Informe de Práctica Nº _3_ INGENIERÍA DE PROCESOS I – Semestre 2009-II
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ Facultad de Ingeniería y ciencias humanas _ Junín TEMA: DESHIDRATACION OSMOTICA DE FRUTAS
ESTUDIANTE: MACHACUAY CORDOVA, Santiago Docente: Ing.: Fernando Suca Apaza Carrera profesional: Ing. Agroindustrial Semestre: V I
JUNIN – PERU 2009-II
Deshidratación osmótica de frutas
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PRACTICA N°3 DESHIDRATACION OSMOTICA DE FRUTAS
I. INTRODUCCION: El proceso de deshidratación osmótica es frecuentemente aplicado para conservar la calidad y estabilidad de frutas y hortalizas, sin tener pérdidas considerables en compuestos aromáticos; además de que puede ser utiliza-do como una operación previa en el secado y la liofilización, reduciéndose así los costos energéticos. La deshidratación osmótica de alimentos incluye dos tipos de transferencia de masa: la difusión del agua del alimento a la solución y la difusión de solutos de la solución al alimento. En el primer tipo, la fuerza con-ductora de la transferencia de masa es la diferencia de presión osmótica, mientras en la segunda es la diferencia de concentraciones (BarbosaCanovas, 2000). Es un tratamiento de eliminación parcial de agua, donde se sumerge la materia prima en una solución hipertónica que tiene una alta presión osmótica y baja actividad de agua, siendo la fuerza impulsora para que el agua del alimento se di-funda en el medio, originándose así una transferencia de masa desde la región de mayor concentración hacia la de menor concentración. FUENTE: (Kaymak y Sultanoglu, 2000).
En los productos deshidratados osmóticamente la mayor resistencia a la transferencia de masa se localiza en la membrana celular semipermeable la cual depende de las características y morfología de los productos; y a través de la cual es posible la transferencia de agua, sales, y azucares naturales (glucosa y fructosa). Las variables de proceso, que son: la concentración de la solución osmótica, el tipo de soluto, la temperatura, la presión, los tiempos de residencia, la geometría y el tipo de tejido, han sido estudiadas extensamente, ya que todas tienen una considerable influencia en la velocidad de la transferencia de masa. El aumento de la temperatura en el sistema va a producir cambios en la permeabilidad de la membrana celular y en la fluidez de la solución osmótica. Cuando se aplica una presión de vacío se favorece el proceso de transferencia de masa ya que permite retirar los gases ocluidos en espacios intracelulares, característicos del tejido parenquimatoso, y ser ocupados por la solución osmótica, incrementando el área disponible para a transferencia de masa. La concentración de la solución afecta a la cinética de la deshidratación, ya que si se mantiene el gradiente de concentraciones, se favorece la velocidad de transferencia. FUENTE:(Rastogi et al., 2002).
1.1. OBJETIVO: Dar a conocer las operaciones unitarias y tratamientos que deben realizarse para la obtención de fruta osmodeshidratada. Identificar los factores involucrados en la determinación de los parámetros del proceso. Deshidratación osmótica de frutas
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II. REVISION DE LITERATURA:
2.1) ANTECEDENTES:
Estudio de las variables de deshidratación osmótica en la cinética de secado de tres variedades de papa (solanum tuberosum) - Giovanna Guzmán Cáceres1, Carlos A. Suca Apaza2, Ruth M. Ccopa Flores - PERU A)
RESUMEN.- El objetivo del presente trabajo fue observar el efecto de la temperatura de deshidratación (20, 30 y 40ºC ) y concentración de solución salina osmodeshidratante (10, 20 y 30%) sobre la cinética de secado de tres variedades de papa provenientes de la Provincia de Andahuaylas, Departamento de Apurímac. Los tubérculos fueron cortados en prismas y sumergidos en soluciones salinas. Después de una hora de deshidratación, se observaron pocos cambios en la remoción de agua y ganancia de sólidos. Los resultados mostraron que cuanto mayor es la temperatura del medio salino y la concentración de la solución, mayor es el coeficiente efectivo de difusión. También se observó que existen diferencias en la cinética de deshidratación entre las variedades de papas usadas, además de que la concentración de la solución fue más importante que la temperatura en el proceso de transferencia de masa. Optimización de la deshidratación osmótica de sardina mediante la metodología de superficies de respuesta - Genara Reyes M.1, Otoniel Corzo1 y Nelson Bracho - VENEZUELA B)
RESUMEN.- La deshidratación osmótica (DO) ha sido utilizada como pretratamiento al secado y refrigeración de alimentos, es un medio efectivo de reducir el porcentaje de humedad del producto. La inmersión de pescado en salmueras concentradas en una técnica de preservación ampliamente usada. El objetivo de este trabajo fue optimizar la transferencia de masa ocurrida durante la DO de láminas de sardina (SS) mediante la metodología de superficie de respuesta. Se prepararon grupos experimentales (EG) de 4 SS cada uno. Cada lámina fue pesada y se determinó el contenido de humedad y sal. Los EG fueron sumergidos simultáneamente en una salmuera de concentración y temperatura dada según un diseño compuesto central. Las concentraciones y temperaturas empleadas fueron 17,1; 19; 22; 25; 26,9 % y 29; 30; 32; 34; 35°C respectivamente. Los EG fueron extraídos de la salmuera respectiva a los 115, 140, 180, 220 y 245 min. A cada SS se le determinó el peso, contenido de humedad, sal, se calculó la pérdida de agua, pérdida de peso y ganancia de sal. Los datos se analizaron mediante un ANOVA y regresión lineal múltiple para obtener los modelos de las variables estudiadas, luego se determinó la zona óptima de la deshidratación osmótica mediante el método gráfico convencional. La zona óptima de una máxima pérdida de agua (0,26 g/g,), máxima ganancia de sal (0,187 g/g.) unida a una mínima pérdida de peso (0,145 g/g), se logró a una concentración entre 26 y 26,5%, una temperatura entre 31,6 y 31,8°C y un tiempo de 245 min.
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Palabras clave: Optimización, superficie de respuesta, deshidratación osmótica, láminas de sardina.
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Estudio del Efecto del Proceso de Deshidratación Osmótica en la Obtención de Trozos Secos de Carambola (Averroha carambola L.) - Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción - Guayaquil, ECUADOR. Resumen.- En el presente trabajo se estudió el efecto del proceso de Deshidratación Osmótica en la obtención de trozos secos de carambola. Los experimentos realizados sirvieron para establecer la cinética de deshidratación osmótica a 3 concentraciones de sacarosa (40 ºBrix, 50ºBrix y (60ºBrix)) y a presión atmosférica. Demostrándose que a 50ºBrix se obtiene el menor coeficiente de difusión de sólidos y una considerable pérdida de agua. Por otro lado, que el aplicar deshidratación osmótica produce un aumento de la difusión de agua durante el secado disminuyendo por ende el tiempo de proceso. Además, se observó un aumento de la monocapa de BET indicando una mayor estabilidad y una mejor calidad sensorial que el alimento con el secado convencional. Palabras Claves: Deshidratación osmótica, secado, isotermas de adsorción, carambola. .
2.2 MARCO TEORICO: 2.2.1. DESHIDRATACIÓN OSMOTICA La Deshidratación Osmótica (DO) es una técnica que aplicada a productos frutihortícolas permite reducir su contenido de humedad (hasta un 50-60 % en base húmeda) e incrementar el contenido de sólidos solubles. Si bien el producto obtenido no es estable para su conservación, su composición química permite obtener, después de un secado con aire caliente o una congelación, un producto final de buena calidad organoléptica. 2.2.2. FUNDAMENTOS DE LA DESHIDRATACIÓN OSMOTICA DIRECTA Con el objeto de definir la ósmosis, es preciso definir antes la difusión. Esta última es el acto por el cual, dos cuerpos en contacto, se van mezclando lentamente por si mismos. Este fenómeno es debido a la energía cinética que tienen las moléculas, por la cual se hallan en continuo movimiento. Un ejemplo es el caso cuando se colocan en un recipiente cristales de sal de cocina y suavemente se añade agua que los cubra. Al poco rato los cristales espontáneamente forman una solución cada vez más homogénea, es decir, la sal termina por repartirse uniformemente entre las moléculas de agua. La OSMOSIS es el fenómeno de difusión de líquidos o gases, a través de una sustancia permeable para alguno de ellos. Si un compartimento de agua pura se separa de una disolución acuosa por medio de una membrana rígida permeable al agua, pero impermeable a los solutos, habrá un paso Deshidratación osmótica de frutas
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espontáneo de agua desde el compartimento que contiene agua pura hacia el que contiene la disolución. La transferencia de agua se puede detener aplicando a la disolución una presión, además de la presión atmosférica. El valor de esta presión adicional necesaria para detener el paso de agua recibe el nombre de PRESION OSMOTICA de la disolución. De lo anterior se puede deducir que a mayor concentración de solutos en un compartimento, que puede ser una célula, mayor será la presión osmótica que posea, es decir mayor será su capacidad de absorber agua de la solución más diluida, de la cual esta separada por la membrana permeable al agua. 2.2.3. EMPLEO EN LA DESHIDRATACION OSMOTICA EN FRUTAS. La aplicación del fenómeno de ósmosis en la deshidratación de frutas se puede lograr debido a que un buen número de frutas, como es el caso de la fresa, papaya, mango o melón entre otras, cuentan con los elementos necesarios para inducir la osmosis. Estos elementos corresponden a la pulpa, que en estas frutas consiste en una estructura celular más o menos rígida que actúa como membrana semipermeable. Detrás de estas membranas celulares se encuentran los jugos, que son soluciones diluidas, donde se hallan disueltos sólidos que oscilan entre el 5 a 18% de concentración. Si esta fruta entera o en trozos se sumerge en una solución o jarabe de azúcar de 70%, se tendría un sistema donde se presentaría el fenómeno de ósmosis. Los jugos en el interior de las células de la fruta están compuestos por sustancias disueltas en agua, como ácidos, pigmentos, azúcares, minerales, vitaminas, etc. Algunas de estas sustancias o compuestos de pequeño volumen, como el agua o ciertos ácidos, pueden salir con cierta facilidad a través de orificios que presenta la membrana o pared celular, favorecidos por la presión osmótica que ejerce el jarabe de alta concentración donde se ha sumergido la fruta. La presión osmótica presente será mayor en la medida que sea mayor la deferencia de concentraciones entre el jarabe y el interior de los trozos de la fruta. El efecto de esta diferencia se ve reflejado en la rapidez con que es extraída el agua de la fruta hacia el jarabe. El valor de esta diferencia en el ejemplo anterior permite que los trozos de fruta se pierdan cerca del 40% del peso durante cerca de 4 horas de inmersión.
2.2.4. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE DESHIDRATACION. La reducción del peso de la fruta sumergida en la solución o jarabe concentrado durante un tiempo determinado, puede ser tomado como indicador de la velocidad de deshidratación.
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Curva A: Reducción porcentual de peso (% WR) en función del tiempo , de las muestras de manzana en cubos sumergidos en una solución de sacarosa de 60 Bx. Curva B: Variación de la concentración ( en o Bx) del jarabe durante el proceso osmótico ( de Lerici et al ., 1977).
La velocidad de perdida de peso de una determinada fruta sucede inicialmente de manera mas acelerada con un progresivo retardo a medida que avanza el tiempo de contacto con el jarabe. Las investigaciones adelantadas han determinado que existen varios factores que influyen en la velocidad de deshidratación. Estos factores están estrechamente relacionados con las características propias de la fruta y del jarabe, y de las condiciones en que se pongan en contacto estos componentes de la mezcla. Los factores que dependen de la fruta son: la permeabilidad y características estructurales de las paredes o membranas celulares: la cantidad de superficie que se ponga en contacto con el jarabe y la composición de los jugos interiores de la pulpa. La pulpa entera con cáscara, de características cerosas como la breva, al ser sumergida en el jarabe sufrirá una deshidratación mas lenta que una fruta sin cáscara. Lo anterior se presenta por el " obstáculo " que constituye para la salida del agua, la cáscara que contiene sustancias de carácter aceitoso o ceroso. En recientes investigaciones se ha visto como con pretratamientos son sustancias que disuelven las ceras o la acción del calor (escaldado), se aumenta la permeabilidad de las paredes. 2.2.5. CARACTERISTICAS Y USOS DE LAS FRUTAS Y LOS JARABES OBTENIDOS. Las frutas obtenidas mediante esta técnica pueden tener diferentes características según el grado de estabilidad que almacenen. Este grado de estabilidad dependerá del nivel de deshidratación alcanzado durante la inmersión en el jarabe o por la aplicación de técnicas complementarias de conservación. Cuando se necesita un producto derivado de una fruta lo más parecido a la fruta fresca pero de alta estabilidad, se debe recurrir a complementar el producto mediante otras técnicas de conservación como el frío (refrigerado, congelado), el calor (escaldado , pasterizado) o los aditivos (sulfitado, sorbato, benzoato, ácido ascórbido). Generalmente mediante esta técnica se obtienen frutas que han perdido cerca del 40% de su contenido en agua, lo que las convierte en productos semi elaborados que no son estables a temperatura ambiente. En estas condiciones estas frutas pueden servir de materias primas Deshidratación osmótica de frutas
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semi elaboradas empleadas por otras industrias como pueden ser, la de pastelería, la láctea, la de pulpas para obtener concentrados. También se pueden emplear como productos estables a condiciones ambientales cuando han llegado a perder cerca del 70 % del agua, semejante a las uvas pasas, pudiéndose emplear como pasabocas solo o mezclados. Los jarabes usados y resultantes de la deshidratación también pueden ser utilizados como ingredientes de otros productos. En otros jarabes, luego de haber sido retirada la fruta, permanecen compuestos extraídos de la misma, que conservan las características de aroma, sabor y algo de color genuinos. 2.2.6. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA OSMOSIS. Después de adelantar una serie de investigaciones durante los últimos años a nivel de laboratorio y algunos ensayos en Planta piloto, se ha logrado comprobar ciertas ventajas del proceso de deshidratación osmótica aplicado principalmente a frutas. Algunas de las ventajas logradas están relacionadas con la conservación de la calidad sensorial y nutricional de las frutas. El agua que sale de la fruta al jarabe de temperatura ambiente y en estado líquido, evita las pérdidas de aromas propios de la fruta, los que si se volatilizarían o descompondrían a las altas temperaturas que se emplean durante la operación de evaporación que se practica durante la concentración o deshidratación de la misma fruta mediante otras técnicas. La Ausencia de oxígeno en el interior de la masa de jarabe donde se halla la fruta, evita las correspondientes reacciones de oxidación (pardeamiento enzimático) que afectan directamente la apariencia del producto final. La deshidratación de la fruta sin romper células y sin poner en contacto los sustratos que favorecen el oscurecimiento químico, permite mantener una alta calidad al producto final. Es notoria la alta conservación de las características nutricionales propias de la fruta. La fruta obtenida conserva en alto grado sus características de color, sabor y aroma. Además, si se deja deshidratar suficiente tiempo es estable a temperatura ambiente (18 ºC) lo que la hace atractiva a varias industrias. La relativa baja actividad de agua del jarabe concentrado, no permite el fácil desarrollo de microorganismos que rápidamente atacan y dañan las frutas en condiciones ambientales. Esta técnica también presenta interesantes ventajas económicas, teniendo en cuenta la baja inversión inicial en equipos, cuando se trata de volúmenes pequeños a nivel de Planta piloto, donde solamente se requieren recipientes plásticos medianos, mano de obra no calificada, sin consumo de energía eléctrica y además los jarabes que se producen, pueden ser utilizados en la elaboración de yoghurts, néctares, etc.) a fin de aprovechar su poder edulcorante y contenido de aromas y sabores de la fruta osmodeshidratada.
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Por otra parte el uso de azúcar (sacarosa) o jarabes y melazas tan disponibles en nuestro medio rural, con la posibilidad de su reutilización bien sea en nuevos procesos o para edulcorar otros productos la hace una técnica interesante. Entre las limitaciones que presenta esta técnica de ósmosis está que no a todas las frutas puede aplicarse. Por ahora solo se emplean las frutas que presentan estructura sólida y pueden cortarse en trozos. Tampoco se recomiendan las frutas que poseen alto número de semillas de tamaño mediano como la mora o guayaba. Algunas frutas pueden perder su poca acidez como el mango o la piña, aunque se puede corregir este inconveniente ajustando la acidez del jarabe a fin de que la relación de sabor ácido-dulce sea agradable al gusto. Una característica en la operación de inmersión de la fruta en el jarabe es la flotación. Esto es debido a la menor densidad de la fruta que tendrá 5 a 6 veces menos brix que el jarabe y además a los gases que esta puede tener ocluidos. Cuando se intenta sumergir toda la masa de fruta dentro del jarabe se forma un bloque compacto de trozos que impiden la circulación del jarabe a través de cada trozo, con lo que se obtiene la ósmosis parcial de la fruta. FUENTE: http://www.virtual.unal.edu.co/ Universidad Nacional de Colombia Carrera 30 No 45-03 - Edificio 477 Bogotá D.C. - Colombia
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III. MATERIALES Y METODOS
3.1 Muestra • • • • •
3 lt de agua hervida fría sin turbides. ½ kg de manzanas no muy maduras. 1 lejia pequeña. 10 gramos de acido cítrico. ½ lt de agua destilada (para la determinación de acidez)
3.2 Materiales y equipos •
Cuchillos.
•
Tablero de picar.
• •
Secador de bandejas. Balanza.
• • •
Refractómetro. Vasos de precipitación (1000ml). Colador.
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3.1
PROCEDIMIENTO ESPERIMENTAL
Selección y clasificación.- Se selecciona las manzanas que no presentan daños físicos, magulladuras u otros, tampoco deben estar malogrados.
Desinfectado.- Se hace con agua clorada a fin de garantizar una higiene.
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Pelado.- con ayuda de cuchillos.
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Trozado.- Trozar las manzanas blanqueadas quitando el corazón y las pepas. (Cubos 1cm) y someter los cubitos a 0.5% acido cítrico.
Blanqueado.-Las manzanas enteras peladas se sumergen en una solución de acido cítrico al 0.5% en agua hervida, para evitar la oxidación, pardeamiento u oscurecimiento. TIEMPO. 5 a 10 minutos
200 gr de manzanas
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Preparación de solución sacarosa
Medición de 20 ºBx
Pesado del azúcar
Preparación de solución sacarosa (1:4)
Colocado de manzanas en la solución sacarosa
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Adición los trozos de manzana (200gr) previamente lavado (fuera de acido cítrico)
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200 gr de manzana en solución de 800 ml osmodeshidratante. Luego debe transcurrir por lo menos 1 hora para observar los cambios ocurrido a Tº de 30 ºC y periódicamente medir los ºBx de la solución (cada 20 min)
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• Se supone que el agua de la manzana va a salir al medio osmótico, lo que va diluir o bajar la concentración del jarabe osmodeshidratante. • Cuanto mas solución osmodeshidratante se tiene, requiere menos tiempo para la deshidratación. • Transcurrido un periodo de tiempo 2 horas o se observa que los cubitos se han chupado como consecuencia de la deshidratación, entonces con la ayuda de un colador se procede a escurrir el jarabe y separar la fruta deshidratada. Esta fruta se puede lavar con agua hervida fría a fin de quitar resto de jarabe impregnado superficialmente en los cubitos. Una vez lavado se coloca en un recipiente o bandeja para someterlo, si desea a un secado posteriormente en estufa o al sol. Sin embargo, gran parte del agua ya ha sido desalojado en la osmodeshidratacion.
Secado en una bandeja las manzanas sacados del medio osmodeshidratante.
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Las manzanas deshidratadas ya secadas por un periodo de dos días y listos para el envasado
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FLUJOGRAMA DE OPERACIONES PARA OSMODESHIDRATACION MANZANA MANZANA
Selección Clasificacion
Lavado desinfectado
PELADO
BLANQUEADO
CORTADO RODAJADO
ESCURRIDO
INMERSION EN JARABE
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LAVADO
ESCURRIDO
SECADO
ENFRIADO ENVASADO
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FICHA 1: CONTROL DE PROCESO
Fecha: 30/09/09
OSMODESHIDRATADO
Hora: 8:10 am
Características de la materia prima
Peso inicial
250 gr
Madurez
Estado pintón
Otras características
ninguna
Características del proceso
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ETAPA
HORA INICIAL
HORA FINAL
TIEMPO
PESO
Tº
Pesado
8:48 am
8:49am
1min
250gr
14
Selección y clasificacion
8:51am
8:52am
1min
14
Lavado desinfectado
8:56am
8:58am
2min
25
Pelado-Rodajado
9:01am
9:03am
3min
Blanqueado
9:05am
9:15am
10min
45
Escurrido
9:46am
9:47
1min
29
20ºBx
17ºBx
16ºBx
16ºBx
16ºBx
ºBx (20Min)
ºBx (20Min)
ºBx (20Min)
ºBx (20Min)
ºBx (20Min)
Inmersion en jarabe Lavado-Escurrido
11:14am
Secado
11:16
200 gr
28.5
2 dias
Envasado
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IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES 4.1) RESULTADOS -
En la práctica de la osmodeshidratacion de una materia prima inicial de 200gr de manzana se obtuvo después del deshidratado 120 gr.
-
Se observo que la perdida de agua fue mas rápido que un deshidratado normal y esto se debió por la solución osmodeshidratante que fue sumerguido las manzanas durante un tiempo de dos horas.
-
Este estudio ha demostrado que la deshidratación osmótica produce un incremento en la velocidad de transferencia de agua durante el proceso de secado. Además que al tener un mayor valor de monocapa permite obtener un producto más estable y con mejores características organolépticas.
4.2 DISCUSIONES - En la practica realizada de la osmodeshidratacion se observaron que facilita un menor tiempo para el deshidratado. La influencia de la concentración y la temperatura de la solución osmótica en el proceso de deshidratación osmótica son muy importantes, aunque se puede decir que la variación en los valores de los coeficientes dependen también de los cambios en las propiedades del alimento por la aplicación del vacío y el cambio en temperaturas.
V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1 CONCLUSIONES Llego a las siguientes conclusiones:
Se puede observar que la pérdida de agua y la ganancia de sólidos aumentan al incrementar el tiempo y la concentración de la solución osmótica.
Disminuye el tiempo de la deshidratación de un cierto producto cuando se le somete al jarabe de sacarosa.
Se tiene una mejora en la deshidratación de un alimento, como es el caso de la manzana y se observa que es relativamente menor el tiempo, lo cual nos permite dar una solución en cuanto al deshidratado de un alimento en menor tiempo.
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5.2 RECOMENDACIONES
Se recomienda utilizar un mejor método para la conservación de un producto, lo cual nos permite utilizar cantidades y técnicas para el secado de un producto, y esto a su vez prolongar la vida útil del producto a consumir.
Si se utiliza el método de la osmodeshidratacion tener mucho cuidado en cuanto a la preparación de la solución osmótica en donde se le someterá aquel producto, y determinar los parámetros correspondientes para un mejor resultado en cuanto a la practica.
VI. BIBLIOGRAFÍA
-
Barboza G; Vega H, Deshidratación de Alimentos, Editorial Acribia S.A., Zaragoza – España, 2000, Págs. 27- 35, 130 – 135. ALZAMORA, S., M. S. TAPIA, A. ARGAIZ and J. WELTI. 1993. Application of combined methods technology in minimally processed fruits. Food Res. Int. 26: 125. BARAT, J. M., A. CHIRAT and P. FITO. 2001. Effect of osmotic solution concentration, temperature, and vacuum impregnation pretreatment on osmotic kinetics of apple slices. Food Sci. Technol Int. 7(5):451-456. CASTRO, D., O. TRETO, P. FITO, G PANADES, M. NUÑEZ y C. FERNÁNDEZ. 1997. Deshidratación osmótica de piña a vacío pulsante: estudio de las variables del proceso. Alimentaria (mayo):27-32.
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VII. CUESTIONARIO 1. Cite investigaciones realizados sobre deshidratación osmótica de productos alimenticios. A) Efecto del tiempo y concentración de sacarosa sobre la pérdida de agua y ganancia de sólidos en la deshidratación osmótica de maca “lepidium peruvianum” M. Alfaro, V. Cruz, Y. Sáenz, E. Vásquez D. Escuela de Ingeniería Agroindustrial, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Trujillo, Trujillo - Perú Entregado el 18 de marzo del 2009 Resumen .- El propósito del presente estudio fue investigar la deshidratación osmótica de maca (“Lepidium peruvianum”) evaluando la influencia de la concentración de azúcar ( 20 y 60 °Brix) y el tiempo de inmersión ( 30 y 300 min), en términos de ganancia de sólidos y pérdida de agua. El análisis estadístico fue realizado con el diseño experimental DCCR, alcanzando un nivel de significación aceptable para las variables independientes con respecto a las variables dependientes. Fue usada la metodología de superficie respuesta para el procesamiento de los datos, encontrando valores óptimos para las variables independientes en función de las variables dependientes, siendo éstos, 55% de concentración de azúcar con un tiempo de 260 minutos. En la zona óptima del proceso de deshidratacion, la pérdida de agua varió entre 20 a 24 g agua/100g, y la ganancia de sólidos entre 14 a 17 g/100g. El incremento del tiempo de inmersión y la concentración de solución tuvieron un efecto positivo en la ganancia de sólidos y la pérdida de agua. Palabras claves: Deshidratación osmótica; proceso osmótico; tratamiento osmótico; absorción de sólidos; ganancia de sólidos; papaya. B) MODELO DE DESHIDRATACION OSMOTICA DE ALIMENTOS VEGETALES Edgardo A. SPIAZZI y Rodolfo H. MASCHERONI CIDCA (Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos) Calle 47 y 116 – (1900) La Plata – Argentina e-mail:
[email protected] RESUMEN Se presenta el desarrollo y la aplicación de un modelo para la predicción de la transferencia de masa durante la deshidratación osmótica de tejidos vegetales. El modelo toma en cuenta la capacidad de cada constituyente para difundir dentro del tejido, utilizando un coeficiente de difusión y un coeficiente de transferencia de materia transmembranario. La variación del volumen del tejido durante la deshidratación (contracción) se considera como un frente móvil que retrocede desde la superficie de contacto con la solución osmótica. El modelo también depende de la forma y tamaño del producto, de la relación solución osmótica/producto, de la composición inicial de producto y solución y del grado de agitación de la misma. Las predicciones del modelo se verifican contra datos experimentales de la deshidratación de rodajas, cubos y cilindros de frutas y hortalizas en soluciones acuosas de alcoholes o de azúcar y/o sal. Palabras claves: Deshidratación osmótica, modelado, frente móvil, alimentos vegetales
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2. Fundamento de la deshidratación: explique la influencia de la actividad de agua.
ACTIVIDAD DE AGUA La transferencia de agua se puede detener aplicando a la disolución una presión, además de la presión atmosférica. El valor de esta presión adicional necesaria para detener el paso de agua recibe el nombre de PRESION OSMOTICA de la disolución. De lo anterior se puede deducir que a mayor concentración de solutos en un compartimento, que puede ser una célula, mayor será la presión osmótica que posea, es decir mayor será su capacidad de absorber agua de la solución más diluida, de la cual esta separada por la membrana permeable al agua.
Las paredes o membranas biológicas que constituyen las paredes de las frutas o animales son semipermeables, es decir que permiten el paso de sustancias como el agua pero no el de moléculas más grandes y complejas, a no ser que se haga por fenómenos especiales. Es el caso, por ejemplo, de la membrana de la vejiga de cerdo, que el permeable al agua pero no al alcohol; si se llena de alcohol y es sumergida en agua, se hincha y puede reventar, debido al paso del agua exterior a través de la membrana hacia el interior de la vejiga, por la tendencia a diluir la solución de alcohol.
3. Investigue sobre escaldado de frutas y hortalizas. Métodos fundamentos del escaldado. Escaldado.- Corresponde a un tratamiento térmico usado con el propósito de acondicionar el material en diversos sentidos: ablandarlo para obtener un mejor llenado de los envases, inactivar enzimas deteriorantes causantes de malos olores, malos sabores y fallas del color natural del producto. Esta es una operación que debe ser cuidadosa, es decir, debe ser muy controlada en cuanto a la magnitud del tratamiento térmico en nivel de temperatura y período de aplicación. Además, el tratamiento debe ser detenido en forma rápida mediante un enfriamiento eficiente. Siempre es preferible un tratamiento de alta temperatura por un período corto. Además, es mejor un escaldado realizado mediante el uso de vapor, que el uso de agua caliente, debido principalmente a la pérdida de sólidos solubles, como las vitaminas hidrosolubles, que ocurren en el segundo caso. Métodos de escaldado • Por inmersión en agua • Por contacto con vapor de agua
ESCALDADO Deshidratación osmótica de frutas
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Muchas veces es una operación imprescindible (por ejemplo, antes de liofilización y congelación) pero tiene sus inconvenientes: • Consumo de agua o vapor de agua y consumo energético.- Contaminación medioambiental. •
Pérdida de nutrientes (vitaminas y minerales) y de propiedades sensoriales. La pérdida de ácido ascórbico se suele utilizar como medida del efecto del escaldado •
Si el escaldado es correcto no se producen cambios en el aroma
4. Investigue: Procedimiento y flujo de operación industrial del producto que realizó en la práctica. (o fruta parecida).
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5. Indique los tipos de empaques , características de empaque (material y espesor) y posibles productos deshidratados a conservar. LOS EMPAQUES
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Polietileno de baja densidad (LDPE)
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Polietileno lineal de baja densidad (LLDPE)
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Polietileno de alta densidad (HDPE)
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Polipropileno biorientado (BOPP)
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Poliéster (PET)
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Poliamida (Nylon)
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Poli Vinil Cloruro (PVC)
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Poliestireno
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Etil Vinil Alcohol (EVOH)
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Sarán (PVdC Cloruro de Polivinilideno)
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Etil Vinil Acetato (EVA)
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Ionómeros y Metallocenos
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Foil de Aluminio
6. ¿Cuál es la diferencia que existe entre humedad de base seca y humedad base húmeda?. HUMEDAD BASE SECA Ejemplo: Si necesitas pasar 60% de agua en base seca a base humeda se hace lo siguiente: se supone una base de cálculo de 100 gr de material seco luego; se sabe que hay 60 gr de H2O y 100 gr material seco por lo tanto el material húmedo=material seco +agua=160 gr el %de H2O en base húmeda es (60grH2O/160material húmedo)*100=37.5% HUMEDAD BASE HUMEDA Ejemplo: Si se necesita el proceso inverso convertir 60 gr de H2O en base húmeda a base seca se procede así se supone en este caso el material húmedo que serán 100 gr lo que nos reflejará 60g de H2O y 40gr de material seco; entonces la relación agua/materialseco*100 es el porcentaje en base seca; es decir, (60/40)*100=150% 7. ¿Cómo influye la temperatura del proceso de secado en las características finales del producto?. La temperatura influye bastante en el deshidratado de la fruta por ello las moléculas de agua se evaporan del producto a través de sus membranas y reduciendo el producto en si y esto facilitaría la mejor conservación por mucho tiempo.
8. Cual es el principio de la deshidratación osmótica. Es el flujo de agua a través de una membrana semipermeable inducida por una diferencia de concentración de soluto. Una membrana semipermeable permite el paso de agua y otras sustancias de bajo peso molecular y no las de alto peso molecular como el azúcar. 9. Desarrolle los siguientes conceptos: Presión osmótica, solución hipotónica, solución isotónica, solución hipertónica. Deshidratación osmótica de frutas
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Presión osmótica.- es la presión necesaria para revertir el proceso de osmosis, durante la altura del agua. Solución hipotónica.- Es aquella que contiene una baja concentración de sólidos con referencia al producto a deshidratar. Solución isotónica.- Es aquella que tiene una concentración de sólidos con referencia al producto a deshidratar. Solución hipertónica.- Es la que tiene una mayor concentración de soluto determinado en elación al producto a ser deshidratado. 10. Explique cuales son los factores intrínsecos y extrínsecos que influyen en la
deshidratación osmótica. Factores intrínsecos.- los facotores intrínsecos que mas afectan a la DO son: Naturaleza del alimentos.- Los alimentos son derivados de organismos vivos, que están compuestos de células. -
Tamaño y forma.- Cuanto mas pequeño sea el cubo habrá una mejor velocidad deshidratación. -
Factores extrínsecos.Temperatura.- Cuanto mayor sea la Tº mucho mas rápido será la deshidratación y en la solución osmótica disminuye la viscosidad. Tiempo de proceso.- La perdida de agua y ganancia de sólidos es mayor durante las primeras horas del proceso. Luego, disminuye drásticamente como consecuencia de la progresiva disminución de la presión osmótica. Relación solución – alimento.- Expresa la cantidad de solución requerida por unidad de peso del alimento. Agitación en el procesos.- La agitación es una operación física que hace a la solución mas uniforme eliminando gradientes de concentraciones, temperatura y otras propiedades. Tamaño y forma.- Si introdujéramos los alimentos en forma entera, no lograríamos el producto con las características deseadas. Por ello se deben de reducir de tamaño y facilitara la mayor velocidad de deshidratación.
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