SIMULACION DEL INCREMENTO DE HUMEDAD DEL CHIFLE DE PLATANO

SIMULACION DEL INCREMENTO DE HUMEDAD DEL CHIFLE DE PLATANO (Musa paradisiaca) DURANTE EL ALMACENAMIENTO

Jaime Eduardo Basilio Atencio1 y Milber Oswaldo Ureña Peralta2

1. Universidad Nacional Agraria de la Selva, Tingo Maria – Perú. Email: jbasilio95@hotmail.com
2. Universidad Nacional Agraria la Molina, Lima-Perú. Email: moup@lamolina.edu.pe

Palabras clave: simulación,  isotermas, chifles

RESUMEN

El trabajo de investigación se realizo con Chifles de la marca Karinto adquiridos en el mercado local, La finalidad de la investigación fue simular el incremento de humedad en chifles de plátanos empacados en envases con diferentes valores de permeabilidad y almacenados en diferentes condiciones de temperatura y humedad relativa.

Se modelo matemáticamente la transferencia de humedad del medioambiente al alimento a partir de la ley de Fick y Henry, implementándose con el modelo de isoterma de sorción que mejor se ajusta a los datos experimentales. La resolución del modelo matemático se realizo mediante la integración numérica de Simpson, para ello se elaboro un Software en Visual Basic.

La Isoterma se realizo a 25°C, 35°C, y 40°C por el método de creación de Isoterma con el instrumento AQUALAB 3E, se ajusto a los modelos BET, GAB, KUHN y SMITH  encontrándose que el mejor modelo de Isoterma de sorción para los chifles de plátanos es el modelo SMITH, y no es dependiente de la temperatura.

INTRODUCCIÓN

En la producción de chifles de plátano a nivel nacional a escala industrial y artesanal, se obtiene productos con diferentes niveles de humedad y empacados en diferentes tipos de empaques, y almacenados en diferentes condiciones de humedad relativa y temperatura. Es importante predecir el contenido de humedad durante el almacenamiento por que la humedad afecta la característica organoléptica de textura. Esta información podría ser utilizado para la determinación de vida útil por simulación basada en la estimación por modelos [1].

El presente trabajo de investigación establece los modelos matemáticos que permiten calcular el tiempo necesario para alcanzar diferentes niveles de aw simulando la ganancia de humedad considerando diferentes condiciones de alimento – empaque – entorno.[2]. Los datos de isoterma de sorción de agua proporcionan la información valiosa sobre la migración de agua durante procesos de adsorción o desorción [3]

OBJETIVOS

 -        Determinar el modelo adecuado de Isoterma de Sorción

 -        Establecer modelos matemáticos para la simulación de ganancia de humedad.

-         Simular la ganancia de humedad de chifles de plátanos bajo diferentes condiciones de almacenamiento y empaque.

METODOLOGÍA.

La investigación se desarrollo en los laboratorios de Investigación y Físico Química de La Facultad de Industrias Alimentarias de la Universidad Nacional Agraria la Molina.

Determinación de isotermas de sorción, se realizó por el método de creación de  isoterma midiendo la actividad de agua [4], 1,5 g. de muestra fueron colocadas en desecadores con soluciones de sales saturadas, después de 10 días se determinó la humedad de equilibrio por balance de materia con el contenido de humedad inicial y la pérdida o ganancia de peso y la actividad de agua fue medido con el instrumento AQUALAB 3E.

Ajuste de isotermas a modelos matemáticos de sorción de humedad, Los valores de humedad en base seca (H) y actividad de agua (aw), fueron ajustados por regresión con el software Statgraphics 5.0. a los siguientes modelos matemáticos de sorción:

B.E.T.:  [pic 1]                     G.A.B:   [pic 2]

KUHN:    [pic 3]                               SMITH:     [pic 4]

Simulación.

Con modelos matemáticos de transferencia de masa, el modelo de isoterma que mejor se ajusta a los datos experimentales, permeabilidad del empaque y condiciones de temperatura y humedad relativa de almacenamiento se simulo el tiempo necesario para alcanzar diferentes niveles de aw.

• Implementación de los modelos matemáticos.- De la ecuación de transferencia de agua en alimentos empacados [5] para determinar el tiempo para alcanzar una humedad determinada tendríamos:                                                            

[pic 5]

  …….(1)

Los valores de Awext y Awint son sustituidos por las expresiones matemáticas de las isotermas de sorción con mejor bondad de ajuste, considerando la humedad de equilibrio correspondiente a la humedad relativa del medio ambiente (Me) y la húmeda en base seca del producto como M.

• Simulación de la ganancia de humedad.- Fueron predichos los tiempos necesarios para alcanzar los niveles de aw en condiciones de temperatura 25 y 30 °C y humedades relativas de 85 y 90 %. Para ello se realizó la resolución del modelo matemático mediante la integración numérica de Simpson, cuya expresión básica es:

                                                                                                      …..…(2)[pic 6]

Donde:

F(x) :Función de humedad.

a, b :Humedad inicial y final respectivamente.

h          :Incremento de la variable usado en la evaluación de la función humedad.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN.

Las Isotermas de sorción para las temperaturas de 25, 35 y 40 °C se muestra en la figura 1.

[pic 7]

Figura 1.        Isotermas de adsorción de humedad de chifles a diferentes temperaturas.

El comportamiento de la isoterma, es similar a los obtenidos por diferentes autores para alimentos secos y snacks [2][6], así mismo para valores bajos de aw no se nota diferencia para las diferentes temperaturas [4]

Parámetros y bondad de ajuste de los modelos matemáticos de adsorción de humedad.

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