Modelado del proceso de transferencia de calor y masa durante el secado por convección de frutas

Abstract

El objetivo del trabajo es mostrar el método de deshidratación para el secado de frutas, lo cual implica la combinación de transferencia de calor y masa, el cambio de propiedades físicas y la contracción del material. La fruta escogida para realizar los modelos es la manzana y, para su desarrollo, se consideró un método de secado de frutas por medio de aire caliente a 60°C. Con tal fin, se desarrollaron dos modelos matemáticos para la transferencia de calor y masa durante el secado por convección de la fruta: ambos modelos son usados para predecir la distribución de temperatura y humedad dentro de la fruta durante el proceso de secado. En el primer modelo desarrollado se considera la difusividad de humedad dependiente de la temperatura mientras que, en el segundo modelo, se consideró la difusividad de humedad dependiente de la contracción. El método utilizado para realizar la aproximación es el método de diferencias finitas, el cual se implementó en el software MATLAB. En los resultados obtenidos, se observó que ambos modelos presentan un tiempo de secado similar, con la diferencia de que la pendiente al inicio de la curva realizada es menor a la pendiente de la curva obtenida experimentalmente. En tanto, se sostiene que el modelo presentado, considerando la contracción, es un modelo válido para el proceso de secado por convección con aire caliente. Por lo que, se concluye que el secado de frutas es un proceso importante en la industria alimentaria y, realizando simulaciones previas a la implementación de este proceso, se puede ayudar a mejorar la calidad de fruta obtenida pues se pueden manejar de una manera más eficientes los parámetros que intervienen.