DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA

I. INTRODUCCIÓN.

Este es un proceso de deshidratación determinado por fenómenos de transporte, de difusión en medio líquido. Se trata de extraer parcialmente el agua de un producto mediante el uso de la fuerza osmótica aportada por una solución concentrada de solutos diversos. La alta concentración del medio debe promover el transporte de agua desde el producto debido al gradiente de presión osmótica existente y al gradiente de concentración de agua entre producto y medio.En este proceso de deshidratación se pierde la dependencia de las condiciones ecológicas externas al sistema y se pueden controlar todas las variables del proceso.

Aplicada a productos hortofrutícolas, permite reducir su contenido de humedad (hasta un 50-60% en base húmeda) e incrementar el contenido de sólidos solubles. Si bien el producto obtenido no es estable para su conservación, su composición química permite obtener, después de un secado con aire caliente o una congelación, un producto final de buena calidad organoléptica.

La deshidratación osmótica ha cobrado gran interés debido a las bajas temperaturas de operación usadas (20-50 °C), lo cual evita el daño de productos termolábiles, además de reducir los costos de energía para el proceso. El proceso de deshidratación osmótica es frecuentemente aplicado para conservar la calidad y estabilidad de frutas y hortalizas, sin tener pérdidas considerables en compuestos aromáticos; además de que puede ser utilizado como una operación previa en el secado y la liofilización.

II. OBJETIVOS.

Evaluar la ganancia de sólidos y la pérdida de agua durante la Deshidratación osmótica.

Determinar la difusividad efectiva media en la fase líquida.

III. MATERIALES.

Rabanito Manzana. Sal, azúcar. Vasos Balanza analítica Estufa.

1. Evaluación y preparación de la forma geométrica Preparación de las soluciones con

sacarosa y sal

2. Introducción de los trozos del producto en vasos de precipitación con la solución

respectiva.

3. Se haces las mediciones respectivas de masa de los trozos con sus tiempos, en los cuales

están establecidos, cada porción; para luego ser llevadas en una placa petri a la estufa.

4. Luego de hacer lo anterior con todos, ya sea manzana y zanahoria en el tiempo

establecido, se obtienen los datos experimentales, para hacer los cálculos.

IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.

Tabla 1. Datos obtenidos del rabanito después de haberlo sometido a deshidratación osmótica en diferentes intervalos de tiempo.

RABANITO

Tiempo (s)Masa inicial

(g)Masa final

(g)

M.S. después de estufa (g)

Variación % Pérdida de

Agua

Variación % Ganancia de

Sólidos0 4,1 4.1 0,1 0 0

900 3,5 2,7 0,3 29,714286 251,42862771800 4,7 3,5 0,4 32,3936173 248,936226

R

2700 3,3 2,4 0,3 34,7727275 272,72733243600 3,2 2,3 0,3 35,9375003 284,37506155400 3,4 2,4 0,3 36,6911767 261,76476387200 4,3 3 0,4 38,0232561 281,3954099

10800 4,3 2,6 0,4 47,5581397 281,395409918000 3,8 2,7 0,4 37,9605266 331,579016436000 3,7 2,7 0.6 41.8243246 564.8649712

0 10000 20000 30000 400000

10

20

30

40

50

%PA vs Tiempo

Series2

Tiempo (s)

%PA

Figura 1. Diagrama de dispersión de %PA vs tiempo.

La figura 1 representa la pérdida de agua en función del tiempo transcurrido, donde observamos que conforme aumenta el tiempo, aumenta la pérdida de agua en los tiempos de 0 a 10000s lo que nos indica, según Corzo O. et al (2004) el periodo dinámico de la deshidratación osmótica donde la velocidad de transferencia de masa aumenta hasta alcanzar el periodo de equilibrio. Además se aprecia dos puntos de gran aumento del porcentaje de pérdida de agua en los tiempos de 10000 y 10800s transcurridas luego haber sido sumergidos en la solución osmótica, siendo el tiempo correspondiente entre 20000 y 36000s en el cual se apreció un porcentaje de pérdida de agua estándar debido a que logró el equilibrio.

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 400000

100

200

300

400

500

600

% Ganancia de solutos vs Tiempo

% Ganancia de solutos

Tiempo (s)

% G

anan

cia d

e st

os.

Figura 2. Diagrama de dispersión de %Ganancia de solutos vs tiempo.

La Figura 2, representa la ganancia de solutos de parte del rabanito al aumentar el tiempo de ser sumergido. Se observa 2 picos los cuales nos indican las mayores ganancias de solutos en el rabanito, siendo el mayor al tiempo de 36000s con un ganancia de 564.86 % de sólidos.

Al comparar las dos curvas (figura 1) apreciamos que hubo una mayor ganancia de solutos en relación a la perdida de agua del rabanito por lo que a los 360000s de sumergida la muestra de rabanito, habrá una mayor inhibición del desarrollo microbiano y las reacciones de deterioro.

Tabla 2. Difusividad efectiva y difusividad efectiva media en la deshidratación osmótica del rabanito.

RABANITOTiempo (s) Difusividad (m2/s)

0 0900 1,04805 x 10-10

1800 5,63093 x 10-10

2700 4,70212 x 10-10

3600 3,91788 x 10-10

5400 2,35106 x 10-10

7200 2,06749 x 10-10

10800 1,94624 x 10-10

18000 1,06721 x 10-10

36000 1,36354 x 10-10

Difusividad efectiva 3.72522 x 10-10

La Tabla 2 nos indica como varia la difusividad efectiva en relación al tiempo donde hubo una mayor difusión a los 10800s de deshidratación osmótica siendo esta 5,63093 x 10-10 m2/s, es decir que fue esta muestra la que ofreció una menor resistencia a la migración de humedad.

De acuerdo con la bibliografía (Moreira et al., 2007), la velocidad del proceso empieza a disminuir en los últimos tramos de tiempo (24h), esto debido probablemente a la formación de costras que provocan una barrera o resistencia al transporte másico.

V. CONCLUSIONES.

La mayor ganancia de sólidos se dio en el tiempo t=36000s, dicha ganancia fue 564.86 %.

La mayor pérdida de agua se dio en el tiempo t=10800s , dicha pérdida fue 47,5581397

Se determinó las difusividad efectiva media en la Fase Líquida (3.72522 x 10-10)

VI. BIBLIOGRAFÍA.

Corzo O. et al (2004) Estudio de los coeficientes de distribución en equilibrio para el agua y la sal en láminas de sardina deshidratadas osmóticamente con pulso de vacío. Departamento de Tecnología de Alimentos. Universidad de Oriente. Venezuel. http://www.saber.ula.ve/bitstream/123456789/23834/1/corzo_otoniel.pdf

Moreira, R.; Chenlo, F.; Torres, M. D.; Vázquez, G. 2007. Efecto de la agitación en

la deshidratación osmótica de la castaña con soluciones de glicerol. LWT.

VII. ANEXOS.

Tabla 3. Datos obtenidos para hallar la difusividad efectiva en cada tiempo con la ayuda de la ecuación de Crank.

t(s) Yw (Yw/2)2 Fo De Ln(1-Y)

0 0 0 0 0 0

9000,4383561

80,0480390

30,15091907

7 1,04805E-09-

0,57688739

18000,4544031

40,0516205

50,16217075

3 5,63093E-10-

0,60587493

27000,5085616

50,0646587

40,20313141

9 4,70212E-10-

0,71041879

36000,5360333

60,0718329

40,22566984

1 3,91788E-10-

0,76794263

54000,5085616

50,0646587

40,20313141

9 2,35106E-10-

0,71041879

72000,5506849

40,0758134

80,23817505

9 2,06749E-10-

0,80003095

10800

0,65437303

0,10705102

0,336310685 1,94624E-10

-1,0623952

11800

00,6255707

80,0978347 0,30735677

91,06721E-10 -0,9823525

36000

1 0,25 0,785398163

1,36354E-10 -1

0 10000 20000 30000 400000

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

f(x) = 5.657322176076E-06 x + 0.034271656423799R² = 0.907528970990973

TIEMPOS CORTOS

TIEMPOS CORTOSLinear (TIEMPOS CORTOS)

Tiempo (s)

(Y/2

)2

Figura 3. Diagrama con línea de tendencia para tiempos cortos, modelado según Crank.

05000

1000015000

2000025000

3000035000

40000

-1.2

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

f(x) = − 1.162322162122E-05 x − 0.69023053770854R² = 0.554661934837348

TIEMPOS LARGOS

TIEMPOS LARGOSLinear (TIEMPOS LARGOS)

Tiempo (s)

ln(1

-Y)

Figura 4. Diagrama con línea de tendencia para tiempos largas, modelado según Crank.