Diseño de un secador prototipo (escala industrial) para la deshidratación de manzanas (Pyrus malus L.) y peras (Pyrus communis)

Abstract

Resumen .- En la presente investigación se deshidrató rodajas de 3 mm de espesor de manzana (Pyrus malus L.) y pera (Pyrus communis) para preparar infusiones. El proceso se realizó en un secador de bandejas, escala laboratorio construido de hierro galvanizado, lana de vidrio y madrera tripex, que operó a las condiciones de aire de: 50 °C, 70 °C, 3 m/s y 6 m/s, además se propuso una ecuación para calcular el coeficiente de transferencia de calor, esta relación forma parte del modelo matemático que incluye el balance de masa, energía y la simultaneidad entre la transferencia de masa y calor. Los datos de secado obtenidos experimentalmente se compararon con los simulados dando un porcentaje de error mínimo de 8,2 % para manzanas al aplicar 70 °C y 3 m/s y un máximo porcentaje de 17,8 % al secar peras a 50 °C y 6 m/s. Se calculó la eficiencia con las temperaturas de entrada, salida y ambiental, y se determinó la mejor combinación de temperatura-velocidad de aire, condiciones a las que se diseñará un secador que procesará 100 kg de materia prima por día con la ayuda del modelo antes mencionado. Finalmente se realizó el diseño básico de la planta que se estima ocupará una superficie de 362 m2. Abstract .- In present investigation were dehydrated slices of 3 mm thickness of apple (Pyrus malus L.) and pear (Pyrus communis). The drying process was carried out in a laboratory scale tray dryer, it was built with galvanized iron, glass wool, and wood, it operated at: 50 °C, 70 °C and air velocity of 3 m/s, 6 m/s. An equation to calculate the coefficient of convective heat transfer to all treatments was proposed, this relationship is part of the mathematical model which includes mass and energy balances, and simultaneous mass and heat transfer. Experimental data were compared with simulated results and varied between 8,2 % for apple applied 70 °C, 3 m/s and 17,8 % for pears tissues applied 50 °C, 6 m/s. Drying efficiency was calculated using the input, output and environmental temperatures. These results allowed finding the best combination of temperature-air velocity, under these conditions was designing a dryer with a capacity of 100 kg of raw material per day. The mathematical model mentioned above also was used to design the dryer. Finally the basic design of the plant was done and estimated that an area of 362 m2 is needed for this process.