secador de pupa de fruta.docx

7/26/2019 secador de pupa de fruta.docx

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LIMA - PER

Secado de pulpa de fruta

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIALA MOLINA

FACULTAD DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

Departamento de Ingeniera de alimentos yproductos agropecuarios

SECADO DE PULPA DE FRUTA

SECADO DESECADO DE

PULPA DEPULPA DE

FRUTAFRUTA


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CURSO: Maquinaria para la

industria alimntaria

PROFESOR: Ed!in Orland" #ald"n

C$am"rr"

INTEGRANTES:

Latin% Valdi&ia' Pa"la


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L"&ra Frn(nd%' )"sp$ Luis

Ma*allans L+&an"' ,arn

P-a A.r*/' As$l0

R0s In1ants' Pamla

R"n2r"s Narra' )"r* Luis

RESUMEN

El secado de pulpa de fruta, como post-operacin despus de la obtencin de

la misma, ha tenido un incremento significativo en los ltimos aos ya que

prolonga la vida til de la pulpa, mejora su presentacin, reduce volumen

ocupado, da valor agregado, etc.

El objetivo del presente trabajo fue determinar el secador ideal para la

obtencin de pulpas deshidratadas de fruta. e busc diversos equipos de

secado para este producto, reconociendo sus ventajas y desventajas tanto a

nivel econmico, productivo, entre otros y se eligi el equipo que m!s se

ajustaba a las caracter"sticas deseadas.

El equipo elegido fue el secador de tambor rotatorio #$%-&'' pues cumpl"a

con las condiciones m!s adecuadas para la deshidratacin de pulpa de fruta, a

nivel terico para una planta mediana.


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I. INTRODUCCINEn el procesado de alimentos se utili(an distintos tipos de procedimientos que

transforman la materia prima a diversos productos elaborados. Estos muchas

veces cambian por completo la forma de la materia prima y as" tambin lo

hacen con sus propiedades nutritivas, el sabor, la te)tura, etc.

*no de dichos procesos para la transformacin de la materia prima es el

secado.

El secado se basa en la eliminacin del agua libre que se encuentra en la

materia prima mediante la transferencia de calor al alimento. +icha

transferencia de calor hace que el agua libre del alimento se evapore y as"

pueda salir del mismo.

a eliminacin de agua se da hasta que se llegue a un equilibrio entre el

alimento y el aire o el medio de secado.

El secado permite la inhibicin del crecimiento microbiano y de la actividad

en(im!tica, dado que la actividad de agua se reduce.

dem!s de las propiedades de conservacin, permite reducir el tamao y el

peso de la materia prima, lo cual es una ventaja ya que se reducen los gastos

de almacenamiento y transporte.

*na de las desventajas que presenta es que altera con cierto grado las

caracter"sticas sensoriales as" como, el valor nutritivo de los alimentos.


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e tiene una amplia gama de procesos de secado en la industria los cuales

son

- ecado al sol.

- ecado por rodillos o tambores.- ecado a la sombra.- ecado por paso de aire /bandejas0.- tomi(acin- iofili(acin, etc.

II. SECADO DE PULPA DE FRUTA

3.1. Definicin de pulpa de frua

a parte comestible de la fruta entera, segn corresponda, sin c!scara, piel,

semillas, pepitas y partes similares, cortada en rodajas /rebanadas0 o

machacadas pero sin reducirla a un pur /12, 3''40.

!.!. Secad"

a deshidratacin o secado de alimentos es una de las operaciones unitarias

m!s utili(adas en la conservacin de los mismos.

En los procesos de deshidratacin el agua del alimento es eliminada, en mayor

o menor grado, y se consigue con ello una mejor conservacin microbiolgica,

adem!s de retardar muchas reacciones indeseables. unque esta

conservacin del alimento tiene una gran importancia, con la deshidratacin

tambin se logran disminuir los costes de envasado, manejo, almacenado ytransporte, ya que se disminuye el peso del alimento, y en algunos casos el

volumen.

pesar de que los trminos de secado y deshidratacin se utili(an como

sinnimos, en realidad no debiera ser as", ya que se considera que un alimento

est! deshidratado si no contiene m!s de 3.&5 de agua, mientras que uno seco

puede contener m!s de 3.&5 /6bar( y %arbosa-7!novas, 3'880.


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!.#. I$p"rancia del %ecad" de &u'" de frua

a deshidratacin de jugos de frutas es la forma superior y m!s desarrollada

para su conservacin natural sin preservantes, envase, manipulacin y

transporte9 algunas de las tecnolog"as de deshidratacin constituyen

tecnolog"as de punta patentadas y permiten la obtencin de jugos de frutas y

a(car amorfo en polvo con o sin empleo de calor, pero sin afectacin

considerable de sus constituyentes originales /vitaminas, prote"nas, etc.0, que

conservan las mismas propiedades organolpticas y el valor nutritivo cuando se

disuelven en agua para su consumo.

!.(. T)cnica% de %ecad" para pulpa% de frua%

!.(.1. Secad" p"r c"n'elacin " fr*"

Empleado para productos termo sensibles como las producciones

biotecnolgicas y farmacuticas de alto valor agregado. Estas variantes fueron

desarrolladas, por las dificultades iniciales afrontadas en el secado con calor y

sin adicin de agentes de secado a los jugos de frutas naturales sin concentrar.

Estos inconvenientes principales son la formacin de aglomerados,

carameli(acin y adherencia de los a(cares a las paredes del secador por el

efecto del calor, cuando no se emplean equipos de secado y:o dispositivos

adecuados.

3.4.8.8. ecado por congelacin o liofili(acin

a deshidratacin mediante este tipo de secado constituye un procesodiscontinuo, sofisticado y costoso, su uso est! limitado por la consistencia o

te)tura del material a secar9 as" como por el valor agregado del producto final

obtenido, por lo que se emplea fundamentalmente en el secado productos

biotecnolgicos y farmacuticos. +entro de esta variante se pueden citar las

producciones de jugos de frutas /man(ana, uva y mandarina0 deshidratados en

polvo, mediante congelacin del jugo l"quido me(clado a -;'


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1igura 8. Esquema de un liofili(ador

3.4.8.3 +eshidratacin de jugo de caa por presin en fr"o

El guarapo natural deshidratado es obtenido y comerciali(ado en 7osta =ica.

e seala que el producto final retiene todas las vitaminas y minerales que se

encuentran en forma natural en la planta, y que por otra parte, es m!s natural y

soluble que el a(car crudo, se puede utili(ar en bebidas fr"as y calientes, en

pasteler"a y para la preparacin de salsas.

!.(.!. Secad" e$pleand" cal"r

Esta v"a de secado comprende procesos menos costosos continuos o no,

empleados para el secado industrial de productos.

3.4.3.8. ecado en secadores rotatorios de tambor de pel"cula

+entro de esta variante se encuentra la obtencin de jugos de vegetales

deshidratados y a(car. Este procedimiento tiene como inconvenientes las

altas concentraciones a alcan(ar en el evaporador />& a ?'


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1igura 3. ecador de rodillos

3.4.3.3. ecado empleando secadores spray /tomi(ador0

En este proceso las transferencias de calor y de masa se reali(an mediante

con tacto directo del gas caliente con la nube de finas gotas dispersas en forma

de roc"o o neblina. *na ve( completado el secado, el gas enfriado y el slido en

forma de finas part"culas o en polvo, se separan mediante el empleo de

ciclones. +ebido a la enorme superficie total de desecacin, al pequeo

di!metro de las gotas producidas y a la alta temperatura del gas de secado, el

tiempo real de desecacin se mide en fracciones de segundos y el tiempo total

en el secador no e)cede por lo general los ;' segundos /7ampo et al.,3'8'0.


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1igura ;. tomi(ador

III. SECADOR DE ROTATORIOS DE TAM+OR ORODILLOS

El proceso de secado en tambor consiste b!sicamente en el secado de una

delgada pel"cula de solucin o suspensin adherida sobre un tambor

caliente y la posterior remocin de la pel"cula de slido seco mediante una

cuchilla. Este proceso tambin es conocido con el nombre de secado en

rodillos, mientras que el trmino secado en cilindros suele usarse para

indicar el secado de hojas continuas de materiales como son papel,

pel"cula, etc.

El secador de tambor consiste b!sicamente en uno o dos tambores huecos

calentados internamente, sobre los cuales se aplica la solucin o

suspensin por distintos mtodos de alimentacin. El vapor es el medio

calefactor de uso normal para el secado a presin atmosfrica, aunque

algunas veces se usan gases calientes. @ara el secado en tambor bajo

vac"o, el tambor puede ser calentado por medio de agua caliente o con

vapor a presin subatmosfrica /Aonhebel y Boss, 3''30.

Este tipo de secador se considera indirecto y continuo, ya que el calor de

desecacin se transfiere al slido hmedo a travs de una pared de

retencin. El l"quido vapori(ado se separa independientemente del medio

de calentamiento y la velocidad de desecacin depende del contacto que se

estable(ca entre el material hmedo y la superficie caliente /costa #urtadoy %urgos Bej"a, 3'830.

Aonhebel y Boss /3''30 sealan que la limpie(a del secador de tambor es

sencilla. El costo de mantenimiento del secador de tambores gemelos es

bajo, pero para el secador de doble tambor y el secador al vac"o puede ser

mucho mayor.

@or ra(ones de seguridad, respecto a las tensiones generadas, el tamao

m!)imo del secador est! limitado apro)imadamente a 83 m3de superficie


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de secado y por ello puede convenir el uso de varias m!quinas para obtener

una produccin elevada. En estas circunstancias, el considerable costo de

la instalacin y el aumento de las necesidades de mano de obra que

implican, tienden a reducir las ventajas del proceso de secado en tamborque es relativamente econmico.

#.1. Ecuaci"ne% de ran%ferencia de cal"r del %ecad"r p"r r"dill"%

costa #urtado y %urgos Bej"a /3'830 nos detallan las ecuaciones que

intervienen durante el proceso

#.1.1. ,el"cidad 'l"-al de %ecad"

+onde

C dD:dt velocidad de secado /g de agua:s0.

C !rea superficial e)terior del tambor /m30 en contacto con el producto.

C * coeficiente global de transferencia de calor /F: m3 G70.

C H diferencia media de temperatura entre la superficie interna del tambor

y la pel"cula secada.

C #fg calor latente de vapori(acin para la eliminacin de humedad en el

producto alimenticio /I:g0


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#.1.!. C"eficiene 'l"-al de ran%ferencia de cal"r

+onde

= resistencia trmica total entre el vapor y el producto

hJ coeficiente convectivo de transferencia de calor de la capa l"mite de

vapor

KL espesor de la pared del cilindro

MD coeficiente de conductividad de la pared del cilindro, apro)imadamente

8& F:m para el acero ino)idable

#l coeficiente convectivo de transferencia de calor del producto

!rea superficial e)terior del tambor /m

3

0 en contacto con el producto.* coeficiente global de transferencia de calor /F:m3. G70.

#.!. Mecani%$" cin)ica de %ecad"

*n elemento fundamental en el proceso de secado es el estudio de la

intensidad de la trasferencia de masa en el mismo. @ara esto es necesario

conocer los elementos m!s tiles de la transferencia de calor y masa que


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funcionen en los secaderos de contacto directo. a intensidad de la

transferencia de masa depende de una serie de factores que van desde

condiciones internas a e)ternas. as condiciones e)ternas est!n definidas

por la resistencia a la transferencia de calor y de masa de la capa l"mite ylas condiciones internas est!n definidas, por la transferencia de calor y de

masa a travs del slido. 7uando se seca un slido se producen dos

procesos fundamentales y simult!neos

Hransmisin del calor para evaporar el l"quido. Hransferencia de masa en humedad interna y l"quido evaporado.

6ndependientemente del mecanismo de transmisin de calor /conduccin,

conveccin, radiacin o una combinacin de cualquiera de stos0, el calor

tiene que pasar primero a la superficie e)terior y desde sta al interior del

slido /costa #urtado y %urgos Bej"a, 3'830.

Cuadr" 1/ ,ARIA+LES DEL PROCESO

,aria-le% Fi&a% ,aria-le% Manipulada% Jelocidad de rodillos 7oncentracin de slidos en la

muestra

eparacin entre los rodillos Hemperatura del vapor

I,. PARTES DEL SECADOR DE TAM+OR O RODILLOS

as partes del secador de tambor o rodillos son las siguientes segn unmodelo diseado por +ryers /3'840

%astidor principal.-

7uerpo fabricado en hierro fundido o acero al carbn.

Hambores de secado.-

1abricados con hierro fundido, hierro fundido cromado o con

revestimiento de cromo:n"quel.


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%arras portacuchillas.-

=evestidas de acero al carbono o de acero ino)idable con accionamiento

neum!tico de manera est!ndar, pueden tener adem!s cuchillas de

mecanismo oscilante opcional.

7uchillas.-

Elaboradas con acero ino)idable especial y el soporte fijador de las

cuchillas de acero ino)idable est!n revestidas de bronce de berilio.

@lacas de sello.-

uministrados en caso necesario, revestidos de resina fenlica o similar.

=odillos de alimentacin.-

e utili(an para el secado por tambor de materiales a base de almidn o

pastas. on fabricados en hierro fundido, hierro fundido cromado o aceroino)idable, y accionados por los piones del motor principal de la rueda

del engranaje, o por unidades de motor de un solo eje, disponibles con

refrigeracin o calefaccin interna si fuera conveniente.

Engranaje de seguridad.-

Hodos los rodillos de alimentacin y los tambores gemelos o dobles

est!n provistos de un equipo de seguridad con resorte.

ne)os:apndices.-

lgunos accesorios pueden ser una campana e)tractora de humos, apta

para atmsfera de nitrgeno o cubierta para vac"o.

u)iliares est!ndar.-@ueden ser transportadores laterales y

transversales, engranaje de alimentacin transversal, control de

alimentacin autom!tico, trituradores de producto, entre otros


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,. DISE0OS DE SECADORES DE TAM+OR O

RODILLOS

.1. Secad"r de a$-"r 2nic"

+ependiendo del nmero de rodillos aplicadores utili(ados, la capa formada

sobre el secado tambor puede ser m!s gruesa o m!s delgada. a especial

construccin de este secador hace que sea especialmente adecuado para el

procesamiento o pastosa productos pulposos. Esto es debido al sistema

aplicador, que garanti(a una distribucin perfecta del producto a lo largo de

toda la longitud del tambor. dem!s, el efecto de amasado de los rodillos, evita

que los productos pegajosos formen grumos.

&.8.8.ecador de tambor con rodillos aplicadores

os rodillos de aplicacin hacen que sea f!cil para regular la

alimentacin del producto. dem!s, tienen un efecto de amasado que

evita la formacin de grumos en materiales pegajosos, con una

distribucin perfecta a lo largo de la longitud del tambor, el sistema es

ideal para el procesamiento de pasta o pulpa como el producto elegido

en este trabajo.

1igura 4 ecador de tambor con rodillos aplicadores

1uente A+=6HN /3'840

;.8.3. ecador de tambor con el rodillo de inmersin inferior

*na versin diseada para aplicaciones espec"ficas y productos

qu"micos. En esta m!quina, el rodillo se sienta por debajo y se sumergeen el producto, recogiendo una capa de l"quido para la transferencia al


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tambor, la cual es similar al funcionamiento de una imprenta /A+=6HN,

3'840

1igura & ecador de tambor con rodillos aplicadores



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.!. Secad"r de d"-le a$-"r

*n secador de doble tambor se utili(a a menudo para los productos con

viscosidades m!s bajas. El producto se introduce en el colector de aceite entre

los dos tambores, la distancia entre los tambores se puede ajustar conprecisin para controlar el espesor de la capa en la bater"a. Esta m!quina

tambin se puede utili(ar como dos secadores de tambor simple con rodillos

aplicadores.

&.3.8. ecador de doble tambor

7on este sistema, el producto se introduce en la l"nea de contacto entre

un par de tambores /que siempre girar en direcciones opuestasO, estapequea brecha entre los tambores es ajustable con precisin para

optimi(ar el espesor de la pel"cula.

1igura P ecador de doble tambor


&.3.3. ecador de doble tambor con rodillos aplicadores

El secador de doble tambor con rodillos de aplicacin es adecuado para

clientes con m!s variables en su gama de productos. Esta configuracin

multifuncional ofrece mayor versatilidad que combina las ventajas de

ambos sistemas, secadores de tambor individuales y dobles.

1igura Q ecador de doble tambor con rodillos aplicadores



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,I. E%pecificaci"ne% )cnica% caracer*%ica% del

%ecad"r de a$-"r r"a"ri" 34+566e buscaba un equipo que pudiera satisfacer las necesidades de secado de

pulpa de fruta a nivel industrial /en una planta mediana0, as" pues se decidi

por el secador de tambor rotatorio #$%-&'' fabricado por la empresa Rutong,

ya que est! empresa e)tranjera cuenta con m!s de 8' aos de e)periencia y

ofrece un producto de calidad y garant"a.

7uadro 3.3.8. Especificaciones tcnicas del secador de tambor

rotatorio

Stem : modelo #$%-&''7apacidad de evaporacin de agua

/g:h0#76

@roductividad /g:h0 66Hemperatura de aire de entrada /G70 8966

Jelocidad de rotacin /r.p.m.0 65117onsumo de combustible /g:h0 876

@otencia total /D0 #(.(

+imensiones e)terioresongitud /m0 11ncho /m0 !ltura /m0 #@eso /H0 !6

1uente Rutong /3'8&0

1igura 3.3.8. ecador de tambor rotatorio


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1uente Rutong /3'8&0

El secador de tambor rotatorio #$%-&'' se caracteri(a por su f!cil operacin y

alta eficiencia, lo que permitir"a que sea usado no slo por el jefe de planta sino

tambin por los operarios previamente entrenados. dem!s este equipo

emplea horno con tiro de aire caliente de combustin directa como fuente de

calor.

s" mismo, esta empresa ofrece el secador de tambor rotatorio #$%-8&'',

equipo muy similar al anterior pero de mayor capacidad y consumo energtico.

s" pues, buscando la econom"a y mejor uso de los recursos de una planta de

procesamiento de pulpa de frutas mediana se prefiri el secador #$%-&''.

,II. CONCLUSIONES

El secador de tambor rotatorio #$%-&'' es el equipo elegido para

secado de pulpa de fruta, siendo dependiente de la capacidad de

produccin de la planta. @ara reali(ar un secado de pulpa de fruta, es necesario que esta se

encuentre con la viscosidad necesaria para poder reali(ar el

procedimiento del paso a travs de los rodillos. as pastas de frutas tambin son recomendadas para poder secarlas

con un secador de tambor. E)isten muchos diseos de secadores de tambores rotatorios,

fabricados por diferentes empresas, sin embargo se decidi que el

secador tambor m!s adecuado es el que posee un solo tambor.

,III. RECOMENDACIONES e debe evaluar primero que tipo de pulpa de fruta se va a

deshidratar para elegir el secador adecuado que le brinde las

mejores condiciones al producto final.

as temperaturas de secado no deben ser muy elevadas para no

degradar los nutrientes de las pulpas de frutas.

I:. +I+LIO4RAF;A


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costa #urtado, .1. y %urgos Bej"a, I.. 3'83. 7ondiciones de

operacin de un secador de rodillos en la deshidratacion de residuos de

tomate /Lycopersicum esculentum Mill0. Hesis 6ng. limentos. antiagode 7hile. *niversidad del Jalle.

ndrit(, $. 3'84. $ouda drum dryer. %uilt on solid principles. Jisitado el

8Q:'&:8P. +isponible en

http::DDD.andrit(gouda.com:uploads:docs:A+=6HNT$oudaTdrumTdry

erTbrochureTdefTmail.pdf 7ampo,1.9 +"a(, .9 #ern!nde(, R. y %orges, +. 3'8'. ecado de jugos

en la industria a(ucarera como alternativa sostenibleICIDCA44 /30, pp.

3P-;;.+isponible en http::DDD.chinadrier.es:8-drum-dryer-3.htmlU

+ryers, . 3'84. Hecnolog"a del secado. Espaa. Jisitado el 8&:'&:8P.

+isponible en http::caperva.com:marca-representada:simon-dryers 12:2B. 3''4. 7omisin del 7ode) limentarius 7omit sobre frutas

y hortali(as elaboradas. Jigsima segunda reunin. 12, =oma. 6bar(, . y %arbosa-7!novas. 3'88. 2peraciones *nitarias en la

6ngenier"a de limentos. Ediciones [email protected]. Aonhebel, $. y Boss, ..#. 3''3. El secado de slidos en la industria

qu"mica. Editorial =evert .. Espaa. Rutong. 3'8&. B!quina secadora de tambor rotatorio. Jisitado el

8&:'&:8P. +isponible en http::DDD.chinadrier.es:8-drum-dryer-3.htmlU Rutong. 3'8&. B!quina secadora de tambor rotatorio. Jisitado el

8&:'&:8P.

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