Intensificación de procesos mediante la aplicación de ultrasonidos de potencia. Influencia sobre las cinéticas de secado.

Abstract

El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la aplicación de ultrasonidos de potencia en pretratamientos de inmersión en diferentes fluidos de piezas de manzana de la variedad Granny-Smith, sobre la disponibilidad del agua y la microestructura del tejido vegetal, así como en las curvas de secado mediante aire caliente. Láminas de manzanas fueron sumergidas en diferentes fluidos (agua, ácido cítrico 1% y zumo de manzana) durante 5 min a 25ºC. Se llevaron a cabo dos tipos de experimentos: inmersión de la pieza en el fluido sin asistencia de ultrasonidos, e inmersión de la pieza en el fluido con asistencia de ultrasonidos mediante el uso de sondas de diferentes diámetros (40 y 14 mm), que proporcionaron dos niveles de intensidad diferentes (27±1 J/s y 49±3 J/s). El efecto de los ultrasonidos sobre las muestras pretratadas por inmersión en diferentes fluidos se evaluó abordando tres aspectos diferentes: § El secado convectivo de piezas de manzana mediante la utilización de un secadero de aire convectivo a escala de laboratorio, determinando, a partir de las curvas de secado y utilizando un modelo difusivo, los coeficientes de difusión del agua durante el proceso de secado. § La determinación de las curvas de relajación del T2, mediante la utilización de un equipo de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de bajo campo, que permitió evaluar la disponibilidad y el porcentaje de agua celular en tres compartimentos celulares (vacuola, citoplasma y pared celular). § El análisis microscópico de la estructura de la manzana mediante un equipo de Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). Se observó que prácticamente todos los pretratamientos aplicados a las piezas de manzana permitieron reducir significativamente el tiempo de secado y aumentar significativamente la difusividad del agua en su estructura, respecto a la muestra fresca. Tanto los menores tiempos de secado, como los mayores aumentos de difusividad, se dieron con los pretratamientos por inmersión en ácido cítrico 1%, especialmente aquellos asistidos por una sonda de ultrasonidos de 14 mm. Por otro lado, se observó que en general la disponibilidad del agua en la estructura celular de las manzanas no sufrió variaciones significativas, excepto en los pretratamientos por inmersión en ácido cítrico 1%, donde se observa una clara difusividad del agua de la vacuola hacia el citoplasma cuando se asiste la inmersión con ultrasonidos de potencia. Finalmente, las observaciones realizadas con el SEM revelan que a nivel microscópico, los pretratamientos por inmersión asistidos con una sonda de ultrasonidos de 40 mm de diámetro no alteran en exceso la estructura respecto a los pretratamientos por inmersión sin asistencia de ultrasonidos; mientras que los pretratamientos por inmersión asistidos por una sonda de ultrasonidos de 14 mm de diámetro sí afectan a la estructura celular, creando canales, separación celular, etc.