Factores que afectan la velocidad de secado

I. Introducción

“Secado generalmente se refiere a la remoción de líquido de un sólido por evaporación” (Perry, 1984). El secado es el proceso más antiguo utilizado para la preservación de alimentos, siendo uno de los métodos más comunes y de mayor importancia en todos los sectores para la producción de productos sólidos. La deshidratación de alimentos es un proceso que involucra latransferencia de masa y energía. El entendimiento de estos dos mecanismos en el alimento a secar y el aire o gas de secado, así como de las propiedades termo-físicas, de equilibrio y transporte de ambos sistemas, son de vital importancia para modelar el proceso y diseñar el secador (Crapiste, 1997). Las operaciones de deshidratado son importantes en la industria de química y de alimentos. El objetivoprincipal del secado de alimentos es remover agua del sólido hasta un nivel en donde el crecimiento microbiológico y la deterioración por reacciones químicas sean minimizadas. La velocidad y uniformidad del secado, son dos factores importantes que afectan la calidad del proceso y evitan las pérdidas físicas, estructurales, químicas y nutricionales del alimento (Mujumdar, 1987).

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II. Revisiónbibliográfica

Cuando un sólido húmedo es sometido a secado térmico, dos procesos ocurrirán simultáneamente: 1. Habrá transferencia de energía (comúnmente como calor) de los alrededores para evaporar la humedad de la superficie (Proceso 1). 2. Habrá transferencia de la humedad interna hacia la superficie del sólido

(Proceso 2). La velocidad a la cual el secado es realizado esta determinada por lavelocidad a la cual los dos procesos, mencionados anteriormente, se llevan a cabo. La transferencia de energía, en forma de calor, de los alrededores hacia el sólido húmedo puede ocurrir como resultado de convección, conducción y/o radiación y en algunos casos se puede presentar una (Anilkumar et al., 1987). Condiciones externas. Este caso se refiere al proceso 1, donde, la eliminación de agua enforma de vapor de la superficie del material, depende de las condiciones externas tales como: temperatura, humedad y flujo del aire, área de la superficie expuesta y presión. Estas condiciones son importantes durante las etapas iniciales de secado cuando la humedad de la superficie está siendo removida. En algunos materiales puede haber encogimiento, excesiva evaporación en la superficie, despuésde que la humedad inicial ha sido removida dando lugar a altos gradientes de humedad en el interior a la superficie. Este fenómeno puede causar el sobresecado y combinación de estos efectos

encogimiento y consecuentemente las altas tensiones dentro del material, dando como resultado agrietamiento y deformación (Anilkumar et al., 1987).

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Condiciones internas. El movimiento de humedaddentro del sólido es una función de la naturaleza física dentro del sólido, la temperatura y su contenido de humedad. En una operación de secado cualquiera de estos procesos puede ser el factor que determine la velocidad de secado. A partir de la transferencia de calor hacia un sólido húmedo, un gradiente de temperatura se desarrolla dentro del sólido mientras la evaporación de la

humedad ocurreen la

superficie. La evaporación produce una migración de

humedad desde adentro del sólido hacia la superficie, la cual ocurre a través de uno o más mecanismos, normalmente, difusión, flujo capilar, presión interna

causada por el encogimiento durante el secado (Anilkumar et al., 1987). Son varios los factores que afectan la velocidad de secado, estos pueden variar ligeramente dependiendodel tipo y sistema de secado a utilizar. Sin embargo, en general, los siguientes factores tienen gran relevancia: (Mujumdar, 1987). 1. Naturaleza del material: composición física y química, cont. de humedad, etc. 2. Tamaño, forma y arreglo. 3. Humedad relativa del aire. 4. Temperatura del aire; y 5. Velocidad del aire.

2.1 Naturaleza del material 2.1.1 Agua ligada El agua se escapa libremente...