Deshidratación de Alimentos: Mecanismos, Etapas y Equipos

**Cómo ocurre la Deshidratación**

Cuando el aire caliente entra en contacto con el alimento húmedo, su superficie se calienta. Este calor transmitido se convierte en calor latente de evaporación, y el agua del alimento pasa al estado de vapor. El vapor de agua se difunde a través de la capa de aire en contacto con el alimento y es arrastrado por el aire en movimiento. Se crea una gradiente de presión de vapor entre el aire y el alimento que permite eliminar el agua.

**Mecanismos de la Deshidratación**

El agua escapa del alimento mediante los siguientes mecanismos:

  1. Por capilaridad.
  2. Por difusión, provocada por las diferencias en la concentración de solutos entre las distintas partes del alimento.
  3. Por difusión del agua, absorbida en diversas capas sobre la superficie de los componentes sólidos del alimento.
  4. Por difusión gaseosa provocada por el gradiente de presión de vapor existente en el interior del alimento.

**Etapas durante la Deshidratación**

**Respecto del contenido de agua del producto**

  • A-B: Período de estabilización, la superficie del alimento alcanza la temperatura del bulbo húmedo.
  • B-C: Período de velocidad de secado constante.
  • C-D: Período de velocidad de deshidratación decreciente. El porcentaje de humedad es más bajo que la humedad crítica.

**Respecto del tiempo de secado**

  • B-C: La velocidad de deshidratación es alta y se mantiene constante mientras la velocidad de migración de humedad a la superficie sea igual a la velocidad de evaporación en la superficie. Al término de B-C se alcanza la humedad crítica.
  • C-D: Período de velocidad de deshidratación decreciente. La velocidad de secado es más lenta.

**Período del Secado**

El término del período de velocidad constante (temperatura de secado = temperatura de bulbo húmedo), está indicado por un cambio de la pendiente (superficie húmeda, el agua llega del centro por capilaridad). La humedad crítica no es una propiedad del alimento, depende del tamaño de partícula y de las condiciones del aire de secado. La humedad crítica se alcanza apenas termina el período de velocidad de deshidratación constante. Gráficamente, se observa al cambiar la pendiente de la curva de humedad versus tiempo.

**Influencia de la Temperatura del aire de Secado**

La temperatura del aire de secado, así como su velocidad, influyen en la velocidad de secado. Si ésta es muy rápida, hay arrastre de solutos que se depositan en la superficie (Hardening o endurecimiento). Esto afecta la velocidad de secado posterior. En el período de velocidad decreciente, el frente de secado, que estaba en la superficie, se desplaza al interior. La brusca disminución de la superficie es la causa de la caída de la velocidad de secado.

**Instalaciones**

  • Energía: Costo del secado. Los secadores industriales están recubiertos por un material aislante. A menudo, el aire caliente se hace recircular para ahorrar energía.
  • Control automático de la humedad relativa del aire de salida (PLC).
  • Tipos de deshidratadores:
    1. Por aire forzado
    2. Lecho fluidizado
    3. Secado por rodillos calientes
    4. Liofilización
    5. Por aspersión o atomización en corriente de aire caliente.

**Deshidratadores por aire caliente**

**Deshidratadores de tolva (deep bed driers)**

Tolvas cilíndricas o rectangulares, con malla. El alimento es atravesado por un flujo de aire caliente a baja velocidad (0,5 m/s). Tienen gran capacidad, baja inversión y bajo costo de operación. Se instalan a continuación de un pre-deshidratador, por lo que trabajan en la zona de velocidad decreciente. La deshidratación en capa gruesa es útil para igualar las diferencias de humedad del producto.

**Deshidratadores de bandejas**

Son armarios aislados, en los que el alimento se deshidrata sobre bandejas con mallas perforadas, en capas de un grosor de 2 a 6 cm. Poseen pantallas, deflectores y direccionadores del aire sobre o a través del producto. La velocidad del aire es de 0,5 a 5 m/s. Pueden llevar calefacción en el techo y a lo largo de las bandejas para acelerar el secado. Se utilizan para bajas producciones (1 a 20 Ton/día). Son de baja inversión y bajo costo de operación. Tienen poca posibilidad de control, por lo que es difícil obtener un producto homogéneo.

**Deshidratadores de cinta sinfín**

Son grandes, de hasta 3 m de ancho y 20 m de largo. El alimento se seca en continuo, en una cinta de malla en una capa de 5 a 15 cm de grosor. En la primera sección, el aire sopla de abajo hacia arriba. En la sección final, lo hace de arriba hacia abajo para evitar el arrastre del producto seco. Hay secadores de tres secciones, en la segunda y tercera el producto se apila en capas de mayor espesor (1,5-2,5 cm y 25 a 90 cm).

Ventajas

  • Ahorro de espacio.
  • Carga y descarga automática (mano de obra).
  • Producto más homogéneo.
  • Humedad final de 10 a 15 %.
  • Gran capacidad (escala industrial).
  • Control fácil (independiente por cada sección).

Desventajas

  • Requiere un secador de tolva (secado final).

**Secador Rotatorio de Tambor (o rodillo)**

Constan de un cilindro metálico que rueda en posición inclinada. La cara interna tiene repisas que recogen el alimento en la posición inferior y lo sueltan en la posición superior, en cascada. La rotación del cilindro impulsa el alimento a lo largo del cilindro. El aire puede estar en contracorriente o en co-corriente. La agitación del alimento y la velocidad de flujo de aire aseguran un secado rápido y homogéneo.

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