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AUTORES.
Ingeniero, Emelita María Cespedes Oliveros y Técnico, Alexander Ramón Granado Figueroa.
Coordinación Técnica de Procesos Agroindustriales.
Centro de Investigación del Estado para la Producción Experimental Agroindustrial. (CIEPE).
RESUMEN
La tecnología de lecho fluidizado ha sido utilizada en alimentos e ingredientes alimentarios, desde plantas a pequeña escala hasta grandes plantas industriales, es idóneo en aplicaciones alimentarias y necesario para conservar las propiedades del producto. En este ensayo se exponen diferentes temáticas relacionadas con la tecnología del lecho fluidizado en la industria alimentaria, la cual se utiliza principalmente en el procesos de secado o deshidratación de productos alimenticios, tales como de granos, vegetales, tubérculos y raíces, tomate, productos lácteos, champiñones entre otros. Proporcionando soluciones que puede aportar esta tecnología al desarrollo del país, permitiéndole competir con una producción de alta calidad y con una variedad muy amplia de productos dándoles un valor agregado.
Palabras claves: Secado, Lecho Fluidizado, Proceso, Alimentos, industria Alimentaria.
INTRODUCCIÓN.
La historia de la fluidización es bastante turbulenta. Aunque su primer uso comercial data de 1926, golpeó la escena industrial en 1942 con su utilización en el proceso de craqueo catalítico. Desde entonces muchos han sido los esfuerzos de investigación que han desembocado en numerosas teorías y experimentos en los que podemos apoyarnos.
El término secado se refiere a la eliminación de agua en un material de proceso u otra sustancia, también se usa para referirse a la eliminación de otros líquidos de los materiales sólidos. Es el método universal de acondicionar los alimentos hasta un nivel que permita su equilibrio con el aire ambiente, de tal forma que preserve su aspecto, sus características y su calidad nutritiva. Es uno de los métodos más antiguos utilizados por el hombre para la conservación de alimentos, que impide cualquier actividad microbiana o enzimática al eliminar una gran cantidad de agua en ellos. Surgió a partir de la necesidad de consumirlos fuera de su época de cosecha o producción, alimentos susceptibles a pudrirse debido a su composición química. Su objetivo consiste en mejorar la estabilidad de un producto al estar éste almacenado, con un mínimo de requerimientos de empaque y reduciendo los pesos y volumen del mismo además de los costos de distribución y transporte.
Una de las técnicas convencionales de secado por aire caliente, normalmente utilizada en la industria alimentaria, son los sistemas por lecho fluido. Estos sistemas mantienen en suspensión un producto troceado dentro de una cámara de tratamiento mediante una corriente de aire caliente ascendente. De este modo se consigue secar de forma rápida, homogénea y controlada el producto alimenticio.
Los sólidos granulares, fluidizados mediante algún medio de secado como aire caliente se pueden secar y enfriar en lechos fluidizados similares (Kudra y Mujumdar, 2002).
Mediante la aplicación de tecnologías por lecho fluidizado se consigue eliminar el agua contenida en el alimento, por medio de aire caliente, para de esta manera obtener productos de alta calidad nutricional y bajo costo, de igual forma que sean muy similares en color y sabor al del alimento fresco y puedan ser conservados por largos periodos de tiempo evitando así desecharlos en los campos por que comienza el proceso de deterioro y al ser un producto de insuficiente demanda el desperdicio es aún mayor provocando el desinterés de cultivar éstos. La fluidifización en la industria alimentaria se utiliza principalmente en el procesos de secado o deshidratación de productos alimenticios, tales como de granos, raíces y tubérculos (cubos de zanahoria, papa, batata, yuca, ñame) café, tomate, productos lácteos, champiñones entre otros, de allí la finalidad de este ensayo, en el cual se refleja su aplicación y las múltiples ventajas que ofrece esta tecnología.
DESARROLLO
El proceso de secado por lecho fluidizado comúnmente reconocido por sus ventajas, incluye una tasa alta de remoción de humedad, alta eficiencia térmica, fácil transporte de material dentro del secador y bajos costos de mantenimiento (Law y Mujumdar, 2014).
El secado es la técnica comercial más comúnmente empleada en la industria de procesamiento de alimentos. Involucra la evaporación de la humedad dentro del producto mediante la aplicación de calor y su subsecuente remoción del producto (Ekechukwu, 1999).
Una de las alternativas más comúnmente utilizadas en la industria de alimentos para obtener productos deshidratados, es el secado, pues ofrece un proceso relativamente rápido, higiénico, uniforme y disminuye gastos de embalaje, almacenamiento y transporte. Sin embargo, el elevado costo de los combustibles y la ineficiencia de algunos métodos de secado, ha conducido a utilizar procesos alternativos que permitan alcanzar las mejores condiciones en el producto. Los secadores de lecho fluidizado son algunos de los sistemas más utilizados en la industrias alimentarias, debido a que presentan ventajas en comparación con secadores de bandejas o de vacío rotativo, en ellos se imprimen velocidad suficiente a un lecho de partículas para dispersarlas y generar turbulencia que acelera la deshidratación. El lecho fluidizado ofrece excelentes tasas de transferencia de calor y masa gracias a su alto grado de mezcla, al igual que una distribución uniforme de la temperatura debido a que se genera un área superficial de contacto muy alta entre el gas y el sólido presente en el lecho, dando como resultado una reducción en el tiempo de proceso. Diversos autores en algunas investigaciones, han aplicado esta tecnología para secar alimentos tales como granos, cubos de zanahoria, papa, batata, yuca, café, tomate, ñame, productos lácteos, champiñones, entre otros.
Los productos nombrados anteriormente, son fuentes importantes de alimentos ricos en energía, pudiendo desempeñar un papel destacado en el contexto de un desarrollo sustentable, implementándose procesos tecnológicos que permitan su mejor aprovechamiento en beneficio de la población venezolana.
Según Treybal (2001), la deshidratación consiste en la fluidización del alimento mediante una corriente de aire caliente que actúa simultáneamente como gas fluidizante y agente de secado. La operación puede ser continua o discontinua. El sólido se soporta sobre una rejilla distribuidora constituida por una placa metálica, perforada o provista de distintos accesorios para la difusión del aire. Si la operación es en continuo, el sólido seco se retira del sistema a través de un rebosadero, pasando al siguiente lecho. En este tipo de secador el aire caliente es forzado a través de un lecho de sólidos de forma tal que dichos sólidos queden suspendidos en el aire. El aire caliente actúa tanto como medio fluidizante como de desecación.
Las actuales exigencias de los consumidores, constituyen una oportunidad para convertir un cultivo sub-explotado en un producto promisorio, inclusive con perspectivas de exportación, mediante la aplicación de tecnologías como la deshidratación por lecho fluidizado que consiste en eliminar el agua contenida en el alimento, por medio de aire caliente, para de esta manera obtener productos de alta calidad nutricional y bajo costo, de igual forma que sean muy similares en color y sabor al del alimento fresco y puedan ser conservados por largos periodos de tiempo evitando así desecharlos en los campos por que comienza el proceso de deterioro, y al ser un producto de insuficiente demanda el desperdicio es aún mayor, provocando el desinterés de cultivar estos tubérculos, delegándolos a la extinción progresiva de este cultivo.
El equipo de lecho fluidizado, consta de cuatro elementos principales: una unidad de tratamiento de aire, la cual calienta (si es necesario) el aire de entrada; el cuerpo del lecho (zona de granulación), en este espacio se sitúa el sólido a granular. El aire tratado entra en la zona de granulación a través de una parrilla con orificios.
Esta parrilla tiene un doble uso, la distribución y diámetro de los orificios permite obtener gradientes de velocidad en el interior del lecho, así como actuar de soporte para el sólido cuando no haya paso de aire; filtros de aire, los cuales se utilizan para limpiar el aire de salida y evitar la pérdida de sólido granulado y un ventilador que permite el movimiento del fluido y generar las diferencias de presión necesarias para la fluidifización.
El principio de funcionamiento del secador de lecho fluidizado comienza cuando se introduce aire caliente a alta presión a través de un lecho perforado de partículas sólidas húmedas. Los materiales que se van a secar se colocan en el recipiente de secado, que luego se coloca dentro del secador de lecho fluido. Los sólidos húmedos se levantan desde la parte inferior y se suspenden en una corriente de aire (estado fluidizado).
El caudal y la temperatura de funcionamiento se ajustan a través del panel de control. La transferencia de calor se realiza por contacto directo entre el sólido húmedo y el aire caliente. El líquido vaporizado es expulsado por el escape hacia afuera. El proceso del secador de lecho fluidizado reduce el tiempo de secado en comparación con el uso de hornos de secado aproximadamente veinte veces, ya que toda la superficie del producto está expuesta a la corriente de aire de alto volumen. Además, proporciona condiciones de secado controladas y uniformes en comparación con el secado desigual en bandejas.
Esta tecnológica ofrece ventajas tales como: garantizar un secado rápido y homogéneo, es adecuado para productos sensibles al calor, asegura la eficiencia en el secado de materiales, el manejo del equipo es fácil y menos laborioso, vienen en una amplia gama de capacidades y tamaños, tiene un bajo costo de mantenimiento, por lo tanto, reduce el tiempo de inactividad, es adecuado para el procesamiento continuo y por lotes de materiales, la transferencia de calor es extremadamente rápida, lo que permite usar temperaturas de entrada del aire mucho más elevadas que en otros tipos de secadores.
CONCLUSIÓN.
A lo largo de este ensayo se ha demostrado que el proceso de secado por lecho fluidizado, en la industria alimentaria abre amplias posibilidades para el mejoramiento de varias tecnologías industriales. Como trabajo futuro queda abierta la posibilidad de seguir probando otras estrategias de control.
El lecho fluido es por tanto, un equipo versátil donde se pueden llevar a cabo el proceso de secado en la industria alimentaria, ya ofrece ventajas con respecto a otros métodos de secados, asegura la eficiencia en secado producto conservando su calidad nutricional.
La implementación de esta tecnología, puede permitir un mejor aprovechamiento de los productos alimenticios en beneficio de la población venezolana, también pueden contribuir con la soberanía y seguridad alimentaria para garantizar el sagrado derecho a la alimentación de nuestro pueblo." tal como lo establece el plan de la patria 2019-2025.
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