PRACTICA DE LABORATORIO N° 4 SECADO DE FRESAS CON MICROONDAS

PRACTICA DE LABORATORIO N° 4

SECADO DE FRESAS CON MICROONDAS

I.-     OBJETIVO

El objetivo de esta práctica es evaluar el proceso de secado en horno microondas de 10 kW de potencia a 2,45 GHz empleando fresa para el experimento.  

II.-     INTRODUCCION

Las aplicaciones de la energía de microondas han sido ampliamente estudiadas en las últimas décadas en un amplio espectro, donde los resultados reportan una exitosa mejora en los resultados de los experimentos con respecto a los métodos convencionales. La mayoría de los estudios llevados a cabo con energía de microondas se han centrado principalmente en su capacidad de calentamiento debido a la transferencia directa hacia el material que permite un calentamiento rápido y volumétrica de la muestra, mientras evita complicaciones como los amplios gradientes de temperatura entre la superficie y  el  interior  tal como se presenta en los métodos convencionales.  

El calentamiento volumétrico de las muestras va acompañado por la capacidad de la energía de microondas para penetrar el interior de la muestra e inducir un calentamiento más profundo en la muestra. Lo anterior se debe a que la energía de microondas a  través de  los  campos eléctricos  y  magnéticos incluye en las muestras, las moléculas polares e iónicas presentes tratan de alinearse con el campo eléctrico oscilante, lo que genera calor por fricción debido a que los gradientes iónicos cambian constantemente y las partículas colisionan. La capacidad de los materiales para responder a los campos de electromagnéticos del orden de las microondas depende de su constante dieléctrica; lo que hace efectivo el calentamiento selectivo de muestras heterogéneas con componentes que poseen diferentes valores de esta propiedad física, provocando un incremento de la velocidad de calentamiento. Entre las aplicaciones industriales que se describen a

continuación se encuentra el secado, la pasteurización, la cocción, procesos que generan cambios físicos en materiales, el curado, catálisis de reacciones, regeneración de materiales, etc. La fresa es atractiva al consumidor por sus características sensoriales y nutricionales, pero su alto contenido de humedad la hace una fruta muy susceptible al deterioro por microorganismos, llegando a tener una vida útil a condiciones ambientales alrededor de 2 a 3 días después de la cosecha. La industria agroalimentaria aplica tecnologías como la lioflización para obtener alimentos en polvo de gran calidad adicionando solutos como goma arábiga o maltodextrina.  Estudios de secado sin adicion  de solutos se han realizado para la fresa en horno a 45°C con aire a 6 m/s reportando que es posible secar muestras de 89% de humedad hasta que contengan un 8% en 5 horas manteniendo su sabor agradable.

III- MATERIALES Y METODOS

• Para el desarrollo de este trabajo se utiliza un horno capaz de suministrar una radiación microondas a una frecuencia de 2,45 GHz con potencia de 10 kW  distribuidos en 12 magnetrones ubicados a lo largo y ancho de la cámara de secado.  
• 400 g. de fresa. Para el secado de la fresa, inicialmente se corta la muestra en trozos de 1cm3 aproximadamente, luego se dispuso en bandejas de aluminio rectangulares (200 mm x 120 mm) asegurándose de no ubicar un trozo sobre otro.
• Ubicar, las bandejas en la cámara  de secado. Registrar el peso de la nuestra.
• Registrar el secado controlando  su peso cada 5 min durante 45 min.  La prueba se da por terminada una vez se llegó a una remoción aproximada del 80%, valor considerado como la humedad total contenida en la fresa.  
• Cada intervalo se registra el consumo de energía, la temperatura alcanzada por la muestra utilizando un termómetro infrarrojo, la humedad relativa y la tempera- tura ambiente.  

         IV.- RESULTADOS.

       Registrar los resultados en la siguiente tabla:                                                                 

                                                       Tabla 1

          Resultados experimentales del secado de fresas por microondas [pic 1]

V.- CUESTIONARIO

 1.- ¿Qué le sucede al agua presente en la fresa al ser cometida a secado por micro-          ondas?

• El agua es el componente mayoritario en la fresa y aplicando una radiación microondas, con una potencia de 10kW a 2,45GHz durante 45 minutos, sobre trozos de estas es posible reducir en un 85% el peso de la muestra removiendo el agua contenida. La temperatura alcanza un valor alrededor de 335K durante los primeros 15 minutos del proceso donde se remueve la mayor cantidad de agua (60%), posterior a esto la temperatura disminuye manteniéndose alrededor de los 320K. Lo anterior, se explica ya que, al remover el agua, la cantidad de compuestos absorbedores de la energía contenida en las ondas electromagnéticas se reducen presentando además la disminución del rendimiento energético para lograr el secado. En el proceso de secado se alcanzó rendimientos de 0,45 kilogramos de agua removida por cada kWh consumida el cual se reduce luego de los 15 minutos de operación en función de la perdida de humedad de la muestra.

 [pic 2][pic 3]

  2.- ¿Cómo influye la temperatura en el % de disminución de la humedad en el   secado por microondas?

• Se puede observar resultados experimentales del secado de fresas por microondas el porcentaje de humedad de las fresas a través del tiempo; en ella se nota como al inicio de la remoción de humedad se da de forma inmediata lo cual se debe a que el calentamiento con microondas se da en forma volumétrica e inmediatamente las moléculas polares contenidas en el material entran en contacto con la radiación microondas. Una velocidad de secado constante y alta se presentó hasta el minuto 20 donde se logró remover el 70% de la humedad contenida en la fresa y posteriormente se presenta una zona de remoción lenta debido a que la ausencia del agua que limita la absorción de la energía transportada por la radiación microondas y por consiguiente, se da un secado más lento. Por otra parte, se observa que la remoción de humedad es homogénea a lo largo de la cámara de secado y en todas se alcanza el mismo contenido de humedad final para el producto.

VI.- BIBLIOGRAFÍA

Alvarado M. “Study of the stramberry drying process using microwave dryer”, Prospectiva, Vol 15, N° 1, 29-34, 2017. Disponible en: http://www.scielo.org.co/pdf/prosp/v15n1/1692-8261-prosp-15-01-00029.pdf

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