Atomizacíon Trabajo Final Edw

INGENIERÍA DE ALIMENTOS III

CATEDRATICO: ING. LUZ BUENDÍA SOTELO

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

INTEGRANTES:

Facultad de Ingeniería en Industrias Alimentarias Ingeniería de Alimentos III

“La inteligencia consiste no solo en el conocimiento, sino

también en la destreza de aplicar los conocimientos en

práctica”

(Aristóteles)

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

1


ÍNDICE

INTRODUCCIÓN 3

CAPÍTULO I 4

Conceptos básicos del deshidratado por atomización 4atomizacion en secadores para productos lácteos 4

1. Secado por atomización 4Sistema de secado por aspersión 5

2. Tipos de atomizadores 7Atomización por toberas a presión 7Atomización por toberas de dos fluidos 82.1. Ventajas 92.2. Desventajas 9

CAPÍTULO II 10

Conceptos de deshidratación por atomización en alimentos 10

1. ATOMIZACIÓN EN SECADORES PARA PRODUCTOS LÁCTEOS 10a. Toberas a presión 10b. Atomizador rotativo 11

Sistema de separación de polvo 12

2. SISTEMA DE PROCESAMIENTO DE CAFÉ 133. SECADO POR ATOMIZACIÓN DE FRUTAS Y VEGETALES 14

Etapas del proceso de secado por atomización 15a. Atomización 15b. Mezclas de aerosol aire y evaporación de la humedad del producto 16c. Separación del producto seco del aire de la salida 17

4. POLVOS DESHIDRTADOS DE FRUTAS 18Humectabilidad 18Solubilidad 18Color 19Vitamina C 19Problemas en el secado por atomización en frutas y vegetales 19

5. Atomización de jugos de frutas 20

CAPÍTULO II 21

Discusiones y conclusiones de secado por atomización 21

I. Discusiones 21II. Conclusiones 22

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 23

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

2


INTRODUCCIÓN

La deshidratación es definida como aquella operación unitaria mediante la cual se elimina

la mayor parte del agua presente en los alimentos, el objetivo principal de esta operación

es la prolongación de la vida útil de los alimentos por reducción de la actividad de agua.

Este proceso tiene una serie de ventajas y desventajas para la industria alimentaria entre

ellas es que reducen los gastos de transporte y almacenamiento, pero algunas veces

también daña las características organolépticas en incluso su valor nutritivo. Entre los

alimentos deshidratados más importantes podemos encontrar el azúcar, el café, la leche,

la patata, la harina.etc.

En la presente publicación, presentaré los fundamentos del secado o deshidratado por

atomización, pues bien comenzaremos mencionando que el proceso de atomización es la

transformación de una materia en forma líquida en forma seca mediante la formación de

pequeñas gotitas que van desde 10 – 200 mm y son expuestas en contacto con una masa

de aire caliente en movimiento. Con lo cual se logra la evaporación de la humedad en

tiempos muy cortos que van de 1 a 10 segundos. Así mismo presentaremos las

aplicaciones de la deshidratación por atomización en la industria de alimentos. Siendo uno

de ellos la obtención de leche en polvo que al ser atomizada sigue conteniendo sus

valiosas propiedades.

Por estas razones los objetivos de la presente publicación son:

Dar a conocer el funcionamiento de un atomizador. (secado por atomización)

Conocer las ventajas y desventajas de este método de deshidratación

Aplicaciones en la industria de alimentos.

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

3


Capítulo I CONCEPTOS BÁSICOS DEL DESHIDRATADO POR ATOMIZACION

1. SECADO POR ATOMIZACIÓN

Según fellows (1994). En los deshidratadores por atomización, el producto previamente concentrado, es atomizado en forma de gotitas (10-200 mm de diámetro) en una masa de aire caliente que se encuentra en movimiento y que se encuentra aproximadamente de (150 – 300ºC), en el interior de una cámara de deshidratación de gran volumen. El flujo de producto a la entrada se controla de tal forma que la temperatura de salida sea de 90 a 100 ºC.

Según Quintana e Indigoyen (2010). Los secadores por atomización pueden ser horizontales o verticales según la dirección general del flujo del producto. Ambos tienen corriente de aire caliente que entra en el secador y se mezcla con la solución; las pequeñas gotas liquidas así formadas se arrastran y deshidratan en la corriente de aire dando un polvo seco antes de caer sobre las paredes inferiores del secador. El aire entra a 154-300 °C y sale a 90-100 °C.

Con frecuencia de usa 1 o 2 ciclones para separar la mayor parte del polvo acarreado por el aire.

El aire se calienta mediante vapor o bien por resistencias eléctricas o quemadores a fuego directo con gas natural como combustible; estos últimos son más eficientes.

Fig 6. Secador por aspersión horizontal.

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

4


Fig 7. Secador por aspersión vertical.

Fig 8. Sistema de secado por atomización o aspersión.

SISTEMA DE SECADO POR ASPERSIÓN:

Las soluciones, suspensiones y pastas pueden secarse mediante su aspersión en pequeñas gotas dentro de una corriente de gas caliente en un secador por aspersión. En la figura 12.24 se muestra uno de estos aparatos. El líquido que se va a secar se atomiza y se introduce en una cámara grande de secado, en donde las gotas se dispersan en una corriente de aire caliente. Las partículas de líquido se evaporan rápidamente y se secan antes de que puedan llegar a las paredes del secador; el polvo seco que se obtiene cae al fondo cónico de la cámara y luego es extraído mediante una corriente de aire hasta un colector de polvos. La parte principal del gas saliente también se lleva al colector de polvos, como se muestra, antes de ser descargado. Son posibles muchos otros arreglos en que interviene tanto el flujo en paralelo como a contracorriente del gas y del atomizado. Las

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

5


Instalaciones pueden ser, incluso, de 12 m de diámetro y 30 m de altura (40 por

100 ft). Los arreglos y diseños detallados varían considerablemente, según el fabricante. Los secadores por aspersión se utilizan para gran variedad de productos, que incluyen materiales tan diversos como sustancias químicas orgánicas e inorgánicas, productos farmacéuticos, alimenticios como leche, huevos y café soluble, lo mismo que jabón y productos detergentes.

Con el fin de obtener un secado rápido, la atomizaci6n de la alimentación debe proporcionar pequeñas partículas de elevada relación superficie/peso, cuyo diámetro generalmente varía de 10 a 500mm. Con esta finalidad, se pueden utilizar boquillas de aspersión o discos que giren rápidamente. Las boquillas de aspersión son principalmente de dos tipos: las boquillas a presión, en las cuales el líquido se bombea a una presión elevada, con un movimiento circular rápido a través de un pequeño orificio y las boquillas de doble fluido en las cuales se utiliza un gas como aire o vapor a presiones relativamente bajas para separar al líquido en pequeñas gotas. Las boquillas poseen características relativamente invariables de operación; no permiten siquiera una variación moderada en los flujos del líquido: una variación semejante produce cambios muy grandes en el tamaño de las gotas.

El gas de secado, ya sea gas de combustible o aire, puede entrar a la temperatura práctica más elevada, 80 a 760 ºC, limitada únicamente por la sensibilidad del producto a la temperatura. Puesto que el tiempo de contacto entre el producto y el gas es muy corto, es posible utilizar temperaturas relativamente elevadas.

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

6


2. TIPOS DE ATOMIZADORES:

Según fellows (1994). Existen tres tipos de atomizadores.

o Atomizadores centrífugos: en ellos el liquido entra por el centro del atomizador (constituido por un cilindro redondo a 90 -200ms -1) y sale a en forma de una nebulización homogénea de gotitas de 50 – 60 mm de diámetro.

o Atomizadores de boquilla a presión: en este la nebulización del liquido tiene un diámetro de 180- 250 mm, y esto se consigue por impulsión del liquido a una presión elevada de (200-700KPa) a través de una pequeña abertura.

o Atomizador de boquilla de dos fluidos: En este sistema la atomización del líquido a deshidratar se produce por la turbulencia creada por una fuerte corriente de aire comprimido, este método no requiere de presiones elevadas, pero el tamaño de las gotas que se obtiene no son tan uniformes.

Atomización por toberas a presión: La función básica de este tipo de atomizador es convertir la energía de presión proporcionada por la bomba de alta presión en energía cinética en forma de una película delgada, cuya estabilidad es determinada por las propiedades del liquido como son las viscosidad, la tensión superficial, la densidad y la cantidad por unidad de tiempo. La mayoría de las toberas a presión, tienen una cámara en espiral que se produce una rotación al líquido, de forma tal que dejara el orificio en forma de cono hueco. Puede decirse que la capacidad (de roció de agua) es directamente proporcional a la raíz cuadrada de la presión:

Como regla general se puede decir que cuando más altas la viscosidad, la densidad del liquido y la tensión superficial y cuando más baja la presión, tanto mayores las partículas.´

Muchas correlaciones han sido propuestas, pero la siguiente puede usarse como cierto grado de confianza

Donde: d s=diametro promedio de la particula ¿) σ=tension superficialdina /cm P=presion de tobera psi PL=densidadadel liquido gm /cc

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

7


μ=viscosidad ( poises ) Q=grado dealimentacion volumé trica /uniddad de tiemo Kn=constantede toberadependiendodel angulode pulverizacion d0=diametrodel orificio pulgadas

Atomizador por toberas de dos fluidos: La energía disponible para la atomización de dos fluidos es independiente del flujo y la presión del líquido. La energía necesaria (cinética) es suministrada por el aire comprimido. La atomización es creada por las altas fuerzas de fricción entre la superficie del líquido y el aire que tiene una alta viscosidad. Este es un método satisfactorio para obtener partículas muy pequeñas en líquidos altamente viscosos. La ecuación más conocida para determina el diámetro es la siguiente:

Donde:

d s=diametro promedio de la particula V=velocidad del aire conrespectoal liquido enorificiode tobera( pie / s) σ=tension superficial (dinas /cm) PL=densidadadel liquidolb / ft 3 μ=viscosidad (centipoises) J=relacionde volumende aire /liquido en los orificiosde aire yliquidorespectivamenete

2.1. VENTAJAS:

Se alcanza grandes velocidades de producción hasta 80 000 kg/día. Son aplicables a productos sensibles al calor como clara de huevo, leches concentradas, zumos de frutas, extractos de levadura, concentrados proteicos, extractos de café y té, atomización de enzimas.

Puesto que los tiempos de secado son muy cortos, muchos materiales termo sensibles pueden ser satisfactoriamente secos.

El tamaño de partícula de algunos productos es ajustable dentro de ciertos límites, variando las condiciones de atomización

2.2. DESVENTAJAS:

El secado por atomización consume mucho calor por kg de agua evaporada. Esto se debe principalmente al hecho que el aire al final del secado debe estar todavía relativamente seco para evitar que el polvo haga

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

8


una masa. El rendimiento térmico es bajo debido a las restricciones en la temperatura de entrada del aire y la temperatura relativamente alta de salida.

Capítulo IICONCEPTOS DE DESHIDRATADO POR ATOMIZACION EN ALIMENTOS

1. ATOMIZACIÓN EN SECADORES PARA PRODUCTOS LÁCTEOS

Según Vagn Westergaard (2004), En la industria láctea se usan solamente:

o Toberas a presióno Atomizadores rotativos

Porque la tobera neumática necesita demasiada energía y el polvo obtenido tendría partículas demasiado finas y por tanto poco atractivo para el consumidor.

a. Toberas a presión:

Las toberas a presión se dividen en dos grupos:

o Toberas de alta presión y baja capacidado Toberas de baja presión y alta capacidad

El primer grupo se utiliza principalmente en secadores tipo caja operando con secado en una etapa, y operan a una alta presión de 300-400 bar g. Cada tobera tendrá una capacidad de 50-150 kg de concentrado con un contenido en sólidos de sólo 40-42%, si se quiere mantener una solubilidad razonable en el polvo. La planta tendrá por eso numerosas toberas provistas de pequeños orificios que fácilmente se obstruyen.

Normalmente el polvo tiene una alta densidad, pero tiende a ser polvoriento ya que consiste de pequeñas partículas. Dado que se requiere un bajo contenido en sólidos el secado resulta al mismo tiempo costoso.

El segundo grupo, de una capacidad hasta 1000-1500 kg/h, ha incrementado su utilización a raíz del desarrollo del proceso de secado en dos etapas, donde la temperatura de la partícula es mucho más baja. Por eso se puede aumentar el contenido en sólidos al 48% y reducir la presión (150-200 bar g) sin afectar la solubilidad haciendo así la atomización por toberas muy interesante, también desde un punto de vista económico

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

9


Las ventajas de las toberas a presión pueden resumirse así:

o Polvo con bajo contenido de aire ocluidoo Polvo de una alta densidad específicao Mejor fluidez, especialmente para leche enterao Menor tendencia a formar depósitos en la cámara de secado al tratar

productos difícileso Producción de grandes partículaso Si se usa un sistema doble de alimentación/toberas, la planta de

secado puede operar continuamente 24 h/día durante semanas sin paradas, se lleva a cabo solamente

Una limpieza húmeda de la línea de alimentación/toberas después de 20 horas.

b. Atomizador rotativo:

El atomizador rotativo se conoce y usa en la industria láctea desde hace muchos años.

Las ventajas son:

o Capacidad flexibleo Manejo de grandes cantidadeso Manejo de concentrados altamente viscososo Diferentes diseños de la rueda dando distintas características en el

polvoo Manejo de productos con cristaleso Contenido más alto de sólidos en la alimentación dando una

economía mejorada

La elección del tipo de atomizador, por toberas a presión o por rueda rotativa, depende por lo tanto del tipo de producto a tratar.

Para leche descremada y leche entera normales, así como concentrado de suero cristalizado, es preferible la rueda rotativa para la atomización, mientras que, para productos en polvo de una densidad muy alta y leche

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

10


entera instantánea y otros productos con altos contenidos de grasa, se deben utilizar las toberas de alta capacidad y baja presión en relación con el secado en dos etapas.

Como es imposible prever qué tipo de producto se producirá en el futuro, existe la tendencia de elegir secadores que sean capaces de aplicar ambos sistemas, es decir que puedan ser directamente intercambiables.

Sistema de Separación de Polvo:

El aire de secado siempre contiene una pequeña cantidad de polvo (10-30%) a la salida de la cámara, y por eso es necesario por razones económicas, pero también a causa de los problemas ambientales, limpiar el aire de secado separando las partículas del polvo. Esta fracción de polvo se denomina normalmente "finos", ya que representan en general las partículas más pequeñas.

Figura: ciclón y batería de ciclones con colector central

2. SISTEMA DE PROCESAMIENTO CAFÉ

El secado por atomización es el mejor y más económico método de producir café soluble. La alimentación en la secadora por atomización es una mezcla de aroma concentrado y fracciones hidrolizadas, con los componentes preservados del aroma. Para maximizar la retención del aroma, el secado del extracto tiene lugar bajo condiciones que aseguran bajas temperaturas de los polvos. Varios tipos de secadoras por atomización pueden ser utilizados para el procesamiento de café instantáneo. El control de densidad de volumen y el color es posible por medio de mezcladoras de gas en línea. El gas inerte es inyectado en el sistema de alimentación justo antes que el atomizador de toberas es utilizado en el sistema de secado por atomización.

En los casos en los que los polvos secados por atomización requieran de aglomeración adicional, una etapa adicional de proceso es utilizada involucrando humidificación de polvo, post-secado y enfriamiento. El control de la humidificación es realizado con agua y/o vapor saturado en una cámara de aglomeración equipada con un impactador rotatorio. Los aglomerados son entonces secados y enfriados en el lecho fluidizado adosado, seguido de un cernido y empaque. Los finos y fracciones de

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

11


dimensiones excesivas se procesan nuevamente dentro de la planta de aglomeración.

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

12


Vista Inferior de una Secadora por Atomización Fluidized Spray Dryer -FSD™, que produce café instantáneo secado por atomización.

3. SECADO POR ATOMIZACIÓN DE FRUTAS Y VEGETALES

El secado por atomización de los zumos de fruta es una operación de proceso en un solo paso que transforma los zumos en un producto en polvo. La formulación en polvo facilita el transporte al reducir el peso, y también preserva el producto de la degradación bacteriana al disminuir drásticamente la actividad de agua Bhandari (1997).

ETAPAS DEL PROCESO DE SECADO POR ATOMIZACIÓN

a) Atomización

La atomización es la operación más importante del proceso de secado, pudiendo emplearse diversas formas de energía para dispersar un líquido en partículas finas. El tipo de atomizador determina no sólo la energía requerida para formar el aerosol sino también el tamaño y la distribución de tamaño de las gotas y de su trayectoria y velocidad, así como el tamaño de partícula final. La predicción acertada del tamaño de la gotita permite controlar las características del polvo según lo deseado. El tamaño de la gota establece la superficie del traspaso térmico disponible y así la tarifa de secado (Mujumdar, 1995).

La industria alimentaria utiliza normalmente tres tipos de atomizadores para el secado: ruedas giratorias, boquillas a presión de un fluido, e boquillas a presión de dos fluidos. En la tabla siguiente se comparan los rangos de tamaños de gota que se pueden obtener con cada uno de estos atomizadores.

Tabla 1. Rango de tamaños de gota obtenidos en el atomizado

Tipo de atomización Tamaño de gota

Ruedas giratorias 1 - 600 μm

Boquillas a presión de un fluido 10 - 800 μm

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

13


Boquillas a presión de dos fluidos

5 - 300 μm

Figura 1. Por orden: imágenes de atomizador de rueda giratoria, boquilla a presión de un fluido y boquilla a presión de dos fluidos

b) Mezcla del aerosol-aire y evaporación de la humedad del producto Los equipos utilizados en la industria para el secado presentan un compartimento al que llega el líquido atomizado por el pulverizador. Este compartimento que tiene normalmente forma de cilindro es el encargado de llevar a cabo:

- El secado del producto eliminando el disolvente

- El paso de la corriente de aire y partículas finas al siguiente compartimento para la separación de las partículas secas.

Forma del cilindro de secado depende del tipo de atomizador empleado porque el ángulo del aerosol determina la trayectoria de las gotitas y por lo tanto el diámetro y la altura del compartimiento de secado (Snow, 2003).

Figura 2: Tipos de flujo. Por orden: flujo co-corriente, contracorriente y combinado.

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

14


c) Separación del producto seco del aire de la salida

En esta fase se produce el paso de las partículas y el aire que las acompaña a través de un compartimento con una forma característica denominado ciclón o Ventura.

Dentro del ciclón la fuerza centrífuga se emplea para mover las partículas hacia la pared y para separarlas del aire alrededor del eje. El aire y las partículas avanzan formando un espiral hacia abajo del venturi. De acuerdo con las fuerzas de inercia, las partículas se separan del aire al chocar con la pared del ciclón.

Estos ciclones tienen un vaso de recogida en su parte inferior que recibe las partículas. Por la parte superior del ciclón sale el flujo de aire limpio que ya no contiene partículas de producto (o contiene pocas) siguiendo un sentido ascendente. Pueden utilizarse equipos de secado con uno o varios ciclones (Snow, 2003).

Figura 3. Esquema de un ciclón utilizado para la separación de partículas.

4. POLVOS DESHIDRATADOS DE FRUTAS

Propiedades de polvos instantáneos

Los polvos de deshidratados de frutas, con humedades entre el 3% y el 4% (bh), son utilizados en la industria de dulces, caramelos blandos, repostería, alimentos para niños, industria de saborizantes de alimentos, heladería, productos lácteos, bebidas, entre otros usos (Jaya y Das, 2003). D

ESH

IDRA

TACI

ÓN

PO

R A

TOM

IZAC

IÓN

15


La producción de jugos de frutas se clasifica entre jugos cítricos y jugos no cítricos. Los primeros, están conformados especialmente por carbohidratos (aproximadamente el 60% de los sólidos son monosacáridos o disacáridos). Esta composición es el principal factor responsable de las dificultades que se presentan durante las operaciones de deshidratación de jugos cítricos concentrados. El ácido cítrico se concentra durante el secado, y se constituye en un criterio de calidad. Los jugos de frutas no cítricas, tienen principalmente carbohidratos, siendo el mayor porcentaje azúcares reductores. Hay presencia de ácidos orgánicos entre 0.5% y 1% (Mafart, 1994).

Humectabilidad

Es la capacidad que tienen las partículas de adsorber agua sobre la

superficie, dando así inicio a la reconstitución del jugo (Brennan, Butters,

Cowell, & Lilley, 1998). También puede definirse como la facilidad que tiene

el polvo de empaparse con un líquido por efecto de fuerzas capilares que

controlan la velocidad de la etapa (Freudig et al., 1999).

Solubilidad

La solubilidad es la velocidad y grado en que los componentes de las

partículas de polvo se disuelven en el agua. Los factores que afectan la

solubilidad de los sólidos en líquidos son las fuerzas intermoleculares entre

el soluto y el solvente y la temperatura (Mortimer, 1983).

Color

En la mayoría de los productos alimenticios deshidratados se presentan reacciones de pardeamiento no enzimático, las cuales muestran una rata máxima a humedades intermedias, debido al doble papel que juega el agua, al actuar como solvente y como producto de la reacción y por lo tanto como inhibidor (Karel, 1975).

Vitamina C

La vitamina C es la más sensitiva de las vitaminas que se encuentran en los alimentos y su estabilidad varía en función de las condiciones ambientales tales como el pH, la concentración de trazas de iones metálicos y de oxígeno, la temperatura. También se ve afectada por el tipo de proceso de deshidratación, el régimen tiempo-temperatura empleados, la intensidad de energía térmica, encontrándose que la mayor retención de vitamina C se da cuando se seca a bajas temperaturas y cortos tiempos. Por este motivo, se

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

16


usa la evaluación del ácido ascórbico retenido como un método para definir el mejor sistema de secado (Nindo et al., 2003).

Problemas en el secado por atomización en frutas y vegetales

El término “stickiness” hace referencia a los fenómenos de cohesión partícula-partícula y de adhesión partícula-pared que presentan los polvos obtenidos, que dificulta su presentación en estado de polvo y mancha las paredes de los cilindros de pulverización. Al quedar en la pared del compartimiento de secado como un jarabe da lugar a bajas producciones del producto y a problemas operacionales. La cohesión es una propiedad interna del polvo y una medida de las fuerzas que mantienen unidas las partículas, mientras que la adhesión es una propiedad interfacial y una medida de las fuerzas que mantienen las partículas unidas a otro material. La mayor causa de la pegajosidad en polvos amorfos de zumos es la acción plastificante del agua en la superficie, que da lugar a la adhesión y cohesión Bhandari (1997).

5. ATOMIZACIÓN DE JUGOS DE FRUTAS

Sólidos obtenidos a partir de jugos concentrados de frutas representan un interés comercial, esta forma física puede suministrarse para impartir color y sabor a alimentos y productos farmacéuticos. Sin embargo, la alta higroscopicidad y naturaleza termoplástica de los polvos dan lugar a problemas como adhesión a las paredes del secador, difícil manejo, apelmazamiento debido a que todos los jugos de fruta contienen azúcares y este contenido de azúcares hace extremadamente difícil secar jugos de frutas puro en una operación continua. Las proporciones variadas de sacarosa, fructosa y glucosa están generalmente presentes en estado amorfo; tales azúcares son muy higroscópicos e influyen en las características finales del producto. Conducen a diferentes niveles de sorción de agua y cambios en el estado de transición de fase. El fenómeno de transición de fase es muy importante en el secado de productos alimenticios con bajo contenido de humedad (Bhandari, 1997).

Este fenómeno está relacionado con el colapso (liofilización), adherencia (secado spray), aglomeración (polvos instantáneos), cristalización (pérdida de homogeneidad en ciertos alimentos) o apelmazamiento (almacenamiento). Esta transformación ya sea deseable o no, depende de las variaciones del contenido de agua, actividad de agua y temperatura, y en la velocidad de estos cambios (DUMOULIN, 1993).

La rápida eliminación de humedad durante el secado spray resulta en otro producto completamente amorfo o en algunas ocasiones se presentan

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

17


regiones micro cristalinas dispersas en la masa amorfa. El estado amorfo es un estado metaestable y no presenta equilibrio (Bhandari, 1997).

Capítulo IIIDISCUSIONES Y CONCLUSIONES DE SECADO POR ATOMIZACION

I. DISCUSIONES:

o Vagn Westergaard (2004) menciona que para leche descremada y leche entera normales, así como concentrado de suero cristalizado, es preferible la rueda rotativa para la atomización, mientras que, para productos en polvo de una densidad muy alta y leche entera instantánea y otros productos con altos contenidos de grasa, se deben utilizar las toberas de alta capacidad y baja presión en relación con el secado en dos etapas.

o El secado por atomización de las frutas y vegetales si bien es cierto es un proceso muy importante durante el secado de los mismos, es asi que Mujumdar (1995) nos menciona que el tamaño de la gota establece la superficie del traspaso térmico disponible y así la tarifa de secado, por lo que una buena elección del tipo de atomizador será crucial en el balance de costos de producción.

o Según Mafart (1994). Los cítricos y no cítricos están conformados principalmente de carbohidratos, donde esta composición será el principal factor responsable de las dificultades que se presentan durante las operaciones de deshidratación de jugos cítricos concentrados.

o Con respecto a la vitamina C su estabilidad dependerá en gran medida de las condiciones ambientales y del pH, la concentración de trazas de iones metálicos, de oxígeno y de la temperatura. Por lo que será más efectivo la retención de vitamina C a bajas temperaturas y tiempos cortos de procesado.

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

18


II. CONCLUSIONES:

o El secado por atomización es una operación de mucha importancia en la industria de alimentos debido a los niveles de humedad en el alimento atomizado son muy bajos.

o La duración del secado es muy corto y va de un rango de 1 a 10 segundos, y depende de la superficie de contacto aire-producto, y por lo tanto el tamaño de gotitas de alimento va desde 10 a 200 mm. Y por tales motivos como tiempo corto y mayor uniformidad en el secado, ha sido utilizado para la conservación alimentos líquidos o sensibles al calor como leche en polvo, café, zumo de frutas, clara de huevo, concentrados de frutas.etc.

o Este método de deshidratación por aspersión tiene una desventaja si es que se decide desarrollarla y es que una de sus desventajas es el costo de instalación y su eficacia térmica ya que consume mucho calor.

o El secado por aspersión en la fabricación de café instantáneo es un proceso que debe cumplir con especificaciones bastante precisas en cuanto a la calidad del producto final, los parámetros: color densidad,% de humedad la determinan.

o En el secado por aspersión del extracto de café están involucradas diversas variables tales como temperatura, presión, flujo. Si durante la producción no se logra mantener a las variables anteriormente mencionadas en rangos considerablemente pequeños para periodos de tiempo prolongados, la calidad del producto final se ve gravemente afectada.

o Los cítricos y no cítricos tienen dificultades en la atomización a causa de la pegajosidad de sus carbohidratos.

o La vitamina C se conserva mejor en tratamientos de bajas temperaturas y tiempos cortos.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

o Fellows P. (1994), Tecnología del procesado de los alimentos, Editorial Acribia S.A., España – Zaragoza

o Vagn Westergaard (2004) Tecnología de la Leche en Polvo Evaporación y Secado por Atomización paginas 97-100

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

19


o Quintana D. y Ramírez I.(2011), Operaciones Unitarias en la Ingeniería de Alimentos. Operaciones de Conservación y Transformación de Alimentos. Perú.

o Vagn Westergaard (2004). Tecnología de leche en polvo, secado por atomización. 5ta Edición, NIRO S/A.

o Páginas web:http://www.niro.com/niro/cmsresources.nsf/filenames/es_Tecnologia-de-la-Leche-en-Polvo_todo.pdf/$file/es_Tecnologia-de-la-Leche-en-Polvo_todo.pdf

o http://www.cib.espol.edu.ec/digipath/d_tesis_pdf/d-31056.pdfo http://www.ilustrados.com/documentos/cafe-240807.pdfo Bhandari, B.R., Datta, N. y Howes, T. (1997). Problems associated

with spray drying of sugar-rich foods. Drying Technology.o Freudig, B., Hogekamp, S., & Schubert, H. (1999). Dispersion of

powders in liquids in a stirred vessel. Chemical Engineering and Processing.

o Jaya, S., & Das, H. (2003). A vacuum drying model for mango pulp. Drying Technology.

o Karel, M. (1975). Stability of low and intermediate moisture. In F. S. a. Technology (Ed.), Freeze drying and advanced food technology (pp. 643-674). London: Academic Press Inc Ltda.

o Mafart, P. (1994). Ingeniería Industrial Alimentaria (Vol. Volumen I Procesos físicos de conservación). Zaragoza: Editorial Acribia S.A.

o Mortimer, C. (1983). Química. México: Grupo editorial iberoamericana.

o Mujumdar, A.S. (1995). Handbook of Industrial Drying. Ed. Marcel Dekker, Inc., New York.

o Nindo, C. I., Sun, T., Wang, S. W., Tang, J., & Powers, J. R. (2003). Evaluation of drying technologies for retention of physical quality andantioxid ants in asparagus (Asparagus officinalis, L.). Lebensmittel Wissenschaft und Technologie.

o Snow, R.H. (2003) Spray Dryers. A Guide to Performance Evaluation. American Institute of Chemical Engineers. NY.

o BHANDARI, Besh; DATTA, Nivedita and HOWES, Tony. Problems associated with spray drying of sugar-rich foods. En: Drying Technology. Vol. 15, No. 2; 1997; p. 671-684.

o DUMOULIN, E. et al. Spray drying of concentrated fruits juices. En: Drying Technology. Vol. 11, No. 5; 1993; p. 1081-1092.

DES

HID

RATA

CIÓ

N P

OR

ATO

MIZ

ACIÓ

N

20

Documents

Atomizacíon Trabajo Final Edw