aixa teoria inge 2 semana 2
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7/24/2019 Aixa Teoria Inge 2 Semana 2
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2.4.3 Modelos de deshidratacin osmtica
2.4.3.1 Modelado fenomenolgicoNo trata de explicar el mecanismo de latransferencia de materia a travs de un modelo sicoqumico,
sino que slo intenta relacionar la prdida de agua (WL) y la ganancia deslidos (!) con las condiciones operativas a travs de relaciones muy simples,
generalmente de valide" limitada al caso en estudio#
2.4.3.2 Modelado microscpico-estructural: Los modelos m$ssimplicados consideran difusin en un sistema %omogneo#
&lantean el 'alance para el sistema y, a partir de la solucin analtica y de
datos experimentales, regresin a un coeciente de difusin aparente para
cada componente que difunde#
n el otro extremo, existen modelos muy ela'orados que com'inan la difusin
multicomponente con la existencia de elementos estructurales (pared celular,
mem'rana protoplasm$tica, espacios intercelulares), a travs de los cuales
de'en difundir los componentes, y que implican resistencias adicionales y
generan la aparicin de numerosos coecientes, difciles de calcular o medir#
La deshidratacin osmtica se considera como producto de la saturacinde las capas exteriores del material# i una solucin no es uniforme con
respecto a la concentracin de los componentes, la misma alcan"ar$ la
uniformidad de manera espont$nea por difusin, pues la sustancia se mover$
de un punto de concentracin elevada a otro con concentracin m$s 'aa# La
mayora de los modelos matem$ticos se calculan en 'ase a la ley de *ic+,
segn la cual, la difusividad (una medida de la movilidad de difusin) de un
componente en una solucin es la relacin entre el -uo por unidad de $rea
(-ux) y su gradiente de concentracin#
l agua durante la des%idratacin osmtica puede perderse en dos etapas.
/) 0na etapa que dura aproximadamente dos %oras (dependiendo del tipo de
alimento) donde existe una remocin de agua a una velocidad alta#
1) 0na etapa de dos a seis %oras (dependiendo del tipo de alimento) con una
remocin de agua en decrecimiento# Las frutas pueden contener agua de tres
tipos.
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a) 2gua ligada presente en las clulas y que forma soluciones con sustancias
org$nicas#
') 2gua con enlace coloidal presente en las mem'ranas, m$s difcil de
remover durante el proceso de secado o des%idratado#
c) 2gua de constitucin o agua no ligada que est$ directamente conectada conlos componentes moleculares y que tam'in es difcil su remocin# La
temperatura y concentracin de las soluciones osmticas afectan la velocidad
de prdida de agua del producto#
2l comparar el secado por aire /3 seco, la des%idratacin osmtica es m$s
r$pida, pues la eliminacin del agua ocurre sin un cam'io de fase# La
des%idratacin osmtica modica la composicin del producto y meora sus
propiedades sensoriales y nutricionales por unidad de masa# 2dem$s,
disminuye la presencia de microorganismos y %ongos, al mismo tiempo que
protege la pigmentacin de los vegetales# 2umentar el contenido de slidos
dentro de los alimentos no es un proceso de conservacin, sino una etapa de
tratamiento previo para operaciones de conservacin y almacenae# i se
somete un producto a des%idratacin osmtica previo al secado, se puede
aumentar la capacidad de los secadores y el rendimiento en la etapa nal# sto
reduce la energa, y la meora los productos naturales# Los mtodos
com'inados, o efectos de 'arreras u o'st$culos, reducen el crecimiento
micro'iano en alimentos al com'inar factores de conservacin tales como. la
disminucin del p4, la inclusin de agentes antimicro'ianos y el calentamiento
moderado# i el 'enecio de un p4 'ao es com'inado con otro mtodo que
disminuya la actividad de agua, se genera un efecto antimicro'iano 'astante
eca"# 5e'e tomarse en cuenta que si se agrega un acidicante ste de'ea6adirse de tal forma que no se vea modicado el sa'or del alimento# l $cido
ctrico es considerado como un acidicante natural, provee la acide" uniforme#
i el p4 est$ por de'ao de 3#7 se convierte en un in%i'idor micro'iano# n las
frutas y verduras procesadas ayuda a optimi"ar el sa'or, y funciona como un
antioxidante para in%i'ir el deterioro del color y sa'or de'ido a las reacciones
en"im$ticas# 2dem$s inactiva las en"imas no deseadas, pues stas
generalmente dependen del p4# /8
2.4.1 Principios y fundamentos El fenmeno de
deshidratacin osmticase %a tratado de explicar a partir de los conceptos fundamentales de
transferencia de masa al esta'lecer el origen de las fuer"as impulsoras
difusivas involucradas# l mecanismo de impregnacin se considera que es
producto de la casi saturacin de las capas exteriores o superciales9 la
mayora de las explicaciones y el modelado y c$lculo de los par$metros que los
descri'en %an sido calculados a partir de la segunda ley de *ic+#
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:omo se trata de la conservacin de un material por disminucin de actividad
de agua, usando la fuer"a osmtica de una solucin de a"car, sal u otros
materiales, se puede reali"ar a temperatura del am'iente# llo trae consigo
muc%os 'enecios, especialmente en la calidad sensorial como sa'or, aroma y
color# Las soluciones que se usan como agentes osmticos son soluciones
concentradas de sacarosa, salmueras de alta concentracin, maltodextrinas yara'es de ma" de variada composicin# e de'en 'uscar las soluciones de
mayor fuer"a osmtica, pero que al mismo tiempo afecten lo menos posi'le al
producto9 se de'e sacar agua, pero no incorporar solutos al producto#
Modelado fenomenolgico:No trata de explicar el mecanismo de latransferencia de materia a travs de un modelo fsicoqumico,
sino que slo intenta relacionar WL, ! y ;< con las condiciones operativas a
travs de relaciones muy simples, generalmente de valide" limitada al caso en
estudio (4a=+es > *lin+ ?8@, 5alla col# ?A@, 2ndreotti > col# ?/@, entre
muc%os otros)#
l tipo de relaciones o'tenidas son los siguientes.
WL B C= (t)/D1 (/) ! B Cs (t)/D1 (1)
Las C= y Cs son constantes fenomenolgicas que dependen, al menos, de lacomposicin, concentracin de la solucin tipo de soluto de la solucin.
sales, molculas de 'ao o alto &E condiciones de operacin.
F temperatura,
F relacin m$sica solucin
Fproducto
G agitacin
WL F ! G ;< dependen fuertemente de &ro'lem$tica para la Eodeli"acin dela 5H Iexistencia de dos -uos cru"ados y simult$neos de materia en
condiciones aleadas del equili'rio Iencogimiento y deformacin del producto
&ro'lem$tica para la ;alidacin de los Eodelos de 5H Ipocas varia'les
medi'les experimentalmente (la literatura cuenta con valores de WL y !,
pocas veces de ;
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literatura) tipo de teido celular del producto pretratamientos pia""iF
Easc%eroni, J5es%idratacin osmtica de alimentos ###K, E2 G erie 2, 3
(1MM/), 1AFA1# 18 temperatura y grado de agitacin#
&or lo tanto, son v$lidas slo para las condiciones en que fueron determinadas,
a menos que se modele su dependencia con dic%as varia'les operativas#
Modelado microscpico-estructural:Los modelos m$ssimplicados consideran difusin en un sistema %omogneo#
&lantean el 'alance para el sistema y G a partir de la solucin analtica y de
datos experimentales G regresin a un coeciente de difusin aparente para
cada componente que difunde (4a=+es > *lin+ ?8@, :on=ay > col# ?1@, entre
otros)# n el otro extremo, existen modelos muy ela'orados que com'inan la
difusin multicomponente con la existencia de elementos estructurales (pared
celular, mem'rana protoplasm$tica, espacios intercelulares), a travs de los
cuales de'en difundir los componentes, y que implican resistencias adicionalesy generan la aparicin de numerosos coecientes, difciles de calcular o medir
(oupin > col# ?/A@, Earcotte > col# ?@)
E!"P#$ % $'#$ (EL P)#&E$#
l equipamiento necesario para la aplicacin del proceso de 5H como mtodo
de conservacin de distintos tipos de frutas puede ser de dos tipos segn la
presin de operacin que se utilice# &ara la 5es%idratacin Hsmtica a presin
atmosfrica se requiere de los siguientes equipos.
* &u+a para tratamiento de permea+ili,acin: Este euipo se utili,acuando se (eshidratacin #smtica * icha /0 limentos rgentinosG Ein2gri &$g# de // ===#alimentosargentinos#go'#ar
procesan frutas que presentan un recu'rimiento ceroso denominado pruina en
su supercie (ar$ndanos, ciruelas, uvas, etc#) el cual es necesario eliminar
mediante un tratamiento con solucin de %idrxido de sodio#
* &u+a para laado: 0na ve" nali"ado el tratamiento de permea'ili"acines necesario lavar la fruta r$pidamente para que no se altere la calidad de la
misma por accin del %idrxido de sodio residual, lo cual se lleva a ca'o en
este equipo#
http://www.alimentosargentinos.gob.ar/http://www.alimentosargentinos.gob.ar/ -
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G Paila osmtica:5entro de esta se colocan los canastos contenedores de losfrutos y el ara'e o solucin osmtica# La paila de'e contar con un sistema de
agitacin continua para optimi"ar la des%idratacin# La capacidad se elige
segn el volumen de fruta que se requiera procesar#
* &ontenedores para la fruta:l tama6o de los contenedores puede variarsegn el tipo de fruta que se desee des%idratar#
G &entrfuga:ste equipo se utili"a una ve" nali"ado el proceso dedes%idratacin para la eliminacin del ara'e y agua excedente que pueda
contener el fruto# 5e'e presentar velocidad varia'le segn la fruta que se este
centrifugando y mantener la temperatura de procesado esta'le# 0na ve"
nali"ado el centrifugado de la fruta se reali"a el secado de esta por medio de
aire caliente, o mediante otro procedimiento como los mencionados
anteriormente#
2ctualmente estos equipos son fa'ricados en el pas y se encuentran por lo
tanto, disponi'les en el mercado# &ara este informe se consult a la empresa
nacional Eultiequip G Oyrd (===#multiequip#com#ar) proveedor de tecnologa
para la industria de alimentos# Los costos y detalles de los equipos para
des%idratacin osmtica a presin atmosfrica que ellos comerciali"an se
encuentran a continuacin#
La deshidratacin osmtica(5H) es un tratamiento no trmico utili"adopara reducir el contenido de agua de los alimentos, con el o'eto de extendersu vida til y mantener caractersticas sensoriales, funcionales y nutricionales#
un mtodo antiguo que se va meorando a travs del tiempo y adecuando a
las necesidades actuales# :on esta tcnica es posi'le lograr una des%idratacin
parcial del alimento, entero o fraccionado, mediante su inmersin en
soluciones acuosas concentradas en solutos (soluciones %ipertnicas) que
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tienen elevada presin osmtica y 'aa actividad de agua# 5urante este
proceso se presentan dos -uos en contracorriente. el despla"amiento de agua
desde el alimento %acia la solucin concentrada, y el movimiento de solutos
desde la solucin al alimento# La des%idratacin osmtica casi no afecta el
color, sa'or, aroma y textura del alimento, se evita la prdida de la mayor
parte de los nutrientes y no posee un gran requerimiento energtico ya que sereali"a a 'aas temperaturas (en general cercanas a la del am'iente)#
!/(ME/'#$ (E L (E$5"()'&"6/ #$M6'"&
odos los seres vivos requieren de un nivel adecuado de agua y de slidos
disueltos en el interior de sus clulas para que stas puedan llevar a ca'o sus
funciones meta'licas las cuales son fundamentales para la vida del
organismo#
l fenmeno de smosis se reali"a con el o'etivo de conservar este 'alance
%drico entre las clulas y el lquido que las rodea, denominado lquido
intersticial#
La smosis es el despla"amiento de molculas de solvente a travs de unamem'rana semipermea'le desde una regin de concentracin de soluto m$s
'aa (%ipotnica) %acia otra de concentracin m$s alta (%ipertnica) del mismo
soluto, por accin de las diferencias de presin osmtica que poseen estas
soluciones# l proceso nali"a cuando se igualan las presiones osmticas# La
des%idratacin osmtica de alimentos consiste en la aplicacin de ste
fenmeno ya que, como se mencion antes, los alimentos contienen gran
cantidad de agua y de sustancias disueltas en el interior de las clulas que
conforman los distintos teidos#
La mem'rana celular acta como mem'rana semipermea'le, el contenido
intracelular como solucin %ipotnica y como solucin %ipertnica se utili"a una
preparada con altas concentraciones de soluto en funcin del producto a tratar,
generalmente se utili"a sacarosa para frutas y cloruro de sodio para carnes y
vegetales, o me"clas de estos9 tam'in pueden utili"arse alco%oles de alto
peso molecular#
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n dic%a solucin concentrada se sumergen los alimentos ya sea entero o
tro"ado# i la mem'rana celular fuera perfectamente semipermea'le, los
solutos no podran difundir %acia el interior de las clulas# No o'stante los
alimentos no poseen este tipo de mem'rana, por lo cual puede existir difusin
del soluto al alimento y de sus componentes %acia la solucin#
n consecuencia se producen dos fenmenos de transferencia de masa.
/# 5ifusin de agua desde el alimento a la solucin cuya fuer"a impulsora es la
diferencia de presin osmtica# s posi'le que ocurra arrastre de algunos
solutos disueltos en el interior del producto, sin em'argo este -uo de
componentes suele ser desprecia'le respecto al de salida de agua y al de
entrada de soluto al alimento#
1# 5ifusin de solutos desde la solucin %acia el alimento, denominado
impregnacin, donde la fuer"a impulsora es la diferencia de concentraciones#
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