Informe 3.Osmodeshidratacion de La Manzana

FACULTAD DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

Ingeniería En INGENIER Industrias INGENIERIA IA DEAlimentarias ALIMENTOS ALIMENT OS II

DE#(IDRATACI,N "#!,TICA DE LA !AN&ANA CÁTEDRA: INGENIERA DE ALI!ENT"# II CATEDRÁTIC": $DGAR CATEDRÁTIC": AC"#TA L"%E& AL'!NA#: CANA('AL%A

CAR('A!ACA) *ANN+ %A'CAR LIND LIND" " !ARA. E

Ingeniería De Alimentos II Ing. Edgar Acosta Lopez

Ingeniería En Industrias Alimentarias

I. IN INTR TR"D "D'C 'CC CI, I,N N El agua es uno de los componentes primordiales en la mayoría de los productos al alimenticios. Su Su im importancia ra radica en en qu que si sirve de de ve vehículo sustancias re reaccionantes co como lo los si sistemas enzima-sustrato, ad además de de clave cla ve en el desarr desarroll olloo de mic microo roorga rganis nismos mos,, princi principal pales es agente agentess de deterioro de los alimentos. La disminución del agua presente en un alime alimento nto ha sido sido una una estrat estrategia egia utiliz utilizada ada desde desde la antigü antigüeda edad d para para conservar la calidad durante los períodos de almacenamiento.

para ser

eci ecien ente teme ment ntee la !esh !eshid idra rata taci ción ón "smó "smóti tica ca ha sido sido inve invest stiga igada da y aplicada en #rutas y vegetales en los países su$desarrollados como pretratamiento de procesos convencionales, o$teniendo e%celentes resultados en cuanto a calidad se re#iere. Esta tecnología nos permite reducir la actividad de agua del alimento manteniendo las características organol&pticas y aumentando el tiempo de vida 'til o esta$ilidad del producto. Esta investigación pretende a(ustar el m&todo de deshidratación osmótica a nuestras condiciones tecnológicas. !e esta manera, el proceso #ue aplicado a la pi)a *+nanas omusus, que tienen un porcenta(e de so$reo#erta considera$le y que normalmente se consume #resca por ser producto perecedero. Se determino el coe#iciente de di#usión de los cu$itos de pi)a en una estu#a *secador de $ande(as a una temperatura de /0. En la metodología se o$tuvieron los datos de p&rdida de agua, ganancia de sólidos solu$les de la pi)a y p&rdida de concentración en sólidos solu$les de la solución osmótica *(ara$e

En la siguiente práctica se determinó los siguientes o$(etivos1  omprender el #enómeno de trans#erencia de masa en el deshidratado osmótico.  !ete !eterm rmin inar ar la di#u di#usi sivi vili lida dad d má mási sica ca e#ec e#ecti tiva va de los los sóli sólido doss solu solu$l $les es en la deshidratación osmótica.

2inalmente deseamos mani#estar nuestros más sinceros agradecimientos al catedrático, quien contri$uyo con nosotros para la ela$oración de este in#orme.

II.. RE II RE-I -I#I #I,N ,N IL ILI" I"GR GR/* /*IC ICA: A:


Ingeniería En Industrias Alimentarias 2.1. DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA: La deshidratación osmótica es una técnica útil para la concentración de fruta y vegetales, conseguido al colocar alimentos sólidos, entero o en piezas, en soluciones de azúcar o sal a una alta presión osmótica. Esto da al menos dos flujos mayores de contracorriente simultánea: un importante flujo de salida de agua alimento a la solución concentrada al alimento. En los sistemas naturales del alimento hay tamién una salida de solutos !azúcar, ácidos orgánicos, minerales y sales" #ue atraviesan la memrana legilemente cuantificale pero esencial por lo concierne cualidades organolépticas o nutricionales. Álvarez (1986)

del

#ue

La $eshidratación %smótica !$%" es una técnica #ue aplicada a productos hortofrut&colas permite reducir su contenido de humedad !hasta un '()*(+ en ase húmeda" e incrementar el contenido de sólidos solules. i ien el producto otenido no es estale para su conservación, su composición #u&mica permite otener, después de un secado con aire caliente o una congelación, un producto final de uena calidad organoléptica.

2.2. CINÉTICA DE A OSMOSIS: -enciona #ue cuando una fruta o vegetal es sumergido en una solución de azúcar, se produce una difusión de sustancias hacia afuera de las células, deido a #ue la energ&a cinética es menor fuera de la célula en caso de #ue la migración de agua sea severa. La osmosis como un movimiento de sustancias desde una región de alta energ&a cinética, hacia una región de aja energ&a cinética. El paso del l&#uido a través de la memrana puede interrumpirse aplicando presión a la solución en el lado de mayor concentración del soluto. La presión a la solución en el lado de mayor concentración del soluto. La presión necesaria para impedir el paso del disolvente a través de una memrana perfectamente semipermeale se denominada presión osmótica y es una caracter&stica de la solución. !ar"a#$ D % M. azar (1969)

II.&.

'ARIAES DE ROCESO % !ACTORES *+E IN!+%EN EN A CAIDAD DE ROD+CTO !INA -uchos son los factores #ue pueden influir en el proceso como la calidad del producto final. Las principales variales se detallan a continuación: •

Cara,-er#-/,a# 0e la r-a re#,a: La diferencias encontradas durante el proceso entre las diferentes frutas es atriuido principalmente a la estructura compacta o porosa de la fruta, actividad enzimática !/iangiacomo y 0ol 1234", concentración de sólidos solules y sólidos totales, espacio intercelular, relación entre las fracciones pectina5 protopectina y el grado de gelificación de pectina.

Te34era-ra: La velocidad de transferencia de masa se incrementa con la temperatura y sore 6'(0, empieza el pardeamiento enzimático y deterioro de aromas. ore *((0 se modifican las caracter&sticas de los tejidos favoreciendo la ganancia de sólidos .(!ar"a# 5 azar.1969)


Ingeniería En Industrias Alimentarias •

•

•

C7,e7-ra,/7 0e la #l,/7: La transferencia de masa se acelera con el aumento en la concentración de la solución osmótica, favoreciendo más la perdida de agua #ue la ganancia de sólidos (er/,/ 5Cl$ 198) Ae7-e #3-/,: E7iste una gran variedad de solutos !agentes osmóticos" pueden reducir la actividad de agua !89" en la solución circundante a los valores necesarios, sin emrago esto dee ser compatile con el producto otorgándole un saor agradale. Los azucares son los agente osmóticos por e7celencia en la deshidratación de frutas. Los jaraes de sacarosa en concentraciones de '( y 4( (ri7 han sido los más utilizados.

A0/,/7 0e ;,/0# r;7/,# a la #l,/7 #3-/,a: La adición de asidos organices en la solución osmótica tiene por finalidad su incorporación trozos de fruta durante el proceso de concentración osmótica, pues ello la protege del indeseado pardeamiento enzimático.

•

#ue

a los

+-/l/za,/7 0e

Ingeniería En Industrias Alimentarias III.

!ATERIALE# + !$T"D"#

3.1 MUESTRA

•

; lt de agua hervida fr&a sin turides.

•

< =g de manzanas de la variedad >ISRAE> no muy maduras.

•

1 lejia pe#ue?a.

•

1( gramos de ácido c&trico.

•

< lt de agua destilada !para la determinación de acidez"

3.2 MATERIALES Y EQUIPOS

C,?/ll#.

•

•

Ta=ler 0e 4/,ar.

•

Se,a0r 0e =a70e
•

ala7za.


Ingeniería En Industrias Alimentarias Rera,-3e-r.

•

•

•

'a## 0e 4re,/4/-a,/7 (1@@@3l)

Cla0r.

PROCEDIMIENTO ESPERIMENTAL Sele,,/7 5 ,la#//,a,/7. e selecciona las manzanas #ue no presentan da?os f&sicos, magulladuras u otros, tampoco deen estar malogrados.



De#/7e,-a0. e hace con agua

ela0. con ayuda de cuchillos.

clorada a fin de garantizar una higiene.

Trza0. @rozar las manzanas lan#ueadas en rodajas #uitando el corazón y las pepas. !Espesor 'mm" y someter las rodajas a (.'+ ácido c&trico.

la7Bea0.Las manzanas enteras peladas se sumergen en una solución de ácido c&trico al (.'+ en agua hervida, para evitar la o7idación, pardeamiento u oscurecimiento. @AE-B%. ' a 1( minutos

Preparación de s!"ción sacarsa 011 gr de



-edición de *4 7

Besado del azúcar

Breparación de solución sacarosa !1:6" 0uya concentración es de *4 7

C!cad de #an$anas en !a s!"ción sacarsa

C(( gr de manzana en solución de 3(( ml 8dición los trozos de manzana !C((gr" osmodeshidratante. Luego dee transcurrir por lo previamente lavado !fuera de ácido c&trico" menos 1 hora para oservar los camios ocurrido a @ de14 0 y periódicamente medir los 7 de la solución !cada ;( min"

 e supone #ue el agua de la manzana va a salir al medio osmótico, lo #ue va diluir o ajar la concentración del jarae osmodeshidratante.  0uanta más solución osmodeshidratante se tiene, re#uiere menos tiempo para la deshidratación.  @ranscurrido un periodo de tiempo C horas se oserva #ue los trozos se han chupado como consecuencia de la deshidratación, entonces con la ayuda de un colador se procede a escurrir el jarae y separar la fruta deshidratada. Esta fruta se puede lavar con agua hervida fr&a a fin de #uitar resto de jarae impregnado superficialmente en los cuitos. Dna vez lavado se coloca en un recipiente o andeja para someterlo, si desea a


Ingeniería En Industrias Alimentarias un secado posteriormente en estufa o al sol. in emargo, gran parte del agua ya ha desalojado en la osmodeshidratación.

sido

!AN&ANA Secado en una $ande(a las manzanas sacados del medio osmodeshidratante %

Selección - Clasifcación Lavado - desinec!ado

"ELADO

BLANQUEADO

CORTADO - RODAJADO

FLUJOGRAMA DE

Las manzanas deshidratadas ya secadas por un periodo de dos días y listos para el OPERACIONES envasado ESCURRIDO

PARA OSMODESHIDRATACIÓN

DE LA MANZANA INMERSION EN JARABE

LA#ADO

ESCURRIDO

Ingeniería De Alimentos II Ing. Edgar Acosta Lopez SECADO

EN$RIADO

EN#ASADO


RE#'LTAD"# + DI#C'#I"NE#

IV.

%.1. RESULTADOS

CUADRO 1: Resultados ote!"dos e! la #$%&t"&a de lao$ato$"o de la D"'us"("dad )%s"&a e'e&t"(a du$a!te la des*"d$ata&"+! os)+t"&a de la )a!,a!a A -. /$"0 NRO DE &ASOS

TIEMP O 'S(

@

(

1 2 &

13(( ;*(( '6((

)*RI+ ,RUTA

(

ri7 inicial:1;.' 13 12 C;

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PESO DEL ,RUTO INICIAL '(

PESO P/RDIDA DEL DE PESO ,RUTO '( ,INAL '(

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*C *( '4

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Ingeniería En Industrias Alimentarias 

4C((

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2((( 1(3(( 1C*(( 166((

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C4 ;( ;( ;(.'

C θ −C α 8 = ×e C 0−C α π 2

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2

− π × Def × θ 4l

2

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] … … …(

1

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1 1 1 1

)

(.61C461 )(.6*;6CC )(.'161(; )(.'*6436 )(.*1'6*'

)

Da!do lo2a$"t)o !atu$al a &ada )"e)$o ote!e)os: ln E = ln

( ) 8

2

π

–

( D

. π . θ ) 2

ef

( 2 L )2

… … …( 2 )

CUADRO 3: D"'us"("dad a d"'e$e!tes 45RI6 )*RI+

Di0"siidad E0ecia De0 '#2s(

-.

/.345674/-1/

GRAFICA 1: Se

)uest$a el a!%l"s"s de &o$$ela&"+! se)"lo2a$7t)"&o8 e!t$e la &o!&e!t$a&"+! 9 el t"e)#o



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/01 2 - &0 - &%+. R3 2 &%4 -&%')

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TIE!%" 2s3

CUADRO 3: Ca$a&te$7st"&as

MUESTRA'#an$ana ( M"esra inicia! 'Anes de !a in#ersión en e! 8ara6e(

'"s"&ou7)"&as:

4"#edad '5(

*(%,

S!ids S!"6!es ')*RI+(

p4

5 DE ACIDES 'AC. M7LICO(

1;.'

;.'

(.6(C


Ingeniería En Industrias Alimentarias M"esra 0ina! 'Desp"9s de !a in#ersión en e! 8ara6e(

%acidez =

(%,

''

gasto . N . pmeq. FV × 100 tamañodemest!a

 8asto1 ml de 9a":  ;ama)o de muestra1 4/ml

DE#(IDRATACI"N "#!"TICA A 415 RI6
301,000000

495,000000

194,000000

89,000000

Tiempo (min)

Tiempo (h)

°Bi! "e# $%&o

°Bi! "e# 'e

*e"i" "e pe+o ()

-

0

0

13,5000

52,5000

0,00000

1,0000000

30

0,5

20,5000

51,0000

1,00000

0,8133333 -0,2066142

60

1

22,0000

50,5000

0,00000

0,7702703 -0,2610138

90

1,5

23,0000

50,0000

0,00000

0,7397260 -0,3014754

120 150

2

24,5000

50,0000

1,00000

0,6986301 -0,3586338

2,5

27,0000

49,5000

1,00000

0,6250000 -0,4700036

180

3

30,0000

48,0000

1,00000

0,5217391 -0,6505876

210

3,5

30,0000

48,0000

0,00000

0,5217391 -0,6505876

 l ;)<

-&6&&'44)) &6&&


n(-) 0,0000000

Ingeniería En Industrias Alimentarias D"'us"("dad e'e&t"(a ;)=3>)"!<

'644*),E-&*

CARACTERISTICAS FISICO?UIMICAS p: Solidos solu$les *?@ri% A +cidez A :umedad

5,> 45,> B,/6 CB,3

Ln2E3 -# TIE!%" DE 415ri7 &%&&&&&&& -&%+&&&&&& -&%'&&&&&&

LN2E3

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Tiempo 2min.3

DE#(IDRATACI"N "#!"TICA A 815 RI6



D L in E e S a 7 5IDRA TAD /DES O 7IDR O T S A M D O O TICO LnE 9s tiemA p o 2 s3 DE O SM LA OTICO /0 12 -&0-&%&' D M E AN LA 8AN A"RREGID" DE LA !AN&A NA 81 1 . 6 C R3 2&%4, -+

&

 && &

+ && & &

MAN8ANA 1



!AN&ANA

FLUJOGRAMA DE OPERACIONES PARA DE LA MANZANA

Selección - Clasifcación

OSMODESHIDRATACIÓN

Lavado - desinec!ado

"ELADO

BLANQUEADO

CORTADO - RODAJADO

ESCURRIDO

INMERSION EN JARABE

LA#ADO

ESCURRIDO

Ingeniería De Alimentos II Ing. Edgar Acosta Lopez SECADO

EN$RIADO

EN#ASADO


%.2. DISCUSIONES:

FUENTE: *tt#:>>@@@("$tualu!aledu&o> U!"(e$s"dad Na&"o!al de Colo)"a Ca$$e$a / N o B/  Ed"'"&"o B.. 5o2ot% DC  Colo)"a . 9os menciona lo siguiente: La presión osmótica presente será mayor en la medida que sea mayor la de#erencia de concentraciones entre el (ara$e y el interior de los trozos de la #ruta. El e#ecto de esta di#erencia se ve re#le(ado en la rapidez con que es e%traída el agua de la #ruta hacia el (ara$e. El valor de esta di#erencia permite que los trozos de #ruta se pierdan cerca del B/A del peso durante cerca de B horas de inmersiónD y a'n más si es sometido al secado. En la práctica realizada en el la$oratorio se pudo demostrar este estudio $i$liográ#ico, en la cual la deshidratación osmótica produce un incremento en la velocidad de trans#erencia de agua durante el proceso de secado. +demás que al tener un mayor valor de monocapa permite o$tener un producto más esta$le y con me(ores características organol&pticas. Po$ su #a$te LERICI ET AL ;1..<8 seala al $es#e&toD los #actores que in#luyen en la velocidad de deshidratación osmótica son por la reducción del peso de la #ruta sumergida en la solución o (ara$e concentrado durante un tiempo determinado, puede ser tomado como indicador de la velocidad de deshidratación. ♣



Los #actores que dependen de la #ruta son1 la permea$ilidad y características estructurales de las paredes o mem$ranas celulares1 la cantidad de super#icie que se ponga en contacto con (ara$e y la composición de los (ugos interiores de la pulpa. ♣

el

En la osmodeshidratación de la manzana e%perimentalmente se pudo o$servar que #acilita un menor tiempo para el deshidratado. La in#luencia de la concentración de la solución osmótica en el proceso de deshidratación osmótica son muy importantes, aunque se puede decir que la variación en los valores de los coe#icientes dependen tam$i&n de los cam$ios en las propiedades del alimento y el cam$io en temperatura.

RODRIGUEZ ;1<  TEMAS DE TECNOLOGIA DE ALIEMENTOS ;3//3< menciona que la p&rdida de agua y la velocidad de secado aumentan con el incremento de la concentración de la solución osmótica, en la cual la acidez de la solución aumenta, y a muy altas concentraciones puede di#icultar la perdida de agua. ♣

omo se muestra en los resultados o$tenidos en la práctica de la$oratorio, la di#usividad e#ectiva que se o$tuvo de la sacarosa en la manzana a 3°BRIX #ue de /,3456%4/-4/m6s logrando el equili$rio a las 4BB// segundos que equivale a B horas despu&s de ha$er sido sumergido en la solución de (ara$e. Las peque)as di#erencias que se pueden encontrar en los resultados al comparar con los autores mencionados son pro$a$lemente


Ingeniería En Industrias Alimentarias a#ectados por el estado de madurez *la manzana estuvo en

un

estado de madurez comercial, variedad y temperatura am$iente.
las

#uentes $i$liográ#icas ya mencionadas, podemos decir que concuerda más con la #uente de olom$ia.

&.

C"NCL'#I,N

; Se puede o$servar en la #ruta *manzana que la p&rdida de agua y la ganancia de sólidos aumentan al incrementar el tiempo y la concentración de la solución osmótica. ; la di#usividad másica e#ectiva de los sólidos solu$les en la deshidratación osmótica de la manzana a 3?@F7 #ue de /,3456%4/-4/m6s. ♣

Se tiene una me(ora en la deshidratación de un alimento, como es el caso de la manzana y se o$serva que es relativamente menor el tiempo, lo cual nos permite dar una solución en cuanto al deshidratado de un alimento en menor tiempo.

&I. 

ILI"GRA*A#

+LG+H"+, S., H. S. ;+
com$ined methods technology in minimally processed #ruits. 2ood es. Fnt. 61 46>.  @ar$oza 8D ega :, !eshidratación de +limentos, Editorial +cri$ia S.+., Garagoza M

Espa)a, 6///, <ágs. 63- 5>, 45/ M 45>.  @++;, I. H., +. :F+; and <. 2F;". 6//4. E##ect o# osmotic solution

concentration, temperature, and vacuum impregnation pretreatment on osmotic Ninetics o# apple slices. 2ood Sci. ;echnol Fnt. 3*>1B>4-B>.


Ingeniería En Industrias Alimentarias  2OE9;E1 http1PPP.virtual.unal.edu.co Oniversidad 9acional de

olom$ia. arrera 5/ 9o B>-/5 - Edi#icio B33 @ogotá !.. M olom$ia  "!F8OEG

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ANE6"#: CALCULOS

/  2-0!  0, 1304 R5  0, 9012

ϵ

=

C θ −C α 8 = ×e C 0−C α π 2

[

2

− π × Def × θ 4l

2

] … … …(

1

)

Da!do lo2a$"t)o !atu$al a &ada )"e)$o ote!e)os: ln E = ln

( ) 8

2

π

–

( D

. π . θ ) 2

ef

( 2 L )2

… … …( 2 )

/  2-0!  0, 1304 4E-05 =

D ef =

( D

. π . θ ) 2

ef

( 2 L )2

( 4E-05 ) × ( 5 × 10−3 )2 2

π

−10

D ef =0,7132 " 10

2

m /s




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