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LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS II

LABORATORIO Nº 03: SECADO SOLAR

I.

INTRODUCCIÓN El secado es uno de los métodos más comunes para preservar o conservar los alimentos. Este método consiste en reducir o disminuir el contenido de agua de un alimento determinado a un nivel en donde el producto pueda conservarse por periodos prolongados. Esto varía dependiendo del producto que se requiera secar y también de la temperatura. Se entiende por secado a la reducción del contenido de agua de un producto. El proceso se conoce como deshidratación. Para que esta deshidratación se lleve a cabo se necesita suministrar calor de evaporación y remover el aire húmedo del ambiente. En los secadores convencionales esta energía de evaporación es suministrada por un determinado combustible o electricidad. Aproximadamente 1kWh para eliminar 1 kg de agua. Cuando hablamos de secado solar estamos hablando del uso de la radiación solar como fuente de energía para el proceso de secado. Ahora bien el secado solar puede ser de dos formas:

II.



Secado solar indirecto en donde la radiación solar es captada por un colector por donde circula cierta cantidad de aire, este flujo de aire se calienta e ingresa a la cámara secado en donde se encuentra el producto a ser secado. El aire caliente pasa el producto removiendo el contenido de humedad de la cámara.



Secado directo, en este caso la radiación solar incide directamente por el producto a ser secado, adquiriendo así la energía de evaporación necesaria. Luego, la humedad formada en los alrededores del producto es removida por el aire tomado del exterior.

OBJETIVOS: 

Determinar la curva de secado característica.

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III.

MATERIALES: 

Secador solar construido en LOU,



y como producto agroindustrial papa seca.

Figura 01. Papa cortada en partes delgadas

Figura 02. Secador solar

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IV.

DATOS Y RESULTADOS TABLA Nº 01. Datos experimentales del secador solar Peso Temperatura Experimen Tiempo Papa (ºC) to (Horas) seca Entrada Salida (Kg) 19 1 0 0,11 19 2 0,5 0,109 20 21 3 1 0,107 21 22 4 1,5 0,105 25 24 5 2 0,099 27 26 6 2,5 0,09 33 28 7 3 0,082 36 29 8 3,5 0,07 37 27 9 4 0,062 34 30 10 4,5 0,054 33 30 11 5 0,047 41,3 33 12 5,5 0,041 45,5 33 Peso Solido seco= Wss = 0,276

    Calculo de la humedad (X)

X 

Wsh  Wss  Kg Agua   Kg ss   Wss

Ejemplo de cálculo:

X 

1.066  0.276  4.4667 Kg Agua Kg ss 0.276

    Calculo de la velocidad de secado (-dx/dθ)

 dx X i  X i1  Kg Agua    Kg ss  hr   d ti1  ti

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Ejemplo de cálculo:

 dx 4.4667  4.2410   0.2257 Kg Agua Kg ss  hr d 1 0 TABLA Nº 02. Calculo de la velocidad del secado Peso Experimen Tiempo Papa Humedad Papa to (Horas) seca (kg Agua/Kg ss) (Kg) 1 0 0,084 2,2308 2 0,5 0,083 2,1923 3 1 0,081 2,1154 4 1,5 0,079 2,0385 5 2 0,073 1,8077 6 2,5 0,064 1,4615 7 3 0,056 1,1538 8 3,5 0,044 0,6923 9 4 0,036 0,3846 10 4,5 0,028 0,0769 11 5 0,021 0,0000 12 5,5 0,015 0,0000

V.

GRÁFICOS

Gráfico Nº 01. Humedad Papa Seca vs Tiempo

Velocidad Secado (Kg Agua/Kg ss.hr) 0,0769 0,1538 0,1538 0,4615 0,6923 0,6154 0,9231 0,6154 0,6154 0,1538 0,0000 0,0000

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Humedad vs Tiempo

Gráfico Nº 02. Velocidad de secado vs Humedad

Velocidad de Secado vs Humedad

VI. 

DISCUSIONES Según Ana M., Andrés Grau – 2001 (INTRODUCCION AL SECADO DE ALIMENTOS POR AIRE CALIENTE), “en la experiencia de secado,… se muestra una curva típica de materiales muy húmedos en la que se observan tres zonas características: Una primera zona A, en la cual la pendiente de la curva aumenta ligeramente con el tiempo y se denomina

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



Periodo de inducción; otra B, de pendiente constante; y una tercera zona C, en la cual la pendiente disminuye con el tiempo”. En nuestra experiencia de laboratorio la Gráfico Nº 01. Humedad Papa Seca vs Tiempo muestra una curva de secado típica con algunas deformaciones de la curva debido a que la temperatura no fue constante por el clima y otras condiciones como mediciones de temperaturas no tan precisas. Según Ana M., Andrés Grau – 2001 (INTRODUCCION AL SECADO DE ALIMENTOS POR AIRE CALIENTE), “de la curva de secado nos da la velocidad de secado, en la que también pueden diferenciarse las tres zonas definidas anteriormente”. En la Gráfico Nº 02. Velocidad de secado vs Humedad, se muestra la curva de secado con respecto a la velocidad de secado, en esta grafica se muestra las 3 zonas que indica el libro pero un poco distorsionada en los puntos de la curva, por las condiciones que se puso a secar la papa influyo bastante en los resultados, por ejemplo el clima. Según Ana M., Andrés Grau – 2001 (INTRODUCCION AL SECADO DE ALIMENTOS POR AIRE CALIENTE), “La naturaleza del material (composición, estructura…) influye en el valor de la humedad relativa de equilibrio que está muy relacionado con la “ligazón del agua” y de manera que influye también sobre la velocidad de secado”. La materia prima fue tajadas delgadas de papas mostradas en la Figura 01. Papa cortada en partes delgadas.

VII.

CONCLUSIONES:  Se obtuvo la curva de secado característica en la Gráfico Nº 01.  Se obtuvo la curva de secado con respecto a la velocidad de secado característica en la Gráfico Nº 02.

VIII.

BIBLIOGRAFÍA:  INTRODUCCION AL SECADO DE ALIMENTOS POR AIRE CALIENTE, editorial UNIVERSIDAD POLITECNICA DE VALENCIA, 2001-Pedro Fito Maupoey, Ana Andrés Grau, José Barat B., Ana Albors S.