Técnicas de Secado y Concentración en la Industria Alimentaria

SECADEROS PARA SÓLIDOS

SECADEROS PARA SÓLIDOS

¿Qué es la fluidización de un alimento?
El movimiento para poner en suspensión las partículas en una corriente de aire.
2. En los secaderos de lecho fluidizado el aire se utiliza únicamente como gas fluidizante.
Falso, porque actúa como agente de secado, el aire se calienta y aporta el calor necesario para secar al alimento, con el calor latente de la vaporización del agua.
3. La velocidad del aire en este tipo de secaderos es siempre de 0,05 m/s.
Falso, porque depende de la densidad del alimento y la estructura del secadero.
4. La velocidad mínima de fluidización (Vmf) es la velocidad de trabajo del secadero, a esta velocidad se produce un lecho burbujeante que coexiste con cierto transporte neumático de las partículas.Falso, a esta velocidad mínima para suspender las pequeñas y que se forme el lecho.
5. ¿Qué es un ciclón de limpia? ¿Cuál es el fundamento de su funcionamiento? ¿Se instala en todos los secaderos convectivos?
El ciclón de limpia sirve para separar por centrifugación, con un efecto torbellino, las posibles partículas, polvo, que se hayan quedado en el aire durante la fase dispersa. Se suelen instalar en los secaderos de lecho fluidizante.
6. En un ensayo experimental con secadero de lecho fluidizado: b) Es necesario realizarlo para cada alimento y sistema de secado, se determina experimentalmente y me permite conocer Vmf, ya que coincide con el punto de inflexión de la gráfica.

7. Cita tres características de un alimento que lo haga idóneo para su secado en lecho fluidizado.
Partículas pequeñas, con resistencia mecánica suficiente y preferibles en forma esféricas. No naturaleza pegajosa después del secado. Homogéneas.
8. El lecho fluidizado vibratorio me permite trabajar a mayores Vmf esto mejora la eficiencia del proceso de secado en alimentos de alta resistencia mecánica.

Falso, permite trabajar a menores velocidad.

9. ¿Cómo puedo identificar un secadero solar activo indirecto?
Tiene ventilador, es una cámara opaca y tiene un conector para calentar el aire.
10. Cita una ventaja y dos inconvenientes del secado convectivo de alimentos por secaderos solares. Ventaja: No es necesaria una corriente eléctrica. Inconvenientes: Caudales de aire lentos y es un proceso lento. Dependencia de las condiciones climáticas.

SECADEROS PARA LÍQUIDOS

SECADEROS PARA LÍQUIDOS
1. El secado de un producto líquido concentrado, como por ejemplo leche concentrada se puede realizar por: C. Utilizando tanto secaderos conductivos (secadores de tambor) como secaderos convectivos (secado por atomización).
2. En un secadero conductivo de tambor ¿Cuántos fluidos aparecen el proceso de secado? ¿Qué parámetros deberíamos de tener en cuenta para calcular la resistencia a la transferencia de calor de estos fluidos? Aparecen tres fluidos (el alimento, se encuentra en estado líquido, el vapor del alimento y vapor de agua). Los coeficientes de convección y conductividad térmica.
3. ¿Para qué se utiliza el vapor de calefacción en un secadero de tambor? ¿A qué temperaturas se encuentra este vapor durante el proceso?
Para calentar la superficie del tambor, cediendo su calor latente de evaporación a la superficie del tambor así transfiriéndose al alimento, secando el agua (líquido) del alimento, y se encuentra a la temperatura de ebullición del alimento, temperaturas altas, 120ºC o más.
4. ¿Qué son los rodillos lamedores?
Son rodillos que dosifican/regulan la capa del alimento sobre la superficie del cilindro del secadero.

5. Cita 3 parámetros que puedo controlar en un secadero de tambor para mejorar el coeficiente global de transferencia de calor. Temperatura del vapor de calefacción, velocidad o rotaciones del tambor, el espesor del tambor (material constructivo, lo más fino posible y que permita su estabilidad) y espesor del alimento, y el vapor del alimento debe evacuarse de una manera rápida.
6. ¿Cómo podrías diferenciar un secado por atomización de un secadero de lecho fluidizado? En lecho fluidizado, el alimento SÓLIDO, por lo que no hay bomba, esta abajo y el aire no se inyecta desde arriba y es discontinuo, tampoco tiene el mecanismo para formar las gotas, un atomizador.
7. En un secado por atomización donde el aire se inyecta a una temperatura de 160ºC y el alimento atomizado se encuentra a una temperatura de 17 ºC ¿Qué temperatura aproximada alcanzará el alimento en el periodo de velocidad de secado constante? ¿Y en el periodo de velocidad de secado decreciente? En el periodo de velocidad de secado constante, lo máximo que alcanzaría sería la del Temperatura del bulbo húmedo. En el periodo de velocidad de secado decreciente, el alimento alcanza hasta una temperatura parecida a la temperatura del aire seco.
8. Cita 2 de los accesorios indispensables y su función que debe de tener un secadero por atomización o secadero spray. Necesita un ciclón de limpia o filtro, un atomizador, sistema para inyectar el aire, cámara de secado.

LIOFILIZACIÓN

LIOFILIZACIÓN

1. Cita 3 ventajas y 3 inconvenientes de utilizar la liofilización para un proceso de secado de frutas delicadas como las frambuesas. La frambuesa es una fruta delicada, se conserva el volumen, los pigmentos, y las características organolépticas. Es un mayor coste financieros, energético y de tiempo.
2. El primer paso de la liofilización es la etapa de congelación del alimento. ¿Por qué nos interesa aplicar una Ultracongelación en comparación con una congelación convencional a -18ºC? Para que no se deshidraten las células del alimento y así no pierda su estructura.
3.- En relación al contenido de solutos de un alimento en comparación con el agua pura.
c)Se produce un ascenso ebulloscópico y un descenso crioscópico
4. ¿Por qué las bandejas de un liofilizador están calientes? Para el proceso de la convección, debido al calor latente que proporciona al alimento, proporciona energía.
5. ¿Qué tratamiento le darías a unas manzanas para reducir el tiempo de liofilización? ¿y a un café? Reducir el espesor del alimento y concentrarlo
6. El fenómeno de colapso implica una deshidratación más fácil del alimento debido a que el agua pasa de estado líquido a vapor. Falsa; el colapso en alimentos no siempre implica deshidratación por la transición de agua a vapor. Estos fenómenos están relacionados con cambios estructurales y no siempre son directamente vinculados.

7. Cita al menos tres componentes que debe de tener un liofilizador industrial.
Cámara de vacío, condensador, bandejas, cámara de secado, sistema de aporte de calor.
8. Cita dos tratamientos que harías sobre el producto para reducir el tiempo de liofilización. Reducir el espesor del alimento y concentrarlo

OSMOSIS

OSMOSIS
1. En el secado osmótico la solución hipertónica tiene mayor actividad de agua que el alimento, esto permite el paso de solutos al alimento. Falso, baja actividad de agua.
2. Cita los 3 mecanismos de transferencia de masa que se dan en el secado osmótico. Cesión de agua de alimento a la solución, cesión de solutos del alimento a la solución y cesión de solutos de la solución al alimento.
3. ¿Qué solutos se utilizan para preparar una solución osmótica? Azúcar o sal.

4. La cesión de agua por parte del alimento a la solución osmótica provoca una reducción de su concentración ¿Cómo suele solucionarse este problema? Al poner un evaporador, para mantener la evaporación o añadir una forma continua de soluto.
5. ¿Por qué se considera la deshidratación osmótica un proceso más eficiente energéticamente que el resto de procesos de secado? No hay cambio de estado, por lo que energéticamente es muy eficiente y no se necesita aplicar calor.
6. ¿Qué soluto elegirías para preparar una disolución hipertónica para secar limones? ¿usarías el mismo para secar zanahorias? ¿Por qué? Para los limones, azúcar o sal (aunque no es útil). Y en zanahoria, sal. Porque se modifica el producto final.
7. ¿Puedo deshidratar totalmente alimentos por esta operación? No, el 50% es necesario complementar con otro tipo de secado.
8. Pon un ejemplo de otra sustancia que añadirías a la solución hipertónica para reducir la proliferación de microorganismos en el producto final ¿Para qué alimento? Un ácido para que actúe como conservante, baja el pH y reduce el crecimiento de microorganismos. Ácido cítrico en cualquier fruta.
9. ¿Podrías combinar esta técnica con un posterior secado conductivo? ¿Por qué? No se podría combinar, ya que se usan para líquidos.
10. ¿Con qué tipos de secaderos combinarías el secado osmótico? Con secaderos convectivos.

EVAPORACIÓN

EVAPORACIÓN

1. En un evaporador de triple efecto:
d) El vapor secundario del primer efecto se utiliza como vapor primario en el segundo efecto. Es necesario disminuir la presión en cada efecto para que de esta manera disminuya también la temperatura de ebullición del alimento
2. En un evaporador la temperatura de los condensados siempre coincide con la temperatura de vapor secundario y con la temperatura del alimento concentrado. Falso, en un evaporador, la temperatura de los condensados no siempre coincide con la temperatura de vapor secundario y del alimento concentrado, ya que la temperatura de condensación suele ser más baja que estas temperaturas.
3. Lo más económico es que el vapor primario solo ceda su calor latente y por tanto, la temperatura de salida de los condensados será muy similar a la del vapor suministrado. Falso, en un proceso ideal, donde el vapor primario solo cede su calor latente, la temperatura de salida de los condensados debería ser igual a la del vapor suministrado. Sin embargo, en situaciones prácticas, es posible que la temperatura de los condensados sea más baja debido a pérdidas de calor sensible.
4. La fuerza responsable de la transferencia calorífica en un evaporador es la diferencia de temperaturas entre el vapor primario y la temperatura de entrada del alimento. Verdadero
5. Conforme avanza la evaporación: c) Aumenta la viscosidad del alimento, la concentración en solutos, la temperatura de ebullición y disminuye la velocidad de transferencia de calor.
6. ¿Qué es un separador? ¿Es necesario este elemento en todos los evaporadores? Explica el funcionamiento de un separador de ciclón. Un separador en una zona del evaporador donde se separa el líquido concentrado del vapor, es indispensable. Y un ciclón es un aparato donde por la fuerza centrífuga que separa las gotas en densidades.
7. Los colectores de condensado y purgadores son: b) Evitan que se acumule agua en los intercambiadores y de esta forma se transfiera calor sensible. c) Son dispositivos que permiten controlar la salida de los condensados de vapor primario y de los gases inertes
8. ¿Qué es la calandria de un evaporador? ¿En qué tipo de evaporadores podemos encontrar este elemento? Es el conjunto de tubos más el cuerpo de vapor en el tubo.

9. Los evaporadores de película ascendente son de circulación forzada o de circulación natural?
Circulación Natural.
10. ¿Cómo puedo diferenciar un evaporador de placas de un intercambiador de calor de placas? EN el evaporador hay un separador.
11. Los evaporadores de flujo expandido presentan un sistema mecánico que permite distribuir el líquido a evaporar en una fina película. Falso

CRISTALIZACIÓN

CRISTALIZACIÓN

1. ¿Cuáles son las finalidades del proceso de cristalización en la industria alimentaria? La cristalización en la industria alimentaria se realiza para purificar sustancias, obtener productos con características específicas (como textura o tamaño de cristales), y mejorar la calidad y estabilidad de ciertos alimentos.

2. Se dispone de una dilución de sacarosa, ¿Qué harías para provocar la cristalización? Para inducir la cristalización en una dilución de sacarosa, se podría enfriar la solución o introducir un pequeño cristal de sacarosa (semilla) para iniciar el proceso.

3. ¿Cuál es la diferencia entre una nucleación homogénea y una heterogénea? La nucleación homogénea ocurre en una solución uniforme, mientras que la nucleación heterogénea inicia en la presencia de impurezas, superficies u otros sólidos que actúan como centros de inicio.

4. ¿Qué es la zona metaestable? ¿Se puede producir la cristalización cuando me encuentro en esta zona? La zona metaestable es un rango de condiciones donde la solución está cerca de la saturación pero aún no ha cristalizado. La cristalización puede ocurrir en esta zona si se introduce un estímulo adecuado, como una semilla de cristal.

5. ¿Puede el polimorfismo afectar al punto de fusión de un cristal de triglicéridos? Sí, el polimorfismo puede afectar el punto de fusión de los triglicéridos al influir en la estructura cristalina, lo que a su vez afecta las propiedades físicas del material.

6. Pon un ejemplo de concentración por cristalización, ¿es la fase líquida o la sólida el producto deseado? Un ejemplo es la producción de sal de mesa. En este caso, la fase sólida (cristales de sal) es el producto deseado, mientras que la fase líquida se elimina durante el proceso.

7. ¿Qué tipo de evaporadores se utilizan en la elaboración de azúcar?En la elaboración de azúcar, se utilizan evaporadores de película descendente o de circulación forzada para concentrar el jarabe de azúcar.

8. Pon un ejemplo de una cristalización donde la fase sólida sea el producto deseado. La producción de chocolate implica la cristalización controlada de la manteca de cacao, donde la fase sólida (cristales de grasa de cacao) determina la textura y calidad del producto final.

EFS

EFS

1. ¿Qué es un fluido supercrítico? ¿Tiene una densidad similar a la de un gas o a la de un líquido?

Un fluido supercrítico es una sustancia que se encuentra en un estado en el que está por encima de su temperatura crítica y su presión crítica, exhibiendo propiedades intermedias entre las de un gas y un líquido. Su densidad es similar a la de un líquido, pero sus propiedades de difusividad son más parecidas a las de un gas.

2. ¿Cita 3 características que deba de tener un fluido supercrítico? Alta densidad, alta difusividad y baja viscosidad.

3. Indica dos desventajas que tenga la extracción por FSC. Altos costos de equipamiento y mantenimiento y La necesidad de condiciones precisas de temperatura y presión.

4. ¿Cuál es el FSC más utilizado en Industria Alimentaria? ¿Por qué? El dióxido de carbono (CO2) es el FSC más utilizado en la industria alimentaria. Esto se debe a que es no tóxico, no inflamable, y su temperatura crítica y presión crítica son alcanzables con relativa facilidad, lo que facilita su aplicación en la extracción supercrítica.

5. Cita dos aplicaciones de FSC en la Industria Alimentaria. Extracción de compuestos aromáticos de hierbas y especias. Y Descafeinización de café.

6. ¿Se puede utilizar un FSC para extraer compuestos de diferente naturaleza? Sí, los fluidos supercríticos son versátiles y pueden utilizarse para extraer una amplia variedad de compuestos, independientemente de su naturaleza, ya que pueden ajustarse las condiciones de presión y temperatura para adaptarse a las propiedades específicas del soluto deseado.