Estudio del proceso de secado asistido con infrarrojo para la deshidratación de cladodios de tuna

Abstract

El uso de subproductos, o mejoras en los procesos industriales, marcan la pauta en cuanto a aumentar los rendimientos productivos de las empresas, muchas veces impulsando la innovación. Debido a ello, existe gran interés por aprovechar los subproductos de la tuna (Opuntia ficus indica). Sus cladodios contienen fibra e hidrocoloides en su conformación, por lo que es importante desarrollar alternativas de procesamiento de estos subproductos, agregándoles valor y aumentando su vida útil. El objetivo de la presente investigación fue la aplicación del secado asistido por infrarrojos, como tecnología emergente, para estudiar el efecto de la temperatura sobre las cinéticas de secado del parénquima de cladodios de tuna. Se trabajó a velocidad de aire de 1 m/s a 40, 50 y 60°C junto a una potencia de 0, 400 y 800 W de infrarrojo en cada caso, obteniéndose 9 tratamientos diferentes. Se obtuvo un intervalo de tiempo de secado de las muestras desde 21 hasta 68 minutos entre los tratamientos utilizados, correspondiendo a las condiciones de 60°C a 800 WIR y 40°C sin aplicación de infrarrojo, respectivamente. Se utilizaron 8 modelos matemáticos encontrados en literatura para representar la cinética experimental obtenida. Basándose en análisis estadísticos, el modelo Wang & Sing presentó el mejor ajuste. Los valores de la Difusividad efectiva del agua se estimaron en el rango de 9,76x10-08 a 4,09x10-07 m/s2. Se obtuvieron muestras deshidratadas con un 10% de humedad (b.s.) para las nueve condiciones establecidas, a las que se les evaluó parámetros como color, CRA y microestructura. El tratamiento a 50°C con una potencia infrarroja de 400 W, es el que presentó menor pérdida total de color (ΔΕ) al utilizar infrarrojo, siendo su valor de 44,32 ± 3,74, no teniendo diferencias significativas con potencias y temperaturas mayores. Para la capacidad de retención de agua (CRA), el menor valor fue para el tratamiento 60°C, 800 W IR con un valor de 7,44 ± 0,70 y el mayor fue de 9,95 ± 0,30 para el tratamiento 50°C, 400 W IR. A nivel microestructural, se observó una destrucción del tejido vegetal, texturas rugosas y mayores cavidades a medida que aumentó tanto la temperatura de los tratamientos como la condición de potencia infrarroja

The use of by-products, or improvements in industrial processes, stand to achieve increased the productive yields of firms, often driving innovation. As a result, there is great interest in exploiting the byproducts of prickly pear (Opuntia ficus indica). Their cladodes have fiber and hydrocolloids in conformation, and it is important to develop alternative processing of these byproducts, adding value and increasing its useful life. The aim of this work was to apply infrared drying, as an emergent technology, to study the effect of drying temperature on the drying kinetics of cladodes of prickly pear. Worked air velocity of 1 m/s at 40, 50 and 60°C with a capacity of 0, 400 and 800 W infrared in each case, obtaining 9 different treatments. Time interval for drying the samples were obtained from 21 to 68 minutes between the treatments used, corresponding to the conditions of 60°C to 800WIR and 40°C without application of infrared, respectively. Eight mathematical models found in literature were used to represent the experimental drying kinetics obteined. Based on statistical tests, the Wang & Sing model presented the best fit. Values of moisture effective diffusivities were in the range of 9,76x10-08 to 4,09x10-07 m/s2. Dehydrated samples with 10% relative humidity (dry basis) were obtained for the nine set conditions, which were evaluated quality parameters like color, CRA and microstructure. Treatment at 50°C with an infrared power of 400 W, was the the lowest total loss of color (ΔΕ) presented using infrared, with its value of 44,32 ± 3,74, this was not significantly different whit higer powers and temperatures. For water retention capacity (WRC), the lowest value was observed in treatment 60°C, 800 W IR with a value of 7,44 ± 0,70 and the highest was 9,95 ± 0,30 for treatment 50°C, 400 W IR. To microstructural level, destruction of plant tissue, rough textures and larger cavities was observed with increasing as temperature treatments as the condition of infrared power