liofilizacion informe

LIOFILIZACIÓN (SECADO POR SUBLIMACIÓN) DE MANGO
ARCOS, E.; DOSMAN, D.; FERNANDEZ, L.; GIL, R.; MOSQUERA, A.;

PARRA, M.

RESUMEN
Se realizó la operación de liofilización a muestras de mango, con el fin
de determinar el tiempo de secado, con el fin de determinar el punto de
congelación, el cambio de la fracción de hielo con la temperatura,
Obtener la cinética de deshidratación porprocesos de sublimación,
calcular el coeficiente de difusión y el de transferencia de masa y
Determinar las condiciones del frente de sublimación (Ti,pi)
INTRODUCCION
Para realizar el análisis
se
utilizaron
las
siguientes
ecuaciones
⁄
xi: Fracción de
xw: Fracción de
xu: Fracción de
Tf: Temperatura
T: Temperatura

(6)
Ps,i: presión
b: permeabilidad de la capa seca

(1)
(7)

aguacongelada
agua presente
agua no congelable
de Fusión

(8)
(9)

⁄

(2)

̃

(10)

(3)

̃

(11)

ϖ(t): Fracción de hielo
Tcr: Temperatura crítica
R: Constante de los gases
L: Calor latente de congelación
(4)
t: tiempo
x: espesor de la capa seca
ρ: densidad del producto seco
m1,2: contenido de humedad inicial
y final capa seca
Hs: Calor latente de sublimación
Kd:Conductividad térmica de la
capa seca
Ts,i:Temperatura de la superficie
y el frente de sublimación
(5)

K: Coeficiente de transferencia
M: Fracción molar del agua
Vw:
Relación
volumétrica
de
materia seca y la masa del agua
antes del secado
pa: presión en la cámara
km: Coeficiente de velocidad
m0,i: Peso de material al inicio y
en el tiempo
Xw: contenido de humedad inicial.
(12)ANALISIS DE RESULTADOS Y
DISCUCIÓN
Punto de congelación
Para
determinar
el
punto
de
congelación del mango, se tomaron
los datos de temperatura durante

el
proceso
de
congelación
a
diferentes tiempos y se realizó
la Figura (1) donde se detallan 3
etapas,
una
primera
de
enfriamiento rápido, una segunda
de temperatura constante la cual
corresponde a la temperatura de
congelaciónde -5,43°C y una
tercera
de
enfriamiento
por
debajo del punto de congelación
hasta llegar un punto acentotico
cercano a la temperatura del
congelador (-50°C).
30
20

Temperatura °C

10
0
-10

0

50

100

150

tiene una tendencia asintótica
dejando una fracción de agua
equivalente al 0,5% del total de
agua (Evans, 2008)
Cinética de la deshidratación
En el anexo 3 setabularon los
datos
obtenidos
en
la
experimentación; se construyo la
figura
4,
al
igual
que
la
actividad
de
agua
vs
tiempo
(Anexo 4). La perdida de humedad
en el proceso de sublimación
presento
una
tendencia
exponencial
y = 3,8055e-0,527x. La
alta dispersión de los valores
experimentales disminuye el valor
de r2.
Condiciones
sublimación

-20
-30

del

frente

de-40
-50
-60

Tiempo (minutos)

Figura 1. Temperatura del mango durante la
congelación

El dato práctico encontrado fue
inferior
al
valor
teórico
evaluado con la ecuación (3) y
que
corresponde
a
la
concentración de sólidos solubles
(7 °brix) equivalentes al mango
Tommy, obteniendo un valor de 7,32°C (265,82K) (Kostadin, 1998).
Cambio de Fracción de Hielo
No toda el aguapresente en las
frutas es congelable y a medida
que disminuye la temperatura la
fracción de agua no congelada
disminuye y esta depende de la
concentración de sólidos solubles
presentes
(Evans,
2008),
para
conocer la fracción de hielo en
el
mango,
se
usaron
las
ecuaciones (1), (2) y (3) y los
resultados se observan en el
anexo 2.
Se puede observar que en los
primeros 20 minutos secongela la
mayor parte del agua y luego

Las condiciones del frente de
sublimación fueron calculadas con
las ecuaciones (4), (5) y (6)
Para el cálculo de Ti y Pi, fue
necesario realizar los cálculos
de Ti para cada vial, con el
promedio de estos se evaluó el Pi.
(Anexo
6)
obteniendo
los
siguientes
valores
de
la
superficie
y
del
frente
de
sublimación respectivamente
Ps=...