Informe 2 Deshidratacion
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Informe 2 Deshidratacion
Reporte N 2
DESHIDRATACIN
1. RESUMEN
2. OBJETIVOS
3. EQUIPOS Y MATERIALES
EQUIPOS
Trmocupla Estufa de secado Balanza analtica Pie de metro
Maraca: CHY 501 Marca: Freas. Marca: ISHIDA Marca: Vernier Caliper
Rango de -50C a 1300C. Serie 15-381-AE. Capacidad: 1 a 30 Kg Dimensiones: 150 x 0,02 mm
Sensibilidad: 0.003 6 x 1/1000in
Tipo de entrada K.
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4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
4.1. Diagrama de flujo del proceso de deshidratacin de frutas y hortalizas.
DESHIDRATACIN
Con las lminas de manzana en el interior de la canastilla y las hortalizas Se proceder a acomodar las
en las bandejas, se proceder a trasladar estas al interior de una estufa de lminas de manzana al interior de
secado en donde la canastilla se colgar sobre un sistema de palo el cual la canastilla con el fin de que no
estar apoyado sobre una balanza analtica posteriormente tarada, en quede ni un espacio libre dentro
donde se registraran las prdidas de peso de la manzana respectivamente. de esta y se volver a masar.
Antes de cerrar la estufa de secado, se debe controlar la temperatura de bulbo hmedo, para lo que
se acondicionar un mecanismo constituido por un termmetro con su bulbo envuelto en una gasa, la
cual est conectada en uno de sus extremos con un vaso con agua, lo que permitir que el agua
ascienda por capilaridad hacia el otro extremo de la gasa donde se encuentra el termmetro.
Para comenzar a deshidratar se debe cerrar la estufa de secado para que el aire caliente acondicione
el medio a una temperatura entre 60 a 65 [C] aproximadamente y comenzar a tomar el tiempo con
un cronometro de mano
Hortalizas Manzana
DESHIDRATACIN
Manzana Pltano
Se dividir la pulpa en
porciones de 152 gramos en 10 Masar registrando el peso total de la
bandejas diferentes. pulpa.
Se introducirn las bandejas en un Se tomar una muestra de la pulpa y se Transcurrido el tiempo, registrar
horno y se dejaran a 60 [C] entre dejar en el horno a 105C por 48 horas. el peso de las lminas en una
12 a 15 horas aproximadamente. balanza.
Largo 10
0,0318
Ancho 10
Tabla 5.1.5: Pesos iniciales de las hortalizas antes de entrar al horno de secado
Fuera del horno Papa grande Papa pequea Zanahoria Pepino
hortalizas [kg] [kg] [kg] [kg]
Masa c/n bandeja 0,144 0,137 0,223 0,220
Masa sin bandeja 0,038 0,038 0,144 0,144
Tabla 5.1.6: Pesos iniciales de la manzana antes de entrar al horno de secado y contrapeso al
ingresar al horno
Fuera del horno Manzana Dentro del horno Manzana
fruta [kg] Tiempo 0 [kg]
Masa c/n canastilla 0,0505 Masa del sistema de palo 0,1101
Masa sin canastilla 0,0127 Alimento c/n canastilla al colgarla en el sistema 0,1607
Alimento c/n canastilla menos el sistema de palo 0,0506
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Tabla 5.1.8: Masa de las hortalizas al retirarlas del horno en un tiempo determinado
Tiempo Masa papa grande Masa papa pequea Masa zanahoria Masa pepino
[min] [kg] [kg] [kg] [kg]
30 0,022 0,014 0,1092 0,1079
60 0,015 0,008 0,0842 0,0729
90 0,010 0,007 0,0672 0,0519
150 0,007 0,007 0,0382 0,0119
Los las masas de las hortalizas registradas en esta tabla se les resto el peso de sus
respectivas bandejas las cuales se encuentran en la tabla 5.1.4
Tabla 5.1.9: Control de variacin de masa con respecto al tiempo de una fruta durante el
periodo de deshidratacin
Peso inicial dentro del horno Peso final dentro del horno Prdida
Alimento manzana sin canastilla manzana sin canastilla peso
[tiempo 0] [tiempo 150] [kg]
Manzana 0,1289 0,1182 0,01007
Tabla 5.2.1: Diferencia de peso con respecto al tiempo luego de una deshidratacin de
las hortalizas
Masa Inicial Masa Final Perdida de
Tiempo Tiempo
sin bandeja sin bandeja humedad
[min] [min]
[kg] [kg] [kg]
Papa grande 0 0,0380 150 0,0070 0,0310
Papa pequea 0 0,0380 150 0,0070 0,0310
Zanahoria 0 0,1440 150 0,0380 0,1060
Pepino 0 0,1440 150 0,0120 0,1320
10.00
6.00
4.00 zanahoria
2.00 pepino
0.00
0 50 100 150 200
Tiempo ( min)
Figura 5.1: Grfico para curva de secado Xbs vs tiempo de zanahorias y pepino.
2.50
Xbs (kg agua/kg solido seco)
2.00
1.50
0.00
0 50 100 150 200
-0.50
Tiempo (min)
1.6
1.4 C BA
1.2 D
N (kg/h*m2)
1
0.8
0.6 Manzanas
0.4
0.2
0
0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000
Xbs (kg agua/ kg solido seco)
6.1. Clculos
6.1.1. Clculo del rea de la canastilla a partir de los datos de la tabla 5.2
Ecuacin 1: rea
=
Donde A = rea
L: largo
a: ancho
Al reemplazar los valores en la ecuacin 1 se obtiene
= 10 10
= 100 2
Convertimos este valor dando
100 2
=
10000
= 0,01 2
6.1.2. Clculo de
= +
Dnde:
a: va a corresponder a la variacin de masa en funcin del tiempo [dm/d] desde (B a C) siendo
esta decreciente en cada punto denominados como C1 (ver tabla .).
b: Va a corresponder a la masa del alimento a un tiempo especifico
Para esto debemos encontrar el primer punto decreciente (C1) en la curva de secado para luego
graficar y obtener la ecuacin de la recta.
11
16
14
12 y = -0.4621x + 12.913
10 R = 0.9874
masa (g)
8
Manzanas
6
Linear (Manzanas)
4
2
19
0
0 5 10 15 20
Tiempo (min)
Figura 6.1.2.1: Grfico de m v/s tiempo para encontrar el primer punto decreciente.
Este grafico indica el primer punto decreciente de la curva de secado a los 19 minutos, designado
como C1 (ver tabla 5.1.5), determinado por a obtenido de la ecuacin de la recta (y = a x + b) con
el valor -0,4621 aproximada mente -0,46.
= [ ]
[]
[ ] = 0,4621
[]
Ahora tenemos el signo negativo que corresponde a la prdida de masa (H2O) del alimento, el cual
se eliminar quedando
[]
[ ] = 0,4621
[]
6.1.3. Clculo de N
A partir de los valores de dm/d (g/min) (ver anexo) calculados a partir de la ecuacin de la
recta del grfico (ver figura 5.4) se determina la velocidad de secado.
Donde
N: Velocidad de secado
dm
d
: Cociente diferencial entre masa y tiempo
12
23,12 60
=
1000
Manzanas Pltanos
M1: 0,292 kg M2: 1,232 kg
Xq: 84,2 % de humedad X2: 75,5 % de humedad
Pulpa
M3: 1,524 kg
X3: % de humedad
Imagen 6.2.1: Balance de masa de una pulpa
Objetivo a:
Al analizar el perfil de secado de las manzanas (ver figura 5.3.), es posible inferir que la velocidad
de secado no es uniforme, debido a que a medida que transcurre el tiempo y el agua se va
evaporando, la velocidad de secado va disminuyendo en relacin a las cantidades de Kg de agua
arrastrados por el aire de secado por cada Kg de slido seco. Como tambin se percibe la
disminucin del peso de la materia prima a asociado a la prdida de agua del mismo (ver tabla
5.1.9).
En el primer perodo (A-B) de deshidratacin (Ver figura 5.3.), el agua es eliminada por
evaporacin de la superficie saturada, luego de que de forma paulatina es reducida el rea de
superficie saturada, comienza la evaporacin de agua en el interior del fruto.
El tramo B-C de la curva es conocido como perodo de velocidad constante de secado, y est
asociado a la eliminacin de agua no ligada al producto, en el que el agua se comporta como si el
slido no estuviera presente. (Ibarz, Barbosa-Canovas, & V, 2005) Esto se puede observar en el
grfico de velocidad de secado del alimento (ver figura 5.3) El prctico se realiz de forma ptima
ya que es posible observar todas las etapas de deshidratacin por aire de secado, el perodo C -D es
cuando la velocidad de secado comienza a decrecer debido a que hay una menor cantidad de agua
que evaporar, la actividad de agua en la superficie se hace menor que la unidad, y la cantidad de
agua restante en el producto se encuentra fuertemente ligada a ste, la superficie de las lminas de
manzana comienzan a secarse (Ibarz, Barbosa-Canovas, & V, 2005). Todos los periodos
nombrados anteriormente fueron identificados en la curva de velocidad de secado del producto.
Objetivo b: No se pudo tomar los rangos normales cada media hora hasta los 150 minutos de la
Tbh para as analizar ms cambios en la humedad relativa del proceso, ya que el este en la
experiencia sufri un derrame del agua y gasa del sistema sobre la superficie de secado donde se
encontraba el producto a deshidratar (manzana) en la canastilla por lo que se tomaron datos del Tbh
hasta la media hora. 0
La humedad del aire se determina midiendo sus dos temperaturas, la de bulbo hmedo y la de bulbo
seco. Se entra a la carta psicomtrica con la temperatura de bulbo hmedo y la coordenada se sigue
verticalmente hasta que corta la curva de saturacin (100% H.R.). Entonces se sigue la lnea de
temperatura de bulbo hmedo constante hasta que corta la coordenada de la temperatura de bulbo
seco. La humedad absoluta puede ser leda directamente y la humedad relativa se encuentra por
interpolacin entre as curvas de humedad relativa constante. (Chile)
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Objetivo d: En esta parte de la experiencia en la planta piloto no se tom la muestra de pulpa para
exponerla a 105 C durante 48 horas , obtener los slidos secos reales del alimento para analizarlos
y as obtener la humedad real total , por lo que se trabaj con los valores tericos de humedad de la
manzana y pltano para obtener la humedad terica de la pulpa mediante un balance de masa (ver
figura 6.2.1), debido a esto no se pueden comparar los valores de humedad de la pulpa. Los clculos
indican que las lminas de pulpa deshidratada salen con un 77.2 % de humedad luego de una
deshidratacin en 60C durante 12 a 15 hora.
8. CONCLUSIONES
Objetivo a:
Se logra identificar en el grafico N vs Xbs (figura 5.3) todos los puntos (A-B-C-D) excepto el
periodo del punto E.
Cuando la velocidad de secado es igual a cero (se llega a peso constante), se alcanza la humedad de
equilibrio que es la correspondiente al punto E` (el slido est en equilibrio con los alrededores).
Continuar secando despus de este punto es tiempo y energa perdidos. (Chile) correspondiente a
esta definicin obtenida de secado y acondicionamiento del aire, operaciones da a entender que si el
alimento se encuentra con una velocidad de secado(N) con un valor de 0, solo encontramos solidos
secos cuyos no se pueden deshidratar, en el caso de las manzanas el valor de (N) se puede observar
en un comienzo con la mxima velocidad de secado periodo de BC cuya velocidad es de 1,3872
(kg/h m2), este valor se encuentra en el anexo, hasta llegar al final del proceso con una velocidad
decreciente de 0,2013 (kg/h m2) (ver tabla 9.2) indicando que las manzanas llegaron al periodo de
CD (segundo periodo de velocidad decreciente) donde (N) cada vez va disminuyendo en el tiempo
con una velocidad de secado decreciente acercndose cada vez ms a 0 y llegar a su punto de
equilibrio, posiblemente si las manzanas hubieran estado por un tiempo ms prolongado dentro del
horno el punto de equilibrio hubiera estado presente.
Objetivo b: Se entiende que la temperatura de bulbo hmedo y bulbo seco como factores
indicadores para la medicin de humedades relativas en una carta psicomtrica, por lo cual deben
tener una revisin y medicin constante durante el proceso. La humedad relativa del aire indica en
el proceso de deshidratacin, que la humedad del aire aumenta con el paso del tiempo ya que ocurre
un traspaso de agua desde la superficie del alimento hacia el aire, aumentando la humedad relativa
del aire.
Al desecar un alimento existen muchas variables para lograr un nivel determinado de humedad,
cada alimento presenta sus propias caractersticas por ende cada uno se comporta de manera
diferente frente a un proceso de secado, existen variables fsicas y qumicas, de estructura y de
comportamiento al ser sometidos a temperaturas de secado, por ejemplo la perdida de humedad de
un pepino en comparacin a la de una zanahoria como se evidencio en el practico (figura 5.1) se
comporta de forma diferente, por la razn de cmo es la estructura slida y rgida de la zanahoria en
contraste con el alto contenido de humedad del pepino y su fcil liberacin de agua hacia el medio.
Obteniendo un alimento con una resistencia mayor a ser deshidratado como es la zanahoria, cual
puede seguir siendo deshidratada si es sometida a un mayor tiempo en el horno de secado y en el
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caso del pepino ya logrando casi su punto mximo de deshidratacin, ms conocido como punto de
equilibrio.
En el caso de las papas ambas llegan al punto de equilibrio, la diferencias de las curvas en el grafico
(figura 5.2) es por los distintos tamaos de los cubos, observando que los cubos de mayor tamao
tardan mucho ms tiempo en llegar al punto de equilibrio en comparacin a la papa pequea, esto se
debe por la resistencia que se genera al tener un mayor volumen tardan el proceso de deshidratacin
y tambin otro factor es el rea de contacto que disminuye al obtener cubos de mayor tamao, en la
papa pequea se obtiene una mayor rea de contacto acelerando el proceso de deshidratacin, por
esta razn llega antes al punto de equilibrio.
Objetivo c: Observamos que la humedad en base seca es un indicador al momento de deshidratar
un alimento, ya que nos dar una referencia de cuanta humedad es ptima de eliminar durante el
proceso
Las temperaturas y tiempo de deshidratacin influyen fuertemente en el resultado del producto,
tanto en su forma como en su sabor y olor (propiedades organolpticas), es importante elegir
correctamente la combinacin de estos factores segn la composicin y grosor del alimento a
deshidratar, ya que ser totalmente diferente deshidratar un producto con ms slidos secos o con
agua en su interior y por su grosor debido a que este influir en el tiempo que demore el are seco en
remover el agua desde su interior hasta la superficie.
9. ANEXO
10. BIBLIOGRAFA
Carbonel, J., Madarro. A , & Pea , J. (1984). Deshidratacin de frutas y hortalizas con aire caliente.
Revista de Agroquimica y Tecnologa de alimentos., 94-99.
Casp, A., & Requena. (2003). Procesos de conservacin de alimentos. Madrid: Acribia.
Ceballos - Ortiz , E., & Jimenez-Mungua, M. (2012). Cambios en las propiedades de frutas y
verduras durante la deshidratacin con ire caliente y su susceptibilidad al deterioro
microbiano. Obtenido de http://www.udlap.mx/wp/tsia/files/No6-Vol-1/TSIA-6(1)-
Ceballos-Ortiz-et-al-2012.pdf
Ibarz, A., Barbosa-Canovas, & V, G. (2005). operaciones unitarias en la ingeniera de los alimentos.