Universidad nacional de TrujilloAo de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin

Curso:Ingeniera de alimentos IITema:Deshidratacion Osmotica en zanahoriaDocente:Jesus Alexander Sanchez GonzalezCiclo:VIIAlumno:Oscar Anibal Vsquez Vasquez

Guadalupe - 2015

I. INTRODUCCIN

La apreciacin de la zanahoria (Daucus carota) como producto de gran valor nutricional se debe al descubrimiento, en 1919, de que los carotenoides son un aporte de pro-vitamina A, la que se degrada a retinol o vitamina A en el organismo humano. El producto natural, no procesado, es utilizado cocido en ensaladas fras, o en guisados, y se reduce una tendencia creciente a su uso en ensaladas crudas. En la agroindustria se le usa como materia prima para congelados, deshidratados, encurtidos, enlatados y jugos (Fernndez, 2006).Uno de los cambios fsicos que se presenta durante el secado de alimentos es la reduccin del volumen as como la perdida de agua, lo que provoca que la estructura celular sufra tensiones, dando como resultado la disminucin de las dimensiones y un cambio en la forma del alimento (Krokida, 2003).Todo pretratamiento antes del secado tiene cierta influencia sobre el producto deshidratado en el proceso posterior de rehidratacin. Las caractersticas de calidad de un alimento deshidrato que ha sido rehidratado pueden mejorarse aplicando pretratamientos como: inmersin en soluciones azucaradas, salinas (NaCl) o cidas (cido ctrico y/o ascrbico), escaldado, deshidratacin osmtica, microondas, entre otros. Por ejemplo el escaldado, provoca cambios en las propiedades fsicas del tejido (destruccin de membranas celulares) y prdida de slidos solubles que afectan la velocidad del secado (Lewicki, 1997); (Matusek, 2002).

II. OBJETIVOS

El principal objetivo de este trabajo es el estudio de las cinticas de deshidratacin de la zanahoria, con una solucin combinada de Nacl y sacarosa a 30brix y durante la deshidratacin osmtica y el secado por conveccin natural .

III. GENERALIDADES

La deshidratacin osmtica consiste en la extraccin de agua de un producto que se sumerge en una disolucin hipertnica a un tiempo y temperatura especficos. Esta extraccin se debe a la fuerza impulsora que se crea por la alta presin osmtica (o baja actividad de agua) de la disolucin o por el gradiente de concentracin entre la disolucin y el slido (Rastogi y Raghavarao, 1996). Se han propuesto otros nombres para ste proceso tales como deshidratacin impulsada por diferencias de concentracin o deshidratacin e impregnacin por inmersin (Spiazzi y Mascheroni,1997).Durante la OD, la fase lquida del alimento est separada de la disolucin osmtica por las membranas celulares, por lo tanto, el equilibrio entre fases se logra cuando se igualan los potenciales qumicos a ambos lados de la membrana lo que depende principalmente de la reduccin de la actividad del agua dentro de las membranas celulares del alimento (Waliszewski et al., 2002, Shi y Le Maguer, 2002b) la cual ocurre por el intercambio de agua y de slidos a travs de la membrana (Sablani y Rahman, 2003; Parjoko et al., 1996). En consecuencia, la OD es un proceso de contra-difusin simultneo de agua y solutos (Saputra, 2001) donde ocurren tres tipos de transferencia de masa en contracorriente: flujo de agua del producto a la disolucin, transferencia de soluto de la disolucin al producto y salida de solutos del producto hacia la disolucin (azcares, cidos orgnicos, minerales y vitaminas que forman parte del sabor, el color y el olor) (Sablani y Rahman, 2003; van Nieuwenhuijzen et al., 2001), este ltimo flujo se desprecia para todos los efectos de modelacin ya que aunque es importante en las caractersticas organolpticas del alimento, es muy pequeo comparado con los otros dos flujos. La transferencia de masa ocurre en regiones especficas del tejido de acuerdo a la estructura celular (pared celular, membrana celular y espacios extracelulares e intercelulares) (Shi y Le Maguer, 2002a).

El proceso de OD se caracteriza por periodos dinmicos y periodos de equilibrio. En el periodo dinmico, las velocidades de transferencia de masa varan hasta alcanzar el equilibrio donde la tasa neta de transporte de masa es cero. Entonces, para modelar el proceso osmtico, entender los mecanismos de transferencia de masa involucrados en el sistema y desarrollar los modelos tericos para el clculo de los parmetros de proceso, se requiere estudiar el estado de equilibrio (Sablani y Rahman, 2003; Parjoko et al., 1996; Shi y Le Maguer, 2002b).

MODELOS MATEMTICOS

Para desarrollar un modelo fenomenolgico que describa la transferencia de masa en la OD se deben conocer los fundamentos relacionados con la fisicoqumica y la termodinmica del sistema, as como los mecanismos y las cinticas de transferencia de masa (Barat, 1998).

En lo relacionado a la fisicoqumica, el sistema alimento-disolucin osmtica se considera multicomponente y polifsico. Las fases presentes son la disolucin osmtica, la matriz slida del producto, la fase lquida interna (intra y extracelular) y la fase gaseosa atrapada en la estructura porosa (Barat, 1998).

Modelo de Crank (1964)

Consiste en un grupo de soluciones de la ley de difusin de Fick para diferentes geometras, condiciones lmite y condiciones iniciales desarrolladas por Crank. Este modelo ha sido empleado por muchos autores ya que es el modelo fenomenolgico ms conocido pararepresentar el mecanismo difusional (Giraldo et al., 2003

Con el modelo de Crank, se estiman la difusividad efectiva (De) del agua y del soluto, simulando los experimentos con condiciones lmites y resolviendo las ecuaciones analtica o numricamente, pero las suposiciones que se hacen no siempre son fciles de lograr lo que implica grandes limitaciones (Parjoko et al., 1996).Las limitaciones del modelo de difusin de Fick para propsitos prcticos son:

1. se asume un cuerpo semiinfinitopor lo tanto la transferencia de masa es unidireccional, 2. se asume que el agente osmtico es un medio semi-infinito, por lo tanto se requiere una relacin disolucin/alimento muy grande, 3. aunque tiene en cuenta la forma y las dimensiones, slo hay soluciones analticas para lminas planas, cilindros, cubos y esferas, entonces se requieren tcnicas numricas para materiales irregulares,4. el punto de equilibrio tiene que determinarse experimentalmente, 5. se asume que slo se presenta el mecanismo de difusin para la extraccin de agua,6. no hay efecto de los slidos ganados ni de los solutos perdidos sobre la prdida de agua, 7. se desprecia el encogimiento debido a la transferencia de masa y 8. se desprecia la resistencia externa a la transferencia de masa, pero esto no se puede lograr a baja temperatura ni a alta concentracin de soluto (Parjoko et al., 1996).

La difusividad efectiva explica al mismo tiempo la variacin de las propiedades fsicas del tejido y la influencia de las caractersticas de la disolucin y de las variables de proceso, por lo tanto, observando simplemente la magnitud de De no se entiende explcitamente el impacto de los diferentes parmetros sobre el proceso de OD (Yao y Le Maguer, 1997b).En las ecuaciones (1) a la (2) se presenta la solucin para lminas planas semi-infinitas (Crank, 1964; Barat,1998; Rastogi y Raghavarao, 2002):

Para tiempos largos:

Donde el Numero de Fourier (Fo) est dado por

Para tiempos cortos

ierfc : integral de la funcin de error complementariaIV. MATERIALES Y MTODOS

a) Materiales: Se utilizaron zanahorias (Daucus carota). balanza analtica Cuchillo vasos Azcar Salb) Mtodo: En el laboratorio se prepararon muestras de zanahoria laminares cilndrica. Para realizar el secado con aire caliente por conveccin natural las muestras se introdujeron en una estufa seleccionando una temperatura de 105C. El peso de las muestras se control utilizando una balanza analtica (0,0001 g) a lo largo del tiempo. Al final del experimento se determin el contenido en slidos de las muestras introducindolas en una estufa; los resultados de las cinticas de secado conectivo se presentan como kg de agua/kg de slido seco frente al tiempo. Las muestras fueron sumergidas en un solucin de de 30brix (NaCl y sacarosa ) destilada con una proporcin de 200 g de sacarosa , 100 g de sal y 700 g de agua , tiempo de inmersin fue de 15 minutos en canastita de gasas. El exceso de agua fue retirada colocando las muestras en una rejilla durante 3 horas.

V. RESULTADOS

Humedad Xbs y ss Tabla N1PESO FRESCOPESO SECO

MUESTRAS REALIZADASANTES DEL D.OPESO DESPUES DE HABER ESTADO EN EL SOLUCION (g) TIEMPO DEL PRODUCTO DENTRO DE LA SOLUCION (min)HORA DE INGRESO A LA ESTUFA DESPUES DEL D.O EN LA ESTUFA (105C , 3.30 h) (g)HORA DE RETIRO DEL PRODUCTO DE LA ESTUFAXbsSS

14.02342.86081510.58 am1.00582.28 pm1.844303040.85641081

23.93972.80953011.13 am1.05352.43 pm1.666824870.86841021

33.52182.56944511.28 am0.95152.58 pm1.700367840.86611665

44.86323.49246011.43 am1.31373.13 pm1.658445610.86898505

53.93573.06519012.13 pm1.10983.43 pm1.761848980.86194407

63.43772.857512012.43 pm1.06064.13 pm1.694229680.86653545

73.63543.07041501.13 pm1.12164.43 pm1.737517830.86359055

84.55123.54351801.43 pm1.34235.13 pm1.639871860.87026199

93.3982.80662402.43 pm1.04726.13 pm1.680099310.86750109

103.9713.22033003.43 pm1.2137.15 pm1.654822750.86923383

Datos estimados tabla N2FoY estimadoY experimentalDe (m2/s)

0.806773330.93665771

0.460.759581260.759631532.0463E-07

0.470.766389240.98088003

0.150.437019370.435159046.3718E-08

0.710.794670630.792026246.7983E-07

0.250.564189550.563568971.3152E-07

-0.043380771.07890473

-1.609987270.86660059

-1.667925341

-1.715285389.73348232

-1.718033279.73348232

VI. CONCLUCIONES En el Experimento de DO se pudo concluir que la cintica de deshidratacin no fue uniforme por el motivo de que los pesos no fueron os mismo en un inicio lo cual influyo en la DO y el Producto final, ya con la que con el N Fo solo se pudo predecir 4 y estimados lo cual no fue efectivo la DO.BibliografaFernndez, S. (2006). Estudio de dos Factores de Dao Celular Presentes Durante el Secado de Esporas de Trichoderma Harziainum. UNAM Instituto de Biotecnologa.Grnicki, K. y. (2007). Drying curve modelling of blanched carrot cubes under natural . Journal of Food Engineering,.Krokida, M. y.-K. (2003). Rehydration Kinetics of Dehydrated Products. Journal of Food Engineering.Lewicki, P. D.-R. (1997). hanges of Structure During Rehydration of Dried Apples. Journal of Food Engineering.Marin B.E., M. L. (2006). La Rehidratacin de Alimentos Deshidratados. Revista Chilena de Nutricin.Matusek, A. y. (2002). Modelling of sugar transfer during osmotic dehydration of. Periodica Polytechnica Series Chemical Engineering.Barat, J.M., Fito, P., Chiralt, A. 2001. Modeling of simultaneous mass transfer and structural changes in fruit tissues Journal of Food Engineering 49, 77-85Giraldo, G., Talens, P., Fito, P., Chiralt, A. 2003. Influence of sucrose solution concentration on kinetics and yield during osmotic dehydration of mango. Journal of Food Engineering 58, 33-43