PRACTICA Nº 2

DESHIDRATACION DE ALIMENTOS

(Sólidos y Líquidos)

OBJETIVOS:

Conocer el proceso de eliminación de H2O de los alimentos líquidos y sólidos.

Determinar la velocidad de deshidratación de alimentos sólidos y líquidos.

Determinar el coeficiente de difusión.

FUNDAMENTO:

Deshidratación de Alimentos:

El secado es uno de los métodos más antiguos utilizados por el hombre para

conservación de alimentos. Todos los granos y los cereales son conservados por secado.

Algunas frutas y hortalizas también son conservadas por este método el cual

difícilmente requiere de esfuerzos humano si se realiza naturalmente.

El uso de calor para secar alimentos fue puesto en marcha por muchos hombres del

nuevo y viejo mundo. Pero no fue sino hasta 1795 que se inventó el cuarto de

deshidratación de agua caliente (105 ºF) sobre tajadas delgadas de hortalizas.

La deshidratación implica el control sobre las condiciones climatológicas dentro de la

cámara o el control de un micromedio circulante.

Esta técnica genera una gran ventaja en los cuales los alimentos secos y deshidratados

son más concentrados que cualquier otra forma de productos alimenticios preservados,

ellos son menos costosos de producir; el trabajo requerido es mínimo, el equipo de

proceso es limitado.

Hay fuerzas biológicas y químicas que actúan sobre el suministro de alimentos que el

hombre desea. El hombre controla las fuerzas químicas del alimento deshidratado con el

empaque y ciertos aditivos químicos.

Las fuerzas biológicas son controladas reduciendo el contenido de agua libre y por

calentamiento. Para ser el sustrato adecuado para el desarrollo de microorganismos,

reduciendo el contenido de agua libre, aumentando con eso las presiones osmóticas, el

crecimiento microbiano puede ser controlado.

La eliminación de agua en los alimentos es un fenómeno físico muy común en la

Industria Alimentaría y se conoce con el nombre de deshidratación. Este fenómeno se

realiza como consecuencia de la incorporación de Energía (calor) a un medio

deshidratado que generalmente es el aire, el cual al estar en contacto con el alimento

absorbe el agua de la superficie del alimento.

El aire absorberá mas agua cuando tenga altas Temperaturas y su contenido de

Humedad será muy bajo. La temperatura de deshidratación (aire) varía de acuerdo al

tipo de alimento y a su composición, pero el rango esta comprendido entre 50 y 70 ºC.

La eliminación del agua del alimento se realiza en la mayoría de los casos a través de

dos periodos de deshidratación cuyos nombres son:

Periodo de deshidratación a velocidad constante: ocurre durante la eliminación del

agua libre, fácil de eliminar del producto. Este periodo termina cuando el producto

alcanza la humedad crítica.

Periodo de deshidratación a velocidad decreciente: corresponde ala eliminación

del agua del interior del alimento a través del fenómeno de difusión (desplazamiento

del agua del centro de la superficie del producto dejando espacios libres que son

definidos por la porosidad del producto deshidratado)

Estos periodos de velocidad de deshidratación se obtienen en la grafica de periodo de

humedad versus tiempo.

Humedad de Equilibrio: donde el producto no pierde ni gana agua. La cantidad de agua

evaporada es igual a la cantidad de agua condensada.

A partir de la grafica de perdida de humedad se pueden obtener otras graficas con

velocidad versus tiempo.

La velocidad de deshidratación en alimentos depende de muchos factores: La

temperatura del aire, la humedad del aire, las dimensiones geométricas del producto

entre ellas el espesor, área y volumen, la humedad inicial del producto, la dirección del

flujo de aire con respecto a la posición de los tejidos del alimento, etc.

Tipos de deshidratación:

Desecación por arrastre. Secaderos de túnel. Secaderos de pulverización, de lecho

fluidizado y neumáticos.

Desecación por cambio de estado: Secaderos de tambor.

Desecación en estado congelado: Liofilización. Ciclo de liofilización

MATERIALES Y METODOS

Muestras líquidas

Muestras sólidas

Deshidratador: utiliza como fuente de energía rayos infrarrojos a temperaturas de

150 a 250 ºC y determina el contenido de humedad de un alimento.

Regla para establecer las dimensiones geométricas del producto.

Cuchillo.

Filtro.

PROCEDIMIENTO

Preparar la muestra dando una forma geométrica de 2 * 2 * 0.5 cm.

Colocar la muestra en el plato de aluminio de tal manera que el peso este entre 5 y

10 g.

Iniciar el proceso de deshidratación de acuerdo al manual y registrar la

temperatura, la humedad y el tiempo del producto, los intervalos se dan a partir de

0 minuto y cada 5 minutos.

Registrar la Humedad, Peso inicial, Temperatura, tiempo de secado y materia

seca.

CALCULOS:

Graficar Humedad versus Tiempo y encontrar el valor de la Humedad Critica.

Determinación del coeficiente de difusión:

De la grafica Humedad versus Tiempo encontrar velocidad de deshidratación en

gramos de agua x hora.

De la formula:

DONDE:

Ta = temperatura aire seco

Ts = temperatura de la superficie

Hv = calor de vaporización

Kg = coeficiente de transferencia de masa.

A = área de producto.

Hs = humedad saturada

Ha = humedad del aire

Podemos calcular Kg y h

De la curva W/Wc vs tiempo que corresponde al periodo decreciente

Asumir en valor de D (coeficiente de difusión) y el valor:

DONDE:

s = densidad del sólido seco.

= 1

rm = espesor o radio entre 2 de la muestra

W/Wc = 0,1

Evaluar D en la ecuación:

Con el valor asumido de D.

RESULTADOS Y DISCUSION:

Deshidratación de Alimento Sólido (Betarraga)

Peso Inicial = 9, 248 gr.

Ancho = 3, 9 cm., Largo = 4,0 cm., Espesor = 0,5 cm.

Área del producto = 15,6 cm2 Volumen = 7,8 cm3.

Humedad = 36.18%

Extracto seco = 63.82%

Humedad Relativa = 56.70%

Peso final = 5.902 gr.

Densidad del sólido seco = 962 Kg/m3

Temperatura bulbo seco = 70 ºC

Temperatura bulbo húmedo = 44ºC

TABLA DE LOS DATOS: Alimento Sólido (Betarraga)

Tiempo (hr) % Humedad

Velocidad de Deshidratación

(gr. de agua/hora)

0

0.083

0.167

0.250

0.333

0.417

0.500

0.583

0.667

0.750

0.833

0.917

1.000

1.083

1.167

1.250

1.333

1.417

1.500

0

1.17

3.14

5.28

7.49

9.57

11.67

13.68

15.67

17.61

19.49

21.35

23.10

24.86

26.55

28.25

29.89

31.50

33.00

0

14.04

18.84

21.12

22.47

22.968

23.34

23.4514286

23.505

23.48

23.388

23.2909091

23.1

22.9476923

22.7571429

22.6

22.4175

22.2352941

22

1.583

1.665

34.72

36.18

21.9284211

21.7297297

Deshidratación de un Alimento Líquido (Jugo De Papaya)

Peso Inicial = 5.337 gr.

Volumen = 5.7638 ml o cm3

Espesor = 4 cm Ancho = 3.5 cm Largo = 0.4117 cm

Humedad = 10.83 %

Extracto seco = 823.14

Peso final = 0.625 gr.

Densidad del sólido = 0.6 gr/cm2

Tiempo (min) % Humedad

Velocidad de

Deshidratación

(gr. de agua/hora)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55.1

0

7.71

17.02

26.38

35.33

44.30

53.16

61.57

70.42

79.08

86.15

89.17

0

92.52

102.12

105.52

105.99

106.32

106.32

105.54

105.63

105.44

103.38

97.10

1. GRÁFICA HUMEDAD VS TIEMPO:

Ecuaciones de la grafica:

Para Sólidos: y = -22.224x + 37.288

Para Líquidos: y = -101.86x + 94.218

2. GRÁFICA VELOCIDAD DE DESHIDRATACION VS TIEMPO:

DE TABLAS

3. OPERACIONES REALIZADAS:

a. Para Alimentos Sólidos:

La velocidad de deshidratación: 22.234 gr de H2O/hora

Calcular Kg y h:

Donde:

D/d = 22.224 gr de agua/hr

Á =: 15,6 cm2 = 1.56*10-3 m2

Ta = 70ºC

Ts = 40ºC

Hv = 210 joules/gr.

Ha = 0.05

Hs = 0.25

Asumir un valor de D (coeficiente de difusión) en la ecuación:

Con el valor hallado de Kg.

Donde:

D = 0.001

s = 0.962 gr/m3

= 1

rm = 0.005/2 = 0.0025 m

Kg = 7.132*104

Evaluar D en la ecuación:

Con el valor asumido de D.

Donde:

D = 0.001

= 12.85 h

rm = 0.005/2 = 0.0025 m

b. Para Alimentos Líquidos:

La velocidad de deshidratación: 101.83 gr de H2O/hora

Calcular Kg y h:

DE TABLAS

Donde:

D/d = 101.86 gr de agua/hr

Á = 1.44 cm2 = 1.44*10-4 m2

Ta = 70ºC

Ts = 40ºC

Hv = 210 joules/gr.

Ha = 0.05

Hs = 0.25

Asumir un valor de D (coeficiente de difusión) en la ecuación:

Con el valor hallado de Kg.

Donde:

D = 0.001

s = 3.6024 gr/m3

= 1

rm = 0.004/2 = 0.002 m

Kg = 3.5368*106

Evaluar D en la ecuación:

Con el valor asumido de D.

Donde:

D = 0.001

= 12.85 h

rm = 0.00/2 = 0.002 m

CONCLUSIONES:

Se pudo conocer el proceso de eliminación de H2O de los alimentos líquidos y

sólidos.

Se diferencio la definición de deshidratación y contenido de humedad en alimentos.

En la grafica 1 observamos que los sólidos tienen una humedad crítica y los líquidos

no lo tienen.

En la grafica 2 los alimentos sólidos se deshidratan mas rápido que los alimentos

líquidos debido a la mínima cantidad de agua que contiene.

BIBLIOGRAFIA:

FELLOWS, P.: TECNOLOGÍA DEL PROCESADO DE LOS ALIMENTOS:

Principios y prácticas, Acribia, S.A. (1994).

http://www.directoalpaladar.com/autor/velsid

http:/www.monografias.com/trabajo7/alim/alim.shtml

http:/www.wikipedia.com/deshidrataciónalimento