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ao de la diversificacin productiva y del fortalecimiento de la educacin
universidad nacional de la amazonia peruana
facultad de ingeniera en industrias alimentarias
INFORME N1
TITULO: Atomizacin de la pulpa de la cocona
CURSO : operaciones unitarias III
DOCENTE: ing. Elmer Trevejo Chvez
ALUMNA: Milena Caballero Crdova
SEMESTRE:I- 2015
IQUITOS PER
2015
TITULO: Atomizacin de la pulpa de la cocona
II.OBJETIVO
Orientar a los estudiantes sobre el proceso que se siguen para el secado por atomizacin.
Comprender y entender el proceso de pulverizacin de una solucin suspendida en una corriente de aire caliente que se deshidrata en forma casi instantnea en este caso hablamos de la pulpa de cocona.
Orientar al estudiante sobre las grandes ventajas que posee este proceso de secado por atomizacin en relacin a otro tipo de secado.
Familiarizar al estudiante y adistralo con el proceso de secado de spray drying.
Observar con cul de los encapsulantes con la que ha trabajado la tesista va generar un mayor rendimiento del producto final
III.FUNDAMENTO TEORICO
Proceso de Secado Spray
Existe una gama muy amplia de productos que requieren el uso del sistema de secado por atomizacin (Spray Dryer), que mantiene las propiedades fsico- qumicas de los productos y que en algunos casos llega a mejorar esas propiedades. A travs de una solucin, emulsin, suspensin o pasta, es enorme la diversidad de productos que se pueden secar por medio de este sistema en las industrias Qumica y Alimenticia. Leche en polvo, jugos, sopas instantneas, detergentes, etc., son algunos de los ejemplos de conocimiento general.
El proceso se caracteriza en pulverizar el fluido dentro de una cmara sometida a una corriente controlada de aire caliente. Este fluido es atomizado en millones de micro gotas individuales mediante un disco rotativo o boquilla de pulverizacin. A travs de este proceso el rea de la superficie de contacto del producto pulverizado se aumenta enormemente y cuando se encuentra dentro de la cmara con la corriente de aire caliente de secado produce la vaporizacin rpida del solvente del producto, generalmente agua, provocando frigoras en el centro de cada micro gota donde se encuentra el slido, que seca suavemente sin gran choque trmico, transformndose en polvo y terminando el proceso con la colecta del mismo.
Funcionamiento en el interior de un atomizador
Grfico de vaporizacin
Mtodo contra corriente
Las ventajas de dos sistemas interiores de un atomizador
Mtodo combinado tipo fuente
Mtodo contra corriente
Descripcin del proceso de Secado por atomizacin (spray drying).
Componentes Secador Spray
1) Tanque de Alimentacin. 9) Cmara de Secado con Puerta y Mirillas.2) Filtro de Producto. 10) Conductos de Interconexin.3) Bomba Dosificadora. 11) Cicln de Salida de Producto.4) Conjuntos de Caeras, 12) Vlvula Rotativa.Vlvulas y Accesorios. 13) Ventilador de Aspiracin.5) Quemador Completo. 14) Chimenea.6) Generador de Gases 15) Tablero de Control y Comando.Calientes Directo. 16) Lavador de Gases Efluentes.7) Atomizador Completo. 8) Dispersor de Aire Caliente.
El producto lquido se encuentra alojado en el Tanque de Alimentacin (1). A travs de un Filtro de producto (2), es impulsado por la Bomba (3) y por el Conjuntos de tuberas y Accesorios (4) hasta el Atomizador (7). El Quemador del horno (5) y su Cmara (6) proveen la temperatura necesaria para la Corrientes de Aire Calientes, que forzada por el Ventilador (13), circula a travs del Dispersor (8) distribuyndose uniformemente alrededor del disco del Atomizador (7), del cual fluye el Lquido pulverizado. Cuando ste ultimo choca con el Aire Calientes el Secado se produce en forma casi instantnea debido al tamao de la gota. Como parte de sta es slido (producto en determinada concentracin) cae en forma de polvo en el interior de la Cmara de Secado (9), siendo aspirado por el Ventilador (13), es llevado por la tuberas de Interconexin (10) hasta al Cicln (11) que es el encargado de separar el polvo del Aire y extraerlo en forma de producto terminado.
Este ultimo sale mediante una Vlvula Rotativa (12) para su envasado. El Aire separado escapar al exterior por medio de una Chimenea (14) llevndose consigo un muy pequeo porcentaje de polvo. Para salvar sta prdida GALAXIE Secado Spray ofrece Como opcional la utilizacin de un Sistema Lavador de Gases (16) que permite recuperar el producto y volverlo a utilizar, en caso de ser costoso y/o evitar la contaminacin ambiental.
IV.MATERIALES:
50 KG de cocona
Goma arbica
Gelatina entre los 3 encapsulante elegimos 1
Carboxil metil celulosa (CMC)
Diferentes materiales de vidrio (vasos, probetas, etc.)
Equipos:
Atomizador
Cocina
licuadora
ollas
baldes
envases
coge ollas
cucharas (grande y pequea)
Balanza
Sacarmetro : Se utiliz un sacarmetro 0 - 30 Brix
Termmetro de 0-100
Cuchillo de acero inoxidable
V. PROCEDIMIENTO:
Para cumplir con los objetivos planteados en esta investigacin el trabajo experimental se realiz por etapas
1. Recepcin de materia prima:Revisamos que todo est en perfecto orden.
2. Lavado: Se lav la fruta con agua corriente con la finalidad de eliminar la materia adherida a la superficie y con la ayuda de un cuchillo se pas a retirar la coronita de las coconas.
3. Escaldado: se escalda ala cocona por un tiempo de 15 minutos a la temperatura de ebullicin
4. Enfriamiento:Se realiza para luego pulpearlo con una mayor tranquilidad y facilidad.
5. Extraccin del jugo: La fruta escaldada se pas a pulpearlo en la pulpeadora. La pulpa obtenida se transform de su estado semi-slido a un estado pastoso por accin de presin contra una malla fina (colador de acero inoxidable), para extraerle el jugo que contena.
6. Dilucin del jugo: El jugo que se obtuvo era pastoso por lo que fue necesaria su dilucin en agua.
7. licuado: al resultado de esta dilucin lo licuamos con el encapsulante que se va trabajar (gelatina, goma arbica, Carboxil metil celulosa (CMC)).
8. secado: Se efectuaron los ensayos de secado por atomizacin variando las condiciones de operacin y as mismo se observ el efecto del uso de diferentes tipos de encapsulante y sus respectivas concentraciones.
Diagrama de flujo para la obtencin de cocona en polvo
COCONA
SELECCION Y CLASIFICACION
LAVADO
ESCALDADO
ENFRIADO
EXTRACCION DEL JUGO
DILUCION DEL JUGO
ADICION DE ENCAPSULANTE
SECADO
ENVASADO
PRODUCTO FINAL
Resultados
Balance de materiales para un secado por SPRAY
La ecuacin de transferencia de masa, se utilizan para determinar la distribucin de los tomos del soluto en la fase slida; el modelo para las tres zonas y otras condiciones auxiliares se formulan como sigue:
a. Ecuaciones basadas en la transferencia de calor
Zona del recubrimiento slido
Zona de solidificacin del recubrimiento
Zona lquida del recubrimiento
b. Condiciones auxiliares
Las condiciones dadas por las ecuaciones del (1) al (3) y las condiciones auxiliares (4) al (10) son formuladas sobre la base de las siguientes consideraciones:La temperatura inicial T3 es igual a T3 = Tp + 150C, donde Tp es la temperatura de fusin del material de recubrimiento, al cual se aade entre 100 a 150C ms para mantener totalmente la fase lquida.Para calcular el espesor de recubrimiento se debe efectuar balance de energa requerida para fundir el material de recubrimiento y la energa producida por el horno, los cuales vienen dados por:
Energa para fundir el material
Energa entregada por el horno
Igualando la ecuacin (11) con (12) se obtiene el espesor del material de recubrimiento
P es la potencia del horno y la f la fraccin de la potencia;
El gasto del material de recubrimiento se determina por la conservacin de la masa como sigue:
Desarrollando la relacin 14 se obtiene la cantidad de aporte del material de recubrimiento
Clculos e interpretacin de los resultados
Anlisis la pulpa de la cocona
Para llevar a cabo los ensayos experimentales se analiz la pulpa de la cocona (estado pastoso), obtenindose los siguientes resultados:
Parmetro reporte resultados
Fibra (g)
1,68
Humedad(g)
90
Energa(kcal)
40
Protena(g)
0,9
cido ctrico (%)
0,8
Brix
0,8
Cenizas
0,9
Secado del jugo con adicin de cmc (3%)
Muestra
M1
Estado del jugo
diluido
Peso de CMC, %
3
Volumen, ml
100
Slidos solubles, %
14
Tiempo de secado, min
33
Velocidad de alimentacin, g/min
6,42
Temperatura de alimentacin, C
24
Temperatura de entrada del aire, C
110
Temperatura de salida del aire, C
48
Presin del aire del atomizador, Kg/cm2
6
Dimetro del rodete, cm
5
Velocidad del atomizador, RPM
30 835
Rendimiento, % ( * )
15,00
Observacin: M1. Deposicin del producto en las paredes del secador pero a comparacin con el 5% el rendimiento mejoro considerablemente.
* El rendimiento es con respecto a los slidos de la solucin a secar.
Secado del jugo con adicin de cmc (5%)
Muestra
M1
Estado del jugo
diluido
Peso de CMC, %
5
Volumen, ml
100
Slidos solubles, %
11
Tiempo de secado, min
19
Velocidad de alimentacin, g/min
10,87
Temperatura de alimentacin, C
24
Temperatura de entrada del aire, C
110
Temperatura de salida del aire, C
68
Presin del aire del atomizador, Kg/cm2
6
Dimetro del rodete, cm
5
Velocidad del atomizador, RPM
30 835
Rendimiento, % ( * )
..
Observacin: M1.El producto obtenido qued adherido a las paredes del secador, difcil de remover y cuando trabajamos con este porcentaje la pulpa va adoptando un mayor espesor parecindose cada vez ms a un moco.
* El rendimiento es con respecto a los slidos de la solucin a secar.
CONCLUSIONES
La pulpa de cocona si puede ser deshidratado por el mtodo de secado por atomizacin o aspersin debido a que el producto obtenido no es higroscpico ni posee una naturaleza termoplstica.
Para deshidratar la pulpa de cocona por atomizacin es necesario el empleo de un encapsulante para evitar la plastificacin de la pulpa y que este quede adherido a las paredes del secador dificultando su remocin.
La preparacin del jugo de alimentacin ms adecuado es usando la relacin agua: pulpa
En las pruebas realizadas al utilizar goma arbica como sustancia encapsulante se obtuvo mejores resultados que utilizando cmc como encapsulante
Los resultados obtenidos en estas prcticas indican que tanto la metodologa utilizada como la variedad de la fruta y el tipo de encapsulante influyeron en los resultados.
La pulpa pura de la fruta que se obtuvo era pastoso lo que dificultaba su secado por aspersin por lo que fue necesario su dilucin en agua.
Al aumentar la concentracin de CMC a la pulpa de cocona se obtiene un rendimiento menor con deposicin del producto hmedo en las paredes del secador.
RECOMENDACIONES
Recomendar a la tesista continuar con el estudio de cada sustancia encapsulante utilizado.
Sera bastante recomendable realizar estudios de almacenaje del producto.
Determinar la factibilidad tcnico-econmica para la implementacin de una planta de procesamiento
REFERENCIAS
Orrego, Carlos Eduardo. (2006). Procesamiento de Alimentos. Universidad Nacional de Colombia. Disponible en: http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4070035/lecciones/cap7
Malca G. Oscar (2000). Seminario de Agro Negocios. Universidad del Pacfico. Lima- Per. p 14.
Barbosa-Cnovas, Gustavo V., Vega-Mercado, Humberto. (2000). Deshidratacin de Alimentos. Editorial Acriba. Espaa 166
ANEXOS
LA PULPA DE COCONA MAS EL ENCAPSULANTE GOMA ARABICA
PULPA DE COCONA MAS EL
ENCAPSULANTE YA MEZCLADO
PRODUCTO FINAL (COCONA EN POLVO)
PRODUCTO FINAL