DISEÑO DE MUESTREO PARA OPTIMIZAR EL PROCESO DE CARACTERIZACIÓN DE LA CINÉTICA DE DIFUSIÓN EN MANZANAS

Abstract

La deshidratación osmótica es un pre tratamiento que puede ser utilizado en la industria delos alimentos para reducir la actividad de agua de un producto alimentario, con el objetivo deaumentar su vida útil y mantener las características funcionales del alimento. La principaldesventaja de este proceso es el largo tiempo de procesamiento, sin embargo, al acoplar uncampo eléctrico moderado al sistema, se observa una reducción de éste, principalmenteproducto del fenómeno de electroporación.El objetivo de este trabajo es diseñar un sistema de muestreo que optimice el proceso decaracterización de la cinética de difusión en láminas de manzana variedad Granny Smith.La caracterización de la difusión en el proceso de deshidratación osmótica puede sermodelada por la Segunda Ley de Fick, para esto se necesita determinar el perfil deconcentración de un sistema, lo que se logra mediante la realización de experimentos endonde se mide la variación en la concentración en el tiempo.Para cumplir con este objetivo se realizaron experimentos de difusión unidireccional enláminas de manzana de 40 [mm] de diámetro y 7 [mm] de espesor, cuya razónespesor/diámetro permite que sean consideradas como placa plana infinita. Las láminasfueron tratadas con deshidratación osmótica convencional y con campo eléctrico moderadode 9 [V/cm], y en cada caso fueron sumergidas en soluciones hipertónicas de 45°Brix,55°Brix y 65°Brix por un período de 11 horas, respectivamente. En cada experimento semidió la variación de la concentración de sacarosa en las láminas de manzanas en el tiempo yse generó el perfil de concentración de cada experiencia.De las curvas de concentración vs tiempo, se obtuvo el coeficiente de difusión para cadatratamiento. El mayor valor de DEff fue de 3.96x10-10 [m2/s] a 45°Brix y campo eléctricomoderado de 9 [V/cm] y el menor valor fue de 2.57x10-10 [m2/s] para la condición de55°Brix y deshidratación osmótica convencional. Se observó en las condiciones a 55°Brix y65°Brix la formación de una capa superficial en la solución hipertónica que pudo limitar latransferencia de materia, afectando el valor del coeficiente de difusión.Con estos resultados, se generaron las curvas del término Jacobiano F(ti) vs tiempo y selocalizó el sector que entrega mayor información al momento de determinar el coeficiente dedifusión. En la mayoría de los casos los puntos se concentraron entre la hora 1 y la hora 8 detratamiento. En base a la metodología planteada en este trabajo se determinó el coeficientede difusión considerando sólo 7 puntos experimentales optimizados, a una concentración de solución hipertónica de 55°Brix y un campo eléctrico moderado de 6 [V/cm] y se obtuvoque el coeficiente de difusión fue de DEff 2.22x10-10 [m2/s], valor comparable con el caso de55°Brix y 9 [V/cm], pero utilizando solo la mitad de los puntos experimentales.