Diseño y desarrollo de un sistema de secado de ventana refractiva acoplado con vacío: elaboración de polvos bioactivos de frutas

Abstract

El secado es una de las técnicas más utilizadas para la conservación en la industria de los alimentos. Es natural que a lo largo de los años las tecnologías de secado vayan evolucionando durante la búsqueda de mayor eficiencia y calidad en sus productos, especialmente en el contenido de compuestos bioactivos que son considerados beneficiosos para la salud. El desarrollo de tecnologías es de suma importancia en la actualidad, es por esto que la presente investigación pone su foco en el diseño y desarrollo de un sistema híbrido, el cual acopla la tecnología de ventana refractiva con el secado al vacío (VRV). El sistema desarrollado consta de un baño termorregulado, una cámara de vacío, una trampa de vapor, un regulador de presión y una bomba de vacío. Este se compara con la ventana refractiva (VR) y el liofilizado, el cual fue usado como estándar de calidad. Para producir polvo de manzana, se secó muestras de pomasa de manzana de 3 mm de espesor utilizando la VR a 65, 75 y 85ºC a presión atmosférica y la VRV a las mismas temperaturas, a 0.15, 0.25 y 0.45 bar de presión de vacío. Se registro los perfiles de temperatura en distintos puntos de la VR y VRV durante el secado y se midió el tiempo de secado, actividad de agua, humedad, distribución de tamaño, sólidos solubles totales, color, contenido de polifenoles y la actividad antioxidante del producto final, adicionalmente se midió el contenido de fibra dietética para una sola condición de operación. Los resultados obtenidos muestran que los tiempos de secado con la VRV se redujeron entre un 17 y 25% con respecto a la VR al aplicar una presión de vacío de 0.45 bar. Además, partir de los datos experimentales se logró validar el modelo difusivo propuesto por Crank, obteniendo un R2 entre 0.973 y 0.995. Con respecto a los perfiles de temperatura, se observa que la temperatura del mylar de la VRV es cerca de 10ºC mayor que en la VR para una misma temperatura del agua. En general la VR y VRV obtuvieron resultados similares para actividad de agua, humedad, distribución de tamaño y sólidos solubles totales. El análisis de color mostró grandes diferencias entre el liofilizado y las otras tecnologías, siendo poco apreciable la diferencia de color entre la VR y VRV, a excepción del secado con VRV a 85ºC y 0.45 bar el cual obtuvo color más cercano al liofilizado (ΔE=3.1±0.1). Con respecto a los polifenoles, la VRV presentó valores similares al liofilizado, no así la VR. Por otro lado, con respecto a la actividad antioxidante, tanto la VR como la VRV presentaron valores similares al liofilizado. El mayor contenido de polifenoles y de actividad antioxidante entre la VR y VRV se consiguió con la VRV a 65ºC y 0.45 bar, obteniéndose 5.84±0.29 mg GAE/gbs y 50.0±1.30 μmol TE/gbs respectivamente, mientras que el contenido de fibra dietaria a estas mismas condiciones fue de 43.8 g/100g, siendo 32.4 g fibra insoluble y 11.4 g fibra soluble.