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31/07/13

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C uantificación de

Actividad de Agua

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C APITULO 7. SEC ADO

La deshidratación o secado es un sistema de preservación que además de proporcionar un ambiente difícil para el crecimiento microbiano, reduce el costo de transporte y almacenamiento por la disminución del peso y volumen de los productos. El fenómeno es complejo pues involucra procesos combinados de transferencia de calor, masa y momentum. El mecanismo particular que controla el secado de determinado producto depende tanto de su estructura como de parámetros de secado tales como contenido de humedad, dimensiones del producto, temperatura del medio de secado, ratas de transferencia de calor y contenido de humedad en equilibrio. Esta última la define las características de sorción de humedad del material . Tanto estas como las propiedades termofísicas se pueden obtener a partir de experimentos de laboratorio o por modelos predictivos como se trató en el capítulo 3.

LECCION 7.1 CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN ALIMENTO.

Puede expresarse con base en el producto húmedo: masa de agua / masa de producto húmedo, o con base en el producto seco: masa de agua / masa de sólidos secos . La última forma es la más usada en los cálculos de secado. Ejemplo 7.1

LECCION 7.2 PSICOMETRIA. En la mayoría de los equipos de secado el producto a secar está en contacto con una mezcla de aire - vapor de agua (aire con algún grado de humedad). Si un alimento sólido húmedo se pone en contacto con aire de temperatura y humedad constantes, como sucede cuando se usa aire en exceso, después de un tiempo suficiente el sólido alcanzará una humedad de equilibrio que dependen de la humedad y temperatura del aire con el que estuvo en contacto.

Humedad de aire La humedad W de una mezcla aire - vapor de agua se define como los Kg. de agua que hay en un Kg de aire seco. Si p es la presión total del aire (101325 Pa o una atmósfera , mientras no se diga lo contrario) y P A la presión de vapor del agua contenida en el aire, se llega a:

La presión de vapor de agua máxima posible en equilibrio a una temperatura dada (leída, p. Ej. En las tablas de vapor de agua) se llama presión de saturación y produce la máxima humedad a ésa temperatura, llamada humedad de saturación.

Porcentaje de humedad (%) Se define como:

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Porcentaje de humedad relativa (%)

La relación entre estas últimas dos maneras de describir la humedad del aire es:

Temperatura de bulbo seco (ºC) La temperatura de la mezcla aire - vapor de agua que se lee en un termómetro se denomina de bulbo seco. Mientras no se diga otra cosa, cuando se habla de temperatura del aire se hace referencia a la temperatura de bulbo seco. Punto de rocío (ºC) La temperatura rocío es aquella en la que el aire de cierta humedad comienza a condensar agua cuando se enfría a presión constante. En la carta psicrométrica se encuentra trazando una línea recta desde un punto que ubique el aire dado hasta que se alcance la línea de saturación; la temperatura de bulbo seco de este último punto es la de punto de rocío. Temperatura de bulbo húmedo (T W) C uando se hace circular aire de temperatura (de bulbo seco) T y humedad H sobre una superficie de agua, ésta última alcanza una temperatura de equilibrio llamada de bulbo húmedo. En este caso se supone que todo el calor de vaporización del agua lo proporciona el aire; sin embargo, ni este hecho, ni la masa de agua que se evapora cambian las propiedades del aire que circula. Calor húmedo (CS) Es la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de 1 Kg de aire seco mas el agua que le acompaña en 1 K.

El valor del calor específico del agua puede tomarse de la tabla 3.10. Un valor aproximado suficiente para cálculos de ingeniería es:

Entalpía de una mezcla aire - vapor de agua (H en KJ/Kg aire seco) Si se selecciona una temperatura base (generalmente es 0ºC ), la entalpía de la mezcla a cierta temperatura es igual a la suma de los calores sensibles para llevar un Kg de aire seco y al vapor de agua que le acompaña hasta tal temperatura, más el calor latente de vaporización del agua a la temperatura de referencia.

To es la temperatura de referencia y lo el calor latente del agua a To. Si To es 0ºC , lo es 2501.4KJ/Kg. Carta psicrométrica

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En la figura 7.1 aparecen esquematizadas las líneas más importantes del diagrama que permiten la lectura de las propiedades antes mencionadas de las mezclas aire - vapor de agua para la realización de cálculos que las involucren. Existen otras formas gráficas de presentación de cartas psicrométricas. También se pueden utilizar programas de computador en donde con algunos valores de entrada se obtienen los parámetros que caracterizan el aire utilizado en el secado.

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