Tecnología de deshidratación de ventana de refractancia: Un novedoso método de secado por contacto.

Tecnología de deshidratación de ventana de refractancia: Un novedoso método de secado por contacto.

El sistema de ventana de refracción (RW) es un nuevo método de secado para convertir alimentos líquidos y otros biomateriales relacionados en polvos, escamas o hojas con valor agregado. En este sistema, purés o jugos preparados a partir de frutas, verduras o hierbas secan en tiempos cortos, típicamente 3-5 min, resultando en productos con excelente color, vitamina y retención de antioxidantes. Los sistemas de secado RW son sencillos y relativamente baratos en comparación con la liofilización, que generalmente necesita grandes instalaciones para ser económica. En los sistemas de secado RW, la energía térmica se transfiere de agua caliente a una película de puré o jugo diseminado en una cinta transportadora de plástico. Estos sistemas de secado funcionan a presión atmosférica y se utilizan para la producción comercial de mezcla de huevos revueltos, aguacate en polvo, algas con alto contenido de carotenoides, extractos de hierbas y suplementos de nutrición humana, e ingredientes alimenticios, así como frutas y verduras secas. Este artículo presenta el principio del secado de la ventana de refracción y destaca algunos resultados que muestran su potencial y cómo se compara con otros secadores para procesar frutas, verduras y otros productos sensibles al calor.

INTRODUCCIÓN

El secado es una operación unitaria donde el agua se elimina de los productos mediante la aplicación de calor, siendo el resultado final un sólido. El producto final puede estar en forma de hojas, escamas, película, polvo o gránulos. El proceso de secado se distingue de la evaporación, donde el producto final es un líquido con una alta concentración de sólidos disueltos. Estos dos procesos de deshidratación son muy intensivos en energía pero han sido utilizados en la industria alimentaria durante décadas para proporcionar estabilidad microbiana, reducir las reacciones químicas deteriorantes, facilitar el almacenamiento y minimizar los costos de transporte.A pesar de que estos objetivos de secado como una unidad de operación siguen siendo relevantes e importantes, los consumidores de hoy prefieren productos más nutritivos con la mayoría de los compuestos bioactivos promotores de la salud retenidos. En respuesta a esta demanda, las recientes actividades de desarrollo en el diseño de secadoras de alimentos incluyen la calidad del producto como un criterio principal del rendimiento del secador. La liofilización se ha utilizado para producir productos deshidratados con buena retención de forma, sabor, color, vitaminas y capacidad de rehidratación. Sin embargo, el coste de la liofilización es varias veces mayor que el secado por pulverización y el secado al aire. Además, los productos liofilizados tienden a ser porosos y pueden rehidratarse rápidamente cuando se exponen a un medio húmedo. Están surgiendo nuevas técnicas de secado que proporcionan ciertas ventajas significativas en términos de uno o más de los siguientes: consumo de energía, calidad del producto, seguridad, impacto ambiental, costo de deshidratación y productividad.

Los sistemas de secado pueden clasificarse como primera, segunda, tercera o cuarta generación (la última) basada en el desarrollo histórico. El microondas, el infrarrojo, la radiofrecuencia, la ventana de refractancia, el secado en lecho fluido de la bomba de calor y los otros sistemas de secado híbridos descritos en Chou y Chua están entre los secadores de cuarta generación que requieren un mayor énfasis en la retención de la calidad de los alimentos. Aparte de la fuente de energía, el nivel de temperatura (alto o bajo), los tiempos de residencia del producto en el secador, y si el medio de calentamiento debe interactuar con el material directa o indirectamente son las otras consideraciones en el diseño de la calidad. También es importante considerar si el calor debe ser transferido al material húmedo por convección, conducción, radiación o una combinación de estos procesos. En la mayoría de las operaciones de secado, la energía se transfiere desde la superficie hasta el centro del material húmedo con la excepción de la radiofrecuencia y el secado por microondas, donde la energía suministrada genera calor interno dentro del sólido. Para obtener información adicional sobre la clasificación de los secadores, los lectores pueden referirse a una revisión reciente que también aborda la adaptación de los procesos clásicos de secado a nuevos desarrollos técnicos y requisitos de calidad por parte de los consumidores.

El secador de ventana de refracción (RWTM) discutido en este artículo es un desarrollo relativamente nuevo que cae dentro de las técnicas de contacto, indirectas o de secado de película. En este método de secado, la energía térmica procedente del agua caliente se transfiere al material húmedo depositado como película delgada sobre una cinta transportadora de plástico. El cinturón se mueve mientras está en contacto con el agua caliente y da como resultado un secado muy rápido. El producto seco es entonces raspado del transportador usando una cuchilla rascadora que cubre toda la anchura de la cinta. A diferencia de los secadores directos, la contaminación cruzada no ocurre en secadores indirectos, tales como el sistema RW porque el producto no entra en contacto con el medio de transferencia de calor. Otros métodos de secado indirecto o de contacto que se relacionan estrechamente con el secado de RW incluyen el tambor y la cinta de acero sólido o los secadores combinados de cilindro y banda (CBD). La mayoría de los secadores de contacto utilizan vapor saturado, agua caliente, soluciones de glicol, o algunos fluidos de transferencia de calor comercialmente disponibles para la calefacción. Los fluidos de transferencia de calor no hacen contacto directo con el material húmedo, sino que se utilizan para transferir la energía indirectamente a través de una pared de acero, una lámina de plástico o una correa de acero. Recientemente, se presentó un enfoque unificado para interpretar la cinética de secado y el modelado del proceso de secado convectivo para suspensiones, soluciones, emulsiones y pastas en diversas condiciones tales como flujo de aire, tipos de soporte sólido y concentración inicial de suspensión.El tratado incluye ejemplos de secado experimental y curvas de temperatura para dispersiones líquidas de origen animal, vegetal, orgánico e inorgánico. Este enfoque unificado se amplió para cubrir el secado conductor de las dispersiones líquidas y la transferencia de calor en los cilindros de contacto. El resultado de este enfoque unificado ha puesto de manifiesto un fenómeno importante que también se ha observado en el secado RW. Para temperaturas de cilindro inferiores a 100 ◦ C, se produce una disminución de la temperatura del material después del calentamiento inicial, seguida por una estabilización de la temperatura debido al gran aumento de la resistencia térmica de la capa de material secada. El procesamiento de material que implica conducción es ventajoso porque la intensidad de transferencia de calor es muy alta (diez veces más alta en comparación con una convección), la implementación es relativamente simple, y la variación dirigida de las temperaturas del medio de transporte térmico permite la migración de sustancias disueltas para mejorar la calidad de Material procesado. Para un mejor enfoque, la presente descripción no incluye el secado de suspensiones en lechos fluidizados, lechos de vertido, tambores rotativos o secadores de paletas con o sin medios inertes, ni tampoco el secado de películas finas tales como pintura de automóviles, revestimiento de tinta, O recubrimientos en bandas gruesas.

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