
una deshidratación extrema la cual provoca que el producto se endurezca y
especialmente por los tiempos largos de procesamiento.
n El fenómeno principal que ocurre en el proceso de freído y horneado es la
perdida de humedad, la cual genera una deshidratación parcial y localizada en
97
la parte externa del producto, que se manifiesta con la formación de corteza de
los alimentos.
n El balance de materia realizado para establecer la migración de sustancias
entre el fluido y el producto permitió detectar que los productos freídos y
horneados presentan una moderada pérdida de peso debido a la corteza que
se forma durante la cocción.
n Por su forma de cocción y el tipo de fluido que se maneja, los productos
freídos pierden un poco más de humedad que los productos horneados. Esta
deshidratación conduce a una impregnación de aceite que depende en gran
medida del tipo de producto, la temperatura y el tiempo de proceso a que es
sometido.
n Productos como la papa en cubos o el plátano alargado, que tienen cortes,
presentan mayor deshidratación que los productos enteros, ya que tienen una
mayor área de contacto con el fluido.
n La migración de componentes se evaluó a través de balances de masa,
determinando las cantidades de agua evaporada en los procesos objeto de
estudio y el aceite transferido al producto en el freído.
n La evaluación y optimización de las variables de freído de papa, yuca y
plátano en sus diferentes formas, son fundamentales ya que este tipo de
productos son consumidos con frecuencia y la aplicación de su preparación
óptima contribuye a la buena alimentación de la población colombiana.
98
4.2. RECOMENDACIONES
n Para futuras investigaciones se recomienda que en los procesos de freído
y horneado se realice una precocción de los alimentos, al vapor o en
inmersión especialmente en productos enteros, para disminuir los tiempos de
cocción y mejorar sus características organolépticas finales.
n Generar modelos matemáticos predictivos para productos similares o del
mismo grupo de lo tubérculos y las raíces ya que son la base de la
alimentación de la población Colombiana. Partiendo de magnitudes propias
como los coeficientes de convección para la transferencia de calor y las
ecuaciones que de aquí se derivan.
n Para posteriores trabajos de investigación donde se utilice el proceso de
freído seria muy útil tomar en consideración la relación volumen de aceite y
cantidad de masa del producto en el balance de masa, para determinar la
variación en cuanto a la transferencia de aceite hacia al alimento.
n Realizar una investigación donde se aplique un monitoreo del aceite para
determinar hasta que punto es aconsejable reutilizar el fluido en los procesos
de freído.
99
BIBLIOGRAFÍA
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TREYBAL, R.E. Operaciones de Transferencia de Masa. 2ª edición. McGraw Hill. Mexico, 1998.
% a
gua
inic
ial
% S
NG
inic
iale
s
% s
olid
os to
tale
s in
icia
les
% c
eniz
as in
icia
les
% g
rasa
inic
ial
TO
TA
L
77,78 20,23 22,22 1,71 1,99 100,00
0,91 g/ml
Cód
igo
Núm
ero
unid
ades
Pes
o in
icia
l mue
stra
Pes
o fin
al m
uest
ra
% S
NG
fina
les
% a
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% s
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os to
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% c
eniz
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nale
s
% g
rasa
fina
l
TO
TA
L
Vol
umen
inic
ial f
luid
o m
l
peso
inic
ial f
luid
o g
Vol
umen
fina
l de
fluid
o m
l
peso
fina
l flu
ido
g
Vol
umen
per
dido
ml
peso
flui
do p
erdi
do g
% p
érdi
da fl
uido
Sól
idos
fina
les
del f
luid
o %
1FPE25-1 10 1179,52 885,06 27,86 63,08 36,92 2,95 6,11 100,001FPE25-2 10 1149,75 851,60 23,05 66,95 33,05 3,14 6,86 100,001FPE25-3 10 1124,45 1236,68 26,06 65,03 34,97 2,86 6,04 100,00
1151,24 991,11333 25,657227 65,020784 34,98 2,99 6,34 100,00 1200 1092 1195,22 1087,65 4,78 4,3460741 0,3979921 90,18
1FPA10-1 8 204,7 86,3 45,81 37,33 62,666859 2,08 14,78 100,001FPA10-2 8 204,7 86,3 45,18 35,07 64,926951 2,49 17,26 100,001FPA10-3 8 207,7 89,7 40,79 41,73 58,272742 2,25 15,23 100,00
205,7 87,433333 43,928268 38,044483 61,96 2,27 15,75 100,00 500 455 484,87 441,24 15,13 13,764669 3,0252019 100,57
1FPC10-1 24 204,6 100,9 24,94 53,72 46,28 1,54 19,80 100,001FPC10-2 23 201,7 95,9 29,68 51,03 48,97 1,58 17,71 100,001FPC10-3 24 201,6 113,1 24,93 54,10 45,90 1,03 19,93 100,00
202,63333 103,3 26,518947 52,951542 47,05 1,38 19,15 100,00 500 455 481,15 437,84 18,85 17,156229 3,7705998 99,91
1HPE50-1 5 714,58 706,59 19,38 77,06 22,94 1,58 1,99 100,001HPE50-2 5 661,17 643,11 19,31 77,02 22,98 1,68 1,99 100,001HPE50-3 5 693,78 678,55 22,29 73,83 26,17 1,89 1,99 100,00
689,84333 676,08333 20,326033 75,968966 24,03 1,72 1,99 100,00
1HPC20-1 23 209,94783 176,24348 22,56 74,37 25,634482 1,08 1,99 100,001HPC20-2 23 212,13913 186,26087 23,31 73,78 26,223608 0,92 1,99 100,001HPC20-3 23 211,09565 182,92174 20,26 76,85 23,15339 0,90 1,99 100,00
211,06087 181,8087 22,044878 74,996173 25,00 0,97 1,99 100,00
ANEXO 1BALANCE DE MATERIA PARA TIEMPOS OPTIMOS
DENSIDAD DEL ACEITE
PRODUCTO FINAL
ALIMENTO CRUDO
PAPA
% a
gua
inic
ial
% S
NG
inic
iale
s
% s
olid
os to
tale
s in
icia
les
% c
eniz
as in
icia
les
% g
rasa
inic
ial
TO
TA
L
59,77 39,63 40,23 2,09 0,60 100,00
Cód
igo
Núm
ero
unid
ades
Pes
o in
icia
l mue
stra
Pes
o fin
al m
uest
ra
% S
NG
fina
les
% a
gua
final
% s
olid
os to
tale
s fin
ales
% c
eniz
as fi
nale
s
% g
rasa
fina
l
TO
TA
L
Vol
umen
inic
ial f
luid
o m
l
peso
inic
ial f
luid
o g
Vol
umen
fina
l de
fluid
o m
l
peso
fina
l flu
ido
g
Vol
umen
per
dido
ml
peso
flui
do p
erdi
do g
% p
érdi
da fl
uido
Sól
idos
fina
les
del f
luid
o %
1FME 5 703,7 607,7 43,23 47,80 52,20 1,64 7,33 100,005 699,2 618 39,55 51,17 48,83 1,41 7,87 100,005 709,7 600,1 40,54 51,11 48,89 1,26 7,08 100,00
704,2 608,6 41,108573 50,024115 49,98 1,44 7,43 100,00 1200 1092 1192,50 1085,17 7,50 6,8274931 0,6252283 90,18
1FMA 4 208,40 149,60 45,87 36,32 63,68 1,55 16,25 100,004 228,20 173,90 40,51 41,41 58,59 1,48 16,61 100,004 206,80 153,10 38,81 40,82 59,18 1,46 18,91 100,00
214,46667 158,86667 41,730144 39,515921 60,48 1,50 17,26 100,00 500 455 481,69 438,34 18,31 16,658318 3,6611688 100,57
1FMC 24 201,60 150,10 51,38 35,57 64,43 1,57 11,48 100,0024 202,40 149,60 61,35 26,45 73,55 1,84 10,36 100,0024 206,20 152,80 40,41 46,56 53,44 1,21 11,82 100,00
203,4 150,83333 51,04863 36,192435 63,81 1,54 11,22 100,00 500 455 488,33 444,38 11,67 10,621772 2,3344554 99,91
1HME 5 558,6 407,7 49,86 48,24 51,76 1,29 0,6 100,005 594,3 444,6 49,95 48,13 51,87 1,31 0,6 100,005 661,3 497 50,85 47,20 52,80 1,35 0,6 100,00
604,73333 449,76667 50,219967 47,859874 52,14 1,32 0,6 100,001HMC 25 204,2 141,5 50,53 47,34 52,66 1,52 0,6 100,00
26 204,8 132 46,27 51,78 48,22 1,35 0,6 100,0026 203,8 146,7 47,35 50,78 49,22 1,27 0,6 100,00
204,26667 140,06667 48,050023 49,970074 50,03 1,38 0,6 100,002HME 5 786,5 559,1 45,35 52,72 47,28 1,33 0,6 100,00
5 845,4 548,4 43,76 54,08 45,92 1,56 0,6 100,005 915,4 501,8 44,65 53,64 46,36 1,11 0,6 100,00
849,1 536,43333 44,588281 53,48044 46,52 1,33 0,6 100,00
PLÁTANO MADURO
ALIMENTO CRUDO
PRODUCTO FINAL
% a
gua
inic
ial
% S
NG
inic
iale
s
% s
olid
os to
tale
s in
icia
les
% c
eniz
as in
icia
les
% g
rasa
inic
ial
TO
TA
L
59,94 40,04 40,06 1,67 0,02 100,00
Cód
igo
Núm
ero
unid
ades
Pes
o in
icia
l mue
stra
Pes
o fin
al m
uest
ra
% S
NG
fina
les
% a
gua
final
% s
olid
os to
tale
s fin
ales
% c
eniz
as fi
nale
s
% g
rasa
fina
l
TO
TA
L
Vol
umen
inic
ial f
luid
o m
l
peso
inic
ial f
luid
o g
Vol
umen
fina
l de
fluid
o m
l
peso
fina
l flu
ido
g
Vol
umen
per
dido
ml
peso
flui
do p
erdi
do g
% p
érdi
da fl
uido
Sól
idos
fina
les
del f
luid
o %
1FYE 5 730,40 466,25 60,01 22,97 77,03 6,70 10,33 100,005 745,50 440,00 54,55 26,34 73,66 8,06 11,05 100,005 771,30 468,30 60,76 21,78 78,22 7,32 10,14 100,00
749,06667 458,18333 58,440895 23,695186 76,30 7,36 10,50 100,00 1000 910 988,48 899,52 11,52 10,483952 1,1520826 90,18
1FYA 5 336,50 217,30 63,80 23,55 76,45 1,53 11,12 100,005 342,50 216,90 60,26 25,92 74,08 1,83 12,00 100,005 388,30 252,20 63,39 24,21 75,79 2,11 10,30 100,00
355,76667 228,8 62,47985 24,559736 75,44 1,82 11,14 100,00 1000 910 987,78 898,88 12,22 11,118063 1,2217652 100,57
1FYC 21 208,7 115,5 69,13 16,55 83,45 2,04 12,27 100,0020 206,4 121,6 69,64 15,40 84,60 2,16 12,81 100,0020 209,4 124,8 65,04 19,77 80,23 2,31 12,88 100,00
208,16667 120,63333 67,934877 17,240419 82,76 2,17 12,65 100,00 500 455 486,12 442,37 13,88 12,633059 2,7764964 99,91
1HYE 5 784,04 676,63 41,31 57,48 42,52 1,19 0,02 100,005 757,66 666,59 36,31 62,26 37,74 1,41 0,02 100,005 882,6 663,06 42,57 56,02 43,98 1,3903502 0,02 100,00
808,1 668,76 40,062344 58,586346 41,41 1,33 0,02 100,00
1HYA 5 309,7 240,6 54,93 44,03 55,97 1,02 0,02 100,005 343 282,9 55,96 42,79 57,21 1,23 0,02 100,005 337,8 280,2 54,42 44,57 55,43 0,99 0,02 100,00
330,16667 267,9 55,103341 43,796703 56,20 1,08 0,02 100,00
1HYC 19 208,81 163,03 48,90 48,98 51,02 2,10 0,02 100,0020 205,06 174,08 49,57 48,75 51,25 1,65 0,02 100,0019 200,32 168,09 48,05 49,99 50,01 1,93 0,02 100,00
204,73 168,4 48,842781 49,241656 50,76 1,90 0,02 100,00
YUCA
PRODUCTO FINAL
% a
gua
inic
ial
% S
NG
inic
iale
s
% s
olid
os to
tale
s in
icia
les
% c
eniz
as in
icia
les
% g
rasa
inic
ial
TO
TA
L
58,20 41,73 41,80 1,14 0,07 100,00
Cód
igo
Núm
ero
unid
ades
Pes
o in
icia
l mue
stra
Pes
o fin
al m
uest
ra
% S
NG
fina
les
% a
gua
final
% s
olid
os to
tale
s fin
ales
% c
eniz
as fi
nale
s
% g
rasa
fina
l
TO
TA
L
Vol
umen
inic
ial f
luid
o m
l
peso
inic
ial f
luid
o g
Vol
umen
fina
l de
fluid
o m
l
peso
fina
l flu
ido
g
Vol
umen
per
dido
ml
peso
flui
do p
erdi
do g
% p
érdi
da fl
uido
Sól
idos
fina
les
del f
luid
o %
1FVT 13 206,20 119,50 64,35 15,70 84,30 5,23 14,724839 100,0013 206,10 118,50 57,68 23,57 76,43 3,87 14,887849 100,0013 200,00 112,50 63,97 16,31 83,69 5,04 14,670755 100,00
13 202,90 114,40 61,997818 18,528639 81,47 4,71 14,76 100,00 500 455 483,86 440,31 16,14 14,691148 3,2288237 90,18
1FVC 23 203,60 123,20 55,55 26,47 73,53 1,82 16,161249 100,0023 205,30 120,80 63,43 16,87 83,13 2,20 17,502132 100,0023 205,00 122,80 56,85 24,16 75,84 1,99 17,001882 100,00
204,63333 122,26667 58,611106 22,499624 77,50 2,00 16,89 100,00 500 455 481,52 438,18 18,48 16,818421 3,6963562 100,57
PRODUCTO FINAL
ALIMENTO CRUDO
PLÁTANO VERDE
ANEXO 2
Cód. Alimento K densidad cpViscosidad a Tº pelic. 0,1784 Kg/m*s
Viscosidad a Tº pelic. 2,16E-05 Kg/m*s
P. MADURO 0,449195 1041,7 3524 K 0,1115 w/m*ºc Coef.dilatacion 0,002698 ºC-1
YUCA 0,452745 1153 3172 Cp 2018,032 J/Kg*ºC K 0,0315 w/m*ºc
PAPA 0,50852 1099,7 3536 temp. Ambiente 20 ºC Cp 1011,06 J/Kg*ºC
P. VERDE 0,443795 722,22 3350 temperatura 180 ºC temp. Ambiente 20 ºC
Delta de Tº 160 ºC temperatura 170 ºC
densidad 910 kg/m3 Delta de Tº 150 ºCGravedad 9,8 m/s densidad 0,9503 kg/m3
Gravedad 9,8 m/s
>PRODUCTOS CON FORMA ESFERICA
PAPA ENTERA
CÓDIGO DIAM. RADIO Lc TcCOEF.
DILATACION PRANDT* GRASHOFF** GRxPR NUSELT*** h**** Bi 1/xBi Tc-T/Ti-TFo (por
cartas) ALFA TiempoTiempo
Exp.1FPE 0,068 0,034 0,011 100 0,000024896 3228,8512 319,370984 1031201 15,70264251 117,4281 2,6171071 0,1273671 0,5 0,2 1,31E-07 29,46314 30
>PRODUCTOS CON FORMA CILINDRICA
P. MADURO ENTEROYUCA ENTERA
CÓDIGO DIAM. RADIO Lc TcCOEF.
DILATACION PRANDT* GRASHOFF** GRxPR NUSELT*** h**** Bi 1/xBi Tc-T/Ti-TFo (por
cartas) ALFA TiempoTiempo
Exp.1FME 0,0395 0,0198 0,01 120 0,000039 3228,8512 98,06071077 316623,4 12,57221029 142,9715 3,1430526 0,159081 0,375 0,35 1,22E-07 18,59401 15
1FYE 0,06 0,03 0,015 140 0,000072 3228,8512 634,4908894 2048677 20,05137804 151,3027 5,0128445 0,0997438 0,25 0,4 1,24E-07 48,47558 50
TRANSFERENCIA DE CALOR EN PRODUCTOS FREÍDOS Y HORNEADOS
PROPIEDADES DEL AIRE
TRANSFERENCIA DE CALOR EN PRODUCTOS FREÍDOS
PROPIEDADES DE LOS ALIMENTOS PROPIEDADES DEL ACEITE
Página 106
>PRODUCTOS CON FORMA PLANA
P. MADURO DIAGONALP. MADURO CUBOSP. VERDE TRANSVERSALP.VERDE CUBOSPAPA ALARGADAPAPA CUBOSYUCA ALARGADAYUCA CUBOS
CÓDIGO DIAM. Lc Tc
COEF. DILATACIO
N PRANDT* GRASHOFF** GRxPRNUSELT*
** h**** Bi 1/xBi Tc-T/Ti-T
Fo (por
cartas) ALFA Tiempo
Tiempo
Exp.1FMA 0,01 0,01 100 0,000228 3228,8512 9,301949768 30034,61167 7,108849 319,3259248 7,108849 0,1406698 0,5 0,5 1,224E-07 6,809901 7
1FMC 0,02 0,02 95 0,000145 3228,8512 47,32570934 152807,6734 10,47881 235,3515583 10,47881 0,0954306 0,53125 0,3 1,224E-07 16,34376 5
1FVT 0,01 0,01 140 0,000201 3228,8512 8,200403085 26477,88134 6,760778 300,0399486 6,760778 0,147912 0,25 0,85 1,834E-07 7,723241 10
1FVC 0,02 0,02 100 0,00023 3228,8512 75,06836655 242384,5854 11,75986 260,9483338 11,75986 0,085035 0,5 0,4 1,834E-07 14,53787 15
1FPA 0,01 0,01 135 0,000189 3228,8512 7,710826781 24897,11231 6,65753 338,5487016 6,65753 0,1502059 0,28125 0,8 1,308E-07 10,19486 10
1FPC 0,02 0,02 95 0,000235 3228,8512 76,70028756 247653,8155 11,82326 300,6181294 11,82326 0,0845791 0,53125 0,3 1,308E-07 15,29229 10
1FYA 0,03 0,03 95 0,0000765 3228,8512 84,26832125 272089,8702 12,1047 182,6780517 12,1047 0,0826126 0,53125 0,3 1,238E-07 36,35669 30
1FYC 0,02 0,02 98 0,000173 3228,8512 56,46446701 182315,3621 10,9517 247,9164547 10,9517 0,09131 0,5125 0,35 1,238E-07 18,85162 15
El cálculo de los valores se realizó así:* (ecuación 7), **(ecuación 8), ***(ecuación 4), ****(ecuación 6). Valores determinados por cartas de Heisler
Página 107
>PRODUCTOS CON FORMA ESFERICA
PAPA ENTERA
CÓDIGO DIAM. RADIO Lc Tc PRANDT* GRASHOFF** GRxPRNUSELT*
** h**** Bi 1/xBi Tc-T/Ti-TFo (por
cartas) ALFA TiempoTiempo
Exp.1HPE 0,068 0,034 0,011 110 0,693986127 2408977,252 1671796,794 19,05776 142,5183768 3,176293 0,1049442 0,4 0,3 1,78E-07 32,47191 30
>PRODUCTOS CON FORMA CILINDRICA
PLATANO MADURO ENTEROYUCA ENTERA
CÓDIGO DIAM. RADIO Lc Tc PRANDT* GRASHOFF** GRxPR NUSELT*** h**** Bi 1/xBi Tc-T/Ti-TFo (por
cartas) ALFA TiempoTiempo
Exp.1HME 0,0395 0,0198 0,01 130 0,693986127 472168,758 327678,5679 12,68054 144,2034652 3,170136 0,1577219 0,2666667 0,4 1,224E-07 21,2503 40
1HYE 0,059 0,0295 0,015 110 0,693986127 1573482,785 1091975,225 17,13283 131,4712272 4,37 0,11 0,4 0,5 1,238E-07 58,5915 60
>PRODUCTOS CON FORMA PLANA
YUCA ALARGADAYUCA CUBOS MADURO CUBOSPAPA CUBOS
CÓDIGO ESPESOR Lc Tc PRANDT* GRASHOFF** GRxPR NUSELT*** h**** Bi 1/xBi Tc-T/Ti-TFo (por
cartas) ALFA TiempoTiempo
Exp.
1HYA 0,03 0,03 100 0,69398613 206856,7633 143555,7241 10,31646712 155,691 10,31646712 0,096932 0,4666667 0,5 1,2377E-07 60,59448 60
1HYC 0,02 0,02 130 0,69398613 61290,89284 42535,02937 7,611365088 172,3004 7,611365088 0,131382 0,2666667 0,85 1,2377E-07 45,782496 50
1HMC 0,02 0,02 95 0,69398613 61955,81 42996,47266 7,631924699 174,61 7,774351896 0,128628 0,5 0,42 1,2237E-07 22,881267 20
1HPC 0,02 0,02 95 0,69398613 61290,89284 42535,02937 7,611365088 193,5266 7,611365088 0,131382 0,5 0,45 1,3078E-07 22,938428 20
El cálculo de los valores se realizó así:* (ecuación 7), **(ecuación 8), ***(ecuación 4), ****(ecuación 6). Valores determinados por cartas de Heisler
TRANSFERENCIA DE CALOR EN PRODUCTOS HORNEADOS
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