Secado Infrarrojo De Los Residuos Industriales De Tomate

SECADO INFRARROJO DE LOS RESIDUOS INDUSTRIALES DE TOMATE

A. Ruiz Celma
M. Tapia Delgado
C. Hernández García
Departamento de Ingeniería Mecánica, Energética y de los Materiales
Universidad de Extremadura. Avda. Elvas s/n, 06071 Badajoz, España.

F. Cuadros Blázquez
Departamento de Física Aplicada
Universidad de Extremadura. Avda. Elvas s/n, 06071 Badajoz, España.

F. López-RodríguezDepartamento de Expresión Gráfica
Universidad de Extremadura. Avda. Elvas s/n, 06071 Badajoz, España.






Resumen

Se ha estudiado el comportamiento del secado infrarrojo (IR) de los residuos industriales del tomate, pieles y semillas, en un rango de temperaturas entre 100º y 160ºC. Usando métodos de regresión no-lineal (método de Marquart) y análisis de regresión múltiple, se proponeun modelo matemático para el secado IR de estos residuos. La media de los valores de los coeficientes de difusividad para cada temperatura se obtiene usando la segunda ley de difusión de Fick. La dependencia de la temperatura del coeficiente de difusividad efectiva puede describirse a partir de una relación tipo Arrhenius. La energía de activación para la difusión de a humedad fue de 22,23 kJ/mol.Palabras clave: Residuos industriales de tomate, secado infrarrojo, modelo matemático.
1. INTRODUCCIÓN

El cultivo del tomate (Solanum lycopersicum) está ampliamente extendido por todo el mundo, aproximadamente el 90% de la producción mundial se concentra en el hemisferio norte (Área Mediterránea, California y China). Aunque el tomate se produce en cientos de países, los mayoresproductores son: Estados Unidos, China, Italia, Irán, Turquía, España, Brasil, Portugal, Grecia y Chile (FAO, 2006)
El procesado industrial del tomate da lugar a muchos productos diferentes: concentrado de tomate, zumo, salsa de tomate, tomate deshidratado, etc. Los residuos de tomate que se utilizan en este estudio son los que derivan de los procesos de transformación, y son principalmente la piel y laspepitas, que suponen entre un 3% y 5% en peso del producto seco. Estos subproductos, como la mayoría de los residuos sólidos vegetales se utilizan para alimentar al ganado, pero su elevado contenido en humedad hace que surjan problemas con su conservación y almacenamiento; por ello deben consumirse rápidamente para evitar problemas de fermentación favorecidos además, por las altas temperaturasque se registran en la época de generación de los residuos. Para evitar este problema es recomendable hacer uso del secado térmico.
Los procesos de secado habituales para los residuos industriales del tomate (RIT) son aquellos que utilizan gases calientes, la humedad se evapora y es transportada por el flujo de gas caliente. Algunos ejemplos pueden ser secaderos de tambor, de cinturón, de lechofluidizado, etc. Sin embargo, muchas de estas tecnologías pueden ser optimizadas en términos de consumo energético, seguridad de operación, control del proceso de secado e impacto ambiental debido a las emisiones. El secado de biomasa mediante aire o gases calientes conlleva una baja eficiencia energética y un largo tiempo de secado, debido a la baja conductividad térmica de los materialesbiomásicos; la transferencia de calor del producto durante el secado convencional es limitada.
Teniendo esto en cuenta se introduce en este trabajo un análisis del secado infrarrojo (IR) aplicado a RIT, buscando incremento del proceso térmico efectivo aunque se presenta el inconveniente del uso de energía eléctrica. El secado IR está basado en la acción de la radiación de longitud de onda infrarroja deuna fuente que interacciona con la estructura interna de la materia, incrementando así su temperatura y favoreciendo la evaporación de su contenido de humedad. Por otra parte la energía IR es transferida desde el elemento emisor a la muestra sin calentar el aire circundante. Así en el proceso radiante la temperatura de las capas interiores de la muestra es más alta que la del aire que la rodea....