INVESTIGACION, DISEO Y EVALUACIN DE UN SECADOR SOLAR PARA EL
SECADO INDUSTRIAL DE TOMATE.RESUMENEste informe final es el resumen
de un trabajo realizado durante un ao, bajo la supervisin del COIN
y bajo la responsabilidad del Mgr. Cesar Rivasplata y los dos
miembros pertenecientes a este proyecto.El COIN durante el
transcurro del ao ha ido supervisando este proyecto cada tres meses
mediante un informe correspondiente.En la primera parte de este
proyecto de Diseo y evaluacin de un secador solar para el secado
industrial de Tomate, se ha recopilado informacin referidos a la
teora, experiencia peruana e internacional.En la segunda etapa se
han realizado las primeras evaluaciones de las muestras en un
secador solar tipo cabina y directo.Y en la tercera etapa se ha
visto la composicin, importancia y consecuencias de la
deshidratacin de la muestra (tomate), los datos y observaciones
durante el proceso de evaluacinPor otro lado este proyecto pretende
incentivar, la incursin en procesos de transformacin de productos
agrcolas como es el tomate con la tecnologa intermedia, como es, la
aplicacin tcnica de la energa solar en el proceso de produccin, en
el que los costos de operacin sean bajos.INTRODUCCINLa creciente
poblacin mundial obliga a la humanidad a disponer de una mayor
cantidad de alimentos, principalmente cuando los productos agrcolas
son como granos, vegetales,etc. La produccin de tales productos es
enormemente influenciada por las condiciones climticas que
favorecen e impiden dicha actividad durante determinados periodos
del ao. Generalmente esto con lleva el almacenamiento de una pequea
porcin de las cosechas que pueden variar de 3 a 8 meses. Muchos
mtodos existen para respaldar un almacenamiento apropiado, los
cuales varan en cada territoriio climtica, estos incluyen la
conservacion en sal o azcar, secado o deshidratacin, enlatado en
seco,etc. Uno de las tcnicas tradicionalmente usados ha sido la
deshidratacion al sol, que se trabaja en todo el mundo, siendo un
mtodo habitual y relativamente barato, lo que lo hace
particularmente llamativo.EVALUACIN DEL RENDIMIENTO DE LOS
SECADORES SOLARESPara poder evaluar la factibilidad econmica de
invertir en un secador solar o para definir el tipo de secador ms
rentable deben considerarse diversos aspectos:a.Las ventajas de
incorporar el proceso de secado en el ciclo productivo para evitar
perdidas de productos perecederos, mejorar el valor agregado e
incorporar posibilidades de industrializacin o aumentar el numero
de cosechas.b.La eficiencia del secado solar respecto al secado
tradicional y/o al secado convencional utilizando electricidad o
combustible y la importancia de esta tecnologa para la conservacin
de alimentos y desarrollo de energas nuevas.c.Algunos elementos
tcnicos a tener en cuenta para comparar eficiencia respecto al
secado tradicional son:Posibilidades de alcanzar una humedad final
del producto realmente adecuada para conservacin (HR >
50%).Temperaturas de sacado que permiten eliminar algunas plagas
dainas apara la conservacin (T > 60 C).Tiempos de secado ms
cortos y controlados y posibilidad de evitar exposicin directa al
sol lo cual favorece la calidad del producto.Mayor independencia de
las condiciones meteorolgicas.Proteccin de plagas, insectos,
roedores o robos.El desarrollo de estos equipos requiere mano de
obra local y materiales del lugar. Estos hechos, en la medida que
los prototipos se generalizan favorece el desarrollo regional
generando empleo en niveles bsicos de industrializacinCONDICIONES
PARA LA CONSTRUCCIN DE UN SECADORA partir de un pre-diseo adecuado
para el producto ha ser deshidratado, deber conocerse ciertas
caractersticas, como ser: humedad, temperatura, humedad, etc.,
entonces tomamos las siguientes condiciones necesarias, para la
construccin del secador solar:a)METEOROLGICASb)OPERABILIDADc)TIPOS
DE BANDEJASMETEOROLGICAS.- Para esto debemos conocer el lugar donde
va ha ser instalado, o por lo menos tener referencias de las zona
como ser: la velocidad del viento, altitud humedad relativa, etc,
entonces conociendo todos estos aspectos se toma en cuenta la
resistencia del secador ha ser construido.OPERABILIDAD.- Esta
condicin es bastante importante conocer o tener referencia en
cuanto a la va de comunicaciones y distancia de la zona, entonces
para zonas alejadas, el secador debe ser desmontable, para as
facilitar el transporte, para zonas poco alejadas, los secadores
ser parcialmente desmontables y por ltimo apara zonas cercanas los
secadores pueden ser totalmente fijos.
TIPOS DE BANDEJAS.- existen tras tipos de bandejas que estn
dadas por las caracterstica del producto y el diseo del secador:1.
Bandeja Fijas.2. Bandejas Mviles3. Bandejas Combinadas1. Bandejas
Fijas.- Son bandejas que estn fijadas en la estructura y que adems
ayuda a rigidizar en el secador, se utiliza para productos pesados,
ejemplos: Durazno, higo, arroz, etc.2. Bandeja mviles.- Son
bandejas porttiles o deslizantes, a travs de rieles, la cual
permite el fcil manejo delproducto junto con la bandeja, dentro y
fuera del secador, facilita la limpieza. Son utilizados para
productos livianos, ejemplo: rocoto en rodajas, papa rallada,
pltano en rodajas.3. Bandejas Combinadas.- Es el complemento de los
dos tipos de secadores diseados generalmente con pasillo, existen
bandejas fijas y en la parte del pasillo se aprovecha el espacio
con las bandejas mviles ya sea deslizantes o porttiles. Son
utilizados en productos ligeramente pesados, ejemplos: alfa alfa,
etc.OPERATIBILIDAD DE SECADORES SOLARES Secadores Solares
Desmontables. Secadores Solares semi-desmontables. Secadores
Solares Fijos.a.- Secadores Solares desmontables.- Son aquellos que
en su totalidad de sus piezas de la estructura se adosan entre
tetones y hembras, donde estas a su vez van aseguradas por pernos.
Estos secadores son diseados ms propiamente para prototipos en las
cuales no es fcil el traslado, montaje y desmontaje.b.- Secadores
Solares Semi-desmontables.- son aquellos secadores que tienen arcos
fijos y que simplemente, estn separados por travesaos asegurados
por pernos en estos secadores las bandejas pueden ser fijas como
mviles.c.- Secadores Solares Fijos.- estos secadores son de
estructura fija, o sea son unidas en todas sus partes por soldadura
oxgeno-acetileno.
CLASIFICACIN DE LOS SECADORESSe clasifican segn el modo de
calentarse o manera que se utiliza el calor derivado de la radiacin
solar: Secadores solares directos Secadores solares indirectos
Secadores solares mixtos (directos e indirectos) Secadores solares
de madera Otros secadoresSECADORES SOLARES DIRECTOSSon aquellos
secadores donde el producto a deshidratarse, se coloca en un
receptculo con cubierta o panales laterales transparentes. El calor
es generado por la absorcin de radiacin solar sobre el producto
mismo as como las superficies internas de la cmara secadora. Este
calor evapora la humedad del producto que ha de sacar. Adems sirve
para expandir el aire en el recinto, provocando as la eliminacin de
la humedad por la circulacin del aire. La cubierta de plstico
estabilizado impide la filtracin de rayos ultravioletas y la
disipacin de los rayos infrarrojos, la cual evita el dao y prdidas
en cuanto a sus propiedades nutritivas del producto, generalmente
son usados para: frutas, legumbres, hortalizas y otros.
2. SECADORES SOLARES INDIRECTOSSon aquellos secadores en el que
la radiacin no cae directamente sobre el producto, logrando secar
en sombra o en oscuridad. Esta clase de secador requiere de un
colector adicional, ste absorbe el calor y luego transmite ala
cmara de secado, estos secados son fijos en su estructura, se
utiliza para plantas medicinales, hierbas, rocoto, etc.
3. SECADORES SOLARES MIXTOS (Directos e Indirectos)En estos
secadores, la accin combinada de la radiacin no cae directamente
sobre el material que se ha de secar, precalentado en colector
solar y se conduce luego a la cmara de secado para deshidratar el
producto.4. SECADORES SOLARES DE MADERAEstos secadores se han
puesto en una categora especial, porque constituyen una importante
aplicacin de esta tecnologa, en la mayora de los casos se utiliza
ventilacin forzada, ya que la circulacin apropiado del aire ayuda a
moderar el ritmo del secado a fin de evitar el endurecimiento
superficial.5. OTROS SECADORESEn los sacadores de cmara el material
se seca en receptculo. En los secadores bastidores o de bandejas el
material se coloca sobre bastidores de tela metlica o similar.En
los secadores hbridos se utilizan potra fuente de energa como ser:
un combustible o electricidad, apara suministrar calor o ventilacin
suplementarios.PARTES DE UN SECADOR
IMPORTANCIA DE CONSERVAR LOS ALIMENTOS.La humanidad desde
tiempos inmemoriales encontr razones de importancia que lo llevaron
a decidir producir y conservar los alimentos que no poda consumir
de forma inmediata y completa luego de la cosecha. Quizs algunas de
estas razones fueron:Porque al prolongar la vida til se aumenta su
disponibilidad y consumo.Porque as se protegen de otras especies
que tambin compiten por su consumo.Porque facilita alimentar de
manera variada a amplias poblaciones an alejadas de los sitios de
cultivo en forma simultnea.Porque le ahorran tiempo y esfuerzo al
consumidor y a la vez le dan placer y bienestar.Porque es posible
aplicar tcnicas de conservacin que le mantienen su alta calidad
sensorial y nutricional a costos razonables.Porque permite
estabilizar el suministro y los precios de los diferentes vegetales
estacionales.Porque permite disponer en cualquier lugar y en
cualquier momento de cantidades suficientes de los alimentos
sometidos a conservacin.CONSECUENCIAS DE LA DESHIDRATACIN DE
ALIMENTOSPor lo general la deshidratacin produce cambios fsicos,
qumicos y sensoriales en los alimentos. Entre los cambios fsicos
estn el encogimiento, endurecimiento y la termo plasticidad. Los
cambios qumicos contribuyen a la calidad final, tanto de los
productos deshidratados como de sus equivalentes reconstituidos,
por lo referente al color, sabor, textura, viscosidad, velocidad de
reconstitucin, valor nutritivo y estabilidad en el almacenamiento.
Con frecuencia estos cambios ocurren solo en determinados
productos, pero algunos de los principales tienen lugar en casi
todos los alimentos sometidos a deshidratacin, y el grado en que
ocurren depende de la composicin del alimento y la severidad del
mtodo de secado.El oscurecimiento tambin puede deberse a reacciones
no enzimticas. Estas se aceleran cuando los alimentos se someten a
altas temperaturas y el alimento posee elevada concentracin de
grupos reactivos y el secado alcanza niveles del 15 a 20%.Cuando se
superan los niveles de deshidratacin como el 2% los cambios en el
color son menos intensos.Otra consecuencia de la deshidratacin de
alimentos es la dificultad en la rehidratacin. Las causas son de
origen fsico y qumico, teniendo en cuenta por una parte el
encogimiento y la distorsin de las clulas y los capilares y por
otra, la desnaturalizacin de las protenas ocasionada por el calor y
la concentracin de sales. En estas condiciones estas protenas de
las paredes celulares no podrn absorber tan fcil de nuevo el agua,
perdiendo as la turgencia y alterando la textura que caracteriza a
un determinado alimento.El punto crtico es que el material biolgico
que son los alimentos nunca es completamente homogneo y tiende a
comportarse de manera diferente debido a que es diferente su
composicin inicial, cantidad y caractersticas del agua que posee;
los patrones de encogimiento, migracin de solutos y ms importante,
que cambian sus propiedades a lo largo de la operacin de secado.
Por todo lo anterior es definitivo combinar unas buenas condiciones
de proceso, equipos adecuados y experiencia con los productos a
deshidratar.Es de la mxima importancia conservar secos los
productos deshidratados, pues la presencia de un mnimo de
humedadEVALUACIN Y EXPERIMENTO DE LA INVESTIGACION1. MATERIA
PRIMA.30 Kg de Tomate maduros de color rojo, firmes y sanos.2.
MATERIALES. Cuchillos en buen estado. Bandejas, para poner
productos. Pesa, para obtener rendimientos. Baldes o cubetas
plsticas. Leja Deshidratador solar bsico. (secador solar tipo
cabina y directo) Secador tipo cabina de 6 bandejas. Secador
directo de 2 ambientes. Cloro. Agua. Cuchillo. Balanza y pesas.3.
PROCESAMIENTO.3.1 Recepcin, pesado y seleccin. Se recepcionan los
tomates, se pesan para rendimientos industriales y se seleccionan
los tomates sanos y de color uniforme.3.2 Lavado. Con abundante
agua potable.3.3 Eliminacin del cliz y pednculo. Eliminar ambas
partes con cuidado de no daar los tomates.3.4 Cortado longitudinal
o transversalmente Se cortaron en mitades.3.5 Inmersin en solucin
de metabisulfito de sodio. La concentracin de la solucin es de 1
gramo por litro de agua. Sumergir por 15 a 20 minutos.3.6 Secado de
trozos al sol. Se escurre el exceso de solucin y se colocan en
bandejas de malla plsticas del secador solar. El periodo de secado
es hasta que los trozos sean quebradizos.DATOS OBTENIDOSPrimer da
(Viernes) Total del producto30 kilos Temp. Inicial del secador tipo
cabina Tiempo de inicio 3:10 p.m Temperatura en el colectorSegundo
da (sbado) 31C Hora: 12:00 Peso 1era bandeja3.745 kg. No present
problema algunoCuarto da (lunes)Hora: 10:00 a.m. 2da bandeja :
2.7202 3ra bandeja: 8873. 4ta bandeja: 175Observaciones:Secador
tipo cabina 5ta bandeja 2.752 6ta bandeja 2.858 Por la maana se sac
del secador las 2 primera bandejas estas fueron colocados en el
secador directo. Los tomates presentaban hongos y mosquitos. Esto
se debi al exceso del producto y a la saturacin del aire. Se trato
de mantener una temperatura constante o hacer que circule el aire
durante la noche, para esto colocamos un foco de 150 W (5 8
p.m)Secador directo Por la tarde algunos tomates estaban quemados.
Esto se debi a que el plstico que cubra el producto no era el
indicado. Se cambi el plstico transparente por un plstico
opaco.Quinto da (martes)Hora: 11:30 a.m.Secador directo 1ra bandeja
(sellado por los contornos): 1.142 KgSecador tipo cabina2da bandeja
(cerrado con una tapa); 1.465 Kg6ta bandeja 1.725
grObservaciones:Secador tipo cabina Al parecer el foco que habamos
colocado no produca el calor necesario para que circule el aire. La
luz atraa ms a los mosquitos. Durante el da la presencia de
mosquitos desaparece.Secador directo No ha presentado problema
alguno ya sea hongos, mosquitos ni quemaduras del producto. La
primera bandeja ha sido cubierto totalmente con plstico. Y la
segunda bandeja ha sido tapado con una tapa forrado con plstico. En
la primera bandeja el proceso de secado se ha llevado con mayor
rapidez, esto lo podemos apreciar en el peso del producto. En la
primera bandeja se han formado gotas de agua debido ha que se han
cerrado algunas salidas de aire por error.Sexto da (mircoles)Hora:
12:00 a.m.Secador directo 1ra bandeja (sellado por loscontornos):
412 gr
Secador tipo cabina2da bandeja (cerrado con una tapa): 642 gr6ta
bandeja 1.185 grObservaciones:Secador tipo cabina La mayora del
producto se ha ido pudriendo. Durante la tarde y al siguiente da (6
p.m. hasta 7 a.m.) presenta mosquitos.Secador directo No ha
presentado problema alguno.Stimo da (jueves)Hora: 12:00 a.m.Secador
directo 1ra bandeja (sellado por los contornos): 237 grSecador tipo
cabina2da bandeja (cerrado con una tapa): 215 gr6ta bandeja 628
grObservaciones:Secador tipo cabina El producto se ha ido
pudriendo. El proceso de secado ha sido lentoSecador directoEl
proceso de secado ha terminadoo Este producto ha secado desde el da
viernes a las 12:00 m en el secador tipo cabina siendo llevado al
secador directo en da Viernes en el secador tipo cabina y el da
lunes ha sido llevado al secador directo, concluyendo su secado en
6 das: 3 das en el secador tipo cabina3 das en el secador
directoOctavo da (viernes)Hora: 12:00 a.m.Secador directo 1ra
bandeja (sellado por los contornos): 207 grSecador tipo cabina
2da bandeja (cerrado con una tapa): 225 gr 6ta bandeja 340 gr5ta
bandeja 469 grObservaciones:Secador tipo cabina La 5ta y 6ta
bandeja han sido colocado en el secador directo despus de 7 das de
secado en el secador tipo cabina. Es producto se encuentra un poco
seco presenta hongos.Onceavo da (lunes)Las bandejas 6 y5 fueron
sacadas del secador presentando un buen secado sin hongos y
mosquitos.Doceavo da (martes)Hora: 12:00 a.m.Secador tipo cabina4ta
bandeja 193 gr 3ra bandeja 194 grTreceavo da (mircoles)Hora: 12:00
a.m.Secador tipo cabina4ta bandeja 187 gr 3ra bandeja 189
grCatorceavo da (jueves)Hora: 12:00 a.m.Secador tipo cabina 4ta
bandeja 172 gr3ra bandeja 170 grdirectoQuinceavo da (viernes)Hora:
12:00 a.m.Secador tipo cabina4ta bandeja 168 gr 3ra bandeja 164
gr
RECOMENDACIONES Utilizar preferentemente los de carne firme.
Partirlos a rodajas de 1 cm aproximadamente y dejarlos escurrir.
Colocarlos en el interior del secador, sobre una bandeja de secado,
y ste expuesto al sol. Controlar diariamente el avance de la
desecacin y retirar de inmediato cualquier muestra que presente
seales de moho o se "pique". Al cabo de pocos das toman un color
rojo que indica que estn a punto de almacenarlos Mantener la
continuidad de temperatura del secado. Mejorar las condiciones de
secado mediante una circulacin forzada. Tratar de que la radiacin
que llega al colector se constante, ya que en nuestro caso no era
as debido a los rboles cercanos al rea de trabajo. Se recomienda
realizar el la toma de tatos por la tarde para evitar prdidas de
calor.CONCLUSIONES Al iniciar este secado se colocaron 6 bandejas,
donde cada una de ellas tena 5kg de tomate. Estas bandejas se han
ido sacando y colocando de 2 en 2 en el secado directo, reduciendo
as el peso y las bandejas en el secado tipo cabina quedando al
final slo 2 bandejas. El proceso de secado en el secado tipo cabina
ha culminado despus de 2 semanas Y el secado el secador directo ha
sido en 1 semana. En el secador tipo cabina el producto entro en
etapa de descomposicin durante el secado. Por experiencia se sabe,
que con el cielo nublado, el secado es muy lento. Mientras ms
fuerte es el sol, mejor funciona el secado. Otro factor, adems del
sol, es el viento. Mientras mas seco es el aire, mejor funciona el
secado. Como durante medioda el sol es ms fuerte, el aire esta ms
seco. El calor solar secar nuestros productos. Si tenemos algo de
viento, mayor cantidad de calor se mueve alrededor de los productos
y este quita la humedad ms rpidamente.BIBLIOGRAFA REINHARD MAYER
FALK. Introduccin al secado solar tcnico de productos agrcolas. La
Paz Bolivia 1992 THOMAS REBOHLE. Asesora sobre la tecnologa de
alimentos sometidos al secado solar. Informe elaborado en el marco
del proyecto de secado solar. Lima, Febrero 1988. II SEMINARIO
NACIONAL DE ENERGA SOLAR 9-10-11 de Setiembre. La Paz 1992. II
SEMINARIO DE SECADO SOLAR. Cusco, 21-24 Abril 1986.-
REFERENCIAS
http://www.drcalderonlabs.com/Cultivos/Tomate/Requerimientos_Nutricionales.htm
http://www.mercanet.cnp.go.cr/Desarrollo_Agroid/documentospdf/Elaboraci%C3%B3n%20de%20Tomate%20deshidrat
ado.pdf
-
