Modelado de la cinética de secado e isoterma de adsorción de agua de mesocarpio de zapallo (Cucurbita máxima Duchesne) sometido a diferentes tratamientos previos al secado
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Date
2025-02
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología. Carrera de Alimentos
Abstract
This work studied the behavior of pumpkin being subjected to boiling, steam and microwave as pretreatments, with a subsequent drying process at 65 degrees Celsius for 8 hours. The samples reached a final humidity of 2.1 percent for the control, 1.8 percent for the sample pretreated with boiling water, 3.2 percent for steam and 2.6 percent for microwaves. The drying kinetics were adjusted to different mathematical models (Newton, Page, modified Page, Henderson & Pabis, Logarithmic, and Wang & Singh), being the Page model the one that presented a better fit. Adsorption isotherms were created by applying supersaturated salts that allowed simulating environments with relative humidities between 11.78 percent and 80.12 percent. The equilibrium humidity values reached by the samples were adjusted to the BET and GAB models. It was observed that the GAB model presented a better fit for the control, subjected to boiling water and microwaves. In contrast, the BET mathematical model allowed explaining the behavior of the pumpkin sample pretreated with steam. The sample pretreated with microwaves presented a higher water adsorption capacity in the monolayer with a value of 0.0558 grams of water per gram of dry solid. Finally, the samples exceeded a relative humidity of 30 percent, they showed a substantial increase in the flours' water adsorption capacity, so storage conditions that should not exceed 60percent relative humidity.
Description
El presente trabajado estudió el comportamiento de zapallo tras ser sometido a agua en ebullición, vapor y microondas como pretratamientos, con un posterior proceso de secado a 65 grados centígrados por 8 horas. Las muestras alcanzaron una humedad final en porcentaje del 2,1 en el control, 1,8 para la muestra pretratada con agua en ebullición, 3,2 para vapor y 2,6 para microondas. La cinética de secado se ajustó a diferentes modelos matemáticos (Newton, Page, Page modificado, Henderson & Pabis, Logarítmico y Wang & Singh), siendo el de Page el que presentó un mejor ajuste. Las isotermas de adsorción fueron creadas mediante la aplicación de sales sobresaturadas permitiendo simular ambientes con humedades relativas en porcentaje entre el 11,78 y 80,12. Los valores de humedad en equilibrio alcanzados por las muestras se ajustaron a los modelos BET y GAB. Se observó que el modelo de GAB presentó un mejor ajuste para las muestras control, agua en ebullición y microondas, mientras que el modelo matemático BET permitió explicar el comportamiento de la muestra de zapallo pretratada con vapor. La muestra pretratada con microondas presentó una mayor capacidad de adsorción de agua en la monocapa con un valor de 0,0558 gramos de agua por gramo de sólido seco. Finalmente, las muestras que superaron una humedad relativa del 30 por ciento mostraron un incremento sustancial en la capacidad de adsorción de agua de las harinas, por lo que se recomiendan condiciones de almacenamiento que no superen un 60 por ciento de humedad relativa.
Keywords
INDUSTRIA ALIMENTARIA, MODELADO MATEMÁTICO, CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS, PRETRATAMIENTO TÉRMICO DE ALIMENTOS, SECADO DE ALIMENTOS, CINÉTICA DE SECADO, ISOTERMAS DE ADSORCIÓN, HARINAS NO CONVENCIONALES, ZAPALLO