Secado convectivo de vainas de mezquite (Prosopis laevigata Humb. y Bonpl. ex Willd)

Abstract

El Mezquite es un árbol que crece en las regiones áridas y semiáridas del mundo. Ha sido utilizado como material de construcción, forraje para animales, combustible y alimento para el ser humano. Las vainas que este árbol produce presentan un amplio potencial para el desarrollo de alimentos por su alto contenido de carbohidratos, proteínas y fibra. Sin embargo se requiere de un proceso de secado específico para que estas vainas puedan ser procesadas. En la presente investigación se estudió el proceso de secado para vainas de mezquite de la especie Prosopis laevigata recolectadas en Oaxaca y Durango, México. Las vainas se caracterizaron físicamente, se determinaron las etapas de madurez, se realizaron experimentos de secado, se desarrolló un modelo empírico con base a los datos experimentales de secado utilizando el método de la curva característica. Los coeficientes de difusión efectiva fueron calculados.Se identificaron 3 etapas de madurez considerando los cambios en el color de las vainas,utilizando el método CIELAB, cambios en el contenido de azúcares y diferencias en el contenido de humedad.Se obtuvieron imágenes de la vaina y sus semillas con un Estereo microscopio Amscope SE305-PX-LED-RK15y de la microestructura utilizando un microscopio electrónico de barridoJEOL JSM-IT300LV. Se observó una microestructura heterogénea y tortuosa.Los experimentos de secado se realizaron en un secador de bandejas tipo túnel a diferentes condiciones de temperatura (40 °C, 50 °C y 60 °C), velocidad del aire constante de 2.6 m/s y humedad relativa constante de 10%. Encada experimento se observó un efecto importante de la etapa de madurez y del nivel de temperatura. El nivel de madurez modifica el contenido de humedad y de azúcares de las vainas, y el nivel de temperatura afecta la rapidez de evaporación.Se identificó que el nivel mínimo de temperatura para que las vainas alcancen un contenido de humedad bajo y puedan ser granuladas es de 60 °C.Para el cálculo de la curva característica de secado se utilizó una ecuación lineal que representó la mayor parte de la cinética basándose en los datos experimentales; esta ecuación describió satisfactoriamente el comportamiento de las cinéticas experimentales de secado para cada condición. Por último se calcularon los coeficientes de difusión efectivos utilizando las tablas de difusividad para una geometría cilíndrica y con la información experimental de secado.El valor del coeficiente se ve afectado por la temperatura del aire de secado, incrementándose a medida que el nivel de temperatura incrementa.