Efecto de condiciones operativas sobre las cinéticas de secado de semillas de limón

Abstract

La puesta en valor de corrientes residuales alimenticias, como las semillas obtenidas como subproducto de la industria citrícola, implica su estudio para la posterior recuperación y caracterización de los compuestos extraíbles. En su mayoría, estas matrices presentan un alto contenido de humedad, lo que dificulta su almacenamiento debido a posibles deterioros enzimáticos por parte de sus componentes intracelulares y/o ataques de microorganismos. Por ello, resulta de interés evaluar el mecanismo de deshidratación de estos residuos para alcanzar una condición segura de almacenamiento, como una primera aproximación en su valorización. El objetivo de este trabajo fue estudiar el secado de semillas de limón (Citrus lemon) a diferentes temperaturas, como también el efecto de la velocidad de aire (v) y la tecnología (secado en bandejas y tambor rotativo). El contenido de humedad de las semillas fue de 70,86±1,37% b.h., el rango de temperaturas estudiado en el secado de bandeja fue entre 60 y 160 °C en intervalos de 10 °C (v=0,3 m.s-1) y secado en bandeja y en tambor (velocidad de rotación=27 rpm) a v=0,2 m.s-1 y 60 °C. Cada una de las curvas de secado fue ajustada con un modelo difusivo teórico, para obtener la difusividad efectiva (Deff) (diámetro promedio de semilla=5,937 mm), y con un modelo empírico del tipo exponencial de dos términos. La dependencia de Deff con la temperatura se ajustó con una ecuación tipo Arrhenius. Como parte de los resultados, se determinó que los modelos empleados, tanto teórico como empírico, ajustaron de forma adecuada a cada una de las curvas de secado obtenidas, convalidado con sus parámetros estadísticos. El ajuste de las Deff con sus respectivas temperaturas dio como resultado un coeficiente preexponencial (D0) de 1,84.10-6 m2.s-1 y una energía de activación (Ea) de 19,90 kJ.mol-1. A su vez, se demuestra la complementariedad de ambos términos en el modelo empírico para explicar el proceso de deshidratación de las semillas, donde se destaca la presencia de una constante cinética mayor que la otra que indicaría la resistencia diferenciada de algunas partes de la estructura de las semillas a la transferencia de agua. Además, con el incremento de la temperatura, se aprecia una tendencia a la disminución del cociente de dichas constantes, que podría relacionarse con el aumento de la presión de vapor y permeabilidad del agua, cuyo efecto compensaría la resistencia mecánica a la difusión de materia. Respecto al efecto de la velocidad de aire, se observa una disminución del 46% sobre la Deff durante el secado cuando la velocidad se redujo un 33%, cuyo efecto se vio parcialmente compensado (reducción del 13%) cuando se empleó el secado en tambor rotativo a la misma velocidad. En conclusión, se ha podido ajustar un modelo teórico y uno empírico para el secado de semillas de limón a diferentes temperaturas, velocidades de aire y tecnologías, lo que permitió la obtención de parámetros cinéticos que describen el comportamiento durante el proceso de deshidratación.