CDiseño y optimización de un secador hidroconductivo acoplado a microondas

Abstract

La deshidratación es un área dentro del procesamiento de alimentos en la cual se utiliza comúnmente el secado para lograr este propósito, sin embargo, durante este proceso los alimentos pierden nutrientes y sus propiedades organolépticas cambian, lo cual implica una reducción en sus beneficios a la salud. Por esto, en los últimos años se han desarrollado nuevas tecnologías para obtener alimentos de alta calidad, de manera que se pueda entregar productos que propicien el bienestar de los consumidores. Una de estas tecnologías es la ventana refractiva (VR), la cual ha permitido obtener productos de excelente calidad en menores tiempo de secado en comparación a métodos tradicionales convectivos. Por otra parte, el secado por microondas (MW) ha demostrado ser eficiente en la reducción de los tiempos de secado y la conservación de calidad, sin embargo, presenta limitaciones como un calentamiento no uniforme de la materia debido a la formación de puntos calientes en su cavidad. Por lo que, el objetivo de la investigación es diseñar y optimizar un sistema híbrido de secado en donde se acopla la ventana refractiva al microondas, utilizando láminas de manzanas Granny Smith como alimento modelo para estudiar la cinética de secado, calidad final y eficiencia energética. Para lograr el objetivo se utilizan láminas de manzanas de 3 mm de espesor y 40 mm de diámetro pretratadas con un escaldado, las cuales son deshidratas mediante ventana refractiva como control a una temperatura de 100 °C; mientras que la deshidratación en ventana refractiva acoplada a microondas se realiza a la misma temperatura, usando una potencia de 700 W y 1000 W. El proceso se da por finalizado cuando la humedad es inferior al 10%. Se obtiene como resultado que al utilizar ventana refractiva acoplada al microondas el tiempo de secado se reduce en un 42% a potencia de 700 W y 67% a potencia de 1000 W, en comparación con ventana refractiva, 60 min. Además, se ajusta la segunda ley de Fick y el modelo de difusión anómalo para describir la cinética de secado del sistema, obteniéndose para este que el coeficiente de difusión efectivo es 11,7±3,9·10-10 m2 /s para 700 W y 15,7±1,4·10-10 m2 /s para 1000 W, mientras que para ventana refractiva es 5,7±0,9·10-10 m2 /s. En el caso de los parámetros de calidad se tiene una disminución en el contenido de polifenoles totales en comparación a la materia prima, para ventana refractiva disminuye en un 20%; para 700 W un 1% y para 1000 W un 11%. La capacidad antioxidante también disminuye en un 63% para ventana refractiva, 50% para 700 W y 55% para 1000 W. En específico se determina que el secado con microondas a 700 W conserva mejor las propiedades de la manzana. Además, se percibe una diferencia de color significativa entre las muestras de los secados y la materia prima. Finalmente, se concluye que el secado con ventana refractiva acoplado a microondas presenta mejores parámetros de calidad y tiempos de secado que la ventana refractiva, haciéndolo un sistema de secado más eficiente.