REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA. UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA. FACULTAD DE INGENIERÍA. ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA.

OS D A V DE SECADO AL VACÍO COMPARACIÓN DE LA EFECTIVIDAD DEL PROCESO R E S CON RESPECTO AL SECADO A LA ESTUFA E PARA LA DESHIDRATACIÓN DE R S O FRUTOS H C E Trabajo especial DEdeRgrado presentado ante la Universidad Rafael Urdaneta para optar al título de:

INGENIERO QUÍMICO

Autores:

Br. LORENIS MOLINA Br. FIORELLA VÁSQUEZ

Tutor:

Ing. Douglas Romero

Maracaibo, julio de 2014

COMPARACIÓN DE LA EFECTIVIDAD DEL PROCESO DE SECADO AL VACÍO CON RESPECTO AL SECADO A LA ESTUFA PARA LA DESHIDRATACIÓN DE FRUTOS

_________________________

S O H Molina Suarez, Lorenis Andreina EC R E C.ID 24.254.766

OS D A _________________________ RV E S RE Vásquez Morillo, Fiorella Betania C.I 21.230.486

Av. 15b, Res. Villa Mar, edif. Mar Azul

Urb. Mara Norte III, calle 7-F, casa#:

55b-11, apto. 5c

2D-27

Telf. :(0412) 6516771

Telf. :(0412) 6290024

[email protected]

[email protected]

_________________________ Ing. Douglas Romero Tutor Académico

AGRADECIMIENTOS

A Dios por darnos la perseverancia para alcanzar una meta más en nuestras vidas, por abrirnos camino a una nueva etapa como profesionales y porque siga guiando nuestros pasos llenándonos de salud, sabiduría, y fortaleza para seguir construyendo nuestro camino al éxito. A nuestros padres porque sin su ayuda y amor incondicional nada de esto hubiera sido posible, a ellos quienes fueron pilar fundamental en el alcance de nuestras metas sirviendo como guía y apoyo para superar todos los obstáculos, mil gracias, nada de esto hubiera sido posible sin ustedes.

DO A V R

E S E R especial de grado. Strabajo nos guio durante el desarrollo deO este H EC R E D

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Al profesor Douglas Romero, nuestro tutor, quien con su ayuda y asesoría

Al profesor Waldo Urribarri, por asesorarnos en la metodología de esta

investigación, gracias por su excelente disposición y su esfuerzo constante en la búsqueda de la excelencia. Al profesor Eudo Osorio por su orientación en el laboratorio durante la realización de parte experimental de esta investigación. Finalmente a la Universidad Rafael Urdaneta y a todo el profesorado por ser los facilitadores de nuestro aprendizaje, en especial a aquellos profesores que transformaron nuestro pensar mostrándonos una nueva perspectiva; Gracias por transmitir algo tan invaluable como lo es el conocimiento.

Molina, Vásquez (2014)

DEDICATORIA

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Le dedicamos este trabajo a nuestros padres, quienes nos han acompañado a lo largo del camino siendo siempre nuestra motivación hacia la superación, por su ayuda económica, paciencia y comprensión en cada una de las etapas de nuestras vidas, por su amor y apoyo incondicional. Este trabajo es para ustedes.

Molina, Vásquez (2014)

ÍNDICE GENERAL

RESUMEN ABSTRACT Pág. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………..

15

1. CÁPITULO I. EL PROBLEMA………………………………………………...

17

1.1. Planteamiento del problema…………………………………………………

17

1.2. Objetivos………………………………………………………………………

19

OS 1.2.1. Objetivos Específicos……………………………………………………… D A RV E 1.3. Justificación………………………………………………………………….. S E R S 1.4. Delimitación…………………………………………………………………… O H C RE 1.4.1. DelimitaciónE D espacial………………………………………………………

19

1.4.2. Delimitación temporal………………………………………………………

21

1.4.3. Delimitación científica……………………………………………………...

21

2. CÁPITULO II. MARCO TEÓRICO….………………………………………...

22

2.1. Antecedentes.………………………………………………………………..

22

2.2. Bases teóricas………………………………………………………………..

25

2.2.1. Definición de secado……………………………………………………..

25

2.2.2. Proceso de secado…………………………………………………………

26

2.2.3. Factores que intervienen en el proceso de secado……………………

29

2.2.3.1. Temperatura del aire…………………………………………………….

29

2.2.3.2. Humedad relativa del aire……………………………………………….

29

2.2.3.3 Velocidad del aire….……………………………………………………..

30

2.2.4. Clasificación para los secadores………………………………………….

31

2.2.5. Secado al vacío…………………………………………………………..

34

2.2.6. Deshidratadoras al vacío…………………………………………………..

35

1.2.1. Objetivo General……………………………………………………………

20 20 21 21

6

2.2.7. Secado a la estufa………………………………………………………….

40

2.2.8. Fundamentos de secado…………………………………………………..

41

2.2.8.1. Equilibrio de fases………………………………………………………..

41

2.2.8.2. Humedad de equilibrio…………………………………………………..

41

2.2.8.3. Humedad libre…………………………………………………………….

42

2.2.8.4. Humedad ligada………………………………………………………….

42

2.2.8.5. Humedad no ligada………………………………………………………

42

2.2.8.6. Mecanismos y cinética del secado…………………………………….

43

2.2.8.7. Transferencia de masa y calor………………………………………….

43

2.2.8.8. Movimiento de la humedad dentro del solido…………………………

44

2.2.9. Curvas fundamentales de secado……………………………………….

45

OS D 2.2.10. Selección de los frutos…………………………………………………... A V R E S 2.2.11. Descripción de los frutos………………………………………………… E R S O 2.2.11.1. Melón……………………………………………………………............. H C E 2.2.11.2 Fresa……………………………………………………………………… DER

45

2.2.11.3 Banana……………………………………………………………………

51

2.2.12. Preparación de las muestras ……………………………………………

53

2.2.13. Características iniciales de los frutos…………………………………...

54

2.2.13.1. Determinación de la madurez………………………………………….

54

2.2.13.2. Determinación de azúcares…………………………………………...

54

2.2.13.3. Determinación de acidez………………………………………………

55

2.2.13.4. Determinación de la humedad…………………………………………

56

2.2.13.5. Medición de color……………………………………………………….

57

2.2.14. Calidad de los productos…………………………………………………

59

2.2.14.1. Determinación de la humedad final…………………………………..

59

2.2.14.2. Determinación de la rapidez de secado………………………………

61

2.3. Sistema de variables………………………………………………………….

63

3. CÁPITULO III. MARCO METODOLOGICO…………………………………

64

3.1. Tipo de la investigación…………..………………………………………….

64

2.2.9.1. Curvas de secado………………………………………………………..

48 48 48 50

7

3.2. Diseño de la investigación…………………………………………………..

65

3.3. Técnicas de recolección de datos…………………………………………..

66

3.3.1. Instrumentos de recolección de datos……………………………………

68

3.4. Fases de Investigación………………………………………………………. 3.4.1. Fase I: Determinación de forma experimental las principales propiedades que caracterizan a los frutos antes del proceso de secado…… 3.4.2. Fase II: Realización las curvas de secado al vacío y a la estufa para cada uno de los frutos tratados.…………………………………………………. 3.4.3. Fase III: Contraste de los valores obtenidos del proceso en los diferentes frutos tratados………………………………………………………….

75

4. CÁPITULO IV. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS………………………… 4.1. Determinación de forma experimental de las principales propiedades que caracterizan a los frutos antes del proceso de secado…………………... 4.1.1. Determinación de la madurez……………………………………………..

80

S ADO

RV E S E 4.1.2. Determinación de la humedad inicial……………………………………. R S O H 4.1.3. Medición de color…………………………………………………………... C E DdeElasRcurvas de secado al vacío y a la estufa para cada 4.2. Realización uno de los frutos tratados………………………………………………………... 4.3. Contraste de los resultados obtenidos del proceso de secado en los diferentes frutos……………………………………………………………………. 4.3.1. Determinación y análisis de la rapidez de secado en ambos procesos……………………………………………………………………………. 4.3.2. Tabulación del test dirigido a una población de 10 personas………..

76 77 79

80 80 82 85 88 100 100 104

CONCLUSIONES…………………………………………………………………..

114

RECOMENDACIONES…………………………………………………………..

115

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………………………….

116

ANEXOS…………………………………………………………………...………..

119

ÍNDICE DE TABLAS Pág. Tabla 2.1. Características de funcionamiento de secadores……………………. Tabla 3.1. Lista de equipos presentes en el proceso de deshidratación de frutos…………………………………………………………………………………. Tabla 3.2. ml de NaOH utilizados en la titulación para la determinación de la acidez.………………………………………………………………………………… Tabla 3.3. Porcentaje de ácido predominante en cada fruto……………………. Tabla 3.4. Determinación de los °Brix promedio y del índice de madurez en cada fruto……………………………………………………………………………. Tabla 3.5. Peso en gr. de las muestras durante el secado……………………….

35 69 69 69 70 70

Tabla 3.6. Peso promedio en gr. de las muestras…………………………………

S O D A Tabla 3.8. Determinación de color. Longitud de onda y V Rabsorbancia…………. E S E de los frutos………………….. Tabla 3.9. Propiedades características iniciales R S O base seca de cada fruto.…………………. H Tabla 3.10. Contenido de C humedad REen gr. de cada muestra en ambos procesos de Tabla 3.11. Peso DEseco Tabla 3.7. Contenido de humedad inicial en los frutos tratados……………….

secado.………………………………………………………………………………… Tabla 3.12. Pesos requeridos en gr. de cada muestra para alcanzar un 25% de contenido de humedad………………………………………………………….. Tabla 3.13. Pesos requeridos de cada muestra en gr. de agua/ gr ss para alcanzar un 25% de contenido de humedad……………………………………… Tabla 3.14. Tiempo de secado en min. necesario para alcanzar un 25% de contenido de humedad……………………………………………………………… Tabla 3.15. Rapidez global de secado para cada fruto en ambos procesos de secado………………………………………………………………………………… Tabla 3.16. Resultados obtenidos en las preguntas del test para cada fruto…………………………………………………………………………………… Tabla 3.17. Resultados globales en cada proceso para ambas preguntas…… Tabla 4.1. Lista de equipos presentes en el proceso de deshidratación de frutos…………………………………………………………………………………… Tabla 4.2. Volumen en ml de NaOH utilizados en la titulación para la determinación de la acidez………………………………………………………………………………….. Tabla 4.3. Porcentaje de ácido predominante en cada fruto……………………..

71 71 72 72 72 72 73 73 73 75 75 80 81 81

9

Tabla 4.4. Determinación de los ºBrix promedio y del índice de madurez en cada fruto……………………………………………………………………………… Tabla 4.5. Secado a la estufa a 110°C del melón hasta peso constante para la determinación de la humedad inicial……………………………………………. Tabla 4.6. Secado a la estufa a 110°C de la fresa hasta peso constante para la determinación de la humedad inicial……………………………………………. Tabla 4.7. Secado a la estufa a 110°C de la banana hasta peso constante para la determinación de la humedad inicial……………………………………… Tabla 4.8. Contenido de humedad inicial en los frutos tratados………………...

82 82 83 83 84

Tabla 4.9. Valores de absorbancia obtenidos de la solución de melón………..

85

Tabla 4.10. Valores de absorbancia obtenidos de la solución de fresa……….

86

Tabla 4.11. Valores de absorbancia obtenidos de la solución de banana…….

87

Tabla 4.12. Propiedades características iniciales de los frutos…………………. Tabla 4.13. Peso en gr. de las muestras de melón durante el secado a la estufa a 110°c.………………………………………………………………………. Tabla 4.14. Peso en gr. de las muestras de fresa durante el secado a la estufa a 110°C..……………………………………………………………………… Tabla 4.15. Peso en gr. de las muestras de banana durante el secado a la estufa a 110°C……………………………………………………………………….. Tabla 4.16. Peso en gr. de las muestras de melón durante el secado al vacío.

88

Tabla 4.17. Peso en gr. de las muestras de fresa durante el secado al vacío... Tabla 4.18. Peso en gr. de las muestras de banana durante el secado al vacío…………………………………………………………………………………. Tabla 4.19. Peso promedio en gr. de las muestras de melón durante el secado a la estufa a 110°C…………………………………………………………. Tabla 4.20. Peso promedio en gr. de las muestras de fresa durante el secado a la estufa a 110°C…..………………………………………………………………. Tabla 4.21. Peso promedio en gr. de las muestras de banana durante el secado a la estufa a 110°C...……………………………………………………….. Tabla 4.22. Peso promedio en gr. de las muestras de melón durante el secado al vacío.………………………………………………………………………. Tabla 4.23. Peso promedio en gr. de las muestras de fresa durante el secado al vacío……………………………………………………………………………….... Tabla 4.24. Peso promedio en gr. de las muestras de banana durante el secado al vacío………………………………………………………………………. Tabla 4.25. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss del melón durante el secado a la estufa a 110°c…………………………………………………………..

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89 89 90 90 91 92 92 92 93 93 93 94

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Tabla 4.26. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la fresa durante el secado a la estufa a 110°C……….………………………………………………… Tabla 4.27. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la banana durante el secado a la estufa a 110°C……………………………………………………….. Tabla 4.28. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss del melón durante el secado al vacío………………………………………………………………………. Tabla 4.29. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la fresa durante el secado al vacío………………………………………………………………………. Tabla 4.30. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la banana durante el secado al vacío………………………………………………………………………. Tabla 4.31. Contenido de humedad base seca de cada fruto…………………... Tabla 4.32. Peso seco en gr. de cada muestra en ambos procesos de secado…………………………………………………………………………………. Tabla 4.33. Pesos requeridos en gr. de cada muestra para alcanzar un 25% de contenido de humedad………………………………………………………….. Tabla 4.34. Pesos requeridos de cada muestra en gr. de agua/ gr ss para alcanzar un 25% de contenido de humedad……………………………………… Tabla 4.35. Tiempo de secado en min. necesario para alcanzar un 25% de contenido de humedad……………………………………………………………… Tabla 4.36. Rapidez global de secado para cada fruto en ambos procesos de secado.…………………………………………………………………………………. Tabla 4.37. Resultados obtenidos en la pregunta 1 de la encuesta para el melón a la estufa..……………………………………………………………………. Tabla 4.38. Resultados obtenidos en la pregunta 1 de la encuesta para la fresa a la estufa……………………………………………………………………..... Tabla 4.39. Resultados obtenidos en la pregunta 1 de la encuesta para la banana a la estufa……………………………………………………………………. Tabla 4.40. Resultados obtenidos en la pregunta 1 de la encuesta para el melón al vacío………………………………………………………………………. Tabla 4.41. Resultados obtenidos en la pregunta 1 de la encuesta para la fresa al vacío…………………………………………………………………………. Tabla 4.42. Resultados obtenidos en la pregunta 1 de la encuesta para la banana al vacío………………………………………………………………………. Tabla 4.43. Resultados obtenidos en la pregunta 2 de la encuesta para el melón a la estufa……………………………………………………………………... Tabla 4.44. Resultados obtenidos en la pregunta 2 de la encuesta para la fresa a la estufa……………………………………………………………………….

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94 94 95 95 95 100 100 101 101 102 103 104 105 105 105 106 106 107 107

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Tabla 4.45. Resultados obtenidos en la pregunta 2 de la encuesta para la banana a la estufa……………………………………………………………………. Tabla 4.46. Resultados obtenidos en la pregunta 2 de la encuesta para el melón al vacío………………………………………………………………………... Tabla 4.47. Resultados obtenidos en la pregunta 2 de la encuesta para la fresa al vacío…………………………………………………………………………. Tabla 4.48. Resultados obtenidos en la pregunta 2 de la encuesta para la banana al vacío………………………………………………………………………. Tabla 4.49. Resultados globales en cada proceso para la pregunta 1…………. Tabla 4.50. Resultados globales en cada proceso para la pregunta 2………….

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108 109 109 109 110 111

ÍNDICE DE FIGURAS

Pág. Figura 2.1. Cinética de secado………………………………………………….

27

Figura 2.2. Espectroscopia. Rueda de colores………………………………..

59

Figura 3.1. Equipo de secado al vacío………………………………………….

78

Figura 3.2. Equipo de secado a la estufa……………………………………… Figura 4.1. Absorbancia correspondiente a la solución de melón mediante espectroscopia…………………………………………………………………… Figura 4.2. Absorbancia correspondiente a la solución de fresa mediante espectroscopia……………………………………………………………………. Figura 4.3. Absorbancia correspondiente a la solución de banana mediante espectroscopia………………………………………………………… Figura 4.4. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss del melón durante el secado a la estufa a 110°c……………………………………………………… Figura 4.5. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss del melón durante el secado al vacío……………………………………………………………………. Figura 4.6. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la fresa durante el secado a la estufa a 110°C……………………………………………………… Figura 4.7. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la fresa durante el secado al vacío……………………………………………………………………. Figura 4.8. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la banana durante el secado a la estufa a 110°C…………………………………………………… Figura 4.9. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la banana durante el secado al vacío………………………………………………………………… Figura 4.10. Comparación de la rapidez de secado………………………….. Figura 4.11. Resultados globales de la pregunta 1 para el secado a la estufa………………………………………………………………………………. Figura 4.12. Resultados globales de la pregunta 1 para el secado al vacío.. Figura 4.13. Resultados globales de la pregunta 2 para el secado a la estufa………………………………………………………………………………. Figura 4.14. Resultados globales de la pregunta 2 para el secado al vacío..

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86 87 88 96 96 97 97 98 98 103 110 110 112 112

MOLINA S., Lorenis A.; VASQUEZ M., Fiorella B. “COMPARACIÓN DE LA EFECTIVIDAD DEL PROCESO DE SECADO AL VACÍO CON RESPECTO AL SECADO A LA ESTUFA PARA LA DESHIDRATACIÓN DE FRUTOS”. Trabajo de grado. Universidad Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química. Maracaibo, Venezuela 2013, 122p.

RESUMEN Esta investigación tuvo como finalidad estudiar, modelar y comparar la deshidratación de frutos mediante los procesos de secado al vacío y secado a la estufa. Se realizaron variaciones en el contenido de humedad de la muestra a secar a través de la variación del fruto, siendo los frutos seleccionados el melón, la fresa y la banana, que van de mayor a menor contenido de humedad respectivamente. Además se realizaron variaciones en el espesor de las muestras a secar para la obtención de resultados óptimos. Esta investigación tuvo como objetivos la determinación de forma experimental de las principales propiedades que caracterizan a los frutos antes del proceso de secado, la realización de las curvas de secado al vacío y a la estufa para cada uno de los frutos tratados y el contraste de los resultados obtenidos del proceso de secado en los diferentes frutos; Todos fueron alcanzados satisfactoriamente a través de la utilización de herramientas experimentales, de cálculo, e incluso de muestreo a través de la realización de una encuesta para la mejor apreciación de la calidad final del producto obtenido. A través de la realización de esta investigación y mediante el uso de lo previamente mencionado se logró la evaluación no solo del comportamiento de cada fruto en cada tipo de secado sino la evaluación global de ambos procesos a modo de poder realizar proyecciones en casos específicos y generalizaciones bajo ciertos parámetros o condiciones. Cabe acotar además que por ser el secado un proceso tan comúnmente usado, constantemente se están buscando mejoras para optimizar el proceso, por lo que lo hace un tema muy común para ser investigado, razón por la cual todo el material resultante de esta tesis como las curvas de secado y cualquier otro aporte pueden servir como referencia en investigaciones posteriores.

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Palabras claves: secado al vacío, secado a la estufa, deshidratación de frutos, curvas de secado.

[email protected], [email protected]

MOLINA S.,Lorenis A.; VASQUEZ M., Fiorella B. "COMPARISON OF THE EFFECTIVENESS OF THE PROCCESSES OF VACUUM DRYING AND HEATING OVEN DRYING FOR DEHYDRATION OF FRUITS". Degree thesis. “Universidad Rafael Urdaneta”. Faculty of Engineering. School of Chemical Engineering. Maracaibo, Venezuela 2013, 122p.

ABSTRACT This research aimed to study, model and compare the dehydration of fruits through the processes of vacuum drying and heating oven drying. Variations were made in the moisture content of the sample to be dried through the variation of the fruit, being the fruits selected the following: melon, strawberry and banana, ranging from high to low moisture content respectively. Besides variations in the thickness of the samples to be dried to obtain optimum results were made. This study aimed to experimentally determine the main properties that characterize the fruits before the drying process, to realize the performance curves of vacuum drying and heating oven drying for each of the treated fruits and to contrast the results obtained from the drying process in different fruits; All of these were successfully achieved through the use of experimental tools, calculation, and even sample through a survey for better appreciation of the final quality of the product. Through conducting this research and by using the previously mentioned evaluation not only of the behavior of each fruit in each type of drying but the overall evaluation of both processes were achieved so that we can make projections in specific cases and generalizations under certain parameters or conditions. It is also worth to mention that as the drying process is so commonly used, constantly improvements are sought to optimize the process, making it a very common subject for an investigation, that’s why all the material resulting from this thesis as drying curves and other contributions can serve as a reference in future researches.

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Keywords: vacuum drying, heating oven drying, dehydration of fruits, drying curves.

[email protected], [email protected]

INTRODUCCIÓN El secado es uno de los métodos más antiguos utilizados por el hombre para la conservación de alimentos, este no solo se ha utilizado con dicho fin sino también con el propósito de disminuir el peso y el volumen de los mismos para ahorrar en los costos de envasado y transporte obteniendo requerimientos mínimos de almacenamiento e incluso una reducción en los costos de distribución. Hasta hace siglo y medio el único proceso de secado que existía era el natural, a pesar de que a través de éste aún se pueden obtener alimentos concentrados de calidad durable, una civilización tan compleja como la de hoy en

OS D A desarrollo de un proceso tan esencial como lo es elR secado V ya que al ser éstos tan E S Eal funcionamiento del secado hacen impredecibles y a su vez influenciar tanto R S O H inestable también al proceso en sí. C E R DE día no puede depender de los elementos climatológicos necesarios para el

Es por eso que a mediados del siglo XlX se introduce el secado artificial, proceso que consistía originalmente en un cuarto con aire caliente donde se ponían delgadas capaz de hortalizas; En la actualidad, dentro del secado artificial existen diferentes procesos de secado como secado por aire caliente, secado al vacío y desecación o liofilización, éstos se han desarrollado tanto que se llevan a cabo a nivel industrial mediante la utilización de maquinarias grandes y complejas que permiten la sistematización del proceso. Una gran cantidad de los productos de los que hacemos uso cotidianamente atraviesan por procesos de secado durante su procesamiento mucho antes de llegar a nuestros hogares, es por esto que el secado, sin hacer referencia al tipo, no deja de ser un tema común de estudio sino que por lo contrario es objetivo continuo de investigación debido a la búsqueda de la optimización constante.

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Por lo mencionado anteriormente, en esta investigación se busca evaluar la deshidratación de frutos mediante dos de los procesos más comunes de secado, el secado al vacío y el secado a la estufa, para así poder observar el comportamiento del mismo en diferentes casos y bajo diferentes condiciones a modo de comprobar de manera experimental aquello que se encuentra descrito en la teoría, obteniendo conocimientos valiosos y de gran importancia al ser un proceso tan relevante para la industria química y alimentaria.

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CAPITULO I El PROBLEMA

En el desarrollo de este capítulo se hablará acerca de la motivación para realizar este trabajo especial de grado, abordando la problemática que dio lugar a su creación, junto con las propuestas planteadas para hacer frente al problema enunciado. También se comentarán la justificación y delimitación de la presente investigación.

1.1 Planteamiento del problema

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E S E R a la remoción de líquido de un sólido Normalmente, el secado se S refiere O H mediante la evaporación; a pesar de ser el proceso más antiguo utilizado para la EC R E D preservación de alimentos continua siendo en la actualidad uno de los más utilizados en la industria para la fabricación de productos secos. Las operaciones de deshidratado son importantes tanto para la industria química como para la de alimentos. El objetivo principal del secado de alimentos es la remoción del agua de los mismos hasta lograr alcanzar un nivel en donde el crecimiento microbiológico y el deterioro por reacciones químicas sean minimizadas,

haciendo que la preservación de los mismos sea mucho más

sencilla e incluso mejorando las facilidades de transporte del producto tratado al disminuir su peso debido a la eliminación de humedad. Todos los beneficios que el proceso de secado proporciona han llevado a que este sea utilizado en la elaboración de diversos productos en el mercado como frutos secos, sopas, carnes deshidratadas, cereales, entre otros.

18

Al ser secado, el producto cambia completamente su carácter, en las hortalizas, por ejemplo, éste ocasiona la pérdida de las vitaminas que éstas contienen, en las setas comestibles, así como otros hongos, modifica la potencia de sus componentes permitiendo emplearlas como condimentos sin causar daño alguno por su ingesta. La amplia aplicabilidad del proceso de secado ha conducido al desarrollo no solo de distintos tipos de secadores sino también de distintos procesos de secado para su utilización en ciertos tipos de alimentos. Estos han surgido de combinación o experimentación con distintos fenómenos tales como la conducción, la convección, la radiación, entre otros.

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Los secadores por conducción son apropiados para productos de poco

E S E Sal R encuentran aquéllos que trabajan vacío, en donde la presión suministrada O H C REdel secado del fruto sin que la aplicación de calor al produce la mayor DEparte espesor o para sólidos con alto grado de humedad, dentro de estos secadores se

sistema sea imprescindible.

Este tipo de secado a pesar de ser más costoso presenta ventajas o mejores resultados cuando es utilizado en cierto tipo de alimentos y más aún cuando es comparado con otros procesos alternos de secado en situaciones específicas. Por ser el secado un proceso tan relevante para la industria es importante profundizar el conocimiento que se tiene sobre él, la mayor parte estos conocimientos provienen del estudio teórico que proporciona una simple noción sobre cómo se lleva a cabo el proceso en sí, dejando sin abarcar muchos factores que resultan de gran importancia a la hora de realizar el proceso real. Es por esto que mediante la comparación del proceso de secado al vacío con respecto al secado a la estufa se alcanzó un mayor nivel de conocimiento

19

sobre cómo llevar a cabo ambos procesos de secado y sobre cuáles son las diferentes etapas que cada uno de estos conlleva; Además, se pudo conocer la manera correcta de cómo realizar la determinación de las distintas características que definen las principales propiedades de los frutos tanto antes como después de su tratamiento, estas son de gran importancia ya que sirven como parámetros no sólo para la evaluación de la efectividad del proceso en si sino también para el análisis de los resultados obtenidos mediante la comparación de estos valores en los distintos casos. Se conoció de la misma forma cuales eran los estándares utilizados para determinar la calidad del producto secado y se compararon los resultados

S O D A poder realizar la evaluación completa del mismo y V R determinar así cuando es E S conveniente o factible su utilización paraR laE obtención de mejores resultados en un S O H menor tiempo. C E DER obtenidos en el proceso aprendiendo a analizar toda la información obtenida para

Todos estos son conocimientos útiles de los cuales se tiene simplemente

una vaga idea previamente adquirida a través del estudio teórico de cátedras relacionadas, por lo que no hay mejor manera de reforzarlos y profundizarlos que mediante la experimentación y corroboración del método de manera práctica.

1.2. Objetivos

1.2.1. Objetivo general Comparar la efectividad del proceso de secado al vacío con respecto al secado a la estufa para la deshidratación de frutos.

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1.2.2. Objetivos específicos 1) Determinar de forma experimental las principales propiedades que caracterizan a los frutos antes del proceso de secado. 2) Realizar las curvas de secado al vacío y a la estufa para cada uno de los frutos tratados. 3) Contrastar los resultados obtenidos del proceso de secado en los diferentes frutos.

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1.3. Justificación

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E S E SesRuna necesidad para la industria química, La conservación de alimentos O H EC desde el principio de los tiempos encontrar R debido a que fue indispensable E D técnicas que permitiesen una mayor perduración de los mismos, razón por la cual los hombres a lo largo de la historia se vieron en la necesidad de indagar en la forma de aprovechar todos los alimentos al máximo, por lo que surgieron varias técnicas de conservación. Estas se encargan de evitar el ataque de algunos microorganismos que causan su descomposición, causando que el alimento se mantenga en óptimas condiciones en un mayor período de tiempo y como consecuencia disminuyendo la tasa de enfermedades producidas por la ingesta de alimentos en mal estado. Es debido a esto que mediante éste trabajo de investigación se busca evaluar el proceso de secado al vacío mediante la comparación con el secado a la estufa, siendo éstos los tipos más comunes de secado y trayendo consigo beneficios o ventajas cuando

son

utilizados en

casos particulares de

deshidratación de productos sólidos. Esta comparación resulta conveniente ya que son muy vagos los conocimientos que se tienen no solo sobre el proceso de

21

secado en sí, sino sobre las mediciones y cálculos competentes, etapas y estandarizaciones que deben tomarse en cuenta al momento de llevar a cabo cualquier proceso de secado. Por otro lado se busca la corroboración de lo descrito en la literatura referente a estos tipos de secado y la evaluación de los resultados de esta investigación en comparación a los conceptos teóricos. Ésta investigación no solo beneficiará a los estudiantes encargados de su elaboración sino que podrá proporcionar una base fundamental para la realización de futuras investigaciones relacionadas al tema en cuestión.

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1.4. Delimitación

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1.4.1. Espacial

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Ésta investigación se realizó en la Universidad Rafael Urdaneta, ubicada en la ciudad de Maracaibo, concretamente en los laboratorios de química y operaciones unitarias de las instalaciones. 1.4.2. Temporal Ésta investigación se realizó en el periodo comprendido entre junio del 2013 y junio del 2014. 1.4.3. Científica Para la realización de ésta investigación, se utilizaron los conocimientos adquiridos en balance de materia y energía, operaciones unitarias, bioingeniería, tecnología de alimentos e ingeniería de los alimentos.

CAPITULO II MARCO TEÓRICO En éste capítulo se incluyen los antecedentes de la presente investigación, los cuales fueron el principal incentivo para la realización de éste trabajo especial de grado, además de servir como base para su ejecución, del mismo modo, se muestra la revisión bibliográfica con la finalidad de presentar todo el componente teórico que fundamenta los procesos involucrados en la parte experimental de ésta tesis.

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E S E S Rde calor para la deshidratación de frutos”, O H Ortiz (2003) “Secado con bomba EC R E tesis de pregrado D en Licenciatura en Ingeniería Química con área en Ingeniería de

2.1. Antecedentes

Procesos, Universidad de las Américas, Puebla, México.

En ésta investigación se utilizó el secado con bomba de calor para evaluar la deshidratación de frutos, para esto se realizó un análisis de las variables que intervienen en el fenómeno de secado acondicionando un equipo de bomba de calor a un secador de túnel donde se realizó la parte experimental permitiendo evaluar el efecto de las variables del proceso de secado del plátano. Se determinaron también las características iniciales de la muestra, color, índice de madurez y contenido de humedad inicial; durante el proceso se midió el cambio de color del fruto hasta que se alcanzó el contenido final de humedad fijado para determinar posteriormente la calidad del producto deshidratado de acuerdo a su color y a su actividad de agua.

23

Finalmente

mediante

el

análisis

de

los

resultados

obtenidos

se

establecieron las condiciones de secado necesarias para proporcionar un producto final de calidad tomando en cuenta también la factibilidad económica para la construcción y operación del secador. Se concluyó que el secado con bomba de calor para la deshidratación de frutos permite mejorar la calidad del fruto deshidratado utilizando temperaturas bajas y controlando la humedad durante el proceso. Éste trabajo de investigación sirvió como base fundamental para la ejecución de la parte experimental, así como complemento teórico para el desarrollo de la revisión bibliográfica, se extrajo toda la información sobre los

OS D A principio de funcionamiento del equipo de secadoRalVvacío, lo cual permitió la E S E ejecución del experimento. SR O H EC R E Keqing D (2004) “Optimización del secado por aire caliente de la pera procesos de mediciones previas al tratamiento de los frutos, al igual que el

(variedad blanquilla)”, tesis doctoral en tecnología de los alimentos, Universidad politécnica de Valencia, Valencia, España. El objetivo principal de este trabajo fue profundizar conocimientos en el estudio del secado por aire caliente de una fruta, en éste caso la pera y analizar los efectos del pre tratamiento del producto a secar. Se realizó el modelaje de la cinética de las distintas etapas de proceso de secado y se analizó la estabilidad de las muestras secas sometidas a diferentes tratamientos a lo largo de su almacenamiento, a través de la determinación de los cambios de color de las muestras en función del tiempo. Los resultados mostraron que el color de las muestras secas se mantuvo estable a lo largo de su almacenamiento, siendo las muestras blanqueadas las que mantuvieron el color de las muestras lo más próximo a la materia prima fresca.

24

Con la ayuda de ésta investigación se pudieron establecer las etapas necesarias para la realización del secado a la estufa, tomando en cuenta las condiciones de operación y las distintas medidas involucradas en el proceso, además se utilizó como guía para ejecución del procedimiento experimental del secado a la estufa ya que este opera bajo el mismo principio que el proceso estudiado en dicho antecedente. Lastra (1996) “Secado de Alimentos”, tesis de pregrado de Ingeniería Química, Universidad popular autónoma del estado de Puebla, Puebla, México. En ésta tesis, principalmente documental se encuentran contemplados

OS D A métodos y equipos existentes para realizar éste proceso. RV En ésta investigación se E S E R expone de manera amplia como funciona el secado de frutos tomando en cuenta S O H C afectan al proceso, las diferencias entre los posibles los aspectos o variables Eque R E D las mediciones y características de la muestra y el producto métodos a utilizar, todos los aspectos relacionados al secado de alimentos así como los diversos

final e incluso algunas técnicas o pre tratamientos para optimizar las propiedades del producto obtenido. Debido a que ésta investigación fue únicamente documental, de ella se extrajo principalmente contenido teórico a modo de reforzar y complementar la revisión bibliográfica del presente trabajo especial de grado. Rincón (2011) “Modelado del secado en capa fina de las cáscaras del plátano Musa paradisiaca L. verde”, tesis de pregrado de Ingeniería Química, Universidad Rafael Urdaneta del estado Zulia, Venezuela. En éste trabajo de investigación se caracterizaron las cáscaras de plátano verde en términos de humedad en base húmeda y hemicelulosa, celulosa, lignina, fibra cruda, proteína cruda, grasas, almidón, extracto libre de nitrógeno, nutriente

25

digeribles totales, pectina y cenizas en base seca. De los componentes hidrofílicos que representan el 76,15% hemicelulosa, celulosa, almidón y lignina, se desprenden que el secado de estos materiales es lento, sumado a su elevada humedad inicial. Se estudió la cinética de secado de dichas cáscaras a 60, 70, 80, 90, 100, y 110 C. Se encontró que a mayor temperatura el tiempo de secado es menor, trascendiendo en una curva de secado monotónica en cada una de las temperaturas de estudio. Para todos los casos, solo se observó un periodo de velocidad decreciente. Las curvas de secado se modelaron empíricamente con las ecuaciones para secado en capa fina más usadas, al ser analizados estadísticamente se obtuvo como resultado que el modelo Nuevo, y el modelo Henderson y Pabis modificado, fueron los que mejor representaron el

OS D A V que las conchas de Las curvas de desorción y de difusividad efectiva R indicaron E S E R plátano presentan un comportamiento no fickiciano, es decir, que no satisface la S O H C ley de Fick, por lo que el modelado teórico se solución de Crank a laE segunda R E D comportamiento cinético de los datos experimentales para el secado en la estufa.

realizó con la ecuación de régimen regular obtenida en este trabajo.

El aporte principal de éste antecedente se ve reflejado en la construcción de las curvas de secado, ya que a través del modelado realizado en dicha investigación se obtuvo el conocimiento necesario para llevar a cabo el segundo objetivo planteado en la presente investigación.

2.2. Bases teóricas

2.2.1. Definición de secado El secado es el proceso más antiguo utilizado para la preservación de alimentos, siendo uno de los métodos más comunes vigentes de mayor importancia en todos los sectores para la producción de productos sólidos. La deshidratación de alimentos es un proceso que involucra la transferencia de masa

26

y energía. El entendimiento de estos dos mecanismos en el alimento a secar y el aire o gas de secado, así como de las propiedades termo-físicas, de equilibrio y transporte de ambos sistemas, son de vital importancia para modelar el proceso y diseñar el secador. Las operaciones de deshidratado son importantes en la industria de química y de alimentos. El objetivo principal del secado de fruta es remover agua del sólido hasta un nivel en donde el crecimiento microbiológico y la deterioración por reacciones químicas sean minimizadas. (Ortiz, 2003).

2.2.2. Proceso de secado La gran variedad de alimentos deshidratados que hoy en día están

DO A V R

S

disponibles en el mercado como botanas, fruta deshidratada, sopas, entre otros,

E S E R S entendimiento energía, enfatizando la necesidad del de los procesos de secado. O H C E 2002). (Krokida, Maroulis Rahman, DEyR

han despertado el interés sobre las especificaciones de calidad y conservación de

Cuando un sólido húmedo es sometido a un proceso de secado, se presentan dos subprocesos: 

Transferencia de la humedad interna del sólido hacia la superficie de éste y su subsecuente evaporación. El movimiento de la humedad dentro del sólido es una función de la naturaleza física del sólido, su temperatura y su contenido de humedad.



Transferencia de energía en forma de calor del ambiente que rodea al sólido para evaporar la humedad de su superficie. Este segundo subproceso depende de las condiciones externas de temperatura, humedad y flujo del aire, presión, área de exposición y el tipo de secador empleado.

27

En el proceso de secado, cualquiera de los dos subprocesos descritos puede ser el factor limitante que gobierne la velocidad del secado, a pesar de que ambos subprocesos ocurren simultáneamente durante el ciclo de secado. El comportamiento de los sólidos en el secado, es medido como la pérdida de humedad en función del tiempo. Existen tres etapas en el proceso de secado como se observa en la Figura 2.1. durante la primera etapa del secado, la velocidad de secado es uniforme, la vaporización empieza cuando el contenido de humedad en el sólido llega a la superficie de éste. Durante éste periodo el paso controlante es la difusión del vapor de agua a través de la interface humedad-aire. Cuando el contenido de humedad promedio ha alcanzado el

DO A V R

S

contenido crítico de humedad, significa que la capa de humedad de la superficie

E S E SR O H C

ha sido casi evaporada.

E

DER

%Humed ad (kg humedad / kg solido seco)

Tiempo de secado (hr)

Figura 2.1. Cinética de secado. (Treybal, 1980). La segunda etapa, está formada por el periodo de secado de la superficie insaturada hasta lograr la completa evaporación del líquido contenido en la superficie del sólido. En la tercera etapa, el paso controlante es la velocidad a la que la humedad se mueve en el interior del sólido como resultado de gradientes

28

de concentración, conforme la concentración de humedad reduzca, la velocidad del movimiento interno de humedad disminuye, provocando que la velocidad de secado aumente hasta que el contenido de humedad llegue a un punto de equilibrio con la humedad del aire de secado, es aquí donde el proceso de secado termina. El contenido final de humedad, determina el tiempo de secado y las condiciones requeridas para el proceso de secado. Las restricciones de temperatura a la cual se lleva a cabo el proceso, resultan debido a la degradación, decoloración, manchado, flamabilidad (provocada principalmente por polvos) y otros factores que afectan al alimento. La sensibilidad térmica fija la

OS D A V muchos materiales tiempo de secado, esto se debe a que por R ejemplo, E S E R higroscópicos se pudren durante el S secado. O H C RE E D La velocidad y uniformidad del secado, son dos factores importantes que

temperatura máxima a la cual la sustancia o alimento puede ser expuesto en el

afectan la calidad del proceso y evitan las pérdidas físicas, estructurales, químicas y nutricionales del alimento, un proceso de secado es óptimo cuando el tiempo en el que se lleva a cabo es el mínimo, utilizando un mínimo de energía, lo cual está estrechamente relacionado con la eficiencia energética del secador empleado. (Mujumdar, 1995). Con respecto a la frutas y vegetales, el secado puede lograr una reducción en volumen de entre 75% y 85%, dependiendo de la porosidad del alimento, por esta

razón,

la

importancia

del

secado

en

alimentos

representa

una

disminución en costos a la hora de transportarlos, además de que su manejo es más fácil ya que no es necesario invertir en procesos de refrigeración o añadir conservadores para mantenerlos en buen estado antes de consumirlos. Lo que puede dar lugar a un incremento en los ingresos a la hora de comercializar productos secos. (Crapiste, 1991).

29

2.2.3. Factores que intervienen en el proceso de secado

2.2.3.1. Temperatura del aire La temperatura desempeña un papel importante en los proceso de secado. En forma general, conforme se incrementa su valor se acelera la eliminación de humedad dentro de los límites posibles. En la práctica del secado, la elección de la temperatura se lleva a cabo tomando en consideración la especie que se vaya a someter al proceso. Existen diversos niveles de temperaturas que se mantienen durante el proceso técnico de secado:

OS D A instrumentación ordinaria como un termómetro de mercurio. RV E S E R S Ola de la especie a secar, generalmente se mide H C Temperatura superficial: es E DER

Temperatura de bulbo seco: es aquélla del ambiente, se mide con

por medio de un sensor infrarrojo.

Temperatura de bulbo húmedo: es la temperatura de equilibrio dinámico obtenida por una superficie de agua cuando la velocidad de transferencia de calor por convección, a la misma, es igual a la transferencia de masa que se aleja de la superficie. (Perry, 1984). Durante

el

proceso

de

secado,

se

origina

un

gradiente

de

temperatura con respecto al espesor del material, mismo que tiende a disminuir conforme se reduce el contenido de humedad.

2.2.3.2. Humedad relativa del aire La humedad relativa del aire se define como la razón de la presión de vapor de agua presente en ese momento, con respecto a la presión de saturación de

30

vapor de agua a la misma temperatura. Generalmente, se expresa en porcentaje (%), a medida que se incrementa la temperatura del aire aumenta su capacidad de absorción de humedad y viceversa. (Perry, 1984). Cuando el aire contiene su máxima capacidad, se dice que se trata de un aire completamente saturado y por lo tanto incapaz de absorber más humedad, por el contrario, un aire no saturado tienen la posibilidad de absorber una cantidad determinada de humedad hasta lograr su saturación.

2.2.3.3 Velocidad del aire

La

DO A V R

S

velocidad del aire dentro del secador tiene como funciones

E S E S R su evaporación, y en segundo lugar, O agua contenida en el material facilitando H C EREsaliente del material. transportar la D humedad

principales, en primer lugar, transmitir la energía requerida para calentar el

La capa limite que existe entre el material a secar y el aire juega un papel importante en el secado. Cuanto menor sea el espesor de esta capa límite, más rápida será la remoción de humedad. La forma de la corriente del aire es importante para la velocidad, una corriente turbulenta es mucho más eficaz que una laminar, pues la primera afecta en mayor forma la capa límite y el aire. Durante las primeras etapas del secado, la velocidad del aire desempeña un papel muy importante, sobre todo cuando el material contiene un alto contenido de humedad. A mayor velocidad, mayor será la tasa de evaporación y menor el tiempo de secado y viceversa, si la velocidad del aire disminuye la tasa de evaporación disminuye y el tiempo de secado aumenta. Por tal razón, para asegurar un secado rápido y uniforme es indispensable una circulación del aire fuerte y regular.

31

Las ventajas de velocidades altas de aire, disminuyen en cuanto mayor es el espesor del material, menor el contenido de humedad inicial y la temperatura de bulbo seco inicial. En la práctica, la economía del proceso determina la velocidad del aire. Se utilizan velocidades mayores a 3 m/s sólo en casos excepcionales (material muy húmedo), pero en general, la velocidad se considera entre de 2 m/s a 3 m/s. En algunos casos, es recomendable utilizar velocidades de secado altas al inicio del proceso de secado, pero a medida que disminuye la humedad se sugiere disminuir la velocidad. Lo anterior es posible si se cuenta con ventiladores de velocidad variable.

E S E SR O H C

2.2.4. Clasificación para los secadores

DO A V R

S

E

DER

Debido a que la humedad es uno de los factores que contribuyen seriamente a la descomposición de alimentos, se han diseñado secadores orientados al secado de cierto tipo de alimentos. Por ejemplo: granos, polvos, carne, frutas y vegetales, entre otros. Dichos dispositivos constan con las características necesarias para lograr el secado óptimo. (Geankoplis, 1999). La clasificación para los secadores es muy amplia, sin embargo, la más general está dada por el método con el que se lleva a cabo la transferencia de calor, que puede ser: a) Convección b) Conducción c) Radiación A su vez, se subdividen de acuerdo al tipo de contenedor del secador: charolas, tambor, túnel, aspersión, entre otros.

32

a) Secadores por convección. Los secadores cuya transferencia de calor es por convección son utilizados para secar partículas y alimentos en forma laminar o en pasta. El calor se suministra a través de aire caliente o gas, el cual fluye sobre la superficie del sólido. El aire, los gases inertes, el vapor sobrecalentado, o gases de combustión directa pueden ser utilizados en sistemas de secado convectivos. (Mujumdar, 1995). Algunos ejemplos de secadores directos son: 1. Secadores en bandejas o charolas: funciona mediante un ventilador que

DO A V R

S

recircula aire calentado con vapor paralelamente sobre la superficie de las

E S E SR O H C ser compartimientos de bandejas que operan en 2. Secadores de túnel: Esuelen R E D las bandejas se desplazan continuamente por un túnel con serie, en donde charolas, también puede usar calor eléctrico.

gases calientes que pasan sobre la superficie de cada bandeja. Un ventilador extrae cierta cantidad de aire hacia la atmósfera. 3. Secadores rotatorios: consta de un pequeño cilindro que gira sobre su eje con una ligera inclinación. El calentamiento se lleva por contacto directo de gases calientes mediante un flujo a contracorriente, también puede ser a través de la pared calentada del cilindro. 4. Secadores por aspersión: un líquido se atomiza o rocía en una corriente de gas caliente para obtener una lluvia de gotas finas. El agua se evapora de dichas gotas con rapidez, y se obtienen partículas secas de sólido que se separan de la corriente de gas. Las partículas obtenidas son porosas y ligeras. (Geankoplis, 1999).

33

b) Secadores por conducción. Los secadores por conducción o indirectos son apropiados para productos de poco espesor o para sólidos con alto grado de humedad. El calor para evaporación se suministra a

través de

superficies calientes (estáticas o en

movimiento). (Mujumdar, 1995). Algunos ejemplos de secadores indirectos son: 1. Secadores de tambor: consta de un tambor de metal calentado que gira, en cuyo interior se evapora una capa delgada de líquido o suspensión hasta secar, después se raspa el sólido seco.

OS D A 2. Secadores indirectos al vacío con anaqueles: ResVun gabinete cerrado con E S EEl calor se conduce a través de las R bandejas o anaqueles que opera al vacío. S HOentre los anaqueles. Se usa principalmente para C paredes metálicas y porE radiación DERa la temperatura o que se oxiden fácilmente. (Geankoplis, materiales sensibles 1999). c) Secadores por radiación. El

secado

por

radiación

se

lleva

a

cabo

mediante

radiación

electromagnética cuya longitud de onda se encuentra dentro del rango de espectro solar y microondas. 1. Secadores solares: está formado principalmente por un gabinete cubierto cuya tapa consta de un material translucido que deja pasar los rayos sol, de esta manera se utiliza la energía de los rayos en forma de calor para lograr la evaporación de la humedad del sólido. Sin embargo, el funcionamiento de este secador depende de las condiciones climáticas y los tiempos de secado suelen ser largos, además de tener una capacidad de producción pequeña, aun cuando se trabaje en equipo. (Axtell y Bush, 1990).

34

El desempeño de un secador se puede definir de acuerdo a su capacidad o efectividad energética. La tasa de humedad extraída

(MER, kilogramos de

humedad removida por hora) indica la capacidad de secador. La tasa de extracción de humedad específica (SMER, kilogramos de humedad removida por kilowatt-hora) define la efectividad de la energía usada en el proceso de secado.

2.2.5. Secado al vacío Consiste en la eliminación de líquido desde un sólido con ayuda de vacío. El secado con vacío es a menudo utilizado cuando los productos son sensibles al calor (causan la oxidación), para recuperar material tóxico o si el producto final ha

DO A V R

S

de ser extremadamente seco. La palabra vacío es usada para representar un

E S E R en el que el aire y otros gases están Sespacio materia, o más específicamente,O a un H EC R ausentes. Por otro lado, vacío es cualquier gas o aire a presión menor que la E D

rango muy amplio de descripciones, por un lado, se refiere a un espacio sin

presión que predomina en un medio ambiente, es decir, a presión menor que la atmosférica. La propiedad básica involucrada es la densidad del gas. El grado de vacío puede ser fácilmente descrito en términos de la densidad de partículas de los gases en lugar de la presión. El interés sobre vacío de la ciencia e ingeniería abarca un enorme rango de densidades de gases, 15 órdenes de magnitud, en otras palabras, esto involucra cambios de densidad de un millón de billón de veces. Los líquidos volátiles, incluyendo el agua, evaporan a una velocidad muy alta sin una atmosfera rodeando nuestro planeta. Normalmente, al agua y otros fluidos evaporan lentamente porque, la evaporación de moléculas puede regresar dentro del fluido después de chocar con moléculas de aire arriba de la superficie del líquido.

35

La temperatura de ebullición de un líquido es reducida si el líquido es colocado en vacío. El agua hervirá a la temperatura del espacio si esta es sometida a presiones muy inferiores a la presión atmosférica. En la tabla 2.1. Se hace una comparación de las ventajas de un secador de vacío ante otros secadores: Tabla 2.1. Características de funcionamiento de secadores. Parámetro

Secador con aire caliente

Secador con bomba de calor

Secador al vacío

Tasa especifica de extracción de humedad(SMER,Kg agua/KWh)

0.12-1.28

1.0-4.0

0.72-1.2

% eficiencia de secado

35-40

E S E Temperatura de operación (°C) 40-90 SR O H % de humedad relativaR enE el C Variable E D que opera.

DO A V R 80

S

70

10-65

30-60

10-65

Bajo

Costo capital

Bajo

Moderado

Moderado

Costo de operación

Alto

Bajo

Alto

(Chou y Chua, 2000)

2.2.6. Deshidratadoras al vacío La desecación al vacío tiene una serie de ventajas dignas de mención: se lleva a cabo a temperaturas menores que las de las deshidratadoras por aire y el daño térmico es mínimo. Además, la oxidación es prácticamente imposible durante la desecación. (Martínez, 2004).

36

El funcionamiento de las deshidratadoras que tratan cantidades comerciales de alimentos en forma de porciones discretas, en sistemas que deben funcionar a una presión muy por debajo de la atmosférica, presentan problemas de diseño especiales. Obviamente la cámara de desecación debe ser lo suficientemente robusta como para resistir la considerable presión externa, las porciones de alimentos también depende de la forma de calentamiento (por conducción y o por radiación) y por lo tanto, deben extenderse en capas delgadas. Si el material se coloca en bandejas las puertas de la deshidratadora deben ser de fácil y rápido acceso y al mismo tiempo grandes y pesadas, deben cerrar bien, lo mismo que todas las demás conexiones de forma que no den lugar a un derrame continuo del material en los sistemas de bombeo de los gases no condensables. El vapor

OS D A de agua evaporada que debe comprimirse o colapsarse RV de alguna forma para E S E R liberarlo al entorno externo a presión atmosférica. El tiempo invertido hasta S O H alcanzar las condiciones EdeCtrabajo no debe ser un factor que retrase la actividad, R E D debe adaptarse fuertemente en torno de los puntos de fijación por lo que la camisa procedente del material a desecar tiene un gran volumen específico por kilogramo

sin impedir el flujo de vapor. Los primitivos depósitos a vacío como los evaporadores, eran cilíndricos y tubulares y por lo tanto inherentemente fuertes, pero cuando se introdujeron en cantidad suficientemente significativa los sistemas de carga de bandeja, la ingeniería desarrollo armarios rectangulares de construcción que eran mucho más resistentes pero a la vez más costosos. Existen diversos tipos de desecadores al vacío: a) Tipo bandeja El armario contiene una serie de estantes en los que se colocan las bandejas con los alimentos, estos suelen estar perforados calentándose con el paso de agua, de vapor o de aceite caliente o bien eléctricamente.

37

En algunos casos el calor radiante se dirige a la superficie del alimento además de, o en lugar de emplear estantes calientes. La desecación en estantes al vacío solo tiene lugar por una cara y solamente sirve para capas de alimentos muy delgadas. El costo de la desecación por este método es alto pero se compensa por la mejor calidad del producto comparado con el desecado al aire y especialmente por factores tales como una mayor retención de ácido ascórbico. Los desecadores a vacío de este tipo se utilizan para un número muy limitado de alimentos como chocolate crujiente, zumo de naranja en polvo y manzana deshidratada, sin embargo su empleo con las frutas esta aumentado. (Martínez, 2004).

DO A V R

S

E S E El armario contiene una serie S deRplacas horizontales y huecas de acero O H inoxidable, con laberintos internos por los que circula agua caliente de una forma EC R E similar a la deD una deshidratadora de estante al vacío; se diferencia de ellas en b) Tipo de placa de contacto al vacío.

que las placas pueden aproximarse una a otra para comprimir entre ellas al alimento con lo que se consigue una buena transferencia de calor tanto en la superficie como en la base de la capa del alimento. El resultado es una evaporación más rápida y la posibilidad de utilizar una carga mayor de alimento por unidad de superficie de la bandeja. A medida que el alimento se encoje, debido a la pérdida de agua, debe mantenerse un contacto continuo, lo que se consigue aproximando más las placas o estantes. El alimento se coloca en bandejas de hojas de aluminio (de 10 a 20m kg por metro cuadrado) formando una capa de grosor uniforme cubierta con una tapa del mismo material y se coloca entre las capas de calentamiento. Se hace el vacío en el armario y se hace circular agua caliente entre las placas; la temperatura del agua se controla para mantener en el alimento la temperatura deseada. De cuatro a ocho horas se alcanza en el producto un nivel de humedad de 1.5 a 6%

38

dependiendo del material a desecar y de la densidad de la carga. (Martínez, 2004). Este proceso se aplica con éxito al pescado, carne, hortalizas y frutas pero ha sido influenciado considerablemente por el desarrollo de máquinas que evitan el endurecimiento y por sistemas operativos que permiten llevar a cabo la liofilización a una velocidad mucho más rápidas que con el equipo de liofilizar pre existente. La deshidratadora a vacío de estantes o placas puede trabajar con porciones de alimentos relativamente grandes. Con el material triturado en cubitos

OS D A V antes bajo el título de deshidratadoras al vacío continuas tal y como se haR descrito E S E R desecadoras transportadoras. (Martínez, 2004). S O H C RE E D c) Liofilizadores. y con los líquidos y semilíquidos se ahorra mucho trabajo al utilizar

En un desecador al vacío cuyo equipo mantenga una presión absoluta de 4,6 mmHg (que es la presión de vapor del agua a 0 grados centígrados) es factible la sublimación directa del hielo con lo que los alimentos se deshidratan en estado congelado. Estos liofilizadores hasta antes de 1950 eran deshidratadoras de placas a vacío modificadas para trabajar a baja presión; a menudo disponían de un condensador refrigerado, de capacidad limitada para retener el vapor de agua eliminado. El vacío se conseguía mediante bombas mecánicas o mediantes evacuadores de corriente de vapor o agua montados en serie; se buscaba alcanzar en la cámara una presión absoluta menor de 1 mmHg. Las temperaturas de las placas eran muy bajas, entonces no se tenía en cuenta el tiempo de desecación (24 a 48 horas) y en este contexto el proceso se consideraba como demasiado caro para ser utilizado comercialmente con los alimentos. Cuando se intentó adaptar la deshidratadora de contacto de placas a

39

vacío a la liofilizacion de vio que con pocas modificaciones se pudieron acortar mucho los ciclos de desecación (6 a 12 horas). Los modernos liofilizadores se diseñan corrientemente para alcanzar tiempos de desecación del rango citado y utilizan tanto el calor radiante como el calor por contacto. La mayoría contienen placas huecas de una altura fija o ajustable y el alimento o bien se coloca directamente en las placas o se extiende en bandejas o se sitúa en platos colocados en ellas. Salvo en equipos pequeños donde se emplean transportadores globales que se deslizan por rieles aéreos o a nivel del suelo. En unos pocos casos las pre congelación, no la congelación evaporativa, se lleva a cabo en la primera cámara, pero corrientemente el transportador de carga

DO A V R

es enfriado y cargado en una operación externa distinta.

S

E S E Se dispone de diversos fluidos SdeRcalentamiento, que van del tricloroetileno O H pasando por el gasoil yE elC agua a presión hasta el vapor a vacío. También se ha R E investigado elD calentamiento por resistencias eléctricas o por microondas. Se han buscado sistemas de procesado más baratos siguiendo dos caminos: tiempos de desecación más cortos y mayor carga de placas. En la actualidad funcionan muchos liofilizadores comerciales con alimentos de calidad excelente y márgenes aceptables. Se han establecido técnicas especiales para productos particulares; algunos emplean la evacuación rápida para congelar el material de la deshidratadora. La mayoría de las unidades están constituidas por instalaciones discontinuas múltiples con varios armarios de vacío que comparten el equipo de vacío para llevar a cabo operaciones secuenciales. Se han desarrollado diversos sistemas de túneles con cámaras de dos metros de diámetro y hasta treinta metros de longitud que trabajan continuamente a vacío. Éstos sistemas se introducen a intervalos regulares de tiempo, lotes de alimentos de tamaños suficiente por un sistema de apertura y cierra a vacío y se hace pasar sistemáticamente por dispositivos de calentamiento de intensidad variable. La

40

extracción del material deseado también se verifica por una compuerta a vacío, que puede tratarse como nitrógeno u otro gas inerte seco. Éste equipo de plata se ha utilizado con productos líquidos y semilíquidos, especialmente con los sólidos solubles del café puro. (Martínez, 2004).

2.2.7. Secado a la estufa La determinación de secado en estufa se basa en la pérdida de peso de la muestra por evaporación del agua. Para esto se requiere que la muestra sea térmicamente estable y que no contenga una cantidad significativa de compuestos volátiles. El principio operacional del método de determinación de humedad

DO A V R

S

utilizando estufa y balanza analítica, incluye la preparación de la muestra, pesado,

E S E SR O H C

secado, enfriado y pesado nuevamente de la muestra. (Nollet, 1996).

E

DER

Notas sobre las determinaciones de humedad en estufa: 1. Los productos con un elevado contenido en azúcares y las carnes con un contenido alto de grasa deben deshidratarse en estufa de vacío a temperaturas que no excedan de 70°C. 2. Los métodos de deshidratación en estufa son inadecuados para productos, como las especias, ricas en sustancias volátiles distintas del agua. 3. La eliminación del agua de una muestra requiere que la presión parcial de agua en la fase de vapor sea inferior a la que alcanza en la muestra; de ahí que sea necesario cierto movimiento del aire; en una estufa de aire se logra abriendo parcialmente la ventilación y en las estufas de vacío dando entrada a una lenta corriente de aire seco.

41

4. La temperatura no es igual en los distintos puntos de la estufa, de ahí la conveniencia de colocar el bulbo del termómetro en las proximidades de la muestra. Las variaciones pueden alcanzar hasta más de tres grados en los tipos antiguos, en los que el aire se mueve por convección. Las estufas más modernas de este tipo están equipadas con eficaces sistemas, que la temperatura no varía un grado en las distintas zonas. 5. Muchos productos son, tras su deshidratación, bastante higroscópicos; es preciso por ello colocar la tapa de manera que ajuste tanto como sea posible inmediatamente después de abrir la estufa y es necesario también pesar la cápsula tan pronto como alcance la temperatura ambiente; para esto puede

DO A V R

precisarse hasta una hora si se utiliza un desecador de vidrio.

E S E R 2.2.8. Fundamentos de secadoOS H EC R E D

S

2.2.8.1. Equilibrio de fases

Los datos de equilibrio para sólidos húmedos generalmente se expresan mediante relaciones entre la humedad relativa del gas y el contenido de líquido del sólido, en masa de líquido por unidad de masa de solido completamente seco. Cuando un sólido húmedo se pone en contacto con aire de una humedad inferior a la correspondiente al contenido de humedad del sólido, dada por la curva de humedad de equilibrio, el sólido tiende a perder humedad y secarse hasta alcanzar el equilibrio con el aire. Cuando el aire es más húmedo que el sólido en equilibrio con él, el sólido absorbe humedad del aire hasta que se alcance el equilibrio. (Treybal, 2003). 2.2.8.2. Humedad de equilibrio

42

El grado de presión de vapor que ejerce la humedad contenida en un sólido húmedo o en una solución liquida depende de la naturaleza de la humedad, la naturaleza del sólido y la temperatura. Por tanto, si un sólido húmedo se expone a una corriente continua de gas fresco que contiene una presión parcial dada del vapor, el sólido o bien perderá humedad por evaporación o ganara humedad del gas, hasta que la presión de vapor de la humedad del solido sea igual a la presión parcial del gas. En éste momento, el sólido y el gas están en equilibrio, y el contenido de humedad del solido se conoce como su humedad en equilibrio en las condiciones predominantes. (Treybal, 2003).

2.2.8.3. Humedad libre

DO A V R

S

E S E R la humedad libre; el contenido de Sevaporarse la unidad de equilibrio. Solo puede O H C depende de la concentración de vapor en el gas. Esólido R humedad de libreEde un D

La humedad libre es la humedad contenida por una sustancia en exceso de

(Treyball, 2003).

2.2.8.4. Humedad ligada Se refiere a la humedad contenida en una sustancia que ejerce una presión de vapor en el equilibrio menor que a la del líquido puro a la misma temperatura. (Treybal, 2003).

2.2.8.5. Humedad no ligada Se refiere a la humedad contenida en una sustancia que ejerce una presión de vapor en el equilibrio igual a la del líquido puro a la misma temperatura. (Treybal, 2003).

43

2.2.8.6. Mecanismos y cinética del secado Cuando intervienen transmisión de calor y transferencia de materia, el mecanismo del secado depende de la naturaleza de los sólidos y del método de contacto entre los sólidos y el gas. Existen tres tipos de solido: cristalinos, porosos y no porosos. Las partículas cristalinas no contienen líquido interior y el secado tiene lugar solamente en la superficie del sólido. Los sólidos verdaderamente porosos, tales como pastillas de catalizadores, contienen líquido en el interior de los poros. Los sólidos no porosos comprenden geles coloidales tales como jabón, cola y arcilla plástica, sólidos celulares densos tales como madera y cuero, y muchos otros materiales poliméricos. (McCabe, Smith y Harriott, 1998).

E S E SR O H C

2.2.8.7. Transferencia de masa y calor

DO A V R

S

E

DER

La transferencia de masa y calor en el proceso de secado depende de una serie de factores que van desde condiciones internas a externas. Las condiciones externas están definida por la resistencia a la transferencia de calor y de masa de la capa límite del gas, y en el caso que predominen, el secado no dependerá de las características del solido sino de las condiciones del gas, y estará controlado por la transferencia de masa y calor entre el gas y la superficie del sólido, la cual se comporta como una superficie con agua libre, empleándose en la evaporación todo el calor que se recibe del gas. (Madariaga, 1995). Las condiciones internas son regidas por la transferencia de calor y de masa a través del sólido. En el caso que predominen, es decir, que la resistencia a la transferencia de masa a través del material sea muy superior a la de la capa límite del gas, la difusión interna controlara el proceso y lo más importante serán las propiedades del sólido. Cuando se seca un sólido ocurren dos procesos simultáneos:

44

1. Transferencia de energía (calor) de los alrededores para evaporar la humedad. 2. Transferencia de la humedad interna hacia la superficie del sólido. Independientemente del mecanismo de transmisión de calor el cual puede ser por conducción, convección, radiación o una combinación de cualquiera de estos, el calor tiene que pasar primero a la superficie exterior y desde esta al interior del sólido. En el secado por convección el calor necesario para la evaporación del líquido se transmite por un agente gaseoso o un vapor que pasa por encima del solido o lo atraviesa.

2.2.8.8. Movimiento de la humedad dentro del solido

DO A V R

S

E S E SR humedad desde el interior del O solido hacia la superficie, la naturaleza de éste H C E movimiento influye DEenRel comportamiento del sólido en el periodo de velocidad de Cuando hay evaporación, debe haber simultáneamente un movimiento de

secado decreciente. Varios son los mecanismos posibles:

1. Difusión liquida: la difusión del líquido puede ser el resultado de los gradientes de concentración entre las partes internas del solido (donde la concentración es elevada) y la superficie (donde es lógicamente menor). Este mecanismo de transporte de humedad esta, probablemente, limitado a los casos en que se forma una solución solidad de una sola fase con la humedad, como es el caso del jabón, colas, gelatinas y similares. Se ha encontrado que la difusividad disminuye normalmente al disminuir la humedad. 2. Capilaridad: el fenómeno de la capilaridad es el responsable del movimiento del líquido en el lecho durante el proceso de secado. La estructura de los espacios libres entre los gránulos de los lechos de partículas es de gran importancia a la o\hora de explicar estos movimientos. (Marcilla, 1999).

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3. Difusión de vapor: la difusión de humedad se da tanto en la superficie del sólido como en los intersticios de los sólidos granulares en el interior del mismo, difundiéndola hacia afuera como vapor. 4. Presión: durante el secado debido a la concentración de las capas externas de un sólido se puede forzar la humedad hacia la superficie. Usualmente solo podemos conjeturar sobre cuál de los mecanismos es el apropiado para cada solido en particular por lo que se debe apoyar en el trabajo más o menos empírico de los regímenes experimentales de secado. (Treybal, 2003).

E S E SR O H C

2.2.9. Curvas fundamentales de secado

DO A V R

S

E

DER

Para estimar el tiempo de secado del material, se obtienen experimentales reales bajo condiciones de alimentación, área superficial relativa expuesta, velocidad del gas, temperatura y humedad, que sean en esencia las mismas que tendrán el secador que se usara en la práctica. De esta manera, el tiempo requerido para el periodo de velocidad constante se determina directamente con la curva de secado de contenido de humedades libre en función del tiempo. (Geankoplis, 1998).

2.2.9.1. Curvas de secado Con los datos obtenidos durante las pruebas de secado, es decir, de la variación de la humedad con el tiempo se hace un gráfico de contenido de humedad en función del tiempo. Este se utilizara para la determinación directa de tiempo necesario en el secado discontinuo de grandes cantidades de material bajo las mismas condiciones de secado. (Menon y Mujundar, 1995).

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La velocidad de secado de una muestra se puede determinar haciendo uso de las siguientes metodologías: 1. Por medio de una curva de contenido de humedad y de tiempo de secado. 2. Haciendo una curva de velocidad de secado (obtenida por la diferencia del contenido de humedad de dos medidas dividido entre el periodo de tiempo entre estos) vs contenido de humedad. a) Etapa A-B Comprende una etapa de calentamiento o enfriamiento inicial del solido

OS D A por su intensidad ni por su cantidad. El sólido se calienta RV en esta etapa desde la E S Eel equilibrio entre el enfriamiento por R temperatura ambiente hasta que seS alcance O de los gases. Este equilibrio se alcanza a la H C evaporación y la absorción de calor RE E D temperatura del bulbo húmedo del gas. (Treybal, 2003). (A’-B) normalmente de poca duración, en la cual la evaporación no es significativa

b) Etapa B-C Es el primer periodo de secado o periodo de velocidad de secado constante, donde se evapora la humedad libre o no ligada del material y predominan las condiciones externas manteniendo el sólido un comportamiento no higroscópico. La velocidad de secado se mantiene constante si el gas tiene un estado estacionario y en general depende solo de las propiedades y velocidad del mismo. Si durante el proceso, el gas se enfría, la velocidad de secado decrece pero sigue en esta zona dependiendo de factores externos al sólido. Durante este periodo la temperatura del solido se mantiene igual a la del bulbo húmedo del gas, ya que se mantiene el equilibrio alcanzado al final de la etapa de calentamiento.

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c) Etapa C-D-E Es el segundo periodo de secado o periodo de velocidad de secado decreciente, donde se evapora parte de la humedad ligada del material y predominan las condiciones internas o las características internas y externas simultáneamente y el sólido tiene un comportamiento higroscópico. En esta etapa la temperatura del material sobrepasa la del bulbo húmedo debido a que el descenso de la velocidad de secado rompe el equilibrio térmico que mantiene estable la temperatura y una parte considerable del calor se emplea en un calentamiento del sólido. Ahora la humedad deberá ser extraída del interior del material con el consiguiente incremento de la resistencia a la evaporación. Este periodo de velocidad decreciente puede dividirse en dos partes, con diferentes

OS D A disminuir la humedad del sólido. Esto implica dos modelos RV de secado diferente en E S E R esa zona. (Treybal, 2003). S O H C E DER comportamientos de la velocidad de secado, la cual decrece cada vez más a

Con las curvas de secado se obtienen datos para conocer la humedad y

tiempo se saturación del material rehidratado. La humedad de saturación es la humedad que absorbe el material una vez que ha sido secado, con el fin de estudiar el comportamiento del material rehidratado y diferenciarlo del material seco. El tiempo de saturación, es el tiempo que necesita el material para alcanzar la humedad de saturación con la que se humedece totalmente. La selección del tiempo de saturación se hace considerando la menor velocidad de secado, ya que con esta se alcanza un evaporado más lento de la humedad retenida en el material seco rehidratado. Un parámetro muy importante a determinar en los materiales a secar es la humedad a la cual se cambia del primer periodo de velocidad al segundo (punto C), llamada humedad critica la cual depende del tipo del material. La forma de la curva de secado en el segundo periodo varia en dependencia de las características del material a secar. (Madariaga, 1995).

48

2.2.10. Selección de los frutos Para llevar a cabo la parte experimental de éste trabajo, es necesario considerar las características del fruto que se va a secar, pues de éstas depende la calidad final del fruto deshidratado. Dichas características están dadas por el estado de madurez de la fruta. La madurez de un fruto es el estado de desarrollo en que una planta o parte de la planta tiene los prerrequisitos para usarse por los consumidores para un fin particular, está dado por índices físicos y químicos, tales como el tamaño, color, textura y contenido de nutrientes. (Ortiz, 2003).

OS D A Como ya es conocido el contenido de humedad RVde las frutas es muy alto, E S Edel peso del fruto, es por ello que para R este se encuentra en un rango de 75 a 95% S HO C una mejor comparaciónEde la efectividad del secado al vacío se trabajó con tres DER de humedad difieren, se puede decir que se utilizó una frutas cuyos contenidos fruta con un contenido de humedad relativamente bajo de cerca del 75%, una con un contenido de humedad medio alrededor de 85% y finalmente otra fruta con un alto contenido de humedad que va de 93 a un 96% aproximadamente.

2.2.11. Descripción de los frutos

2.2.11.1. Melón Cucumis melo, es una planta herbácea monoica de tallos rastreros. Se cultiva por su fruto, una baya pepónide de temporada veraniega con un gran contenido de agua y de sabor dulce.

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La planta posee tallos blandos y pilosos que crecen a ras de suelo. Sus hojas tienen peciolo acanalado y son palmadas, es decir, su aspecto es semejante al de una mano. Las flores son amarillas y cada una tiene un solo sexo. La forma del fruto va desde esférica hasta elipsoidal. En los llamados melones plátano existen ondulaciones que los hacen parecer una calabaza. Su tamaño es dependiente de la variedad y de las condiciones de cultivo. De este modo, hay melones pequeños que pesan alrededor de 400 g y otros muy grandes que pueden pesar 20 kg o más. El tallo es cilíndrico, de 1 a 3 m de altura, con una inflorescencia terminal en forma de espiga compuesta por flores bisexuales. El grano es una cariópside de alrededor de 4 mm de diámetro. Tiene inflorescencias

OS D A amarillento. Tiene un sistema radicular que puede llegar RVen terrenos permeables a E S E y pistilos. En las variedades más R 2 m de profundidad. Las flores tienen estambres S HO usadas, habitualmenteE losCpesos fluctúan entre más de medio kilo y menos de DER cinco. en panojas y semillas de 3 mm, esféricas y oblongas, de color negro, rojizo y

El color de la epidermis y de la pulpa es variable según el grupo. La epidermis puede ser blanca, gris, verdosa o amarilla y de textura lisa, rugosa o reticulada. La pulpa es aromática, con textura suave y diferentes colores: amarillo, verde, rosado y tonos intermedios. En el centro hay cavidad que contiene muchas semillas recubiertas de una sustancia pegajosa. El fruto es diurético, respirativo, eupéptico, demulcente, nutritivo. La piel y raíces tienen efecto emético. Una ración de 100g. proporciona más de la mitad de la dosis diaria recomendada de vitamina C. Su contenido en beta carotenos, que se convierten en vitamina A, ambos antioxidantes, hace que sea un eficaz aliado contra el cáncer y padecimientos cardíacos. Es excelente depurativo y rehidratante. Tiene un alto contenido de agua. Aporta muchos carbohidratos, como

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sacarosa, pero por su bajo contenido en energía resulta ideal para perder peso. Calcio, magnesio, potasio y fósforo son otras de sus virtudes para el organismo. El melón destaca por su elevado contenido en agua (92,5% de su peso) y bajo aporte calórico (26 kcal/100 g, en el caso de los Cantalupos).

2.2.11.2. Fresa Fragaria, llamado comúnmente fresera, es un género con varias especies de plantas rastreras. Su nombre deriva de la fragancia que posee (fraga, en latín). Son cultivadas por su fruto comestible llamado fresa. Las variedades cultivadas comercialmente son por lo general híbridas.

DO A V R

S

E S E S R brotes nuevos cada año. Presenta una Es una planta perenne que produce O H C las hojas y los tallos florales, ambos de la misma Esurgen R roseta basal de donde E D longitud. Los tallos florales no presentan hojas. En su ápice aparecen las flores, de

cinco pétalos blancos, cinco sépalos y numerosos estambres. Los peciolos de las hojas son filosos. Cada uno soporta una hoja compuesta con tres folíolos ovales dentados. Estos son de color verde brillante por el haz y más pálidos por el envés, con una nervadura muy destacada y abundante pilosidad. De la roseta basal surgen también otro tipo de tallos rastreros que producen raíces adventicias de donde nacen otras plantas. Hay una quincena de especies aceptadas de Fragaria. Las especies silvestres más comunes son diploides, exhibiendo dos juegos de siete cromosomas; otras son tetraploides o hexaploides, y los híbridos más resistentes son octoploides y aun decaploides. Se ha señalado que las especies con más cromosomas tienden a ser más robustas y producir frutos de mayor tamaño. De entre las fresas y los fresones más comercializados, encontramos tres tipos:

51

1. La fresa, caracterizada por su pequeño tamaño, con un diámetro de sección ecuatorial alrededor de 20mm. 2. El fresón camarosa, de origen californiano, muy precoz y caracterizado por su gran tamaño, firme y rojo. Destaca por su buena calidad y su resistencia. 3. El fresón douglas, caracterizado por su tamaño más grande y en forma de globo, deformado en su cresta. Tiene un color rojo intenso y brillante, a menudo con la punta rosada. A pesar de que existen diferentes tipos de fresas la composición de ella es muy parecida

DO A V R

S

en los tres casos, mostrando un contenido de humedad de

E S E SR O H C constituyen una de las frutas más ligeras. Poseen Los frutos de lasE freseras R E más del 80% D de agua, es decir tienen un alto contenido de humedad y muy poca aproximadamente 86,22%.

grasa e hidratos de carbono. Su gran contenido en agua así como su bajísimo contenido en sodio y su elevado contenido en potasio, calcio, arbutina y arginina le confieren propiedades diuréticas muy útiles para evitar la retención de líquidos y remediar algunas enfermedades en las cuales la diuresis está muy indicada como las enfermedades reumáticas, la hipertensión o la obesidad. Es un fruto muy adecuado en regímenes dietéticos dado que los frutos tienen muy poca cantidad de azúcar, por lo que se recomienda su uso con las personas diabéticas. 2.2.11.3 Banana El nombre científico Musa x paradisiaca (o Musa paradisiaca) y los nombres comunes banano, plátano, cambur, topocho y guineo hacen referencia a un gran

52

número de plantas herbáceas del género Musa, tanto híbridos obtenidos horticulturalmente a partir de las especies silvestres del género Musa acuminata y Musa balbisiana como cultivares genéticamente puros de estas especies. Clasificado originalmente por Linnaeus como Musa paradisiaca en 1753, la especie tipo del género Musa, estudios posteriores han llevado a la conclusión de que la compleja taxonomía del género incluye numerosos híbridos, de variada composición genética, y se ha desarrollado un sistema estrictamente sui generis de clasificación para dar cuenta de esta variación. Sin embargo, de acuerdo con las reglas del Código Internacional de Nomenclatura Botánica, el nombre linneano cuenta con prioridad, y sigue siendo usado.

OS D A consumida del mundo. Se trata de una falsa baya,R deV forma falcada o elongada, E S E R y 50 kg de peso; de color amarillo que crece en racimos de hasta 400Sunidades O H cuando está maduro, es dulce y carnoso, rico en fibras, carbohidratos, potasio, EC R E D En todo caso, este grupo de vegetales conforma la fruta intertropical más

vitamina A, vitamina C y triptofano, contiene un porcentaje de humedad de 75.8% y un antiácido natural muy útil contra las agruras; además, es bajo en sodio y bajo en grasas. Es mucho más rico en calorías que la mayor parte de las frutas por su gran contenido en fécula; de los 125 gramos que pesa en promedio, el 25% es materia seca, que aporta unas 120 calorías. El banano no es un árbol, sino una megaforbia, una hierba perenne de gran tamaño. Como las demás especies de Musa, carece de verdadero tronco. En su lugar, posee vainas foliares que se desarrollan formando estructuras llamadas pseudotallos, similares a fustes verticales de hasta 30 cm de diámetro basal que no son leñosos, y alcanzan los 7 m de altura. Las hojas de banana se cuentan entre las más grandes del reino vegetal. Son lisas, tiernas, oblongas, con el ápice trunco y la base redonda o ligeramente cordiforme, verdes por el haz y más claras y normalmente glaucas por el envés,

53

con los márgenes lisos y las nervaduras pinnadas, amarillentas o verdes. Dispuestas en espiral, se despliegan hasta alcanzar 3 m de largo y 60 cm de ancho; el pecíolo tiene hasta 60 cm. En las variedades con mayor componente genético de M. balbisiana éste es cóncavo por la parte superior, con los extremos casi tocándose por encima del canal adaxial. De la genética depende también que sea glabro o pubescente. Las hojas tienden a romperse espontáneamente a lo largo de las nervaduras, dándoles un aspecto desaliñado. Cada planta tiene normalmente entre 5 y 15 hojas, siendo 10 el mínimo para considerarla madura; las hojas viven no más de dos meses, y en los trópicos se renuevan a razón de una por semana en la temporada de crecimiento.

DO A V R

S

E S E R superficial o subterráneo, que posee El elemento perenne es el S rizoma, O H Ccuales nacen entre 200 y 500 raíces fibrosas, que meristemos a partir deElos R E D una profundidad de 1,5 m y cubrir 5 m de superficie. Del rizoma pueden alcanzar también brotan vástagos que reemplazan al tallo principal después de florecer y morir éste. A continuación se presenta una tabla donde se muestran algunas de las propiedades de la banana.

2.2.12. Preparación de las muestras Antes de iniciar con el proceso de secado, es necesario seguir una serie de procedimientos que permitan un secado uniforme del fruto, conservando sus características físicas para obtener un producto de calidad cuya vida pueda prolongarse. (Ortiz, 2003).

54

Primero, se lava y pela el fruto de manera manual o con la ayuda de un cuchillo dependiendo del tipo de cascara que lo recubra. Después, se rebana la fruta sobre una superficie plana que puede ser una tabla de madera o de plástico rígido, empleando un cuchillo de acero inoxidable previamente lavado, cuidando que cada una de los cortes tenga un espesor de 3mm. Es importante cuidar el grosor del fruto que se va a secar, pues de ésta manera es mucho más fácil eliminar el contenido de agua que se encuentra en su interior. Así mismo, se procura que todos los trozos de fruta tengan el mismo tamaño, para esto se cortan los extremos o partes irregulares del fruto de modo que la muestra quede en forma de lámina.

E S E SR O H C

2.2.13. Características iniciales de los frutos

DO A V R

S

E

DER

2.2.13.1. Determinación de la madurez

Existen distintas medidas para conocer la madurez de un fruto. Entre las medidas físicas están: el color de la pulpa o piel, el color de la semilla, el tamaño, el peso y la densidad. Una de las medidas químicas que con mayor frecuencia se emplea para determinar el grado de madurez de un fruto es la determinación del contenido en azúcares, la cual se expresa en °Brix, que al relacionarse con la acidez del fruto nos permite conocer el índice de madurez: Índice de madurez (IM) = °Brix / acidez

(Ec. 2.1)

2.2.13.2. Determinación de azúcares Los azúcares (°Brix), representan los sólidos solubles totales presentes en el fruto y su determinación se hace utilizando un refractómetro, previamente calibrado, para esto es necesario hacer una solución, para lo cual se pesan 30 gr.

55

de

pulpa del fruto y se homogenizan con 90 ml de agua destilada durante 2.5

min, utilizando una licuadora. Después se vierten dos o tres gotas en el refractómetro el cual nos da una lectura en ° Brix. 2.2.13.3. Determinación de acidez La acidez, indica el contenido en ácidos del fruto. A mayor madurez menor contenido en ácidos. De la solución preparada para la medición de

°Brix, se

prepara una nueva solución con 25 ml de agua destilada y 25 ml de la solución del fruto. El porcentaje de acidez se determina mediante una titulación ácido-base,

OS D A titulante hidróxido de sodio (NaOH, 0.1 N). El resultado RV puede ser expresado en E S E que describe lo anteriormente R términos de un ácido en particular. La fórmula S O H C explicado es la siguiente: E DER con la ayuda de una bureta, fenolftaleína como sustancia indicadora y como

% ácido = (ml NaOH) (N NaOH) (meq acido) 100 Wmuestra

(Ec. 2.2)

Donde: ml NaOH: ml de NaOH utilizados en la titulación. N NaOH: normalidad del NaOH. meq: mili equivalentes (Peso molecular acido/1000). Wmuestra: peso de la muestra.

Para el caso de la banana el ácido maléico es el que se encuentra en mayor proporción en la fruta y por esta razón la acidez se expresa como porcentaje de ácido maléico:

56

% ácido maléico = (ml NaOH) (N NaOH) (meq ac maléico) 100 Wmuestra

(Ec. 2.3)

meq (mili equivalentes)= Peso molecular ac. maléico= 116.072 g/mol/ 1000 meq= 0.1160 En el caso del melón y la fresa el ácido cítrico es el que se encuentra en mayor proporción en la fruta y por esta razón la acidez se expresa como porcentaje de ácido cítrico:

% ácido cítrico = (ml NaOH) (N NaOH ) (meq ac cítrico) 100 Wmuestra

DO A V R

S

(Ec. 2.4)

E S E meq (mili equivalentes)= Peso molecular S Rac. cítrico = 192.124 g/mol/ 1000/ 3 O H meq= 0.064 EC R E D 2.2.13.4. Determinación de la humedad La determinación de humedad puede ser el análisis más importante llevado a cabo en un producto alimentario y sin embargo puede ser el análisis del cual es más difícil obtener resultados exactos y precisos. Para hacerlo es necesario conocer el peso total de materia seca contenida en el fruto (conocido como sólidos totales) a través de algún método de secado, en este caso el método utilizado fue el de pérdida de peso con estufa y el procedimiento utilizado fue el siguiente: 1. Colocar muestras del material seleccionado en la charola de la balanza, hasta alcanzar un peso de 3 o 4 gr aproximadamente. Debe procurarse que la operación de cortar las muestras y colocarlas en la charola de la balanza sea rápida pues desde el momento en que el fruto es despojado de su

57

cáscara y se pone en contacto con el medio ambiente, empieza a perder humedad. 2. Retirar las muestras y proceder a secar las mismas mediante la utilización de una estufa hasta que pierdan el mayor contenido de humedad posible, esto es, hasta que alcancen un peso constante (lo que se conoce como peso seco o sólidos secos). Se deben realizar pesajes de las muestras cada cierto tiempo hasta que este arroje los mismos valores 3 veces consecutivas, de esta manera nos aseguramos de que la muestra haya perdido todo el contenido de agua ligada posible.

OS D A Vpor medio de la diferencia puede conocer el contenido de humedad del R fruto E S Efórmula: R en los pesajes a través de la S siguiente O H C E DER

3. Una vez alcanzado el peso constante con cada una de las muestras se

% CH bh =Peso húmedo − Peso seco x 100

(Ec. 2.5)

Peso húmedo Este procedimiento se hace por réplica para tener mayor confiabilidad en los resultados obtenidos. Es importante el empleo de pinzas para el manejo de las cajas para evitar alteraciones en el resultado de la medición. (Ortiz, 2003). 2.2.13.5. Medición de color Según (Chua, 2000) “El color, es un atributo importante de los productos alimenticios y es objeto de cambios apreciables durante su procesamiento. Este da al consumidor la correlación directa visual de sabor y frescura”. (p.76).

58

Para la medición de color se utiliza un espectrofotómetro, el cual mide la absorción o transmisión de luz por parte de una muestra, en un espectrofotómetro se miden normalmente las intensidades de las soluciones coloreadas, un haz de luz de intensidad (Io) es enfocado sobre una muestra, y una porción (I) es absorbida por el analito. La cantidad de luz absorbida puede ser matemáticamente expresada como absorbancia (A): (Ec. 2.6) La espectroscopia UV-Visible se basa en el análisis de la cantidad de radiación electromagnética que puede absorber o transmitir una muestra en

DO A V R

S

función de la cantidad de sustancia presente. Cada sustancia tiene un espectro de

E S E S R tránsitos electrónicos que se puedan molécula, átomo o ion y de los posibles O H C incide sobre ella. Eque R producir con la radiación E D absorción característico que dependerá de la configuración electrónica de la

Los métodos colorímetros son una aplicación de la espectroscopia y se basan en la medida de la absorbencia de una solución coloreada en la región visible del espectro (400-700 nm). La longitud de onda (λ) es la distancia entre dos picos sucesivos de una onda. La luz que percibe el ojo humano es la luz visible, la que contiene longitudes de onda superiores a 700 nm no es visible para el ojo y se llama infrarroja. Por debajo de 400 nm tenemos la radiación ultravioleta (100-400 nm). Y la frecuencia (V) es el número de ondas que pasan por un punto en la unidad de tiempo. Cuando la luz blanca pasa a través o se refleja en una sustancia de color, una parte característica de las longitudes de onda mixto se absorbe. La luz restante asumirá entonces el color complementario a la longitud de onda (s) absorbida. Esta relación queda demostrada por la rueda de colores. Aquí, los colores complementarios son diametralmente opuestos entre sí. Por lo tanto, la

59

absorción de 420-430 nm de luz hace que una sustancia amarilla, y la absorción de 500-520 nm de luz hace que sea rojo. Verde es único en que se puede crear por Planchas de absorción cerca de 400 nm, así como la absorción cerca de 800 nm.

DO A V R

S

Figura 2.2. Espectroscopia. Rueda de colores. (Reusch, 2013).

E S E SR O H Cpulpa de fruta y agua destilada y mediante la rueda de soluciones preparadas E con R E D un rango de longitudes de onda el cual se colocara en el colores se establece Para la determinación del color de las frutas se toman las mismas

espectrofotómetro modelo genesys 20 y marca thermo spectronic, donde se procede a medir la absorbancia cada 10 puntos de longitud de onda y así determinar la mayor absorbancia de la solución y ese será el color que presente la misma.

2.2.14. Calidad de los productos

2.2.14.1. Determinación de la humedad final El contenido de humedad final que debe tener una fruta seca está ligado con su capacidad de alargar la vida de anaquel, pues de la humedad, que es el contenido de agua por sólido seco, depende la actividad de agua en el alimento. Las frutas deshidratadas en el mercado tienen un contenido de humedad de 15 a 25 %. (Ortiz, 2003).

60

Como

se

menciona

anteriormente,

se determina el contenido de

humedad del fruto fresco conocida como humedad de la base húmeda, por lo que es necesario convertirlo a base seca:

% CH bs = % CH bh % ss

(Ec. 2.7)

Donde: % CH bs: Contenido de agua (humedad) base seca % CH bh: Contenido de agua (humedad) base húmeda % ss: Porcentaje de sólidos secos (100- % CH bh)

DO A V R

S

E S E El porcentaje obtenido nos indicaR S el contenido de humedad que tienen las O H muestras aun después E de C haber alcanzado su peso constante, esto se debe a que a R E pesar de que D el fruto deje de perder peso siempre existe una humedad ligada a los sólidos que es casi imposible de eliminar y que para efectos de esta investigación no se tomó en cuenta.

Este valor, sin embargo es mucho menor al valor de humedad requerido en los productos deshidratados (mínimo 15%) por lo que se establece el contenido de humedad de base seca que se desea obtener en el producto final, en este caso se estableció un mínimo requerido de 25%, tomando en cuenta que es a partir de este valor que los productos deshidratados se consideran aceptables. Durante

la

experimentación, para

conocer

en

qué

momento

del

proceso de secado el fruto llega a la humedad final deseada es necesario calcular el peso que el fruto tendrá en ese momento, pero para esto es necesario calcular primero el peso seco del fruto a través de la siguiente fórmula:

61

PSC= Peso inicial

(Ec. 2.8)

% CH bs Donde: %CH bs: Contenido de humedad base seca establecida (porcentaje). PSC: Peso seco de la muestra. A partir de esto se calcula el peso en el que la muestra alcanza el contenido de humedad deseado para así detener el secado únicamente luego de que el peso de la muestra sea igual o menor al peso calculado, de esta forma nos aseguramos que el producto final obtenido sea un producto de calidad y que pueda

DO A V R

S

conservarse en buenas condiciones por el mayor tiempo posible. Este peso se

E S E SR O H C

calcula a través de la siguiente fórmula:

E

DER

Peso requerido= (CH bs× PSC)+ PSC

(Ec. 2.9)

Donde: CH bs: Contenido de humedad base seca establecida (fracción). PSC: Peso seco de la muestra.

2.2.14.2. Determinación de la rapidez de secado La rapidez de secado está dada por la diferencia en el contenido de humedad base seca en un intervalo de tiempo (g agua / g sólido seco* min). Una vez determinado el contenido de sólidos secos en el fruto o bien el peso seco, es posible conocer el contenido de humedad que tiene el fruto que se está secando. Este se obtiene a través de la siguiente fórmula:

62

g agua /g ss = Peso – sólidos secos

(Ec. 2.10)

Sólidos secos Entonces, la rapidez de secado está dada por: Rapidez de secado= Cont. de humedad 1− Cont. de humedad 2

(Ec. 2.11)

Tiempo La manera en que se puede apreciar mejor como se está desarrollando el secado del fruto es gráficamente. Conociendo el contenido de humedad y la rapidez de secado, es posible realizar una gráfica de velocidad de secado,

DO A V R

S

colocando en el eje de las abscisas el contenido de humedad y en el eje de las

E S E SR O H C

ordenadas la rapidez de secado. (Ortiz, 2003).

E

DER

63

2.3. Sistema de variables.

Objetivo general: Comparar la efectividad del secado al vacío en la deshidratación de frutos. Objetivo

Dimensión o sub variable

Variable

Determinar de forma experimental las principales propiedades que caracterizan a los frutos antes del proceso de secado.

E S E SR O H C

Indicadores

Contenido de Deshidratación humedad (%), de los frutos Peso (gr), Espesor (mm)

Calidad de los frutos

Color, Índice de madurez.

Rapidez de secado

Humedad base seca (gr agua/gr ss), Tiempo de secado (min)

Contenido de humedad del fruto

Tiempo de secado (min), Calidad del producto final. Contenido de humedad (%), color, sabor.

DO A V R

S

E

DER

Efectividad del proceso de secado al vacío con Realizar las curvas de secado al respecto al secado vacío y a la estufa para cada uno a la estufa para la de los frutos tratados deshidratación de frutos.

Contrastar los resultados obtenidos del proceso de secado en los diferentes frutos.

CAPITULO III MARCO METODOLOGICO A lo largo de este capítulo se presenta la forma en la cual se desarrolló la investigación, indicando el tipo y diseño de la misma, así como los instrumentos utilizados para la recolección de datos y el tamaño de muestra a analizar. Todo esto con el fin de lograr datos relevantes y significativos que puedan generar resultados confiables a manera de concluir esta investigación de manera exitosa.

3.1. Tipo de investigación

DO A V R

S

E S E OSo R H una serie de cuestiones C y se mide recolecta información sobre cada una de E ER la redundancia) describir lo que se investiga”. (p.118). ellas, para asíD (válgase De acuerdo con Hernández (2003), “En un estudio descriptivo se selecciona

Este tipo de estudio se utiliza cuando se desea describir una realidad en todos sus componentes principales. También Arias (1999) indica que “consiste en caracterizar un hecho, fenómeno o grupo de sujetos, con el fin de establecer su estructura o comportamiento, describiendo minuciosamente cada aspecto de lo manifestado y observado en el evento estudiado”. (p.24). El investigador define que se va a medir o sobre qué se habrán de recolectar los datos proporcionando así una descripción profunda del fenómeno estudiado independientemente del tipo de diseño que se seleccione para la investigación. De acuerdo a lo antes mencionado cabe destacar que la presente investigación se enmarca en un estudio descriptivo ya que través de la realización

65

de la misma se busca describir a mayor profundidad no solo el proceso de secado en sí sino también todas las variables que influencian al mismo; debido a que ya se tiene un conocimiento amplio sobre lo que es el secado al vacío y el secado a la estufa, esta investigación se centrara principalmente en medir, evaluar y recolectar datos para describir, analizar e interpretar los cambios que se pueden presentar en los resultados obtenidos, estos se podrán observar mediante la variación de un cierto número de variables de manera que no solo se obtenga una mejor noción de la utilidad del método sino de su comportamiento en diferentes situaciones en las cuales este puede ser utilizado.

3.2. Diseño de la investigación

DO A V R

S

E S E R desarrollar una investigacion. La S para obtener la informacion requerida O H ECsegún Tamayo y Tamayo (2003) “se presenta mediante R investigacion experimental E D El diseño de la investigacion es el plan o la estrategia desarrollada para

la manipulación de una variable experimental no comprobada, en condiciones

rigurosamente controladas, con el fin de describir de qué modo o por qué causa se produce una situación o acontecimiento particular”. (p.47). Conforme a la conceptualizacion anterior se entiende como experimento entonces a la situación de control en la cual se manipulan, de manera intencional, una o más variables (causas) para analiz ar las consecuencias de tal manipulación sobre una o más variables dependientes (efectos). De acuerdo a lo mencionado previamente se puede identificar el diseño de la investigacion presente como uno del tipo experimental, ya que a traves de la manipulacion de variables como el espesor del producto a secar, el contenido de humedad inicial del fruto, el metodo e incluso el tiempo de secado, entre otras, se

66

podra observar como estas variaciones pueden o no originar diferentes resultados en las variables medidas al final del proceso. Cabe destacar tambien que la unica forma de comprobar y lograr el alcance de los objetivos propuestos al inicio de esta investigacion es a traves de la experimentacion de ambos procesos de secado en las distintas situaciones para asi poder realizar generalizaciones de manera mas exacta, mejorar el conocimiento que se tiene sobre dichos procesos y comprobar lo que se encuentra tambien descrito o demostrado en investigaciones previas. El diseño experimental que esta investigacion posee puede plantearse de la

OS D A pesar dichos frutos y determinar su contenido inicial de humedad, manipular las RV E S E variables que se cree, causan variaciones S Rde los resultados obtenidos, observar el O H tiempo de secado que E seC toma cada muestra, realizar las mediciones finales que R E D de ambos procesos en los diferentes escenarios evaluados permitan el analisis siguiente forma: realizar variaciones de los frutos a secar y de sus espesores,

para poder llegar a las conclusiones que satisfagan los objetivos e hipotesis planteadas.

3.3. Técnicas de recolección de datos En esta sección se presenta todo el contenido relacionado con la forma de obtención, análisis y presentación de la información. Por tanto se muestra a continuación la técnica de recolección de datos utilizada y algunos puntos de vista de diversos autores sobre el tema en cuestión. Lozano (2000), define la palabra técnica como el recurso utilizado por el investigador para acercarse a los fenómenos y extraer de ellos la información, es amplio el espectro disponible que manejado con sensatez e imaginación, permite la necesaria correspondencia entre la teoría y la práctica, además indica una

67

clasificación en la cual define dos tipos de información; la información directa es aquella obtenida a través del contacto directo con la realidad empírica y por consiguiente, las técnicas e instrumentos han de reflejar necesariamente toda la verdad, diversidad y complejidad de las situaciones que aparecen en la vida real. Por otra parte la información documental es aquella que tiene que ver con los registros escritos que proceden de un contacto con la práctica que ya han sido recogidos y muchas veces procesados por otros investigadores. Las técnicas son los medios empleados para recolectar información, existen fuentes primarias en las cuales la información oral o escrita es recopilada

OS D A V lado existen las fuentes participantes en un suceso o acontecimiento, por R otros E S E ha sido recopilada y transcrita por R secundarias como la información escrita que S O H C personas que han recibido tal información a través de otras fuentes escritas o por E R E un participanteD en un suceso o acontecimiento. directamente por el investigador a través de relatos o escritos transmitidos por los

Según Ballen, Pulido y Zuñiga (2007) “Existen diversos tipos de instrumentos de medición empleados como técnica de recopilación de datos, ellos son: la entrevista, el cuestionario, las escalas de medición, los test, la recopilación de documentos, la matriz de datos, las hojas de tabulación, etc.” (p. 52).

La observación directa se basa en la apreciación, interpretación de lo percibido, pero además es necesario analizar los datos obtenidos del mismo modo y que esto concuerde con los objetivos y variables presentes en la investigación.

En este trabajo se emplearon varias técnicas de recolección de datos, como la observación directa, lo que proporciono mayor confiabilidad en los resultados debido a la interpretación de lo percibido por el mismo investigador.

68

Además se realizó un test para evaluar el color y el sabor que presentaban los productos resultantes de ambos procesos de secado a modo de poder determinar la calidad del fruto deshidratado con respecto a sus características sensoriales. El tratamiento de la información de la presente investigación fue llevada a cabo por medio de tablas que como resultados de la misma sirven de apoyo para la toma de decisiones, este es un proceso que consiste en el recuento, clasificación y ordenación en tablas o cuadros, estos procedimientos dependen de la clase de estudio o investigación y del tipo de datos, dentro del tratamiento de la información existen técnicas estadísticas y de presentación de la información.

E S E SR O H C

3.3.1. Instrumentos de recolección de datos

DO A V R

S

E

DER

Gómez (2006), indica que, “un instrumento de medición adecuado es aquel que registra datos observables que representan verdaderamente los conceptos o las variables que el investigador tiene en mente” (p.122). Además hace énfasis en que es necesario conocer diferentes instrumentos de recolección de datos bajo los enfoques cuantitativo y cualitativo. Por otro lado señala que un instrumento de recolección de datos debe reunir una serie de requisitos entre los cuales destacan la confiabilidad y la validez. Según Ruiz (2002), todos los instrumentos de recolección de datos deben ser confiables, sistemáticos, complejos y válidos. Igualmente deben ser claros por sí mismos, comprensibles y completos, con el fin de simplificar el trabajo de los recolectores de datos y asegurar la consistencia y la exactitud de los instrumentos. Cualquier

instrumento

de

recolección

de

información

debe

tener

componentes básicos, que garanticen su calidad y la de los datos obtenidos.

unos

69

Basándose en lo planteado anteriormente, a continuación se presentan las tablas que registran los datos necesarios para la ejecución de proceso. Tabla 3.1. Lista de equipos presentes en el proceso de deshidratación de frutos. Lista de Equipos

Unidad de medición

S O D A Se tiene que en la determinación del índiceR deVmadurez se requieren los E S valores correspondientes a la acidez, por loE que principalmente se registran los ml R S O Htitulación, seguidamente se calcula el % acido de NaOH consumidosEen la C ER predominanteD en cada fruto y se presentan en las siguientes tablas. Tabla 3.2. ml de NaOH utilizados en la titulación para la determinación de la acidez. Fruto

ml. de NaOH

Tabla 3.3. Porcentaje de ácido predominante en cada fruto. Fruto Melón Fresa Banana

% acido

70

Seguidamente se necesitaron los valores de °Brix determinados para la obtención final del índice de madurez, dichos valores se registraron en la tabla que se presenta a continuación: Tabla 3.4. Determinación de los °Brix promedio y del índice de madurez en cada fruto. Fruto

Melón

Fresa

Banana

Medición 1 (° Brix) Medición 2 (° Brix) Medición 3 (° Brix) ° Brix promedio:

OS D A RseVregistran los pesos de las A continuación se presentan las tablas donde E S E R muestras tomados cada cierto O tiempo durante los distintos procesos de secado S H C E realizados. DER

Índice de madurez:

Tabla 3.5. Peso en gr. de las muestras durante el secado. Fruto: Tiempo (min)

Muestra n° 1

Muestra n° 2

Tabla 3.6. Peso promedio en gr. de las muestras. Fruto: Tiempo (min) Peso promedio (gr.)

Muestra n° 3

71

La siguiente tabla que se muestra sirve para registrar el contenido de humedad inicial de los frutos tratados. Tabla 3.7. Contenido de humedad inicial en los frutos tratados. Fruto

Melón

Fresa

Banana

Muestra 1 (% CH bh) Muestra 2 (% CH bh) Muestra 3 (% CH bh) % CH bh experimental % CH bh teórico % CH promedio total

OS D A al proceso de secado se tomaron datos de E absorbancia RV correspondientes a S E R determinadas longitudes de onda según el color de la solución del fruto, es por ello S O H C que se utiliza la siguiente tabla de dos columnas para registrar los distintos E R E D valores. Para la medición de color de los frutos antes de que estos fueran sometidos

Tabla 3.8. Determinación de color. Longitud de onda y absorbancia. Fruto: Longitud de onda

Absorbancia

En la tabla que se muestra a continuación se registran las principales propiedades que caracterizan a los frutos seleccionados medidas antes de la ejecución de ambos procesos de secado, para la posterior evaluación de los resultados obtenidos durante el experimento.

72

Tabla 3.9. Propiedades características iniciales de los frutos. Frutos

Melón

Fresa

Banana

Índice de madurez (°Brix / acidez) Espesor (mm) Contenido de Humedad (%) Color (absorbancia) Adicionalmente fue necesario la construcción de una serie de tablas para registrar los valores de contenido de humedad base seca de cada fruto, peso seco en gr. de las muestras, los pesos requeridos en gr. de cada muestra y la transformación de los pesos requeridos a pesos requeridos de cada muestra en

DO A V R

gr. de agua/ gr ss. Para ello se utilizaron las siguientes tablas:

S

E S E Tabla 3.10. Contenido de humedad S R base seca de cada fruto. O H Fruto Fresa Banana EC Melón R E D %CH bs Tabla 3.11. Peso seco en gr. de cada muestra en ambos procesos de secado. Fruto

Melón

Fresa

Banana

PSC (vacío) PSC (estufa) Tabla 3.12. Pesos requeridos en gr. de cada muestra para alcanzar un 25% de contenido de humedad. Fruto

Peso requerido (vacío) Peso requerido (estufa)

Melón

Fresa

Banana

73

Tabla 3.13. Pesos requeridos de cada muestra en gr. de agua/ gr ss para alcanzar un 25% de contenido de humedad. Melón

Fruto

Fresa

Banana

gr. de agua/ gr ss (vacío) gr. de agua/ gr ss (estufa) A continuación se presentan las tablas que registrar los tiempos que toman los frutos en alcanzar el contenido de humedad deseado y la rapidez global de secado en cada caso. Tabla 3.14. Tiempo de secado en min. necesario para alcanzar un 25% de

OS D A Melón RV Fresa E S RE

contenido de humedad. Fruto

S O H Tiempo de secado Ea laCestufa (min) R E D Tiempo de secado al vacío (min)

Banana

Tabla 3.15. Rapidez global de secado para cada fruto en ambos procesos de secado. Fruto

Melón

Fresa

Banana

Rapidez de secado al vacío (% humedad/ min) Rapidez de secado a la estufa (% humedad/ min) Para la determinación de la calidad del producto final en cuanto al sabor y color del fruto seco, se utilizó un test en el cual una población de 10 personas probaron las muestras resultantes de ambos procesos de secado: a la estufa (muestra 1) y al vacío (muestra 2). Seguidamente los encuestados debían indicar el sabor de cada una de las muestras probadas de acuerdo a una escala previamente establecida, además debían indicar que tan parecido era el color de la muestra con el color del fruto original siguiendo también la escala indicada. A continuación se muestra el modelo del test utilizado

74

TEST 1. Para cada una de las muestras indique el sabor que presenta cada fruto mediante la siguiente escala:

1: Muy malo

2: Malo

3: Moderado

Muestra 1

4: Bueno

5: Muy bueno

1

2

3

4

5

1

2

3

S

5

Melón Fresa Banana Muestra 2 Melón

E S E SR O H C

Fresa Banana

DO A V R

4

E

DER

2. Para cada una de las muestras indique el color que presenta cada fruto con respecto a su color original mediante la siguiente escala:

1: Muy distinto

2: Distinto

Muestra 1

3: Parecido

4: Muy parecido

1

2

3

4

1

2

3

4

Melón Fresa Banana Muestra 2 Melón Fresa Banana

75

Una manera de presentar los datos obtenidos en el test realizada de modo que se aprecien de una forma más detallada, es recopilando la información en tablas, por lo que a continuación se muestran las siguientes: Tabla 3.16. Resultados obtenidos en las preguntas del test para cada fruto. Fruto: Alternativas

Frecuencia

Porcentaje (%)

Muy malo Malo Regular Bueno Muy bueno

DO A V R

S

E S E SR O H Tabla 3.17. Resultados Cglobales en cada proceso para ambas preguntas. E R DE Alternativas Secado a la estufa (%) Secado al vacío (%) Total:

Muy malo Malo Regular Bueno Muy bueno Total:

3.4. Fases de Investigación A continuación se presenta la descripción detallada de las fases necesarias para llevar a cabo este trabajo especial de grado y explicar de una manera detallada los objetivos establecidos.

76

3.4.1. Fase I: Determinación de forma experimental las principales propiedades que caracterizan a los frutos antes del proceso de secado. Se realizó la selección de los frutos con los que se llevó a cabo el experimento, para ello se tomó en cuenta principalmente el contenido de humedad de cada fruto a modo de evaluar la efectividad del proceso con contenidos de humedad bajo, medio y alto. Para la evaluación global del proceso de secado fue necesario conocer las principales características que presentaban los frutos antes de ser tratados, tales como el peso, el espesor, el color y el contenido de humedad, estas características fueron utilizadas posteriormente como parámetros comparativos en la evaluación del proceso.

OS D A V de los frutos, esta Adicionalmente se determinó el índice deR madurez E S R medición se realizó únicamente antes deE que los mismos fueran sometidos al S O H C de controlar que los frutos se encontraran en un proceso de secado a E manera R E D estado adecuado para ser deshidratados.

El procedimiento a seguir durante el desarrollo de esta fase y para el alcance del objetivo planteado fue el siguiente: 1. Preparar las soluciones de 30 gr. de pulpa de fruta y 90 ml de agua destilada. 2. Obtener el índice de madurez, mediante la determinación de °Brix y acidez. 3. Medir el color de los frutos utilizando el espectrofotómetro para la determinación de la absorbancia de cada solución. 4. Lavar las frutas y cortar las mismas en rodajas de 3 mm.

77

5. Pesar las muestras en la balanza para conocer su peso inicial. 6. Iniciar con el secado en la estufa para determinar la humedad inicial de cada fruto.

3.4.2. Fase II: Realización las curvas de secado al vacío y a la estufa para cada uno de los frutos tratados. Luego de conocer las propiedades características iniciales de cada fruto se procedió a realizar los cálculos competentes para la determinación del peso final requerido que deben presentar los frutos de manera que estos tengan un mínimo

DO A V R

S

de 25% de humedad, posteriormente se procedió a ejecutar el secado de los

E S E SR O H C

frutos a la estufa con una temperatura constante de 110°C.

E

DER

Durante la ejecución del secado se registró el peso que presentaban las muestras cada cierto intervalo de tiempo en la estufa a modo de conseguir al menos diez puntos para la realización de las curvas de secado de cada fruto. De igual manera se procedió a realizar el secado al vacío para las mismas muestras y se pesaban en distintos lapsos de tiempo, estos fueron más prolongados para el secado al vacío, debido a la lentitud del proceso, se tomaron los respectivos 10 puntos para cada muestra y se realizaron las curvas de secado colocando en el eje de las ordenadas el contenido de humedad base seca (gr. agua/ gr. ss) y en el eje de las abscisas el tiempo transcurrido (min). El procedimiento a seguir durante el desarrollo de esta fase y para el alcance del objetivo planteado fue el siguiente: 1. Realizar los cálculos para conocer el peso deseado de cada fruto con el contenido de humedad final requerido.

78

2. Cortar 3 rodajas de 3 mm de cada fruto para el proceso de secado a la estufa y 3 rodajas de 1 mm para el proceso de secado al vacío. 3. Iniciar nuevamente el secado a la estufa a 110°C. 4. Prender el compresor e iniciar el secado al vacío. 5. Pesar las muestras cada cierto tiempo en ambos experimentos hasta obtener al menos 10 puntos. 6. Realizar las curvas de secado.

DO A V R

S

Para la realización del proceso de secado al vacío se utilizó un compresor

E S E R S O erlenmeyer, donde se encontraba el material absorbente de modo que no haya H C E paso de agua DEal Rcompresor. Por otro lado se tiene un embudo tapado conectado a una manguera, la cual entra a través de un tapón aforado a un matraz

herméticamente el cual entra a través de otro tapón aforado a otro matraz, ambos

matraces están conectados por una manguera, de manera que se crea el vacío y las gotas de líquido retiradas de la fruta caen sobre el matraz erlenmeyer que sostiene al embudo donde se encuentran las muestras.

Figura 3.1. Equipo de secado al vacío.

79

Por otro lado para deshidratar las muestras mediante secado a la estufa se utilizó una estufa de laboratorio marca Blue M ubicado en el laboratorio de química de la universidad Rafael Urdaneta en el estado Zulia, Venezuela.

E S E SR O H C

DO A V R

S

E DERFigura 3.2. Equipo de secado a la estufa. 3.4.3. Fase III: Contraste de los valores obtenidos del proceso en los diferentes frutos tratados. Una vez realizados cada uno de los ensayos para cada uno de los tres experimentos con los diferentes frutos utilizados se procedió a comparar las características iniciales y finales de cada muestra tratada para determinar las variaciones o cambios obtenidos a través del secado. Luego se procedió a realizar una comparación global del proceso para así determinar en qué caso el secado al vacío tuvo mejores resultados, si a mayor o menor contenido de humedad del fruto y se ejecutó la contrastación de los valores obtenidos en el secado al vacío en cuanto al secado a la estufa mediante el análisis de las curvas de secado para ambos casos.

CAPITULO IV ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS Este capítulo tiene como finalidad dar a conocer de forma detallada los resultados obtenidos tanto de los experimentos como del muestreo realizado, presentándolos de manera gráfica y a través de tablas que permiten un mejor entendimiento. Además se muestran todos los cálculos necesarios para llegar a dichos resultados y el posterior análisis de los mismos.

DO A V R

S

4.1. Determinación de forma experimental de las principales propiedades que

E S E S R todos los equipos involucrados en el O H Como punto principal se enlistan EC R E experimento en Dla siguiente tabla: caracterizan a los frutos antes del proceso de secado.

Tabla 4.1. Lista de equipos presentes en el proceso de deshidratación de frutos. Lista de Equipos

Unidad de medición

Balanza Ohaus serie Explorer Pro

Gramos (gr.)

Compresor

-

Estufa de laboratorio Blue M

Grados Celsius (°C)

Agitador magnético de calentamiento Boeco MSH-300.

-

Espectrofotómetro thermo spectronic genesys 20.

Absorbancia

Refractómetro bausch & lomb

°Brix

4.1.1. Determinación de la madurez. Los volúmenes utilizados en la titulación con NaOH fueron los siguientes:

81

Tabla 4.2. Volumen en ml de NaOH utilizados en la titulación para la determinación de la acidez. Fruto

ml. de NaOH

Melón

0.6

Fresa

7.5

Banana

3

A partir de los volúmenes anteriores y con la utilización de la ecuación 2.2 se logró la obtención del porcentaje de ácido predominante en cada fruto:

% ácido = (ml NaOH) (N NaOH) (meq acido) 100 Wmuestra

DO A V R

S

E S E SR O Tabla 4.3. Porcentaje de ácido predominante en cada fruto. H EC R E % acido D Fruto Melón (% ácido cítrico)

0.1280

Fresa (% ácido cítrico)

0.1600

Banana (% ácido máleico)

0.1158

Posteriormente se realizaron tres lecturas de los °Brix, a partir de las cuales se procedió a calcular un promedio para reducir el margen de error, además con la utilización del % acidez previamente calculado, se obtuvo el índice de madurez de cada fruto mediante la ecuación 2.1: Índice de madurez (IM) = °Brix / acidez

82

Tabla 4.4. Determinación de los °Brix promedio y del índice de madurez en cada fruto. Fruto

Melón

Fresa

Banana

Medición 1 (° Brix)

1.6600

1.6550

1.6584

Medición 2 (° Brix)

1.6593

1.6613

1.6585

Medición 3 (° Brix)

1.6600

1.6596

1.6585

° Brix promedio:

1.6598

1.6586

1.6585

Índice de madurez:

12.96

10.36

14.32

4.1.2. Determinación de la humedad inicial.

DO A V R

S

A través de la realización del secado a la estufa hasta peso constante se

E S E SR O H C a 110°C del melón hasta peso constante para la Tabla 4.5. Secado a E la estufa R E D determinación de la humedad inicial.

logró la obtención de los siguientes datos:

Fruto: Cucumis melo (melón) Tiempo (min)

Muestra n° 1 (gr.)

Muestra n° 2 (gr.)

Muestra n° 3 (gr.)

0

3.70

3.89

4.09

20

1.03

2.11

2.21

40

0.40

0.83

1.13

60

0.32

0.36

0.52

80

0.32

0.35

0.39

100

0.31

0.34

0.39

120

0.30

0.32

0.35

140

0.28

0.30

0.34

160

0.28

0.30

0.34

180

0.28

0.30

0.34

83

Tabla 4.6. Secado a la estufa a 110°C de la fresa hasta peso constante para la determinación de la humedad inicial. Fruto: Fragaria (fresa) Tiempo (min)

Muestra n° 1 (gr.)

Muestra n° 2 (gr.)

Muestra n° 3 (gr.)

0

3.30

3.35

3.52

20

1.38

1.63

1.38

40

0.66

0.49

0.40

60

0.33

0.29

0.31

80

0.31

0.28

0.31

100

0.29

0.27

0.31

120

0.28

0.27

0.29

140

0.28

0.26

0.26R E S E 0.28 S R 0.26 O H C

160

0.28

180

S0.28 O D VA 0.28

E

DER

0.28

Tabla 4.7. Secado a la estufa a 110°C de la banana hasta peso constante para la determinación de la humedad inicial. Fruto: Musa paradisiaca (banana) Tiempo (min)

Muestra n° 1 (gr.)

Muestra n° 2 (gr.)

Muestra n° 3 (gr.)

0

3.49

3.60

3.89

20

1.69

1.56

1.79

40

1.08

1.04

1.12

60

0.96

0.96

1.00

80

0.92

0.92

0.98

100

0.89

0.91

0.97

120

0.88

0.88

0.93

140

0.86

0.88

0.92

160

0.83

0.85

0.90

180

0.80

0.83

0.87

84

Tabla 4.7. Continuación. 200

0.80

0.82

0.86

220

0.80

0.82

0.86

A partir de los pesos iniciales y el peso del producto seco (peso constante), se utilizó la ecuación 2.5 que se presenta a continuación para el cálculo de la humedad inicial de cada fruto. % CH bh =Peso húmedo − Peso seco x 100 Peso húmedo

DO A V R

S

Esto se realizó para cada una de las tres muestras, seguidamente se

E S E SR O contenido de humedad base húmeda experimental (% CH bh experimental), el H C E R cual en conjunto con el contenido de humedad teórico (% CH bh teórico) se utilizó DE procedió a calcular un promedio de las humedades iniciales, obteniendo así el

para el cálculo del contenido de humedad inicial promedio (% CH promedio) para cada fruto. Esto se ve reflejado en la siguiente tabla: Tabla 4.8. Contenido de humedad inicial en los frutos tratados. Fruto

Melón

Fresa

Banana

Muestra 1 (% CH bh)

92.43

91.52

77.08

Muestra 2 (% CH bh)

92.29

92.24

77.22

Muestra 3 (% CH bh)

91.69

92.05

77.89

% CH bh experimental

92.14

91.93

77.33

% CH bh teórico

92.50

86.22

75.80

% CH promedio

92.32

89.08

76.57

85

4.1.3. Medición de color. En esta sección se muestran enlistados en una tabla los valores de absorbancia obtenidos a través del espectrofotómetro y se indica cual es el valor de absorbancia correspondiente al color que presenta cada solución de fruta, lo cual se ve reflejado en los gráficos que se presentan a continuación. Tabla 4.9. Valores de absorbancia obtenidos de la solución de melón. Fruto: Cucumis melo (melón) Longitud de onda

Absorbancia

400

1.887

410

E S E R S O H 440 C E R E 420 430

D

DO A V R 1.672 1.525 1.394 1.346

450

1.012

460

0.882

470

0.764

480

0.670

490

0.556

500

0.448

S

86

Absorbancia

Determinacion de color 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2

1.346

400

410

420

430

440

450

460

470

480

490

500

Longitud de onda

Figura 4.1. Absorbancia correspondiente a la solución de melón mediante espectroscopia.

DO A V R

S

E S E Tabla 4.10. Valores de absorbancia S R obtenidos de la solución de fresa. O H EC Fruto: Fragaria (fresa) R E D Longitud de onda

Absorbancia

460

2.865

470

2.819

480

2.813

490

2.827

500

2.802

510

2.668

520

2.536

530

2.379

540

2.231

550

2.023

560

1.874

570

1.775

580

1.676

87

Determinacion de color 2.827

2.9 Absorbancia

2.7 2.5 2.3 2.1 1.9 1.7 1.5

460

470

480

490

500

510

520

530

540

550

560

570

580

Longitud de onda

Figura 4.2. Absorbancia correspondiente a la solución de fresa mediante espectroscopia.

DO A V R

S

E S E Tabla 4.11. Valores de absorbancia S Robtenidos de la solución de banana. O H C Musa paradisiaca (banana) EFruto: R E D Longitud de onda Absorbancia 400

1.283

410

1.048

420

0.865

430

0.728

88

Determinacion de color 1.283

1.3

Absorbancia

1.2 1.1 1 0.9 0.8 0.7

400

410

420

430

Longitud de onda

Figura 4.3. Absorbancia correspondiente a la solución de banana mediante espectroscopia.

DO A V R

S

E S E S seRprocedió a recopilar toda la información O características de los frutos H tratados, EC R inicial en la siguiente tabla: E D Una vez completados los procedimientos para obtener las propiedades

Tabla 4.12. Propiedades características iniciales de los frutos. Frutos

Melón

Fresa

Banana

43.22

3.5

14.32

3

3

3

Contenido de Humedad (%)

92.32

89.08

76.57

Color (absorbancia)

1.346

2.827

1.283

Índice de madurez (°Brix / acidez) Espesor (mm)

Una vez completada esta tabla, se alcanza satisfactoriamente lo planteado en el primer objetivo específico de este trabajo de investigación.

4.2. Realización de las curvas de secado al vacío y a la estufa para cada uno de los frutos tratados

89

Para la realización de las curvas de secado se procedió a deshidratar las muestras de cada fruto mediante el secado a la estufa y secado al vacío, obteniendo como resultados las siguientes tablas: Tabla 4.13. Peso en gr. de las muestras de melón durante el secado a la estufa a 110°c. Fruto: Cucumis melo (melón) Tiempo (min)

Muestra n° 1 (gr.)

Muestra n° 2 (gr.)

Muestra n° 3 (gr.)

0

5.73

4.49

6.27

1

5.59

4.37

6.11

3

5.39

4.20

5.86

5

5.13

10

4.63

15

S O H EC3.31

ER 35 D 25

5.57 OS D A 3.31 RV 4.85 E S E R 2.96 4.48 3.96

4.26

2.29

3.49

2.76

1.81

2.90

50

1.95

1.07

1.85

70

1.16

0.57

1.10

80

0.78

0.44

0.75

90

0.59

0.39

0.58

Tabla 4.14. Peso en gr. de las muestras de fresa durante el secado a la estufa a 110°C. Fruto: Fragaria (fresa) Tiempo (min)

Muestra n° 1 (gr.)

Muestra n° 2 (gr.)

Muestra n° 3 (gr.)

0

3.48

3.36

4.20

1

3.40

3.28

4.11

3

3.23

3.09

3.91

5

3.10

2.94

3.71

10

2.59

2.49

3.30

90

Tabla 4.14. Continuación. 15

2.26

2.20

2.97

25

1.52

1.33

2.26

35

1.06

0.84

1.72

50

0.65

0.39

1.16

60

0.47

0.31

0.81

Tabla 4.15. Peso en gr. de las muestras de banana durante el secado a la estufa a 110°C. Fruto: Musa paradisiaca (banana) Tiempo (min)

Muestra n° 1 (gr.)

Muestra n° 2 (gr.)

0

4.33

4.67

1

4.27

3

3.98 S R O H C 3.81 E

Muestra n° 3 (gr.)

OS3.73 D A 4.61 3.64 RV E S E 4.32

3.33

4.11

3.08

ER 10D

3.49

3.69

2.69

15

3.07

3.30

2.30

25

2.70

2.85

1.87

35

2.40

2.50

1.64

50

1.91

1.98

1.24

70

1.57

1.61

1.04

90

1.31

1.40

0.96

5

Tabla 4.16. Peso en gr. de las muestras de melón durante el secado al vacío. Fruto: Cucumis melo (melón) Tiempo (min)

Muestra n° 1 (gr.)

Muestra n° 2 (gr.)

Muestra n° 3 (gr.)

0

0.99

0.86

1.06

30

0.70

0.55

0.73

60

0.50

0.34

0.49

90

0.32

0.16

0.33

91

Tabla 4.16. Continuación. 120

0.21

0.09

0.21

150

0.15

0.08

0.14

180

0.12

0.08

0.12

210

0.10

0.08

0.11

Tabla 4.17. Peso en gr. de las muestras de fresa durante el secado al vacío. Fruto: Fragaria (fresa) Tiempo (min)

Muestra n° 1 (gr.)

Muestra n° 2 (gr.)

Muestra n° 3 (gr.)

0

0.95

1.19

1.39

30

0.67

0.78

0.96

60

0.43

90

0.26

120

S O H EC0.16

ER 180D 150

0.17

OS0.69 D A 0.39RV 0.48 E S E R 0.26 0.32 0.55

0.22

0.27

0.15

0.19

0.25

210

0.14

0.19

0.23

240

0.13

0.18

0.20

Tabla 4.18. Peso en gr. de las muestras de banana durante el secado al vacío. Fruto: Musa paradisiaca (banana) Tiempo (min)

Muestra n° 1 (gr.)

Muestra n° 2 (gr.)

Muestra n° 3 (gr.)

0

1.63

1.41

1.89

30

1.38

1.20

1.64

60

1.21

1.05

1.42

90

1.07

0.94

1.27

120

0.96

0.82

1.12

150

0.88

0.75

1.03

180

0.71

0.67

0.93

210

0.68

0.58

0.83

92

Tabla 4.18. Continuación. 240

0.60

0.52

0.75

270

0.56

0.47

0.68

Luego de la obtención de dichas tablas se procedió a sacar un promedio de los pesos de las tres muestras para cada tiempo a modo de obtener una mayor exactitud en la realización de las curvas de secado, obteniendo así un valor para cada tiempo, los cuales se muestran en las siguientes tablas. Tabla 4.19. Peso promedio en gr. de las muestras de melón durante el secado a la estufa a 110°C.

E S E 3 5 R 10 15 S O H C Fruto: melón

Tiempo (min) Peso promedio (gr.)

0

E

DER 5.50

1

5.36

5.15

4.89

4.26

DO A V R

3.90

S

25

35

50

70

80

90

3.03

2.49

1.62

0.94

0.66

0.52

Tabla 4.20. Peso promedio en gr. de las muestras de fresa durante el secado a la estufa a 110°C. Fruto: fresa Tiempo (min)

0

1

3

5

10

15

25

35

50

60

Peso promedio (gr.)

3.68

3.60

3.41

3.25

2.79

2.48

1.70

1.21

0.73

0.53

Tabla 4.21. Peso promedio en gr. de las muestras de banana durante el secado a la estufa a 110°C. Fruto: banana Tiempo (min)

0

1

3

5

10

15

25

35

50

70

90

Peso promedio (gr.)

4.24

4.17

3.88

3.67

3.29

2.89

2.47

2.18

1.71

1.41

1.22

93

Tabla 4.22. Peso promedio en gr. de las muestras de melón durante el secado al vacío. Fruto: melón Tiempo (min)

0

30

60

90

120

150

180

210

Peso promedio (gr.)

0.97

0.66

0.44

0.27

0.17

0.12

0.11

0.10

Tabla 4.23. Peso promedio en gr. de las muestras de fresa durante el secado al vacío. Fruto: fresa Tiempo (min)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

Peso promedio (gr.)

1.18

0.80

0.56

0.38

0.25

0.22

0.20

0.19

0.17

Tiempo (min)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

Peso promedio (gr)

1.64

1.41

1.23

1.09

0.97

0.89

0.77

0.70

0.62

0.57

OS D A V durante el secado al Tabla 4.24. Peso promedio en gr. de las muestras de Rbanana E S E vacío. R S O H C E Fruto: banana DER

Con el peso inicial promedio de cada fruto para ambos tipos de secado y el contenido de humedad inicial previamente calculado (%CH promedio) se determinó el peso de los sólidos secos presentes en cada muestra y así a través de la ecuación 2.10 se obtuvieron los valores de gr agua/ gr ss correspondientes a cada tiempo. g agua /g ss = Peso – sólidos secos Sólidos secos

94

Seguidamente se presentan las tablas que contienen los valores de contenido de humedad en gr agua/ gr ss para los distintos tiempo en cada proceso de secado. Tabla 4.25. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss del melón durante el secado a la estufa a 110°c. Fruto: melón Tiempo (min) Contenido de humedad (gr agua/ gr ss)

0

1

3

5

10

15

25

35

50

70

80

90

12.09 11.76 11.26 10.64 9.14 8.29 6.21 4.93 2.86 1.24 0.57 0.24

OS D A Tabla 4.26. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss RdeVla fresa durante el secado E S a la estufa aE 110°C. R S O H EC Fruto: fresa R E D Tiempo (min)

0

1

3

5

10

15

25

35

50

60

Contenido de humedad (gr agua/ gr ss)

8.20

8.00

7.53

7.13

5.98

5.20

3.25

2.03

0.83

0.33

Tabla 4.27. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la banana durante el secado a la estufa a 110°C. Fruto: banana Tiempo (min) Contenido de humedad (gr agua/ gr ss)

0

1

3

5

10

15

25

35

50

70

90

3.28

3.21

2.92

2.70

2.32

1.92

1.50

1.20

0.73

0.42

0.23

95

Tabla 4.28. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss del melón durante el secado al vacío. Fruto: melón Tiempo (min)

0

30

60

90

120

150

180

210

Contenido de humedad (gr agua/ gr ss)

12.86

8.43

5.29

2.86

1.43

0.71

0.57

0.43

Tabla 4.29. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la fresa durante el secado al vacío. Fruto: fresa Tiempo (min)

0

30

60

OS180 D 150 A RV

90

120

E S E R 1.92 0.92 8.08 5.15 S 3.31 O H EC R E D

Contenido de humedad (gr agua/ gr ss)

0.69

0.54

210

240

0.46

0.31

Tabla 4.30. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la banana durante el secado al vacío. Fruto: banana Tiempo (min)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

Contenido de humedad (gr agua/ gr ss)

3.32

2.71

2.24

1.87

1.55

1.34

1.03

0.84

0.63

0.50

Una vez recopiladas estas tablas se procedió a graficar los valores de las mismas para así obtener los gráficos con las curvas de secado tanto a la estufa a 110°C como al vacio para cada fruto, los gráficos se presentan a continuación por fruto para ambos procesos de secado lo que permite una mayor facilidad al momento de comparar las curvas resultantes del secado a la estufa y del secado al vacio.

96

Contenido de humedad (gr agua/ gr ss)

Curva de secado 12 10 8 6 4 2 0

1

3

5

10

15

25

35

Tiempo (min)

50

70

DO A V R

E S E R S O secado a la estufa a 110°c. H C

80

S

90

Figura 4.4. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss del melón durante el

E

DER Contenido de humedad (gr agua/ gr ss)

Curva de secado 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

30

60

90

120

150

180

210

Tiempo (min)

Figura 4.5. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss del melón durante el secado al vacío.

97

Contenido de humedad (gr agua/ gr ss)

Curva de secado 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

1

3

5

10

15

25

Tiempo (min)

E S E R aO la S estufa a 110°C. H C

35

50

DO A V R

S

60

Figura 4.6. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la fresa durante el secado

E

DER Contenido de humedad (gr agua/ gr ss)

Curva de secado 6 5 4 3 2 1 0

30

60

90

120

150

180

210

240

Tiempo (min)

Figura 4.7. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la fresa durante el secado al vacío.

98

Contenido de humedad (gr agua/ gr ss)

Curva de secado 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

1

3

5

10

15

25

Tiempo (min)

35

50

DO A V R

E S E Sa laRestufa a 110°C. O el secado H C

70

S

90

Figura 4.8. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la banana durante

E

DER Contenido de humedad (gr agua/ gr ss)

Curva de secado 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

Tiempo (min)

Figura 4.9. Contenido de humedad en gr agua/ gr ss de la banana durante el secado al vacío.

99

Al analizar las curvas de secado previamente realizadas se puede observar que estas presentan diferencias notables, sobre todo cuando se comparan las curvas del secado a la estufa con las del secado al vacío, las primeras se adaptan más a una línea convexa cuando las ultimas decrecen en su mayoría formando una línea cóncava; esto se debe a que en el secado a la estufa la perdida de humedad comienza de manera lenta para luego irse haciendo cada vez más rápida con el paso del tiempo hasta que vuelve a desacelerar cuando se acerca a menor contenido de humedad; a diferencia del secado al vacío donde se puede observar claramente que la perdida de humedad más rápida ocurre al principio del secado donde la curva es bastante empinada para luego empezar a decrecer también cuando se va acercando a contenidos de humedad más bajos,

OS D A hace más difícil a menores contenidos de humedad.RV E S E SR O H Se puede agregar ECtambién que para ambos procesos de secado la curva R E resultante del D secado de la banana es la que más se diferencia de las otras dos, esto último siempre sucede debido a que la remoción de la humedad ligada se

de hecho esta se asemeja más a una línea recta que a una curva en ambos casos, esto es debido a que el contenido de humedad de la banana es el menor y por lo tanto se encuentra más ligada al fruto, además de que este es más distante de los contenidos de humedad de la fresa y el melón que son relativamente cercanos. Cabe acotar que en todos los casos el secado a la estufa es más rápido que el secado al vacío, sin embargo este último ocurre siempre de forma más uniforme haciendo más predecible el comportamiento del fruto durante el mismo, a diferencia del secado a la estufa donde las variaciones constantes de la rapidez en la perdida de humedad dificulta que se puedan realizar generalizaciones con respecto al secado a la estufa para casos particulares.

100

Con la presentación de las curvas de secado para ambos procesos y el análisis de las mismas se completa de manera exitosa lo planteado en el segundo objetivo específico de esta investigación.

4.3. Contraste de los resultados obtenidos del proceso de secado en los diferentes frutos.

4.3.1. Determinación y análisis de la rapidez de secado en ambos procesos. Una vez obtenidas las curvas de secado tanto para el proceso de

S

secado a la estufa como para el secado al vacío, se procedió con el cálculo del

DO A V R

contenido de humedad base seca (%CH bs) mediante la ecuación 2.7, obteniendo

E S E SR O H C

los resultados registrados en la siguiente tabla:

E

DER

% CH bs = % CH bh % ss

Tabla 4.31. Contenido de humedad base seca de cada fruto. Fruto

Melón

Fresa

Banana

%CH bs

12.02

8.16

3.27

Con los valores anteriores y el peso inicial promedio de cada fruto, utilizando la ecuación 2.8 se procede a calcular el peso seco de cada muestra utilizada en ambos procesos, obteniendo los siguientes resultados: PSC= Peso inicial % CH bs Tabla 4.32. Peso seco en gr. de cada muestra en ambos procesos de secado. Fruto

Melón

Fresa

Banana

PSC (vacío)

0.08

0.15

0.50

PSC (estufa)

0.46

0.45

1.30

101

Mediante la utilización de la ecuación 2.9 y los pesos calculados previamente, se procedió a determinar el peso en el cual cada muestra alcanzaba el contenido de humedad deseado (25%), originando los siguientes valores: Peso requerido= (CH bs× PSC)+ PSC Tabla 4.33. Pesos requeridos en gr. de cada muestra para alcanzar un 25% de contenido de humedad. Fruto

Melón

Fresa

Banana

Peso requerido (vacío)

0.10

0.18

0.63

Peso requerido (estufa)

0.57

0.56

1.62

OS D A Posteriormente se utilizo la ecuación 2.10, los valores anteriores y los RV E S E pesos de ss previamente calculados S enRla realización de las curvas de secado, O H para transformar los valores EC de los pesos requeridos en gr de agua/ gr ss y así R E poder entrar aD las curvas de secado. g agua /g ss = Peso – sólidos secos Sólidos secos Tabla 4.34. Pesos requeridos de cada muestra en gr. de agua/ gr ss para alcanzar un 25% de contenido de humedad. Fruto

Melón

Fresa

Banana

gr. de agua/ gr ss (vacío)

0.44

0.39

0.65

gr. de agua/ gr ss (estufa)

0.36

0.41

0.64

Utilizando los valores anteriores se procedió a entrar a cada curva de secado, desde el eje de las ordenadas hasta cortar la curva y leer el valor correspondiente a ese punto en el eje de las abscisas, obteniendo así el tiempo

102

que toma cada fruto en alcanzar el contenido de humedad deseado. Dichos tiempos se ven reflejados en la tabla a continuación: Tabla 4.35. Tiempo de secado en min. necesario para alcanzar un 25% de contenido de humedad. Fruto

Melón

Fresa

Banana

Tiempo de secado al vacío (min)

203

225

237

Tiempo de secado a la estufa (min)

87

58

52

Al obtener los tiempos requeridos por cada fruto en cada proceso de secado para alcanzar el contenido de humedad mínimo deseado podemos

OS D A el melón fue el que tomo menos tiempo en alcanzarR la V humedad deseada, seguido E S E por la fresa y luego por la banana, esto se debe a que el secado al vacío funciona SR O H mejor en productos con ECmayor contenido de humedad por lo que a menor R E D observar que se cumple lo descrito previamente en la teoría; En el secado al vacío

humedad mayor tiempo requiere para el secado del fruto, hecho que se evidencia

a ser la banana el último en secar debido a que esta presenta el contenido de humedad más bajo entre los frutos seleccionados. Por otra parte podemos observar como en el secado a la estufa ocurre todo lo contrario ya que la banana fue la que tomo menos tiempo en secar, seguida por la fresa y por último el melón, esto nos demuestra que el secado a la estufa tiene mejores resultados a menor contenido de humedad ya que mientras aumenta el mismo también aumenta el tiempo necesario para llevar el fruto al contenido de humedad mínimo deseado. Finalmente a partir de la ecuación 2.11 y los tiempos especificados anteriormente se calculó la rapidez global de secado para cada fruto en ambos procesos de secado.

103

Rapidez de secado= Cont. de humedad 1− Cont. de humedad 2 Tiempo Tabla 4.36. Rapidez global de secado para cada fruto en ambos procesos de secado. Fruto

Melón

Fresa

Banana

Rapidez de secado al vacío (% humedad/ min)

0.33

0.29

0.22

Rapidez de secado a la estufa (% humedad/ min)

0.77

1.11

0.99

Rapidez de secado (% humedad/ min)

Rapidez global de secado DOS

SR O H EC

1.2 1 0.8

A

RV E S E

DER

Secado al vacío

0.6

Secado a la estufa

0.4 0.2 0

Melón

Fresa

Banana

Figura 4.10. Comparación de la rapidez de secado. En el caso de la rapidez de secado no siempre se cumple el mismo patrón que en el de los tiempos de secado ya que aquí está involucrada también la diferencia de los contenidos de humedad inicial y final. Se puede observar que el secado al vacío sigue el mismo patrón anterior donde la mayor pérdida de humedad por unidad de tiempo ocurre en el secado del melón, luego en el secado

104

de la fresa y por último en el de la banana, cumpliéndose de nuevo que el secado al vacío es más rápido a mayores contenidos de humedad. Por otro lado en el secado a la estufa el secado de la fresa es el que ocurre a mayor velocidad, seguido por la banana y luego por el melón, aquí a pesar de que la mayor rapidez no es la del secado de la banana (como en el caso de los tiempos de secado) aún se cumple que el proceso es más lento para frutos con mayor contenido de humedad ya que la perdida menor de humedad por unidad de tiempo es la resultante del secado del melón. 4.3.2. Tabulación del test dirigido a una población de 10 personas.

DO A V R

S

E S E Para cada una de las muestras indique el sabor que presenta cada fruto mediante SR O H la siguiente escala. EC R E D Pregunta # 1.

Objetivo: Determinar el sabor que presenta cada fruto a manera de evaluar la calidad del producto final. Muestra 1: frutos deshidratados mediante secado a la estufa. Tabla 4.37. Resultados obtenidos en la pregunta 1 del test para el melón a estufa. Fruto: Melón Alternativas

Frecuencia

Porcentaje (%)

Muy malo

0

0

Malo

3

30

Regular

3

30

Bueno

3

30

Muy bueno

1

10

Total:

10

100

105

Tabla 4.38. Resultados obtenidos en la pregunta 1 del test para la fresa a la estufa. Fruto: Fresa Alternativas

Frecuencia

Porcentaje (%)

Muy malo

0

0

Malo

1

10

Regular

7

70

Bueno

2

20

Muy bueno

0

0

Total:

10

100

DO A V R

S

Tabla 4.39. Resultados obtenidos en la pregunta 1 del test para la banana a la

E S E Fruto: S RBanana O H C Frecuencia estufa.

RE E D Muy malo

Alternativas

Porcentaje (%)

1

10

Malo

1

10

Regular

4

40

Bueno

3

30

Muy bueno

1

10

Total:

10

100

Muestra 2: frutos deshidratados mediante secado al vacío. Tabla 4.40. Resultados obtenidos en la pregunta 1 del test para el melón al vacío. Fruto: Melón Alternativas

Frecuencia

Porcentaje (%)

Muy malo

0

0

Malo

0

0

Regular

1

10

106

Tabla 4.40. Continuacion Bueno

5

50

Muy bueno

4

40

Total:

10

100

Tabla 4.41. Resultados obtenidos en la pregunta 1 del test para la fresa al vacío. Fruto: Fresa Alternativas

Frecuencia

Porcentaje (%)

Muy malo

0

0

Malo

0

0

Regular

2

20

Bueno

2

E S E SR O H C

Muy bueno

6

Total:

E

DER

10

20 S O D A 60 RV 100

Tabla 4.42. Resultados obtenidos en la pregunta 1 del test para la banana al vacío. Fruto: Banana Alternativas

Frecuencia

Porcentaje (%)

Muy malo

0

0

Malo

0

0

Regular

3

30

Bueno

4

40

Muy bueno

3

30

Total:

10

100

Pregunta # 2. Para cada una de las muestras indique el color que presenta cada fruto con respecto a su color original mediante la siguiente escala.

107

Objetivo: Determinar la similitud entre el color de la muestra deshidratada con respecto al del fruto original a modo de evaluar la apariencia del producto obtenido. Muestra 1: frutos deshidratados mediante secado a la estufa. Tabla 4.43. Resultados obtenidos en la pregunta 2 del test para el melón a la estufa. Fruto: Melón Alternativas

Frecuencia

Porcentaje (%)

Muy distinto

2

20

Distinto

1

E S E S R1 O H C 10

Parecido Muy parecido

6

E DER Total:

10 S O D A 60 RV 10 100

Tabla 4.44. Resultados obtenidos en la pregunta 2 del test para la fresa a la estufa. Fruto: Fresa Alternativas

Frecuencia

Porcentaje (%)

Muy distinto

3

30

Distinto

6

60

Parecido

1

10

Muy parecido

0

0

Total:

10

100

108

Tabla 4.45. Resultados obtenidos en la pregunta 2 del test para la banana a la estufa. Fruto: Banana Alternativas

Frecuencia

Porcentaje (%)

Muy distinto

7

70

Distinto

3

30

Parecido

0

0

Muy parecido

0

0

Total:

10

100

Muestra 2: frutos deshidratados mediante secado al vacío.

OS D A Tabla 4.46. Resultados obtenidos en la pregunta 2 R delV test para el melón al vacío. E S E R Fruto: Melón S HO Frecuencia AlternativasEC Porcentaje (%) R E D Muy distinto 0 0 Distinto

0

0

Parecido

4

40

Muy parecido

6

60

Total:

10

100

Tabla 4.47. Resultados obtenidos en la pregunta 2 del test para la fresa al vacío. Fruto: Fresa Alternativas

Frecuencia

Porcentaje

Muy distinto

0

0

Distinto

0

0

Parecido

2

20

Muy parecido

8

80

Total:

10

100

109

Tabla 4.48. Resultados obtenidos en la pregunta 2 del test para la banana al vacío. Fruto: Banana Alternativas

Frecuencia

Porcentaje

Muy distinto

0

0

Distinto

1

10

Parecido

6

6

Muy parecido

3

30

Total:

10

100

Una vez obtenido los porcentajes del test se procedió a totalizar los valores de acuerdo al proceso de secado realizado, obteniéndose así los

DO A V R

siguientes valores:

S

E S E SR O H Tabla 4.49. Resultados EC globales en cada proceso para la pregunta 1. R E D Alternativas Secado a la estufa (%) Secado al vacío (%)

Pregunta # 1

Muy malo

3.33

0

Malo

16.67

0

Regular

46.67

20

Bueno

26.67

26.67

Muy bueno

6.66

43.33

Total:

100

100

110

Secado a la estufa 3.33%

6.66%

16.67% 26.67% Muy malo Malo Regular Bueno 46.67%

S O H EC

Muy bueno S O AD

V

ER S E R

Figura 4.11. Resultados globales de la pregunta 1 para el secado a la estufa.

DER

Secado al vacío 0% 20%

43.33% Muy malo Malo Regular 26.67%

Bueno Muy bueno

Figura 4.12. Resultados globales de la pregunta 1 para el secado al vacío.

111

Al observar los gráficos anteriores, donde se muestran los porcentajes obtenidos en cada categoría de la escala en cuanto al sabor de las muestras resultantes de ambos procesos de secado, se pudo determinar que las muestras provenientes del secado al vacío presentaron en general un mejor sabor, ya que gran parte de las personas encuestadas (43,33%) opino que estas tenían un sabor “muy bueno” y el resto se distribuyó entre las opciones “bueno” y “regular” sin obtener porcentaje alguno en las categorías de “malo” y “muy malo” a diferencia del secado a la estufa donde además de que estas dos últimas opciones fueron elegidas un 20% de las veces, la moda fue la opción de “regular” con un 46,67 %. Tabla 4.50. Resultados globales en cada proceso para la pregunta 2.

Alternativas

OS D A RV Secado al vacío (%) Secado a la estufaE (%) S E R 40 0 S O H EC 33.33 3.33

Muy distinto

ER D Parecido Distinto

23.33

40

Muy parecido

3.33

56.67

Total:

100

100

112

Secado a la estufa 3.33% 23.33%

40% Muy distinto Distinto Parecido 33.33%

E S E SR O H C

DO A V R

SMuy parecido

E

DER

Figura 4.13. Resultados globales de la pregunta 2 para el secado a la estufa.

Secado al vacío 0% 3.33%

40% Muy distinto 56.67%

Distinto Parecido Muy parecido

113

Figura 4.14. Resultados globales de la pregunta 2 para el secado al vacío. Al observar los gráficos anteriores, donde se muestran los porcentajes obtenidos en cada categoría de la escala en cuanto al color que presentaron las muestras con respecto al color original del fruto, se pudo determinar que las muestras provenientes del secado al vacío presentaron en general un color más parecido al color original del fruto con un 56,67% de las personas seleccionando la opción de “muy parecido” y casi todo el resto seleccionando la opción de “parecido” con tan solo un 3,33% opinando que era “distinto” sin obtener porcentaje alguno en las categorías de “muy distinto”

OS D A fue la de “muy distinto” con un 40%, seguida por la R de V “distinto” con un 33,33%, el E S E resto se distribuyó entre las opciones S deR“parecido” y “muy parecido”, esta última O H con tan solo un 3,33%. EC DER

Por otro lado en el secado a la estufa la categoría con mayor porcentaje

CONCLUSIONES



Se determinó de forma experimental las principales propiedades que caracterizan a los frutos antes del proceso de secado de manera satisfactoria, obteniendo los contenidos de humedad esperados de acuerdo a la teoría.



Se realizaron las curvas de secado correspondientes a cada fruto para ambos procesos de secado cumpliendo exitosamente con lo planteado en el segundo objetivo específico de la presente investigación.



El secado al vacío es más eficiente cuando se usa en frutos con un mayor

DO A V R

S

contenido de humedad, ya que se demostró que mientras menor es el

E S E R Sdeseadas. para alcanzar las condiciones O H EC R E D a la estufa es más eficiente cuando se usa en frutos con un El secado contenido de humedad, mayor es el tiempo de secado requerido por el fruto



menor contenido de humedad, ya que se demostró que mientras mayor es el contenido de humedad, mayor es el tiempo de secado requerido por el fruto para alcanzar las condiciones deseadas. 

El comportamiento del proceso de secado al vacío presenta una conducta más uniforme que el secado a la estufa, esto se puede verificar tanto en las curvas de secado como en los tiempos y rapidez del mismo, donde para el caso del secado al vacío se evidencio un mismo patrón, hecho que no ocurrió en el proceso de secado a la estufa.



Mediante el secado al vacío se obtiene un producto final de mayor calidad, ya que el color se mantiene más parecido al del fruto original y el sabor es mejor que el de los frutos deshidratados mediante el secado a la estufa, sin embargo este último es casi tres veces más rápido que el secado al vacío.

RECOMENDACIONES



Escoger unidades del mismo calibre para conseguir un secado homogéneo. En caso que los alimentos vayan a secarse troceados, procurar que los trozos sean del mismo tamaño y grosor para asegurar un deshidratado uniforme.



Colocar las muestras en una sola capa y no deben haber piezas sobrepuestas. Es conveniente que los bordes no se toquen para evitar que se peguen, es recomendable dejar siempre espacio entre las piezas.



DO A V R

S

Verificar que se mantenga el vacío durante el proceso de secado, de lo

E S E SR O H C

contrario la exactitud de las curvas de secado se verá afectada. 

E

DER

Monitorear y regular la temperatura de la estufa mediante cualquier instrumento de medición durante el proceso de secado, a modo de cuidar la calidad del producto final, ya que estas son sensibles al calor, y pueden estropearse fácilmente a muy altas temperaturas, por lo que es indispensable respetar las temperaturas máximas tolerables de cada fruto.



Rotar las bandejas de secado 180 grados, para que el secado sea uniforme. La bandeja con el material más seco debe ser colocada abajo, rotándoselas de nivel periódicamente. Una lista de materiales adecuados para usarse como bandejas de secado son: el acero inoxidable, las varillas de madera, la estopilla, el Teflón, la fibra de vidrio con recubrimiento de Teflón, el Nylon, y los plásticos aprobados para uso con comestibles.



Dejar enfriar las muestras una vez secas antes de almacenarlos.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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E S E SR O H C

DO A V R

S

ANEXO 1. IMÁGENES DE LA PARTE EXPERIMENTAL.

E

DER

Soluciones de fruta antes de la titulación.

E S E SR O H C

DO A V R

S

E

DER

Soluciones de fruta después de la titulación.

Muestras de los frutos antes de someterse al secado.

Muestras de melón antes y después del secado a la estufa a 110°C.

E S E SR O H C

DO A V R

S

E

DER

Muestras de fresa antes y después del secado a la estufa a 110°C.

Muestras de fresa antes y después del secado a la estufa a 110°C.

Muestras de melón antes y después del secado al vacío.

E S E SR O H C

DO A V R

S

E

DER

Muestras de fresa antes y después del secado al vacío.

Muestras de banana antes y después del secado al vacío.