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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS Escuela Profesional De Ingeniería Electrónica

PROYECTO: DISEÑO DE UN SISTEMA AUTOMATIZADO DE DESHIDRATACIÓN DE CEBOLLAS EN LA PROVINCIA DE AREQUIPA, DISTRITO DE SOCABAYA CURSO: DISEÑO ELECTRÓNICO 2 PRESENTADO POR: MENDOZA APAZA ERICK LUIS NUÑEZ PATIÑO DAVID CARLOS

20091177 20081014

DOCENTE ASESOR:

MSC. NANCY ORIHUELA ORDOÑEZ

AREQUIPA – PERÚ 2014

Contenido DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO....................................................................................................... 5 1.

TÍTULO:.................................................................................................................................. 5

2.

PROBLEMA: ........................................................................................................................... 5

3.

2.1

CONTEXTO Y CARACTERIZACIÓN DEL PROBLEMA: ..................................................... 5

2.2

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA................................................................................... 6

OBJETIVOS DEL PROYECTO ................................................................................................... 6 3.1

OBJETIVO GENERAL ...................................................................................................... 6

3.2

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................... 6

4.

JUSTIFICACIÓN ...................................................................................................................... 6

5.

UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL PROYECTO ........................................................................... 7

6.

7.

5.1

SITUACIÓN ACTUAL DEL DISTRITO DE SOCABAYA ...................................................... 7

5.2

UBICACIÓN POLÍTICA .................................................................................................... 8

INVESTIGACIÓN EXPLORATORIA .......................................................................................... 9 6.1

AGROINDUSTRÍA EN AREQUIPA................................................................................... 9

6.2

LA CEBOLLA EN AREQUIPA ......................................................................................... 10

6.3

IMPORTANCIA AGROECONÓMICA............................................................................. 10

MARCO CONCEPTUAL......................................................................................................... 10 7.1

7.1.1

CARACTERÍSTICAS ............................................................................................... 10

7.1.2

USOS Y VALOR NUTRICIONAL ............................................................................ 11

7.1.3

CADENA PRODUCTIVA DE LA CEBOLLA .............................................................. 12

7.2

DESHIDRATACIÓN ....................................................................................................... 12

7.2.1

CONCEPTO........................................................................................................... 12

7.2.2

CEBOLLA DESHIDRATADA ................................................................................... 15

7.3 8.

CEBOLLA (ALLIUM CEPA L.)......................................................................................... 10

SISTEMAS DE CONTROL .............................................................................................. 15

MARCO METODOLÓGICO ................................................................................................... 16 8.1

MÉTODOS DE DESHIDRATADO................................................................................... 16

8.1.1

DESHIDRATACIÓN EN HORNO DESHIDRATADOR DE USOS MÚLTIPLES ........... 16

8.1.2

SISTEMA SPRAY O DE ATOMIZACIÓN ................................................................ 17

8.1.3

SISTEMA DE LECHO FLUIDIZADO Y ESPUMADO “FOAN MAT” ......................... 18

8.1.4

SISTEMA DE RODILLOS CALEFACCIONADOS O “ROLLER”.................................. 19

8.1.5

SISTEMA DE CRIODESHIDRATACIÓN O LIOFILIZACIÓN ..................................... 20

8.1.6

SISTEMA DE MICROONDAS ................................................................................ 21

2

8.2

ELECCIÓN DEL MÉTODO ............................................................................................. 22

8.2.1 9.

HORNO SECADOR A RESISTENCIA ELÉCTRICA.................................................... 22

DISEÑO ................................................................................................................................ 23 9.1

CARACTERIZACIÓN DEL SECADO DE LA CEBOLLA ...................................................... 23

9.2

REQUERIMIENTOS TECNICOS ..................................................................................... 23

9.3

DEFINICIÓN DE VARIABLES ......................................................................................... 23

9.4

DISEÑO DEL CONTROLADOR ...................................................................................... 23

9.5

IMPLEMENTACIÓN FÍSICA .......................................................................................... 24

9.5.1 9.6

CIRCUITO DEL SISTEMA .............................................................................................. 27

9.6.1 9.7

CONTROLADOR AUTONICS................................................................................. 26

DETALLES DE CONEXIÓN PARA EL CIRCUITO DEL HORNO ................................ 27

CONTROL DEL VENTILADOR ....................................................................................... 28

9.7.1

SIMULACIÓN ....................................................................................................... 28

9.7.2

IMPLEMENTACIÓN.............................................................................................. 28

9.8

COMPONENTES DEL HORNO ...................................................................................... 29

9.8.1

TERMOPAR .......................................................................................................... 29

9.8.2

RESISTENCIA CALEFACTORA ............................................................................... 30

9.8.3

RELÉ DE ESTADO SÓLIDO .................................................................................... 31

9.8.4

VENTILADOR ....................................................................................................... 32

10.

DIAGRAMA DE BLOQUES DEL SISTEMA ......................................................................... 33

10.1

ACTIVIDADES DEL PROCESO DE DESHIDRATADO DE LA CEBOLLA ............................ 34

10.1.1

RECEPCIÓN .......................................................................................................... 34

10.1.2

LAVADO, SELECCIÓN Y CORTE ............................................................................ 34

10.1.3

SULFITADO .......................................................................................................... 36

10.1.4

ESTIBADO ............................................................................................................ 37

10.1.5

DESHIDRATADO .................................................................................................. 37

10.1.6

POSDESHIDRATADO ........................................................................................... 37

10.1.7

ENVASADO Y EMBALAJE..................................................................................... 38

10.1.8

ALMACENAMIENTO ............................................................................................ 39

11.

PLANO DE PLANTA .......................................................................................................... 40

12.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................................................... 40

13.

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................. 41

14.

ANEXOS ........................................................................................................................... 43

14.1

PROGRAMACIÓN DEL CONTROLADOR ...................................................................... 43

3

14.2

IDENTIFICACIÓN DE LOS PARTICIPANTES .................................................................. 45

4

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 1. TÍTULO: “Diseño de un Sistema Automatizado de Deshidratado de Cebollas en la Provincia de Arequipa, Distrito de Socabaya” 2. PROBLEMA: 2.1 CONTEXTO Y CARACTERIZACIÓN DEL PROBLEMA: Existe un gran problema en la región Arequipa. Arequipa es la mayor zona de producción nacional de cebolla seguida de Junín, Ica y Lima. El 80% de los agricultores de la región Arequipa concentra su mirada en la plantación de este producto, llegando a generar una sobreproducción en el mercado local y nacional1 . En general el sector agrario de la región Arequipa presenta algunos problemas: a) Ausencia de Planificación de Cultivos. Se aprecia un gran desorden e incertidumbre respecto a qué y cuándo sembrar, se presentan riesgos en la etapa de la comercialización. En algunos períodos se genera sobreproducción y en otras escasez. Esto influye en los precios y determina pérdida para los productores, lo que les imposibilita cumplir con sus obligaciones económicas contraídas durante el proceso de producción. b) Inadecuada e Insuficiente organización de productores. Actualmente los productores no se encuentran adecuadamente organizados y las pocas organizaciones que existen son mayormente de carácter gremial, débiles en cuanto a su organización y gestión, y no tienen un enfoque gerencial. Por otra parte las acciones que vienen desarrollando las instituciones del Sector Agrario para la organización de cadenas productivas es insuficiente. c) Insuficiente Capacitación de los Agricultores. La mayor parte de los agricultores tienen un nivel educativo relativamente bajo, más aún no se encuentran capacitados en gestión empresarial, nuevas tecnologías, manejo de nuevos equipos y técnicas de explotación, lo cual los pone en desventaja frente la competencia y dinamismo del mercado, limitando su participación en los mercados (principalmente internacionales) que cada vez son más competitivos. d) Deficiente Sistema de Comercialización. Los productores agrarios generalmente negocian en forma individual, situación que es aprovechada por intermediarios que dominan el mercado, hecho que es agravado por la competencia desleal y por la carencia de un mercado mayorista. e) Deficiente Infraestructura. Casi todos los valles de la región sufren el embate estacional de los ríos por la debilidad de las defensas ribereñas y el estado precario de la infraestructura de riego; estas obras se construyeron sin las previsiones del caso, por lo que duran poco y se encuentran deterioradas. La Las vías secundarias de transporte se encuentran en mal estado por carecer de mantenimiento. 1

http://www.freshplaza.es/article/36958/Sobreproducci%F3n-de-cebolla-arequipe%F1a-satura-mercados

5

f) Dificultades de Financiamiento. Los productores de la región tienen serias dificultades para acceder al crédito. En este momento las únicas alternativas son los préstamos comerciales a plazos rígidos, condiciones inestables, altas tasas y exageradas garantías. Lo anterior se agrava por la incertidumbre de la rentabilidad de los cultivos y crianzas debido a la fuerte fluctuación de los precios. g) Escasez de Recursos Hídricos. Si bien es cierto que la región cuenta con represas y reservorios, hay épocas del año en el que el recurso hídrico se torna insuficiente debido a malas condiciones de los canales de conducción y mal manejo del riego producto del desconocimiento de técnicas adecuadas de riego por parte de los agricultores. h) Ausencia de Incorporación de Nuevas Tecnologías y Cultivos Alternativos. Tanto en la región como a nivel nacional en los últimos años se carece de programas de investigación y extensión agrícola. Existe un abandono de las acciones de capacitación y asistencia técnica para los productores, lo cual ha generado una mínima incorporación de tecnologías modernas. Asimismo, se continúa con los cultivos tradicionales y se han incorporado muy pocos cultivos alternativos.2 2.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA La sobreproducción de cebolla en la región Arequipa es un gran problema sin solución, las autoridades regionales han intentado plantear alguna solución a los agricultores arequipeños pero todavía no ha habido un planteamiento que pueda cambiar la situación actual. 3. OBJETIVOS DEL PROYECTO 3.1 OBJETIVO GENERAL Diseño de un sistema automatizado de deshidratación de cebolla en Arequipa provincia. 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Preservar las propiedades organolépticas de la cebolla a lo largo de todo el proceso.  Verificar la calidad de la materia prima entrante y del producto final.  Cumplir las normas de la DIGESA.  Unir todos los procesos en un sistema integrado de deshidratado que sea eficiente.  Diseñar electrónicamente el deshidratador de acuerdo a la técnica escogida para deshidratar.

4. JUSTIFICACIÓN El proyecto traerá los siguientes beneficios:  Obtener cebolla deshidratada que pueda conservarse por aproximadamente 12 meses. 2

PLAN ESTRATÉGICO SECTORIAL REGIONAL AGRARIO 2009 – 2015, GOBIERNO REGIONAL DE AREQUIPA - GERENCIA REGIONAL DE AGRICULTURA AREQUIPA, pág 12-13

6

 

Uso de grandes cantidades de cebolla fruto de la sobreproducción (9 kg cebolla para 1kg de deshidratado). Abrir el mercado de cebolla deshidratada en Arequipa.

El presente proyecto pretende hacer un aporte a la agroindustria Arequipeña tratando de ser un paradigma para usar las tecnologías electrónicas para resolver problemas sociales y económicos. El proyecto de la planta de deshidratación de cebollas la pueden llevar a cabo los diferentes agricultores que quieran ver su materia prima sobre producida como fuente de ganancias al tener otra forma de presentación interesante e innovadora. Además, es posible que Arequipa se vuelva centro de deshidratados ya que produce muchos tubérculos y verduras que pueden verse desecados fácilmente. El Perú no es consumidor de deshidratados pero también podríamos ser innovadores al proponer abrir un mercado para los restaurantes, empresas y personas comunes que los necesiten. Los deshidratados por su disponibilidad (poseen un tiempo de vida considerablemente mayor que los alimentos frescos) e higiene son una buena opción para preparar infinidad de comidas. 5. UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL PROYECTO El proyecto se encontrará en el distrito de Socabaya, ya que este lugar es el adecuado para una planta al encontrarse alejado de la ciudad y por poseer terrenos de grandes áreas. También tenemos el precedente de tener una empresa de industrias alimentarias dedicada a las alcachofas. 5.1 SITUACIÓN ACTUAL DEL DISTRITO DE SOCABAYA El distrito de Socabaya es uno de los 29 distritos que conforman la provincia de Arequipa en el Departamento de Arequipa, bajo la administración del Gobierno regional de Arequipa, en el sur del Perú.

7

5.2 UBICACIÓN POLÍTICA

Distrito:

SOCABAYA

Provincia:

AREQUIPA

Departamento:

AREQUIPA

Población:

59 671 habitantes (Según XI CENSO Población realizado por el INEI el año 2007)

Área Total:

17 729.16

Altitud:

2,310 m.s.n.m. 16°27´51”

de

latitud

de

Sur

Coordenadas Geográficas

73°31´40” de longitud Oeste

Región Natural

Sierra

Clima

Frío y seco

Ubicación:

El distrito está ubicado al Sur Oeste de la Ciudad de Arequipa

Límites:

1. Por el Norte con el distrito de José Luis Bustamante y Rivero 2. Por el Sur con el Distrito de Cocachacra 3. Por el Este con los distritos de Mollebaya, Characato y Sabandía, 4. Por el Sur-Este con Yarabamba 5. Por el Oeste con el distrito de Jacobo D. Hunter y Uchumayo, 6. Por el Sur-Oeste con el Distrito de La Joya

Recursos Naturales

 

Ganado vacuno, equino, ovino, Productos de panllevar, etc. 8



Principales Económicas

Minerales metálicos y no metálicos.

Act. Agricultura, Ganadería, Comercio, Pequeñas Industrias.

6. INVESTIGACIÓN EXPLORATORIA 6.1 AGROINDUSTRÍA EN AREQUIPA La Región Arequipa tiene en su sector agrario a una de sus más importantes posibilidades de desarrollo económico y social. A pesar de la aridez de su clima y en general, difícil fisiografía, su agricultura tiene aún un enorme potencial por ser explotado, en la medida que pueda alcanzar mercados más amplios y rentables. Con un área agrícola de apenas 120,000 Has (5.8% de su territorio) y alrededor de 50,000 agricultores, la agricultura de Arequipa se caracteriza por el consiguiente minifundio (2.4 Has por propietario) y la alta productividad de sus tierras, dotadas de excelentes condiciones agroclimáticas. El sector ocupaba al 18% de la PEA en 1981, al 14% en 1993, y probablemente a entre el 10 y 12% de la PEA hoy en día, en que la población regional se estima en 1´150,000 habitantes. Región sumamente centralista (cerca del 80% de la población se encuentra en la ciudad de Arequipa), su economía está preponderantemente dedicada a los servicios, mientras que la agricultura aporta el 12% del PBI regional. Sin embargo, hay que destacar que el sector tiene importantes ramificaciones en el resto de la economía, al proveer de materia prima a la agroindustria. La Región Arequipa ofrece óptimas condiciones para la producción de variados productos exportables. Contamos con ventajas comparativas para una serie de frutas y hortalizas, frescas y procesadas. En el caso de los productos frescos tenemos la ventaja geográfica de estar en contraestación con el hemisferio norte, y en los productos procesados, contamos con nuestras altas productividades y amplia disponibilidad de mano de obra. El desarrollo de la agroindustria y la agroexportación van de la mano, y constituyen componentes importantes para el desarrollo regional. Ambos requieren de inversión, y del desarrollo y transmisión de tecnologías, agrícolas e industriales. En el caso de los cultivos nuevos, antes de promover su difusión se tiene que desarrollar los paquetes tecnológicos más adecuados para las condiciones locales.3

3

Agroindustria y Agroexportación: Situación y Oportunidades para Arequipa, Carlos Lozada García, Setiembre 2005 (pág. 6-8)

9

6.2 LA CEBOLLA EN AREQUIPA La principal hortaliza cultivada de Arequipa (ocupa unas 9,000 Has en la actualidad), la cebolla constituyó por varias décadas el sostén económico del sistema agrícola de la campiña arequipeña. Sin embargo, en los últimos veinte años surgieron nuevas zonas de producción, primero en irrigaciones y valles costeros de Arequipa, y después en otros departamentos de la costa peruana. La mayor competencia deprimió los niveles de rentabilidad al punto de quitarle sustentabilidad al sistema agrícola de campiña. Muchos agricultores (minifundistas de menos de 2 Has en promedio) se vieron incapaces de mantener a sus familias con el ingreso agrícola, y tuvieron que complementarlo con actividades urbanas. Los tipos de cebolla tradicionalmente cultivados, son de cebollas rojas, consumidas prácticamente sólo en Perú, Ecuador y Bolivia. No son cebollas bien aceptadas en el resto del mundo, donde predomina la cebolla amarilla, y la cebolla roja tiene otras características. Si bien se han hecho algunas exportaciones de cebolla roja arequipeña a diversos países, estas han sido pequeñas, coyunturales, y en una alta proporción terminaron en fracaso.4 6.3 IMPORTANCIA AGROECONÓMICA La cadena productiva de cebolla al año 2012, generó un valor bruto de la producción de 193.1 millones de nuevos soles, teniendo un crecimiento de 6.6% con respecto al año 2011. El cultivo obtuvo una participación del PBI agropecuario y agrícola de 0.87% y 1.48% respectivamente. La producción total de cebollas fue de 775,422 toneladas a nivel nacional. A enero del año 2013, el valor bruto de la producción registra 0.11 millones de nuevos soles, existiendo una disminución de -38.3% con respecto a enero del año 2012. Es importante señalar que más del 90% de la producción se destina al mercado local debido a la falta de procesos adecuados para satisfacer al consumidor internacional. Los precios de la cebolla son altamente variables debido fundamentalmente por el nivel de producción existente en un determinado periodo del año, que afectan directamente a los pequeños productores. 7. MARCO CONCEPTUAL 7.1 CEBOLLA (ALLIUM CEPA L.) 7.1.1 CARACTERÍSTICAS La cebolla es una planta alilácea de tamaño pequeño y bulbo compacto. Como producto comestible es un buen sazonador a partir del aprovechamiento de su parte verde aérea o del bulbo. Si es para el consumo de la zona verde de la hortaliza se le denomina cebolla de rabo. Cuando la finalidad es el bulbo, se le conoce como cebolla de cabeza. La utilización del bulbo se realiza tanto en su forma fresca como en la modalidad procesada o deshidratada.

4

Ibíd. (pág. 33-35)

10

La cebolla es originaria de Asía Central, como el ajo y la chalota. En la Edad Media se la utilizaba tanto culinariamente como en farmacia. La cebolla pertenece a la familia de las ALiliáceas (ajo y puerro). La cebolla es la parte subterránea en forma de bulbo amarillo, rojo o violáceo de una pequeña planta, la cual tiene sus ramas verdes y redondas, que están huecas por dentro. La cebolla blanca se recolecta a finales de primavera y las de color se recogen a finales de verano. Es una planta de climas templados y no húmedos, necesita terrenos no calcáreos, sueltos, sanos, profundos y ricos en materia orgánica. Nombre Científico: Allium cepa L. Familia: Alliaceae Procedencia: Cultivable Otros nombres: Onions, cebolla. Distribución geográfica: Costa del Perú Presentaciones: Arpillas de 50 lb, en polvo 7.1.2 USOS Y VALOR NUTRICIONAL Las cebollas rojas poseen una piel roja púrpura y una carne blanca con matices rojizos. Generalmente es de tamaño mediano o grande. Es utilizada en varios platos como ingrediente imprescindible por su sabor especial. Contiene antocianidinas como la cianidina y flavonoides. Posee una potente acción contra los reumatismos, ayuda a prevenir la osteoporosis, gracias a su alto contenido de flavonoide, quercetina, antioxidante de la familia del polifenol, cuya actividad es superior a la de las isoflavinas. Características: Forma: globosa, esférica o elipsoidal Tamaño y peso: De un diámetro que oscila entre los 3 -12 cm, pesando entre 100 y 250 gramos cada una. Color: Rojo violáceo, rojo intenso, violáceo. Sabor: En general picante, según la variedad también las hay dulces.

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7.1.3 CADENA PRODUCTIVA DE LA CEBOLLA La cadena productiva de la cebolla viene desarrollada en tres grandes actividades: Siembra, Producción y Agroindustria, que a su vez tienen apoyo de las diversas Instituciones del Estado, así como de Empresas Privadas proveedoras de servicios e insumos y las Asociaciones de Productores. El desarrollo de la cadena la vamos a realizar de acuerdo al proceso y la importancia de las actividades a nivel productivo, comercial y agroindustrial. Ver gráfico Nº 12.5

7.2 DESHIDRATACIÓN 7.2.1 CONCEPTO Básicamente, el deshidratado consiste en retirar por evaporación el agua de la superficie del producto y traspasarla al aire circundante. Al deshidratar se producen dos fenómenos: 1. Transmisión del calor del medio gaseoso externo al medio interno del sólido poroso. 2. Transferencia de la humedad interna del sólido al medio externo. En el sólido, el calor tiene que pasar primero a su superficie y de allí a su interior. La masa húmeda se transfiere desde el interior del sólido hacia su superficie como líquido y/o vapor, y como vapor desde su superficie al medio externo. 7.2.1.1 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA La deshidratación trata de la aplicación de calor para evaporar agua y de la forma de extraer el vapor después de su separación de los tejidos vegetales. La 5

Cebolla: Principales Aspectos de la Cadena Agroproductiva, Dirección General de Competitividad Agraria

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aplicación de calor implica suministro de energía. Una corriente de aire es el medio más común para transferir calor al tejido que se deshidrata. Los dos aspectos más importantes de la transferencia de masa son: · La transferencia del agua desde el interior hasta la superficie del material. · La extracción del vapor de agua desde la superficie del material. Con el objeto de asegurar una calidad óptima a un bajo costo la deshidratación debe ser relativamente rápida. Cuatro aspectos afectan la velocidad y el tiempo total de deshidratado. · Las características del producto, en particular el tamaño de sus partículas y su geometría. · El arreglo geométrico de los productos con relación al medio calórico de transferencia. · Las características físicas del medio que deshidrata. · Las características del equipo deshidratador. 7.2.1.2 SUPERFICIE En general, para ser deshidratadas las frutas y hortalizas son cortadas en pequeños trozos que son esparcidos sobre las bandejas en delgadas capas. Ello permite aumentar la transferencia de calor y masa. · Grandes superficies de secado proveen mayor contacto con el medio calórico (el aire caliente) y mayor área de escape de la humedad. · Pequeñas partículas o delgadas capas reducen la distancia entre el calor externo y el núcleo del material. Igualmente, reducen la distancia de escape de la humedad del núcleo hacia la superficie. 7.2.1.3 TEMPERATURA Mientras mayor sea el diferencial de temperatura entre el medio calórico y el producto, mayor será la intensidad de transferencia del calor al producto, permitiendo una mayor energía para extraer la humedad. Cuando el medio calórico es el aire, la temperatura juega un rol secundario importante. Mientras el agua se extrae del producto como vapor, éste debe ser transportado afuera. De lo contrario, la masa de aire se saturará de humedad, retardando la extracción de mayor caudal de agua. Mientras más caliente sea el aire, mayor será la humedad que podrá portar antes de saturarse. De ahí que una mayor temperatura del aire alrededor del producto pueda extraer más humedad que un aire más frío. El factor de arrastre es la capacidad del aire para retirar humedad y fluctúa entre un 30% y 50% de la cantidad teórica. También un mayor volumen de aire será capaz de extraer mayor vapor que uno menor. 7.2.1.4 VELOCIDAD DEL AIRE No sólo el aire caliente es capaz de extraer más humedad que el aire frío, sino que el aire en movimiento será más efectivo. Una mayor velocidad del aire extraerá con una mayor intensidad la humedad que se desplaza hacia la superficie del producto desde su núcleo e impide que la masa de aire llegue a saturarse. Ésta es la razón que explica que la ropa seque más rápidamente en días ventosos. 13

7.2.1.5 SEQUEDAD DEL AIRE Cuando el aire es el medio empleado para secar el producto, su mayor sequedad será importante en la rapidez del deshidratado. El aire seco tiene mayor capacidad para absorber y retener la humedad. El aire húmedo está más cercano a su saturación, por lo que puede absorber y retener menor humedad adicional que si estuviera seco. También el aire seco determinará el nivel de humedad del producto al cual se podrá deshidratar. 7.2.1.6 TIEMPO Y TEMPERATURA Puesto que todos los métodos más importantes para deshidratar alimento se basan en el calor y que los constituyentes del alimento son sensibles al calor, se debe llegar a un compromiso entre la intensidad máxima de deshidratación y el mantenimiento de la calidad del alimento. Tal como en el caso del uso de calor para el proceso de pasteurización y esterilización, el proceso de deshidratación podrá emplear relativamente altas temperaturas por poco tiempo para que el daño al alimento sea menor que menores temperaturas por tiempos más prolongados. De este modo, el alimento deshidratado en deshidratadores retendrá una mejor calidad que el mismo producto secado al sol. Temperaturas bajas de deshidratado y tiempos de deshidratado menores son especialmente importantes en el caso de alimentos sensibles al calor. Temperaturas elevadas producen encostramiento en productos ricos en almidones. Este fenómeno se produce cuando el agua que hay dentro del alimento no puede salir debido a la velocidad con que se ha secado la superficie. Así, el proceso puede verse interrumpido si la superficie del alimento se seca por completo, creando una costra que evita que la humedad que estaba emergiendo continúe su curso. En otros casos, aumentar la temperatura para intensificar el proceso de deshidratado destruye las vitaminas, lo que origina la pérdida de color y sabor. La decoloración suele ocurrir tanto durante las fases preliminares como en las del deshidratado propiamente dicho. Así, se produce el pardeamiento causado por reacciones químicas y bioquímicas o por sobrecalentamiento. Por otra parte, temperaturas un poco mayores que las del ambiente, junto a un alto grado de humedad dentro del túnel de secado, favorecen el desarrollo de hongos, levaduras y bacterias. La temperatura para deshidratar alimentos es de 50° a 60°C. Mayor calor cocina el alimento, y si es aún mayor, cocina su exterior impidiendo que la humedad interna escape. CUADRO VII.1.A. TEMPERATURAS MÁXIMAS RECOMENDADAS PRODUCTO - TEMPERATURA RECOMENDADA …………………………………………….. Hierbas ............ mayor que 35° C ……………………………………………………………………….. Vegetales ......... mayor que 52° C ……………………………………………………………………… Frutas .............. mayor que 57° C ……………………………………………………………………… Cuero de fruta ... mayor que 60° C ……………………………………………………………………… Charqui ............ mayor que 62° C ……………………………………………………………………….. El tiempo de deshidratado depende del producto, su grosor, humedad relativa, 14

calor, temperatura ambiente, etc. En general es mejor sobre-deshidratar que sub-deshidratar, aunque mucha pérdida de humedad significa una reducción de peso mayor y una disminución del rendimiento, lo que redunda en una pérdida de valor y en un menor precio. 7.2.2 CEBOLLA DESHIDRATADA Son más apropiadas las variedades más punzantes, rosadas y blancas. Procesado: cortar extremos, pelar, lavar completamente, rebanar transversalmente a 3 mm.  No blanquear ni usar preservantes.  Embandejar en forma pareja.  Deshidratar hasta que relación MPN/PF = 9/1 (Contenido humedad = 5%)  Enfriar 0,5-1 hora a temperatura ambiente, empaquetar, etiquetar, almacenar.  El deshidratador debe estar reservado para cebollas, pues sus olores y sabores pueden contaminar otros productos.  Tiempo de almacenamiento = 12 meses. Cebolla picada deshidratada Especificaciones técnicas de la cebolla deshidratada picado grande: Tipo: Picado grande. Producido con cebolla fresca, madura, primera calidad, lavada y pelada, con aroma y sabor fuerte, cortada y deshidratada, libre de peste, elementos extraños o cualquier clase de agregados. Organoléptico:  Apariencia: color cremoso claro, ocasionalmente ambarino y verde o pedacitos de raíz.  Aroma: característico.  Sabor: característico. Rehidratación: Una porción con peso de 10 gramos se sumerge en 500 ml de agua fría y se hace hervir por 5 minutos. Debe conservar el aroma, color y sabor característicos de la cebolla natural, sin ningún sabor extraño posterior.6 7.3 SISTEMAS DE CONTROL Un sistema de control es un arreglo de componentes físicos diseñados, de tal manera que se pueda manipular, dirigir o regular a sí mismo o a otro sistema, a través de una acción de control. La acción de control debe controlar al sistema; y para controlar se requiere medir el valor de la variable que se está midiendo del sistema y aplicar la variable manipulada al sistema para corregir o limitar una desviación del valor medio a partir de un valor deseado. Los sistemas son típicamente de dos tipos:  Lazo abierto. Es aquel en el cual no se mide la salida ni se realimenta para compararla con la entrada. 6

Manual de deshidratación, Patricio Valdés Marín

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

Lazo cerrado o control realimentado. El control realimentado se refiere a una operación que, en presencia de perturbaciones, tiende a reducir la diferencia (error) entre la salida de un sistema y alguna entrada de referencia (R) (Figura 2.12) y lo continúa haciendo con base en esta diferencia.

Utilizar un control realimentado en ocasiones no es suficiente para reducir el error, para ello se requiere un controlador, éste detecta la señal de error, que por lo general, está en un nivel de potencia muy bajo, y lo amplifica a un nivel lo suficientemente alto, para disminuir el error (Figura 2.13) .

Los controladores industriales se clasifican de acuerdo con sus acciones de control, como: · De dos posiciones o de encendido apagado (on/off) · Proporcionales · Integrales · Proporcionales-integrales (PI) · Proporcionales-derivativos (PD) ·Proporcionales-integrales-derivativos (PID) 8. MARCO METODOLÓGICO 8.1 MÉTODOS DE DESHIDRATADO 8.1.1 DESHIDRATACIÓN EN HORNO DESHIDRATADOR DE USOS MÚLTIPLES Este tipo de horno deshidratador consta de 3 etapas de secado, con un sistema de calefacción que consiste en la circulación de aire caliente ascendente permitiendo así, desecar frutas y verduras en forma semicontinua con una gran capacidad de producción. Este está formado por un túnel que puede tener hasta unos 24 metros de longitud con una sección transversal rectangular o cuadrada de 2 x 2 metros. 16

El producto húmedo se extiende en capas uniformes sobre bandejas, estas se apilan en carretillas o vagonetas dejando espacios libres para que pase el aire de desecación. Estas carretillas se introducen de una en una a intervalos adecuados, en el túnel de desecación. A medida que se introduce una carretilla por el lado húmedo, por el extremo seco se retira el producto en otra carretilla. El aire se mueve mediante ventiladores que lo hacen pasar por calentadores y, luego, fluye horizontalmente entre las bandejas, aunque produce cierto reflujo entre estas. Normalmente, se emplean velocidades de aire del orden de 2,5 a 6 m/s.7 8.1.2 SISTEMA SPRAY O DE ATOMIZACIÓN

La deshidratación por atomización o sistema 'esprea' (en español) o 'spray' (en inglés) tiene como fundamento secar en un horno cilíndrico cónico con aire caliente, gotas de tamaño pequeño que son generadas por un rotor de altas revoluciones o una tobera de proyección con aire comprimido. Gases de combustión controlada o aire calentado en forma indirecta ingresan al equipo generando temperaturas del orden de 100 a 250°C en la parte superior del horno y del orden de 80-90°C en la salida hacia el separador de aire húmedo y polvo del producto desecado. Con el rotor girando entre 15000 a 25000 rpm o toberas de inyección, se pulveriza el fluido a desecar en forma de finas gotas de diámetro menor a 0,2 mm que navegan por el aire caliente con fuerte gradiente térmico que produce una deshidratación prácticamente instantánea.

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ESTUDIO DE PROCESOS DE DESHIDRATACION INDUSTRIAL DE AJO CON LA FINALIDAD DE PRESERVAR ALICINA COMO PRINCIPIO BIOACTIVO, Maria Florencia Greco (pág. 29)

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La turbulencia, flujo de caudal de aire y gravedad, trasladan el polvo junto con el aire húmedo hasta un separador ciclónico que permite la colección del producto final con una humedad menor a valores de 2,0%. Este valor residual de agua, equivale a una actividad de agua próxima de 0,10, valor con el cual la única reacción de deterioro significativa es la oxidación de lípidos por lo que cuando el producto tenga alta concentración de grasa es necesario el envasado bajo atmósfera inerte o de baja tensión de oxígeno. La imagen muestra una fotografía de las esferas de polvo deshidratadas por sistema de atomización y que han sido sometidas a un proceso de

instantaneizado que las reúne en forma de racimos a través de los cuales cuando el polvo toca la superficie del agua de dispersión o disolución, ésta va desplazando el aire, la superficie de la esfera se va mojando y hundiendo por peso y en consecuencia no hay formación de grumos por aire entrampado. Si parte del polvo se recicla en el equipo y sirve de núcleos de agregación de nuevas esferas en proceso de secado, se obtiene finalmente los llamados "granulados" utilizados en productos denominados "diet", "suaves", etc. La alta velocidad de secado, en el orden de 1 a 20 segundos, brinda productos de calidad manteniendo bien las propiedades nutricionales y sensoriales. Es utilizado para el secado a polvo de leche, té, cacao, café, jugos y pulpas vegetales, concentrados protéicos y extractos de levadura. 8.1.3 SISTEMA DE LECHO FLUIDIZADO Y ESPUMADO “FOAN MAT” El sistema de deshidratación por lecho fluidificado se mejora para fluidos cuando previamente se genera una espuma y luego ésta se seca en corriente de aire caliente con temperaturas que pueden fijarse entre 50° a 65°C. Las cremas o pulpas vegetales (frutas u hortalizas) previamente homogeneizadas, son adicionadas de agentes espumígenos alimentarios como por ej. ovoalbúmina o monoestearato de glicerilo en dosis que no superan los 50 g/Kg (