DAVID ACUÑA RAGADAVID ACUÑA RAGA

Operaciones Unitarias Operaciones Unitarias Térmicas IITérmicas II

Universidad de La Sabana

Facultad de Ingeniería

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New Process for New Process for Texturizing Partially Texturizing Partially

Dehydrated Biological Dehydrated Biological Products Using Products Using

Controlled Sudden Controlled Sudden Decompression Decompression  (CSD)  (CSD)

to the Vacuum:to the Vacuum:Application to Application to

PotatoesPotatoes MENÚ

Introducción

Materiales y Métodos

ProcedimientoResultados y Discusión

Conclusiones

ESCOJA UNA OPCIÓN

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN• El secado es el método más antiguo y eficiente para preservar los alimentos. 

Los métodos de secado más comunes son: Secado por aire caliente y la liofilización.

• Al usar el secado por aire caliente, el tiempo de deshidratación, aumenta proporcionalmente con el cuadrado del espesor de la muestra.

• Así mismo, la calidad del producto rehidratado (en términos de sabor) es muy mala, debido a la larga exposición a altas temperaturas.

• La liofilización no afecta drásticamente las características de organolépticas del producto, sin embargo su uso es restringido debido a los altos costos en equipos y producción.

• "Explosion Puffing" es un proceso que apareció a comienzos de los años 60, que complementó el secado por aire caliente.

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• Con este método, se generaron productos menos deformados, fácilmente rehidratables y con buenas características de sabor, a costos de producción muy favorables.

• Inicialmente la producción era por "batch" y se usaba vapor sobrecalentado como fuente de presión y calor simultáneamente.  Este sistema fue mejorado y se pasó de producir 45 Kg/h en batch a 400 Kg/h en continuo, para productos con contenido de humedad del 25%

• El método de "Explosion Puffing", está relacionado con el fenómeno de aireación que depende de las condiciones de operación: Temperatura, Presiones justo antes y justo después de la descompresión, Tiempo de tratamiento y el Tiempo de descompresión.

• También se deben tener en cuenta las propiedades particulares del producto.

• Durante la descompresión, el producto presenta una transformación adiabática.  Esta descompresión lleva a una evaporación parcial del agua del producto.  La cantidad de vapor generado está relacionado con la diferencia de temperaturas entre los dos estados antes y después de la descompresión.

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• Luego de la descompresión, el producto sufre un endurecimiento que está determinado por la tmperatura y el contenido de agua del producto.

• El contenido de agua influye en la cantidad de vapor generado durante la descompresión: Una gran cantidad de vapor haría que el producto se desintegre!! Mientras que si no se evapora la cantidad suficiente de agua, el producto no se expande!!

• Por lo anterior, es necesario realizar un secado previo a la "Explosion Puffing".

• Es esencial tener en cuenta los siguientes aspectos: Escoger un producto con características reológicas apropiadas, Descompresión súbita, alta diferencia de temperatura entre los dos sistemas antes y después de la descompresión, temperatura final suficientemente baja para mantener el producto expandido.

• La descompresión súbita debe ser llevada casi hasta el Vació y No hasta la presión atmosférica.  Esto aumenta la diferencia de temperaturas por lo que  la temperatura final de equilibrio está cerca de la de saturación, adicionalmente, la cantidad de vapor generado es lo suficientemente grande en tratamientos con bajas temperaturas: por ejemplo de 150 ºC a 30 ºC en vez de 220 ºC a 100 ºC cuando se baja a presión atmosférica.  Por otro lado, la reducción en la temperatura final ayuda a evitar el deterioro por el calor excesivo. MENÚ

MATERIALES Y MATERIALES Y MÉTODOSMÉTODOS

Las papas fueron cortadas en trozos de 10 x 10 x 2 Las papas fueron cortadas en trozos de 10 x 10 x 2 mm y sumergidas en agua a 95 ºC por 7 min.mm y sumergidas en agua a 95 ºC por 7 min.

Horno convencional para secar por convección con un Horno convencional para secar por convección con un flujo de aire caliente los trozos de papa.flujo de aire caliente los trozos de papa.

Para controlar la cinética de secado, las papas fueron Para controlar la cinética de secado, las papas fueron colocadas en una balanza en el interior del secador.  colocadas en una balanza en el interior del secador.  Se recolectaron los datos de la variación del peso.Se recolectaron los datos de la variación del peso.

Los trozos de para se secaron hasta un 25 % de Los trozos de para se secaron hasta un 25 % de humedad y luego se dejaron estabilizar para humedad y luego se dejaron estabilizar para redistribuir el agua remanente por todo el producto.redistribuir el agua remanente por todo el producto.

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EQUIPO:

• Unidad de procesamiento (Vol = 6 L)• 4 Termocuplas tipo K• Manómetro• Sistema (Tanque) de vacío• Trampas de vapor• Sistema de descompresión• La unidad de procesamiento y el tanque de

vacío están separados por una válvula neumática de 100 mm de diámetro

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PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO

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• Se colocan las muestras es la unidad de procesamiento y se lleva a vacío.

• Se suministra vapor saturado (o ligeramente sobrecalentado) a una presión "P" de 5 bar y temperatura "T".

• El tiempo de procesamiento "t" es de  45 s.

• Se descomprime en un tiempo .

• Se deja estabilizar la presión.

• Las muestras se someten a una deshidratación final, igual a la primera, para llevar el producto a una humedad inferior al 5% para garantizar la estabilidad en almacenamiento.

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RESULTADOS Y DISCUSIÓNRESULTADOS Y DISCUSIÓN

Para evaluar la proporción de expansión de las muestras, solo

se analizaron 2 variables:

Presión en el tanque de vacío

Duración de la descompresión

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Presión en el Tanque de Vacío

La presión en el tanque de vacío, va a determinar la temperatura final de todo el sistema luego de la descompresión.

Durante la descompresión, el producto se enfría repentinamente, debido a la "autoevaporación" del agua remanente.

Este enfriamiento va a ayudar a fijar el producto en el estado de expansión.

El enfriamiento también ayuda a prevenir efectos indeseables del calor sobre el producto, como desnaturalización y sabor.

La presión en el tanque de vacío, también afectará la proporción de expansión: Cuando la presión inicial (Pvi) baja de 0,9 a 0,5 bar hay un cambio insignificante; la pendiente aumenta entre 0,4 a 0,07 bar.  El punto máximo es a 0,15 bar.

MENÚRESULTADOS

MENÚRESULTADOS

Duración de la Descompresión• Este es una de las variables que mas incide en la expansión del

producto.  Para analizar su efecto, se dejaron constantes todas las demás.

• - Para su análisis, se cambió en diámetro de la conexión entre la unidad de procesamiento y el tanque de vacío de 1 mm ( = 355 s) a 100 mm ( = 200 ms).

• Se logra una expansión satisfactoria cuando el tiempo de descompresión es menor a 1 s; a mas de 10 s no se presenta expansión significativa.

• La cantidad de vapor perdido por difusión, es insignificante por debajo de ciertos valores de pero la expansión fue máxima.  Sin embargo, por encima de valores de , todo el vapor generado se perdió por difusión, pero no se presentó prácticamente ninguna expansión.

• Si no se alcanza rápidamente una temperatura para el endurecimiento, la muestra se puede encoger!!

MENÚRESULTADOS

CONCLUSIONESCONCLUSIONES• El producto que es sometido a descompresión, muestra una mejor

transferencia de masa y le permite al agua que hay en el interior salir más fácilmente que en un producto secado únicamente con aire caliente.

• El producto presenta poros uniformes y de buen tamaño en su estructura, lo que facilita el flujo de agua hacia el exterior.

• Una descompresión a una presión final de 0,15 bar, aumenta la expansión del producto en comparación a productos que se llevan solo hasta presión atmosférica.

• Es esencial una etapa de homogenización del agua remanente en el producto luego del primer secado.

• Esta homogenización reduce el tiempo de secado final en casi 4 veces.

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Cambios estructurales en las muestras

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GRACIASGRACIAS

Para mas información, visite:

D.A.R.

http://www.fao.org/inpho/vlibrary/t0567e/T0567E0k.htmhttp://www.binder-trockner.de/liefer_e/mivap_e.htm

http://www.ars.usda.gov/business/docs.htm?docid=769&page=3http://www.nutriloc.com/pdf/nutriloc_brochure.pdf

http://www.upandrunningstudios.com/sitearchive/altex/nutriloc.html

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