Equipos de deshidratación. Deshidratación. Aplicación de calor. Aplicación de calor. Clasificación de secadores

Transcripción

1 Equipos de deshidratación Clasificación de secadores Deshidratación Procesado de alimentos 1. Según el método de transmisión de calor a los sólidos húmedos. 2. Según las características de manejo y las propiedades físicas del alimento a deshidratar. Aplicación de calor Aplicación de calor Secadores directos 1. El contacto directo entre los gases calientes y los sólidos se aprovecha para calentar estos últimos y separar el vapor. 2. Consumen más combustible por kilo de agua evaporada cuanto más bajo es el contenido de humedad. 3. Su eficacia mejora al aumentar la temperatura del gas de entrada, para una misma temperatura de salida. Secadores directos Secadores indirectos 1. El calor se transmite por conducción a través de una pared, casi siempre metálica. 2. Son apropiados para operar a presiones reducidas y/o atmósferas inertes. 3. La recuperación de polvos se maneja de manera más satisfactoria. 4. Se necesitan grandes cantidades de gas è El equipo de recuperación de polvo puede ser muy grande y costoso.

2 Aplicación de calor Selección del equipo de secado Secadores directos Secadores indirectos Secadores diversos Secadores infrarrojos 1. Utilizan energía radiante para evaporar la humedad. 2. No son de uso común. Secadores dieléctricos 1. Se genera calor en los sólidos mediante el paso de corriente eléctrica. 2. Los costos de energía son más elevados que los de los métodos tradicionales. 1. Selección inicial de los secadores 2. Comparación inicial de los secadores 3. Pruebas de secado 4. Selección final del secador Selección del equipo de secado Clasificación según el método de transmisión de calor 1. Selección inicial de los secadores 2. Comparación inicial de los secadores 3. Pruebas de secado 4. Selección final del secador

3 Clasificación según el alimento procesado Factores para realizar la selección preliminar de secadores Instalaciones 1. Propiedades del material que se va a manejar Desecación con aire caliente 2. Características de desecación del material Desecación por contacto con una superficie caliente 3. Circulación del material que entra y sale del secador Secado por aplicación de energía de una fuente radiante, de microondas o dieléctrica 4. Cualidades del producto 5. Problemas de recuperación 6. Instalaciones en el sitio de ubicación propuesto

4 Secadero de dos plantas Utiliza una mezcla de productos de combustión y aire caliente Convención natural o forzada Principales inconvenientes Secado por aire caliente Largos tiempos de secado Falta de control de las condiciones de operación Principales empleos Lúpulo Rodajas de manzana Malta Secadero de cabina, bandejas o compartimientos Secaderos de túnel Regulación de la velocidad de aire fresco y de su recirculación Los calentadores de aire pueden ser quemadores directos de gas, serpentines calentados por vapor o, en equipos pequeños, resistencias eléctricas Principales ventajas Relativamente baratos de construcción y mantenimiento Son muy flexibles Clasificación según la dirección relativa entre el producto y el aire Sistema concurrente Sistema en contracorriente Sistemas combinados Se pueden utilizar para planta piloto Principales usos Frutas y verduras con capacidades de producción de 1-20 tn/día

5 Sistema concurrente Elevada velocidad de evaporación en el extremo húmedo : Se logra un producto de baja densidad. Se puede utilizar aire a temperaturas relativamente altas sin riesgos de sobrecalentamientos. La velocidad de desecación disminuye a lo largo del túnel: Se evita que el calor dañe al producto. Es difícil lograr contenidos de humedad bajos ya que en el extremo seco las condiciones de secado son muy pobres. Sistema en contracorriente En el extremo húmedo las velocidades deevaporación son bajas: Producto de alta densidad. La sobrecarga del secador puede hacer necesaria una larga exposición al aire caliente y húmedo que favorece su alteración. Las condiciones del extremo seco permiten obtener bajos contenidos de humedad: Mayor riesgo de sobrecalentamiento. Generalmente más económico. Sistemas combinados Uso de dos túneles en serie: Normalmente el primero concurrente y el segundo en contracorriente. Túnel de salida de aire central Tiempos de secado más cortos que para los túneles de fase. Difícil control de la operación en el centro del túnel. Mayor coste que el de los túneles de fase única. De flujo transversal

6 Secador por transportador Flujo de aire a través de la cinta transportadora y la capa de producto. En el extremo húmedo, aire ascendente. En el extremo seco, descendente. A veces, se disponen varias cintas en serie. No es apto para productos con tendencia a adherirse. Altas velocidades de secado ya que la superficie de producto expuesta es elevada, la distancia que tiene que migrar la humedad interna es corta y hay un buen contacto entre el producto y el aire. Equipo relativamente caro. Generalmente se seca hasta un 10-15% y se finaliza el proceso en un secadero de tolva. Principales usos Frutas y verduras picadas Secador de tolva Secador de lecho fluidizado Bajas velocidades de desecación. Bajos costes de instalación y mantenimiento. Existen tolvas estacionarias y tolvas portátiles. Principales usos Se utilizan especialmente para el acabado de verduras, reduciendo la humedad del ~15% hasta el ~3%. Sólo se puede aplicar a sólidos fluidizables: Algunos se pueden fluidizar en un amplio margen de humedades, p.ej., los cereales. Algunos sólo lo permiten para bajos contenidos de humedad. Velocidades de secado altas. Buen control de la operación. Procesos discontinuos: Los sólidos se mezclan bien y se desecan uniformemente. Procesos continuos: El mezclado puede hacer salir del secador producto con una humedad no deseada.

7 Principales usos Guisantes Alubias Zanahorias Cebollas Gránulos de patata Cubos de carne Harina Cacao Secadores neumáticos El aire caliente además de secar el producto lo transporta. La temperatura del aire debe ser alta para evitar conducciones excesivamente largas. La aplicabilidad queda limitada a alimentos que soporten el transporte neumático. Altas velocidades de secado. Secado y transporte simultáneo. Café Sal Azúcar Principales usos Cereales y harinas Patatas granuladas Cubos de carne Secaderos secundarios de leche en polvo y ovoproductos. Secador atomizador Uso frecuente en la industria alimentaria. Tiempos de desecación entre 1-10 s. El producto no alcanza temperaturas demasiado altas. Si las condiciones de operación son correctas y el equipo está bien diseñado, el tiempo de las partículas secas en contacto con el aire caliente se puede controlar para evitar sobrecalentamientos.

8 Componentes esenciales Sistema de calentamiento y circulación de aire El aire se calienta con calentadores de vapor o eléctricos para equipos de planta piloto. Sistema de calentamiento Atomizador Para mover el aire se utilizan ventiladores en la entrada de aire (y a veces también en la salida). Muchas veces las cámaras de desecación operan a presión ligeramente negativa. Filtros de limpieza en la entrada de aire. Cámara de desecación Sistema de recuperación de producto Atomizador Atomizadores centrífugos No se obturan si hay presencia de sólidos. Pueden manipular productos viscosos a presiones de bombeo bajas. Eje de giro Tubo de alimentación Dispensador Atomizadores de presión Aspersiones finas y uniformes. Inconvenientes: Si hay sólidos se puede obstruir y sufren desgaste de la boquilla. Caudal radial

9 Atomizadores de dos fluidos Operan a menor presión que los atomizadores de presión y sufren sus mismos problemas. Capacidad de operación baja y producen gotitas de tamaño muy variable. Poco utilizados en la industria alimentaria. Sistema de recuperación de producto: Separadores de ciclón seco: Recuperaciones entre el 90-97%. Separadores húmedos Se purifica el aire lavándolo con el líquido que alimenta al atomizador. Mejora la eficacia del sistema ya precalienta y preconcentra el producto. Difícil control microbiológico. Recuperación de producto entre el 95-98%. Filtros de tela Presentan un cierto riesgo de oclusión Recuperación de producto similar a los anteriores Métodos combinados. Cámara de desecación El contacto entre el aire y el producto rara vez es en contracorriente para evitar sobrecalentamientos.

10 Principales usos Leche (descremada y entera) Zumos de frutas y verduras Suero Proteínas comestibles Mezcla para fabricar helados Extractos de carne y de levaduras Mantequilla Queso Productos derivados del trigo y otros cereales Alimentos para bebés basados en la leche Secado por contacto con una superficie caliente Café Té Huevos (contenido entero, claras y yemas) Secador de tambor, de rodillos o de película El interior de los cilindros se calienta con vapor, agua o algún otro medio. En el caso de trabajar con productos termosensibles se puede operar con tambores en cámaras herméticas a vacío. Secador de tambor único Secador de tambor doble Factores que determinan la humedad del producto final: Velocidad de rotación del tambor Presión del vapor o temperatura del agua Grosor de la película Secador de tambores gemelos Secador de tambor a vacío

11 Principales ventajas Alta velocidad de secado Economía en el uso del calor. Principales inconvenientes Sólo puede aplicarse a líquidos o papillas capaces de soportar temperaturas elevadas entre 2-30 s. El coste de los secaderos a vacío es muy elevado y sólo se justifica para alimentos muy termosensibles. Secador a vacío de cinta sinfín Principales usos Concentrados de zumos de frutas Concentrados de tomate Extractos de cafe Principales aplicaciones Leche Sopas Alimentos para bebés Purés de patatas Desecación esponjante Se aplica para productos muy termosensibles, p.ej., concentrados de zumos de frutas. Efecto sobre los alimentos Se realiza el vacío durante el secado para que el producto se expanda y esponje por la liberación del vapor. Al formarse una estructura porosa se logra un secado rápido. Se obtiene un producto de buena calidad y rehidratabilidad.

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