Se realizaron experimentos de secado de rebanadas cilíndricas de plátano con temperatura y humead relativa controladas.

1. Secado del plátano
Universidad de Sonora
Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia
Mondragón Beltrán José Luis
Operaciones Unitarias 2
8vo Semestre
Marco Antonio Núñez Esquer
9 de Mayo del 2019 1

2. “Velocidad de secado en medio de enfriamiento:
Estudio del secado del plátano”
Autores: M. E. Katekawa y M. A. Silva *
Escuela de Ingeniería Química, Universidad Estatal de Campinas.
Revista Brasileña de Ingeniería Química
Vol. 24, No. 04, pp. 561 - 569, Octubre - Diciembre, 2007
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3. Índice
• Introducción----------------------------------------(4)
• Experimento----------------------------------------(8)
• Resultados y discusiones------------------------(14)
• Conclusiones---------------------------------------(22)
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4. Introducción
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5. Introducción
Durante el secado, los materiales sufren deformaciones
volumétricas (Reducciones de tamaño). Si la reducción
durante el secado fuera ideal, la reducción del volumen sería
equivalente al volumen del agua líquida eliminada.
Sin embargo, existe evidencia experimental de que el grado
de la contracción durante el secado está fuertemente
relacionada con las condiciones de secado. Estas relaciones se
expresan en dos teorías.
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6. Introducción
• La primer teoría contempla el
efecto de la temperatura del
material durante el secado.
• La segunda se enfoca en la formación de
una corteza que puede formarse durante
el secado debido a la formación de
gradientes de alto contenido de
humedad dentro del material seco. La
superficie seca alcanza el estado vítreo
primero, mientras que el interior del
material aún está húmedo y gomoso.
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7. Introducción
El secado consta de dos periodos:
1. Cuando la superficie del material está saturada y la
velocidad de secado es constante. Cuando la velocidad de
secado es constante esta está condicionada por dos
restricciones: la presión superficial es igual a la presión de
saturación y el área de transferencia es constante.
2. Cuando la difusión interna es importante y la velocidad de
secado disminuye.
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8. Experimento
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9. Experimento
Las frutas de platano se adquirieron el día anterior
a los experimentos y se mantuvieron enfriadas a
10ºC.
Para estandarizar las muestras utilizadas se
compraron plátanos con cero maduración. Estos
fueron lavados, pelados y cortados manualmente
en rodajas con 4 mm de espesor y 20 mm de
diámetro.
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10. Los experimentos de secado se realizaron en el equipo de absorción dinámica de vapor
(DVS).
Este equipo promueve el flujo de gas alrededor de la muestra, con temperatura,
humedad relativa y velocidad controladas.
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11. • La velocidad del gas fue la misma en todos los
experimentos, con un valor promedio de 0.119 m / s.
• El gas seco utilizado fue nitrógeno, con 99.9995% de pureza.
• Se utilizo el mismo valor de humedad absoluta del aire en
las tres temperaturas.
• Para cada experimento, se utilizó una muestra.
• El proceso se llevó a cabo hasta el equilibrio termodinámico.
Tabla 1. Condiciones de secado utilizadas en experimentos.
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Experimento

12. Experimento
Los valores iniciales de volumen y densidad se determinaron a partir de muestras de
control de la misma fruta que la muestra seca. Los valores finales se determinaron con
la muestra seca.
El área de transferencia de la muestra se determinó a partir de los datos
experimentales de la disminución con respecto al tiempo del volumen, el diámetro y el
espesor de la muestra durante el secado.
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13. Después de los experimentos de secado en
DVS y la determinación del volumen final, las
muestras se secaron en un horno de vacío, a
70ºC durante al menos 24 horas, hasta
alcanzar una masa constante, para la
determinación de la masa de sólidos secos.
Experimento
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14. Resultados y discusiones
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15. Resultados y discusiones
Para el cálculo de los flujos de secado, los datos presentados en la Figura 2 se ajustaron
mediante una línea recta, presentada en la Ecuación 1. Los resultados del ajuste del
modelo se presentan en la Tabla 2.
Tabla 2. Resultados de ajuste
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16. Resultados y discusiones
Figura 2. Variación del área superficial de intercambio
en función del contenido de humedad.
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En el rango de contenidos de humedad bajos,
donde los datos de todos los experimentos
se superponen, la variación del área de
transferencia no fue influenciada
significativamente por la temperatura de
secado.

17. Resultados y discusiones
Los resultados experimentales del secado a 40ºC se presentan en la Figura 3.
Figura 3. Curvas de secado (40ºC) - datos experimentales.
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18. Resultados y discusiones
Los valores de flux de secado,
calculados por la relación entre los
valores de flujo de secado de la Figura
4 y el área reducida de la muestra, en
función del contenido de humedad, se
presentan en la Figura 5.
Figura 5. Flujos por área de intercambio calculados a partir de
la ec. 1 (40ºC) 18

19. Resultados y discusiones
La siguiente figura presenta la gráfica del
contenido final de humedad de la muestra en
función de los valores de humedad relativa y
temperatura utilizados en los experimentos.
Figura 6. Contenido de humedad
final (en equilibrio) en función de la
humedad relativa y la temperatura. 19

20. Resultados y discusiones
La Figura 7 presenta el volumen reducido final de la muestra en función de los valores
de humedad relativa y temperatura utilizados en los experimentos de secado.
Figura 7. Volumen final reducido en función de la humedad relativa y la
temperatura.
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21. Resultados y discusiones
Las muestras secadas por encima de la
temperatura de 40ºC se vuelven maleables con
bajos contenidos de humedad y se contraen sin
restricciones. Las muestras secadas por debajo
de esta temperatura se vuelven rígidas a medida
que el contenido de humedad se aproxima a
cero y, por lo tanto, se restringe su volumen.

22. Conclusiones
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23. Conclusiones
• La existencia de un período de flujo de secado constante se observó solo cuando se
tiene en cuenta la variación del área de intercambio, lo que es una evidencia de que
la contracción es bidimensional para las muestras utilizadas.
• La humedad relativa, aunque determinante en los valores de la velocidad de secado,
no presentó una influencia significativa en la reducción del volumen de la muestra
seca. Por otro lado, la influencia de la temperatura de secado fue pronunciada y fue
explicada por la teoría de la transición vítrea.
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24. Conclusiones
• Aparte de los contenidos de humedad más bajos y los tiempos de proceso más
rápidos, el secado a temperaturas superiores a la temperatura de transición vítrea
lleva a volúmenes de muestra más bajos.
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25. Gracias por su atención.
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