Intensificación de procesos mediante la aplicación de ultrasonidos de potencia. Implicaciones sobre la calidad del producto

Abstract

El objetivo fundamental del presente trabajo consistió en estudiar las cinéticas de rehidratación de manzana previamente deshidratada, y evaluar la influencia del uso de ultrasonidos de potencia en el pretratamiento por inmersión en fase líquida previo al secado, sobre dichas cinéticas de rehidratación. La aplicación de ultrasonidos en medio líquido puede modificar las propiedades tecnológicas y las características de calidad de los alimentos. El efecto de los ultrasonidos de potencia sobre las muestras pretratadas por inmersión en diferentes líquidos se evaluó sobre las cinéticas de rehidratación. Láminas de manzanas (19x19x5 cm) fueron sumergidas en diferentes líquidos (agua destilada, ácido cítrico 1% y zumo de manzana) durante 5 min a 25ºC. Se llevaron a cabo dos tipos de experimentos: inmersión de la lámina en el líquido sin asistencia de ultrasonidos, e inmersión de la lámina en el líquido con asistencia de ultrasonidos mediante el uso de un sonotrodo de 22 mm de diámetro. Como control, se utilizó muestra fresca que no se sometió a procesos de pretratamiento. La deshidratación de las láminas de manzana se llevó a cabo a 50ºC mediante la utilización de un secadero convectivo de aire caliente a escala de laboratorio, obteniéndose las curvas de secado. La rehidratación de las láminas de manzana se llevó a cabo por inmersión en agua destilada a 35ºC durante 30 min, obteniéndose las curvas de rehidratación. Se caracterizó el sonotrodo utilizado, determinándose la potencia efectiva generada en cada medio de inmersión. Se observó que el medio de inmersión no afectó significativamente a la potencia del sonotrodo, siendo el valor medio de la intensidad en los tres líquidos de 12.0 ± 0.1 W/cm2. Se observó que todos los pretratamientos aplicados a las láminas de manzana permitieron reducir el tiempo de secado entre 9.2 y 34.6 %, en comparación con el de la muestra fresca (2.29 h). Los menores tiempos de secado se obtuvieron con los pretratamientos por inmersión en ácido cítrico 1% asistidos por ultrasonidos (1.50h). Por otro lado, se observó que las curvas de rehidratación se vieron significativamente afectadas por el pretratamiento previo al secado. Para facilitar el análisis de las curvas de rehidratación, se utilizó el modelo empírico de Peleg. Se identificaron los parámetros del mismo y a partir de ellos se determinó la velocidad inicial de rehidratación y el contenido en humedad de equilibrio de las muestras rehidratadas. El modelo permitió una adecuada simulación de las curvas de rehidratación; el error relativo medio y el porcentaje de varianza explicada por el modelo, obtenidos por comparación entre las curvas experimentales y las calculadas fueron de 4.2±1.5 % y 98.4±1.3 %, respectivamente. Todos los pretratamientos aumentaron la velocidad inicial de rehidratación y la humedad de equilibrio, si bien en diferente medida. Se obtuvo el mayor aumento de velocidad inicial de rehidratación cuando la inmersión se llevó a cabo en agua destilada asistida por ultrasonidos y el mayor contenido en humedad de equilibrio cuando la inmersión se llevó a cabo en ácido cítrico 1% asistida por ultrasonidos. Respecto a la muestra control, estos aumentos fueron del 70.2 y 257.0 %, respectivamente