Universidad Nacional José María Arguedas Identidad y Excelencia para el Trabajo Productivo y el el Desarrollo FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROESIO!AL DE I!"E!IER#A A"ROI!DUSTRIAL
“PRÁCTICA N°04” PSICOMETRÍA PSICOME TRÍA Y DESHIDRAT DESHID RATACIÓN ACIÓN
ASESOR
: ING. BULEJE CAMPOS, DIANETH
ESTUDIA ESTUDIANTES NTES : PANIURA VEGA, Florencio SEMESTRE
:
CURSO
: INGENIERÍA DE OPERACIONES AGROINDUSTRIALES III
FECHA
VIII
:
0!0!"0#$
ANDAHUAYLAS – PERÚ 201
#!DICE I.
INTRODUCCIÓN !
II .
OBJETIVOS " "
II I.
MARCO TE TEÓRICO"
1.
Deshidratación " "
2.
Desh De shid idra rata taci ción ón de de Ai Ai!e !ent nt"s "s"
a.
#SICROMETR$A #
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RESU(TADOS '(
VII.
CONC(USIONES '%
VIII.
BIB(IO&RA/$A '& '&
I.
INTRODUCCIÓN
La deshidratación es una de las formas más antiguas de procesar alimentos. Los alimentos deshidratados no necesitan ser refrigerados y conservan mejor sus componentes nutricionales ya que el proceso es simple y fácil de realizar. Este método consiste en remover el agua de los alimentos hasta que su contenido se reduzca a un 10 o 0! con el o"jeto de prolongar la vida #til de los productos. El secado es uno de los métodos más antiguos utilizados por el hom"re para conservación de alimentos. $odos los granos y los cereales son conservados por secado. %lgunas frutas y hortalizas tam"ién son conservadas por este método el cual dif&cilmente requiere de esfuerzos humano si se realiza naturalmente. El uso de calor para secar alimentos fue puesto en marcha por muchos hom"res del nuevo y viejo mundo. 'ero no fue sino hasta 1()* que se inventó el cuarto de deshidratación de agua caliente +10* ,- so"re tajadas delgadas de hortalizas. La deshidratación implica el control so"re las condiciones climatológicas dentro de la cámara o el control de un micro medio circulante. La 'sicometr&a se ocupa de los pro"lemas de medición en 'sicolog&a/ utilizando la Estad&stica como pilar "ásico para la ela"oración de teor&as y para el desarrollo de métodos y técnicas espec&ficas de medición. sualmente/ suelen diferenciarse varios n#cleos temáticos diferentes propios de la 'sicometr&a a $eor&as de la medición. $ienen como o"jetivo esta"lecer las condiciones y propiedades de las asignaciones numéricas que pueden realizarse. El esta"lecimiento de diferentes escalas de medida/ tal como lo hizo 2tevens/ es un ejemplo de este primer n#cleo de interés.
II.
OBJETIVOS
III.
3eterminar las propiedades psicométricas del aire de secado Estudiar el secado de un producto 3eterminar las caracter&sticas de las curvas de secado Estimar el tiempo de secado
MARCO TEÓRICO
1. Deshidratación
La deshidratación es una de las formas más antiguas de procesar alimentos. Los alimentos deshidratados no necesitan ser refrigerados y conservan mejor sus componentes nutricionales ya que el proceso es simple y fácil de realizar. Este método consiste en remover el agua de los alimentos hasta que su contenido se reduzca a un 10 o 0! con el o"jeto de prolongar la vida #til de los productos.
2. Deshidratación de Ai!ent"s
El secado es uno de los métodos más antiguos utilizados por el hom"re para conservación de alimentos. $odos los granos y los cereales son conservados por secado. %lgunas frutas y hortalizas tam"ién son conservadas por este método el cual dif&cilmente requiere de esfuerzos humano si se realiza naturalmente. El uso de calor para secar alimentos fue puesto en marcha por muchos hom"res del nuevo y viejo mundo. 'ero no fue sino hasta 1()* que se inventó el cuarto de deshidratación de agua caliente +10* ,- so"re tajadas delgadas de hortalizas. La deshidratación implica el control so"re las condiciones climatológicas dentro de la cámara o el control de un micro medio circulante. Esta técnica genera una gran ventaja en los cuales los alimentos secos y deshidratados son más concentrados que cualquier otra forma de productos
alimenticios preservados/ ellos son menos costosos de producir4 el tra"ajo requerido es m&nimo/ el equipo de proceso es limitado. 5ay fuerzas "iológicas y qu&micas que act#an so"re el suministro de alimentos que el hom"re desea. El hom"re controla las fuerzas qu&micas del alimento deshidratado con el empaque y ciertos aditivos qu&micos. Las fuerzas "iológicas son controladas reduciendo el contenido de agua li"re y por calentamiento. 'ara ser el sustrato adecuado para el desarrollo de microorganismos/ reduciendo el contenido de agua li"re/ aumentando con eso las presiones osmóticas/ el crecimiento micro"iano puede ser controlado. La eliminación de agua en los alimentos es un fenómeno f&sico muy com#n en la 6ndustria %limentar&a y se conoce con el nom"re de deshidratación. Este fenómeno se realiza como consecuencia de la incorporación de Energ&a +calor a un medio deshidratado que generalmente es el aire/ el cual al estar en contacto con el alimento a"sor"e el agua de la superficie del alimento. El aire a"sor"erá más agua cuando tenga altas $emperaturas y su contenido de 5umedad será muy "ajo. La temperatura de deshidratación +aire var&a de acuerdo al tipo de alimento y a su composición/ pero el rango está comprendido entre *0 y (0 ,7.
(a ei!inación de a0+a de ai!ent" se reaia en a !a"r)a de "s cas"s a tra,3s de d"s *eri"d"s de deshidratación c+"s n"!%res s"n4
'eriodo de deshidratación a velocidad constante ocurre durante la eliminación del agua li"re/ fácil de eliminar del producto. Este periodo termina cuando el
producto alcanza la humedad cr&tica. 'eriodo de deshidratación a velocidad decreciente corresponde a la eliminación del agua del interior del alimento a través del fenómeno de difusión +desplazamiento del agua del centro de la superficie del producto dejando espacios li"res que son definidos por la porosidad del producto deshidratado Estos periodos de velocidad de deshidratación se o"tienen en la gráfica de periodo de humedad versus tiempo.
5umedad de Equili"rio donde el producto no pierde ni gana agua. La cantidad de agua evaporada es igual a la cantidad de agua condensada. % partir de la gráfica de perdida de humedad se pueden o"tener otras graficas con velocidad versus tiempo.
La velocidad de deshidratación en alimentos depende de muchos factores La temperatura del aire/ la humedad del aire/ las dimensiones geométricas del producto entre ellas el espesor/ área y volumen/ la humedad inicial del producto/ la dirección del flujo de aire con respecto a la posición de los tejidos del alimento/ etc.
5. Ti*"s de deshidratación
a 3esecación por arrastre. 2ecaderos de t#nel. 2ecaderos de pulverización/ de lecho fluidizado y neumáticos. " 3esecación por cam"io de estado 2ecaderos de tam"or. c 3esecación en estado congelado Liofilización. 7iclo de liofilización
a. #SICROMETR$A
es
una
rama
de
la
ciencia
dedicada
al
estudio
de
las
propiedades
termodinámicas del aire h#medo y al efecto de la humedad atmosférica en los materiales y en el confort humano. El aire h#medo está constituido por una mezcla de aire seco y vapor de agua. El cálculo de sus parámetros/ se puede hacer anal&ticamente mediante las ecuaciones que los relacionan o gráficamente mediante diagramas construidos a partir de esas ecuaciones. En la práctica se utiliza más este segundo método/ por su rapidez sin gran menosca"o de la e8actitud y porque ofrecen un resultado visual de la transformación
%. DIA&RAMA #SICOM'TRICO O CARTA #SICOM'TRICA
Es un gráfico integrado por familias de curvas/ trazadas a partir de las ecuaciones de estado que relacionan los parámetros que caracterizan la mezcla aire9vapor de agua. 'ara poder determinar todos los parámetros del aire h#medo/ se necesitan conocer previamente/ al menos tres de ellos. 7on esta premisa/ resulta complicado representar la resolución de un pro"lema en un gráfico de dos dimensiones. 'ara solventar el pro"lema/ se fija una de las varia"les la presión atmosférica. Esto implica que se requiere un diagrama distinto para cada localidad/ seg#n sea su altitud so"re el nivel del mar/ o "ien/ resolver el pro"lema so"re un diagrama cualquiera y posteriormente corregir los resultados en función de la diferencia de presiones entre el diagrama utilizado y la localidad en cuestión. La mayor parte de los diagramas están construidos para la presión a nivel del mar +101.:* 'a
/I&URA 14 carta psicométrica
()neas de te!*erat+ra seca c"nstante La temperatura seca es una de las varia"les independientes y está representada en el eje ;. 2on l&neas paralelas al eje <. 2u unidad es ,7.
()neas de h+!edad c"nstante La humedad es la otra varia"le independiente y está representada en el eje <. 2on l&neas paralelas al eje ;. Este eje está a la derecha del diagrama. 2u unidad es g o =g de vapor de agua>=g de aire seco.
()neas de *resión de ,a*"r c"nstante E8iste una relación directa entre la humedad espec&fica y la presión parcial de vapor/ con lo que/ a veces/ se a?ade una do"le escala en el eje < representando la presión
parcial de vapor. Las l&neas de presión parcial de vapor constante son paralelas al eje ;. 2u unidad es el pascal.
()neas de h+!edad reati,a c"nstante 2on l&neas curvas e8presadas en tanto por ciento. La correspondiente al 100! es la denominada curva de saturación/ que limita el diagrama por su lado izquierdo.
()neas de te!*erat+ra h-!eda c"nstante 2on arcos de hipér"ola/ aunque en su representación gráfica son prácticamente l&neas rectas de pendiente negativa con respecto a los ejes. 2u unidad es ,7.
()neas de enta*)a es*ec)ica c"nstante 2on arcos de hipér"ola/ aunque en su representación gráfica son prácticamente l&neas rectas de pendiente negativa con respecto a los ejes y prácticamente coincidentes con las de temperatura h#meda constante. Las unidades de la entalp&a espec&fica son. =@>=g de aire seco. En el sistema $écnico +a#n muy utilizado =cal>=g aire seco
()neas de te!*erat+ra de r"c)" c"nstante 7omo la temperatura de roc&o depende #nicamente de la presión parcial del vapor/ se puede a?adir al diagrama una tercera escala en el eje < con la temperatura de roc&o/ siendo la l&nea de temperatura de roc&o constante paralela al eje ;. 2e suele representar dicha temperatura so"re la l&nea de saturación/ correspondiente a una humedad relativa del 100!.
()neas de ,"+!en es*ec)ic" c"nstante 2on aparentemente rectas paralelas con cierta pendiente so"re los ejes. 2us unidades son m:>=g aire seco.
IV.
MATERIA(ES 6 E7UI#OS
Aateria prima +zanahoria 2ecador de "andeja Balanza anal&tica $ermómetro 7uchillos $a"la de picar Cernier 7ocina Estufa
V.
#ROCEDIMIENTO
1. #ara e *r"ces" *sic"!3tric" Aedimos la temperatura de "ul"o seco +$B2 y la temperatura de "ul"o h#medo +$B5/ para las condiciones de secado. Las $B2 < $B5 se midieron al inicio/ intermedio y al final del secado/ para los cálculos se tomó el promedio 7on los datos o"tenidos se determinaron todas las propiedades de la carta psicométrica.
2. #ara a c+r,a de secad" 'rimeramente/ acondicionamos la estufa/ colocamos los termómetros para medir la $B5 < $B2 a una temperatura de **D 7. Luego preparamos las muestras +lavamos/ pelamos/ escaldamos/ y lo cortamos a un espesor promedio de :mm. 'esamos las muestras +fueron : muestras 'or ultimo colocamos las muestras en la estufa ya acondicionada y cada 10 min se midió el peso de la muestra hasta o"tener un peso constante.
VI.
RESU(TADOS
RESU(TADOS #SICOM'TRICOS 3atos o"tenidos de la práctica $B5:* $B2** 3atos o"tenidos de la carta psicrometr&a
RESU(TADOS DE (A MUESTRA 819 C+adr" 819 Tie!*" 8h"ras9
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G Fuente: en el laboratorio de ingenierías
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$u%edad vs tie%po
En e 0raic" 1 se *+ede ,er a *erdida de h+!edad de a anah"ria =+e ,a descendiend" *"c" a *"c" se0-n e tie!*"
&raic" 24 0raic" d3 ; de h+!edad ,s tie!*"
& de $u%edad vs tie%po
En e 0raic" 2 *"de!"s "%ser,ar e ; de h+!edad =+e ,a *erdiend" de ai!ent" 8anah"ria9 se0-n *asa e tie!*"
&raic" 54 0raic" de ,e"cidad de secad" ,s tie!*"
velocidad de des$idratacion vs tie%po
En e 0raic" 5 *"de!"s "%ser,ar a ,e"cidad de secad" se0-n e tie!*"> c"!" se "%ser,a en e 0raic" a *rinci*i" a ,e"cidad de secad" es !+ch" !?s r?*id" a =+e e *r"d+ct" c"ntiene !?s ; de h+!edad
RESU(TADOS DE (A MUESTRA 2. C+adr" 829 Tie!*" 8h"ras9
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deshidratación 80r de a0+a< h"ra9
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Tie!*" 8h"ras9
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deshidratación 80r de a0+a< h"ra9
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H.1FFFFFFF( *. Fuente: laboratorio de ingenierías
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$u%edad '() vs tie%po '$r)
En e 0raic" se *+ede ,er a *erdida de h+!edad de a anah"ria =+e ,a descendiend" *"c" a *"c" se0-n e tie!*" &raic" 4 0raic" d3 ; de h+!edad ,s tie!*"
& de $u%edad vs tie%po
En e 0raic" *"de!"s "%ser,ar e ; de h+!edad =+e ,a *erdiend" de ai!ent" 8anah"ria9 se0-n *asa e tie!*"
&raic" 4 0raic" de ,e"cidad de secad" ,s tie!*"
velocidad de des$idratacion vs tie%po
En e 0raic" *"de!"s "%ser,ar a ,e"cidad de secad" se0-n e tie!*"> c"!" se "%ser,a en e 0raic" a *rinci*i" a ,e"cidad de secad" es !+ch" !?s r?*id" a =+e e *r"d+ct" c"ntiene !?s ; de h+!edad VII.
CONC(USIONES
1 % pesar de la e8istencia de mayor área superficial/ el aumento del diámetro ocasiona un aumento de la duración de la primera fase de la deshidratación osmótica y disminuye la velocidad de pérdida de agua y la ganancia de sólidos. Esto se atri"uye a la e8istencia de una mayor resistencia al transporte de"ida al aumento de espesor que dificulta la salida de agua y entrada de sólidos en la muestra. 2e logró determinar las propiedades psicométricas en el proceso de secado en la cual primero se determinó la $B2 < $B5 en la estufa/ luego las demás propiedades se determinaron en la carta psicométrica.
: 7omo tam"ién se logró o"servar/ estudiar el proceso de secado de un alimento sólido como en este caso de la zanahoria H < por #ltimo se logró determinar las curvas de secado como la curva de tiempo vs ! humedad y tiempo vs velocidad de secado y se vio que las tres muestras no tienen tanta variación en cuanto a los resultados y los gráficos.
VIII.
BIB(IO&RA/$A
%delman J3/ 2alhung A@. $ratado de 'ediatr&a. Aadrid AcgraK 9 5ill4 1))G. 7a"allero %. $erapia intensivo. 7iudad de la 5a"ana E76AE34 00. Ailler / Iorlin 5. ElectrolyteMs distur"ances in paediatrics. N England Aed.
00H4 vol :H H*9(:. Lee 7$. 5yponatremia in the emergency department. %m @ Emerg Aed. 0004
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tKo parts. N England Aed. 1))G4 vol ::G 10(9111. 2oar @/ 3ea=in 73/ Nolan @'/ %""as I/ %lfonzo %/ 5andley %@/ et al. 7ardiac
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