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I kfiniegra C l t w k e Eunice R r l e t t s I

f i s t r% C U1 8 : 79335405 793338 78 1

J Mbmbrs (9): R o j a s Flores Dore E l e m Telbfono: 5 5 4 45 42 5 54 57 15 f

I

I Ingen ie r f e de Alimentos i /Car r er e :

Trimestre: P l an de &studios concluído I

Hures se mar^: 2@ Lwger donde s e 1Jev6 a cabo: Secci6n de Frutas y Verduras de l a Plan-

Fecha de I 'nicio: 3 de Enero de 1Y83. /-fecha de Tennimción: 15 de fizrzo de 1 ' % 3

Mowbre del Tutor Interno: 4 6 0 . Edmundo Kercaio S i l va .

P r o f , Te c r i ~ l o g f z de Frutas y Verduras.

//-Depto. da B i o t e cm log i e , D iv i s ión de C.B.S . T f tu lo : T v e l u z c i b n de l a s Concicfones Bptimas Fa= el ' Secado de Fla-

ta P i l o t o de l a Universidad Aut6rnms re t ropo l i tane .

teno, Asf c o ~ . ~ I n Deterrnineción de sus Curves de Sorción"

Tutor i

I .

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I NLI CE

1 ' O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

L. ~

RESM TA DOS Y DI SCUSIO FEC. ...................................... 10 .,. ..

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cn~~cius~o~~s.................................................. 22 -

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1

I NTRC GUCCI O N

E l p l t t a n o o banano (musa sp) f r u t a t r o p i c a l , es uno de l o s

c u l t i v c s mús an t iguos que se conocen y de l o s que e l hombre empleo

pr imero carno eiímento. Mo se *be b i e n su or fgen ya que mient ras al- gums a t r i b u y e n que es o r i g i n a r i o de l a I n d i a o t r o s dicen que es de

América. Se desarro11 a en c l imas t rop i ce les , siendo l o s p r i n c i p a l e s

paises productoree: Ecuador, Honduras, Costa Rica, Panam&, Colombia

y Brasi l . Da& su s i t u a c i d n geogr8f ica. Néxico cuenta con c a r a c t e r f e t i -

cas eco l6g ices favorables p a s ba expAot%cfón platanera. Las pr ime - ras p l a n t e s fueron l l evadas e3 estado da Tebasco en 1übb Ue donde p a

86 a le r s g i 6 n de Tuxtepec, Uaxaca (1916) y a l estaca de Chiappes en

1523. S i n embargo, fue W s t o p r i n c i p i o s de s i g l o cuando 58 i n i c i b el

L a d6cada de l o s t r e i n t e s se l e conoci6 como "Le época de oro"

c u l t i v o con f i n e s comerciales. (20 I

e s t a f ru ta . (1 9) del c u l t i v o de p l d t e m y se cc loc6 Ql6xico como pr imer exportador de

La producc ibn de p la tano de 1978 2 lYü3 e s l a s igu iente: (25)

AFo S u p e r f i c i e

Cosechada Ha

.)Y76 r T Y10

1Y'fY 66 116

1wo 73 343

l y t i l 7 4 563

1 9 2 76 638

1983 7'1 UUU

R ccdirniento

Ton/Ha

1s.h rG 1 Y.23U

1 Y.603

21.5Y3

Z0.blZ

21 .uuu

Pro duccí 6n

Ton

1 393 O80 1 277 403

1 437 765

1 5% Ubü

1 372 4ü3

1 b l 7 UUU

Valor de l a produs

c í6n C

2 16tJ 014 UUU

1 Y60 Y38 000

Y Y13 740 UUIJ

3 377 303 UUO

9-124 u47 tltiu

1d üUb 7% Uüü

Ln 1Y83 l a f r u t a que ocup6 e l p r i m e r l u g a r en produccidn fue l a caPa de aidcar, e l segundo l u g a r la n a a n j a , y e l plátano O C U ~ ~ - E U

tercer i t g a r .

Las ent idades quo habitualment,3 producen e l grueso de l a o f e r -

t a nac iona l son: Veracruz, Chiapas, Colimo, Iabasco, michoachn y N= y p r i t quienes en lY82 apor ta ron e l 85 5; de l a produccidn. (23)

* .

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2

E l rendimiento obtenido en jY83 fue de Z1.CiU ion/Hn siendo e s t e mayor qua e l de 1W2, y e s que se lw v i s t o actualmenta que es p o s i b l e aicz'ntar rendimientos de p latano de buena ca l i dad evitando

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/ - e n f e n e & d e s y p legas mediante u@ buena tecn i f i cac i6n .

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Con respecto a exporteción de l p látano se t ienen l o s siguien- t e s datos (ConafrutJ: APo Frute Fresca Fruta I ndustr i a l i za da

Ton Ton 1978 1 9 278 1 334.U31

1 979 1 4 483 1 1U4.823

1 YBL' 17 524 1 77b.321

1 O81 7 316 . 981.341

1 Y82 6Yü'f

Como se ve en l a s e s t ad f s t i ca s an t e r i o r e s l a s exportaciones de

plBteno disminuyen en forma considerada Uebido a o i f e r en tes causa de ordsn econ6mico. f n nuestro p e l s ex i s t e una f a l t a de merca&, yB que e l nacionel se encuentra seturado y l a c a l i d ad de l a f ruta que viene producjéncose no l l e n a en l a mayorfa de l o s casos 10s r equ i s i t o s pa- r a l a excortacibn. Po r l o an t o r i o r s e hace necesario procurar e l a- provechamiento del p latano de rechazo y e l que no se exporta, indus- t r ie l ize lndoio en esca la comercial para obtener éx i to . De ahi e l por.

que en e s t e proyecto se o e sh i d s t s r á el plátano buscando l a s mejores condiciones para su secado.

Durante el procesamiento pa ra secar e l plátano se presentan dos fendmenos que son pardoamiento e n z i n ~ t i c o y e l pardeamiento no enzi- rnstico.")En el primero e l t i po de coJoraci6n es muy rhpida a di fe - rencia dol segundo que r equ ie re del contacto de l t e j i do con e1 ox igo no, y o c u r r e solamente en t e j i d o s v q e t a l e s . Pera que és ta ocurra ds ben Ml la rco presentes t r e s factores : sust Iatos f enó l i cos adecuados,

fanoloxi dasas act ivas y oxfgono. t n el platano e l .sustrato p r inc ipa l es l a dopswina. ( l2 )Para preUe%r a s t e oscurecimiento se empleó sal, cuy o e fecto es l a incct ivac i6n de l a s fenolasas. Con respecto a i perdeamiento no enzimático, a s t a ocurre durente e3 secado, ya que

con e! celentamiento da1 pJátano s e l l e v a a ca?o l a reacc ión de Rai-

..

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Y

3

l l a r d que se divide en: condensación en&WPl arítcar y e l gnipo ami- no; reordenamiento de l o s productos ds condensación; d a a h i d * t ~ c i 6 n de los rroductos de reordenamiento, r o tu ra Subsiguiente y degrada - ción; po~ ime r i z e c i ón con formación oe pigmentos. Con e l ob j e to de i- n h i b i r esta reaccidn se u t i l i z ó b idx ido de azu f re que actúa b l o q u e w &I a l o s g r q o s carbon i lo .

Una vez deshidratado e l pleiQn0 hay que mantener adecuadas l a s condiciones de au almacenamiento. sabemos que l o s alimentos Seco8

son higroscópicos , y cada uno t i ene .au propia Hufnedtd f f e l a t iva de é- q u i l i b r i o (HRE)' l a cual es l a que t i ene a una temperatura detennina- da en que n i entrega n i recoge hum edad de l a atmbsfera. Abajo de w t e nivel de humedid atmosfbr ica e l alimento puede secarse mes tad4 - v i a , y a r r iba del mismo no puede secarse más, sino que a l contrar io ,

(2,139 16)

recoge humedad de l a atmósfere. (21 1 La HRE de una materia a l iment i c i a dada e s t á en función de su

contenido de humedad y de su composici6n 8 base de p r o t e f m s , C U Z ~ Q -

hidratús, SEI es minerales y o t ro s factores const i tut ivos so lub l e s en

E l exzmen de como v z r f a 13 HRE de un alimento cuando cambia e l contenido de humecad de éste generalmente s e expresa gráficamente en forma de une curva isoterma de sorc ión de humedad, que cons i s te en e l trazado de una curva del contenido de humedad de l procucto cuando s!cenza e3 6qu i l i b r i o en comprac ión con l a humedad r e l e t i v a de l a tm6sPere que lo rodea, a una temperatura constsnte. La curva i soter - ma dz sorc ibn no6 ind ica cusl s e r á e l contenido de humedad de un a i i mento s i se l e mantion?, i indef inidamente en contacto con a i r e de una humedad r e l a t i v a dada. Dicha curva e s l a expresión de l a s condicio - nes de e q u i l i b r i o entre l a humedad del al imento y l a humedad presen- te en el e i r s a una temperatura deda cualquiera.

importentes cuendo s e t r a t a del almacenimieoto del producto deshidrs tado. S i e l alimento s e coloca en un rec ip iente permeable y s e l e a l macma en una atmdsfera cuya humedad r e l a t i v a estz mas C i t a que l a de l e q u i l i b r i o l e 1 alimento, e s t e as imi ra rá humedad paulatinamente y puede formar c o s t f l s o deter io ra rse .

ag ua . (11)

Los datos re lacionados con l a Hiiredad & l a t i v a de Eqi1ibrio:oon

(21 I

! ! L. 4

E n base a l comportamiento de sosci6n de hvmedad, cabe d i v i d i r L

l o s componentes de l o a alimentos en t r e s c l a s t s : pro-toines y polim& ros de carbohidratos, s a l e s y az6cares c r i s t a l i n o s y azQcares v i - treos, cada uno de los cuales da una curva isoterma de sorc ión do hi dad c a r a c t e r i s t i c a . Puesto qua l o s alimentos contienen cantidades vg

c

c r i a b l e s de estos t r e s componentes , l a curva isoterma do sorción de

I - I - - I

un alimento determinado depender6 de l a cantidad y c l a s e de l o s com- ponentes qus contiene, (11)

5

OB3 ET1 VOS

Con el f i n de disminuir l a s perdidas de pládano que ex i s ten sctualmenCe en Rdxico por l o s problemas antes mencionados, nos he-

aos propuesto d e s h i d n t a r el p látano, determinando l a s condiciones 6 p t i W s de e s te proceso, con l o cwl esperamos que se aumehte l a is du s t r i a l i z a c i dn de e s te f ruto y a que en mdxico Bsta e s muy escasa, y para ello nos P%jamos l o s s iguientes o b j e t i v o s :

- Evaluar l a s condiciones de sul fonacidn mds adecue- das pars e v i t a r l os czmbios da c o l o r en e l producto.

- Determinar l a cur* isottermade sorc i6n de humedad de l producto p e r a que l a s condiciones de almacenamiento del mismo

sean l a s adecuadas.

o Determinar l a ve loc idad y tiempo de seca& y hacer l o s a ju s te s necesarios en e l proceso.

I" .

6

flRTEKIAL, PlETODOS Y TECMCAS

Dsshidratr.ci6n de Plat6110 en Secciones Uti l izando Pam l a Sul- foneci6n Flor de Azufre

LOS plátanos en manos ae separaron en dedos y s e lavaron con - a gw co r r i en te , s e pe lcron y rebanaron manualmente sumerpiéndolos da inned iQto en wne sc11uci6n de s a l común al 9% . be el imin6 e l exceso tie agua Crenencb los platanos c'urente 5 min. Se coaoceron en l a r e s I l a y s e introdujeron a l secador de charolas . Fos tex ionente se l l e - v6 a c6bo la s u l f o ~ c i b n empleanao f l o r de azu f re a razón de 2u gr/ m3 de esppcio del secador, d ~ n d o un tiempo de 30 min,, pasados los cue l e s se encendió e l secador regulando l a temperatura a 66OC. Ira- cu r r i do e l tiempo de aecnlo, apmximadamente 6 homa, se colocaron en mantas pare uniformizar l a humedaci ee l producto a l en f r i e r se . Se

de j a ron en f r i c r - a temprratura e sb i en te y se empacaron en b o l s a s de c 131 o fán. (1 4 )

Deshidratacidn de FlBtanc en Secciones Ut i l izando F s a l a Sul fo - nrc fbn Bisulfite de Sodio.

E l procedimiento fue s i m i l a r a l ante r i o r , Solo que después de drenado, l o s p ~ . á t a m s s e sul fcnan po r inmersión en una so luc ión de b i s u l t i t o de sodio . Fosteriormente s e ccl.ocaron en l E r e j i l l a , i n - t rodur i en lo se a l secador i gua l que en e l sétodo anter io r . (16)

quo es el gredo óptino para el proceso do secado. (1 4) Los p l t tenoa u t i l i z a cb s en anbos retodos fueron de madurez 6

Determinación de SO2 en e l Crocucto F ina l

Se pesuron 2 a l i c u o t a ~ de 5rg r de muestra dentro de mútraces 2 forzdos de 2% m l y se d i luyeron con agua (lor m l ) . Se a g r q a r o n Sra1

de NaOH SF! 3 cda urn y s e ag i ta ron dejícndose r q o - i a r por 20 rnin. A 2 na de l a s suestras s e l e s g r q d 't m l de H C l 5N y s e ag i tó para evi - t e r le concrntración l o c a l de1 6cid0,despuBs s e fe edicion6 10 m l ce une so Iuc i6n de a ln idón al 4 90 y s e t i t u l ó con una so luc ión de yodo

7

0.02N haste d e f i n i r a l f imsl un azul oscuro&(Esta t i t u l e c i 6 n mido e l t o t a l de sustancias reducides por el yodo). E l va l o r obteniao OS "a:

A l a segunda a l i c u o t a 9 8 l e agregaron 7 nil de HC1 !iN,.y se agi- t d p a r a e v i t a r l e concentracidn l o c a l del ácido. Posteriormente s e le agregd 10 m l l e formaldohi& y s a dejó reposando 10 min, pasados l o s cua les s e l e W a d i 6 1U m l da una so luc idn de almidbn a l 1 $ y 58

t i t u l 6 con una so luc idn de yodo C.02FJ hasta obtener a l f i n a l un co- los oscum. (Esta t i t u l a c i d n mide sustancias reducidas que no son SO2). Esto v e l a r e e "b".

t o t a l (ppm) = 12.8 ( a - b ) so?

Prwebas de Rehidrateci6n

Se peszron 1 0 g r de materia l seco colocgndose en mataraces de dciu m l y s e L E agregaron 150 m l de agua dest i l ada . Se cubrió cdda matraz l l evandose e e b u l l i c i d n p o r 5 rnin. Se removi6 cada matraz de le p a r r i l l a e l é c t r i c a y s e coiocr.ron l a s muestras en un embu¿o Buch- oer cub ie r to con papal f i l t m Whatman No. 4 . Se drerBmn con cuidad do aplicando succion, hesta que par6 e: goteo del embudo. Poster io r - mente pe removieron l a s muestras del embudo y se pesaron. Estas p rus bas se r e a l i z a r o n con 6 muestras m4s'Oe. a0 g r , hirviendo 2 por 1Gmin 2 p o r 20 min. , y 2 por 3@ min. , usando 39 m l más de agua pzm l a s 6~. timas dos muestras.

Tasa de Kehidretaci6n 5 peso de la muestra = a des hidrrtñde b

peso drentdo

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8

Coeficiente de Rehi arataci 6n

Contenido de humedad de l a muestra

Contenico de hurnedac: presente

X 100 - antes de secar Peso

'00 X muestra seca en l a muestra seca

c.R.= Orenario - Ceso de l a

For mento de Agua en e l Kater ie l Rehidretulo: E1 peSo drenado de 18 muestra rehidrebda es conocido? por l o que el por ciento de 5 gua en e3 material esW dado por :

. Peso drenado Contenido de materia de meterial - seca en l a muestra

XqOQ de Agua en e l fl.R.8 r eh i c e taco deshidra tsda Pesc dronedo de material rehiciratodo

Detarminacidn de Curves de Zorci6n

Se pesaion exactemento muestras de 5 gr de pldteno seco y s e

cojoceron en cajzs de Petri . Se determind e3 contenido de humedad de E11 muestre secando en un h o r m de vacio a 7U°C. Posteriormente S E e5 pusieron las cc jas a d i ferente rargos de humedad re la t i va de O % a

Sa % dentro de desecadcres qua contenían soluciones de H2S04 a d i f e - rontes conrentraciones y a t eapDra tums de 22 c y 3 7 ' ~ .

Se determin6 l a genancia o p-rd ica en peso de l a muestra al f& nal de 1, 2, 3, 4, 5 y 6 horas y después a intervalos L e 24 horas ha5t.a determlrsr l a husead de equil ibrio. Se anotó e l peso de l a . muestro cuando no h lbo n i pérdida n i ganancia, calcul~nriose e l con- nido de humedad de eQUilibrio en cada humedad re la t ive estudiada,con la expresibn: X- A -8 d o n l a X es e l contenido Oe materia Seca en l a muestra tomad para l a determiWcidn, A es el peso de l a muestra y B es el contenido de humedad.

c

Contenido cfe Humedad de E q u i l i b n o w ) s S i X loo C donde Sr peso de l a muestra después d e l equil ibrio.

. . .

Y

E f i c i e n c i a TBrmica

C a l o r suministrado t b‘g ( T f - T i ) Kg agua evap. ( ) en donde:

Kg I lq de producto f r e sco I f Temperetura f i n a l del producto en el secador T i Temperatura ambiental

= Calor l a t e n t e de vaporización a l a temperatura de satura - ci6 n.

Ca lo r cedido p o r a i r e t Cp (Ta - Tb) V. en donde:

Cp c a l o r espec i f i cc del a i m . Ta temperatura d e l a i r s en e l quemador. Tb temperatura del s i r e en el secador. Q densidad del a i r e a l a temperatura media. V = Velocidad del a i r e en e l secador.

Velocidec! de secado

v = ~g A (Fa - r p ) en dande:

Kg coe f i c i e n t e de trensmióión de materia. Pa p re s i6n p a r c i a l del agua en e l a i r e . Pp 5 p r c s i ón p a r c i a l del agua en l a supe r f i c i e de secado. A c Brea en l a cua l s e l l e v a a cabo l a transferencia. V 7 Velocidad l e secado.

10

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RESULTADOS Y L\ICCCSICNES

L o s resu l tados de l a s curvas de proceso futwon l o s s iguientes :

Table 2 Table 1

t

SI?' 613'

90' 120'

150'

18@'

210' 240 ' 270'

me* 330 ' SSC'

SW' 420' 451"

& eso r e s i dual t ;a peso evaporado

5 Y . J

37.4

36.2 34.4 32.6

31 08

31.2

33.0

29.3

28 e 4 27.S

26.9 26.5

25.9, 2547

30'

609

90'

120' 150'

210' me'

240'

270'

30L"

U@'

36U'

3YO'

420' 450 '

4u.7

62.6

63 OM

65.6. 67.4

68.2

6ü .8

70 .O

70.7

71 e 6

72.7 73.1

73.5

74.1 74 3-

De ecuerdo a datoszanter iores y observando l a f i g u r a 1 , e l - comportamiento de l a curva de pesc res idua l fue logarftmico, esto e8

el i n i c i o del prcceso p ie rde humedad rápidamente pero a medida que la s u p e r f i c i e e x t e r i o r s e va rectndo e l agua del i n t e r i o r t i e n e que r e co r r e r un camino mBS Jargo hacia la super f i c ie , p o r lo que s e re-- duce la ve loc idad con Ja que r i e r d e humedao.

L a curva de pes.' evaporado es un canplenento de l a anter io r . En J a curva de decrecimiento de humeaad s e observd l a r e l ac ión

de humedad del producto en cua lqu ie r momento del secado.

concentraciones: Acerca de l a determinacidn de SO2 se obtuvieron l a s S iguientes

12

. . * U0 Lao 3 3 3 39 O Y5 O 90 r 5 0 30

TLcrVrpa C ~ * I F i g . 2 cmvn CE F E S C LVAFCRACO

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T \ C V K P O C k - 1

Fic. 3 Cl'RVA CC KECREC iF IEhTO LE I-IC'PEDGD

i c - I j

14

TTabla 3

Deterninecibn de SU2

SU i n i c i a l en l a 'solución (pan)

1VC 1 so 20P

SO@ 4uu

So2 en e! horno ( f lor de azufre)

( 9/ m31

15 : 18 20 23

25

SO2 f i n a l en l a muestra (ppm)

4s 8

70

100

130

160

30

52 70.4 85.1

1 0 3 - 5

Ya en estudios anter io res se han obtenido buenos resu l tados en e ] secado de p l f t ano ut i l i zendo flor de azufre como inhib idor del 02 o cur ecimi ento no enz i m htico (I4) s i n determiner l a concentracidn f i n a l del SO2 en el producto deshidrateco, siendo este un factor dc sum0 importancia P a r a v e r s i s e cumple con l a s mraas del Cbdigo Sanita - rio. De e s ta forma 1 3 zelocción de l a concentraciún más adecuada de f l o r da azufre s e basa en l a apar ienc ia f i n a l de l e muestra, grado de oscurec i r i ento , p o r B U sabor y por l a concentracidn res idua l de SO2 de l a misma.(T¿bla 3)

COPO y" se v i 6 tcmbién s e us6 b i s u l f i t o de sodio en so luc ibn a p l i cándosa por i m o r s i b n del p lbtzno, para i n h i b i r l a rescc idn antes mencioneda, determinSndosele a l 'producto f i n a l e l SO2 res idua l ( Ver W b l a 3)

Compzrando l o s resu l tados obtenidos en ambos métodos observa - mos que i z s cont ic iones de su l fonzcidn mas adecuadas para ev i ta r los cembios de co lo r fueron usanso b i s u l f i t o de sodio a 200 ppm

1s .,

Pruebes de Kehidrzteción Los r e su l t edos obtenicios en l a s pruebas da reh idratac idn

muestran VTebla 4) que e! p l4tano puede absorber agua hasta tener 2 na humedad c a s i i g u e l a l a ds l a f r u t a f resca . S i n embargo, cabe mencionsr que e! f i n de estas pruebas no es porque e l producto vaya a usai'se como f resco , ya que su destino es pa ra ccmbinase con ot ros mater ia les en l a e laborac idn de nuevos productos.

Tabla 4'4- Pruebes de Rehidratzci6n

*

I

.I

I

Tiempo (min)

.. .

*. . 5 10 20

* . Peso de l a muestra seca I U 10 l u e - íg r)

Peso drenzdo 22 25 28 (g rJ

*.

Tasa de reh idrctec ión 2.2:l 2.5:l 208:l I .

" .

.. . Coef ic iente de redidra - .6472 * 735 4 e8257 t a c i ón P o r Ciento en e l P l á t a - 57.72 62.8 66.78' no Rehidratado

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30

10

33

3.3:l

.Y4@5

71 o 1 6

Curvas de Corción

10s resu l tados obtenidos en l a s curves de sorc i6n estdn en l a C'cbbh 5.1 En 1a.determinacibn de l a s curvv~s de sorc ibn es irn - por tante l a se lecc ión del método a usar, porque en base a l o s r e - su l tados obtenidos se l l e v a r á n a cabo l a s operaciones de manejo, almacenamiento y proceso.

Se observd que a humedades r e l c t i v a s ce 0VJ y YO.% y a l a - temneretura de 57°C hubo un l i g e r o crecimiento de mohos debido a que estas muestras despues de un periodo de tiemyio est-ban hume -

16

.I

. ..

~ .-

. ...

/.I

i

decic'as favoreciendo l a in f e s tac idn po r estos microorganismos.

El crecimiento de mohos M fue elevado debido a l a presencia cfe SO2 ("). R 2 5 O C esto m s e observó ya que e l tiempo de residen-

c i a de l a s muestras en l a s unidades de humedad controlada fue me - nor.

curva isoterma de sorc ión obtenida ptesenta levemente una - forma de C in ic ia lmente , tornándose un poco cdmava de spub . L a curva sigmoide os c a r a c t e r i s t i c a de polimeros de carbohidratos, e l -

midCn por üjemplo, e1 cual sabemos es un constituyente del p látano. l a concavidad p o s t e r i o r de l a curva es t f p i c s en los alimentos

que presentan azúcares vf treos ( f r u t a s desecadas)'. En base a l a l i t e r a t u r a c i t ada l a forma de l a curva de i s o t e r -

ma de sorc ión pertenece a l Tipo 1 1 ( 1 5 ) i n d i c a n ~ adsorcidn en e l c a s P O de pr : s iones b a j a s y en e l de fuer tes pres iones de condensacidn

de c ap i l a r e s .

tres pa r t e s . 4.'1) E n el in te rva lo de b a j a humedad (0% a 25%) s e con- dera que a medida que aumenta l a Humedad Relat iva (HR) s e van acu - mulsndc moléculas de agua P a m que creen e l estado de capa monomole c u l e r cuando l a HR queda s i tuada en algún punto dentro del in ferva - l o de 153 a 25.5. Dentro del in tb rva lo de Humedad intermedia (25% - a 753) hay una r eg í6n c a s i r e c t i l i n e a de l a curva en l a que s e p i eE s a que, a medida que aumenta e l contenido de humedad, pueden formax se encima de l a cepa monomolecular, o t r a s capas de moléculas de a - gua m6s flo jamente l i g z d 8 S . La p a r t e f i n a l de l a curva, en l a que a l contenido de humedad sube más verticalmente, probablemente renre senta una r e g i bn en l a que es tá p resente agua su f i c i en te para qus d i sperse l o s cons t i tu t i vos y pa ra qUQ finalmente l l e n e l o s espacios

c q i i l a r e s entre p a r t i c u l a s cuando s e l l e g a a a lcanzar n i ve l c muy aA t o s de Humedad Re l a t i va de Equ i l i b r i o .

E n l a f i gura 4 comparnado l a s dos isotermas s e observa una me- nor adsnrción a S'IOC, puesto que l a adsorc idn es un proceso exotQr- mico, l a concentración del g a s decrece a l aumentar l a temperatura a una pres idn dada en e l e qu i l i b r i o . (26)

Las curvas sigmoides del t i po mencionado se pueden d i v i d i r en

1 7

18

Tab la 5 Humedad Re l a t i va de E q u i l i b r i o de Plstano Seco (H 8.bllg)

M6todo G rauim6trico A btemperatura ambiente (2S°C)

HRE Contenido de humedad en e l A d'pC eq u i 1 i b r i o Contenido de humedad en

e l e qu i i i b r i o

96 % %

O

10

20

3U

40

50

5.67

11.57

12.3

1'3.55

14.28

15 e 1 5

CBlculo de la E f i c i e n c i a TBrmica

b.Y2

11.42

12.U4 1 Z . Y l 13,. 18

14.12

EJ c a l c u l a r l a e f i c i e n c i a térmica e s un proceso que r equ ie re de a lgunos conocimientos en e3 á r e a de t rans fe renc ia de c a l o r , pero

que proporciona datcs muy importentes p a r a saber en términos de eco-

nomia que eparato de seca r as m6s conveniente emplear cuando s e tra- t a de desh idratar un producto hasta e1 mismo punto.

l a e f i c i e m i a de! l a u t i l i z o c i d n de un secador s e considera en geasral como la r e l a c i 6 n ent re e l ca:or que tedricamante hubiera si - do necesario pa ra suministrar e l c a l o r l a t e n t e de vaporizacidn del agua que s e ha secado y e l c a l o r que en r e a l i d a d s e ha ut i l i z ado en e l secador. l o s v a l o r e s frecuentes oe e f i c i e n c i a pa ra un secador de cha ro l a SI encuentran ent re un 30 y Or%.

E n seguir:a s e encuentran l o s c á l cu l o s de e f i c i enc i a del secador empleando en e s te proyecto:

Base U i U Kg de plStano fresco con 72,bJ% de humedad. 7%.b4 Kg de agua 27.31 rg de s ó l i d o s

1 Y

La humedad f ina l deseada es de 8.61% p o r l o que: 27.31 l . / Y . Z u t: 29.66 Kg de producto f i n a l .

CAL OR SUlrINIrJTRRDG:

llrO(64-20) 70.53 560.5 43ülY.Ya Kcal.

CRLCR CECIDO FOR EL AIRE: 0.24 (lU@ - 6 4 ) 1.06 Y360 o IUY,Y34.4bd Kcal

EFI C I E !!Ci R Calor suministredo I@@ z 43,ülY.YS 100 r 40.UU% c a l o r cedic'o 1@5),3J4 .4bk

Velocidad de secado

€1 cd lcu lo de l a ve loc idad de sacado es muy 6 t i l pars poder determinar en que forma s e camport a l a sustancia a secar, y sobre

todo, p a r a poder v u r en que forma e s t á asociada e l agua con l a par- te seca y i a energ ia que une a ambas.

Como se dispone Ce muy roca informacidn en e l terreno de l a dg sececi tn , l e única g u f a f idedigna para e l d í s w o de procescs son l a s

cutvee c!e desocacion experimentrles.

La velocir 'ad s e ce l cu ló mediante la f6rmula: V - Kg R (Fa-Pb) ; en ¿ande:

kg = c c e f i c i e n t e de transmisión Ce materiakque en e s t e caso tier.e un v a l o r c'e 2.777 EJtu/h f t O F . P Area en Ja cual se l l e v a a cabo l a t ransferencie . (ft ). Pa p r e s i ón perc ia1 del agua en l a super f i c ie , (@/cm ). Pb z p r e s i ón p a r c i a l deJ 291.18 en el a i r e .

t Ta Tp Fe Fb Veloci ciad

10 63 44 C.206 r . c ~ o 0.2480 2@ 64 45 o. 228 r.116 O .i2iü 30 65 40 0.233 C.126 0.2073

2 V = ve loc idad expresede en Lb/ft

2 2

40 64 48 c .2:s @.I28 0.1974 50 64 49 0.228 C -132 D.le% 6@ 64 50 r .m 0.136 0.1689 7C 64 51 o. 228 0.142 0.1700

t Ts 80 66 m 66'

1@0 64

1 J O 64 :IZ@ 65

1 I@ 66 le@ 65

24r 6 4

?r @ 64

TP 5 2 55

55 55 56

59 5 9

5 Y

62

P8

C'.24@ 0.240 0,226 @ . í 5 8

0.233

O .24@ O e233

G.226 O t 226

2u

Pb @.148

0.164 fJ.164

11.164

0.172 e.im I' .1YG c.190

C . 206

Velocidad O .1816

I! a1500

C -1268 P. 1265

0.1263 0.0987 0 . 0 8 4 ~

O .OX50

O e0434

Como se v i 6 en trebaJos en te r i o re s sobre l a ve loc idad de secado no puede disminuirse e l tiempo de seca lo que es de b horas ya que p a ra esto se neces i t a r í a aumentar l a temperatura afectando con esto e l c o l o r y sabor del producto.

..-

a -

2 2

CONCL us1 o rE s

Por l o s resu] tados s e t i s f z c t o r i o s obtenicos en e s te proyecto, podemos de c i r que l e deshidratac ión del p látano es una indus t r i a que puede dfaminuir l a s pérdicias de e s te f ru to , para cuyo Bxito, 62

t e debe @romoverse p a r e que l o s producto3 obtenidos m solo Sean exportzdos, s ino que se consuman aqu í en KBxico. Es necesario que s e eurente el. i n te ré s por e l de sa r ro l l o de nuevos productos a par- tir del p la tano oeshidretado, y¿ que é s te combinado con o t ros a l i - me-tos o a c ' j c j o e n d o l e fuentes de vitaminas y pmte fnes nos da un producto con un e l t o mlor nutr i t ivo .

Considerdmos que l a s condiciones de su l f i t e c i 6n mas adocuedas pero ev i te r cmnbioc de color en e3 p látano fuemn usanao b i s u l f i t o de sodio, y sugerimos que puedo usarse ut@ mzyor concen t r ~ c i bn de éste rustsnc ih como s e hizo en estudios anter io res r e z l i t a d o s por Pamsnija y 3yoraman ( I 3 ) en donde s e obtuvieron buehos resu l tados .

En base E: l o s r e su l t a tos de l a s curvas Isotormas de Sorción se aconscjz no almaconzr e1 p lZt rno a Humedades Re la t ivas de 80% en ade lante pera e v i t a r reblandecimiento del mismo y conte : inac ibn por

NO hoe

E r cuanto a le ve loc idad de secado no puede cisminuirse e l tiempo que e s de 6 horas, ya que pera e s t o se neces i te r io aumentar

d ra t ado.

12 temperatura a fectan lo con cs to , co lo r y sabor del p l g t a m deshA

De acuerc'o a los resu l tados obtenidos en l a s pruebas de rehi- drstzc ión, s e puode ver que el plZtano DUBde absorber a g w hasta t2 ner un2 humedad ca s i igua l a l e de la f r u t a fresca.

23

R E SUMEN

Debido a que en nuestro p a i s l a demanda industrial de plátano no liege n i a l 1% de la producci6n obtenide, y a l as péroides de rg cisos del mismo p o r no l l enar l o s requisitos de exportación la mayo r i a de las veces, s e hace naceseria l a industrialización de este fruto, siendo muy prometedora, 1 í I i n d u s t r i a del Secado del mismo.

E n el presente prcyecto s e deshidretd el plátano en un secador

de charoles, util izendo s a l ccrún como inhibirbr de l oscurecimiento enzimatico y emp1ando f l o r de azu f re o b i su l f i t o de sodio, pera i- n h i b i r oscurecimiento no enzimático, seleccionando entre e s e s dos

suste ncias I R mEs edecuedz. Ambos tipos de csureciemiento son fenó-

menos que s e presentan d u r a n t e e l proceso para secar e l p l á t a m . L a aplicacjCn ce !o f l o r de azufre fue p o r combusti6n y e l b i su l f i t o de sodio en sclución y o r inmersi6n. Posteriormente 6 Jes muestres y a sec8s s e l e s determinaron las ccncentraciones f iFf i les de SO2 resi- dua l , sienc'r: éstas b a s r r n t c u e j a s , i o cual i n d i c o que pueden usarse mayores concentraciones in i c i z l e s ce SO,. Con respecto a1 mejor meto do de sulfonscibn, e l mas adscuedo fue por inmersi6n en una solu - clón de b i su l f i t o de codio.

L

Se obtuvieron l a s curvas de por Cisnto de Peso Evafcrado, Por ciento de Feso Resicual y de Decrecimiento de Humedad, prosentUndo l a curva de rorciento d e Peso necidual u n comportamiento l o ga r i tm i - t o .

Una vez deshidrnteco el plátzno s e l e realizaron pruebas de : rehidrstación, determi mndo rasa de Aehidratecíón, Coeficiente de Aehidretzcidn y For Ciento de Pjue en l a PNuestra Rehidratadz, con l o que s e observó que el p l 6 t 3 n o seco puede absorber agua hasta ob- tener un2 humedad ces i i g u a l a l a d e l a f ruta fresca.

Fosteriormente se determinsmn las curvas Isotermas cie Sor - c i d n por el método grovimétrico, a ius temperaturas de 2f'C y 8*l°C,

24

obtoni4~dose curves sigmoi des, cerecterpist icas de polfmeros de car bohfdretos, como nor ejemplo zlmid6n, e l cual sabemos as u n coosti- tuyente d e l plátano.

Durcnte l a deterrninzcidn de diches curvas, s e observd un lige ro crecir iento de mohos en las muestras de pJ6tano que se encontra- ban a l a s Humedac'es Relet ivas de 803 y 90% y a l a temperatura de 57OC. CcmpaxZndo l a s dos icotermas do SOrC ibn , a 22OC y a 57OC, se observd una penor edsorci6n a 3 7 O C , puesto que l a adsorcidn es un proceso exot6rmico, l a concentraci6n del gas decrece a l aumentar l a temperatura a une pres i6n du&i en el equi l ibr io .

Se calculd l e Ef ic iencia Texmica y l a VeDocidsd de Secado, eisncb l a primera i g u a l a 4i33, valor encontreco foecuentemente pa ra secadores de charolas. E n cuónto a l a velocidad de secado, no puede disminuirse el t iQmp0 de seczdo que es de 6 ho@s y e que para esto s o necesitcr ie ¿urnentar I 2 temperatura, afectando con esto e l sa-

bor y co lor te1 producto.

25

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