Elaboración de carnes deshidratadas ( cecinas ) De res...

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Universidad Estatal de Guayaquil. Facultad de Ingeniería Química

Elaboración de

carnes deshidratadas

( cecinas )

De res, cerdo y aves

Realizada por:

José Luís Neira Izquierdo

Israel Rolando Ponce Choéz

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Agradecimiento

Agradezco, al profeta José Smith quien restauro el evangelio de Jesucristo y gracias a esto yo he podido conocer las verdades de este mundo en el que vivimos, como también, puedo comprender el propósito de esta existencia, las verdades de Dios, lo que me ha servido para poder superar las adversidades que he atravesado y que no me hubiera sido tan fácil hacerlo sin este conocimiento. Agradezco también a mis padres América Izquierdo y Napoleón Neira, ya que ellos se han esforzado por darme lo necesario desde niño a pesar de las muchas dificultades que hemos atravesado en el transcurso de todos estos años que han sido muy difíciles en algunos momentos. Agradezco también a los profesores de esta facultad que me transmitieron sus conocimientos y experiencias tanto profesionales como también de sus anécdotas en todos los campos. En especial a mi director de tesis el Dr. Luís Zalamea quien me guía esta investigación como también al Ing. Raúl Serrano que después de egresado me ha dado ayuda en la ingeniería como también en la parte como de familia así también al Ing. José Quiroz quien ha sido el decano de esta facultad mientras he realizado mis estudios. También a mis compañeros de aula que en el transcursos de todos estos años de estudio, supieron darme su amistad y ayuda en todos los momentos que he estado con ellos. Agradezco también a mis amigos de la Iglesia de Jesucristo de los santos de los últimos días que me han ayudado económicamente y también moralmente, en especial al Ab. Franklin Romero y al Dr. Virgilio Polastri que falleció en estos días mientras realizaba esta tesis a la edad de 94 años.

José Luís Neira Izquierdo

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Agradecimiento Mi sincero agradecimiento a Dios creador de todo conocimiento científico. Por haberme proporcionado las fuerzas necesarias para seguir adelante. A mis padres y hermanos por el amor demostrado en cada uno de los días de mi existencia y al mismo tiempo por haberme dado apoyo, tiempo y dedicación para ser una persona de provecho, para ser realidad mis anhelados sueños. Agradezco también a las personas que en forma directa o indirecta, mis maestros hicieron posible la culminación de mis estudios superiores y con júbilo obtener el titulo en la especialidad de ingeniero.

Israel Rolando Ponce Chóez

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Sumario Capitulo I 1.0 Introducción 1.1 Importancia de la investigación Capitulo II Carne 2.0 Introducción 2.1 Generalidades de la carne 2.2 Microbiología de la carne Capitulo III Secado 3.0 Que es el secado 3.1 Tipos de secadores en la industria 3.2 Deshidratación de carnes 3.3 Contenido de humedad en equilibrio Capitulo IV Humedad y Saturación 4.0. Humedad y Presión de vapor 4.1 Presión de vapor 4.2 Humedad 4.3 Diagrama Psicometrico

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Capitulo V Practica de Cecina 5.0 Parte experimental 5.1 Fileteo de la carne 5.2 Marinado de la carne 5.3 Proceso de secado de la carne 5.4 Cálculos Capitulo VI 6.0 Secador solar 6.1 Práctica del secador solar CapítuloVII Apéndice Balance de materia Balance de energía Balance económico Conclusión y recomendación Nomenclatura Bibliografía

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Capitulo I 1.0 Introducción Ecuador es un país donde la mayor parte de su territorio es fértil, tiene ganadería en muchos lugares de su geografía ya que su clima lo permite tanto para la cría de ganado vacuno, porcino y avícola. Ecuador a pesar de tener en su territorio sur una producción casera de las carnes deshidratadas (Cecinas), dada a la influencia del país con el que limitamos, como es el Perú y también al favorecer la humedad ambiente y humedad relativa baja de esta zona, sin embargo no existe una industrialización de las carnes cecinas en ninguna de las ciudades de nuestro país.

Al existir una producción industrial de carnes cecinas, se crearía lugares de trabajo que van a ser fuentes de ingresos económicos para las personas que realicen esta actividad y los ciudadanos podrán obtener en el mercado estas carnes así elaboradas en los distintos establecimientos comerciales del país. Las ventajas de realizar este proyecto son varias, las cecinas son agradables en los platos típicos que se pueden realizar y su valor económico de estas carnes es mayor, lo cual hace rentable realizar esta industria, además es un método de conservación de las carnes, ya que no necesitan refrigeración y se las puede transportar sin problemas. En nuestra investigación, para cada clase de carne ( res, cerdo, ave ), buscaremos lograr las mejores condiciones para el secado de estas, como son, la temperatura adecuada del aire, así como también la velocidad mas conveniente de este y el tiempo optimo necesario que dura esta operación a la condición de una humedad relativa ambiente o simplemente las condiciones para el proceso óptimas.

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Como algo adicional a nuestra investigación y en realidad es lo que conviene utilizar en la elaboración de las cecinas, construiremos un pequeño secador solar, este será un modelo del que se puede construir industrialmente el cual estará elaborado con un vidrio en la parte superior de la estructura y la partes laterales serán de metal, el que estará pintado de negro, este secador estará complementado con un cajón que se encontrara en la parte trasera del secador y servirá como fuente de energía para elevar la temperatura del aire, dentro del cajón y del secador, colocaremos una masa metálica que será, una maya de metal pintada de negro. y este secador será el medio de secado, en el cual también realizaremos pruebas y ver los resultados que obtenemos determinando las variables ambientales. Este será la alternativa principal para la disminución de costos en el proceso de estas carnes, ya que solo se utilizara la energía pagada de la electricidad en el movimiento de los extractores que son los que nos dan la corriente de aire. 1.1 Importancia de la investigación En nuestros estudios que realizaremos de las cecinas como se ha dicho en el punto anterior, a una condición del clima local, y con las variables ambientales existentes en esta época del año en la ciudad de Guayaquil, como son la humedad relativa, la temperatura ambiente, investigamos la mejor adecuación del aire en nuestro secador de túnel para obtener este producto en el menor tiempo, con mayor ahorro de energía y por lo tanto de costos. Al realizar el análisis de las mejores condiciones de variables del secado de las carnes, facilitamos la información a las personas que estén interesados en realizar esta industria para que así puedan hacerlo de la manera mas segura posible y con toda la información que damos logren obtener este producto en las

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mejores condiciones de calidad y ahorro de costos de producción. El realizar las practicas en esta ciudad solo será como una guía para el proceso en las personas que deseen realizar esta actividad de trabajo, pero no necesariamente es para que se lo realice en Guayaquil por el contrario sugerimos que no conviene ya que aquí en esta ciudad, es muy alta la humedad ambiente casi en todas las épocas del año. Por otra parte en la elaboración de las cecinas que realizan artesanalmente en los pueblos del sur de nuestro país como también en el Perú el tiempo que se demora en deshidratarse ala intemperie en el sol es de aproximadamente dos días y nosotros reduciremos el tiempo en una importante cantidad, como también tienen el inconveniente cuando se realiza el proceso de secado al sol la carne debe ser protegida con achiote para que no halla contaminación de microbios por el contagio de insectos como las moscas que se pegan en los alimentos y la carne se termine pudriendo, en nuestro proceso en el equipo de secado no se necesita estos repelentes ya que en el secador no pueden ingresar estos insectos, y el tiempo en que se realiza la operación es pequeño, sin embargo podemos usar achiote con el propósito de dar color a la carne para mejorar su presentación. El estudio de las cecinas que realizaremos, no esta centrado en obtener periodos muy largos de conservación de las carnes si no se desea tener un producto que pueda tener un periodo que dure sin refrigeración de siete días y máximo dos semanas, el objetivo de nuestro estudio mayormente es mejorar el sabor de la carne, obteniéndolo en tiempos de producción cortos.

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La carne Generalidades

Y

Microbiología

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Capitulo II

Carne y sus derivados 2.0 Introducción La conservación de los productos carnicos por el calor sigue siendo para la mayoría de ellos el procedimiento más económico. Todos los métodos físicos de conservación, como el depósito frigorífico, la congelación, la desecación, la irradiación y diversos tratamientos térmicos requieren un empleo de energía más o menos grande. Todos los métodos de conservación hasta ahora conocidos coinciden en que la calidad original bien se conserva solo durante un tiempo relativamente corto, o bien en que, de acuerdo con la técnica y procesado practicados, se suelen producir alteraciones nada deseables. Mantener estos cambios indeseables de los artículos, sobre todo en el campo sensorial (aspecto, olor, sabor y consistencia), en el mas bajo nivel posible, es el objetivo del fabricante de productos carnicos. El estudio del contenido nutricional de la carne, por su alta fuente de proteína y su alto grado de consumo en el país o en el mundo entero ha motivado a estudiar los diferentes métodos de conservación del alimento. También la forma como se deteriora y degrada por los microorganismos patógenos, perdiendo su valor proteico o nutricional y pasando a ser materia totalmente degradada. Por lo general los microorganismos producen el deterioro de las carnes y dañan su valor proteico o nutritivo, causando olores desagradables, tres factores son importantes para atacar los alimentos como son, la humedad, temperatura, pH.

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Por esta razón se deben aplicar correctamente los métodos de conservación, consiguiendo las condiciones adecuadas para que se conserve el alimento. 2.0.1 Definición Que es la carne La definición de este alimento, como la parte comestible los músculos de animales sacrificados en condiciones higiénicas, incluye, vaca, oveja, cerdo, cabra, caballo, se aplica también a animales de corral, caza, de pelo y plumas y también marinos, declarados actos párale consumo humano. 2.0.2 La carne en la dieta humana Aunque en las dietas ricas en energía de las naciones industriales occidentales se da por descontado una alta proporción de carne, esta situación no es generalizada y en otras áreas la cantidad de la carne es, necesariamente, mucho mas baja. Aunque el consumo de carne sigue siendo alto, ha habido distintos cambios en el tipo de carne que se consume. El más espectacular es el aumento del consumo de carne de aves, especialmente la de pollo. Recientemente el pollo y otras aves se han reconocido como carnes más sanas o posiblemente menos perjudicial. Las pruebas epidemiológicas presentadas en 1994 han demostrado una relación positiva entre el consumo de carne y ciertos tipos de cáncer. Algunos aspectos del trabajo, sin embargo, se han cuestionado. No esta claro si el factor pre disponente es el consumo de carnes u otros aspectos del estilo de vida del consumidor de carne. Con la excepción de los cerdos, la carne se puede obtener de animales exclusivamente destinados a la producción de carne, o de animales sobrantes de otras actividades. Así el vacuno se puede obtener de animales criados especialmente, de los machos

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y otros animales excedentes de los ganados lecheros o de las vacas al final de su periodo de producción de leche. De forma similar, los pollos pueden ser pollos de engorde (broilers), pollos de razas ponedoras. En general la carne de los animales más viejos es de menor calidad y habitualmente se utiliza para elaborar productos cárnicos. 2.1 Generalidades de la carne 2.1.1 Nutrientes que nos aporta la carne Todas las carnes están englobadas dentro de los alimentos proteicos y nos proporcionan entre un 15 y 20% de proteínas, que son considerados de muy buena calidad ya que proporcionan todos los aminoácidos esenciales necesarios. Son la mejor fuente de hierro y vitamina b12, aportan entre un 10 y 20% de la grasa (la mayor parte de ella es saturada), tienen escasa cantidad de carbohidratos y el contenido de agua 0scila entre un 50 y 80%. Además nos aportan vitaminas del tipo B Zinc y fósforo. 2.1.2 La composición y el valor nutricional de la carne Aunque el consumidor puede elegir la carne por su apariencia atractiva, o por costumbre, es importante no olvidar su valor nutritivo. La composición de la carne magra es relativamente constante en amplia diversidad de animales. Las variaciones más importantes se presentan en el contenido de lípidos, lo que se refleja en distintos grados de veteado. PRODUCCION INTEGRADA: factores específicos en los esquemas de garantía de calidad.

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Tabla Nº 1

ALIMENTOS Sin antibióticos Sin promotores de crecimiento RAZAS Énfasis en la calidad de la carne

SISTEMA Cerdas no estabuladas

TRANSPORTE Mantener los grupos de crías juntos

No mezclar grupos de diferente origen

Limitar el viaje a distancias cortas

Permitir la recuperación en las cuadras

PARAMETROS Ausencia de contusiones

DE CALIDADAD

Ausencia de carne oscura o pálida

COMPOSICION DEL TEJIDO MUSCULAR MAGRO DE LOS ANIMALES DE ABESTO (%)

Tabla Nº 2

ESPECIES AGUA PROTEINA LIPIDOS CENIZAS Vacuno 70-73 20-22 4-8 1

Pollo 73,7 20-23 4,7 1 Cordero 73 20 5-6 1,4 Cerdo 68-70 19-20 9-11 1,4

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La carne se considera, justificadamente, como un alimento altamente proteico. Del contenido total de nitrógeno del músculo, aproximadamente el 95% es proteína y el 55 pequeños péptidos, aminoácidos y otros compuestos. La calidad de la proteína es muy alta, los tipos y las proporciones de aminoácidos son muy similares a los que requiere el crecimiento y el mantenimiento del tejido humano. De los aminoácidos esenciales, la carne aporta cantidades sustanciales de lisina y treonina y cantidades adecuadas de metionina y triptófano, aunque el contenido de estos aminoácidos en la carne es relativamente bajo. El valor biológico de la proteína de la carne es 0.75, y la utilización neta de proteína 80. La digestibilidad de la proteína de la carne, como la leche y los huevos, es 94-97, comparada con 78-88 para las proteínas vegetales.

Tabla Nº 3

VACUNO

POLLO

CORDERO

CERDO

Arginina 13,7 12,8 12,7 12,2 Cisteina 2,6 2,6 2,7 2,6 Histidina 7,5 6,2 6,7 8,9 Isoleucina 10,4 9,5 9,7 9,2 Leucina 16,3 15,4 15 14,5 Lisina 18,5 18,4 20,3 19,7 Metionina 5,5 4,9 5,3 5,6 Fenilalanina 9,1 9,2 8 7,9 Treonina 9,4 8,5 9,7 8,9 Triptofano 2,6 2,3 2,7 2,3 Tirosina 7,8 7,2 7,3 7,6 Valina 10,7 9,8 10 9,9

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La carne tiene un contenido de lípidos relativamente alto. Esto tiene importancia en la dieta por el aporte de energía, especialmente para personas que realizan trabajos pesados. El valor biológico y la utilización neta de proteína son parámetros de la calidad de las proteínas. El valor biológico de una proteína es la fracción del nitrógeno retenido en el cuerpo para el crecimiento y el mantenimiento. Se determina por análisis del balance de nitrógeno:

BV = IN-UN-FN/IN-FN

Donde IN = ingesta de nitrógeno UN = eliminación de nitrógeno en la orina, FN = eliminación de nitrógeno en las heces, La utilización neta de la proteína es la relación entre el nitrógeno retenido y la ingesta de nitrógeno proteico total y esta influenciada por el valor biológico y la digestibilidad de proteína. El consumo de carne, sin embargo, es solo una parte de la ecuación, ya que la ingesta energética de los alimentos distintos de la carne también es alta y contribuye al acumulo de grasa como reserva a largo plazo. Tanto el contenido de colesterol de la carne como el de ácidos grasos saturados se ha asociado con la predisposición a enfermedades cardiacas. El contenido de colesterol de aproximadamente 65-75 mg/100g (músculo magro) no es excesivamente alto, pero el consumo de grandes cantidades de carne obviamente conduce a una elevada ingesta total.

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El tejido muscular en general es una excelente fuente de vitaminas del complejo B, especialmente Tiamina, riboflavina, niacina, B6 y B12. El contenido de vitamina B de la carne varia, sin embargo, de acuerdo con los numerosos factores, incluyendo la especie y el tipo de músculos. Dentro de una especie los factores secundarios que influencian el contenido de vitamina B de la carne son la raza, la edad, el sexo y el estado de salud general de los animales. La vitamina A es la vitamina liposoluble más importante de la carne. Los contenidos de vitaminas D, E y K son generalmente bastantes bajos en la carne, aunque los niveles de vitamina E son elevados cuando los animales se alimentan de dietas ricas en tocoferol. 2.1.3 Modificaciones que producen cocinar la carne La cocción lenta destruye la mayoría de las vitaminas, aunque mejora la digestibilidad de las proteínas, no altera ni el contenido en grasa ni en minerales, aunque en parte tanto las unas como las otras pasan al caldo. Si la cocción se realiza en olla a presión la destrucción de las vitaminas es menor. El cocinado en microondas produce las misma perdidas que un horno normal, no es conveniente tomarla cruda pues no se aprovecha bien el hierro, disminuye su digestibilidad y pierde valor proteico. La carne debe conservarse en frigorífico y su consumo una vez adquirida debe hacerse en las primeras 48 a 72 horas, a menos que permanezca congelada. No debe lavarse y al realizar la compra debemos que exigir que los cortes sean piezas enteras y realizados en ese momento. 2.1.4 Determinantes de la calidad de la carne Hay tres principales determinantes de la calidad de la carne a nivel del consumidor: color, jugosidad y dureza. El sabor es habitualmente importante solo en sentido negativo cuando aparecen sabores desagradables. El color es el factor más

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importante con respecto a la selección inicial. En las carnes rojas un color rojo brillante asociado con un alto contenido de oximioglobina es un determinante positivo de calidad, mientras el contenido de metamioglobina es un determinante negativo. También se reconocen dos defectos específicos: carne exudativa, blanca y pálida y carne seca, firme y oscura, debidos ambos a un pH postmortem anormal. La importancia del color como determinante de la calidad debería verse en el contexto de la apariencia global. Las percepciones de la calidad relacionadas con el color pueden ser modificadas por otros factores visuales. El mas importante, en las carnes rojas, es el grado de veteado, el tejido adiposo localizado entre las heces de fibras musculares en el tejido conectivo perimicial. La percepción de la calidad también puede estar afectada por defectos, algunos de los cuales son esencialmente de apariencia. Los defectos incluyen hemorragias y tinción de la grasa con la sangre del desangrado.

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Composición en nutrientes de las carnes preparadas por 100 g de alimento

Tabla Nº 4

Energía K/cal

Proteína g

Glucidos g

Lípidos g

Pollo asado:

pata

155

23,1

0

6,9

Pollo asado: Pechuga

142

26,5

0

4

Carne de pollo

Hervida

183

29,2

0

7,3

Pollo empanado

Frito

242

18

14,8

12,7

Pavo asado

140

28,8

0

2,77

Conejo estofado

179

27,3

0

7,7

Carne magra de cerdo

asada

185

30,7

0

6,9

Filete de ternera

rebosado y frito

215

31,4

4,4

8,1

Filete de buey magro y

asado

192

27,6

0

9,1

Higado de ternera

empanado frito

254

26,9

7,3

13,2

Costilla de cordero a la

parrilla

355

23,5

0

29

Piernas de cordero asada

266

26,1

0

17,9

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Las hamburguesas y salchichas, así como muchos embutidos suelen elaborarse con residuos de las carnicerías ( en ocasiones también con gatos, perros, etc. ) y carne en estado de putrefacción, que hace que los camiones que proveen esta materia prima a muchos frigoríficos suelen dejar un nauseabundo aroma a su paso y sean envueltos en una nube de moscardones antes de volcar su contenido en grandes pile dones con lavandina para luego tratarlos hasta con sulfatos de sodio que podría generar restos de acido sulfúrico. Este conjunto sintéticamente descrito, inundando con saborizantes y colorantes entre otros aditivos, se convierte luego en lo que deleita a los niños y grandes en conocidas cosas de comida chatarra y los típicos asados dominicales. Un dato muy importante la carne aumenta la adrenalina y reduce la cerotonina cerebral, lo que pone agresiva, irritable, ansiosa, angustiada y depresiva a la persona que basa su dieta en ella, aumentando su apetito y su deseo adictivo a lo que sea, según cada individuo (cigarrillo, alcohol, drogas, dulces, etc.). Los dos factores más importantes en la conservación de alimentos son: temperatura y tiempo

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Influencia de las temperaturas en las carnes

Tabla Nº 5

100 ºC

74 ºC

60 ºC

8 ºC

0 ºC

Zona

de cocción

Zona de alarma

Zona de peligro

Zona de

enfriamiento

Zona de

congelación

Se destruye la

mayoría de microorganismos

No hay

multiplicación si

supervivencia

Gran

proliferación bacteriana

No hay

proliferación el alimento puede estar

ha esta temperatura

No hay

multiplicación pero si

supervivencia se usa en periodos

Breves

periodos

largos

Aunque existen varias clasificaciones, podemos hablar de dos grandes sistemas de conservación: por frió y por calor. A su vez los diferentes tipos de conservación se agrupan en dos grandes bloques: Sistemas de conservación que destruye los gérmenes (bactericidas) Sistemas de conservación que impiden el desarrollo de gérmenes (bacteriostáticos).

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Métodos de conservación de la carne

Tabla Nº 6

Bactericidas

Bacteriostático

Ebullición

Refrigeración

Esterilización

Congelación

Pasterización

Deshidratación

Uperizacion

Adicción de sustancias

Enlatado

Ahumado

Adicción de sustancias químicas

Irradiación

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2.2. Microbiología de la carne

2.2.0. Principios fundamentales La causa principal de la descomposición o falta de aptitud de los alimentos para el consumo son los microorganismos. De aquí que en la conservación por el calor deba conseguirse la muerte o por lo menos la inactivación suficiente de dichos microorganismos. Cuando esto no es posible por razones sensoriales o económicas, deben crearse unas condiciones de almacenamiento de acuerdo con la conservación que se pretenda. Pero las causas y efectos citados seguidamente de una alteración o inaptitud para el consumo de conserva de alimentos indican que también deben tomarse en consideración otros factores. 75% del músculo es agua en la que se encuentran gran variedad de sustancias que pueden promover el desarrollo de microorganismos. Contenido de carbohidratos Potencial redox. pH Acido láctico. También es importante que los niveles de glucógeno en los músculos de la canal sean los más altos posibles, con el fin de desarrollar la máxima cantidad de ácido láctico en la carne. Este ácido le da a la carne un pH ideal - medido 24 horas después del sacrificio - de 6,2 o menos. El ácido láctico en el músculo tiene el efecto de retardar el desarrollo de bacterias que contaminan la canal durante el sacrificio y el faenado. Estas bacterias deterioran la carne durante su almacenamiento, especialmente en ambientes cálidos y la carne desarrolla olores desagradables, cambios de color y rancidez.

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El ácido láctico en el músculo tiene el efecto de retardar el desarrollo de bacterias que contaminan la canal durante el sacrificio y el faenado. Estas bacterias deterioran la carne durante su almacenamiento, especialmente en ambientes cálidos y la carne desarrolla olores desagradables, cambios de color y rancidez. Análisis Microbiológicos Recuento total de bacterias, hongos y levaduras. Determinación de coliformes y E. coli. Determinación de Salmonella. Determinación de Listeria. Determinación de Campylobacter. Microorganismos Formación de gas, acidificación, descomposición, formación de toxinas, agente patógenos. Enzimas Cambios de olor, sabor, color y textura. Influencias del recipiente Contaminación con estaño y hierro, corrosión, luz y oxigeno del aire. Alteraciones abióticas Reacción de los componentes de los alimentos entre si. DETERIORO MICROBIOLÓGICO El crecimiento de microorganismos depende de la actividad de agua en los productos. En muchos alimentos si la actividad de agua es menor a 0,7, los microbios no pueden desarrollarse. Con aditivos antimicrobianos, variando el pH, agregando sal o

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controlando la temperatura es posible evitar los deterioros en alimentos con actividades de agua mayores. El efecto microbiológico puede ser inhibido, por ejemplo, mediante el uso de aditivos como el dióxido de azufre, sulfitos y derivados. Sin embargo, debe tenerse en cuenta los efectos de toxicidad y disminución de nutrientes. En el caso del sulfito y sus derivados se presentan casos de intolerancia en personas con poca acidez estomacal y se ha confirmado que actúa como inhibidor de la vitamina B1. PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO El pardeamiento no enzimático es el deterioro de los alimentos producidos por la reacción de los azúcares reductores con aminoácidos para formar melanoidinas de colores pardos, olores y sabores no deseables y pérdidas de valores nutritivos y calóricos. El pardeamiento no enzimático se inhibe para una actividad de agua por debajo de 0,2 y crece con la actividad de agua hasta alcanzar un máximo en el rango de 0,6 a 0,8; después del cual decrece al disminuir la concentración de los reactantes. La temperatura es un factor que incrementa la velocidad de pardeamiento no enzimático. En consecuencia, al secar productos que presentan pardeamiento no enzimático se debe mantener la temperatura lo más baja posible (no mayor de 65oC) especialmente en el rango de actividad de agua donde las reacciones de pardeamiento son más rápidas. PARDEAMIENTO ENZIMÁTICO Las enzimas pueden ser constituyentes normales de los productos o proceder de bacterias presentes en ellos. Las reacciones enzimáticas se inhiben para actividades de agua menores de 0,3, aumentando con la actividad de agua hasta 0,6, después del cual se aceleran. La velocidad del pardeamiento enzimático aumenta con la temperatura hasta los 45oC, después del cual disminuye por la desnaturalización de las proteínas.

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LAS ISOTERMAS DE SORCIÓN Son importantes en el análisis de los productos. Para el secado aportan información sobre los contenidos de humedad que deben alcanzarse a fin de lograr una actividad de agua adecuada para la conservación de los productos y permite conocer cual es el contenido de humedad mínimo que puede lograrse en un proceso donde el producto es expuesto a una corriente de aire con determinadas condiciones de humedad y temperatura. PRINCIPALES FORMAS DE ISOTERMAS DE SORCIÓN Un ejemplo de ISOTERMA DE TIPO I lo proporciona la adsorción del azúcar cristalino puro. En ella la ganancia de contenido de humedad es pequeña hasta que la actividad de agua alcanza valores superiores a 0,7 u 0,8. En este caso ocurre que el agua se liga mediante enlaces de hidrógeno a los grupos OH- en la superficie del cristal. En estas condiciones, el contenido de humedad se eleva drásticamente pues la solución empieza a crearse; este punto generalmente corresponde a la actividad de agua de saturación y, a partir de él, el efecto coligativo empieza a manifestarse. LAS ISOTERMAS TIPO II, presentan dos cambios de pendiente, una para actividades de agua entre 0,2 y 0,4 y otro entre 0,6 y 0,7. LAS ISOTERMAS DE TIPO III, corresponden a productos que absorben agua ligándola fuertemente; por ello, la actividad de agua decae drásticamente. Esto explica la forma casi vertical de la isoterma para bajos valores de actividad de agua; cuando todos los lugares de enlaces están llenos, al igual que los capilares más delgados, cualquier incremento del contenido de humedad causa un gran incremento de la actividad de agua; pues como el material no se disuelve, el agua que se adiciona interactúa sólo con el agua previamente presente a través de débiles enlaces hidrógeno.

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Gérmenes que alteran los productos cárnicos

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Posibilidades de formación de oxido de nitrógeno en productos cárnicos

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Valores de termorresistencia de los microorganismos

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Tabla de cálculos para determinar la muerte de los microorganismos

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Fuentes de contaminación

Salud de los animales. Ambiente. Transporte. Utensilios. Procesado. Ser humano

UTENSILIOS

Están en contacto directo con la superficie de la carne siendo una fuente importante de contaminación cuando no se usan adecuadamente y sobre todo si no se aplican las medidas de limpieza y desinfección necesarias

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Principales grupos de microorganismos que se encuentran en la carne Bactérias Gram negativas Acinetobacter Aeromonas . Alcalígenes Flavobacterium Pseudomonas Enterobacteriaceae

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Bactérias Gram positivas Micrococcus sp Staphylococcus Bacterias lácticas: Lactobacilos Levaduras Geotrichum Hongos Cladosporium Mucor Penicillium Alternaria

Alteraciones Las señales de deterioro más comunes son: Olor anormal, generalmente debido a bacterias aerobias en la superficie de la carne. Aparición de mohos en la superficie con aspecto inicial de manchas. Deterioro profundo por acción de m.o. anaerobios facultativos; Decoloración causada por alteraciones de la mioglobina o del pigmento muscular. Cambio de color Producción de limo Producción de olores y sabores Rancidez. Sabores Diversos

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Las alteraciones en carne fresca suelen determinarse por un olor anormal y la aparición en la superficie de mucosidad producida por bacterias principalmente: Pseudomonas, Aerobacter y Alcalígenes Estos defectos son debidos a cambios bioquímicos de los aminoácidos libres, nucleótidos y peptonas de la sangre que los m.o. metabolizan produciendo ácido sulfhídrico, amoníaco, indol, cadaverina y otras sustancias de mal olor y consistencia viscosa característica El pigmento es descompuesto debido al oxígeno del aire, la lipólisis y la presencia de compuestos flavínicos Estas alteraciones dependen de: Número y tipo de microorganismos. De la temperatura. Humedad relativa de la cámara,

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Características de la carne y manejo. La carne fresca se considera alterada cuando el número de microorganismos oscila entre 106 y 108 por cm2 Secado tradicional El secado en forma tradicional se lleva acabo al aire libre requiere de 5 hasta 14 días de acuerdo a la temperatura, humedad y tamaño de las piezas. En condiciones favorables la superficie de la carne seca rápidamente, es importante que el interior de la carne seque antes de que haya crecimiento de anaerobios facultativos o estrictos, enterobacterias, estreptococos fecales y estafilococos. Se pueden desarrollar hongos en la superficie. El secado se realiza bajo condiciones controladas.

Los principales métodos:

Secado a 50°C durante 1 a 2 horas en túneles de aire caliente en carnes sin grasa cocida y cortada en capas delgadas.

Liofilización La carne puede ir en piezas más grandes. Los problemas microbianos en este método son mínimos.

Los Siete Principios de HACCP

Realizar el análisis de los peligros Identificar los puntos críticos de control Establecer los límites para cada punto crítico de control Establecer procedimientos de inspección Establecer las acciones correctivas Establecer procedimientos de evaluación del sistema HACCP Establecer procedimientos de registros

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Etapa Peligros Medidas preventivas Punto de control

crítico PCC

Presencia de residuos por

tratamientos

farmacológicos,

hormonales u otros. Recepción de los animales

Posibles enfermedades de

transmisión al hombre.

Homologación de proveedores. Establecimiento de especificaciones de compra. Limpieza (duchado) de los animales.

Sí

Aturdido Aturdido incorrecto Buenas prácticas. Calibrado de equipos. No

Sangrado Contaminación por el corte. Desinfección cuchillos. No

Escaldado

No (si es por inmersión, posible contaminación de la canal)

Control de la temperatura de escaldado. Renovación periódica del agua.

No

Depilado Contaminación cruzada de las canales.

Lavado (y chamuscado posterior). No

Chamuscado No. - No

viscerado y faenado de la canal

Posibles enfermedades de transmisión al hombre Contaminación de la canal.

Ayuno de los animales sacrificados (>12 horas). Ligadura de recto. Buenas prácticas de manipulación. Lavado posterior de la canal.

Sí

Oreo y refrigeración

Temperaturas incorrectas. Contaminación y crecimiento microbiano superficial.

Mantenimiento de las temperaturas de refrigeración. Establecimiento de tiempos máximos de almacenamiento Correcto mantenimiento de los equipos.

Sí

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2.2.1. ACTIVIDAD DEL AGUA

Definición: Los microorganismos necesitan la presencia de agua, en una forma disponible, para crecer y llevar a cabo sus funciones metabólicas. La mejor forma de medir la disponibilidad de agua es mediante la actividad de agua (aw). La aw de un alimento se puede reducir aumentando la concentración de solutos en la fase acuosa de los alimentos mediante la extracción del agua o mediante la adición de solutos. Algunas moléculas del agua se orientan en torno a las moléculas del soluto y otras quedan absorbidas por los componentes insolubles de los alimentos. En ambos casos, el agua queda en una forma menos reactiva.

El agua en algunos productos se encuentra relativamente libre y en otros está muy ligada a su estructura. El concepto de actividad del agua en un producto expresa el grado de libertad que tiene el agua contenido en él. LA ACTIVIDAD DEL AGUA COMO ACTIVIDAD TERMODINAMICA Un producto intercambia agua con el ambiente que lo rodea hasta el equilibrio. En este estado los potenciales químicos del agua en el producto y en el aire ambiental son iguales, así como la temperatura. La actividad de agua de un producto es igual a la humedad relativa del aire con el cual éste se encontraría en equilibrio, en un ambiente cerrado a una temperatura definida y constante.

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LOS FENÓMENOS FÍSICOS QUE CONTRIBUYEN A DEFINIR LA ACTIVIDAD DE AGUA SON: EFECTO COLIGATIVO En una solución las moléculas disueltas interactúan con las moléculas de agua a través de enlaces dipolo-dipolo, iónicos o de hidrógeno que son generalmente más intensos que los que existen en las moléculas de agua entre sí. El efecto de esta interacción se manifiesta en cambios tanto de la presión de vapor sobre el producto como de los puntos de ebullición y de congelamiento. La magnitud de estos efectos depende de la concentración de moléculas disueltas (soluto). En el caso de la presión de vapor, ésta disminuye si se incrementa la cantidad de soluto; decreciendo en consecuencia la actividad de agua del producto. EFECTO DE CAPILARIDAD La presión del vapor del agua sobre el menisco del agua contenida en un capilar es menor que la del agua pura debido a los cambios que produce en los enlaces hidrógeno la curvatura de la superficie. En los productos, los capilares son en su mayoría poros de 10 a 300 um de radio, que no ejercen efecto sobre la disminución de la actividad de agua. Entre el 5 y 7% de los poros tienen radios entre 0,01 - 0,001 um, que sí ejercen un fuerte efecto sobre la disminución de la actividad de agua. Estos capilares son los últimos en vaciarse en un proceso de deshidratación.

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INTERACCIÓN SUPERFICIAL El agua de los productos interactúa con otras moléculas o grupos químicos a través de fuerza dipolo-dipolo, enlaces iónicos, fuerzas de Van der Waals y enlaces hidrógeno. En estos casos, las moléculas de agua requieren de mayor energía para convertirse en vapor, son menos libres y la actividad de agua se reduce. El efecto de la interacción superficial está presente en todos los valores de actividad de agua, pero es más pronunciado para valores bajos. Es particularmente importante el contenido de humedad en el cual cada grupo iónico o polar tiene una molécula de agua ligada a él, llamado contenido de humedad de la monocapa. Generalmente, las reacciones que tiene el agua como medio de reacción no ocurren con velocidades apreciables si el contenido de humedad es menor que el valor de la monocapa.

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LA ACTIVIDAD DE AGUA Y ALGUNOS FACTORES DE DETERIORO DE LOS ALIMENTOS

Los productos con elevado contenido de humedad son muy susceptibles al ataque de hongos porque la atmósfera intergranular presenta una humedad relativa alta, factor fundamental para la acción de los hongos. El ataque de este tipo de microorganismos puede causar las siguientes pérdidas: a) disminución del poder germinativo; b) decoloración parcial o total del grano: c) transformaciones bioquímicas; d) producción de toxinas que pueden ser dañinas si las consumen animales o seres humanos; e) pérdida de peso.

Varios métodos de conservación utilizan estos conceptos. La deshidratación es un método de conservación de los alimentos basado en la reducción de la aw (lo que se consigue eliminando el agua de los productos). También el agregado de solutos desciende la aw lo cual se da durante el curado y salado, así como en el almíbar y otros alimentos azucarados.

La aw de un alimento o solución se define como la relación entre la presión de vapor del agua del alimento (p) y la del agua pura (po) a la misma temperatura

A medida que una solución se concentra, la presión de vapor disminuye y la aw desciende a partir de un valor máximo de 1 para el agua pura (en ausencia de capilares o fuerzas de adsorción). La aw está relacionada con el punto de congelación y con el de ebullición así como con la humedad relativa en equilibrio (HRE) y la presión osmótica.

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2.2.2. Relación entre la Actividad de Agua y la Humedad relativa en equilibrio (HRE):

La HRE se refiere estrictamente a la atmósfera en equilibrio con una solución o alimento y constituye una expresión menos apropiada que la aw como forma de medir el agua disponible.

La HRE, como la aw, es la relación entre la presión de vapor de la solución y la del agua pura pero expresadas en porcentaje. Por ello

Relación entre la Actividad de Agua y la presión osmótica:

La presión osmótica * está relacionada con la aw a través de la expresión

donde R es la constante de los gases, T la temperatura absoluta, loge aw el logaritmo natural de la aw y V el volumen molar parcial del agua. El uso de la presión osmótica presupone la presencia de una membrana con unas características de permeabilidad adecuadas.

Relación entre la Actividad de Agua y la concentración de solutos: La ley de Raoult puede expresarse de la siguiente forma

es decir, la relación entre la presión de vapor de la solución y la del solvente puro es igual a la fracción molar del solvente, donde p y po son las presiones de vapor de la solución y del solvente, respectivamente y n1 y n2 el número de moles del soluto y del solvente, respectivamente. Para una solución 1 molal de un soluto ideal, aw = 0.9823 Sin embargo, los solutos nunca son ideales. Por una parte, las interacciones entre las moléculas pueden reducir el número efectivo de partículas en la solución, mientras que por otra, la disociación puede incrementar realmente dicho número. Tales factores conducen a desviaciones del sistema ideal que son realmente grandes para los no electrolitos a concentraciones superiores a 1 molal y para los electrolitos a cualquier concentración. Los coeficientes osmóticos hallados experimentalmente se utilizan para

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contrarrestar el comportamiento no ideal y los valores de aw se calculan a partir de la expresión.

donde m es la concentración molal del soluto, v es el número de iones generado por cada molécula de soluto y * es el coeficiente osmótico molal.

2.2.3. Relación entre la Actividad de Agua y el contenido de agua

La relación entre la composición de un alimento y su aw es bastante compleja. Para conocer esta relación lo habitual es determinar los valores de la aw del alimento a diferentes concentraciones de agua, los que se representan gráficamente con el fin de obtener la isoterma de sorción de agua.

Los factores que reducen la presión de vapor de agua en los alimentos y, por tanto, la aw son la adsorción de las moléculas de agua a las superficies, las fuerzas capilares y las sustancias disueltas que se han mencionado anteriormente. Normalmente se acepta que el primer ascenso de la isoterma representa la adsorción del agua formando una monocapa de moléculas en los lugares de adsorción del producto sólido. Al añadir más agua, la isoterma crece rápidamente a medida que los solutos se disuelven y se llenan los espacios capilares. Estos fenómenos se solapan y algunos pueden no estar representados en la isoterma. Puede no verse la monocapa en los alimentos que contienen poco material estructural si las fuerzas capilares tienen poca influencia.

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2.2.4. Relación entre la Actividad de Agua y la Temperatura:

La actividad de agua depende de la temperatura dado que ésta influye también sobre la presión de vapor de agua de las soluciones pero el efecto es pequeño con la mayoría de los solutos salvo que las soluciones sean saturadas. En tales casos, las cantidades de algunas sustancias de la solución, y, por tanto, la aw, pueden variar marcadamente con la temperatura.

Grupos principales de alimentos en relación con su aw

1. Tienen aw de 0,98 o superior las carnes y pescados frescos, las frutas, hortalizas y verduras frescas, la leche, las hortalizas en salmuera enlatadas, las frutas enlatadas en jarabes diluidos. Existen muchos alimentos con un alto contenido en agua entre los que se encuentran los que tienen un 3,5 % de NaCl o un 26 % de sacarosa en la fase acuosa. En este rango de aw crecen sin impedimento alguno todos los microorganismos causantes de toxiinfecciones alimentarías y los que habitualmente dan lugar a alteraciones, excepto los xerófilos y halófilos extremos.

2. Tienen aw entre 0,98 y 0,93 la leche concentrada por evaporación, el concentrado de tomate, los productos cárnicos y de pescado ligeramente salados, las carnes curadas enlatadas, los embutidos fermentados (no secos), los embutidos cocidos, los quesos de maduración corta, queso de pasta semidura, las frutas enlatadas en almíbar, el pan, las ciruelas con un alto contenido en agua. La concentración máxima de sal o sacarosa en la fase acuosa de estos alimentos está entre el 10% y 50%, respectivamente. Todos los microorganismos conocidos causantes de toxiinfecciones alimentarías pueden multiplicarse al menos a los valores más altos de aw comprendidos en este intervalo.

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3. tienen aw entre 0,93 y 0,85 los embutidos fermentados y madurados, el queso Cheddar salado, el jamón tipo serrano, la leche condensada azucarada. A este grupo de alimentos pertenecen aquellos con un contenido en sal superior al 17% y los que contienen concentraciones de sacarosa a saturación en la fase acuosa. Entre las bacterias conocidas, sólo una (Staphylococcus aureus) es capaz de producir intoxicación alimentaría a estos niveles de aw pero pueden crecer muchos mohos productores de micotoxinas.

4. Tienen aw entre 0,85 y 0,60 los alimentos de humedad intermedia, las frutas secas, la harina, los cereales, las confituras y mermeladas, las melazas, el pescado muy salado, los extractos de carne, algunos quesos muy madurados, las nueces. Las bacterias patógenas no crecen en este intervalo de aw. La alteración, cuando ocurre, se debe a microorganismos xerófilos, osmófilos o halófilos.

5. Tiene aw inferior a 0,60 los dulces, el chocolate, la miel, los fideos, las galletas, las papas fritas, las verduras secas, huevos y leche en polvo. Los microorganismos no se multiplican por debajo de una aw de 0,60 pero pueden permanecer vivos durante largos períodos de tiempo.

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2.2.5. La actividad agua y la conservación de los alimentos

Muchos alimentos logran estabilidad, desde el punto de vista microbiológico, eliminando el agua que contienen (deshidratación) o mediante el agregado de solutos hasta alcanzar un valor bajo de aw. En la deshidratación, se le aplica energía al alimento en forma de calor, aumentando la presión de vapor del agua presente hasta un nivel tal que el agua de la superficie de los alimentos se evapora. La evaporación conlleva un descenso de la temperatura de la superficie y se necesita un aporte adicional de calor para mantener la presión de vapor a un nivel adecuado. A medida que se va evaporando el agua superficial se va reemplazando por otra procedente del interior que migra merced a procesos de difusión, convección, flujo capilar y retracción. La evaporación de la humedad de los alimentos se debe a la diferencia entre la presión de vapor de la atmósfera y la presión superficial del alimento. A medida que avanza la deshidratación, desciende la velocidad de eliminación del agua porque la migración de agua a la superficie tiene un límite; las capas superficiales se hacen menos permeables y el aumento de la concentración de solutos reduce la presión de vapor de la superficie. Por ello, para alcanzar el grado de desecación deseado se hace necesario reducir la presión de vapor ambiental o aumentar la temperatura del alimento. Se puede realizar deshidratación de muchas maneras diferentes, por secado al sol, en secaderos con aire caliente con bandejas estáticas, con bandejas en túneles, en cintas transportadoras en túneles, en secaderos spray, en lechos fluidizados, por liofilización.

La sal y el azúcar son los solutos que habitualmente se añaden a los alimentos para reducir la aw. La preparación de jaleas, mermeladas y productos va acompañada de una extracción parcial del agua (concentración) mediante calentamiento. La adición de sal se utiliza en forma predominante en la carne, pescado y algunas verduras. La sal se añade directamente en seco o mediante salmuera dependiendo siempre de la naturaleza del producto.

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Operación unitaria de

Secado

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Capitulo III

Secado

3.0 Que es el secado Es difícil formular una definición de secado que la diferencie estrictamente de la evaporación. El termino secado, usualmente infiere la eliminación de relativamente pequeñas cantidades de agua de un solidó o de un material casi solidó y el termino evaporación esta limitado a la eliminación de cantidades relativamente grandes de agua de soluciones. En el proceso de secado la mayor atención se presta al producto solidó. En la mayor parte de los casos, el secado implica la eliminación de agua a temperaturas menores del punto de ebullición. Otra distinción es que en la evaporación el agua se elimina del material que la contiene como vapor de agua pura; cuando va mezclado con otros gases es debido a una fuga inevitable. En el secado por el contrario el agua se elimina por circulación de aire u otros gases sobre el material a secar con el objetivo de que transporte el vapor de agua aunque en algunos procesos de secado no se utiliza gases transportadores, Las definiciones anteriores son validas para muchos casos, pero existen también notables excepciones para cada una de ellas. En el análisis sobre si una operación dada es de evaporación o de secado es completamente una cuestión de costumbre.

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3.0.1. Operaciones de Secado

El estudio del secado es de trascendental importancia en Ingeniería Química, debido a que es una operación unitaria básica, para el manejo de productos sólidos. Entre las operaciones unitarias, el secado, en su forma más primitiva es la primera de todas, pues el hombre desde que fue nómada, secó frutos utilizando la energía solar, no obstante, formas más elaboradas del secado han surgido. Aún así, el secado por energía solar, es una forma alternativa, utilizada en procesos de gran volumen y poca velocidad como el secado de granos, sobre todo de café.

En términos generales, el término secado se refiere a la eliminación de líquidos, en cantidades grandes, de un material sólido, por medio de vapor arrastrado por un gas. El líquido a remover, es generalmente agua, no obstante hay otros.

Existen procesos químicos industriales importantes en los cuales conviene el secado, entre otros, está el secado de la sal, la cual es pasada, una vez cristalizada por un túnel de aire, para eliminar el exceso de humedad en la misma, también se puede mencionar el secado del carbón, de productos alimenticios, de arena, entre otros.

Es usual el uso del secado como medio de preservación de materiales biológicos, en ocasiones, se llega hasta el límite de deshidratación, para disminuir la actividad bacteriana o microbiológica en general. Esto se debe, a que la actividad microbiológica cesa a niveles de humedad menores del 10%.

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3.0.2. Métodos de Secado

De acuerdo con el tipo de proceso de secado, se puede separar el proceso, en proceso continuo y proceso batch. En general, se comprende por secado continuo, el secado en procesos en los que no hay acumulación de sólidos en un recipiente cerrado. Obviamente, el proceso batch, es el proceso en el cual se alimenta un secador y se termina la operación en el momento en que se extrae todo el material alimentado.

De acuerdo con las condiciones en que se realiza el secado, pueden mencionarse los secadores en los cuales el calor se añade directamente a los materiales, por medio de aire caliente y a presión atmosférica. Otro método de secado consiste el secado al vacío, en el cual se trabajan materiales termolábiles. Finalmente está el secado en la liofilización, el agua se sublima directamente del material congelado.

3.1. Equipo para Secado

El equipo de secado, puede ser tan sencillo como un soplador con una resistencia adaptada, o tan complejo como un secador rotatorio.

3.1.1. Secado en Bandejas

El secador de bandejas, o secador de anaqueles, consiste en un gabinete, de tamaño suficientemente grande apara alojar los materiales a secar, en el cual se hace correr suficiente cantidad de aire caliente y seco. En general, el aire es calentado por vapor, pero no saturado, de modo que pueda arrastrar suficiente agua para un secado eficiente.

Es necesario hacer notar una situación interesante de optimización de secadores. En este caso, cuando se calienta el aire con vapor, debe tomarse en cuenta varios aspectos, si nos

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situamos en la carta psicométrica, el aire a utilizar, debe poseer una temperatura de bulbo húmedo alta, una entalpía alta, pero una humedad relativa baja.

Puesto, que la operación de secado, como cualquier operación de transferencia, depende del tiempo de contacto interfacial (el cual no varía notablemente en este tipo de secador debido a la variación de la velocidad del aire), el área de contacto interfacial (que para nuestro caso requerimos que sean sólidos en terrones, o granos, para aumentar esta relación), el gradiente de temperatura y de humedad y la resistencia. En general, en este tipo de secadores, las variables que pueden fijarse o variarse son los gradientes, he allí la importancia que el aire no entre frío ni húmedo, puesto que esto minimiza el gradiente y elimina la eficiencia del secador.

Esto último es cierto para todos los tipos de secadores, no obstante, es más marcado en este tipo de secador, puesto que en los siguientes, las otras variables no son tan rigurosamente fijas.

En la figura 1 se muestra un esquema de un secador de bandejas.

Figura 1: Secador de Bandejas

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3.1.2. Secadores indirectos al vacío con anaqueles

Este tipo de secador, es un secador por lotes, que funciona de manera similar al secador de bandejas. Este secador está formado por un gabinete de hierro con puertas herméticas, de modo que se trabaje al vacío. Los anaqueles están vacíos dónde se colocan las bandejas con los materiales húmedos. En términos generales, se trabaja con aire calentado con vapor. Esto no es siempre cierto, pues es posible utilizar agua caliente, para operaciones a temperaturas suficientemente bajas.

Cabe recordar, que este tipo de secadores, puede ser utilizado para el secado de materias termolábiles, como lo son algunos materiales biológicos y en ocasiones los farmacéuticos, aunque el secado de estos no es tan común.

La conducción de calor en este tipo de secadores es por radiación desde las paredes metálicas del secador. La humedad extraída del material es recogida por un condensador dispuesto en el interior.

3.1.3. Secadores continuos de túnel

Este tipo de secador está formado por un túnel, por el cual pasan bandejas o carretillas con el material a secar, dentro del túnel, se hace fluir, generalmente a contracorriente, aire caliente, el cual sirve para secar los sólidos. Este tipo de secador es típico de la industria alimenticia.

A diferencia de los secadores de bandejas, en este caso, el área superficial, no es tan importante, debido a que la velocidad del aire y el tiempo de estadía dentro del secador pueden variar en un rango muy amplio, por ende, estos secadores son muy utilizados para materiales grandes.

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La figura 2 muestra una disposición general de un secador de túnel.

Figura 2: Secador de túnel

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3.2 Deshidratación de las carnes La deshidratación es uno de los procedimientos mas antiguos de la conservación de las carnes. Se practica en los países de África y América asociado corrientemente con la salazón y ha dado a toda una gama de especialidades en carnes y que también se aplican en los embutidos. En Europa los productos afectados por ese tratamiento son, entre los embutidos, el salchichón, el salami, las salchichas curadas, y a nivel de los productos con integridad anatómica, el jamos seco y los productos análogos ( espalda, lacon, etc. ), la carne seca ( cecina ) de equinos y finalmente la panceta. La deshidratación de los productos de la industria carnica puede ser más o menos intensa. En relación con ese punto es corriente clasificar a los alimentos en tres categorías, teniendo en cuenta su contenido de agua y el valor de la actividad de es constituyente. Estos alimentos de contenido de alta humedad, de humedad intermedia y de escasa humedad, la carne pertenece a la primera categoría. 3.2.0. Propósito de la deshidratación de las carnes y Tecnología del secado. La deshidratación de las carnes tiene básicamente dos propósitos uno de los cuales era el mas importante, por lo que se lo practicaba en los tiempos antiguos, y es el de su conservación y el otro motivo es el que mas importancia tiene en la actualidad a la inversa de lo que era en los años anteriores y es debido que cuando se produce el secado la carne marinada se concentra y coge un sabor especial lo que hace que esta sea mas apetecida por las personas que la van a consumir. En nuestra época debido al adelanto de la ciencia con las neveras o frigoríficos la conservación del secado ya no es de mucha importancia como lo era antiguamente, aunque todavía es útil para ciertas ocasiones y

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lugares donde no se puede contar con refrigeración, un ejemplo de esto es en las guerras, en expediciones, campos, etc. La deshidratación de las carnes en los pueblos del continente Americano, ha sido generalmente utilizando la energía solar colocando la carne sazonada en cordeles al aire libre para que se deshidrate por efecto del aire que se encuentra a una temperatura ambiente un poco elevada y humedad ambiente baja. El equipo de secado que nosotros ideamos es uno tipo Bach, tiene en la parte interior un espacio de tamaño conveniente en el que se colocan cuerdas donde se coloca la carne a secar, el cual tiene como fuente de calor un horno a gas natural y el sistema de de ventilación es un extractor que conduce la corriente del viento por el secador y el aire hace contacto con la materia prima en este caso la carne produciéndose la deshidratación de la misma por evaporación. En la parte superior posterior se encuentra otro equipo extractor el cual evacua el aire húmedo que se produce en el secado. El otro equipo que es el mas conveniente debido al costo del producto final es el secador solar, en donde utilizamos como fuente de energía las radiaciones del sol y para dar la velocidad al aire utilizamos dos extractores como en el caso anterior, este equipo es de metal pintado de negro para que la energía se concentre y pueda obtenerse una temperatura elevada en el interior, así también en la parte superior ira un vidrio, el que se lo puede sacar y colocar nuevamente para poder colgar y descolgar las carnes.

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3.3. Contenido de humedad de equilibrio

Al igual que todo proceso de transferencia, el motor principal de la transferencia es un gradiente. Por ejemplo, en la transferencia de momentum, el gradiente era de presión (o altura, que induce una presión), para la transferencia de calor, era un gradiente térmico, en este caso, es un gradiente de concentración, más específicamente para secado de concentración de líquido en la corriente de vapor y el sólido, que se entiende como humedad.

Cuando se coloca en un secador un sólido, debido a la gran cantidad de aire que se hace fluir, a pesar que el aire se humedece, su variación de humedad no es considerable, por ende se considera como una humedad constante. El comportamiento de la humedad de un sólido con respecto del tiempo es decreciente asintótico, este valor límite al cual tiende la humedad luego de un tiempo suficientemente largo, supuesto infinito, se considera como su humedad al equilibrio, que es el contenido de humedad mínimo para una humedad de aire determinada. Este valor se expresa en lb de H2O por lb de sólido seco, o bien Kg.

Este tipo de datos suele estar tabulado en manuales específicos para cada material, no obstante, para materiales biológicos, estos datos suelen tomarse experimentalmente, lo cual no supone una técnica en exceso complicada, sino todo lo contrario, intuitiva.

A toda humedad que sobrepase la humedad en equilibrio, se le considera la humedad libre, que es la que obviamente puede ser removida aún del sólido. Nótese que esta temperatura de equilibrio, depende únicamente o casi solo de las propiedades del gas, es decir, humedad relativa, temperaturas de bulbo húmedo y seco, entalpía, etc.

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Figura 4: Gráfica de secado

Figura 5: Gráfica de secado

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Se ha dividido la gráfica en 4 segmentos, se puede observar que en la primera etapa la velocidad de secado es creciente, en forma exponencial, es decir, que en este punto la eficiencia del secado es sumamente alto,

Una vez, se prosigue, se crece en forma lineal, en este punto en secado sigue acelerando, pero ya no en la misma proporción que solía ser en la parte exponencial.

Finalmente se llega a un tramo en que la velocidad de secado es constante, aquí no hay que confundir los términos, puesto que la velocidad de secado no decrece, pero dejó de crecer, es decir, la gráfica de la aceleración de secado, sería creciente en el primer segmento, constante en el segundo y en este sería cero, finalmente sería negativa en el área de velocidad decreciente.

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Humedad y Saturación

Tabla Psicrometrica

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Capitulo IV

4.0. Humedad Y Presión de vapor 4.0.1 Introducción: Entre los métodos más económicos para separar y purificar los materiales, están aquellos que se basan en la diferencia de propiedades físicas de los materiales en cuestión. Para el ingeniero una de las propiedades mas importantes es el punto de ebullición y la presión de vapor los cuales están íntimamente relacionados, la diferencia en el punto de ebullición o la presión de vapor permite que la separación de dos líquidos que forman una solución se efectúe mediante la destilación. Esta es la técnica mas antigua y la mas utilizada en la ingeniería química. 4.0.2. Vapor y Gas: Los términos vapor y gas han sido usados de una manera demasiado indefinida. Una sustancia gaseosa que se encuentra a una temperatura menor que la critica generalmente se denomina vapor, debido a que puede llegar a condensarse. El termino gas se utiliza para describir una sustancia que se encuentra muy por encima de su punto critico es decir un gas no puede condensarse. Vapor si se condensan ( H2O, etc. ) Gases no se condensan ( Aire, CO2, CO, etc. )

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Vaporización y Condensación

4.0.3. Vaporización o evaporación.- Se llama así al fenómeno en el cual un liquido se transforma en vapor. 4.0.4. Condensación.- Es el mismo fenómeno inverso a la vaporización, es decir representa el cambio de la fase vapor de una sustancia a la fase liquida. 4.1. Presión de Vapor de un liquido puro.- Cuando un líquido se evapora dentro de un espacio limitado, tiene lugar a dos procesos opuestos: 1º) El proceso de vaporización tiende a pasar el liquido al estado de vapor. 2º) El proceso de condensación tiende volver el vapor formado a su estado liquido original. Si existe liquido suficiente, llegara un momento en que la velocidad de vaporización sea igual a la velocidad de condensación. Cuando se alcanza esta condición se establece un equilibrio dinámico. La presión ejercida por el vapor en tales condiciones se denomina presión de vapor del líquido. Todos los líquidos presentan presiones de vapor definidas a todas las temperaturas posibles.

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4.1.0. Punto de ebullición.- Cuando una superficie liquida esta expuesta a un espacio en el que la presión de vapor del líquido es igual a la presión total, tiene lugar a una vaporización rápida que se conoce como ebullición. Cualquier sustancia tiene un numero infinito de puntos de ebullición, aunque por costumbre se dice que el punto de ebullición del liquido es cuando la presiono de vapor del liquido es igual a la presión de una atmósfera. 4.1.1. Punto de Roció.- Es el mismo punto de ebullición que recibe el nombre cuando el fenómeno que se produce es el de la condensación en vez de la vaporización, así el punto de roció del agua a la presión de una atmósfera es igual a 100 ºC. 4.2. Humedad.- Considerando la presencia de vapor de agua en todo tipo de gases se ha dedicado una atención especial a este caso de humedad H se la define como: H = m H2O / m B Donde m H2O es igual a la masa molecular del vapor de agua en la mezcla gaseosa húmeda y mB es igual al peso o masa del gas

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B exento del vapor de agua presente en la mezcla gaseosa húmeda. 4.2.0. Humedad molar.- La humedad molar se define de la siguiente manera: Hm = n H2O/nB Donde n H2O es igual al número de moles del vapor de agua en la mezcla gaseosa húmeda y nB es igual al número de moles del gas B exento las moles de agua presente en la mezcla gaseosa húmeda. 4.2.1. Porcentaje de humedad relativa.- En saturación parcial utilizamos el concepto de saturación parcial. Por lo tanto cuando el vapor de agua usado es el de agua, el porcentaje de saturación relativa toma el nombre de humedad relativa o simplemente humedad relativa la que se define así. Hr = PH2O / P·H2O * 100 Donde PH2O menor que P·H2O

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4.3. Diagrama psicrométrico]

Es un diagrama que relaciona múltiples parámetros relacionados con una mezcla de aire: temperatura, humedad relativa, humedad absoluta, punto de rocío, entalpía o calor total, calor sensible, calor latente y volumen específico del aire.

El diagrama no es constante, ya que es variable con la altura sobre el nivel del mar. Es usual en la bibliografía encontrarlo para la altura a nivel del mar.

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Parte Experimental

Cecinas

Capitulo V. Parte experimental

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En la parte experimental realizaremos varios secados con los tres tipos de carnes distintos (res, cerdo y ave), cambiando las variables de temperatura y velocidad del aire, para poder determinar el tiempo mínimo de secado como también la cantidad de agua que conviene extraer de la carne a una humedad relativa ambiente distinta, la cantidad de carne que se toma para el secado es aproximadamente la misma. Ahora detallaremos los pasos que seguimos en la elaboración de las carnes cecina. 5.0. Selección de la Materia Prima La materia prima que empleamos en este proceso de cecinas como sabemos es la carne que puede ser de Res, Cerdo o Ave, pero tenemos que saber escoger el músculo del animal adecuado para el secado en las tres distintas especies, así entonces: Para la Res la carne debe ser su contextura blanda ósea suave y la parte de este animal recomendado es la pulpa negra o la pajarilla. En las aves es mejor utilizar la parte mas carnuda y seca de estos animales por lo tanto es recomendable utilizar la pechuga y por ultimo en el cerdo, como sabemos es una especie donde su carne contiene mucha grasa lo cual es perjudicial para el secado, por lo que debemos escoger la parte de este animal que tenga poco contenido de manteca.

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Fileteadora de Carne

5.1. Fileteo de la carne.

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Uno de los primeros pasos en las carnes cecinas es el de filetear la misma, es preferible hacerlo de un espesor pequeño para facilitar el secado de la carne ( 3mm. Aproximadamente ), si la carne queda de mucho espesor, la humedad que esta posee es difícil extraerla de la muestra y la parte superficial secaría mientras que la parte del centro va a contener bastante humedad lo que es perjudicial, y existirá entonces desarrollo microbiano, ocasionando que se malogre. Generalmente se filetea la carne en forma artesanal en los lugares que se produce la cecina en nuestro pais y esta casi siempre es para el consumo personal, pero para producir industrialmente existen los equipos o maquinas fileteadotas, podemos verlas en las tiendas de supermercados de carnes, donde la utilizan además en los jamones, mortadelas, etc. 5,2. Marinado de la carne El marinado que le vamos hacer a la carne es a la manera que la realizan en el Ecuador en especial en la provincia de Loja, y la realizamos de la siguiente forma: Una vez fileteada la carne de un espesor no muy grande, aproximadamente de 3 mm. de acuerdo a la conveniencia para el secado. Debemos tener preparado los condimentos ósea el aliño en donde tenemos que introducir la carne, utilizaremos los siguientes ingredientes: 1º) Vinagre 2º) Ajo

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3º) Cebolla 4º) Pimienta picante 5º) Comino 6º) Orégano 7º) Sal Las cantidades que ponemos como ejemplo es tomando una base de cálculo de medio litro de vinagre, aproximadamente son los siguientes pesos: 500 ml. de vinagre 60 gr. de ajo 110 gr. de cebolla 2,1 gr. de pimienta 8,4 gr. de comino 3,0 gr. de orégano 40 gr. de sal 5.2.0. Preparación del aliño Lavamos el ajo y la cebolla y también los pelamos, luego los licuamos junto con un poco de vinagre donde añadimos también la sal y las demás especies hasta hacerlos un pasta, luego en un recipiente colocamos lo que hemos licuado y agregamos una cantidad suficiente de vinagre para completar todas las proporciones y lo mezclamos hasta que este uniforme, y este será nuestro aliño con el que condimentaremos la carne. Ahora procedemos a marinar la carne y para esto la sumergimos en el aliño y que este totalmente cubierta para que esta se embeba totalmente y penetre en la carne los condimentos, debe estar un tiempo de unas cinco horas como minimo, para que este ya lista para la siguiente paso en la elaboración de la carne cecina 5.2.1. Finalidad del marinado de la carne

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El motivo por el cual marina la carne es en primer lugar el de que esta obtenga un sabor agradable o sea que este como ya lo dijimos sazonada, este sabor mejora aun con el secado y queda lista para ya ser preparada en el plato típico que se van a servir. El otro motivo es para que estos condimentos ayuden a que la carne se conserve mejor y no se descomponga por acción microbiana, esto sucede por que los microorganismos no pueden desarrollarse en estos ambientes, ya que el vinagre tiene un ph acido y la cebolla, el ajo y las demás especies actúan de manera no beneficiosa para la vida de estos seres. También se disminuye la aw al aumentar la concentración de sólidos que se encuentran en el aliño y pasan a la carne cuando se la sumerge en el aliño.

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Carne en recipiente marinando

5.3. Proceso del secado de la carne

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Una ves ya marinada la carne por el tiempo necesario, ya estamos listos para proceder al secado de la misma, en este paso primero escurrimos la carne lo máximo que podamos, la prensamos para que pierda la mayor cantidad de humedad posible, luego la llevamos a la balanza para determinar la cantidad que pesa, para poder saber aproximadamente la cantidad de humedad que necesitamos extraer. La manera que recomendamos de colocar la carne en el secador, es en la misma forma que se la ubica en la manera artesanal y es el de colocar cordeles dentro del mismo que estén en la dirección paralela a la dirección de la corriente de aire para luego tender la carne en los hilos. Cuando ya se haya extraído l a mitad de la humedad que deseamos eliminar la volteamos para que se seque uniformemente de ambos lados y sea mejor y pareja la deshidratación de las carnes.

Carne para escurrir

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Carne escurrida

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Peso de carne escurrida

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5.3.0. Cantidad de humedad de la carne

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Por separado debemos determinar la cantidad de humedad que contiene el tipo de carne que estamos procesando en el secado. Para esto tomamos una muestra de la misma la cortamos bien delgada y la pesamos, anotamos este dato que nos va a servir para poder saber la cantidad de agua que contiene esta carne. Luego la muestra la llevamos a la estufa y elevamos la temperatura lo suficiente para evaporar la humedad de la carne hasta que ya se obtenga solamente carbón, ósea que ya se queme, después pesamos el residuo que quedo y finalmente por diferencia de pesos ya sabremos la cantidad de agua que contiene esta. Y el porcentaje de humedad lo obtenemos realizando una operación aritmética, dividiendo la cantidad de agua que contiene la carne para el peso total multiplicado por cien, ejemplo. A = Peso carne fresca = 75 gr B= Peso del residuo = 26 gr C = Cantidad de humedad = A - B C = 75 – 26 = 49 Cantidad de humedad = 49 gr D = % de humedad = ( C / A ) * 100 D = ( 49 / 75 ) * 100 = 65 % Entonces el porcentaje de humedad de esta carne será del 65% El propósito para determinar la humedad que contiene la carne es, ya cuando tenemos esta información, sabremos también la cantidad de agua que debemos extraer o hasta cuando debemos secarla y por lo tanto el tiempo que debemos utilizar para que ya este terminado este proceso.

Secador de Túnel

80

Secador de túnel de la facultad

5.3.1. Operación de secado

81

Cuando empezamos en la operación unitaria del secado, una vez realizados los pasos anteriores, en el equipo de secado tienen que estar cordeles tendidos en forma paralela ala dirección de la corriente del aire. Colocamos las carnes en los hilos de manera uniforme separados una distancia adecuada, sabiendo ya la humedad ambiente y también la humedad relativa, para que nos sirvan como información para calcular aproximadamente el tiempo que durara la operación de secado. Encendemos el sistema de calor (en el caso de nesecitar una fuente de calor artificial o si no el secador solar expuesto ya en el ambiente), también conectamos la ventilación y tomamos el tiempo de inicio, la carne empieza a perder humedad y permanece así hasta cuando haya perdido la mitad de lo que nosotros deseamos extraerle, luego la volteamos para que el secado sea uniforme ósea parejo y cuando la cantidad de humedad que se ha extraído sea la que deseamos ya se concluye y se apaga los equipos. Como referencia para saber cuando la carne ya esta próxima, es su cambio de color a color oscuro lo que significa a que ya esta cercano el fin de la deshidratación

82

Controlando Válvulas de presión del vapor

83

Condensado del vapor en el secador

84

Determinando velocidad del aire

85

Temperaturas de Bulbo Húmedo y seco Tomando temperaturas de bulbo húmedo y seco

86

5.4. Embasado y sellado El embase a utilizar son las fundas plásticas de material grueso e impermeable se recomienda el polifan y vamos a utilizar dos unidades en el empaque, para que la cecina se conserve en buen estado y su tiempo de duración sea mayor.

Cuando el secador a culminado el tiempo de operación, la carne debe ser tratada higiénicamente para no contaminarla con microbios. Primero introducimos la carne cecina en la primera funda con mucho cuidado en la higiene y luego pasa a la maquina selladora, este sellado preferiblemente debe ser al vacío, para que no exista oxigeno en el interior y sea un recurso para evitar la oxidación y la contaminación microbiana. Luego la introducimos en la segunda funda de mayor tamaño que la primera y también procedemos al sellado el segundo sello es menos de cuidado que el primero, debido a que es un refuerzo del primer empaque y puede ser de un material diferente que el prime sello (polifan).

87

Cálculos

88

Diagrama del secador de túnel

Ahora describimos el secador experimental de túnel de Operaciones Unitarias en nuestra facultad y ubicaremos los puntos con números, para poder entender los datos de nuestros practicas.

( 4 ) ( 2 ) ( 1 ) ( 3 )

Figura 2: Secador de túnel

( 1 ) Entrada del aire ( 2 ) Salida del aire ( 3 ) fuente de calor ( 4 ) Recirculación

89

5.5. Cálculos.

Vamos a realizar prácticas de deshidratación de las carnes con diferentes temperaturas y velocidades del aire en el secador de túnel de la facultad en el laboratorio de operaciones unitarias, y poder determinar cuales son las variables convenientes. En la pagina anterior realizamos un diagrama de secador de túnel experimental esto nos sirve para poder comprender nuestros datos.

Prueba Nº 1

Humedad Relativa ambiente Y humedad ambiente Para determinar la humedad relativa ambiente nos valemos del diagrama psicrometrico y de las temperaturas de bulbo húmedo y bulbo seco y son las siguientes: Tbs = 26 ºC = 79 ºF Tbh = 19 ºC = 66 ºF Según el diagrama psicrometrico la humedad relativa ambiente en la ciudad de Guayaquil en este momento es: Ambiente Hr = 51% según diagrama Psicometrica Humedad ambiente de 0,0154 mol H2O/mol. Aire seco Humedad de la carne Peso inicial = 27,8 gr Peso final = 8,7 gr Humedad = 27,8 – 8,7 = 19,1 gr % Humedad = ( 19,1 / 27,8 ) * 100 = 69 % % Humedad de la carne = 69 %

90

Tabla Nº 7

Velocidad de secado

Tiempo min. Perdida humedad Lbs. 0 0

10 0,072 20 0,19 30 0,28 40 0,39 50 0,47 60 0,51

Grafico Pérdida de humedad

Secado de Carnes

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo min.

Perd

ida

de h

umed

ad L

bs.

Serie1

91

Tabla Nº 8

Humedad pérdida

Tiempo (min.) Lbs. evaporadas Perdida de humedad

0 0,00 1,51 10 0,072 1,44 20 0,19 1,32 30 0,28 1,23 40 0,39 1,12 50 0,47 1,04 60 0,51 0,98

Grafico humedad pérdida

Secado de Carnes

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo (min.)

Perd

ida

de h

umed

ad L

bs.

Serie1

92

Tabla Nº 9

Velocidad de secado de la carne de res

Grafica Velocidad secado carne de res

Velocidad de secado

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo min.

Kg/

m2/

hr

Serie1

Tabla Nº 10

Tabla de temperatura de bulbo seco y bulbo húmedo

Posición 2 Equipo Posición 1 Tbs Tbh Tiempo(min.) Tbs Tbh

93

53 29 10 55 28 55 30 20 57 28 56 31 30 57 30 57 30 40 57 30 50 57 30 60

Calculo de energía consumida en el proceso Energía consumida es igual al producto de la masa de vapor condesado por calor de condensación del vapor E = energía m = masa del vapor condensado L = calor de condensación del vapor E = m * 533,37 Kcal. / Kg.

Tabla Nº 11

Tiempo (min.) Condensado( Kg. ) Energía (Kcal.) 5 3,12 1664,13

10 3,25 1733,45 15 3,25 1733,45 20 3,25 1733,45

Promedio 3,22 1717,45 Total =54 35,1 18708,3

La cantidad de energía promedio consumida en este secado es de 18708,3 Kcal.

Tabla Nº 12 Velocidad del aire

Tiempo (seg) Vueltas Velocidad(mt./seg.)

10 1,25 12,5

94

10 1,30 13,0 10 1,30 13,0

Promedio 1,28 12,8

La velocidad promedio del aire en el secador de túnel en esta práctica es de 12,8 metros por segundo.

Prueba Nº 2 Obtenemos la humedad relativa ambiente, para esta prueba con las temperaturas de bulbo húmedo y seco del ambiente. Tbs = 28 ºC = 82 ºF Tbh = 24 º C = 75 ºF Según el diagrama psicrometrico tomando las temperaturas de bulbo húmedo y seco hallamos la humedad relativa ambiente en la ciudad de Guayaquil y es: En la ciudad de Guayaquil en este instante la Hr = 69 % Y la humedad ambiente es 0,028 mol H2O/ mol Aire seco La humedad de la carne que determinamos en la práctica anterior es la misma que necesitamos ahora por lo que ya no realizaremos este cálculo

Tabla Nº 13

Tabla Humedad Pérdida

Tiempo (min.)

Lb. evapora

0 0 5 0,1

95

10 0,2 15 0,27 20 0,33 25 0,38 30 0,44 35 0,48 40 0,52 45 0,56 50 0,59 55 0,62 60 0,65

Grafico Pérdida de Humedad

Secado de Carnes

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo min.

Perd

ida

hum

edad

Lbs

.

Serie1

Tabla Nº 14

Tabla Humedad Pérdida

Tiempo min. Humedad Lbs.

Perdida humedad Lbs.

0 0 1,38 5 0,10 1,28

96

10 0,20 1,18 15 0,28 1,10 20 0,36 1,03 25 0,42 0,97 30 0,47 0,92 35 0,49 0,87 40 0,54 0,82 45 0,57 0,79 50 0,60 0,76 55 0,63 0,73 60 0,65 0,75

Grafico Humedad Pérdida

Secado de Carnes

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo min.

Hum

edad

Lbs

.

Serie1

97

Tabla Nº 15

Tabla de velocidad de secado

Tiempo Lb. Evapora

Kg. Evapora

V ( Kg./hr ) Tiempo (min.)

Kg./m2/hr

0 0 0 0 0 0 5 0,1 0,045 0,545 5 4,622

10 0,18 0,082 0,491 10 4,160 15 0,26 0,118 0,473 15 4,006 20 0,35 0,159 0,477 20 4,045 25 0,41 0,186 0,447 25 3,790 30 0,46 0,209 0,418 30 3,544 35 0,51 0,232 0,397 35 3,368 40 0,55 0,250 0,375 40 3,178 45 0,58 0,264 0,352 45 2,979 50 0,63 0,286 0,344 50 2,912 55 0,65 0,295 0,322 55 2,731 60 0,68 0,309 0,309 60 2,619

Grafica Velocidad de Secado

Velocidad de secado

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo min.

Kg/

m2/

hr

Serie1

98

Tabla Nº 16


Posición Nº 2 Posicion Nº 1

Tbs Tbh Tiempo (min.)

Tbs Tbh

57 31 5 62 29 60 32 10 64 29 59 32 15 64 29 61 32 20 65 29 62 32 25 65 30 60 33 30 65 30 63 34 35 62 34 40 62 33 45 62 33 50

Calculo del consumo de energía en el secador Para esta temperatura que corresponde una presión del vapor del caldero en el secador, el calor latente de condensación nos sirve para calcular la energía consumida en el proceso y es el siguiente: = 525 Kcal. / Kg.

99

Tabla Nº 17 Calculo de energía consumida en el proceso

Nº Condensado( Kg. ) Energía (Kcal.) 1 2,5 1312,5 2 2,3 1207,5 3 2,3 1207,5 4 2,3 1207,5

Promedio 2,35 1233,8 Total = 65 30,55 16038,8

La energía consumida en este proceso es de 16038,8 Kcal. La velocidad del aire que utilizamos en este proceso fue mayor que en la prueba anterior.

100

Practicas definitivas Carne de Res Realizamos varios procesos de deshidratación de las carnes y concluimos que a una temperatura que oscile entre 60 y 65 º C se obtienen buenos resultados en la deshidratación de las carnes y la velocidad del aire puede ser la mayor posible mientras no se caigan del cordel las muestras, nosotros utilizaremos una velocidad del aire de 14,0 mt. / seg. aproximadamente y según nuestras experiencia realizadas anteriormente la humedad que debemos extraer a la carne es del 50 % del peso total de la carne, esto para un periodo mas largo de conservación pero si solo se deseas pocos días entonces puede ser el 40 o 35% lo que debemos extraer de humedad a la carne. Humedad Relativa ambiente Y humedad ambiente Para determinar la humedad relativa ambiente nos valemos del diagrama psicometrico y de las temperaturas de bulbo húmedo y bulbo seco y son las siguientes: Tbs = 26 ºC = 78 ºF Tbh = 20 ºC = 64 ºF Según el diagrama psicrometrico la humedad relativa ambiente en la ciudad de Guayaquil es: Ambiente Hr = 53% según diagrama Psicrometrico Humedad ambiente de 0,0165 mol H2O/mol. Aire seco

101

Humedad de la carne Peso inicial = 32,08 gr Peso final = 9,6 gr Humedad = 32,08 – 9,6 = 22,4 gr % Humedad = ( 22,4 / 32,08 ) * 100 = 70 % % Humedad de la carne = 70 %

102

Tabla Nº 18

Datos Experimentales de la operación de secado de la carne res a 65 ºC

Peso de la muestra

2,2 Lbs.

1 Kg.

% humedad inicial

70 %

Peso de agua inicial

1,54 Lbs.

0,70 Kg.

Peso de carne seca

1,25 Lbs

0,57 Kg.

% humedad final

27 %

Peso de agua

evaporada

0,946 Lbs.

0,43 Kg.

Área de secado

1,66 * 10-5 cm2

0,166 m2

Espesor de la muestra

0,3 cm.

0,003mt

103

Tabla Nº 19 Tabla de velocidad de secado

Tiempo(min.) Lbs. evapora

0 0,00 5 0,10

10 0,20 15 0,29 20 0,38 25 0,47 30 0,55 35 0,64 40 0,72 45 0,76 50 0,80


Secado de carnes

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 10 20 30 40 50 60

Tiempo (min.)

Per

dida

de

hum

edad

( Lb

s.)

Serie1

104

Tabla Nº 20

Grafico Humedad Perdida

Tiempo (min.) Humedad perdida Lbs.

0 1,68 5 1,58

10 1,48 15 1,39 20 1,3 25 1,21 30 1,13 35 1,04 40 0,96 45 0,92 50 0,88

Grafico Humedad Perdida Secado de carnes

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

0 10 20 30 40 50 60

Tiempo (min.)

Hum

edad

per

dida

(L

bs.)

Serie1

105

Tabla Nº 21

Velocidad de secado de la carne de res

Tiempo (min.)

Lb. Evapora

Kg. Evapora

V ( Kg./hr ) Tiempo (min.)

Kg./m2/hr

0 0 0 0 0 0 5 0,1 0,045 0,545 5 4,785

10 0,2 0,091 0,545 10 4,785 15 0,29 0,132 0,527 15 4,625 20 0,38 0,173 0,518 20 4,545 25 0,47 0,214 0,513 25 4,498 30 0,55 0,250 0,500 30 4,386 35 0,64 0,291 0,499 35 4,375 40 0,72 0,327 0,491 40 4,306 45 0,76 0,345 0,461 45 4,040 50 0,8 0,364 0,436 50 3,828

Grafica Velocidad secado carne de res

velocidad de secado

0

1

2

3

4

5

6

0 10 20 30 40 50 60

tIEMPO min.

Kg/

m2/

hr

Serie1

106

Tabla Nº 22 Tabla de temperatura de bulbo seco y bulbo húmedo

Posición 2 Equipo Posición 1

Tbs Tbh Tiempo (min.)

Tbs Tbh

50 31 5 55 31 58 31 10 62 31 60 31 15 64 31 61 32 20 65 32 60 32 25 65 32 62 31 30 66 31 62 31 35 66 31 63 31 40 66 31

107


Tabla Nº 23 Tiempo (min.) Condensado( Kg. ) Energía (Kcal.)

5 2,95 1551,81 10 2,5 1315,1 15 2,5 1315,1 20 2,5 1315,1

Promedio 2,61 1372,96 Total =54 28,45 14965,31


Tabla Nº 24

Velocidad del aire

Tiempo (seg) Vueltas Velocidad(mt./seg.) 10 1,42 14,2 10 1,44 14,4 10 1,43 14,3

Promedio 1,43 14,3

La velocidad del aire promedio es de 14,3 mt./seg.

108

Carne de Cerdo Humedad Relativa ambiente Y humedad ambiente Para determinar la humedad relativa ambiente nos valemos del diagrama psicrometrico y de las temperaturas de bulbo húmedo y bulbo seco y son las siguientes: Tbs = 29 ºC = 84 ºF Tbh = 21 ºC = 70 ºF Según el diagrama psicometrico la humedad relativa ambiente en la ciudad de Guayaquil es: Ambiente Hr = 50% según diagrama Psicrometrico Humedad ambiente de 0,021 mol H2O/mol. Aire seco Humedad de la carne Peso inicial = 85 gr Peso final = 25 gr Humedad = 85 – 25 = 60 gr % Humedad = ( 60 / 85 ) * 100 = 71 % % Humedad de la carne = 71 %

109

Tabla Nº 25

Datos Experimentales de la operación de secado de la carne Cerdo a 65 ºC

Peso de la muestra

2,19 Lbs.

0,99 Kg.

% humedad inicial

71 %

Peso de agua

inicial

1,55 Lbs.

0,70 Kg.

Peso de carne seca

1,27 Lbs.

0,60 Kg.

% humedad final

28 %

Peso de agua evaporada

0,92 Lbs.

0,3 Kg.

Área de secado

1.58 * 10-5 cm2

0,158 mt2

Espesor de la

muestra

0,3cm.

0,003mt

110

Tabla Nº26 Tabla de velocidad de secado

Tiempo(min.) Lbs. evapora V ( Lbs. / min. ) 0 0,00 0,00 5 0,10 0,008

10 0,19 0,015 15 0,26 0,021 20 0,34 0,028 25 0,39 0,033 30 0,44 0,037 35 0,49 0,041 40 0,54 0,045 45 0,59 0,049 50 0,63 0,053 55 0,66 0,055 60 0,69 0,058 65 0,71 0,059


Secado de Carnes

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo (min.)

Hum

edad

per

dida

Lbs

.

Serie1

111

Tabla Nº 27


Tiempo (min.) Lbs. Perdidas Humedad perdida Lbs.

0 0,00 1,75 5 0,10 1,65 10 0,19 1,67 15 0,26 1,60 20 0,34 1,54 25 0,39 1,49 30 0,44 1,44 35 0,49 1,39 40 0,54 1,34 45 0,59 1,29 50 0,63 1,25 55 0,66 1,22 60 0,69 1,19 65 0,72 1,16


Secado de Carne

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo (min.)

Hum

edad

per

dida

Lbs

.

Serie1

112

Tabla Nº 28 Velocidad de secado de la carne de Cerdo

Lb.

Evapora Kg.

Evapora V ( Kg./hr ) Tiempo Kg./m2/hr

(min.) 0 0 0 0 0

0,1 0,045 0,545 5 4,040 0,19 0,086 0,518 10 3,838 0,26 0,118 0,473 15 3,502 0,34 0,155 0,464 20 3,434 0,39 0,177 0,425 25 3,152 0,44 0,200 0,400 30 2,963 0,49 0,223 0,382 35 2,828 0,54 0,245 0,368 40 2,727 0,59 0,268 0,358 45 2,649 0,63 0,286 0,344 50 2,545 0,66 0,300 0,327 55 2,424 0,69 0,314 0,314 60 2,323

Grafica Velocidad secado carne de Cerdo

Velocidad de secado

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo min.

Kg/

m2/

hr

Serie1

113

Tabla Nº 29


Posición 2 Equipo Posición 1 Tbs Tbh Tiempo

(min.) Tbs Tbh

61 31 5 64 32 62 31 10 65 32 63 31 15 65 32 63 31 20 65 32 63 31 25 66 32 64 31 30 66 32 64 31 35 66 32 64 32 40 67 33 64 32 45 67 33 64 32 50 66 33 65 32 55 67 33 65 32 60 67 33

114

Calculo de energía consumida en el proceso Energía consumida es igual al producto de la masa de vapor condesado por calor de condensación del vapor 526,04 Kcal. / Kg.

Tabla Nº 30

Tiempo (min.) Condensado( Kg. ) Energía (Kcal.) 5 2,95 1551,81

10 2,5 1315,1 15 2,5 1315,1 20 2,5 1315,1

Promedio 2,61 1372,96 Total =64 33,7 17709,1


La velocidad del aire promedio es la misma que en el proceso anterior ósea es de 14,3 mt./seg.

115

Carne de Pollo Humedad Relativa ambiente Y humedad ambiente Para determinar la humedad relativa ambiente nos valemos del diagrama psicrometrico y de las temperaturas de bulbo húmedo y bulbo seco y son las siguientes: Tbs = 26 ºC = 78 ºF Tbh = 20 ºC = 64 ºF Según el diagrama psicrometrico la humedad relativa ambiente en la ciudad de Guayaquil es: Ambiente Hr = 48 % según diagrama Psicrometrica Humedad ambiente de 0,018 mol H2O/mol. Aire seco Humedad de la carne Peso inicial = 78 gr Peso final = 20 gr Humedad = 78 – 20 = 58 gr % Humedad = ( 58 / 78 ) * 100 = 75 % % Humedad de la carne = 75 %

116

Tabla Nº 31 Datos Experimentales de la operación de secado

de la carne de ave a 65 ºC

Peso de la muestra

1,94 Lbs.

0,88 Kg.

% humedad inicial

75 %

Peso de agua

inicial

1,46 Lbs.

0,66 Kg.

Peso de carne seca

1,14 Lbs.

0,52 Kg.

% humedad final

30 %

Peso de agua evaporada

0,87 Lbs.

0,40 Kg.

Área de secado

1,57 * 10-5

0,157 mt2

Espesor de la

muestra

0,3 cm

0,003 mt

117

Tabla Nº 32

Tabla de velocidad de secado

Tiempo(min.) Lbs. evapora V ( Lbs. / min. ) 0 0,00 0,00 5 0,10 0,008

10 0,18 0,015 15 0,26 0,022 20 0,35 0,029 25 0,41 0,034 30 0,46 0,038 35 0,51 0,043 40 0,55 0,046 45 0,58 0,048 50 0,63 0,053 55 0,65 0,055 60 0,68 0,057


Secado de Carnes

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo (min.)

Perd

ida

hum

edad

Lbs

.

Serie1

118

Tabla Nº 33 Grafico Humedad Perdida

Tiempo (min.) Humedad perdida

Lbs. 0 1,23 5 1,13

10 1,05 15 0,97 20 0,91 25 0,85 30 0,80 35 0,75 40 0.71 45 0,67 50 0,63 55 0,60 60 0,57


Secado de Carnes

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo min.

Velc

idad

Kg.

/hr./

min

.

Serie1

119

Tabla Nº 34 Velocidad de secado de la carne de Pollo

Tiempo Lb.

Evapora Kg.

Evapora V ( Kg./hr ) Tiempo

(min.) Kg./m2/hr

0 0 0 0 0 0 5 0,1 0,045 0,545 5 4,622

10 0,18 0,082 0,491 10 4,160 15 0,26 0,118 0,473 15 4,006 20 0,35 0,159 0,477 20 4,045 25 0,41 0,186 0,447 25 3,790 30 0,46 0,209 0,418 30 3,544 35 0,51 0,232 0,397 35 3,368 40 0,55 0,250 0,375 40 3,178 45 0,58 0,264 0,352 45 2,979 50 0,63 0,286 0,344 50 2,912 55 0,65 0,295 0,322 55 2,731 60 0,68 0,309 0,309 60 2,619

Grafica Velocidad secado carne de Pollo

Velocidad de secado

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo min.

Kg/

m2/

hr

Serie1

120

Tabla Nº 35


Posición 2 Equipo Posición 1 Tbs Tbh Tiempo

(min.) Tbs Tbh

53 29 5 57 32 59 30 10 63 31 60 30 15 65 31 60 29 20 64 32 59 30 25 63 31 60 30 30 63 31 60 30 35 64 31 60 30 40 64 31 61 30 45 65 31 61 31 50 65 32 62 31 55 66 32 62 31 60 66 32


121

Tabla Nº 36

Tiempo (min.) Condensado( Kg. ) Energía (Kcal.) 10 2,95 1551,81 20 2,5 1315,1 30 2,5 1315,1 40 2,5 1315,1

Promedio 2,61 1372,96 Total =58 30,7 16148,2

La cantidad de energía promedio consumida en este secado es de 16148,2 Kcal. La velocidad del aire promedio es igual que en las operaciones anteriores que realizamos.

122

Secador Solar

Capitulo VI

123

6.0. Secador Solar 6.0.1. Introducción: Debido a que los alimentos secos son más ligeros, ocupan pequeños espacios y no requieren refrigeración, existe una tradición de secar una variedad de productos alimenticios, colocándolos sobre una superficie libre de bacterias y exponiéndolos al sol directamente, durante largos períodos con la finalidad de preservarlos para un uso posterior. El uso de esta técnica acarrea elevadas pérdidas de producción, puesto que la carne queda expuesta, durante lapsos prolongados a condiciones adversas y a la acción de depredadores y la calidad del producto al final del proceso no es buena. Una manera de disminuir la merma y obtener producto seco y de buena calidad es secándolo en el sol, en un horno o en un deshidratador de alimentos, bajo condiciones climatológicas controladas, es decir, por medio del uso correcto de la combinación de temperatura de calentamiento, baja humedad y corriente de aire, utilizando para ello energía proveniente del sol, de la electricidad o de un combustible. Por lo menos en principio, esta afirmación es valedera; pero se ve dificultado por algunos factores: El nivel de instrucción de los productores, Los costos de la tecnología de secado, El volumen de producción, y La disponibilidad de energía convencional. Un sistema de secado y almacenamiento exige costos de inversión relativamente elevados. La adquisición de tal sistema requiere además el adiestramiento técnico del operador, para que se pueda aprovechar al máximo los beneficios que esa nueva tecnología puede ofrecer, pues las ventajas del sistema dependen del buen manejo.

124

Además de conocer las características del equipo adquirido, el productor debe saber que su capacidad de negociación aumenta en la comercialización. El aprovechamiento correcto de esa capacidad puede llevarlo a maximizar sus utilidades. Debido a los costos iniciales aludidos, para que el uso de las técnicas de secado y almacenamiento sea económicamente viable, debe haber un nivel de producción mínimo. Con todo, es un error suponer que esta tecnología es recomendable sólo para grandes producciones. Las variaciones de la técnica extienden su utilización a un abanico bastante amplio de producción. Como es natural, a medida que se traten volúmenes mayores, mejor será el tratamiento que ellos podrán recibir, por los refinamientos que se podrán incorporar a los sistemas. En los métodos de secado más modernos, los intercambios de aire y masa entre producto y ambiente se producen principalmente por convección de aire forzado. La falta de energía eléctrica para impulsar estos ventiladores es una de las mayores trabas que impide la popularización del sistema de secado y almacenamiento a nivel de predio. Por otro lado la mayor parte de nuestro país se beneficia con una cantidad apreciable de energía solar disponible para secar productos alimenticios. El secado solar es una técnica que puede contribuir a reducir mermas en el proceso de muchos productos, mejorar su calidad y contribuir a elaborar nuevos elementos. La construcción de los secadores solares no requiere de alta tecnología y pueden adaptarse a los diferentes niveles de desarrollo tecnológico de una región determinada. También es importante anotar, que esta tecnología puede usarse en forma descentralizada, usa energía renovable, disponible en la mayor parte del país y no tiene efectos negativos sobre la ecología.

125

El secador solar es el adecuado para la industria de estas carnes, debido a que los costos de producción se reducen en una cantidad considerable, ya que la energía que utilizamos es sin precio de dinero, como es la energía del sol para el secado, es por esto que esta actividad es conveniente realizarla en los lugares de nuestro país que sean de geografía desértica, ya que en estos lugares el sol sale casi todas las épocas del año, así como tampoco existe presencia de lluvias y la humedad ambiente y relativas son de valor bajo, lo que lo hace apropiado para utilizar este tipo de secadores e ideal para la elaboración de las carnes cecinas.

CONCEPTOS BASICOS DEL SECADO SOLAR

En el secado muchas veces es necesario calentar el aire, para bajar su humedad relativa, o el producto, para evaporar el agua contenida en él. Otras veces, se quiere evitar la pérdida de calor hacia el exterior. Conviene por ello revisar los procesos de transferencia de calor.

CONDUCCIÓN

El calor se propaga a través de un medio material sin transporte de materia. Q/A = q = (k /d)(T2 - T1) Donde: T2, T1 = Temperaturas diferentes de una pared. k = Coeficiente de conductividad térmica d = Distancia entre las superficies CONVECCIÓN

126

El caso más general es el de un fluido en movimiento en contacto con un cuerpo sólido a temperatura diferente. El movimiento del fluido puede ser producto del calentamiento que le ocasiona la superficie del sólido en contacto con él, en cuyo caso la fuerza impulsora viene a ser una diferencia de temperaturas y al fenómeno se le identifica como “convección libre”; en otro caso el fluido puede estar en movimiento debido al Impulso que le transmite un ventilador, la fuerza impulsora es ahora una diferencia de presiones y El fenómeno se identifica como “convención forzada” Q/A = q = h (Ts - Ta) Donde: h = Coeficiente de transferencia de calor por convección Ts = Temperatura de la superficie Ta = Temperatura del medio circundante RADIACIÓN Todos los cuerpos emiten energía radiante que se propaga a través del espacio circundante en forma de ondas electromagnéticas a la velocidad de la luz y dentro de un espectro de longitudes de onda que depende de la naturaleza y temperatura de la superficie de un cuerpo emisor. Cuando la radiación incide sobre un cuerpo no opaco, como vidrio, una parte de la energía recibida puede ser transmitida, otra reflejada y otra absorbida. La fracción de la radiación incidente que es transmitida por un cuerpo se llama transmitancia, la fracción reflejada reflectancia y la fracción absorbida absorptancia. Estos valores dependen de la longitud de onda de la radiación y del ángulo que hace la dirección de la radiación incidente con la normal de la superficie a la que llega. Si el cuerpo es opaco la radiación es sólo absorbida o reflejada.

128

ALGUNAS PROPIEDADES DEL AIRE HÚMEDO HUMEDAD RELATIVA Se define como la relación entre el peso del vapor agua contenido en 1 kg de aire y el peso del vapor de agua contenido en 1 kg de aire saturado, a una temperatura determinada. Hr = (kg vapor de agua en 1 kg de aire) / (kg vapor de agua en 1 kg de aire saturado) x 100 También la humedad relativa se define como: Hr = pv/ ps Donde: pv = presión parcial del vapor de agua ps = presión de saturación correspondiente a la temperatura del aire. HUMEDAD ABSOLUTA DEL AIRE Habs = (kg de vapor / kg de aire seco) en el mismo volumen PROCESO DE SECADO El secado se puede definir de distintas maneras, según el enfoque que se desee adoptar. En los estudios más teóricos se pone en énfasis en los mecanismos de transferencia de energía y de materia. Así el secado se puede definir como un proceso en que hay intercambio simultáneo de calor y masa, entre el aire del ambiente de secado y el producto. En cambio, en los casos generales, se define el secado como la operación unitaria responsable de la reducción del contenido de humedad de cierto producto, hasta un nivel que se considera seguro para el almacenamiento de éste. Se entiende que es seguro un nivel de humedad por debajo del cual se reduce la actividad respiratoria del producto, se dificulta el ataque de insectos y hongos, y también se reduce la acción de las enzimas, pero no los inactiva. Dicho nivel varía con el tipo de

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producto, el contenido de humedad para la mayoría de productos secos debe estar cerca al 20%. Para el caso de los granos más comunes abarca una gama entre 10 y 14 % de humedad expresada sobre base húmeda. La forma más simple deshidratar un producto es exponerlo a una corriente de aire con determinadas condiciones de temperatura, humedad relativa y velocidad. Debido a que el secado remueve la humedad, el alimento llega a ser más ligero en peso. Para volverlo a usar es necesario añadir agua para rehidratarlo. La temperatura óptima para el secado de alimentos es 60°C. Si es usada una temperatura más alta, el alimento se cocinaría en lugar de secarse. El proceso de secado nunca debe ser apurado incrementando la temperatura de secado. La baja humedad ayuda al proceso de secado. Para secar alimentos, el agua se debe mover del alimento a los alrededores del aire. Si los alrededores de aire está húmedo, entonces el secado será lento. Incrementar la velocidad de corriente del aire de secado para mover la humedad lejos de los alrededores del alimento. La velocidad del tiempo de secado es incrementado con el flujo del aire. El intercambio de energía y de humedad, entre el aire y el producto, queda limitado casi exclusivamente a la superficie de la capa del producto, por lo que es necesario revolver el producto periódicamente. El movimiento del aire acarrea la humedad que el producto pierde, a la capa de aire situada inmediatamente encima de él. MOVIMIENTO DEL AIRE Durante el proceso de secado la humedad del aire aumenta y para mantenerla en los niveles adecuados es necesario renovar

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permanentemente, total o parcialmente, el aire en el secador; conviene que el aire próximo al producto esté en permanente movimiento para evitar que se formen alrededor de él capas con alta humedad relativa que retrasarían el proceso de secado. Al atravesar un secador, el valor de la presión del aire disminuye debido a la pérdida de energía que experimenta en su recorrido. En la convección natural el aire menos denso tiende a elevarse. En la convección forzada la diferencia de presiones se obtiene del golpe de las paletas de un ventilador sobre el aire. AUMENTO DEL MOVIMIENTO DEL AIRE O AUMENTO DE LA TEMPERATURA DEL AIRE Hay dos maneras de disminuir la duración del secado a bajas temperaturas: a) aumentando el caudal del aire b) aumentando la temperatura del aire El calentamiento del aire se recomienda solamente en regiones en que el potencial de secado del aire natural es insuficiente para que se alcance el contenido de humedad final que se busca. El aumento del caudal de aire tiene más influencia sobre el tiempo de secado. En lugares donde la humedad relativa del aire es alta, el aumento del caudal del aire no es suficiente para lograr el secado, pues esa variable no influye en el potencial de secado del aire.

131

INFLUENCIA DEL SECADO EN LA CALIDAD DE LOS PRODUCTOS En el proceso de secado de un producto se pueden presentar alteraciones físicos químicas como: la pérdida de sustancias nutritivas, de textura y forma, de sustancias volátiles, de capacidad de rehidratación, la decoloración y la caramelización. Las características de tales alteraciones dependen de los parámetros del proceso de secado (velocidad, temperatura y humedad relativa del aire, exposición directa a la radiación solar) y de las propiedades del alimento que está siendo secado. Si el ambiente en el cual se encuentra el producto tiene una humedad relativa mayor que la actividad de agua que le corresponde a su contenido de humedad, el producto absorbe humedad. De modo que para secar no basta calentar; es necesario que la humedad relativa del ambiente donde se encuentra el producto sea suficientemente baja. PRINCIPIO DE SECADO A BAJAS TEMPERATURAS Se denominan procedimientos de secado a bajas temperaturas, aquellos que usan aire a temperatura ambiente o calentado en 3 a 5oC, como medio de transporte de humedad y energía. En estos procedimientos se emplean bajos flujos específicos de aire (2,0 - 5,0 m3 / minuto). Los bajos flujos de aire, junto con las condiciones de éste, hacen que los procedimientos de secado a bajas temperaturas sean típicamente lentos y tarden días o semanas en alcanzar la humedad deseada del producto. En cambio, estos procedimientos son energéticamente eficientes y el producto final es de buena calidad. Se les puede emplear para producciones tanto pequeñas como grandes, y sus puntos limitantes son las condiciones ambientales, la velocidad de cosecha del producto y el posible desarrollo de hongos. El secado a bajas temperaturas se parece al secado en el campo. El producto puede perder humedad hasta que se alcance el equilibrio entre la humedad del aire y la de éste. Como este tipo

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de secado es lento, al término del proceso casi la totalidad de la masa de granos va a estar en equilibrio térmico e higroscópico con las condiciones psicrométricas medias del aire de la región. Hay consenso, entre los técnicos del sector almacenador, de que el secado de granos a bajas temperaturas presenta buenas perspectivas de aplicación en el país, principalmente ante la necesidad de ampliar la capacidad de almacenamiento, para lo cual esta tecnología reviste especial interés económico. El secado a bajas temperaturas viene atrayendo, además al sector productor de semillas, puesto que con tal sistema se puede mantener la calidad del producto cosechado mejor que con el uso de secadores que funcionan a temperaturas elevadas. Un sistema de secado a bajas temperaturas, si está debidamente proyectado y manejado, es un método de secado económico y técnicamente eficiente. PRINCIPIO DE SECADO A ALTAS TEMPERATURAS Los procedimientos de secado a altas temperaturas se caracterizan por el empleo de aire calentado, por lo menos a 10oC, sobre la temperatura ambiente. Los flujos específicos del aire son mayores y en consecuencia, la velocidad de secado es más alta. TRATAMIENTOS PREVIOS Y POSTERIORES AL SECADO DE ALIMENTOS Los productos antes de ser secados deben ser acondicionados a fin de lograr un secado uniforme y evitar el efecto de factores nocivos. El método de enfriamiento de alimento en bolsas plásticas. Colocar las bolsas en un frigider ajustado a -17,8°C o debajo y dejarlo al menos 48 horas.

133

El Método del horno, colocar el alimento en películas simples sobre una bandeja y colocarlo en un horno precalentado a 71°C por 30 minutos. Algunas veces es necesario el escaldado o blanqueado de los alimentos, es decir someterlos a un baño de agua hirviendo por un corto tiempo (3 a 6 minutos o hasta que los tejidos del producto empiezan a ablandarse. Otras veces se adiciona bisulfito de sodio, de potasio o de calcio; metasulfito de sodio o de potasio; dióxido de azufre o ácido sulfuroso para evitar la proliferación microbiana o el pardeamiento enzimático o no enzimático. Sin embargo debe tenerse en cuenta el efecto tóxico de los derivados del azufre. Es conveniente el uso de empaques adecuados para los productos secados para evitar la rehidratación o el efecto de factores nocivos. Los alimentos secados son susceptibles a la contaminación de insectos y a la reabsorción de humedad y deben ser apropiada y inmediatamente almacenados. Primero, enfriar completamente. Los alimentos calientes causan encaramelamiento, el cual puede proveer suficiente humedad para el deterioro del producto.

REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS EN EL SECADO SOLAR

Al secar un producto se requiere calor para evaporar el agua que contiene. CALENTAMIENTO SOLAR DEL AIRE. Para el calentamiento solar del aire se utiliza un colector solar, en el que se producen dos fenómenos; conversión fototérmica de la energía solar y transferencia de energía térmica (calor) al aire por convección. CALENTAMIENTO DEL AIRE La potencia que hay que transferir al aire por el sistema de calentamiento:

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Na = Q x a x Ca x T Donde: Na = Potencia que hay que transferir al aire por el sistema de calentamiento (Watt) Q = Flujo de aire (m3/s) a = Masa específica del aire (kg/m3) Ca = Entalpía específica del aire (J/(kg x °C)) T = Incremento de temperatura (°C) CALCULO DE LA SUPERFICIE DE LOS COLECTORES SOLARES PLANOS PARA CALENTAMIENTO DE AIRE FORZADO La energía necesaria para calentar el aire está dado por la ecuación: E = (Q Ca T) / Ve ) Donde: E = Energía necesaria para calentar el aire Q = Flujo del aire Ca = Entalpía específica del aire T = Incremento de la temperatura del aire Ve = Volumen específico del aire Para el cálculo de la superficie del colector: A = E / I Donde A = Área del colector I = Radiación solar media incidente LA OFERTA DE TECNOLOGÍA DE SECADORES NO CONVENCIONALES. Al diseñar un secador solar se trata de conjugar cuatro criterios básicos: Lograr un producto seco de la mejor calidad. Procesar la cantidad de producto previsto en el tiempo exigido. Aprovechar al máximo la energía solar y el aire ambiente disponibles. Lograr que el proceso de secado sea del menor costo posible. El uso indebido de la fuente suplementaria de energía puede provocar problemas de secado excesivo. Cabe recordar que el secado excesivo causa perjuicio al usuario, quien venderá un

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producto de menor peso al no tener el contenido máximo de agua permitido y además habrá gastado más energía en el secado excesivo. Existen diferentes tipos de secadores de diferente complejidad y capacidad, destinados a diferentes productos y condiciones meteorológicas en los cuales se obtienen productos secos de buena calidad. Comparado con el secado al sol tradicional, en muchos casos se mejoró la calidad, se redujo el tiempo de secado y, sobre todo, se redujeron las pérdidas de producto. Asimismo, se logró una mayor independencia de las condiciones meteorológicas (posibilidad de secar en épocas con lluvias eventuales). Una mayor complejidad del secador, en particular un flujo forzado del aire a través del secador, permite controlar mejor las condiciones de secado. Sin embargo en muchas partes del Perú no se dispone de electricidad, por lo que se ha considerado, para una difusión masiva, solamente secadores del tipo rústico. SECADOR SOLAR CON PRECALENTAMIENTO DEL AIRE En este tipo de secador el aire se calienta en el colector solar antes de pasar a la cámara de secado. El producto se coloca sobre una bandeja de malla de 1,5 mm de acero inoxidable, fibra de vidrio o de nylon. Evitar bandejas hechas de metal galvanizado recubierto con cadmio o zinc. Estos metales pueden oxidar, dejando pequeñas cantidades de residuos sobre el alimento. También evitar usar bandejas de cobre y aluminio. El cobre destruye la vitamina C e incrementa la oxidación. El aluminio tiende a decolorar y corroer. Este secador puede utilizar como colector una calamina pintada de color negro mate, o un plástico negro no brillante, o un lecho de piedras, el cual se debe de pintar de color negro opaco, que además sirve como almacenador de la energía solar. El aire entra por la abertura inferior del secador, se calienta en el colector, el cual está cubierto con un plástico transparente, sube por convección natural y pasa por la cámara de secado retirando la humedad del producto.

137

PARTICULARIDADES DEL SECADO Para la aplicación de cualquiera de los modelos señalados, es necesario conocer algunos aspectos del producto como: Características del producto seco, especialmente su humedad final. Isotermas de sorción o datos sobre la humedad relativa ambiente máxima que permita secar a temperatura ambiente. Curvas de secado a varias condiciones de temperatura, humedad relativa ambiente y velocidad del flujo de aire o información sobre la duración del secado en dichas condiciones ALGUNOS ASPECTOS DEL DISEÑO En el diseño del secador es necesario resolver los siguientes problemas: LA DISPOSICIÓN DEL PRODUCTO EN EL SECADOR Para lograr el mayor contacto entre el producto y el aire que lo rodea. Para tener la mayor superficie del producto expuesta al flujo de aire. EL USO DE VENTILADORES Para renovar el aire en el secador a fin de tener en todo momento una humedad relativa adecuada. Mantener un flujo másico constante de aire a través del secador durante todo el proceso. EL USO DE CALENTADORES SOLARES Para reducir la humedad relativa del aire hasta un nivel con el cual el secado pueda ser posible. Para reducir el tiempo de secado.

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EFICIENCIA TÉRMICA DEL SECADO Se define como la “relación entre la cantidad de energía destinada al secado y la cantidad de agua evaporada durante el proceso” Eficiencia = (Kilos de agua evaporada / (Área de secado) (Días de secado)) Para los efectos de calcular este término no se incluye la energía para remover el producto. El consumo de energía por unidad de agua evaporada varía con diversos parámetros. De ellos, los más importantes son: la variación de la humedad del producto durante el secado (tasa de secado), las condiciones ambientales y el tipo de secador empleado. La tasa de secado de cierto tipo de granos, a su vez, es función de la temperatura y del flujo de aire secado, del contenido de humedad inicial y de equilibrio de los granos, de la temperatura y, cuando corresponda, de la velocidad de los granos dentro del secador. LA RENTABILIDAD DEL SECADO SOLAR Para que un secador sea realmente útil no sólo debe ser técnicamente eficiente, sino también rentable. COMPARACIÓN DE COSTOS La forma más sencilla de comparar la rentabilidad de dos actividades de secado consiste en estimar sus costos durante determinado período de tiempo o por unidad producida.

139

ANUALIDADES DE GASTOS La idea central del cálculo de anualidades es tener en cuenta que todo ingreso o gasto tiene en el momento presente un “valor actual” diferente del que le corresponde en el momento de su realización. RELACIÓN BENEFICIO-COSTO Resulta conveniente comparar los costos anuales de determinada actividad con los beneficios anuales obtenidos por ella. El cociente correspondiente se denomina “relación beneficio costo” y constituye un criterio de rentabilidad absoluta. INFORMACIÓN PARA EL CÁLCULO DE RENTABILIDAD Para el cálculo de rentabilidad, es necesario conocer: Costos de instalación y operación Beneficios del secado solar Tiempo de vida del secador

140

CONCLUSIONES Algunas de las ventajas del uso de la energía solares para secar alimentos son: a) Su utilización para el secado es directa b) No produce contaminación ni corrosión del sistema de distribución del aire y es fuente inagotable de energía c) Las pérdidas de energía no constituyen un problema serio, puesto que los aumentos medios necesarios para el secado de productos son relativamente pequeños d) El material y la tecnología de la construcción de secadores solares son generalmente sencillos. Los principales inconvenientes son: a) El costo inicial de los secadores solares, por lo que esta forma de energía no resulta gratuita, como muchos creen. b) La disponibilidad de la energía solar es variable. c) El otro aspecto de suma importancia, que limita la utilización de secadores solares es la coincidencia del período de cosecha de la mayoría de los cultivos con la época de lluvias. Este período en que más se necesita el sol es también la época en que éste se encuentra “menos disponible”. d) Los coeficientes de transferencia de energía son bajos, debido a las limitaciones de la velocidad del aire. Si esta última fuese demasiado alta, habría grandes incrementos en la pérdida de carga del sistema y habría que emplear ductos de aire relativamente grandes en el secador solar e) La vida útil del colector solar es normalmente inferior a la de los demás sistemas de secado.

141

6.0.2 Diseño del secador solar: Nuestro diseño del secador solar es, realizando la estructura de metal y pintado de negro para que la temperatura se elevada en el interior del mismo, y para la corriente de aire, utilizaremos dos extractores, también utilizaremos una plancha de vidrio en la parte superior del secador. Como un equipo adicional al secador construiremos una caja de metal pintada de negro la que ayudara a que la corriente de aire pueda ingresar a mayor temperatura. El secador es un cajón donde las bases y columnas son de metal, los costados y la parte inferior son a si mismo de metal, estas van pintadas de negro, en la parte superior se coloca una plancha de vidrio, en los costados se colocan dos extractores. A la entrada el aire se lo absorbe del exterior y este pasa de un lado al otro de la caja del secador mientras que del interior se saca el aire humedecido del cajón con el otro equipo extractor que se encuentra en el otro extremo, ósea el equipo extractor esta a la inversa que en la entrada, y las carnes en el interior están ubicados cordeles en donde irán colgadas las carnes a deshidratar. Adicionalmente, construimos un cajón cuya estructura es de metal, la misma esta pintada de negro esto es para que atrape la mayor cantidad de la energía del sol y eleve la temperatura del aire, en la parte de atrás de esta caja tiene huecos no muy grandes, para que pueda ingresar el aire del exterior, en el interior colocaremos una masa de metal pintada de negro que será una maya enrollada preferiblemente y en el lado del frente tiene el espacio para que pueda colocarse el extractor del secador, el que absorberá el aire caliente del cajón y lo enviara al interior del secador, ósea la función de esta caja será la de calentar el aire que ingresara al equipo de secado. Ahora también el secador puede ser hibrido, que tenga una fuente de energía adicional para así ayudar a elevar la temperatura del aire cuando se necesario y agilitar el tiempo de operación del equipo y por lo tanto el tiempo de este proceso. Esta fuente de calor pude ser una hornilla a gas y el costo en la

142

elaboración del producto no es muy elevado, por lo tanto es conveniente.

Secador Solar

143

Secador Solar Vista posterior

144

6.1. Practicas en el secador solar. La practica que hicimos en nuestro secador solar experimental, la temperatura ambiente fue alta en la ciudad de Guayaquil, de 34ºC bajo sombra, en el transcurso del día salio el sol muy fuerte ósea fue un día muy soleado, también tomamos la temperatura de bulbo húmedo, para poder determinar la humedad ambiente y

145

relativa en esos momentos, al deshidratar dos libras de carne aproximadamente y retirar un poco mas de una libra de humedad, el proceso de secado duro aproximadamente dos horas, en un clima mas seco como los lugares que recomendamos en nuestro país el Ecuador el tiempo de secado en el secador solar serán menores todavía, las variables son las siguientes: Temperatura ambiente, de bulbo húmedo y seco: Tbs. = 34 ºC - 93 ºF Tbh. = 26 ºC - 79 ºF En el diagrama psicrométrico con estas temperaturas, determinamos la siguiente humedad relativa y humedad ambiente: Hr. = 52 % Hm. = 0,016 mol H2O/mol aire seco La velocidad de aire en nuestro secador experimental es: V = 1,5 mt./sg. o 90 mt./min. Humedad perdida es de 1,23 lbs. H2O La temperatura del secador solar en la salida fue la siguiente: Tbs. = 40 ºC Tbh. = 25 ºC

146

Ahora en la siguiente pagina mostramos los resultados de análisis bromatológico y microbiológico hechos en el laboratorio del instituto de la facultad de Ingeniería Química de unas pruebas de carnes deshidratadas realizadas en el secador solar, en estas carnes no le extraemos mucha humedad es por esto que la humedad que contiene es alta.

Análisis realizados en el instituto de alimentos

150

Apéndice

151

Balance de Materia

Carne exprimida= 15.3 Kg

6.16kg de liquido Carne seca = 8.87 Kg

Escurrir

Marinar

Carne fresca

Filetear

Secar

Lavar

152

Filetear

Kg. Carne = 15 Kg. Kg. Desperdício = 0,09 Kg. 1 Kg. Carne = 0,006 Kg. Desperdício 6 g. Desperdicio 15 kg. Carne * _____________ = 0,09 Kg. Desperdicio 1 Kg. Carne

Balance de materia E = S

Carne total = Carne fileteada + Carne Desperdício

15 = 14,91 + 0,09

15 = 15

15 Kg. Carne 14,91 Kg. Carne

0,09 Kg. Desperdício

153

lavar

Kg. de Carne = 14,91 Kg. Kg. de Agua = 5 Kg. Agua Kg. Carne lavada = 15,01 Kg. Carne lavada 1,007Kg.Carne lavada 14,91 Kg.de Carne*_________________ =15,01Kg.Carne lavada 1 Kg. de Carne

Balance de matéria E = S

Carne + Água = Carne lavada

14,91 + 0,10 = 15,01

15,01 = 15,01

0,10 Kg. Agua

14,91 Kg. Carne 15,01 Kg. lavada

154

Marinar

Kg. de Carne = 15,01 Kg. Kg. de Aliño = 2,1 Kg. Aliño Kg. Carne Aliñada = 15,87 Kg. Carne Aliñada 1,057Kg.Carne marinar 15,01 Kg.de Carne*________________=15,87Kg.Carne marinar 1 Kg. de Carne


Carne + Aliño = Carne marinar

15,01 + 0,86 = 15,87

15,87 = 15,87

0,86 Kg. Aliño

15,01 Kg. Carne lavada 15,87 Kg.Carne marinar

155

Comprimir

Kg. de Carne = 15,87 Kg. Kg. de liquido = 0,76 Kg. Liquido extraído Kg. Carne sin liquido = 15,11 Kg. Carne exprimida 0,95 Kg. - liquido 15,87 Kg.de Carne*_______________=15,11Kg.Carne exprimida 1 Kg. de Carne


Carne – liquido extraído = Carne exprimida

15,87 - 0,76 = 15,11

15,11 = 15,11

0,76 Kg. liquido

15,87 Kg. Carne marinar 15,11Kg.Carne exprimida

156

Secar

Kg. de Carne = 15,11 Kg. Kg. de liquido = 6,16 Kg. Liquido extraído Kg. Carne seca = 8,95 Kg. Carne Seca 0,590Kg. - liquido 15,11 Kg.de Carne*_______________=8,95Kg.Carne exprimida 1 Kg. de Carne


Carne – liquido extraído = Carne Seca

15,11 - 6,16 = 8,95

8,95 = 8,95

6.16 Kg. liquido

15,11 Kg. Carne humeda 8,95Kg.Carne seca

157

Balance de energía del secador de túnel

Para hacer el balance de energía nosotros utilizamos la ley que nos dice el calor ganado es igual al calor cedido entonces

Qg. = Qc. Y por lo tanto la eficiencia ( e ) del equipo será igual

e = (Qg. / Qc.) *100 = (H * G / mc * c) *100 Donde: Qg. = Calor ganado Qc .= Calor cedido H = Cambio de entalpía en el aire, Kcal./ Kg. G = Flujo de aire, Kg/hr mc = Masa del condensador c = Calor latente de vaporización a temperatura de saturación e = Eficiencia del calentador

158

El calor ganado por el aire será (Qg):

Qg. = H * G La humedad del aire Y la temperatura ambiente es: Temperatura de bulbo seco = 26 ºC - 79 ºF Temperatura de bulbo húmedo = 19 ºC – 66 ºF En la carta de humedad tenemos: Hm. = 0,024 Kg. Agua / Kg. Aire a las temperaturas anteriores. Aire en la cámara del secador. Temperatura de bulbo seco = 59 ºC – 138 ºF Temperatura de bulbo húmedo = 31 ºC - 88 ºF La Hm2 = 0,0133 Kg. Agua / Kg. Aire

Tomamos el valor promedio de humedad Hmp = ( 0,024 + 0,0133 ) / 2 = 0,019 Hmp = 0,019 Kg. Agua / Kg. Aire

159

Calculo de la entalpía del aire de entrada al calentador

H = (o,24)*(T+18) + (Hmp)*(597,8 + 0,45T)

Calor entalpico de entrada: He = (0,24)*(26+18)+(0,019)*(597,8+0,45*26) He = 10,56 + 11,58 He = 22,14 Kcal./Kg. Calor entalpico de salida: Hs = (0,24)*(59+18)*(0,019)*(597,8+0,45*59) Hs= 18,48 + 11,86 Hs = 30,34 Kcal./Kg.

H = Hs – He H = 30,34 – 22,14 H = 8,2 Kcal./Kg.

160

Calculo de G: G = V *A * a V = Velocidad del aire = 7680 mt/hr a = Densidad del aire = 1,2893 Kg/mt3 A = Área de flujo de cabina = 0,1192 mt2 G = 7680 * 1,2910 * 0,1209

G = 1198,71 Kg.Aire seco/hr

Qg. = G * H

Qg. = 1198,71 * 8,2 Qg. = 9829,41 Kcal./hr Calculo del calor cedido por el sistema (Qc):

Qc. = mc * c mc = 27,6 Kg./hr c = 528,5 Kcal./Kg. Qc = 528,5 * 27,6 Qc = 14586,6 Kcal./hr

161

Entonces la eficiencia será :

e = Og/Oc = ( 9829,41/14528,6 ) * 100

e = 67,4 %

162

Balance Económico de la carne cecina

En el desarrollo del balance económico se tomo en cuenta el valor de los ingredientes por 15 libras de carne, que entran al proceso y resultando como producto 9,0 libras aproximadamente, aquí tomaremos los costos de los ingredientes del producto y no los de producción, que serian también el combustible, electricidad, obreros, etc. En la producción de aproximadamente 9,0 libras de carne cecina se utilizan 15 libras de carne y con esto podemos saber cuanto se nesecita emplear de dinero para obtener cierta cantidad del producto cecina.

163

Tabla Nº 37 Costo por Lbs. de los ingredientes en la

Elaboración de la cecina

Ingredientes

Costo por Lbs. ( $ )

Carne Res

1,60

Vinagre

0,70 lt.

Ajo

0,35

Cebolla

0,25

Comino molido

1,70

Pimienta picante

1,70

Sal

0,25

Orégano

1,90

164

Tabla Nº 38

Costo de los 15 libras carne fresca Para 10 Lbs. de cecinas

Ingredientes

Costo por 15 Lbs. ( $ )

Carne Res

24

Vinagre

1,60

Ajo

0,23

Cebolla

0,30

Comino molido

0,16

Pimienta picante

0,04

Sal

0,10

Orégano

0,05

165

Calculo del balance económico

En la preparación de 9,0 Lbs. de carnes cecinas se calcula que se utilizan las cantidades siguientes de ingredientes Utilizamos el porcentaje en peso para calcular el costo: Carne res = 15 Lbs. Porcentaje peso del aliño Ajo = 9,2 % Cebolla = 16,6 % Comino molido = 1,3 % Pimienta picante = 0,3 % Sal = 5,6 % Orégano = 0,4 % Vinagre = 66,6 % También observamos que cuando marinamos la carne y luego la sacamos del aliño nos queda una cantidad de este condimento que no ha sido absorbido por la carne y es aproximadamente un 50 % por lo tanto los costos en el aliño se reducirían a la mitad. Preparando aproximadamente 9,0 Lbs de carne cecina tenemos los siguientes costos:

166

Costo de materia prima para 15 libras de carne fresca

Carne $ 24.00 Ajo $ 0,23 Cebolla $ 0,30 Comino molido $ 0,16 Pimienta picante $ 0,04 Sal $ 0,10 Orégano $ 0,05 Vinagre $ 1,60 Total costo $ 26,48 Si $ 1,24 es la mitad del costo del aliño entonces el total final será Total Final $ 25,24

167

Costo de Producción

Calculamos el costo de producción de la cecina y de 150 Lbs. De carne fresca obtenemos una producción de 90 Lbs de cecina

Tabla Nº 39

Materia Prima Cantidad

Lbs. Costo $ Lbs. Total ($)

Carne

Aliño

150

Para 100 Lbs.

1,60

0,07

240

7,0

Mano de obra

Personal

Costo por día

mano de obra directa

1 operador

8

mano de obra indirecta

1 profesional

14

Gasto de fabricación Costo Kw hora

Energía eléctrica 8 horas $ 0,35 2,8 Agua 0,75 mt3 0,7 0,53

El costo total de producción para 90 Libras de cecina $ 273,02 Nota: para pocos días de conservación de la carne, se extrae menos humedad ( 35 al 30 % aproximadamente ) a la carne y se obtienen cerca de 100 libras de cecina

168

Conclusiones: Hemos terminado nuestra investigación y tenemos las siguientes conclusiones:

1) Las carnes marinadas y luego deshidratadas no tienen unas perdida significativa en sus propiedades alimenticias.

2) El marinar las carnes en concentraciones altas de ajo, cebolla,

comino, etc. Benefician la conservación de las mismas en el proceso de cecinar ya que se disminuye su actividad del agua, y las especies tienen propiedades antimicrobianas.

3) Las carnes a cecinar que están en buen estado solo necesitan una

pequeña limpieza con agua.

4) Antes de comenzar el secado, luego de marinar la carne es importante exprimirla al máximo antes de empezar el proceso en el secador para la deshidratación.

5) El proceso de secado en el equipo, la temperatura puede oscilar en

60 a 65 ºC, se obtendrán buenos resultados disminuyendo el tiempo de residencia en el equipo.

6) La velocidad del aire de secado es conveniente que sea la mas alta

posible y su valor puede oscilar en 13,0 a 15,0 mt./seg.

7) Los sitios ideales para la elaboración de carnes cecinas son los climas de humedad ambiente baja en nuestro pais pueden ser las ciudades costeras del centro como la península de Santa Elena y la provincia de Manabí, y al sur de nuestro territorio las ciudades costeras de la Provincia de Loja y la parte sur de la provincia del Oro.

8) Empacado de las carnes debe ser en fundas donde no

penetre la humedad y preferible que sean dos unidades, la primera sellada con la mayor cantidad de vació posible y la segunda la protege.

169

9) Al estar cerca el final del secado la carne empieza a tomar un color oscuro, lo que indica que ya la humedad que debe perder esta próximo.

10) Concluimos también al secar carne de res, cerdo y

ave, que la carne de chancho es la que mas demora para el secado debido a la cantidad de grasa que contiene en su composición.

Recomendaciones.

1) El recipiente donde se marine la carne es preferible que sea de acero inoxidable para que no exista ninguna reacción con el vinagre ni los condimentos.

2) Se recomienda utilizar carnes blandas y con poca grasa en las cecinas de preferencia pulpa negra o pajarilla en la carne de res y en las aves la pechuga.

3) Se recomienda marinar la carne por un tiempo mínimo de de 4 a 5 horas, para que exista una penetración en las carnes del aliño.

4) La temperatura para secar la carne es recomendable que

este en el rango de 60 a 65 ºC para reducir el tiempo del proceso en la cecina.

5) La velocidad del aire en el proceso de secado conviene que

sea de 13,0 a 15,0 mt./seg. para así disminuir el tiempo.

170

6) Se recomienda limpiar el equipo de secado con una desinfección periódica para que no exista contaminación del producto

7) Se recomienda empacar la cecina en fundas impermeables

para que pase la humedad, puede ser polifan a través de la misma y que sean dos, también el sellado debe ser con el máximo vacío.

8) Se puede seguir ampliando esta investigación si es

necesario, nosotros hemos aportado algo en este campo.

171

Nomenclatura

Nº Numero % Porcentaje g Gramos kg. Kilogramos lbs Libras mt. Metro cm. Centímetro mm. milímetro sg. Segundo min. Minuto hr. Hora T Temperatura t Tiempo ºC Grado centígrado ºF Grado Fahrenheit H2O Água mc Masa condensada m Masa Kcal. Kilocaloría Landa

172

Incremento (delta) Qg. Calor ganado Qc. Calor cedido G Caudal masico Densidad V Velocidad A Área H Entalpía Aw Actividad del agua e Eficiencia Tbh Temperatura de bulbo húmedo Tbs Temperatura de bulbo seco $ Dolares

173

Bibliografía Internet www.Google.com 1º) Generalidades de la carne 2º) Actividad del agua 3º) Operación Unitaria Secado 4º) Diagrama Psicometrico 5º) Carnes Marinar Industria de la carne Salones - chacinería Editorial Aedos España Barcelona 1986 Tecnología de la carne y de los productos carnicos Autor Girar Acribia 1991 Zaragoza Carne y productos carnicol Autor Varnam / sutherland Acribia 1998 Manual de industria de la carne Autor M.D. Ranken Mundi prensa 2003 Libros de operaciones unitarias Capitulo Secado.

Elaboración de carnes deshidratadas ( cecinas ) De res...

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