Informe-n-7-Secado en Capa Delgada (1)

Poscosecha de granos y semillasPráctica de laboratorio N°7 – SECADO EN CAPA DELGADA

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería Civil y Agrícola

PRACTICA DE LABORATORIO N°7

SECADO EN CAPA DELGADA

Santiago Guevara Ocaña, [email protected], Carolina Duarte,

[email protected], Angélica Torres A, [email protected], Julián Amado,

[email protected].

24 de Noviembre del 2015

1. OBJETIVOS Conocer el comportamiento de barras de yuca cuando se somete a

condiciones de secado.

Obtener las curvas de secado en capa delgada de barras de yuca

experimentalmente.

Encontrar los parámetros de la ecuación de secado en capa delgada.

Comparar las curvas de secado halladas experimentalmente con las

calculadas a partir de las ecuaciones de secado en capa delgada.

2. MARCO TEÓRICO

Se puede definir el secado de granos como el fenómeno que envuelve simultáneamente

los procesos de transerencia de calor y demasa, es decir, el intercambio de energía y

agua entre los granos y el aire que los rodea, sin cambiar sus propiedades químicas,

1


físicas y biológicas si los granos fueran destinados a la industria o a la alimentación

humana y/o animal. Y si su destino es semilla, preserevar su vitalidad, es decir, la

germinación máxima, el vigor y la salud (Lacerda, 2012).

Los alimentos son esenciales para la vida del hombre ya que son la fuente de energía

para la realización de actividades. Debido a la estacionalidad y los picos de producción

se ve la necesidad de preservar alimentos, y por lo tanto, tambien se vuelve una

herramienta de comercio. Uno de los métodos de preservación de alimentos más antiguos

es el secado, el cual se considera como un procedimiento importante en la reducción de

la actividad de agua al igual que la deshidratación (Vega et al, 2015). Cuando los

alimentos se encuentran secos, los microorganismos no se desarrollan debido a la baja

actividad de agua y se inhiben las reacciones químicas y enzimaticas que generan

alteraciones en los alimentos casi en su totalidad, por lo que el secado además de

prolongar la vida del producto en el almacenamiento, favorece el transporte y la

manipulación del mismo (Machado et al, 2010).

En el secado de alimentos se deben tener en cuenta varios aspectos como la geometría,

contenido inicial de humedad, temperatura de los granos, distribución interna de humedad

en los granos, espesor del producto y las propiedades del aire que se empleará en el

proceso, como temperatura, humedad relativa y velocidad. Así mismo, se debe tener en

cuenta la cinética de secado de los productos, por lo que existe como alternativa para

comprender el comportamiento del producto al ser secado, la modelación de curvas de

secado y representación matemática del secado (Mendoza et al, 2014). En la literatura se

pueden encontrar diversos modelos de secado como el modelo de Newton, Page, Page

modificado, Henderson y Pabis modificado (Espinosa et al, 2014).

Secado por energía solar

El secado por energía solar es un proceso empleado desde hace muchos años con el fin

de preservar el alimento en épocas de carencia y poder subsistir. Se caracteriza por ser

un proceso limpio y el más utilizado en todo el mundo y de bajo costo y alta eficiencia. Sin

embargo, presenta la dificultad de control de temperatura, velocidad del aire y humedad

2


relativa del mismo. El secador solar se emplea para secar frutos, granos y semillas

(Machado et al 2010).

Figura 1. Secadores solares para café (Lacerda, 2012).

La energía solar también ha sido empleada en la elaboración de secadores, como

Condori et. al (2006) quienes construyeron dos secadores solares de tipo indirecto y de

flujo forzado para la deshidratación de productos hortofrutícolas en Argentina y señalan

que un secador puede ser de tipo directo o indirecto dependiendo de la incidencia del sol

en el producto, mientras que el flujo de aire representa la circulación del mismo al interior

del secador.

Secado por aire caliente

El aire caliente es el método de secado más empleado en la industria. Es de vital

importancia realizar un estudio previo de la cinética del secado para que el producto final

sea de calidad, por lo que existen modelos matemáticos como herramientas que evitan

daños al producto, consumo excesivo de energía, desgaste de equipos o disminución de

rendimiento (Vega et al, 2005).

3


Vega et. al (2005) realizaron secado de pimiento por medio de aire caliente, llegando a la

conclusión que:

“El proceso de secado por aire caliente del pimiento tiene lugar en tres etapas, una corta

etapa de inducción, una segunda etapa en la que la velocidad de secado es proporcional

a la humedad libre del producto, hasta alcanzar un valor crítico de humedad aproximado a

1 g agua/g m.s., y una tercera etapa más lenta en la que el mecanismo responsable de la

salida de agua del producto es la difusión molecular hasta alcanzar la humedad de

equilibrio”

En este tipo de secado el producto se somete a una corriente de aire previamente

calentado, cuyo movimiento es inducido mediante medios mecánicos. La fuente de

energía para evaporar la humedad del producto y mover el aire, proviene de combustibles

fósiles, resistencias eléctricas, residuos de cosechas, colectores solares, etc.

Actualmente en el mercado según el flujo del producto, existen diferentes tipos de

secador:

Secador de lecho fijo.

Secador en cascada o de canaletas.

Secador de flujos cruzados.

Secador de flujos paralelos.

Secador de flujos en contracorriente.

Secador intermitente.

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Figura 2. Izquierda, secador de bandejas. Centro, secador intermitente de flujos cruzados

para café. Derecha, secador de flujos cruzados. (Lacerna, 2012).

Secado de yuca

La yuca (Manihot esculenta Crantz), es un alimento que presenta humedades entre el 60

y 65%, valores que pueden generar problemas en la poscosecha del producto debido a

ataque de microorganismos y falta de mecanismos tecnológicos (Mendoza et al, 2014). A

nivel mundial, la producción anual de yuca es de 170 millones de toneladas, de las cuales,

Colombia produce 1,8 millones de toneladas, ocupando el tercer puesto en Latinoamérica.

En la actualidad, la costa atlántica colombiana es la mayor productora de yuca al

participar con el 49% de área cultivada en el país (Espinosa et al, 2014), el secado de

yuca se realiza por proceso de secado natural en piso, proceso poco eficiente al presentar

largos tiempos de secado debido a la dependencia de las condiciones climáticas, por lo

que Mendoza et. al (2014) decidieron realizar secado de yuca variedad CORPOICA M-tai,

en un secador de bandejas a escala de laboratorio. Las muestras de producto fueron

puestas en contacto directo con aire caliente a diferentes condiciones: temperatura de 35,

45 y 55°C y la velocidad del aire de 1,0, 2,0 y 3,0m/s. Bajo modelos de Newton, el de Dos

términos exponencial, el de Wang y Singh, el de Henderson y Pabis modificado y el

Difusión aproximal (Figura 3), obtuvieron como resultado que a una temperatura y flujo de

aire de 55°C y 3,0 m/s respectivamente, el tiempo de secado fue de 4,5h, y humedad de

4,87% (Figura 4).

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Figura 3. Modelos matemáticos empleados para secado de yuca. (Mendoza et al, 2014)

Figura 4. Razón de humedad en función del tiempo de secado para una velocidad del aire

de 3 m/s. (Mendoza et al, 2014)

La necesidad de mejorar los sistemas de secado de yuca hace que se implemente el

sistema de secado mixto de yuca por medio del cual se espera reducir tiempos de

secado, aumentar productividad y rendimiento. Espinoza et. al (2014) realizaron secado

de tres variedades de yuca Corpoica Tai, Gines y Veronica en un secador tipo túnel a

diferentes condiciones: temperatura de 45, 55 y 70 ºC, velocidad de aire de secado a 1, 3

y 4 m/s y obteniendo como resultado una disminución en el tiempo de secado para la

temperatura de 70ºC para las tres variedades. Como modelos matemáticos para las

curvas de secado se emplearon el R2 y la suma de errores cuadrados (SSE). Sin

6


embargo, determinan que el modelo de Page es el más apropiado para la elaboración de

las curvas.

Curvas de secado

Según Ospina (2001), las curvas de secado en capas delgadas, se determinan utilizando

dos métodos experimentales:

El método estático

El método Dinámico

El método estático consiste en exponer muestras del producto en capas delgadas, a

condiciones a condiciones constantes de temperatura y humedad relativa controladas y

también se determina el C.H. de la muestra a medida que el secado progrese. Los

resultados se grafican colocando el tiempo de secado en el eje de las abscisas y la

relación de humedad (MR) en el eje de las ordenadas. MR se calcula mediante la

ecuación semi-empírica de Roa y Macedo (Ospina, 2001) (BORRERO, 2007):

MR=CH ( t )−C H eq

C H i−C H eq [Ec .1 ]

Dónde:

MR: Relación de Humedad (adimensional)

CH(t): Contenido de Humedad del producto en el tiempo t bs

CHeq: Contenido de Humedad de equilibrio, bs.

Chi: Contenido de Humedad inicial, bs.

Para calcular el contenido de humedad de equilibrio, se requiere de la siguiente ecuación

de ROA (UNICAMP):

Me=A∗exp(B) [Ec .2 ]

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En la ecuación:

A=(P0+P1HR+P2H R2+P3H R

3) [Ec .3 ]

B=( (Q0+Q1HR+Q 2H R2+Q3H R

3+Q4H R4 )∗(T +Q5 )) [Ec .4 ]

Dónde:

Me: CHEQ del producto (%, bs).

HR: Humedad relativa del aire (decimal).

T: Temperatura del aire de secado (ºC)

Pi, Qi: Parámetros del producto (Tabla 1).

Tabla 1. Parámetros de la ecuación de contenido de humedad en equilibrio de Roa

Fuente: Parra (2015).

Según Ospina (2001), una de las ecuaciones más utilizadas es la propuesta por Roa y

Macedo:

MR=exp [−m (Pvs−Pv )n tq ] [Ec .5 ]

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Dónde:

MR: Relación de humedad (adimensional)

Pvs: Presión de vapor de saturación (kg/m2)

Pv: presión de vapor (kg/m2)

t: Tiempo de secado (h)

m,n y q: Constantes relacionadas con cada producto.

Cuyos valores de las constantes se encuentran registrados (Tabla 2) para algunos

productos y fueron obtenidos por varios investigadores (Ospina, 2001).

Tabla 2. Constantes de la ecuación de ROA y MACEDO para algunos productos

Producto m n q Ajonjolí 0.058439 1.38748 0.594791 Arroz 0.012778 0.6140 0.657 Cacao 0.039637 0.34864 0.607197 Café 0.0096638 0.939297 1.173428

Café (Dinámico) -0.010323 1.3803 1.05687 Cebada 0.004476 0.7520 0.7560

Frijol 0.07049 0.139227 0.71314 Maíz 0.00377 0.4650 0.7520

Malanga 0.0550 0.460 0.920 Maní 0.027134 0.304197 0.599503

Sorgo 0.028296 0.4920 0.666 Soya 0.24232 0.15897 0.459716

Yuca Seca Trozos 0.0528022 0.378464 0.873252

Fuente: Ospina (2001).

La presión de vapor, es la presión parcial que ejercen las moléculas de vapor de agua

presentes en el aire húmedo. Cuando el aire está totalmente saturado de vapor de agua,

su presión de vapor se denomina presión de vapor saturado (Pvs). Los Valores de presión

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de vapor (Pv) y presión de vapor de saturación (Pvs) se determinan a partir de la siguiente

ecuación:

Pv=6.112∗exp( 17.7∗TdTd+243.5 )∗100

9.81[Ec .6 ]

Pvs=6.11∗exp( 17.27∗T237.3+T )∗100

9.81[Ec .7 ]

Dónde:

Pvs: Presión de vapor de saturación (kg/m2)

Pv: presión de vapor (kg/m2)

Td: temperatura de rocío (ºC)

T: Temperatura bulbo seco (°C)

El método dinámico consiste en hacer pasar aire con temperatura y humedad relativa

controladas a través de capas delgadas del producto. Este procedimiento es similar al del

método estático, con la diferencia que el espacio comprendido entre las capas delgadas

es llenado con una capa gruesa del mismo producto. Las T y Tbs son medidas

periódicamente a la entrada de cada capa delgada. También se determina el peso con la

misma periodicidad para determinar el CH (Ospina, 2001).

Secado en capa delgada, otras ecuaciones

La norma ASABE S448.1 JUL2001 “Thin-Layer Drying of Agricultural Crops”, hace

revisión (2006) a la norma desarrollada por el Comité de procesamiento y

almacenamiento de granos y alimentos de la ASAE en el año de 1993. La norma ofrece

un procedimiento unificado para determinar y presentar las características de secado de

10


los granos y semillas, específicamente utilizando convección con aire forzado en una capa

delgada del producto.

La norma plantea que los datos experimentales se pueden reportar de dos maneras:

1. Los valores numéricos del contenido de humedad (decimal, base seca) contra el

tiempo.

2. Los valores estimados de k y n incluyendo los errores de estimación, en la

ecuación de Page (ecuación 8):

MR=exp(−k tn) [Ec .8 ]

Diferentes autores han desarrollado ecuaciones para determinar las constantes k y n para

diferentes productos en determinados rangos de temperatura (°C) y humedad relativa (%),

a continuación se muestran las de algunos productos (Figura 5):

Figura 5. Ecuaciones para determinar las constantes de la ecuación de Page para

diferentes productos. (ASABE, 2006).

Existen más modelos matemáticos para calcular el secado en capa delgada, como las

que cita Mahecha (2011) en su trabajo de deshidratación de la uchuva (Figura 6):

11


Figura 6. Otros modelos matemáticos para calcular el secado (Mahecha, 2011).

3. MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales

Unidad acondicionadora de ambientes AMINCO-AIRE.

Cámara de secado.

Estufa de convección forzada con temperatura constante para la determinación del

contenido de humedad de las muestras de producto.

Termómetro de mercurio.

Anemómetro.

Gasa para toma de medida bulbo húmedo.

Frasco con agua

Procedimiento:

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1. Tomar las yucas, someterlas a un lavado con agua y proceder a realizar cortes de

tiras largas de aproximadamente 1 cm2 en la sección transversal.

Figura 7. Corte de 1 cm2 de sección transversal.

2. Tomar cinco muestras representativas del producto para determinar contenido de

humedad inicial por el método de la estufa.

3. Colocar el producto de yucas cortadas en cada una de las bandejas en forma de

capa delgada.

Figura 8. Ubicación cortes de Yuca en capa delgada.

4. Pesar las bandejas unitariamente.

5. Pesar el conjunto Bandejas – Yuca.

13


Figura 9. Peso conjunto bandeja – Yuca

6. La Unidad acondicionadora AMINCO-AIRE cuenta con un tanque el cual debe ser

llenado con agua, él cuenta con un nivel de agua en el costado derecho del

display. Se debe llenar hasta el indicador de MAX y durante su funcionamiento

debe mantenerse en el rango de MIN y MAX.

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Figura 10. Nivel de llenado del tanque con agua.

7. En la unidad acondicionadora AMINCO-AIRE Fijar temperatura y humedad relativa

del aire de secado en nuestro caso de secado de Yuca Fijar 45°C y 10%

respectivamente.

Figura 11. Ajuste por medio de perrillas de la temperatura en el display.

8. Tomar temperatura bulbo húmedo y bulbo seco inicial con ayuda del termómetro y

una gasa humedecida de agua para bulbo húmedo.

Figura 12. Toma de temperatura Bulbo Húmedo y Bulbo seco.

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9. Con la Ayuda del anemómetro tomar el caudal del flujo de aire en 4 posiciones

distintas de la salida de la torre.

Figura 13. Toma velocidad salida de la torre.

10. Ubicar las bandejas con el producto en sus compartimientos los cuales se

encuentra identificados con un número.

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Figura 14. Ubicación de las bandejas respecto a su número en la torre.

11. Realizar tomas de temperatura de bulbo húmedo, temperatura bulbo seco y peso

del conjunto bandeja – producto en un intervalo de cada 30 min las primeras 3

mediciones y luego cada hora las ultimas 5 mediciones.

12. Registrar los datos de los intervalos en una tabla.

13. Finalizar el ensayo cuando no se presente variación en el peso del conjunto

bandeja y producto (alcance el equilibrio).

14. Tomar tres muestras de cada bandeja para determinar el contenido de humedad

final por el método de la estufa.

4. CÁLCULOS Y RESULTADOS

Los resultados obtenidos en la práctica se presentan en la siguiente tabla:

Tabla 3. Determinación del contenido de humedad. 24 horas de secado.

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En primer lugar, es importante conocer el contenido de humedad inicial de la

muestra de estudio, para ello, se utilizó el método de la estufa, con un horno a

105°C, durante 24 horas, a continuación se muestran los resultados obtenidos:

Tabla 4. Determinación del contenido de humedad. 24 horas de secado.

De la anterior tabla, se puede observar que el contenido de humedad inicial de la

muestra era de 63%, las desviaciones estándar tienen un valor bajo, lo que indica

poca dispersión de los valores con respecto a la media, así como el coeficiente de

variación (en decimal), que indica una homogeneidad de los resultados.

Este mismo procedimiento se realiza para cada intervalo de tiempo, obteniendo los

siguientes resultados:

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Tabla 5. Datos de contenido de humedad en base humedad y base seca para

cada intervalo de tiempo.

Para la determinación del contenido de humedad en equilibrio se hizo uso de la

ecuación 2, la cual depende de la humedad relativa, la temperatura de secado y

de los parámetros propios para cada producto, a continuación se observa una

muestra de cálculo para un valor determinado de humedad relativa y temperatura

de secado, la humedad relativa vario durante el ensayo, mientras que la

temperatura permaneció constante, por lo cual en la tabla 6, se muestran los

valores encontrados para cada condición.

Tabla 6.Determinación del contenido de humedad de equilibrio (cálculo de

muestra).

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Tabla 7.Valores de contenido de humedad en equilibrio encontrados para cada

tiempo de secado

Una vez determinado el contenido de humedad en equilibrio de la muestra para

cada intervalo de tiempo, se procede a calcular la razón de humedad para cada

punto, este valor representa el cambio de humedad en el tiempo, y es aquel que

permite la construcción de la curva de secado, para este caso, se utiliza la

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ecuación 1, de Roa y Macedo, en la forma que involucra los valores de contenido

de humedad en base seca, el contenido de humedad inicial y el contenido de

humedad en equilibrio, a continuación se muestran los resultados obtenidos:

Tabla 8. Determinación de la razón de humedad experimental.

A partir de los datos consignados en la tabla 5, se procede a construir las

gráficas que representan la variación del contenido de humedad en base

seca y en base húmeda con respecto al tiempo, es importante tener en

cuenta que dichas graficas tienen la variación de estos parámetros para

cada capa delgada, siendo la capa número uno, la primera en recibir la

corriente de aire, y la capa número tres, la que se ubica más arriba y por lo

tanto su secado se realiza con el aire que ya ha atravesado la capa número

uno y número dos.

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0 1 2 3 4 5 6 7 8 90.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

CH bh vs Tiempo de secado

Capa 1Capa 2Capa 3

Tiempo (h)

CH b

h (d

ecim

al)

Figura 15. Variación del contenido de humedad en base húmeda en el tiempo.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 90

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

CH bs vs Tiempo de secado

Capa 1Capa 2Capa 3

Tiempo (h)

CH b

s (de

cimal

)

Figura 16. Variación del contenido de humedad en base seca en el tiempo.

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Después de tener la relación de humedad para cada una de las muestras

contenidas en las bandejas, se prosigue a calcular la relación de humedad para el

método dinámico de la ecuación 5, donde primero se calcula el promedio de la

temperatura bulbo seco (Tbs), de la temperatura bulbo húmedo (Tbh), y por

medio de la carta psicrométrica correspondiente a 2500 m.s.n.m se determina el

valor de la temperatura de roció (Td).

Tabla 9. Promedios de la temperatura de bulbo seco, bulbo húmedo y de rocío.

Para obtener los valores de presión de vapor de saturación (kg/m2) y Presión de

vapor (kg/m2), se calcula con las formulas (ecuación 6 y 7), Dónde:

Pv=6.112∗exp( 17.7∗23 ,523 ,5 ° C+243.5 )∗100

9.81

Pv=295 ,860 kgm2

Pvs=6.11∗exp( 17.27∗45237.3+45 )∗100

9.81

Pvs=977,127 kgm2

Teniendo en cuenta los valores consignados en la tabla 2. Se tiene que los

parámetros m, n y q para yuca en barras son:

m= 0.0528022 n= 0.378484 q= 0.873252

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Teniendo todos los parámetros se calcula la relación de humedad teórica para cada intervalo de tiempo, donde por ejemplo para un tiempo t=0:

MR=exp ¿

MR=1

Este mismo procedimiento se realiza para todos los tiempos en los cuales fueron

tomados los datos, a continuación se presentan los resultados teóricos obtenidos

para la razón de humedad para el secado en capa delgada de yuca en barras,

conforme a la ecuación 5:

Tabla 10. Valores teóricos de relación de humedad para cada intervalo de tiempo

Una vez obtenidos estos datos es posible graficar la razón de humedad

experimental obtenida por capas, y la razón de humedad teórica obtenida con la

ecuación 5, cuyos parámetros fueron calculados con las ecuaciones 6 y 7, a partir

de esto, puede obtenerse un coeficiente de correlación entre los valores teóricos y

prácticos, obteniendo así el grado de asociación entre las variables teóricas y

experimentales, a continuación se muestran los coeficientes de correlación para

cada capa:

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Tabla 11. Valores teóricos de relación de humedad para cada intervalo de tiempo

Figura 17. Relación de la curva de secado teórica con las curvas de secado

experimentales obtenidas para cada capa.

5. ANALISIS DE LOS RESULTADOS

A partir de este laboratorio, es posible observar y describir el comportamiento

durante el secado de un producto tan consumido en el país como lo es la yuca, es

importante en primer lugar resaltar que el secado es un proceso fundamental para

prolongar la vida útil del producto, ya que como es conocido, el aumento del

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contenido de humedad (o un valor alto de la misma) aumenta la actividad del

agua, la cual desencadena una serie de reacciones que contribuyen a la

senescencia del alimento y además crean las condiciones necesarias para el

desarrollo de microorganismos que afectan la calidad del mismo; en la sección de

cálculos y resultados se presenta la relación existente entre la razón de humedad

y el tiempo que transcurre mientras el producto es sometido a secado, en primer

lugar si se analiza con detenimiento la tabla 3, donde se consignan los datos

obtenidos en el laboratorio, es posible apreciar, que durante la primera hora es

donde se presenta la perdida más crítica de peso y por lo tanto de contenido de

humedad, valores que son mayores a los 150 gramos en el caso de la primera

variable y del 7% en el caso del contenido de humedad de la muestra, si

consideramos que la pérdida total de peso fue alrededor de 400 gramos, y la

pérdida total de contenido de humedad fue en promedio del 20% entre las tres

capas estudiadas, se puede afirmar que durante la primera hora, se llevó a cabo el

38% del proceso, y el restante 62% se realizó en un tiempo más prolongado,

correspondiente a 7 horas, esto se debe a que durante este tiempo, se realizó el

secado del agua libre, el cual es el tipo de agua más fácil de remover del producto

al no tener fuerzas que lo aten a las moléculas o componentes internos del

alimento en estudio; en cuanto al contenido de humedad en equilibrio se observa

que el valor no cambia mucho en el tiempo, ya que se mantienen la temperatura

de secado y la humedad relativa de dicho aire, si se observa ahora la tabla 10, en

donde se consignan los valores de razón de humedad experimentales para cada

capa de producto y los valores obtenidos con los parámetros de presión de vapor

y presión de vapor de saturación de las condiciones del proceso, se puede

observar claramente que la razón de humedad disminuye en un 30% desde el

comienzo del ensayo hasta su terminación, es importante resaltar, que si el

ensayo se hubiese prolongado, probablemente se hubiera observado que un

descenso más dramático en las variables de peso y razón de humedad, se

observa así mismo que la capa que más se ajusta a los valores teóricos de razón

de humedad en el proceso es la capa número dos, Teniendo en cuenta que la

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capa más cercana al plenum entra en contacto primero con el aire que las otras

capas, el producto en esta capa será sometido a procesos de transferencia de

calor y masa más fuertes, ya que el aire tiene mayor capacidad para hacerlo, así

la razón de humedad tendrá el valor más bajo de todas las capas, mientras que la

última capa, la más alejada del plenum, tendrá el valor más alto para un mismo

instante de tiempo al entrar en contacto con aire más exhausto, con menor

capacidad de secado.

En la práctica surgen diversos factores de dispersión de los datos que hacen alejar

el comportamiento real, del ideal. Por ejemplo, en el momento de toma de datos,

mientras de determinaba la temperatura de bulbo seco y la temperatura de bulbo

húmedo, la bandeja 1 permanecía fuera del secador, afectando el proceso.

Mientras que la bandeja 2 tuvo la oportunidad de permanecer en condiciones más

estables de secado; si en ensayos de tiempo determinados, la temperatura del

aire secante se estuviera variando, las propiedades psicométricas del mismo,

cambian, al aumentar la temperatura de bulbo seco, la temperatura de rocío

cambiará, variando la diferencia numérica entre estas dos temperaturas, que

definen la presión de vapor y la presión de vapor de saturación, cuya diferencia es

el término elevado por el coeficiente n, dentro del exponencial, que se encuentra

en la ecuación 5, es decir, que la razón de humedad tendrá un descenso mayor a

medida que la temperatura aumente, y un descenso menor si la temperatura se

mantiene o se disminuye durante los ensayos, dado el comportamiento

exponencial de la curva tal y como se observa en la figura 17; si se analiza más

detenidamente cómo varia la curva de secado obtenida experimentalmente, con la

calculada por la ecuación de Roa y Macedo, se observa que la curva de secado

obtenida por la ecuación de Roa y Macedo se comporta de manera similar a las

curvas obtenidas con los datos experimentales, disminuyendo la relación de

humedad de manera exponencial con el tiempo. Lamentablemente en el

experimento no se logró llevar hasta contenidos de humedad más bajos, de tal

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manera que la curva de secado teórica presenta menores valores de razón de

humedad que los alcanzados en la práctica.

6. CONCLUSIONES El secado es uno de los procesos más importantes para prolongar la vida

útil de los alimentos tales como la yuca, dado que mediante este proceso

se disminuye la actividad de agua en el producto, retrasando las

reacciones químicas que se producen en el mismo y conllevan a la

senescencia y así mismo disminuyendo el riesgo de desarrollo de

microorganismos que afecten su calidad.

Los modelos matemáticos de secado cumplen satisfactoriamente con altos

grados de correlación con los datos experimentales, brindando una gran

herramienta para simular procesos mediante programas informáticos,

ahorrando grandes cantidades de recursos y tiempo.

El comportamiento que tuvo la yuca al someterse al secado fue disminuir el

contenido de humedad con el paso del tiempo, el tiempo de secado fue de

8 horas, el contenido inicial de humedad fue del 63% y el contenido de

humedad final promedio de la yuca fue del 35%.

Según las curvas de secado obtenidas experimentalmente se puede decir

que tienen un comportamiento muy acertado, teniendo coeficientes de

correlación muy cercanos a 1, es importante tener en cuenta que se

hubiese podido tener una mejor correlación si el tiempo de secado hubiese

sido más prolongado, ya que se hubiese podido alcanzar valores más

cercanos a los obtenidos con la ecuación de Roa y Macedo.

Se debió obtener que la pérdida de peso más pronunciada hubiese

correspondido a la bandeja número uno, ya que es la más cercana al

plenum y quien recibe el aire con el menor contenido de humedad, ya que

no ha absorbido humedad al pasar por una capa previa, se encontró en

cambio que la capa con mayor pérdida de contenido de humedad fue la

numero dos, ya que esta recibía el aire directamente cuando la bandeja

número uno se encontraba fuera del secador durante la medición de la

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temperatura, lo cual también provoco posiblemente que este ganara

humedad.

7. RECOMENDACIONES

Debido a la manipulación de las bandejas para su respectivo pesaje, se

sufrían alteraciones en las muestras de yuca, ya que al interactuar con el

medio ambiente que se encuentra a menor temperatura y para las últimas

mediciones a menor humedad relativa, es por esto que recomendamos

instalar pesas en el interior para cada bandeja que permita obtener el peso

en el tiempo requerido sin producir alteraciones.

Para que las muestras lleguen al contenido de humedad en equilibrio y

poder obtener resultados concluyentes se debe disponer de mayor

cantidad de tiempo para el desarrollo del laboratorio, para así obtener más

datos y disminuir el margen de error.

Es importante realizar cortes más uniformes de 1 cm2 por una longitud

estándar para tener unos parámetros de producto más uniforme y así

obtener un secado más uniforme. Se puede hacer uso de instrumentos de

corte.

Se recomienda no dejar el producto tanto tiempo afuera del secador, con el

fin de obtener resultados más precisos y lograr un mejor secado, tal y como

se presentaba en el caso de la bandeja número uno, la cual permanecía

afuera mientras se realizaba la lectura de temperatura de bulbo húmedo y

bulbo seco.

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Informe-n-7-Secado en Capa Delgada (1)