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ALUMNOS: Arias Nuñuvero JohnAurora Vigo EdwardCastillo Flores KarenLopez Carranza Nelly
CICLO: VII
DOCENTE: Gilbert Rodrigues Paucar
CURSO: Ingeniería de Procesos Alimentarios
Chimbote – Perú 2011
SECADO SOLARI. INTRODUCCION
INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
Cuando hablamos de secado solar estamos hablando del uso de la radiación solar como fuente de energía para el proceso de secado. Ahora bien el secado solar puede ser de dos formas: uno es un secado solar indirecto en donde la radiación solar es captada por un colector por donde circula cierta cantidad de aire, este flujo de aire se calienta y ingresa a la cámara secado en donde se encuentra el producto a ser secado. El aire caliente pasa el producto removiendo el contenido de humedad de la cámara.La otra forma de secado es el secado directo, en este caso la radiación solar incide directamente por el producto a ser secado, adquiriendo así la energía de evaporación necesaria. Luego, la humedad formada en los alrededores del producto es removida por el aire tomado del exterior.
El secado solar es una práctica que se realiza desde tiempos memorables para la preservación de los alimentos y cultivos. Principalmente se lleva a cabo poniendo los productos al aire libre para que les dé el sol y se sequen naturalmente. Este proceso tiene grandes desventajas, como lo es desperdicio de grandes cantidades de alimento debido a las condiciones climáticas, lluvia, viento, humedad y polvo; los pájaros suelen tomar algunos de los alimentos en proceso de secado, descomposición del alimento secándose, insectos y hongos.
Gracias al desarrollo cultural e industrial un secador artificial y mecánico ha empezado a utilizarse. Estos nuevos procesos consumen mucha energía y resulta muy caro, lo cual incrementa el costo final del producto. Es por ello que el secador solar es la mejor alternativa de secado de alimentos. Los secadores solares utilizados para alimentos y cultivos, para secado industrial, han probado ser la mejor opción enguanto a ahorro de energía se refiere. No solamente ahorra energía, sino que también ahorra tiempo, ocupa menos espacio, mejora la calidad del producto, hace los procesos más eficientes y protege al medio ambiente.
El secador solar es una herramienta muy útil y puede utilizarse en procesos como: secado de cultivo, deshidratación de frutas y vegetales para uso comercial, deshidratación de productos lácteos como la leche, para secar las tintas de la industria textil y mucho más.
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La pequeña agroindustria es la que opera a nivel rural, empleando tecnologías simples y tradicionales. El procesamiento se hace en forma manual y con un equipo mínimo, como ejemplo podemos citar el secado solar de frutas y hortalizas.
II. OBJETIVOS
III. - FUNDAMENTO TEORICO
El secado es uno de los métodos más comunes para preservar o conservar los alimentos. Este método consiste en reducir o disminuir el contenido de agua de un alimento determinado a un nivel en donde el producto pueda conservarse por
Determinar las curvas de secado de las muestras alimenticias.
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periodos prolongados. Esto varía dependiendo del producto que se requiera secar y también de la temperatura.Se entiende por secado a la reducción del contenido de agua de un producto. El proceso se conoce como deshidratación. Para que esta deshidratación se lleve a cabo se necesita suministrar calor de evaporación y remover el aire húmedo del ambiente.En los secadores convencionales esta energía de evaporación es suministrada por un determinado combustible o electricidad. Aproximadamente 1kWh para eliminar 1 kg de agua.
El secado es un fenómeno complejo que involucra la transferencia de calor y materia (el transporte de calor hacia dentro del material y el transporte de agua hacia el exterior). Existen muchos mecanismos posibles de secado, pero aquellos que controlan el secado de una partícula dependen de su estructura y de los parámetros de secado-condiciones de secado (temperatura T, velocidad v y humedad relativa del aire), contenido de humedad, dimensiones, superficie expuesta a la velocidad de transferencia, y
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contenido de humedad de equilibrio de la partícula. Durante el secado con aire bajo condiciones ambientales constantes, la curva de secado puede ser dividida en los siguientes tres períodos de velocidad de secadoI. Período Inicial: la evaporación ocurre como desde una superficie libre y,
usualmente, la temperatura incrementa desde su valor inicial (To) hasta la temperatura de bulbo húmedo del aire (Twb). En algunos casos, cuando la temperatura del producto es mayor que la correspondiente temperatura de bulbo húmedo del aire, el producto disminuye su temperatura. Este período inicial dura pocos minutos. (Xo: contenido de humedad inicial).
II. Período de velocidad constante (Nwc): durante este período el secado aún se lleva a cabo por evaporación de la humedad desde una superficie saturada (evaporación desde una superficie libre) y el material permanece a Twb. La mayoría de los productos alimenticios no exhiben un período de velocidad de secado constante
III. Primer período de velocidad descendiente: El contenido de humedad al final del período de velocidad constante es el contenido de humedad crítico (Xcr). En este punto la superficie del sólido ya no se encuentra saturada de agua, y la velocidad de secado disminuye con el decrecimiento en el contenido de humedad y el incremento en la temperatura. En el punto final de este período, el film de humedad superficial se ha evaporado completamente y, con el posterior decrecimiento en el contenido de humedad, la velocidad de secado es controlada por la velocidad de movimiento de la humedad dentro del sólido
El proceso de secado implica el remover parcialmente el agua del material que se desea secar. Existen muchos tipos de secador solar, los cuales se ajustan a las necesidades del usuario.
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Secador Solar de Gabinete
Este tipo de secadores solares son, tal como su nombre lo dice, son un gabinete, el cual tiene una cara expuesta al sol, lo cual genera aire caliente que reseca los materiales, y la humedad debe retirarse circulando el aire.
Secador Solar de Invernadero
El secador solar de invernadero se caracteriza por tener una extensa cara de plástico o cristal translucido en la cara que da al sur y cubiertas aisladas en sus otras caras. El aire caliente sale a través de ductos de ventilación. Se utiliza para grandes cantidades de secado solar.
Secador Solar Indirecto
En este tipo de secado solar el material a secar se coloca en bandejas dentro de una cámara opaca de secado, al cual está pegado un colector solar de aire. El sol no da luz directa al material que se va a secar, en vez de esto el colector solar calentado por el aire dirige el calor a la cámara de secado. Debido A que las temperaturas en este secador solar, el producto es de mejor calidad.
La operación de los secadores solares es muy simple y no requieren casi nada de mantenimiento. De cualquier manera se recomienda mantenerlo limpio y seco, para que el calor y la luz puedan ser absorbidos correctamente.
Elementos que determinan las condiciones del secado solar Características del producto: Aquí tenemos que tener muy presente el
contenido inicial de producto y el contenido final de humedad que deseamos obtener. También en este punto tenemos que considerar el estado físico como es la forma, el tamaño, su superficie, etc. También la sensibilidad a la temperatura.
Otro elemento a considerar son las características del secador, básicamente su nivel de tecnificación (si se utiliza fuente de energía adicional). Aquí también se considera el volumen que se va a secar.
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Por último, se debe considerar las características metereológicas como son la humedad relativa, la temperatura, la radiación solar, velocidad del viento, precipitación, etc.
El contenido de humedad en un producto es expresado en base húmeda, W, o en base seca, X. Para el primer caso principalmente se da en porcentaje y en el segundo caso como fracción decimal.
Las fórmulas son las siguientes:
W = (masa de agua / masa total del producto) x100X = (masa de agua/masa de la materia seca del producto)
Ahora bien, para medir el contenido de humedad inicial de un producto existen diferentes métodos. Uno de ellos consiste en pesar una muestra del producto y provocar luego la eliminación de toda el agua contenida en dicha muestra sometiéndola a un calentamiento en horno a una temperatura superior a 100 grados centígrados, durante aproximadamente 24 horas. Luego se pesa nuevamente la muestra y se obtiene el peso de la materia seca del producto. Luego el contenido de humedad se encuentra por diferencia de pesos.
Ventajas del uso de secadores solares versus el secado al sol
Las temperaturas son más elevadas y, en consecuencia, los grados de humedad son menores.Esto trae como resultado un secado más rápido y una humedad final menor.
Las temperaturas elevadas que se generan actúan como una barrera contra la presencia de insectos y el desarrollo de moho.
El producto dentro de la secadora está protegido del polvo y los insectos. El ritmo de secado es más acelerado, y debido a su sistema de rejillas requiere
de menor cantidad de terreno para extender al cultivo. Permite un grado considerable de protección contra la lluvia, lo que hace
innecesaria mano de obra adicional para recoger el material. Resulta comparativamente más barato de construir y no necesita mano de
obra especializada.
IV. MATERIALES Y METODOS
Materiales Secado solar
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Sensores de humedad y Temperatura Balanza analítica Envases de polietileno transparente Cuchillos, bandejas Productos alimentarios (lúcuma, manzana, zanahoria)
Métodos
VI. RESULTADOES
SECADO SOLAR DE LA FRESATiempo ° C 26/07/2011 10:15 19.82 26/07/2011 10:16 19.37
LAVADO
CORTADO
SULFITADO
FRUTA O TUBERCULO(ZANAHORIA)
PELADO
SECADO SOLAR
ENVASADO
ALMACENADO
5 mm
Sin sulfitado
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26/07/2011 10:17 26.7726/07/2011 10:18 25.8626/07/2011 10:19 26.3226/07/2011 10:20 26.6426/07/2011 10:21 26.726/07/2011 10:22 26.7526/07/2011 10:23 26.7526/07/2011 10:24 27.1526/07/2011 10:25 27.4826/07/2011 10:26 27.6526/07/2011 10:27 27.7526/07/2011 10:28 27.8626/07/2011 10:29 27.7726/07/2011 10:30 27.7126/07/2011 10:31 27.6426/07/2011 10:32 27.7226/07/2011 10:33 27.826/07/2011 10:34 27.8926/07/2011 10:35 27.8826/07/2011 10:36 27.9326/07/2011 10:37 28.0526/07/2011 10:38 27.9926/07/2011 10:39 28.0526/07/2011 10:40 28.1126/07/2011 10:41 28.2726/07/2011 10:42 28.1426/07/2011 10:43 28.0826/07/2011 10:44 28.1126/07/2011 10:45 28.126/07/2011 10:46 2826/07/2011 10:47 28.0626/07/2011 10:48 28.1826/07/2011 10:49 28.2726/07/2011 10:50 28.3826/07/2011 10:51 28.3726/07/2011 10:52 28.2226/07/2011 10:53 28.3626/07/2011 10:54 28.3926/07/2011 10:55 28.1826/07/2011 10:56 28.1726/07/2011 10:57 28.1926/07/2011 10:58 28.3126/07/2011 10:59 28.3826/07/2011 11:00 28.3526/07/2011 11:01 28.5426/07/2011 11:02 28.5926/07/2011 11:03 28.526/07/2011 11:04 28.5126/07/2011 11:05 28.6326/07/2011 11:06 28.7626/07/2011 11:07 29.0726/07/2011 11:08 28.9926/07/2011 11:09 28.9426/07/2011 11:10 28.8626/07/2011 11:11 28.8226/07/2011 11:12 28.8426/07/2011 11:13 28.9826/07/2011 11:14 28.9626/07/2011 11:15 29.0626/07/2011 11:16 29.23
26/07/2011 11:17 29.126/07/2011 11:18 29.126/07/2011 11:19 28.9626/07/2011 11:20 29.2326/07/2011 11:21 29.3726/07/2011 11:22 29.4626/07/2011 11:23 29.4826/07/2011 11:24 29.426/07/2011 11:25 29.3226/07/2011 11:26 29.3126/07/2011 11:27 29.2826/07/2011 11:28 29.3726/07/2011 11:29 29.426/07/2011 11:30 29.4826/07/2011 11:31 29.5426/07/2011 11:32 29.6526/07/2011 11:33 29.7926/07/2011 11:34 29.8526/07/2011 11:35 29.726/07/2011 11:36 29.7526/07/2011 11:37 29.726/07/2011 11:38 29.8726/07/2011 11:39 30.0326/07/2011 11:40 30.0326/07/2011 11:41 30.226/07/2011 11:42 30.1526/07/2011 11:43 29.9726/07/2011 11:44 30.1226/07/2011 11:45 30.1926/07/2011 11:46 30.3426/07/2011 11:47 30.4726/07/2011 11:48 30.3526/07/2011 11:49 30.2426/07/2011 11:50 30.3326/07/2011 11:51 30.3726/07/2011 11:52 30.3226/07/2011 11:53 30.3626/07/2011 11:54 30.2626/07/2011 11:55 30.3526/07/2011 11:56 30.126/07/2011 11:57 30.1726/07/2011 11:58 30.3626/07/2011 11:59 30.3326/07/2011 12:00 30.4326/07/2011 12:01 30.5226/07/2011 12:02 30.9126/07/2011 12:03 30.9426/07/2011 12:04 30.9726/07/2011 12:05 30.9526/07/2011 12:06 31.0526/07/2011 12:07 31.0926/07/2011 12:08 31.1726/07/2011 12:09 31.0826/07/2011 12:10 31.0326/07/2011 12:11 30.926/07/2011 12:12 31.0526/07/2011 12:13 31.226/07/2011 12:14 31.0826/07/2011 12:15 31.1826/07/2011 12:16 30.88
26/07/2011 12:17 31.0826/07/2011 12:18 30.6526/07/2011 12:19 30.9326/07/2011 12:20 30.826/07/2011 12:21 30.5826/07/2011 12:22 30.5226/07/2011 12:23 30.8226/07/2011 12:24 30.9326/07/2011 12:25 30.9926/07/2011 12:26 31.0626/07/2011 12:27 3126/07/2011 12:28 31.2426/07/2011 12:29 30.8826/07/2011 12:30 30.6826/07/2011 12:31 31.0526/07/2011 12:32 31.1126/07/2011 12:33 31.2526/07/2011 12:34 31.1726/07/2011 12:35 31.0726/07/2011 12:36 31.526/07/2011 12:37 31.0926/07/2011 12:38 30.9326/07/2011 12:39 31.1226/07/2011 12:40 31.3626/07/2011 12:41 31.5226/07/2011 12:42 32.0226/07/2011 12:43 32.2626/07/2011 12:44 32.2826/07/2011 12:45 32.0526/07/2011 12:46 31.9926/07/2011 12:47 31.7426/07/2011 12:48 32.1726/07/2011 12:49 32.1626/07/2011 12:50 32.1626/07/2011 12:51 32.4426/07/2011 12:52 32.526/07/2011 12:53 32.6526/07/2011 12:54 32.9126/07/2011 12:55 33.0126/07/2011 12:56 3326/07/2011 12:57 32.9826/07/2011 12:58 33.1426/07/2011 12:59 32.7426/07/2011 13:00 32.9426/07/2011 13:01 33.1826/07/2011 13:02 32.9826/07/2011 13:03 33.2426/07/2011 13:04 33.326/07/2011 13:05 33.1926/07/2011 13:06 33.2926/07/2011 13:07 33.1926/07/2011 13:08 33.1726/07/2011 13:09 33.2426/07/2011 13:10 33.1626/07/2011 13:11 32.9726/07/2011 13:12 32.8926/07/2011 13:13 33.5526/07/2011 13:14 33.2726/07/2011 13:15 33.2526/07/2011 13:16 33.2
INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
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TABLA DE LA FRESA CON LOS DIFERENTES PUNTOS DEL SECADOR
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TABLA DE LA ZANAHORIA CON LOS DIFERENTES PUNTOS DEL SECADOR
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silla entrada parte inferiorparte superior zanahoria
VII. DISCUSIONES
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Según: http://www.larevistaintegral.com/6117/secador-solar-de-alimentos.html; Es una aplicación ideal de la energía solar. Los rayos pasan a través de láminas de cristal que cubren las bandejas, sobre rejillas metálicas, los alimentos. Los modelos más sofisticados pueden disponer de entradas y salidas de aire, chimeneas y acumuladores de calor, de manera que se producen corrientes de aire que aceleran y favorecen el proceso de secado.
En el caso del secador solar, no es un modelo muy sofisticado porque no dispone de entrada y salida de aire.
Según: http://www.larevistaintegral.com/6117/secador-solar-de-alimentos.html; Los métodos naturales de conservación son la clave para extender en el tiempo el disfrute de los abundantes alimentos que produce la cosecha de verano. Es un excelente medio de dar salida a un exceso de producción en el huerto o sacar partido de los precios más bajos de la temporada. El desecado, que al eliminar el agua impide la proliferación de bacterias y mohos, es más sencillo, requiere menos trabajo y mantiene mejor los nutrientes que las confituras y otras conservas. La congelación se considera a menudo un método óptimo, pero precisa de un gasto constante de electricidad, y no pequeño. Además, los alimentos congelados son vulnerables a los cortes de suministro, cada vez más frecuentes, por cierto, en nuestro país.
El desecado elimina el agua, impide la proliferación de bacterias y mohos, es más sencillo y requiere de menos trabajo.
Según: http://www . Botanica.com.pe; Pones sobre una placa para horno una rejilla (que no toque la placa) y sobre la rejilla las fresas. Prendes el horno al mínimo y las pones ahí por 3 o 4 horas. Si quieres hacerlo mas rápido las partes a la mitad, pero quedan mas lindas enteras. Después las dejas enfriar en el mismo horno cerrado hasta el día siguiente, (antes de sacarlas saca una déjala enfriar y constata que este sequita) y después las guardas en un frasco cerrado bien hermético.
En este caso las fresas se colocaron por mitad en el secador solar.
La liofilización es un proceso en el que se congela el producto y una vez congelado se introduce en una cámara de vacío para realizar la separación del agua por sublimación. De esta manera se elimina el agua desde el estado sólido al gaseoso del ambiente sin pasar por el estado líquido. Para acelerar el proceso
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se utilizan ciclos de congelación-sublimación con los que se consigue eliminar prácticamente la totalidad del agua libre contenida en el producto original.[
Es utilizado principalmente en la industria alimentaria para conservación de los alimentos y medicamentos, aunque también se puede utilizar para fabricar materiales como el aerogel o para hacer más conveniente el transporte de ciertos productos por reduccion del peso. Es una técnica bastante costosa y lenta si se la compara con los métodos tradicionales de secado, pero resulta en productos de una mayor calidad, ya que al no emplear calor, evita en gran medida las pérdidas nutricionales y organolépticas.
En general, el café instantáneo o las sopas instantáneas no son liofilizadas, el alto precio de los liofilizadores y su relativamente baja productividad, hacen que esta técnica no sea muy atractiva para tratar grandes cantidades de producto. Sin embargo la liofilización sí es usada en café instantáneo de una mejor calidad, pero a un mayor precio para el consumidor.
Como proceso industrial se desarrolló en los años 50, pero sus principios eran ya conocidos y empleados por los incas. El procedimiento ancestral consistía en dejar por la noche que los alimentos se congelasen por la acción del frío de los Andes y gracias a los primeros rayos de sol de la mañana y la baja presión atmosférica de las elevadas tierras andinas se producía la sublimación del agua que se había congelado. Este proceso es conocido como liofilización natural.
Las ventajas de este tipo de conservación de alimentos son una asimilación mucho más rápida que una alimentación normal, seguridad en el aporte mineral y energético y su reducido peso.
Los alimentos conservados de mediante liofilización pueden clasificarse en 3 tipos:
Bebidas isotónicas. El agua de lluvia o de nieve, aunque sacia la sed, no contiene los minerales necesarios para la recuperación de todos los que se han perdido durante el esfuerzo. Este tipo de bebidas aportan dichos minerales esenciales.
Bebidas energéticas. A base de hidratos de carbono o azúcares que son indispensables para la obtención de la energía necesaria para el esfuerzo muscular. Reducen el consumo de las propias reservas de azúcares, prolongando la capacidad del esfuerzo.
Bebidas recuperadoras. Destinadas a la recuperación de los elementos perdidos durante el esfuerzo (proteínas, hidratos de carbono, minerales, vitaminas, etc.). Preparan el organismo para mantener su capacidad física frente a un esfuerzo intenso en días consecutivos. Ideal para travesía de varios días.
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Este proceso también tiene alguna desventaja: es más caro que otros sistemas y requiere un alto grado de manipulación. En ciertos alimentos, como los cárnicos, es necesario añadir antioxidantes para evitar problemas de oxidación debido al bajo contenido de humedad. Algunas investigaciones en este campo se centran en reducir el grado de manipulación y el tiempo que se tarda en el secado.
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VIII. CONCLUSIONES
La transferencia de materia esta controlada por el mecanismo de desplazamiento del agua en el interior del sólido.
Rrealizó un proceso de secado de zanahoria y fresas en láminas, supervisado mediante sensores de temperatura, evaluando el comportamiento del aire e en el interior del secadero solar.
Los datos obtenidos del proceso permitirán en futuros procesos establecer un modelo de secado óptimo para la zanahoria y fresa en el secador solar y generar recomendaciones para la formulación de métodos de control autómata para el secador solar.
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IX. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
http://www.larevistaintegral.com/6117/secador-solar-de-alimentos.html http://www . Botanica.com.pe
http://www.manaxx.com/liofili.htm
http://www.elsantafesino.com/economia/2004/02/24/liofilizacion
http://www.demoprogresista.org.ar/actago06/Liofilizaci%F3n.doc
Rodríguez, F. (2002); “Ingeniería de la Industria Alimentaria”. Volumen III.
Editorial Síntesis. Madrid – España. Pp 202-206
Tecnología de procesos de alimentos. Potter Fellows. Editorial Acribia. S.A.
España
La ciencia de los alimentos. Norman N. Potter. Editorial Harlo. Primera Edición
México (1986)
