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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería de Alimentos Facultad de Ingeniería
1-1-2002
Procesos de deshidratación de cebolla junca y de cebolla Procesos de deshidratación de cebolla junca y de cebolla
cabezona cabezona
Fernando Augusto Trujillo Suárez Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada Trujillo Suárez, F. A. (2002). Procesos de deshidratación de cebolla junca y de cebolla cabezona. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_alimentos/385
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PROCESOS DE DESHIDRATACIÓN DE CEBOLLA JUNCA Y DE CEBOLLACABEZONA
FERNANDO AUGUSTO TRUJILLO SUAREZ
UNIVERSIDAD DE LA SALLEFACULTAD DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
ÁREA DE INGENIERÍABOGOTÁ, D.C.
2002
PROCESOS DE DESHIDRATACIÓN DE CEBOLLA JUNCA Y DE CEBOLLACABEZONA
FERNANDO AUGUSTO TRUJILLO SUAREZ
Director del proyecto Dra. LENA PRIETO CONTRERAS Ingeniera Química.Magíster en educación.
UNIVERSIDAD DE LA SALLEFACULTAD DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
ÁREA DE ÍNGENIERÍABOGOTÁ, D.C.
2002
Nota de aceptación
Firma del presidente del jurado
Firma del jurado
Firma del jurado
Bogotá D.C., 18 de Noviembre de 2002.
AGRADECIMIENTOS
Agradezco al Dr. Camilo Rozo Bernal Decano de la Facultad de Ingeniería de Alimentos
de la Universidad de la Salle, por su colaboración en este trabajo.
A la Dra. Lena Prieto Contreras, Ingeniera Química. Magíster en Educación por su
dirección y esmerada colaboración.
Al Dr. José Maria Trujillo. Economista de la Universidad Nacional. Profesor de la UPTC de
Tunja. Especializado en Economía estadística, por el desarrollo estadístico de este trabajo
y su incondicional apoyo.
A los Ingenieros de Alimentos Consuelo Díaz, consultora Internacional de PRODAR y
Oswaldo Castellanos, coordinador de proyectos del CENTIA, por su desinteresado apoyo
y amistad.
A mi madre por todo su amor y apoyo incondicional.
A todas aquellas personas que de una u otra manera, directa o indirectamente
colaboraron con el desarrollo de este trabajo.
A mis padres y hermanos por todo el apoyo, que con paciencia y todo el amor que pude
recibir, cumplí con la meta que también hace parte de ellos.
A todo aquel que quiera y pueda hacer algo por este país y este convencido que el futuro
esta en el trabajo y la honradez.
A Dios por permitirme llegar a ser lo que soy y lo que en el futuro pueda ser.
LISTA DE CUADROS
Pág.Cuadro 1. Clasificación taxonómica de la cebolla junca. 2Cuadro 2. Características físicas de la cebolla junca. 3Cuadro 3. Composición química de la cebolla junca. 4Cuadro 4. Producción nacional de cebolla junca. 5Cuadro 5. Precios promedian de cebolla junca. 6Cuadro 6. Clasificación taxonómica de la cebolla cabezona. 8Cuadro 7. Clasificación de la cebolla cabezona para el mercado Europeo. 9Cuadro 8. Composición química de la cebolla cabezona. 10Cuadro 9. Producción nacional de cebolla cabezona. 11Cuadro 10. Precios promedio de cebolla cabezona. 12Cuadro 11. Ensayos para la deshidratación de cebolla junca y cebolla cabezona. 25Cuadro 12. Variables de los ensayos de experimentación. 28Cuadro 13. Formato de hoja de procesos de los ensayos. 29Cuadro 14. Humedades de cebolla junca y cebolla cabezona. 30Cuadro 15. Resultados de la experimentación del diseño experimental bloques completamente aleatorizados para tamaños desiguales de muestra. 31Cuadro 16. Promedios para el análisis de varianza de la experimentación. 32Cuadro 17. Análisis de varianza de la cebolla junca. 33Cuadro 18. Análisis de varianza de la cebolla cabezona. 33Cuadro 19. Resultado de la prueba t-student del diseño experimental. 34Cuadro 20. Datos para determinar la curva de humedad de cebolla junca a 5 mm. 36Cuadro 21. Datos para determinar la curva de humedad de cebolla cabezona. 39Cuadro 22. Datos para determinar la curva de velocidad de deshidratación para cebolla junca a 5 mm de tamaño de corte. 46Cuadro 23. Datos para determinar la curva de velocidad de deshidratación para la cebolla cabezona a 5 mm de tamaño de corte. 50Cuadro 24. Resultados de los tiempos de deshidratación. 53Cuadro 25. Resultados de los tiempos de deshidratación. 54Cuadro 26. Pérdidas por procesamiento de la cebolla junca 55Cuadro 27. Balance de materia para el proceso de la cebolla junca. 65Cuadro 28. Clasificación de las energías del proceso de deshidratación para la cebolla junca. 66Cuadro 29. Energía empleada en la deshidratación de cebolla junca. 66Cuadro 30. Perdidas por procesamiento de la cebolla cabezona. 67Cuadro 31. Balance de materia para el proceso de la cebolla junca. 77Cuadro 32. Clasificación de las energías del proceso de deshidratación para la cebolla cabezona. 78Cuadro 33. Energía empleada en la deshidratación de cebolla cabezona 78Cuadro 34. Ficha técnica del Deshidratador Piloto Automatizado 80
LISTA DE FIGURAS
Pág.Figura 1. Típica curva de deshidratación de perdidas de humedad con el tiempo para un sólido. 16Figura 2. Curva de velocidad de deshidratación. 16Figura 3. Esquema de un deshidratador de bandejas. 20Figura 4.Determinación de la curva de humedad para Cebolla junca a 5 mm de tamaño de corte. 37Figura 5. Determinación de la curva de humedad para Cebolla Cabezona a 5 mm de tamaño de corte. 40Figura 6. Determinación de la humedad crítica a partir de la curva de humedad para Cebolla junca. 42Figura 7. Determinación de la humedad crítica a partir de la curva de humedad para cebolla cabezona. 44Figura 8. Curva de velocidad de deshidratación para la Cebolla junca. 48Figura 9. Curva de velocidad de deshidratación para la cebolla cabezona. 52Figura 10. Datos experimentales del caudal de aire para la cebolla junca. 57Figura 11.Temperaturas de entrada y salida del aire para cebolla junca a 5 mm. 59Figura 12.Humedad relativa de entrada y salida del aire para la cebolla junca a 5 mm. 61Figura 13. Diagrama de flujo para el proceso de deshidratación de cebolla junca. 64Figura 14. Datos experimentales del caudal de aire para la cebolla cabezona. 69Figura 15 Temperaturas de entrada y salida del aire para cebolla cabezona a 5 mm. 71Figura 16 Temperatura de entrada y salida del aire para cebolla cabezona a 5 mm. 73Figura 17 Diagrama de flujo para el proceso de deshidratación de cebolla cabezona. 74
LISTA DE ANEXOS
Pág.Anexo A. NORMA DE CALIDAD No 1222 ICONTEC. 86Anexo B. NORMA DE CALIDAD No 1221 ICONTEC. 88Anexo C. Diseño de bloques completamente aleatorizados para tamaños desiguales de muestra. 94Anexo D. Datos experimentales de deshidratación de cebolla junca y cabezona. 96Anexo E. Hojas de proceso de las condiciones ejecutadas durante cada ensayo. 108Anexo F. Análisis de varianza para el diseño de bloques completamente aleatorizados para tamaños desiguales de muestra. 120Anexo G. Prueba t- student para las cebollas cabezona y junca. 121Anexo H. Calculo del contenido de humedad. 123Anexo I. Cálculos para hallar la curva de velocidad de deshidratación. 124Anexo J. Calculo del tiempo de deshidratación de cebolla junca. 126Anexo K. Calculo del tiempo de deshidratación de cebolla cabezona. 126Anexo L. Cálculo de pérdidas por proceso del ensayo 4 de la cebolla junca. 132Anexo N. Balances de materia y energía para la cebolla cabezona a 5 mm de tamaño de corte. 133Anexo M. Balances de materia y energía para la cebolla junca a 5 mm de tamaño de corte. 137Anexo O. Manual del secador piloto automatizado. 141
INTRODUCCION
La necesidad de disminuir los costos de producción en las empresas alimentarias es hoy
un factor importante para buscar alternativas que garanticen una utilidad mayor por
unidad de producto terminado. En diferentes procesos de alimentos requieren el uso de
condimentos que son adquiridos al por mayor y son usados en formulaciones. Entre ellos
la cebolla deshidratada que es empleada en sin número de alimentos procesados. Dicho
producto es importado en su mayoría debido a que no se ha avanzado en el país en el
estudio de productos deshidratados en especial con la cebolla, por lo tanto, se puede ver
que existe un mercado no explotado y aun menos de cebolla junca que es un producto
autóctono.
La creciente necesidad de indagar en nuevas alternativas en la industria de alimentos con
el fin de hacer mejoras en la calidad de los alimentos procesados, son dirigidas a
disminuir los costos de producción y ayudan a mejoras técnicas dentro de los procesos
en la industria alimentaria. El presente proyecto tiene como objeto tomar como alternativa
la deshidratación de la cebolla junca para producir productos similares a los que se
encuentran en el mercado, el deshidratado de cebolla cabezona que es de uso masivo en
las industrias de alimentos y hace parte de un sin numero de formulaciones en el proceso
de productos para consumo.
El desarrollo del deshidratado de cebolla junca y de cebolla cabezona puede llegar a ser
una buena opción para las empresas procesadoras de alimentos, ya que aprovechando el
porcentaje de perdidas de postcosecha, podría llegar a ser un producto que al igual o
bajo costo pueda ser utilizado en menor cantidad en las formulaciones de los productos.
Por lo tanto entra a competir en el mercado de los deshidratados.
Para lograr los objetivos de esta investigación se realizó u diseño experimental que esta
determinado por una preexperimentación que determina las condiciones que se van ha
i
utilizar en la experimentación definido por un diseño experimental que conlleva a un
análisis estadístico.
Este estudio lleva a definir las condiciones del proceso de deshidratación de cebolla junca
y cabezona, por medio de la teoría de deshidratación basada en datos experimentales y
curvas de deshidratación que pueden llevar a definir técnicamente la viabilidad del
proyecto.
ii
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
• Estudiar los procesos de deshidratación de la cebolla junca (Allium fistilosum. L.) y de
la cebolla cabezona (Allium cepa. L.), por el método indirecto de aire caliente.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Diseñar la metodología experimental de los procesos de deshidratación de las
cebollas junca y cabezona con un deshidratador de bandejas.
• Analizar los resultados de la experimentación para escoger el mejor proceso de
deshidratación para cada una de las cebollas estudiadas.
• Proponer los procesos de deshidratación con las variables en que se obtiene el mejor
producto deshidratado.
iii
TABLA DE CONTENIDO Pág
INTRODUCCION iOBJETIVOS iii1. GENERALIDADES 11.1 CEBOLLA JUNCA 11.1.1 Taxonomía 11.1.2 Variedades 21.1.3 Características Físicas 31.1.4 Composición 31.1.5 Producción Nacional 41.1.6 Postcosecha 61.2 CEBOLLA CABEZONA 71.2.1 Taxonomía 71.2.2 Variedades 81.2.3 Características Físicas 91.2.4 Composición 91.2.5 Producción Nacional 101.2.6 Postcosecha 131.3 DESHIDRATACIÓN 141.3.1 Definición 141.3.2 Variables que intervienen en el proceso e deshidratación 141.3.3 Velocidad de deshidratación 151.3.4 Tiempo de deshidratación 181.3.5 Equipos para deshidratación 19
2. METODOLOGÍA DE LA EXPERIMENTACIÓN 212.1 CARACTERÍSTICAS DE LA CEBOLLA PARA DESHIDRATAR 212.2 CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO FINAL 222.3 DETERMINACIÓN DE HUMEDAD 222.4 DISEÑO EXPERIMENTAL 232.4.1 Preexperimentación 232.4.2 Experimentación 232.5 DISEÑO ESTADÍSTICO 242.6 CONDICIONES DEL EQUIPO 26
3. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LA EXPERIMENTACIÓN 273.1 PREEXPERIMENTACION 273.2 EXPERIMENTACIÓN 273.3 EVALUACIÓN ESTADÍSTICA DEL DISEÑO EXPERIMENTAL 313.3.1 Análisis de Varianza 323.3.2 Prueba t Student 343.4 CURVAS DE HUMEDAD 353.4.1 Cebolla Junca 35
Pág3.4.2 Cebolla Cabezona 383.5 HUMEDAD CRÍTICA 413.5.1 Cebolla Junca 413.5.2 Cebolla Cabezona 433.6 CURVAS DE VELOCIDAD DE DESHIDRATACIÓN 453.6.1 Cebolla Junca 453.6.2 Cebolla Cabezona 493.7 CALCULO DEL TIEMPO DE DESHIDRATACIÓN 533.7.1 Cebolla Junca 533.7.2 Cebolla Cabezona 54
4. MANEJO DE LOS PROCESOS DE DESHIDRATACIÓN 554.1 CEBOLLA JUNCA 554.1.1 Variables de los procesos de deshidratación 554.1.2 Proceso propuesto para la Industrialización 624.1.3 Balance de Materia 654.1.4 Balance de Energía 654.2 CEBOLLA CABEZONA 674.2.1 Variables de los procesos de deshidratación 674.2.2 Proceso propuesto para la Industrialización 744.2.3 Balance de Materia 774.2.4 Balance de Energía 774.3 CONDICIONES DEL EQUIPO DE DEHIDRATACION 79
CONCLUSIONES 81RECOMENDACIONES 83BIBLIOGRAFÍA 84ANEXOS 86
1
1. GENERALIDADES
En el presente capítulo se darán a conocer las características de las materias primas
usadas en éste estudio: cebolla junca (Allium fistilosum L.) y cebolla cabezona (Allium
cepa L.). Además trata aspectos generales como conceptos de postcosecha, producción
nacional, regiones productoras y precios.
En otro de los apartes del capítulo se muestran las definiciones acerca de la
deshidratación por medio de aire caliente, proceso utilizado en esta investigación. Entre
los temas a tratar están las variables de la operación unitaria, la velocidad de
deshidratación, el calculo del tiempo de deshidratación y los equipos del proceso.
1.1 CEBOLLA JUNCA
Las raíces de la cebolla junca se producen en la base del tallo, son fasciculadas y poco
abundantes. Verticalmente miden hasta 30 a 45 cm y horizontalmente unos 30 cm. Cada
hoja tiene una base larga y carnosa que se une estrechamente con la base de las demás
hojas, envuelto por laminas finas o túnicas, y la exterior es seca.
1.1.1 Taxonomía1
La cebolla junca se conoce con los siguientes nombres:
• Nombre científico: Allium fistilosum L.
• Nombres comunes: cebolla larga, cebolla junca, cebolla llorona, cebolla de rama,
cebolla de tallo, cebolla de rabo y cebolla común.
• Nombres en otros idiomas: welsh onion (Inglés), cibule (Francés), schritwhwl
(Alemán).
1 Enciclopedia Agropecuaria, producción Agrícola. Bogotá: Terranova, 1995, Tomo II. p. 325-326.
2
A continuación en el cuadro 1 se observa la clasificación taxonómica para la cebolla
junca.2
Cuadro 1. Clasificación taxonómica de la cebolla junca.
REINO Vegetal
TIPO Fanerógama
CLASE Monocotiledónea
ORDEN Liliflorae
FAMILIA Liliaceae
GÉNERO Allium
ESPECIE Fistilosum
VARIEDAD junca
Fuente: CORPOICA-PRONATTA (1996)
1.1.2 Variedades
Las variedades de cebolla junca que se siembran en el país son escasas puesto que en
Colombia no hay diversificación de cultivos de las mismas.
Algunas variedades de la cebolla junca que se pueden destacar son las siguientes3:
• Imperial: es muy apetecida en el mercado y es de amplia aceptación.
• Pajarita: tiene un buen macollamiento y desarrolla tallos delgados muy cortos. La
coloración es violeta.
• Silviana: desarrolla tallos gruesos y macolla muy bien. Presenta colores amarillo-
dorado.
• Ratona: es una variedad un poco tardía de tallos gruesos y largos con excelente
calidad. Los colores que muestra son pardo amarillo rojizos.
2 CORPOICA-PRONATTA, citado por el sistema de información estratégica del sector Agroalimentario SIESA.Bogotá: Corporación Colombia Internacional, 2002. p. 1.3 CORPOICA-PRONATTA, Op. Cit., p. 1-2.
3
• Tuquerreña: desarrolla tallos gruesos y de color pardo-rojizos.
1.1.3 Características Físicas
En el cuadro 2 se muestran las características físicas de la cebolla junca, donde se
especifican los valores promedio de longitud, diámetro, peso y densidad4.
Cuadro 2. Características físicas de la cebolla junca.
CARACTERISTICAS VALOR
Longitud 29,1 cm
Diámetro 1,7 cm
Peso 35,3 g
Densidad 0,8 g/cm3
Fuente: CORPOICA-PRONATTA (1996).
1.1.4 Composición
En el cuadro 3 se encuentra la composición química de la cebolla junca, evaluada por 100
gramos de producto, tanto para la porción comestible tallo, como para la porción
comestible hojas. Se muestran los valores de los microcomponentes y
macrocomponentes más importantes5.
4 CORPOICA-PRONATTA, Op. Cit., p. 1-2.5 Sistema de información estratégica del sector agroalimentario. SIESA. Bogotá: Corporación ColombiaInternacional. 2002. p. 1-2.
4
Cuadro 3. Composición química de la cebolla junca.
COMPONENTE VALOR COMPONENTE VALOR
Ácido ascórbico 15 mg Agua 90,3 g
Calcio 27 mg Calorías 25
Fibra 1,3 g Fósforo 31 mg
Grasa 5,3 g Hierro 0,4 mg
Niacina 0,4 g Proteínas 1,2 g
PORCIÓN
COMESTIBLE
TALLO
Riboflavina 0,04 mg Tiamina 0,04 mg
COMPONENTE VALOR COMPONENTE VALOR
Ácido ascórbico 15 mg Agua 90,3 g
Calcio 64 mg Calorías 28
Cenizas 0,8 g Fibra 1,7 g
Fósforo 40 mg Grasa 0,2 g
Hierro 0,7 mg Niacina 0,6 mg
Proteínas 1,6 g Riboflavina 0,09 mg
PORCIÓN
COMESTIBLE
HOJAS
Tiamina 0,06 mg Vitamina A 600 UI
Fuente: ICBF (Instituto Colombiano de Bienestar Familiar) 1992.
1.1.5 Producción Nacional
A continuación se presentan las estadísticas citadas por la Corporación Colombia
Internacional6, donde se encuentra la producción nacional y los precios promedio de la
cebolla junca en Colombia.
• Producción. En el cuadro 4 se muestra la producción histórica de la cebolla
junca de los años 1997 hasta el 2000, de Boyacá, Risaralda y Santander, como los
6 Ibid., p. 1-2.
5
departamentos de mayor producción del país. Los demás departamentos están
resumidos en el cuadro como el “resto del país”.
Cuadro 4. Producción nacional de cebolla junca.
DEPARTAMENTO AÑO PRODUCCIÓN (Toneladas)PORCENTAJE DE
PARTICIPACIÓN (%)
Boyacá 1997199819992000
604642555660484740414000
87.8192.1690.0688.22
Risaralda 1997199819992000
33300177151402512894
4.842.942.612.75
Santander 1997199819992000
1242105931077511489
0.182.942.612.75
Resto del país 1997199819992000
49394189992865030920
7.173.145.336.58
Total producciónnacional
1997199819992000
688578602967538190469303
100100100100
Fuente: URPA departamental.
El cuadro 4 muestra al departamento de Boyacá como el de mayor producción de cebolla
junca en el país, con un porcentaje promedio de participación del 89,5%. Aquitania es el
municipio donde más se cultiva la cebolla junca en éste departamento. Lo cual genera
una ventaja para su posible industrialización, debido a su cercanía con Bogotá, lugar
donde se realiza está investigación, ya que se encuentran separadas a una distancia de
232 km.
6
• Precios. En el cuadro 5 se presentan los precios desde el año 1997 hasta el
2001. Estos precios corresponden al promedio de los meses de cada año. Los
precios se encuentran en pesos por kilogramo de producto.
Cuadro 5. Precios promedio de cebolla junca.
AÑO PRECIOS PROMEDIO ($/kg)
1997
1998
1999
2000
2001
417,31
751,53
530,80
523,32
574,06
Fuente: CORABASTOS (Central mayorista de Bogotá).
El precio de la cebolla junca ha tenido una tendencia de incremento en los últimos años,
entre 1997 y 1998, es decir del 44,5%; mientras que entre los años 1999 y 2001 no es tan
significativo el incremento con respecto de los años anteriores (7,5%).
Por lo tanto el precio de la cebolla junca tiende al alza pero de manera controlada.
1.1.6 Postcosecha
La cebolla junca después de ser cosechada debe pasar por otras etapas que garantizan
la calidad final del producto que llega al consumidor. Estas etapas son: Recolección,
clasificación, empacado, almacenamiento y transporte.
• Recolección: debe realizarse en plena madurez, empleando mano de obra
especializada, con herramientas adecuadas para tal fin, evitando golpes fuertes,
heridas y magulladuras al producto7.
7 ROA. E, Gloria. Manejo de Postcosecha de la cebolla junca en el municipio de Aquitania. Tunja: UPTC.Tecnología en mercadeo Agropecuario, 1995. p. 40-45.
7
• Clasificación: ésta etapa se lleva a cabo en el campo, considerando aspectos
tales como el grosor y la sanidad. En la norma 1222 del Instituto Colombiano de
Normas Técnicas (ICONTEC) aparecen los requisitos que cumple la cebolla junca
destinada a ser consumida en estado fresco. (Ver anexo A).
• Empacado: se procede a empacar en costales de fique, los cuales pueden
alcanzar un peso de 60 a 65 kilogramos. Un 20% del producto se desecha por
mala calidad debido a la deficiente manipulación del producto como, transporte
incorrecto y la falta de cadena de frió8.
• Almacenamiento: debido a la alta perecibilidad de la cebolla junca su mercado
debe llevarse a cabo lo antes posible y no se recomienda almacenarla por
periodos largos. Sin embargo, en caso de ser necesario puede guardarse por
pocos días a 0 ºC y humedades relativas del 90 % al 95 %. Es recomendable
utilizar bodegas oscuras con refrigeración, en canastas plásticas evitando daños
mecánicos9.
• Transporte: debido a que el producto es solo para el mercado nacional, tanto las
“ruedas” que van a las centrales mayoristas como las canastillas plásticas que se
destinan a los supermercados; se transportan en camiones de estacas sin ninguna
refrigeración10.
1.2 CEBOLLA CABEZONA
La cebolla cabezona es una planta anual para la producción de bulbos y bianual para la
obtención de semilla. Esta planta desarrolla inicialmente una raíz verdadera la cual muere
para ser reemplazada por un conjunto de raíces adventicias. Desarrolla un tallo muy corto
el cual posee un diámetro pequeño que aumenta con el desarrollo de la planta.
1.2.1 Taxonomía11
La cebolla cabezona se conoce con los siguientes nombres:
8 ARJONA, Citado por Corpoica-pronatta, 1996. Corporación Colombia Internacional. Op. Cit., p. 1-2.9 ICA, Manual de hortalizas. Bogotá: ICA, 1996. p. 20-21.10 Ibid. p. 21.
8
• Nombre científico: Allium cepa.L.
• Nombres comunes: cebolla cabezona y cebolla de bulbo.
La especie es originaria del continente Asiático. De donde fue llevada a Egipto, Israel e
Italia. Actualmente se encuentra distribuida a nivel mundial.
En el cuadro 6 se muestra la clasificación taxonómica de la cebolla cabezona12.
Cuadro 6. Clasificación taxonómica de la cebolla cabezona.
REINO Vegetal
CLASE Monocotiledónea
ORDEN Liliflorae
FAMILIA Liliaceae
GÉNERO Allium
ESPECIE Cepa
Fuente: CORPOICA-PRONATTA (1996).
1.2.2 Variedades
La información de las variedades presentadas, proviene de Bruzón, Casseres e ICA
citados en el manual de CORPOICA-PRONATTA,199613.
En Colombia, se comercializan las siguientes variedades:
• Amarillas: yellow Granex, yellow bermuda, texas grano 1015 y IPAZ.
• Blancas: Rexor, cristal white wax, luxor, CHA y maxor.
• Roja: Burgundy, red bermuda, red cróele, tropicana.
11 Corporación Colombia Internacional, Op. Cit., p. 1-2.12 CORPOICA-PRONATTA,Op. Cit., p. 1.13 Ibid. p. 1-2.
9
1.2.3 Características Físicas
En el cuadro 7 se muestran los diámetros para el mercado Europeo14.
Cuadro 7. Clasificación de la cebolla cabezona para el mercado Europeo.
• Primera: Entre 50 mm y 60 mm.
• Segunda: Entre 60 mm y 70 mm.
• Tercera: Entre 70 mm y 80 mm.
• Cuarta: Entre 80 mm y 100 mm.
• Quinta: Mayores de 100 mm.
Fuente: Corporación Colombia Internacional. (2002).
Las características de la cebolla cabezona en fresco se pueden ver en la norma de
calidad del ICONTEC. No.1221. (Ver anexo B).
1.2.4 Composición
En el cuadro 8 se encuentra la composición química de la cebolla cabezona, evaluada en
100 gramos de parte comestible. Se observan los valores de los microcomponentes y
macrocomponentes más importantes15.
14 Corporación Colombia Internacional, Op. Cit,. P. 1-2.
10
Cuadro 8. Composición química de la cebolla cabezona.
COMPONENTE VALOR COMPONENTE VALOR
Ácido ascórbico 10 mg Agua 88,9 g
Calcio 35 mg Calorías 33
Carbohidratos 6,9 g Cenizas 0,5 g
Fibra 1,2 g Fósforo 31 mg
Grasa 0,1 g Hierro 0,5 mg
Niacina 0,2 mg Proteínas 1,4 g
Riboflavina 0,03 mg Tiamina 0,04 g
Fuente: ICBF. (1992).
1.2.5 Producción Nacional
La información presentada en este numeral son citadas por la Corporación Colombia
Internacional donde se encuentra la producción nacional y los precios promedio de la
cebolla cabezona en el país.
• Producción: en el cuadro 9 se muestra la producción histórica de la cebolla
cabezona de los años 1997 hasta 2000 de los departamentos Boyacá,
Cundimamarca y Norte de Santander, que aparecen con la mayor producción a
nivel nacional. Los demás departamentos están resumidos como el “resto del
país”.
15 Ibid. p. 1-2.
11
Cuadro 9. Producción nacional de cebolla cabezona.
DEPARTAMENTO AÑOPRODUCCIÓN
(Toneladas)
PORCENTAJE DE
PARTICIPACIÓN (%)
Boyacá 1997
1998
1999
2000
11800
88391
127656
142436
46,7
43,45
49,65
51,55
Cundinamarca 1997
1998
1999
2000
38615
41645
38693
39061
15,28
20,47
15,05
14,14
Norte de Santander 1997
1998
1999
2000
56026
42638
60217
69130
22,17
20,96
23,42
25,02
Resto del país 1997
1998
1999
2000
40060
30736
30533
25673
15,86
15,12
11,88
9,29
Total producción
nacional
1997
1998
1999
2000
252701
203410
257099
276300
100
100
100
100
Fuente: URPA Departamental.
Los datos tabulados en el cuadro 9 muestran al departamento de Boyacá como el de
mayor producción de cebolla cabezona con un porcentaje de participación del 47,8 %,
promediado de los últimos cuatro años entre 1997 y 2000. Boyacá tiene una importante
12
participación que hace prever una posible industrialización de la cebolla cabezona, al igual
que sucede con la cebolla junca, se puede aprovechar la cercanía del departamento con
Bogotá, lugar donde se realiza esta investigación.
• Precios. El cuadro 10 presenta los precios desde el año 1997 hasta el año 2000.
Los precios de cada año se encuentran en pesos por kilogramo de producto.
Cuadro 10. Precios promedio de cebolla cabezona.
AÑO PRECIO PROMEDIO ($/kg)
1997
1998
1999
2000
2001
593,76
1138,41
653,89
978,51
718,77
Fuente: Corporación Colombia Internacional.
El precio de la cebolla cabezona fluctúa de manera irregular, ya que se observa un alza
significativa entre 1997 y 1998, alrededor del 47,9%: mientras que entre los años 1999 y
2000 el alza es del 33%. Para el 2001 se observa una baja en el precio del 26%. Como
conclusión el precio es inestable aunque conserva una tendencia de incremento del
mismo.
Por otra parte se tiene en cuenta que el mercado nacional se abastece principalmente del
producto Colombiano, las importaciones de cebolla cabezona presentan altas y dinámicas
tasas de crecimiento y su tendencia, según este comportamiento, es a aumentar la
participación que hoy tiene en la oferta interna. Las importaciones Colombianas de cebolla
provienen principalmente de Venezuela, Chile, Ecuador y Perú y entran durante el primer
semestre del año. Cuando la oferta de estos países han sido insuficiente, eventualmente
el producto se ha traído de Canadá, Estados Unidos y Holanda.
13
1.2.6 Postcosecha
La cebolla cabezona después de su cosecha debe pasar por ciertas etapas que permiten
obtener un producto de alta calidad. Por lo tanto, se debe tener en cuenta, la clasificación,
el empacado, el almacenamiento y el transporte16.
• Clasificación: es conveniente realizar una clasificación de los bulbos en el
campo para retirar aquellos que están dañados. Las cebollas se clasifican de
acuerdo con el diámetro del bulbo, los estándares varían según el país de destino
del producto.
• Empacado: las cebollas de buena calidad se empacan en sacos que no
sobrepasan los 35 kilogramos de capacidad. Cada saco se coloca en forma
vertical y separado de los otros, permitiendo una buena ventilación.
• Almacenamiento: el almacenamiento de la cebolla se hace en bolsas, guacales
o en cajas sobre estibas, con capacidad hasta de media toneladas. Comúnmente,
el almacenamiento refrigerado es utilizado para cebollas que serán
comercializadas en lugares lejanos. En este caso, se recomienda refrigerar
inmediatamente después del curado. A temperaturas de 0 ºC se mantiene el
producto en estado dormante y relativamente libre de algún deterioro. Una buena
circulación de aire es suficiente para prevenir el calentamiento y remover la
humedad de las cajas o bolsas. Si se mantienen estas condiciones se puede
almacenar la cebolla por 6 u 8 meses, manteniendo una humedad relativa de 65 a
70 %.
• Transporte: los bulbos que se comercializan deben ser transportados a
temperatura ambiente, pero protegidos del frió. La cebolla no se comercializa
refrigerada, por lo cual, cuando se utilizan contenedores refrigerados, las
compañías de transporte elevan la temperatura de 0 ºC a 10 ºC gradualmente.
Dos días antes de llegar al mercado de destino y un día antes debe alcanzar los
21 ºC o temperatura ambiente.
16 Corporación Colombia Internacional, Op. Cit., p. 1-2.
14
1.3 DESHIDRATACIÓN
1.3.1 Definición
La deshidratación de alimentos es uno de los métodos más comunes de conservación de
alimentos. El objetivo de la deshidratación es de disminuir la disponibilidad del agua para
las reacciones enzimáticas y de crecimiento microbiano mediante la eliminación del agua
libre de los productos alimenticios. Otra parte del objetivo del proceso de deshidratación
es la reducción de volumen y peso global, lo que es una ventaja para el almacenamiento y
transporte.
1.3.2 Variables que intervienen en el proceso de deshidratación
Según Escobar “ para que el proceso de deshidratación se realice de una manera
adecuada, es necesario establecer las condiciones básicas del proceso, como son
temperatura y humedad relativa del aire de deshidratación, flujo de aire requerido y
tamaño de trozo que va ha ser deshidratado.”17
A continuación se comenta brevemente cada uno de los aspectos:
• Humedad relativa del aire: en los deshidratados de aire caliente, la
deshidratación tiene lugar en forma aproximadamente adiabática, es decir sin
intercambio de calor con el exterior del sistema alimento-aire de deshidratación.
Por lo tanto, el calor necesario para evaporar el agua del alimento se suministra
íntegramente por el descenso del calor sensible del aire de deshidratación. El calor
suministrado por el aire de entrada, ingresa al sistema con una temperatura y
humedad relativa preestablecidas por las condiciones del proceso. Es importante
tener en cuenta que la humedad relativa varia de un lugar a otro.
• Temperatura del aire: es importante resaltar que la temperatura en la superficie
del producto durante la deshidratación por dicho aire también resulta igual a la
17 ESCOBAR T, Mario Rene. Deshidratación de frutas y hortalizas usando aire caliente. En: Alimentaria.Bogotá. Vol 8, (jul/sep.1993); p. 22-23.
15
temperatura de bulbo húmedo del aire que permanece constante durante el tiempo
que haya agua libre en la superficie del producto. Esta temperatura es
independiente del caudal y grado de humidificación adiabática del aire de
deshidratación; depende únicamente de la temperatura y humedad relativa del
aire.
• Caudal de aire: según el caudal de aire por unidad de superficie del producto, el
aire se cargará más o menos de humedad y su temperatura bajará más o menos.
Un caudal pequeño irá unido a una fuerte humidificación y a un descenso de
temperatura.
• Tamaño del trozo del producto: la transferencia de vapor de agua durante la
primera fase de deshidratación es proporcional a la superficie del alimento.
Durante la segunda fase de deshidratación, el funcionamiento de los alimentos
aún favorece todavía más la velocidad de deshidratación.
1.3.3 Velocidad de deshidratación
En un sistema de deshidratación de contacto directo se hace circular aire caliente sobre
las mismas y de forma paralela, a la superficie del sólido. La perdida de agua es
cuantificada como perdida de peso del sólido húmedo.18
Normalmente la deshidratación tiene lugar en un cierto números de etapas, cada una de
ellas caracterizadas por una velocidad de deshidratación diferente. En las figuras 1 y 2 se
muestran el comportamiento típico de deshidratación con aire caliente en sólidos
húmedos. La mayoría de sólidos presentan el mismo comportamiento de las curvas de
deshidratación.
18 BARBOSA-CANOVAS, Gustavo. Manual de laboratorio de Ingeniería de Alimentos. Zaragoza: Acribia.2000. p. 71-79.
16
Figura 1. Típica curva de deshidratación de perdidas de humedad con el tiempo para un
sólido.
La figura 1 presenta una curva decreciente, donde se tiene graficada la humedad libre, en
kilogramos de agua por kilogramo de materia seca, contra el tiempo en segundos.
Figura 2. Curva de velocidad de deshidratación.
17
La figura 2 muestra una curva típica de deshidratación, donde se grafica la humedad libre
contra la velocidad de deshidratación, en kilogramos por hora y metro cuadrado, donde se
ignora la etapa más temprana durante la cual la temperatura va aumentando,
representado por el segmento AB . Además, en la curva de deshidratación existen dos
etapas de deshidratación: el periodo de velocidad constante en el que el agua es
evaporada en superficie saturadas, representando por el segmento CB en la curva de
deshidratación, y el periodo de velocidad decreciente, representado por el segmento CD ,
en el cual se elimina la humedad ligada o adherida al interior de la matriz sólida. El
contenido de humedad a la que la velocidad de deshidratación disminuye súbitamente
será el contenido critico de humedad del proceso. La humedad mínima que el producto
puede alcanzar cuando es expuesto en un medio externo especifico después de un
tiempo infinito se denomina contenido de humedad en equilibrio.
La velocidad de deshidratación Wc; en el periodo constante puede ser leída directamente
de la figura de velocidad de deshidratación contra humedad libre. O puede ser calculada
por medio de la fórmula:
( )fgh
TsTahWc
−=
Donde:
hfg = calor latente de vaporización a la temperatura de la superficie del material.
Ta = temperatura del aire.
Ts = temperatura de la superficie del sólido.
h = coeficiente de transmisión de calor.
18
1.3.4 Tiempo de deshidratación
El tiempo de deshidratación puede ser calculado por medio grafico o por medio
matemático. En el método grafico se puede usar la grafica de la figura 2, se lee la
humedad libre a la que se desea llegar y se determina el tiempo en el eje de las
ordenadas.19
La curva de velocidad de deshidratación, muestra una velocidad constante Wc desde un
contenido de humedad inicial X0 hasta la humedad critica Xc. A partir de ahí la velocidad
decrece en relación lineal desde la humedad critica Xc hasta que la humedad final se
convierte en 0 para X = 0. El tiempo que requiere un material para llegar a una humedad
X se determina por la suma del tiempo antecrítico (tac) y el tiempo postcrítico (tpc).
El tiempo antecrítico esta determinado por la formula:
( )cic
ac XXAW
SSt −=
Donde:
tac = es el tiempo antecrítico de deshidratación en minutos.
Xi = humedad inicial.
Xc = humedad critica.
Wc = velocidad de deshidratación para el periodo constante de deshidratación.
A = área de deshidratación.
SS = sólidos del producto.
El tiempo postcrítico está se determina mediante la formula:
∫=W
dx
A
SSt pc
19 Ibid., p. 76-78.
19
Donde la integral se halla realizando una gráfica de 1/W contra humedad promedio y se
halla el área bajo la curva.
Debe resaltarse que el calculo del tiempo de deshidratación se basa en datos
experimentales de deshidratación
1.3.5 Equipos para deshidratación
Existen tres métodos industriales de eliminación de agua en materiales sólidos: 1)
someter el material a una corriente de aire de baja humedad calentando y que circula a
alta velocidad (deshidratación por aire), 2) colocar el material sobre una superficie
calentada y esperar a que la humedad pase a la atmósfera por evaporación
(deshidratación por contacto) y 3) someter el material a una fuente de calor de baja
presión (secado al vació).
En este proyecto se utiliza un secador con aire caliente de armario o bandejas que consta
de una resistencia eléctrica que calienta el aire que entra y es circulado en la cámara por
medio de un ventilador que hace inducir el caudal de aire sobre el material a secar que se
encuentra sobre las bandejas. El aire húmedo que sale por otro ducto hacia el exterior, si
el proceso lo requiere, se puede disponer de una compuerta que facilite la recirculación de
aire de entrada.
En la figura 3 se puede observar el esquema de un deshidratador de bandejas.
20
Figura 3. Esquema de un deshidratador de bandejas.
21
2. METODOLOGÍA DE LA EXPERIMENTACIÓN
En el presente capítulo se dan a conocer las características de las cebollas junca y
cabezona para deshidratar, las características del producto final, el diseño experimental y
las condiciones del equipo que se emplea en la deshidratación.
2.1 CARACTERÍSTICAS DE LA CEBOLLA PARA DESHIDRATAR
En el mundo se emplea para la deshidratación la cebolla de bulbo comestible Allium Cepa
L. (cebolla cabezona o de bulbo). La cebolla cultivada para deshidratación debe ser
blanca y tener un alto contenido de sólidos con buena pungencia y sabor. Menos cantidad
de agua en el tejido del bulbo hace más económica la deshidratación ya que se necesitan
menos energía para remover el agua. Se desea de alto sabor puesto que muchos de
estos compuestos encargados del sabor se pierden, debido a que estos son volátiles;
compuestos de sulfuros entre los que está el S-alquenil-L-cisteina sulfóxido.20 Esto ocurre
durante el proceso de preparación y deshidratación.
La cebolla para deshidratar puede tener rangos entre el 10% a 24% de sólidos, aunque en
Estados Unidos hay cultivos que se aproximan al 28% de sólidos21.
En Colombia la cebolla cabezona que se cultiva presenta una humedad del 88.9%22, los
que indica que tiene un 11.1% de sólidos. Este valor se encuentra entre el rango usado de
Estados Unidos en cebollas para deshidratar.
Mientras que la cebolla junca que se cultiva en el país presenta una humedad del 90,3%23
con 9,7% de sólidos. Un valor ligeramente alejado de la cebolla cabezona. Por lo tanto,
20 Durward S, Smit. Processing vegetables Science and technology. Pensylvania: Technomic Publisihing co.e1997. p.209 a 228.21 Ibid., p. 21022 CCI, Op.cit; p. 1 a 2.23 Ibid., p 1.
22
las características mencionadas de la cebollas junca y cabezona, se comprueban a través
de la experimentación.
2.2 CARACTERÍSTICAS DEL PRODUCTO FINAL
Las cebollas cabezona y junca para deshidratar en la experimentación se cortan en
secciones de 5mm. y 10 mm, el valor de 5 mm. es recomendado en fichas técnicas,
mientras que el valor de 10 mm. se hace para verificación del primer valor y determinar
sus diferencias desde el punto de vista técnico. Además, se trabajan las dos cebollas con
los dos tamaños a una temperatura de 70 ºC.24. Las rodajas secas se separan y clasifican
según el tamaño, las rodajas pequeñas y quebradas se procesan para obtenerla en forma
de polvo.
La humedad final del producto luego de la deshidratación debe estar entre un 4% y 7%
según el requerimiento de proceso, tamaño y presentación25.
Después de la deshidratación, las rodajas son molidas y separadas dentro de los rangos
establecidos puesto que para comercializarlas, el tamaño depende del uso especifico del
producto. Cuando el sabor es el factor más importante, la cebolla en polvo o granulada
son las más recomendadas. Si es la apariencia, la textura y sensación en la boca, son
importantes las partículas largas al igual con la desmenuzada, tajada o rebanadas.26
2.3 DETERMINACIÓN DE HUMEDAD
Se realiza con el método denominado de la estufa que consiste en colocar de 2 g a 10 g
de muestra para deshidratar en un detector de humedad provisto de una resistencia que
deseca la muestra y va registrando la perdida de agua hasta que ésta se hace constante.
El tiempo de la prueba debe ser de 2 a 3 horas a una temperatura de 98 ºC a 100 º C. Al
final se expresa el peso perdido por la muestra como porcentaje de agua.27
24 CONSEJO NACIONAL DE PRODUCCIÓN. Desarrollo de productos. [email protected] p 2.25 DURWARD., Op.cit,. p. 211-213.26 http: www.food product desing.com /archive/2001/0501/sr.html.27 HART, FL. Análisis moderno de los alimentos. Zaragoza: Acribia,. 1983. p. 7.
23
2.4 DISEÑO EXPERIMENTAL
2.4.1 Preexperimentación
Para determinar los parámetros de deshidratación de la cebolla junca y de la cebolla
cabezona, se realiza una preexperimentación en un deshidratador de bandejas con aire
caliente. El caudal y la temperatura del aire son ajustables. Este deshidratador está
conectado a un computador que va registrando la perdida de peso en función del tiempo,
el caudal del aire, las temperaturas de entrada y de salida del aire, y las humedades
relativas de entrada y de salida del aire en función del tiempo.
Para lograr los datos experimentales de la deshidratación de la cebolla cabezona y de la
cebolla junca, primero se trabaja en la preexperimentación en bandejas metálicas y
bandejas enmalladas con el tamaño de 5mm. de partícula. Estas primeras pruebas se
hacen con el fin de ajustar y establecer el funcionamiento del equipo para el diseño
experimental.
Después, se continua en la preexperimentación con bandejas enmalladas y tapas
enmalladas, para garantizar la circulación del aire por debajo y por encima del producto.
En este sistema se observa el comportamiento del producto obtenido y las diferencias con
el sistema de bandejas metálicas.
2.4.2 Experimentación
Para deshidrataciones de las cebollas junca y cabezona se realizaron los siguiente pasos
del proceso:
• Pesaje: se establece la cantidad inicial del producto fresco y se registran estos
pesos.
• Acondicionamiento: para la cebolla junca se le cortan las hojas verdes y se
dejan los tallos blancos, también son cortados las pequeñas raicillas del extremo
inferior del tallo con un cuchillo. En el caso de la cebolla cabezona se le corta la
24
base de la raíz del extremo inferior del bulbo teniendo en cuenta que solo debe
quedar la parte blanca del bulbo.
• Lavado: se lavan bien tanto los bulbos como los tallos del producto a deshidratar
con agua limpia y abundante.
• Corte: La cebolla debe ser cortada con un corte limpio y preciso para evitar
perdida de sabores y aromas. En el caso de cebolla cabezona según Smith “el
corte debe hacerse perpendicular al eje central del bulbo, un corte paralelo al eje
da una deshidratación retardada”28. En el caso de la cebolla junca se realiza un
corte longitudinal del tallo para desarmar los anillos concéntricos del tallo, luego
también se hace un corte perpendicular al eje.
• Deshidratación: antes de deshidratar se debe realizar otro pesaje después del
corte para determinar las pérdidas durante el procesamiento respecto al peso
inicial del producto. Luego se separa una pequeña muestra para determinar la
humedad inicial del producto, en el detector de humedad por medio del método de
la estufa. Nuevamente se pesa la carga que se va a deshidratar y se distribuye
uniformemente sobre la bandeja enmallada y se tapa con un segunda malla. A
continuación se ajusta las condiciones del equipo como temperatura, caudal de
aire y tiempo de operación. Se inicia la operación del equipo de deshidratación con
aire caliente y mientras se va realizando la deshidratación el computador
monitorea los datos de la operación hasta que se llegue la humedad deseada en
el producto final. La humedad final para todos los tratamientos es del 7% a una
temperatura del aire de 70ºC. y un caudal de aire ajustado máximo de 10 m3 /min.
La humedad y la temperatura se determinan según el proceso propuesto en la
ficha técnica del Concejo Nacional de Producción29.
2.5 DISEÑO ESTADÍSTICO
El arreglo experimental se evalúa con el “diseño de bloques completamente aleatorizados
para tamaños desiguales de muestra”, puesto que este tipo de diseño experimental se
28 SMITH., Op.cit. p. 297.29 Concejo Nacional de Producción. Op.cit., p 1 a 2.
25
presenta para situaciones de ensayo en que el tamaño del los tratamientos son
desiguales.
En el cuadro 11 se presenta el arreglo de las condiciones de las variables experimentales
de la deshidratación de las dos cebollas. En el estudio el tamaño de corte es la variable
dependiente, que va a depender de la variable independiente; ya que el tiempo de
deshidratación tiene un amplio recorrido. La humedad, la temperatura y el caudal de aire
permanecen constantes.
Cuadro 11. Ensayos para la deshidratación de cebolla junca y cebolla cabezona.
CEBOLLA CABEZONA CEBOLLA JUNCA
5 mm 10 mm 5 mm 10 mm
Ensayo 1 Ensayo 7 Ensayo 4 Ensayo 10
Ensayo 2 Ensayo 8 Ensayo 5 Ensayo 11
Ensayo 3 Ensayo 9 Ensayo 6 Ensayo 12
Humedad 7%, Temperatura del aire 70ºC.
Los resultados del diseño experimental se tratan por medio del análisis de varianza de
determinación si hay diferencia significativa o si no hay diferencia significativa, entre el
tamaño de corte y el tiempo de deshidratación, por lo tanto se establece un nivel de
significancia del 5% (ver anexo C).
Además, se analiza el análisis experimental bajo las siguientes hipótesis:
• Hipótesis nula (Ho): No existe diferencia significativa entre los tamaños de corte y
los tamaños respectivos.
• Hipótesis alterna (H1): si existe diferencia significativa entre los tamaños de corte y
los tamaños respectivos.
26
Si no existe diferencia significativa los resultados de estas variables son iguales (teniendo
en cuenta el error experimental) y en consecuencia cualquiera de estas variables son
recomendables; pero si existe diferencia significativa se escoge la prueba del mejor
promedio.
2.6 CONDICIONES DEL EQUIPO
El equipo es un deshidratador para pruebas de investigación en el Programa de Ingeniería
de Alimentos de la Universidad de la Salle sede la Floresta. Esta equipo está
automatizado con un programa de un contador lógico programable (PLC) serie TSX –
MICRO. Con un censor de temperatura de 0ºC. hasta 200ºC. Además cuenta con un
censor de humedad hasta un 100% de humedad relativa, una resistencia de calefacción
de 35 Kw. y un ventilador movido por un motor trifásico de 1 hp con 1800 RPM.
(Revoluciones por minuto).
Durante la experimentación se acondiciona el equipo de deshidratación con flujo de
recirculación de aire para saturarlo de humedad y trabajar con velocidades bajas de
secado con el fin de obtener un producto de calidad uniforme, no quebradizo ni reseco por
partes (ver numeral 3.2). Este acondicionamiento se realiza reduciendo el área de entrada
y salida del aire con un tubo de diámetro de 0,082 m. y de longitud de 1,91 m.
27
3. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LA EXPERIMENTACIÓN
A continuación se muestran los resultados experimentales obtenidos en los ensayos
realizados, para cumplir los objetivos propuestos del estudio; entre ellos se presentan: la
evaluación estadística del diseño experimental, las curvas de humedad, la velocidad de
deshidratación y la determinación de los tiempos de deshidratación, para las cebollas
estudiadas, con su análisis respectivo.
3.1 PREEXPERIMENTACION
Inicialmente para establecer las mejores condiciones de funcionamiento del equipo de
deshidratación, en la preexperimentación se puede establecer para las condiciones
experimentales determinadas en el capítulo 2 que en las bandejas metálicas la humedad
no se desaloja uniformemente para las cebollas de estudio. Al final de la deshidratación
no se obtiene un producto uniforme, ya que el producto que se encuentra en el centro de
la bandeja sale húmedo y las muestras de los lados resecas o quemadas. Además, el
producto se pega al fondo de la bandeja. Esta primera parte de la preexperimentación se
realiza sin recirculación de flujo de aire. Para solucionar dichos problemas se
construyeron bandejas enmalladas que permiten mejorar las condiciones experimentales
y al realizar la deshidratación con las cebollas cabezona y junca a 5 mm de tamaño de
corte se logra presentar un producto parejo y de calidad uniforme, debido a la circulación
del flujo de aire por encima y por debajo del producto. Además, se adapto un tubo que
reduce la salida de aire del equipo e intensifica la recirculación del mismo para corregir los
defectos de calidad del producto durante la experimentación.
3.2 EXPERIMENTACIÓN
Una vez acondicionado el equipo de deshidratación, la experimentación se inicia de
acuerdo con el “diseño experimental de bloques completamente aleatorizados para
tamaños desiguales de muestra.”
28
En cada ensayo se consiguen del equipo de deshidratación los datos de las variables que
se muestran en el cuadro 12.
Cuadro 12. Variables de los ensayos de experimentación.
VARIABLE TIPO UNIDADES
Tiempo de deshidratación Variable independiente Minutos (min)
Tamaño de corte Variable dependiente Milímetros (mm)
Temperatura de entrada del
aire
Condiciones del equipo Grados Celsius (ºC)
Temperatura de salida del
aire
Condiciones del equipo Grados Celsius (ºC)
Humedad relativa de entrada
del aire
Condiciones del equipo Porcentaje (%)
Humedad relativa de salida
del aire
Condiciones del equipo Porcentaje (%)
Peso de la cebolla Condiciones del equipo Kilogramos (kg)
Caudal de aire Constante Volumen por tiempo (m3/min)
Los resultados de las variables de cada ensayo se presentan en el anexo D.
Además de los anteriores datos, se registra en un formato de Hoja de Proceso las
condiciones ejecutadas durante cada prueba, como los pesos de materia prima y de
cebolla desechada, tamaño de corte, temperatura de deshidratación, caudal del
deshidratador, carga, hora inicial y hora final de deshidratación, tiempo de deshidratación,
consumo energético del deshidratador, peso producto terminado y humedad final del
producto. En el cuadro 13 se muestra el formato.
29
Cuadro 13. Formato de hoja de procesos de los ensayos.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO
PRODUCTOTemperatura ensayo
de humedad (ºC)
FECHATemperatura de
deshidratación (ºC)
Peso del producto en
fresco (kg)
Caudal del
deshidratador
(m3/min)
Peso del producto
después del
acondicionamiento
(kg)
Carga (kg)
Tamaño de corte
(mm)
Hora inicial de
deshidratación
Peso del producto
después del corte
(kg)
Hora final de
deshidratación
Humedad inicial del
producto (%)
Tiempo de
deshidratación (min)
Peso inicial de la
muestra ensayo(g)
Consumo del
secador (Kw/h)
Peso final de la
muestra ensayo (g)
Peso producto
terminado (g)
Tiempo ensayo de
humedad (min)
Humedad final del
producto (%)
En el anexo E se muestran las hojas de proceso de los 12 ensayos.
30
También, se registran en el formato anterior los datos de operación del detector de
humedad para la determinación del contenido de agua expresada en porcentaje de cada
cebolla; según el método de la estufa descrito en el numeral 2.3.
En el cuadro 14 se encuentran las humedades obtenidas en los ensayos para cada una
de las cebollas estudiadas.
Cuadro 14. Humedades de cebolla junca y cebolla cabezona.
CEBOLLA JUNCA CEBOLLA CABEZONA
EnsayoHumedad
(%)Ensayo
Humedad
(%)
4
5
6
10
11
12
92,0
91,6
92,2
92,4
92,8
92,3
1
2
3
7
8
9
90,8
91,0
88,5
91,7
91,5
91,0
Promedio 92,2 Promedio 90,8
Para la cebolla junca el valor promedio de los seis ensayos es del 92,2 %, que
comparándolo con el valor presentado en el cuadro 3 del 90,3%, se puede observar que
no difiere del obtenido experimentalmente, por consiguiente sobre esta humedad se
realizan los cálculos posteriores.
En cuanto a la cebolla cabezona el valor promedio de los seis ensayos es del 90,8 % y
comparándolo con el dato presentado en el cuadro 8, que es del 88,9% la diferencia no es
significativa y se puede tomar este dato experimental para efectos de cálculos.
31
Al comparar las dos cebollas se puede ver que la cebolla cabezona presenta menos
humedad respecto a la cebolla junca. Esto determina una ventaja para deshidratar la
cebolla cabezona puesto que se requiere menos energía para el proceso al retirar menos
cantidad de agua respecto a la cebolla junca.
Una vez terminada la experimentación se agruparon los resultados en el esquema del
diseño experimental de bloques al azar completamente aleatorizados para tamaños
desiguales de muestra, presentado en el numeral 2.5. Los datos experimentales
obtenidos de la deshidratación de cebolla junca y cebolla cabezona, corresponden a
ensayos por triplicado con dos tamaños de corte, 5 mm y 10 mm, hasta una humedad
final del 7%. Estos resultados se muestran en el cuadro 15.
Cuadro 15. resultados de la experimentación del diseño experimental bloques
completamente aleatorizados para tamaños desiguales de muestra.
Clase de
cebollaCABEZONA JUNCA
Tamaño de
corte5 mm 10 mm 5 mm 10 mm
1a repetición 220 min 320 min 220 min 250 min
2a repetición 240 min 300 min 230 min 260 min
3a repetición 200 min 340 min 230 min 280 min
Variables
independientesHumedad 7%. Temperatura del aire 70 ºC
3.3 EVALUACIÓN ESTADÍSTICA DEL DISEÑO EXPERIMENTAL
A continuación se presenta el estudio estadístico que conlleva a la selección del mejor o
mejores ensayos con el análisis de varianza y la prueba t-student para las dos cebollas
estudiadas.
32
3.3.1 Análisis de Varianza
Se realiza primero un cuadro comparativo de los resultados de las cebollas junca y
cabezona frente al tiempo y tamaño de corte de las tres replicaciones para la
deshidratación.
Los cálculos estadísticos del cuadro comparativo se pueden ver en el anexo F, los cuales
se realizaron empleando el paquete estadístico “spss versión 3.0 ”, utilizado para efectuar
las pruebas de significancia de los tratamientos con n replicaciones. Este programa es
empleado en diseños experimentales como bloques al azar, cuadrados latinos, factoriales,
entre otros. En el cuadro 16 se pueden ver los promedios obtenidos con el paquete
estadístico spss, los cuales se emplearon para el análisis de varianza de la
experimentación.
Cuadro 16. Promedios para el análisis de varianza de la experimentación.
CEBOLLA CABEZONA CEBOLLA JUNCA
Tamaños X Tamaños X
5 mm 0,314 5 mm 0,30
10 mm 0,286 10 mm 0,25
Sumatoria 0,6 Sumatoria 0,55
A continuación en el cuadro 17 se presentan los resultados de análisis de varianza para la
cebolla junca ( ver anexo F).
33
Cuadro 17. Análisis de varianza de la cebolla junca.
F TEORICOFUENTES DE
VARIACIÓNF CALCULADO
CONFIABILIDAD DEL 5 %
Tamaño de corte (mm) 9,27** 4,21
Tiempo (min) 0,018N.S 1,84
La prueba F presenta el F calculado de 9,27 para la variable tamaño de corte y es mayor
que el F teórico al 5 % de confiabilidad.
Por consiguiente, el cuadro de análisis de varianza para la cebolla junca presenta
diferencia significativa entre los dos cortes promedios presentándose como mejor corte 5
mm con un valor promedio de 0,30 y el valor de 10 mm; 0,25.
Como hubo diferencia significativa se recomienda escoger el corte 5 mm.
El tiempo tampoco se tiene en cuenta ya que la prueba F presenta un F calculado de
0,018, menor al F teórico por lo que se recomienda cualquier tiempo a cualquier tamaño
de corte.
A continuación en el cuadro 18 se presentan los resultados de análisis de varianza para la
cebolla cabezona (ver anexo F).
Cuadro 18. Análisis de varianza de la cebolla cabezona.
F TEÓRICOFUENTE DE VARIACIÓN F CALCULADO
Confiabilidad del 5 %
Tamaño de corte (mm) 6,35 ** 4,13
Tiempo (min) 0,0125 N.S 1,74
34
Estadísticamente se recomienda porque según la prueba F, el F calculado de 6,33 para la
variable tamaño de corte fue mayor que el F teórico al 5 % de confiabilidad.
Por lo tanto, al presentar en el cuadro de análisis de varianza de la cebolla cabezona
diferencia significativa entre los dos cortes, se analiza los resultados del cuadro de
promedios, entre el corte de 5 mm con valor de 0,314 de promedio y el corte de 10 mm
con promedio de 0,286. obteniendo como mejor promedio el primer corte y se aconseja
escoger por consiguiente, el corte de 5 mm.
La variable tiempo no presenta diferencia significativa porque la prueba F presenta un F
calculado de 0,0125 inferior al F teórico al 5 % de confiabilidad; por consecuencia se
recomienda cualquier tiempo a cualquier tamaño de corte para el respectivo resultado.
3.3.2 Prueba t Student
Se trata enseguida de realizar la prueba de hipótesis de cual de las variedades es la
mejor para el proceso de deshidratación. Por lo tanto se emplea la prueba t-student. En el
anexo G se encuentran los cálculos de la prueba t-student, y a continuación se dan los
resultados de la prueba en el cuadro 19.
Cuadro 19. Resultado de la prueba t-student del diseño experimental.
t TEÓRICOGRADOS DE
LIBERTADt CALCULADO
Confiabilidad del 5 %
47 0,062 1,645
35
El t calculado de 0,062 es inferior al t teórico de 1,645, por consiguiente no hay diferencia
significativa entre las dos variedades de cebolla al tamaño de corte 5 mm. Luego ambas
variedades son aconsejables para el proceso de deshidratación con las condiciones
especificadas durante el estudio de la experimentación.
3.4 CURVAS DE HUMEDAD
En este numeral se determinan las curvas de humedad tanto para la cebolla junca como
para la cebolla cabezona del ensayo seleccionado ya que cumplen las mejores
condiciones para los productos finales.
3.4.1 Cebolla Junca
Tomando los datos obtenidos en la deshidratación que se encuentra en el anexo D, para
los ensayos 4, 5 y 6 se promediaron las perdidas de peso de los tres ensayos. En cada
ensayo se partió de una carga de 0,700 kg y a partir de este dato y con la humedad del
producto, se calculan los sólidos del producto inicial. Para tal efecto se toma la humedad
promedio de la cebolla junca del cuadro 14 que es del 92,2%.
Los sólidos de la cebolla junca se calculan a partir del porcentaje de sólidos que se
determinan, restando el porcentaje de humedad al 100 % del producto, esto da como
resultado el porcentaje de sólidos en la cebolla junca, por lo tanto se tiene:
100% - porcentaje de humedad cebolla junca = porcentaje de sólidos de la cebolla
junca.
Es decir, la cebolla junca contiene 7,8% de sólidos. Entonces la cantidad de sólidos
presentes en 0,700 kg de producto son 0,0546 kg de sólidos.
Para realizar la curva de humedad de tamaño de corte de 5 mm se realiza el calculo del
contenido de humedad (ver anexo H), con las variables de tiempo de deshidratación y
peso de la cebolla de los ensayos seleccionados. Después se grafica el contenido de
36
humedad en kilogramos de agua / kilogramos de sólidos contra tiempo en segundos. En
el cuadro 20 se muestra los resultados de los cálculos citados anteriormente.
Cuadro 20. Datos para determinar la curva de humedad de cebolla junca a 5 mm.
TIEMPO
(s)
PERDIDA DE PESO
(kg)
HUMEDAD TOTAL
(kg de agua)
CONTENIDO DE HUMEDAD
(kg de agua / kg de sólidos)
0
600
1200
1800
2400
3000
3600
4200
4800
5400
6000
6600
7200
7800
8400
9000
9600
10200
10800
11400
12000
12600
13200
13800
0,701
0,693
0,660
0,607
0,547
0,489
0,435
0,388
0,344
0,306
0,273
0,240
0,212
0,184
0,163
0,142
0,125
0,107
0,096
0,084
0,074
0,067
0,062
0,057
0,6464
0,6384
0,6054
0,5524
0,4924
0,4344
0,3804
0,3334
0,2894
0,2514
0,2184
0,1854
0,1574
0,1294
0,1084
0,0874
0,0704
0,0524
0,0414
0,0294
0,0194
0,0124
0,0074
0,0024
11,84
11,69
11,08
10,12
9,11
7,96
6,97
6,11
5,3
4,6
4,0
3,4
2,88
2,37
1,99
1,60
1,29
0,96
0,76
0,54
0,36
0,23
0,13
0,04
37
En la figura 4 se observa la curva de humedad para la cebolla junca a 5 mm de tamaño de
corte.
Figura 4. Determinación de la curva de humedad para Cebolla Junca a 5 mm de tamaño de corte.
39
La curva que se muestra, es una curva típica del comportamiento de la humedad durante
el secado o deshidratación de sólidos.
3.4.2 Cebolla Cabezona
De los datos obtenidos en la deshidratación de cebolla cabezona que se encuentran en el
anexo D de las pruebas 1,2 y 3, se promediaron los pesos de las tres. Con una carga de
0,700 kg se calculan los sólidos a partir de la humedad inicial. En el cuadro 14 la
humedad del producto es del 90,8 %. Por lo tanto el porcentaje de sólidos será:
100 % - porcentaje de humedad de la cebolla cabezona = porcentaje de sólidos de la
cebolla cabezona
entonces, la cebolla cabezona contiene 9,2 % de sólidos. Por lo que la cantidad de
sólidos en 0,700 kg de producto es 0,0644 kg de sólidos.
Para realizar la curva de humedad del tamaño de corte 5mm se realiza el calculo del
contenido de humedad como en el ejemplo de la cebolla junca (ver anexo H). Después se
grafica el contenido de humedad en kilogramos de agua / kilogramos de sólidos contra el
tiempo. En el cuadro 21 se muestran los resultados para la curva de humedad.
40
Cuadro 21. Datos para determinar la curva de humedad de cebolla cabezona.
TIEMPO (s)PERDIDAS DE PESO
(kg)
HUMEDAD TOTAL
(kg de agua)
CONTENIDO DE
HUMEDAD
(kg agua/ kg sólidos)
0
600
1200
1800
2400
3000
3600
4200
4800
5400
6000
6600
7200
7800
8400
9000
9600
10200
10800
11400
12000
12600
13200
13800
14400
0,703
0,687
0,658
0,605
0,529
0,491
0,438
0,393
0,349
0,311
0,276
0,243
0,222
0,194
0,172
0,151
0,131
0,112
0,098
0,093
0,079
0,078
0,073
0,072
0,065
0,6386
0,6226
0,5936
0,5406
0,4646
0,4266
0,3736
0,3286
0,2846
0,2466
0,2116
0,11786
0,1576
0,1296
0,1076
0,0866
0,0666
0,0476
0,0336
0,0286
0,0146
0,0136
0,0086
0,0076
0,0066
9,92
9,67
9,22
8,39
7,21
6,62
5,80
5,10
4,42
3,83
3,29
2,77
2,45
2,01
1,67
1,35
1,03
0,74
0,52
0,49
0,23
0,21
0,13
0,12
0,10
En la figura 5 se presenta la curva de humedad en función de tiempo para la cebolla
cabezona a 5 mm de tamaño de corte.
Figura 5. Determinación de la curva de humedad para Cebolla Cabezona a 5 mm de tamaño de corte.
42
La curva que se obtuvo es la curva típica de humedad de un sólido, y su comportamiento
es similar a la mayoría de sólidos húmedos.
3.5 HUMEDAD CRÍTICA
Toda deshidratación y secado se caracteriza por presentar dos fases definidas en el
comportamiento de la humedad en el producto.
Inicialmente, se tiene un secado superficial y constante. Después un deshidratado donde
se extrae la humedad desde el interior del producto para obtener un decrecimiento rápido
en el cambio de la humedad. La separación de estas dos fases se presenta como la
humedad crítica.
A continuación se determina la humedad crítica de las dos cebollas de estudio a partir de
las curvas de humedad construidas en el numeral anterior.
3.5.1 Cebolla junca
Por medio de la curva de humedad se determina la humedad crítica (Xc) que para la
cebolla junca se halla trazando la tangente a la curva como se observa en la figura 6, el
punto donde cambia la curva es el punto que representa la humedad critica (Xc).
Figura 6. Determinación de la humedad crítica a partir de la curva de humedad para Cebolla Junca.
6.6 kg Agua /kg Sólidos
44
La humedad critica Xc se encuentra en el valor del contenido de humedad correspondiente
a 6,6 kg de agua / kg sólidos, y que se confrontara en la curva de velocidad de
deshidratación.
3.5.2 Cebolla cabezona
Por medio de la curva de humedad se determina la humedad crítica (Xc) que para la
cebolla cabezona se halla trazando la tangente a la curva de humedad como se observa
en la figura 7, el punto donde cambia la curva es el punto que representa la humedad
critica (Xc).
Figura 7. Determinación de la humedad crítica a partir de la curva de humedad para Cebolla Cabezona.
4.3 kg Agua /kg Sólidos
46
El valor donde se encuentra la humedad critica (Xc) en la curva de humedad es de 3,8
kilogramos de agua / kilogramos de sólidos, que se confrontara en la curva de velocidad
de deshidratación.
3.6 CURVAS DE VELOCIDAD DE DESHIDRATACIÓN
En este numeral se determinan las curvas de velocidad de deshidratación para las
cebollas junca y cabezona a 5 mm de tamaño de corte y así conocer la rapidez del retiro
de humedad de las cebollas en una unidad de tiempo y en una unidad de área de
deshidratación.
3.6.1 Cebolla Junca
Para elaborar la curva de velocidad de deshidratación de la cebolla junca, se tabula el
peso, el tiempo, la humedad total, la diferencia de humedades y la tasa de velocidad de
deshidratación. En el anexo I se da un ejemplo de los cálculos para determinar los
anteriores datos mencionados.
En el cuadro 22 se tabulan los datos obtenidos anteriormente.
47
Cuadro 22. Datos para determinar la curva de velocidad de deshidratación para cebolla
junca a 5 mm de tamaño de corte.
TIEMPO(s)
HUMEDAD(kg agua)
DIFERENCIA DEHUMEDAD (kg agua)
TASA DEDESHIDRATACIÓN
(kg agua/ m3 s)
CONTENIDODE HUMEDAD(kg agua/ kg
sólidos)
HUMEDADPROMEDIO
(kg agua / kgsólidos)
0
600
1200
1800
2400
3000
3600
4200
4800
5400
6000
6600
7200
7800
8400
9000
9600
10200
10800
11400
12000
12600
13200
13800
0,6464
0,6384
0,6054
0,5524
0,4924
0,4344
0,3804
0,3334
0,2894
0,2514
0,2184
0,1854
0,1574
0,1294
0,1084
0,0874
0,0704
0,0524
0,0414
0,0294
0,0194
0,0124
0,0074
0,0024
0.008
0,033
0,053
0,060
0,058
0,054
0,047
0,044
0,038
0,033
0,033
0,028
0,028
0,021
0,021
0,017
0,018
0,011
0,012
0,010
0,007
0,005
0,005
0,000116
0,000458
0,000736
0,000834
0,000805
0,000749
0,000652
0,000611
0,000527
0,000458
0,000458
0,000389
0,000389
0,000291
0,000291
0,000236
0,000250
0,000153
0,000167
0,000139
0,000097
0,000069
0,000069
11,84
11,69
11,08
10,12
9,11
7,96
6,97
6,11
5,3
4,6
4,0
3,4
2,88
2,37
1,99
1,66
1,29
0,96
0,70
0,54
0,30
0,23
0,13
0,04
11,77
11,39
10,60
9,62
8,54
7,47
6,59
5,71
4,95
4,3
3,7
3,14
2,63
2,18
1,80
1,24
1,13
0,83
0,62
0,42
0,23
0,18
0,09
48
Para hallar la curva de velocidad de deshidratación se ubican los puntos en una grafica de
coordenadas, donde las ordenadas son la humedad promedio y las abscisas la velocidad
de deshidratación.
A partir de la humedad crítica se diferencia las velocidades de deshidratación constante
Wc y decreciente W, lo cual arroja como resultados una velocidad de deshidratación
constante de 0,000750 kg / m2 s, y una velocidad decreciente de deshidratación con un
comportamiento matemático de la ecuación .000091,000088,0 += xy
En la figura 8 se muestra la curva descrita con las velocidades definidas.
Figura 8. Curva de velocidad de deshidratación para la Cebolla Junca.
.Xc
Wc = 0.000750 kg de Agua / m2^sg
50
3.6.2 Cebolla Cabezona
Para elaborar la curva de velocidad de deshidratación de la cebolla cabezona, se tabula
el peso, el tiempo de operación, la humedad total, la diferencia de humedades y la tasa de
velocidad de deshidratación. Los cálculos se realizan de la misma manera como se
calculan en el anexo I.
En el cuadro 23 se tabulan los datos obtenidos anteriormente.
51
Cuadro 23. Datos para determinar la curva de velocidad de deshidratación para la cebolla
cabezona a 5 mm de tamaño de corte.
TIEMPO(s)
HUMEDAD(kg agua)
DIFERENCIADE HUMEDAD
(kg agua)
TASA DEDESHIDRATACIÓN
(kg agua/ m3 s)
CONTENIDO DEHUMEDAD
(kg agua/ kg sólidos)
HUMEDADPROMEDIO
(kg agua / kgsólidos)
0
600
1200
1800
2400
3000
3600
4200
4800
5400
6000
6600
7200
7800
8400
9000
9600
10200
10800
11400
12000
12600
13200
13800
14400
0,6386
0,6226
0,5936
0,5406
0,4646
0,4260
0,3736
0,3286
0,2846
0,2466
0,2116
0,1786
0,1576
0,1296
0,1076
0,0866
0,0666
0,0476
0,0336
0,0286
0,0146
0,0136
0,0086
0,0076
0,0066
0,016
0,029
0,054
0,075
0,039
0,052
0,046
0,043
0,038
0,034
0,033
0,021
0,028
0,022
0,022
0,019
0,019
0,014
0,005
0,014
0,001
0,005
0,001
0,001
0,000222
0,000402
0,000750
0,000104
0,000541
0,000722
0,000638
0,000597
0,000527
0,000477
0,000458
0,000291
0,000389
0,000305
0,000300
0,000269
0,000264
0,000194
0,000069
0,000194
0,000014
0,000069
0,000014
0,000014
9,92
9,67
9,22
8,39
7,21
6,62
5,58
5,10
4,42
3,83
3,29
2,77
2,45
2,01
1,67
1,35
1,03
0,74
0,52
0,44
0,23
0,211
0,13
0,12
0,10
9,79
9,45
8,81
7,8
6,92
6,21
5,45
4,76
4,12
3,56
3,03
2,61
2,23
1,84
1,51
1,192
0,89
0,63
0,48
0,34
0,335
0,171
0,125
0,11
52
Para hallar la curva de deshidratación se ubican los puntos en una grafica de
coordenadas, donde las ordenadas son la humedad promedio y las abscisas la velocidad
de deshidratación.
A partir de la humedad critica se diferencia las velocidades de deshidratación constante
Wc y decreciente W, lo cual arroja como resultado una velocidad de deshidratación
constante de 0,000595 kg de agua / m2 s, y una velocidad decreciente de deshidratación
con un comportamiento matemático de la ecuación .00004,0000118,0 += xy
En la figura 9 se muestra la curva descrita con las velocidades definidas.
Figura 9. Curva de velocidad de deshidratación para la Cebolla Cabezona.
Wc = 0.000595 kg de Agua / m2^sg
Xc
54
3.7 CALCULO DEL TIEMPO DE DESHIDRATACIÓN
En este numeral se puede ver el calculo del tiempo de deshidratación para la cebolla
junca y cabezona, comparado con el tiempo experimental.
3.7.1 Cebolla Junca
El tiempo de deshidratación es igual al tiempo antecrítico más el tiempo poscrítico. Los
tiempos se definen como se muestra en el numeral 1.3.4.
En el anexo J se pueden ver los cálculos para el tiempo antecrítico y el tiempo poscrítico
de la cebolla junca.
A continuación se muestran los resultados del calculo del tiempo en el cuadro 24
comparado con el tiempo experimental.
Cuadro 24. Resultados de los tiempos de deshidratación.
CEBOLLA JUNCA
TIEMPO TEÓRICO (s)
Tiempo
antecrítico (s)
Tiempo
poscrítico (s)
Tiempo total
(s)
TIEMPO
EXPERIMENTAL (s)
2693 10728 13421 13800
El porcentaje de alejamiento del tiempo de deshidratación real con respecto al tiempo
calculado es 2,82%.
55
3.7.2 Cebolla Cabezona
Para el calculo del tiempo de deshidratación de la cebolla cabezona se realiza de la
misma manera que para la cebolla junca, en el anexo K se pueden ver estos cálculos.
En el cuadro 25 se muestran los resultados del tiempo de deshidratación.
Cuadro 25. Resultados de los tiempos de deshidratación.
CEBOLLA CABEZONA
TIEMPO TEÓRICO (s)
Tiempo
antecritico (s)
Tiempo poscrítico
(s)
Tiempo total
(s)
TIEMPO
EXPERIMENTAL
(S)
4659 10864 15523 14400
El porcentaje de alejamiento del tiempo de deshidratación real con respecto al tiempo
calculado es 7,29 %.
55
4. MANEJO DE LOS PROCESOS DE DESHIDRATACIÓN
En el presente capítulo se darán a conocer las condiciones de los procesos de
deshidratación de las cebollas estudiadas con sus respectivos balances de materia y de
energía.
4.1 CEBOLLA JUNCA
4.1.1 Variables de los procesos de deshidratación
Las variables de los procesos de deshidratación de la cebolla junca se evalúan de
acuerdo al tamaño seleccionado en el diseño experimental. Estas variables son: pérdidas
de peso, temperaturas de entrada y salida del aire, caudal del aire y humedades relativas
de entrada y salida del aire.
• Pérdidas de proceso. En el cuadro 26 se registran las pérdidas por
procesamiento para la cebolla junca con el fin de determinar el porcentaje de
pérdidas de la cebolla en el procesamiento. Las perdidas están consideradas en el
acondicionamiento, lavado y corte antes de la deshidratación. En el anexo L se
pueden ver las perdidas por procesamiento del ensayo 4 de la cebolla junca.
Cuadro 26. Pérdidas por procesamiento de la cebolla junca.
ENSAYO
PESO DEL
PRODUCTO FRESCO
(g)
PESO DEL PRODUCTO
PARA DESHIDRATAR (g)
PERDIDAS DE
PRODUCTO (g)
PORCENTAJE DE
PERDIDAS (%)
4
5
6
10
11
12
1510
1735
1555
1190
1485
1440
705
950
882
745
830
835
805
785
673
445
655
605
53,0
45,2
43,3
37,4
44,11
42,0
PROMEDIO 44,2
56
En conclusión el porcentaje de pérdidas de la cebolla junca fue del 44,2%.
• Caudal de aire. El caudal máximo al que se ajusto el deshidratador es de 10 m3 /
min, pero el comportamiento del caudal real se registra en los datos del proceso.
Para determinar el caudal de la cebolla junca se promediaron los valores de los
tres ensayos 4, 5 y 6, para cada valor de tiempo. (ver anexo D). El caudal
promedio se determina sumando los valores divididos por el número de intervalos
de tiempo.
En la figura 10 se observan los datos obtenidos experimentalmente con el valor
promedio del caudal al que se trabaja el equipo. Los primeros tiempos en los que
se precalienta el equipo se desprecian, debido a que no están estables las
condiciones del trabajo.
Figura 10. Datos Experimentales del Caudal de Aire para la Cebolla Junca
3.461 m3 / min
58
El valor promedio del caudal para la cebolla junca es 3,461 m3 / min.
• Temperatura de entrada y salida del aire de deshidratación. Para determinar
las temperaturas de entrada y salida del aire se promediaron los valores de los
ensayos 4, 5 y 6 para cada intervalo de tiempo. (ver anexo D). Luego se grafican,
en la figura 11 se pueden ver los comportamientos de las temperaturas.
Figura 11. Temperaturas de entrada y salida del aire para Cebolla Junca a 5 mm
Temperatura de salida (°C)
Temperatura de entrada (°C)
60
Para determinar las temperaturas de entrada y salida del aire, se promediaron los
valores sumando dichos valores y divididos por los intervalos de tiempo. Para los
primeros tiempos en el cual se precalienta el equipo, se desprecian dichos
valores.
Por consiguiente, la temperatura de entrada se estabiliza en 70 ºC y en la
temperatura de salida su valor promedio es 68ºC.
• Humedad relativa de entrada y salida del aire de deshidratación. El
tratamiento para obtener las curvas de humedad relativa durante el deshidratado
de la cebolla junca es igual al que se realiza para la temperatura. En la figura 12
se puede ver el comportamiento de la humedad de entrada y salida del aire.
Figura 12 . Humedad relativa de entrada y salida del aire para la Cebolla Junca a 5 mm
Humedad relativa de entrada (%)
Humedad relativa de salida (%)
62
Por consiguiente, los valores promedios de las humedades de entrada y salida son
9,37 % y 10,56 % respectivamente. Se descarta los valores iniciales debido a que
el equipo no está estable.
4.1.2 Proceso propuesto para la Industrialización
El proceso de deshidratación propuesto para la cebolla junca realiza los siguientes pasos:
• Recepción y selección: inicialmente la cebolla que se recibe se le haría un
control de calidad, según la norma 1222 del ICONTEC (ver anexo A), desechando
las cebollas dañadas y no aptas para el proceso. Se realiza un pesaje para
determinar la cantidad inicial del proceso.
• Clasificación de la materia prima: del lugar de recepción se debe transportar la
materia prima por medio de bandas transportadoras y tolvas de alimentación y
clasificarlas por tamaños de forma manual sobre otra banda transportadora, con el
fin de lograr diferentes tamaños de partícula en el corte, que se usaran según la
necesidad, en partículas largas, rebanadas, cubos, desmenuzadas o en polvo.30
• Acondicionamiento: se deben quitar de forma manual las hojas secas del
exterior de la cebolla y dejar los tallos frescos y limpios de residuos. Se deben
cortar las raicillas del extremo inferior de la cebolla con un cuchillo limpio y bien
afilado, posteriormente se cortan las hojas verdes del extremo superior de la
cebolla y se desechan. Para terminar, se lavan los tallos bien con agua abundante
y un detergente para frutas y verduras.
• Corte: luego del acondicionamiento se deben transportar por bandas
transportadoras hasta el lugar del corte, se debe realizar guardando los
procedimientos de las buenas practicas de manufactura. El corte se realiza
primero haciendo un corte longitudinal de la cebolla con un cuchillo limpio y afilado
posteriormente se hace un corte paralelo al eje de la cebolla de 5 mm cada corte.
• Deshidratación: el producto cortado debe transportarse nuevamente por bandas
transportadoras, que se encuentran en condiciones asépticas y después se llenan
63
las bandejas del equipo deshidratador por medio de una tolva que presenta una
válvula dosificadora. Se llenan los carros del equipo con las bandejas para
deshidratar y se colocan en la cámara de deshidratación y se pasa aire caliente a
70 ºC de temperatura y un caudal de 3,286 m3/ min durante un tiempo aproximado
de 3,8 horas.
• Clasificación del producto: se clasifican los productos de la deshidratación por
tamaños en un sistema de zarandas con diferentes mallas. Después se llevan a la
sección de empaque según la necesidad y el uso que se le quiere dar.
• Empacado: se debe empacar en recipientes sellados herméticamente de estaño,
fibra de cartón o de vidrio. La exposición al aire puede adquirir humedad,
causando apelmazamiento y reducción de la vida útil.31
• Almacenamiento: La cebolla debe ser almacenada en un lugar fresco y seco.
A continuación se muestra el diagrama de flujo para la cebolla junca del proceso
de deshidratación en la figura 13.
30 http://www.foodproductdesing.com/archive/2001/0501/sr.html31 Ibid. p. 2 de 2.
64
Figura 13. Diagrama de flujo para el proceso de deshidratación de cebolla junca.
RECEPCIÓN YSELECCIÓN
RechazosCebolla junca
CLASIFICACIÓN DE LACEBOLLA
Cebolla dediferentes tamaños
ACONDICIONAMIENTOAguaAgua conimpurezas
CORTERaicillasy hojas
TRANSPORTE
DESHIDRATACIÓNAire
húmedoAire
caliente
CLASIFICACIÓN DELPRODUCTO
EMPAQUERecipiente
ALMACENAMIENTOCebolla
deshidratadaempacada
65
4.1.3 Balance de Materia
El balance de materia para el proceso propuesto en el numeral 4.1.2 se realiza con una
base de cálculos de un kilogramo de cebolla junca. En el caso de industrializar el proceso
estudiado se incrementa dichos valores del balance de materia a las capacidades
exigidas.
Los cálculos del balance de materia se establecen de acuerdo a la variable de perdida de
peso. A continuación se muestra en el cuadro 27 el balance de materia del proceso de
deshidratación para la cebolla junca (ver cálculos en el anexo M).
Cuadro 27. Balance de materia para el proceso de la cebolla junca.
PROCESO DESHIDRATACIÓN DE CEBOLLA JUNCAMATERIA ENTRA SALE
Cebolla 0,557 kg --------
Perdidas de agua ------ 0,510 kgAire 255,5 Kg 255,5 kg
Producto final -------- 0,047 kgTotal 256,05 kg 256,05 kg
El porcentaje de rendimiento para la cebolla junca es del 4,7 %.
4.1.4 Balance de Energía
El balance de energía para procesar un kilogramo de cebolla junca, se realiza con las
variables estudiadas en la experimentación. Estas son la temperatura de entrada y salida
del aire, caudal de aire, Humedades relativas de entrada y salida del aire.
Además se clasifican las energías empleadas en el proceso de deshidratación mostrado
en el cuadro 28:
66
Cuadro 28. Clasificación de las energías del proceso de deshidratación para la
cebolla junca.
OPERACIÓN TIPO DE ENERGÍA APLICACIÓNHumana Colocar la cebollaPesaje
Eléctrica Manejo de la balanza
Acondicionamiento Humana ClasificaciónLavado Humana Limpieza
CorteHumana
Para obtener el tamaño departícula
EléctricaAcciona el motor que induceel aire sobre las resistenciaspor medio del ventilador.
Deshidratación
TérmicaCalor para quitar el agua dela cebolla
El balance se calcula para la energía térmica del deshidratador y el consumo de las energías
eléctricas.
A continuación en el cuadro 29 se muestran los valores de energía empleada en el proceso. Los
cálculos se encuentran en el anexo M.
Cuadro 29.Energía empleada en la deshidratación de cebolla junca.
OPERACIÓNCONSUMO
ELÉCTRICO
CALOR
EMPLEADO
CALOR
PERDIDO
Pesaje 0.5 Kw-h No aplica No aplica
Deshidratación 7,166 Kw 83,44 k-cal -81,69 k-cal
67
4.2 CEBOLLA CABEZONA
4.2.1 Variables de los procesos de deshidratación
Las variables de los procesos de deshidratación de la cebolla cabezona se evalúan de
acuerdo al tamaño seleccionado en el diseño experimental. Estas variables son: pérdidas
de peso, temperaturas de entrada y salida del aire, caudal del aire y humedades relativas
de entrada y salida del aire.
• Pérdidas de proceso. En el cuadro 30 se registran las pérdidas por
procesamiento para la cebolla cabezona con el fin de determinar el porcentaje de
pérdidas de la cebolla en el procesamiento. Las perdidas están consideradas en el
acondicionamiento, lavado y corte antes de la deshidratación. En el anexo L se
pueden ver las perdidas por procesamiento del ensayo 4 de la cebolla junca.
Cuadro 30. Pérdidas por procesamiento de la cebolla cabezona.
ENSAYO
PESO DEL
PRODUCTO FRESCO
(g)
PESO DEL PRODUCTO
PARA DESHIDRATAR (g)
PERDIDAS DE
PRODUCTO (g)
PORCENTAJE DE
PERDIDAS (%)
1
2
3
7
8
9
1015
1105
1220
1190
1055
1145
815
865
790
1070
890
920
200
240
430
120
165
225
19,7
21,72
35,26
10,1
15,6
19,6
PROMEDIO 20,33
En conclusión el porcentaje de pérdidas de la cebolla cabezona fue del 20,33%.
• Caudal de aire. El caudal máximo al que se ajusto el deshidratador es de 10 m3 /
min, pero el comportamiento del caudal real se registra en los datos del proceso.
Para determinar el caudal de la cebolla cabezona se promediaron los valores de
68
los tres ensayos 1,2 y 3 para cada valor de tiempo. (ver anexo D). El caudal
promedio se determina sumando los valores divididos por el número de intervalos
de tiempo.
En la figura 14 se observan los datos obtenidos experimentalmente con el valor
promedio del caudal al que se trabaja el equipo. Los primeros tiempos en los que
se precalienta el equipo se desprecian, debido a que no están estables las
condiciones del trabajo.
Figura 14. Datos Experimentales del Caudal de Aire para la Cebolla Cabezona
3.582 m3 / min
70
El valor promedio del caudal para la cebolla cabezona es 3,582 m3 / min.
• Temperatura de entrada y salida del aire de deshidratación. Para determinar
las temperaturas de entrada y salida del aire se promediaron los valores de los
ensayos 1,2 y 3 para cada intervalo de tiempo. (ver anexo D). Luego se grafican,
en la figura 15 se pueden ver los comportamientos de las temperaturas.
Figura 15. Temperaturas de entrada y salida del aire para Cebolla Cabezona a 5 mm
Humedad relativa de entrada (%)
Humedad relativa de salida (%)
72
Para determinar las temperaturas de entrada y salida del aire, se promediaron los
valores sumando dichos valores y divididos por los intervalos de tiempo. Para los
primeros tiempos en el cual se precalienta el equipo, se desprecian dichos
valores.
Por consiguiente, la temperatura de entrada se estabiliza en 70 ºC y en la
temperatura de salida su valor promedio es 68,3 ºC.
• Humedad relativa de entrada y salida del aire de deshidratación. El
tratamiento para obtener las curvas de humedad relativa durante el deshidratado
de la cebolla cabezona es igual al que se realiza para la temperatura. En la figura
16 se puede ver el comportamiento de la humedad de entrada y salida del aire.
Figura 16. Temperaturas de entrada y salida del aire para Cebolla Cabezona a 5 mm
Temperatura de salida (°C)
Temperatura de entrada (°C)
74
Por consiguiente, los valores promedios de las humedades de entrada y salida son
9,31 % y 9,77 % respectivamente. Se descarta los valores iniciales debido a que el
equipo no está estable.
4.2.2 Proceso propuesto para la Industrialización
El proceso de deshidratación propuesto para la cebolla cabezona realiza los siguientes
pasos:
• Recepción y selección: inicialmente la cebolla que se recibe se le haría un
control de calidad, según la norma 1221 del ICONTEC (ver anexo B), desechando
las cebollas dañadas y no aptas para el proceso. Se realiza un pesaje para
determinar la cantidad inicial del proceso.
• Clasificación de la materia prima: del lugar de recepción se debe transportar la
materia prima por medio de bandas transportadoras y tolvas de alimentación y
clasificarlas por tamaños de forma manual sobre otra banda transportadora o
utilizando una zaranda clasificadora de tamaños, con el fin de lograr diferentes
tamaños de partícula en el corte, que se usaran según la necesidad, en partículas
largas, rebanadas, cubos, desmenuzadas o en polvo.32
• Acondicionamiento: se deben quitar de forma manual las hojas secas del
exterior de la cebolla y dejar los bulbos frescos y limpios de residuos, se puede
hacer de forma manual o por medio de un sistema de dos cepillos que van girando
en sentido contrario con un diferencial predeterminado. Se deben cortar las
raicillas del extremo inferior de la cebolla con un cuchillo limpio y bien afilado,
posteriormente se cortan las hojas verdes del extremo superior de la cebolla y se
desechan. Para terminar, se lavan los bulbos bien con agua abundante y un
detergente para frutas y verduras.
• Corte: luego del acondicionamiento se deben transportar por bandas
transportadoras hasta el lugar del corte, se debe realizar guardando los
procedimientos de las buenas practicas de manufactura. El corte se realiza
75
primero haciendo un corte longitudinal de la cebolla con un cuchillo limpio y afilado
posteriormente se hace un corte paralelo al eje de la cebolla de 5 mm cada corte.
• Deshidratación: el producto cortado debe transportarse nuevamente por bandas
transportadoras, que se encuentran en condiciones asépticas y después se llenan
las bandejas del equipo deshidratador por medio de una tolva que presenta una
válvula dosificadora. Se llenan los carros del equipo con las bandejas para
deshidratar y se colocan en la cámara de deshidratación y se pasa aire caliente a
70 ºC de temperatura y un caudal de 3,286 m3/ min durante un tiempo aproximado
de 4,16 horas.
• Clasificación del producto: se clasifican los productos de la deshidratación por
tamaños en un sistema de zarandas con diferentes mallas. Después se llevan a la
sección de empaque según la necesidad y el uso que se le quiere dar.
• Empacado: se debe empacar en recipientes sellados herméticamente de estaño,
fibra de cartón o de vidrio. La exposición al aire puede adquirir humedad,
causando apelmazamiento y reducción de la vida útil.33
• Almacenamiento: La cebolla debe ser almacenada en un lugar fresco y seco.
A continuación se muestra el diagrama de flujo para la cebolla cabezona del
proceso de deshidratación en la figura 17.
32 http://www.foodproductdesing.com/archive/2001/0501/sr.html33 Ibid. p. 2 de 2.
76
Figura 17. Diagrama de flujo para el proceso de deshidratación de cebolla cabezona.
RECEPCIÓN YSELECCIÓN
RechazosCebolla
cabezona
CLASIFICACIÓN DE LACEBOLLA
Cebolla dediferentes tamaños
ACONDICIONAMIENTOAguaAgua conimpurezas
CORTERaicillasy hojas
TRANSPORTE
DESHIDRATACIÓNAire
húmedoAire
caliente
CLASIFICACIÓN DELPRODUCTO
EMPAQUERecipiente
ALMACENAMIENTOCebolla
deshidratadaempacada
77
4.2.3 Balance de Materia
El balance de materia para el proceso propuesto en el numeral 4.2.2 se realiza con una
base de cálculos de un kilogramo de cebolla cabezona. En el caso de industrializar el
proceso estudiado se incrementa dichos valores del balance de materia a las capacidades
exigidas.
Los cálculos del balance de materia se establecen de acuerdo a la variable de perdida de
peso. A continuación se muestra en el cuadro 31 el balance de materia del proceso de
deshidratación para la cebolla cabezona (ver cálculos en el anexo N).
Cuadro 31. Balance de materia para el proceso de la cebolla cabezona.
PROCESO DESHIDRATACIÓN DE CEBOLLA JUNCAMATERIA ENTRA SALE
Cebolla 0,774 kg --------
Perdidas de agua ------ 0,709 kgAire 698 Kg 698 kg
Producto final -------- 0,065 kgTotal 698,77 kg 698,77 kg
El porcentaje de rendimiento para la cebolla cabezona es del 6,5 %.
4.2.4 Balance de Energía
El balance de energía para procesar un kilogramo de cebolla cabezona, se realiza con las
variables estudiadas en la experimentación. Estas son la temperatura de entrada y salida
del aire, caudal de aire, Humedades relativas de entrada y salida del aire.
Además se clasifican las energías empleadas en el proceso de deshidratación mostrado
en el cuadro 32:
78
Cuadro 32. Clasificación de las energías del proceso de deshidratación para la
cebolla cabezona.
OPERACIÓN TIPO DE ENERGÍA APLICACIÓNHumana Colocar la cebollaPesaje
Eléctrica Manejo de la balanza
Acondicionamiento Humana ClasificaciónLavado Humana Limpieza
CorteHumana
Para obtener el tamaño departícula
EléctricaAcciona el motor que induceel aire sobre las resistenciaspor medio del ventilador.
Deshidratación
TérmicaCalor para quitar el agua dela cebolla
El balance se calcula para la energía térmica del deshidratador y el consumo de las
energías eléctricas.
A continuación en el cuadro 33 se muestran los valores de energía empleada en el
proceso. Los cálculos se encuentran en el anexo N.
Cuadro 33.Energía empleada en la deshidratación de cebolla cabezona.
OPERACIÓNCONSUMO
ELÉCTRICO
CALOR
EMPLEADO
CALOR
PERDIDO
Pesaje 0.5 Kw-h No aplica No aplica
Deshidratación 7,166 Kw 400 k-cal -398,6 k-cal
79
4.3 CONDICIONES DEL EQUIPO DE DEHIDRATACION
El equipo principal del proceso es el deshidratador, por lo tanto se presenta la ficha
técnica del equipo empleado durante el estudio experimental del proyecto. Además en el
anexo O se encuentra el manual de funcionamiento.
A continuación se muestra la ficha técnica del deshidratador automatizado en el cuadro
34.
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81
CONCLUSIONES
• En la preexperimentación que se realizó antes del diseño experimental, se probó
con dos tipos de bandejas, metálicas y enmalladas con tapas enmalladas, esta
ultima resulto ser la ideal para el proceso ya que la exposición de aire caliente por
encima y por debajo de la bandeja logró un producto deshidratado uniforme y de
calidad aceptable.
• En el proceso de deshidratación se implementó un sistema de recirculación
colocando un tubo de menor diámetro
• al área de salida del equipo, lo cual ofreció las ventajas operativas del equipo para
lograr mejor apariencia y calidad del producto final.
• Las cebollas de estudio presentan una alta humedad, la cebolla cabezona con
90,8 % y la cebolla junca con 92,2 %; factor que determina un consumo mayor de
energía para retirar el agua por unidad de área.
• El diseño experimental trabajado en el proyecto denominado “bloques
completamente aleatorizados para tamaños desiguales de muestra”, determinó el
mejor tamaño de corte de 5 mm para una humedad final del 7%.
• El análisis de varianza resultó altamente significativo, por lo tanto se escogió el
mejor tamaño para ambas cebollas con el mejor promedio.
• El análisis de la prueba t-student determinó que las dos cebollas son aconsejables
estadísticamente para el proceso de deshidratación.
• Las curvas de humedad que se realizaron con el tamaño de corte de 5mm para
ambas cebollas, presentan una curva típica de humedad característica para los
sólidos húmedos.
• Las curvas de velocidad de deshidratación presentan dos fases, una fase
constante y otra decreciente determinadas por la humedad critica. El valor
constante de la velocidad de deshidratación para la cebolla junca es de 0,00075 kg
de agua / m2 s y para la cebolla cabezona es de 0,000595 kg de agua / m2 s.
82
• Los tiempos de deshidratación de 3,8 h para la cebolla junca y de 4,16 h para la
cebolla cabezona, donde se puede ver que el tiempo de la cebolla junca es
inferior, factor que determina menor consumo de energía.
• Las perdidas de proceso son superiores en la cebolla junca, son de 44,2 % frente
a el 20,33 % de la cebolla cabezona.
• Los balances de materia y energía hallados para una base de calculo de un
kilogramo de cebolla junca es de 4,7 % y para la cebolla cabezona de 6,9 % con
un manejo de calor de 83,44 k-cal para la cebolla junca y de 400 k-cal para la
cebolla cabezona.
83
RECOMENDACIONES
• Se recomienda realizar un estudio de viabilidad técnica y económica del proceso
de deshidratación para determinar la industrialización de las cebollas estudiadas.
• Se recomienda experimentar con otros tamaños de corte de la cebolla para
diversificar posibles productos a nivel comercial.
• Se recomienda realizar la investigación de los procesos de deshidratación sin
recirculación del aire para estudiar el comportamiento del producto.
• Se recomienda continuar con el estudio experimental del presente proyecto con
diferentes equipos de deshidratación.
84
BIBLIOGRAFÍA
BARBOSA CANOVAS, GUSTAVO. Manual de laboratorio de Ingeniería de Alimentos.
Zaragoza: Acribia. 2000. p. 71-79.
. Métodos experimentales en la Ingeniería de
Alimentos. Zaragoza: 2000. p.95-105.
CORPORACIÓN COLOMBIA INTERNACIONAL. Sistema de información estratégica del
sector agroalimentario SIESA. Bogotá: CCI. 2002. p 1 de 2.
CONCEJO NACIONAL DE PRODUCCIÓN. Desarrollo de productos [email protected]
2001. p.2.
DUWARD, S. Smith. Processing vegetables science and technology. Pensylvania:
Techomic publishing. Co. inc. 1997. p.209-228.
Enciclopedia Agropecuaria Terranova, producción Agrícola. Bogotá: Terranova, 1995,
Tomo II. P. 325-326.
ESCOBAR. T, Mario Rene. Deshidratación de frutas y hortalizas usando aire caliente. En:
Alimentaria. Bogotá. Vol 8; (jul/sep.1993);p.22-23.
GEANKOPLIS, Christie. Procesos de transporte y operaciones unitarias. México:
Compañía editorial continental. 1999. P.584-630.
http:www.food product desing.com/archive/2001/0501/html. p.2.
HART,F.L. Análisis moderno de los alimentos. Zaragoza: Acribia,1983. p.7.
85
ICA. Manual de hortalizas. Bogotá: ICA, 1986. p.20-21.
ROA. E, Gloria. Manejo de poscosecha de la cebolla junca en el municipio de Aquitania.
Tunja: UPTC. Tecnología en mercadeo agropecuario, 1995. p 40-45.
RANKEN, M.D. Manual de industrias de los alimentos. Zaragoza: Acribia, 1983. p. 499-
516.
SING.-HELDMAN. Introducción a la ingeniería de los alimentos. Zaragoza: Acribia. 2000.
p. 455-483.
86
Anexo A. NORMA DE CALIDAD No 1222 ICONTEC
CEBOLLA JUNCA (Allium fistlosum. L)
Esta norma de calidad tiene por objeto establecer los requisitos que debe cumplir la
cebolla larga destinada a ser consumida en estado fresco.
1. CLASIFICACION.
1.1. Por su longitud: tomada en línea recta desde el nacimiento de las raíces hasta la
bifurcación de las hojas cilíndricas y por su diámetro tomado en la parte media.
Tabla 1: Calidades de cebolla junca según tamaño.
TAMAÑOS LONGITUD (cm) DIÁMETRO (cm)
EXTRA > 25 >2.0
LARGA De 15 a 24.9 De 1.5 a 1.9
CORRIENTE De 10 a 14.9 De 1 a 1.4
1.2. Por grados de calidad: Para cada variedad y tamaño se establecen los grados de
calidad primera y segunda de conformidad con las condiciones generales y los requisitos
establecidos.
2. DESIGNACIÓN
La cebolla junca se designa por su nombre, tamaño y calidad.
Ejemplo: Cebolla larga tamaño extra, calidad primera.
87
3.CONDICIONES GENERALES
3.1. Debe presentarse entera, sana, sin exceso de raíces, no fraccionada, rota o
arrancada. Libre de residuos de tierra y con la epidermis exterior completa y libre de
daños causados por heladas, enfermedades, daños mecánicos o de otra índole.
3.2. Debe estar exenta de daños causados por plagas y no presentar indicios de pudrición
ni magulladuras.
3.3 El tallo comestible deberá estar totalmente erecto o podrá ser ligeramente curvado.
4. REQUISITOS
4.1. Grados de calidad: Se fijaran por las tolerancias establecidas para las diferencias de
tamaño y los defectos correspondientes a las condiciones generales. Las tolerancias
están dadas por:
Calidad 1:
Tolerancia de longitud y diámetro menores a los especificados: 5%P ; por unidad de
empaque.
Limite de defectos en %P ; por unidad de empaque :Cebollas con hojas amarillas o secas
15%; cebollas con tallos rotos y magullados 5%.
Tolerancias máximas totales permitidas: 15%.
Calidad 2:
Tolerancia de longitud y diámetro menores a los especificados: 10%P; por unidad de
empaque.
Limite de defectos en %P; por unidad de empaque: Cebollas con hojas amarillas o secas
25%; cebollas con tallos rotos y magullados 10%.
Tolerancias máximas totales permitidas: 25 %P.
88
Anexo B. NORMA DE CALIDAD No 1221 ICONTEC
CEBOLLA CABEZONA (Allium cepa L.)
1. OBJETO
1.1 Esta norma tiene por objeto establecer los requisitos que debe cumplir la cebolla
cabezona destinada a ser consumida en estado fresco.
2. DEFINICIONES, CLASIFICACIÓN Y DESIGNACIÓN
2.1 Definiciones. Para los efectos de esta norma se establece lo siguiente:
2.1.1 Cebolla cabezona: bulbo procedente de cualquier variedad de las especies Allium
cepa y Allium ascalonicum.
2.2 Clasificación. La cebolla cabezona (blanca, ocareña y bermuda), se clasifican así:
2.2.1 De acuerdo al tamaño del bulbo, determinado por el diámetro de la mayor de las
secciones al eje (la parte más ancha del bulbo en forma horizontal) en forma indicada en
la tabla 1.
89
Tabla 1- Clasificación de tamaños de acuerdo con el diámetro.
Diámetros en mmTAMAÑOS Cebolla cabezona
blancaCebolla cabezona
ocareñaCebolla cabezona
bermudaGrande
Pequeña
De 50 a 69
De 30 a 49
De 46 a 49
De 30 a 39
De 50 a 69
De 40 a 49
2.2.2 Por grados de calidad. Para cada variedad y tamaño se establecen los grados de
calidad primera (1a) y segunda (2a) de conformidad con las condiciones generales
indicadas en los capitulo 3 y los requisitos establecidos en el capítulo 4.
2.3 Designación. La cebolla cabezona se designa por su nombre, color y grado de
calidad. Ejemplo: cebolla cabezona blanca, tamaño grande, calidad primera.
3. CONDICIONES GENERALES.
3.1 Para la clasificación de la cebolla cabezona, de acuerdo con esta norma se requiere el
cumplimiento de las siguientes condiciones generales y, además que esté dentro de las
tolerancias indicadas en la tabla 2.
3.1.1 Debe estar sana, entera, fresca, las hojas superiores totalmente secas, sin raíces ni
hojas y exenta de deformaciones. Así mismo, debe estar exenta de daños causados por
plagas y enfermedades, libre de magulladuras, olores objetables y estar curada.
3.1.2 La coloración puede variar de acuerdo con la variedad.
3.1.3 Debe presentar características varietales semejantes.
90
4. REQUISITOS
4.1 Grados de calidad. Los grados de calidad se determinan por las tolerancias
establecidas para las diferencias de tamaño y los defectos correspondientes a las
condiciones generales enumeradas en el capítulo 3 de acuerdo con lo indicado en las
tablas 2, 3 y 4.
4.1.1. Cebolla cabezona blanca.
Tabla 2- Clasificación de calidades de acuerdo con las diferencias de tamaños y defectos
permitidos.
Limites de defectos en % en masa(peso) por unidad de empaque
CALIDAD
Diferencias detamaños porexceso o por
defecto en % enmasa (peso) por
unidad deempaque
Cebollasdeformadas
Cebollascon
pudrición
Cebollas condaños
magulladuras,heridas
Toleranciasmáximastotales
permitidas
1a
2a
10
10
5
10
0
5
3
5
5
10
4.1.1.1 Para las características no incluidas en la tabla 2 no se aceptarán tolerancias.
4.1.2. Cebolla cabezona roja ocareña.
Tabla 3- clasificación de calidades de acuerdo con las diferencias de tamaños y defectos
permitidos.
91
Limites de defectos en % en masa(peso) por unidad de empaque
CALIDAD
Diferencias detamaños porexceso o por
defecto en % enmasa (peso) por
unidad deempaque
Cebollasdeformadas
Cebollascon
pudrición
Cebollas condaños
magulladuras,heridas
Toleranciasmáximastotales
permitidas
1a
2a
10
10
5
10
0
5
3
5
5
10
4.1.2.1 Para las características no incluidas en la tabla 3 no se aceptan tolerancias.
4.1.3. Cebolla cabezona roja bermuda.
Tabla 4- Clasificación de calidades de acuerdo con las diferencias de tamaños y defectos
permitidos.
Limites de defectos en % en masa(peso) por unidad de empaque
CALIDAD
Diferencias detamaños porexceso o por
defecto en % enmasa (peso) por
unidad deempaque
Cebollasdeformadas
Cebollascon
pudrición
Cebollas condaños
magulladuras,heridas
Toleranciasmáximastotales
permitidas
1a
2a
10
10
5
10
0
5
3
5
5
10
5. TOMA DE MUESTRAS Y RECEPCIÓN DEL PRODUCTO.
5.1. Toma de muestras. Se efectuara de acuerdo con lo establecido en la Norma
ICONTEC 756 (primera revisión).
92
5.2. Aceptación o rechazo. La cebolla cabezona que no cumpla los requisitos
especificados en esta norma se considerará no clasificada. En caso de discrepancia se
repetirán los ensayos sobre la muestra reservada para tales efectos. Cualquier resultado
no satisfactorio en este segundo caso será motivo para rechazar el lote.
7. EMPAQUE Y ROTULADO
7.1 La cebolla cabezona podrá empacarse en sacos de fique u otro material flexible
apropiado, nuevos y con una capacidad máxima de 60 kg. Las dimensiones de los sacos
deberán ser 92 cm de longitud por 70 cm de ancho.
7.1.1 Los empaques de fique utilizados deberán tener 16 hilos de urdimbre en 10 cm y 14
hilos de trama en 10 cm y a su vez están identificados con una divisa azul de 6 hilos de
ancho.
7.1.2 El empaque con su contenido deberá permitir su cierre juntando las dos orillas que
forman la boca es decir que no se permite que el producto sobrepase la parte superior del
empaque.
7.1.3 Se recomienda empacar la cebolla cabezona en cajas de material rígido con una
capacidad máxima de 30 kg.
7.1.4 No se permitirá la utilización de sacos de fique usados o de empaques que hayan
contenido alimentos para animales, cemento, fertilizantes, plaguicidas u otros productos
que puedan ofrecer la posibilidad de cualquier contaminación e influir positivamente en la
alteración del producto.
7.2 Rotulado. Las inscripciones en el rotulo se harán en uno de los lados del empaque,
en una tarjeta unida al mismo y en la pantalla de remisión en forma legible a simple vista
redactado en español y en otro idioma si las necesidades de comercialización así lo
dispusieran y en forma tal que no desaparezcan bajo condiciones normales de
almacenamiento y transporte.
93
7.2.1 En el rotulo deberá indicarse:
7.2.1.1 Procedencia y fecha de empaque
7.2.1.2 Nombre o marca del vendedor o comprador, o ambos.
7.2.3 Designación. De acuerdo con lo indicado en el numeral 2.3.
7.2.4 Masa (peso) neto, en unidades del sistema internacional.
7.3 Asimismo el producto se identificara con un rotulo a color, adherido al empaque, el
cual variará de acuerdo con la calidad del producto, en la forma siguiente:
7.3.1. Color rojo: corresponderá a la calidad primera.
7.3.2. Color blanco: corresponderá a la calidad segunda.
9. APÉNDICE
9.1 Antecedentes
• Mercadeo de frutas y hortalizas parte primera ILMA 1969.
• Norma peruana ITINTEC PD 15102 cebollas.
94
Anexo C. Diseño de bloques completamente aleatorizados para tamaños desiguales
de muestra.
TIEMPO (Bloque)CORTE
(Tratamiento) 0 ...... 10 ..... 20 ....................... nTOTAL MEDIA
5 mm
10 mm
.
.
.i
.
.
.k
y11
y21
.
.
.yi1
.
.
.
yk1
y12
y22
.
.
.yi2
.
.
.
yk2
y13
y23
.
.
.yi3
.
.
.yk3
....y1j
....y2j
.
.
.....yij
.
.
.....ykj
....y1b
....y2b
.
.
.....yib
.
.
.….ykb
T1.
T2.
.
.
.Ti.
.
.
.Tk.
.1y
.2y
.
.
.
.iy
.
.
.
.ky
TOTAL T.1 T.2 T.3 T.j Tb. T..
MEDIA 1.y 2.y 3.y jy. by. ..y
Donde tenemos que:
Ti. = Suma de las observaciones para el i-ésimo corte (tratamiento)
T.j = Suma de las observaciones en el j-ésimo tiempo (bloques)
T..= Suma de todas las b*k observaciones.
.iy = media de las observaciones para el i-ésimo corte (tratamiento)
jy. =media de las observaciones en el j-ésimo tiempo (bloques)
..y = media de todas las b*k observaciones
95
Cuadro de análisis de varianza de la cebolla junca y cabezona.
F teórico
(valor tabla)FUENTE DE
VARIACIÓN
SUMA DE
CUADRADOS
GRADOS
DE
LIBERTAD
CUADRADOS
MEDIOSF CALCULADO
5%
CORTE
(tratamiento)
SSA (suma
cuadrado corte)k-1
121 −
=k
ssas
( ) ( )11
1
−−−
−=
kb
ssek
ssa
F
TIEMPO
(bloques)
SSB (suma
cuadrado
tiempo)
b-11
22 −
=b
SSBs
( )( )11
1
−−
−=
kb
SSEb
SSB
F
ERRORSSE (suma
cuadrado error)(k-1)(b-1)
)1)(1(2
−−=
kb
SSEs
TOTAL
SST (suma de
cuadrados
total)
b*k-1
Formulas para calculo de la suma de cuadrados; tamaño desiguales de muestras.
Suma cuadrado total = SST = N
Tyi
k
i
ni
jj
..2
1 1
2 −∑∑= =
Suma cuadrados corte (tratamientos) = N
T
ni
TSSA
k
i
i ... 2
1
2
−= ∑=
Suma cuadrado Tiempo (bloques) = N
T
ni
TSSB
b
i
j ... 2
1
2
−= ∑=
Suma cuadrado error = SST - SSA – SSB
96
Anexo D. Datos experimentales de deshidratación de cebolla junca y cabezona.
Datos experimentales de deshidratación de cebolla cabezona a 5 mm de tamaño de
corte. Ensayo 1.
Tiempo(min)
Temperaturade entrada del
aire ºC
Temperaturade salida del
aire ºC
Humedadrelativa deentrada del
aire (%)
Humedadrelativa de
salida del aire(%)
Peso (g)Caudal
(m3/min)
0102030405060708090
100110120130140150160170180190200210220
18,255,070,169,970,069,970,069,969,970,069,970,069,969,970,070,069,970,070,070,070,069,069,0
17,146,965,166,066,566,867,067,267,467,667,868,068,168,268,368,568,568,768,768,868,968,968,9
61,731,913,012,211,711,311,110,810,310,09,69,39,18,88,68,58,28,07,97,87,87,77,6
59,256,521,115,213,913,212,812,411,811,411,010,510,310,09,79,59,28,98,78,68,68,48,3
0,6960,6900,6550,6040,5460,4920,4420,3980,3550,3160,2810,2500,2380,1980,1770,1540,1340,1180,1070,0910,0830,0730,068
7,9515,0903,4963,4263,4483,5373,5913,6453,6813,7923,8963,8593,7123,7603,6483,3923,4483,4083,3403,3983,3713,4133,398
97
Datos experimentales de deshidratación de cebolla cabezona a 5 mm de tamaño de
corte. Ensayo 2.
Tiempo(min)
Temperaturade entrada del
aire ºC
Temperaturade salida del
aire ºC
Humedadrelativa deentrada del
aire (%)
Humedadrelativa de
salida del aire(%)
Peso (g)Caudal
(m3/min)
0102030405060708090
100110120130140150160170180190200210220230240
16,350,670,170,070,070,069,970,070,070,070,070,070,070,070,070,070,070,070,070,070,069,970,070,069,9
16,543,065,065,966,466,766,967,267,768,068,268,368,568,668,768,868,969,069,069,169,169,269,369,369,1
62,440,414,412,912,311,911,611,110,810,610,29,89,59,29,08,88,68,48,38,18,07,97,87,67,5
58,664,624,716,614,914,013,412,812,512,111,611,210,810,510,29,99,79,59,39,18,98,88,78,68,5
0,7050,6830,6620,6100,5560,5010,4470,4050,3630,3240,2900,2560,2290,2020,1790,1590,1370,1230,1100,1020,0880,0820,0780,0720,065
0,0365,6113,7463,6403,7333,7263,6273,5983,7203,6583,6883,6603,5673,4523,5033,4043,5573,9793,6963,6943,7463,8233,7373,7533,680
98
Datos experimentales de deshidratación de cebolla cabezona a 5 mm de tamaño de
corte. Ensayo 3.
Tiempo(min)
Temperaturade entrada del
aire ºC
Temperaturade salida del
aire ºC
Humedadrelativa deentrada del
aire (%)
Humedadrelativa de
salida del aire(%)
Peso (g)Caudal
(m3/min)
0102030405060708090
100110120130140150160170180190200
17,252,070,170,070,069,970,070,070,070,070,070,069,970,070,070,069,970,069,970,069,9
17,844,364,865,966,266,566,867,167,367,667,868,068,168,568,969,069,169,269,269,369,2
45,432,313,112,011,611,010,610,19,79,39,08,78,58,38,17,87,77,47,37,17,0
45,152,121,915,414,012,912,311,711,410,710,410,09,79,59,49,08,88,68,48,28,1
0,7080,6880,6580,6010,5400,4800,4250,3750,3300,2930,2560,2240,1980,1810,1600,1400,1230,1080,0950,0870,067
0,0805,7593,6453,4943,5163,4963,3593,3183,2473,2423,1113,2013,2943,6073,6213,7083,5483,6933,6073,6853,680
99
Datos experimentales de deshidratación de cebolla junca a 5 mm de tamaño de
corte. Ensayo 4.
Tiempo(min)
Temperaturade entrada del
aire ºC
Temperaturade salida del
aire ºC
Humedadrelativa deentrada del
aire (%)
Humedadrelativa de
salida del aire(%)
Peso (g)Caudal
(m3/min)
0102030405060708090
100110120130140150160170180190200210220
17,346,870,170,069,970,070,070,070,070,070,070,070,070,070,070,070,070,070,070,070,069,970,0
17,340,064,865,966,466,767,067,267,467,668,068,268,468,568,668,868,968,969,069,169,269,269,3
50,736,812,911,911,311,010,610,310,09,79,79,49,18,98,78,48,38,17,97,77,67,57,4
44,554,622,415,113,612,912,411,911,511,311,311,010,610,29,99,69,39,18,88,68,48,38,1
0,7020,6890,6620,6090,5500,4930,4420,3930,3480,3120,2810,2470,2150,1850,1630,1400,1230,1050,0920,0830,0720,0670,054
0,0655,1263,8443,6733,6353,7053,4283,5513,5413,5213,7003,6813,5303,3423,3943,3043,2313,1513,3313,4883,5703,7193,847
100
Datos experimentales de deshidratación de cebolla junca a 5 mm de tamaño de
corte. Ensayo 5.
Tiempo(min)
Temperaturade entrada del
aire ºC
Temperaturade salida del
aire ºC
Humedadrelativa deentrada del
aire (%)
Humedadrelativa de
salida del aire(%)
Peso (g)Caudal
(m3/min)
0102030405060708090
100110120130140150160170180190200210220
23,256,870,170,070,070,070,070,070,070,069,970,070,069,970,070,070,070,070,069,969,970,070,0
19,948,965,266,166,566,867,067,367,467,667,868,068,168,268,368,468,568,668,768,768,868,969,0
68,831,713,512,512,011,611,210,910,510,29,99,79,59,49,29,18,98,88,78,58,48,38,2
68,056,221,215,614,213,412,812,311,911,511,110,910,710,510,410,210,09,89,79,59,39,19,0
0,6900,6860,6560,6030,5450,4910,4390,3940,3500,3110,2780,2470,2200,1930,1700,1490,1290,1120,0980,0850,0770,0680,059
8,0905,3623,7203,6603,7243,5523,5163,3923,2243,2343,2763,2143,2923,5073,4923,4193,5593,5543,4563,4683,4803,4773,412
101
Datos experimentales de deshidratación de cebolla junca a 5 mm de tamaño de
corte. Ensayo 6.
Tiempo(min)
Temperaturade entrada del
aire ºC
Temperaturade salida del
aire ºC
Humedadrelativa deentrada del
aire (%)
Humedadrelativa de
salida del aire(%)
Peso (g)Caudal
(m3/min)
0102030405060708090
100110120130140150160170180190200210220230
18,854,570,170,070,070,069,970,070,070,070,070,070,069,970,070,070,070,070,069,969,970,070,070,0
18,447,065,466,266,666,967,167,467,667,868,068,268,368,468,568,668,768,868,868,969,069,069,069,0
53,930,712,811,911,411,110,910,410,19,79,49,08,88,58,38,17,97,87,57,47,27,17,07,0
53,954,521,915,914,313,613,012,311,911,310,810,410,09,79,49,08,88,68,38,17,97,87,77,6
0,7110,7040,6610,6080,5450,4830,4250,3780,3350,2940,2600,2270,2010,1750,1560,1360,1230,1050,0970,0830,0740,0660,0610,057
7,9275,9484,0204,0233,8883,7783,7403,7683,6623,5613,2603,2893,3493,2383,2543,3373,2453,3163,3813,3103,2683,2633,4293,505
102
Datos experimentales de deshidratación de cebolla cabezona a 10 mm de tamañode corte. Ensayo 7.
Tiempo(min)
Temperaturade entrada del
aire ºC
Temperaturade salida del
aire ºC
Humedadrelativa deentrada del
aire (%)
Humedadrelativa de
salida del aire(%)
Peso (g)Caudal
(m3/min)
0102030405060708090
100110120130140150160170180190200210220230240250260270280290300310320
16,149,170,270,070,070,070,069,970,070,070,070,069,969,970,070,069,970,070,070,069,969,970,070,070,069,970,069,970,070,070,070,069,9
15,841,765,366,567,067,367,567,667,867,968,068,168,268,368,468,468,468,568,668,668,668,768,869,069,069,169,169,169,169,269,269,269,2
54,836,513,011,610,910,610,210,09,69,59,18,98,88,78,68,58,38,38,28,18,07,87,77,67,47,37,37,27,27,17,07,07,3
53,858,322,514,913,012,311,711,310,910,710,310,09,99,89,79,59,39,39,19,18,98,88,68,68,48,28,18,08,07,97,87,78,0
0,7110,6940,6750,6380,5940,5510,5110,4760,4390,4350,3770,3490,3260,3020,2790,2570,2380,2180,2020,1850,1700,1580,1470,1380,1260,1140,1060,0960,0890,0820,0750,0710,063
0,0996,0863,9263,6873,5393,6583,5913,7463,7303,6493,5633,6943,7213,7043,6993,5853,3403,3743,3173,2603,2763,4613,6173,6913,7313,6833,6793,2413,5213,6223,6003,6273,559
103
Datos experimentales de deshidratación de cebolla cabezona a 10 mm de tamaño
de corte. Ensayo 8.
Tiempo(min)
Temperaturade entrada del
aire ºC
Temperaturade salida del
aire ºC
Humedadrelativa deentrada del
aire (%)
Humedadrelativa de
salida del aire(%)
Peso (g)Caudal
(m3/min)
0102030405060708090
100110120130140150160170180190200210220230240250260270280290300
16,449,870,070,069,970,069,970,070,069,970,070,070,070,070,070,069,970,069,970,070,070,069,970,070,070,069,970,070,070,070,0
16,242,365,466,567,067,367,567,667,867,968,068,168,268,268,368,468,468,568,668,668,768,768,868,868,868,968,968,969,069,069,0
48,533,212,011,110,710,410,19,99,79,59,39,08,98,78,68,58,48,38,28,18,18,18,08,18,18,18,18,18,08,07,9
43,653,920,314,012,612,011,511,311,010,710,510,210,09,89,79,59,49,29,19,08,98,98,98,98,98,98,88,88,78,68,5
0,7020,6930,6700,6320,5900,5440,5030,4650,4310,3940,3640,3400,3160,2880,2660,2450,2240,2060,1880,1730,1580,1430,1320,1190,1060,0990,0900,0810,0740,0670,062
0,0635,4843,5163,4963,5813,7303,7193,8773,7563,7393,6703,7093,6553,6003,6033,5703,4933,4483,3913,6943,4603,5033,7043,7273,6623,7163,8333,7183,6283,5593,601
104
Datos experimentales de deshidratación de cebolla cabezona a 10 mm de tamaño
de corte. Ensayo 9.
Tiempo(min)
Temperaturade entrada del
aire ºC
Temperaturade salida del
aire ºC
Humedadrelativa deentrada del
aire (%)
Humedadrelativa de
salida del aire(%)
Peso (g)Caudal
(m3/min)
0102030405060708090
100110120130140150160170180190200210220230240250260270280290300310320330340
16,450,870,070,070,069,969,970,070,070,069,970,070,070,070,070,070,069,970,070,070,069,970,070,070,070,069,970,070,070,070,070,070,070,070,0
16,343,365,566,767,167,467,667,867,968,068,168,268,368,468,568,668,768,868,868,969,169,069,169,169,269,269,269,369,369,369,469,469,469,469,4
48,032,711,910,910,510,29,99,69,49,29,08,88,78,58,48,38,28,18,08,08,08,07,97,97,87,87,77,77,57,57,47,47,27,27,2
44,552,919,613,612,211,711,311,010,710,410,29,99,79,59,49,39,29,09,08,98,98,98,88,88,78,68,58,48,38,28,18,17,97,97,9
0,6990,6920,6710,6360,5930,5500,5140,4790,4460,4410,3870,3600,3370,3110,2900,2690,2540,2330,2170,2030,1890,1740,1640,1530,1400,1310,1190,1120,1020,0960,0910,0840,0780,0690,065
0,0695,5673,6773,5863,6723,7393,7313,7983,8933,8833,8823,8113,8393,6513,4943,4203,3903,3923,4223,4173,4393,4283,4623,4603,4783,4113,4993,4363,4623,4913,4993,3653,3933,4063,412
105
Datos experimentales de deshidratación de cebolla junca a 10 mm de tamaño de
corte. Ensayo 10.
Tiempo(min)
Temperaturade entrada del
aire ºC
Temperaturade salida del
aire ºC
Humedadrelativa deentrada del
aire (%)
Humedadrelativa de
salida del aire(%)
Peso (g)Caudal
(m3/min)
0102030405060708090
100110120130140150160170180190200210220230240250
17,152,670,170,070,070,070,070,069,970,070,070,069,970,069,970,070,070,069,970,070,070,070,070,070,070,0
17,339,965,766,566.967,267,567,767,868,068,168,368,468,568,568,668,768,868,868,968,969,069,069,069,169,1
51,033,613,011,911,411,010,510,210,09,79,49,39,18,98,78,68,48,38,28,18,07,97,97,87,67,5
46,257,222,315,614,013,212,512.011,611,210,910,610,310,19,89,69,49,29,18,98,88,78,68,58,38,2
0,7020,7020,6680,6110,5540,4970,4460,4010,3610,3250,2860,2520,2300,2060,1850,1640,1460,1260,1180,1010,0890,0800,0690,0640,0590,050
1,5955,8723,9413,8913,9503,9443,8313,8573,7063,4813,4893,3433,4873,3833,3463,4543,3413,5153,3993,4133,5523,5203,4673,4103,3373,260
106
Datos experimentales de deshidratación de cebolla junca a 10 mm de tamaño de
corte. Ensayo 11.
Tiempo(min)
Temperaturade entrada del
aire ºC
Temperaturade salida del
aire ºC
Humedadrelativa deentrada del
aire (%)
Humedadrelativa de
salida del aire(%)
Peso (g)Caudal
(m3/min)
0102030405060708090
100110120130140150160170180190200210220230240250260
20,956,070,070,069,970,070,070,070,070,069,970,070,070,070,069,969,970,070,069,970,070,069,970,070,070,070,0
18,448,665,866,666,967,167,467,567,767,868,068,168,268,368,468,568,668,768,768,968,968,969,069,069,169,169,1
68,533,113,913,113,012,312,111,510,910,610,310,09,79,49,18,98,78,68,48,18,07,97,77,67,57,57,3
70,060,623,117,015,914,614,213,312,512,111,711,310,910,610,210,09,79,69,39,08,98,88,68,48,38,38,0
0,7080,6970,6630,6090,5550,5010,4500,4060,3650,3280,2980,2680,2430,2240,1960,1790,1600,1430,1270,1130,1030,0910,0800,0730,0690,0620,052
8,0965,7783,9263,7333,6153,4523,2863,2203,1513,1223,3103,2823,3013,4193,4233,5073,5323,5303,6043,6813,4973,2893,3323,2203,2803,1433,833
107
Datos experimentales de deshidratación de cebolla a 10 mm de tamaño de corte.
Ensayo 12.
Tiempo(min)
Temperaturade entrada del
aire ºC
Temperaturade salida del
aire ºC
Humedadrelativa deentrada del
aire (%)
Humedadrelativa de
salida del aire(%)
Peso (g)Caudal
(m3/min)
0102030405060708090
100110120130140150160170180190200210220230240250260270280
17,143,970,170,069,970,070,070,070,070,070,070,070,069,970,070,070,070,070,069,970,070,070,069,970,070,070,070,070,0
17,343,765,366,467,067,367,667,867,968,168,268,368,468,568,668,768,868,968,969,069,169,269,269,369,369,369,369,369,2
56,536,513,011,911,711,210,910,410,19,99,79,59,39,18,98,88,68,58,38,28,07,97,87,77,77,67,57,57,4
48,057,421,414,913,913,312,812,211,811,511,210,910,710,310,19,99,79,59,39,18,98,88,78,58,48,38,28,28,1
0,6930,6820,6590,6150,5650,5130,4640,4220,3800,3430,3040,2770,2500,2230,1980,1820,1610,1360,1190,1140,1070,1040,0900,0860,0760,0740,0680,0540,050
0,0886,1974,8534,1323,0453,6513,6393,8863,9523,8783,6083,4913,6213,7203,7553,7563,7663,7913,7893,8423,8143,6793,7153,7233,6503,6143,5633,5943,640
108
Anexo E. Hojas de proceso de las condiciones ejecutadas durante cada ensayo.
Hoja de proceso para el ensayo 1.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO 1
PRODUCTO Cebolla cabezonaTemperatura ensayo de
humedad (ºC)100 ºC
FECHA 31/07/02Temperatura de
deshidratación (ºC)70 ºC
Peso del producto en
fresco (kg)1,015 kg
Caudal del deshidratador
(m3/min)10 m3/min
Peso del producto
después del
acondicionamiento (kg)
1,020 kg Carga (kg) 0,700 kg
Tamaño de corte (mm) 5 mmHora inicial de
deshidratación9:54:39 AM
Peso del producto
después del corte (kg)0,815 kg
Hora final de
deshidratación1:26:00 PM
Humedad inicial del
producto (%)90,8 %
Tiempo de deshidratación
(min)240 min
Peso inicial de la muestra
ensayo(g)5,09 g
Consumo del secador
(Kw/h)1.960 kw/h
Peso final de la muestra
ensayo (g)0,47 g
Peso producto terminado
(g)0,069 kg
Tiempo ensayo de
humedad (min)2:30 h
Humedad final del
producto (%)7 %
109
Hoja de proceso para el ensayo 2.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO 2
PRODUCTO Cebolla cabezonaTemperatura ensayo de
humedad (ºC)100 ºC
FECHA 5/08/02Temperatura de
deshidratación (ºC)70 ºC
Peso del producto en
fresco (kg)1,105 kg
Caudal del deshidratador
(m3/min)10 m3/min
Peso del producto
después del
acondicionamiento (kg)
1,115 kg Carga (kg) 0,700 kg
Tamaño de corte (mm) 5 mmHora inicial de
deshidratación10:19:40 AM
Peso del producto
después del corte (kg)0,865 kg
Hora final de
deshidratación2:16:00 PM
Humedad inicial del
producto (%)91,0 %
Tiempo de deshidratación
(min)240 min
Peso inicial de la muestra
ensayo(g)5,06 g
Consumo del secador
(Kw/h)2.130 kw/h
Peso final de la muestra
ensayo (g)0,45 g
Peso producto terminado
(g)0,068 kg
Tiempo ensayo de
humedad (min)2:30 h
Humedad final del
producto (%)7 %
110
Hoja de proceso para el ensayo 3.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO 3
PRODUCTO Cebolla cabezonaTemperatura ensayo de
humedad (ºC)100 ºC
FECHA 22/07/02Temperatura de
deshidratación (ºC)70 ºC
Peso del producto en
fresco (kg)1,220 kg
Caudal del deshidratador
(m3/min)10 m3/min
Peso del producto
después del
acondicionamiento (kg)
1,235kg Carga (kg) 0,700 kg
Tamaño de corte (mm) 5 mmHora inicial de
deshidratación11:15:07 AM
Peso del producto
después del corte (kg)0,740 kg
Hora final de
deshidratación2:27:28 PM
Humedad inicial del
producto (%)88,5 %
Tiempo de deshidratación
(min)200 min
Peso inicial de la muestra
ensayo(g)4,87 g
Consumo del secador
(Kw/h)1.890 kw/h
Peso final de la muestra
ensayo (g)0,56 g
Peso producto terminado
(g)0,087 kg
Tiempo ensayo de
humedad (min)2:30 h
Humedad final del
producto (%)7 %
111
Hoja de proceso para el ensayo 4.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO 4
PRODUCTO Cebolla juncaTemperatura ensayo de
humedad (ºC)100 ºC
FECHA 23/07/02Temperatura de
deshidratación (ºC)70 ºC
Peso del producto en
fresco (kg)1,510 kg
Caudal del deshidratador
(m3/min)10 m3/min
Peso del producto
después del
acondicionamiento (kg)
1,545 kg Carga (kg) 0,700 kg
Tamaño de corte (mm) 5 mmHora inicial de
deshidratación10:16:22 AM
Peso del producto
después del corte (kg)0,705 kg
Hora final de
deshidratación1:48:47PM
Humedad inicial del
producto (%)92,0 %
Tiempo de deshidratación
(min)220 min
Peso inicial de la muestra
ensayo(g)4,99 g
Consumo del secador
(Kw/h)1.810 kw/h
Peso final de la muestra
ensayo (g)0,40 g
Peso producto terminado
(g)0,060 kg
Tiempo ensayo de
humedad (min)2:30 h
Humedad final del
producto (%)7 %
112
Hoja de proceso para el ensayo 5.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO 5
PRODUCTO Cebolla juncaTemperatura ensayo de
humedad (ºC)100 ºC
FECHA 25/07/02Temperatura de
deshidratación (ºC)70 ºC
Peso del producto en
fresco (kg)1,735 kg
Caudal del deshidratador
(m3/min)10 m3/min
Peso del producto
después del
acondicionamiento (kg)
0,980 kg Carga (kg) 0,700 kg
Tamaño de corte (mm) 5 mmHora inicial de
deshidratación11:14:03 AM
Peso del producto
después del corte (kg)0,950 kg
Hora final de
deshidratación2:51:40 PM
Humedad inicial del
producto (%)91,6 %
Tiempo de deshidratación
(min)220 min
Peso inicial de la muestra
ensayo(g)4,99 g
Consumo del secador
(Kw/h)1.960 kw/h
Peso final de la muestra
ensayo (g)0,42 g
Peso producto terminado
(g)0,063 kg
Tiempo ensayo de
humedad (min)2:30 h
Humedad final del
producto (%)7 %
113
Hoja de proceso para el ensayo 6.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO 6
PRODUCTO Cebolla juncaTemperatura ensayo de
humedad (ºC)100 ºC
FECHA 26/07/02Temperatura de
deshidratación (ºC)70 ºC
Peso del producto en
fresco (kg)1,555 kg
Caudal del deshidratador
(m3/min)10 m3/min
Peso del producto
después del
acondicionamiento (kg)
0,905 kg Carga (kg) 0,700 kg
Tamaño de corte (mm) 5 mmHora inicial de
deshidratación10:42:56 AM
Peso del producto
después del corte (kg)0,882 kg
Hora final de
deshidratación2:24:06 PM
Humedad inicial del
producto (%)92,2 %
Tiempo de deshidratación
(min)230 min
Peso inicial de la muestra
ensayo(g)5,01 g
Consumo del secador
(Kw/h)1.910 kw/h
Peso final de la muestra
ensayo (g)0,39 g
Peso producto terminado
(g)0,059 kg
Tiempo ensayo de
humedad (min)2:30 h
Humedad final del
producto (%)7 %
114
Hoja de proceso para el ensayo 7.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO 7
PRODUCTO Cebolla cabezonaTemperatura ensayo de
humedad (ºC)100 ºC
FECHA 29/07/02Temperatura de
deshidratación (ºC)70 ºC
Peso del producto en
fresco (kg)1,190 kg
Caudal del deshidratador
(m3/min)10 m3/min
Peso del producto
después del
acondicionamiento (kg)
1,200 kg Carga (kg) 0,700 kg
Tamaño de corte (mm) 10 mmHora inicial de
deshidratación9:47:15 AM
Peso del producto
después del corte (kg)1,070 kg
Hora final de
deshidratación3:08:00 PM
Humedad inicial del
producto (%)91,7%
Tiempo de deshidratación
(min)320 min
Peso inicial de la muestra
ensayo(g)5,08 g
Consumo del secador
(Kw/h)2,760 kw/h
Peso final de la muestra
ensayo (g)0,42 g
Peso producto terminado
(g)0,063 kg
Tiempo ensayo de
humedad (min)2:30 h
Humedad final del
producto (%)7 %
115
Hoja de proceso para el ensayo 8.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO 8
PRODUCTO Cebolla cabezonaTemperatura ensayo de
humedad (ºC)100 ºC
FECHA 30/07/02Temperatura de
deshidratación (ºC)70 ºC
Peso del producto en
fresco (kg)1,055 kg
Caudal del deshidratador
(m3/min)10 m3/min
Peso del producto
después del
acondicionamiento (kg)
1,060 kg Carga (kg) 0,700 kg
Tamaño de corte (mm) 10 mmHora inicial de
deshidratación10:20:38 AM
Peso del producto
después del corte (kg)0,890 kg
Hora final de
deshidratación3:21:41 PM
Humedad inicial del
producto (%)91,5 %
Tiempo de deshidratación
(min)300 min
Peso inicial de la muestra
ensayo(g)5,06 g
Consumo del secador
(Kw/h)2,650 kw/h
Peso final de la muestra
ensayo (g)0,43 g
Peso producto terminado
(g)0,064 kg
Tiempo ensayo de
humedad (min)2:30 h
Humedad final del
producto (%)7 %
116
Hoja de proceso para el ensayo 9.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO 9
PRODUCTO Cebolla cabezonaTemperatura ensayo de
humedad (ºC)100 ºC
FECHA 1/08/02Temperatura de
deshidratación (ºC)70 ºC
Peso del producto en
fresco (kg)1,145 kg
Caudal del deshidratador
(m3/min)10 m3/min
Peso del producto
después del
acondicionamiento (kg)
1,150 kg Carga (kg) 0,700 kg
Tamaño de corte (mm) 10 mmHora inicial de
deshidratación10:07:39 AM
Peso del producto
después del corte (kg)0,920 kg
Hora final de
deshidratación3:38:00 PM
Humedad inicial del
producto (%)91,0 %
Tiempo de deshidratación
(min)340 min
Peso inicial de la muestra
ensayo(g)5,24 g
Consumo del secador
(Kw/h)2,900 kw/h
Peso final de la muestra
ensayo (g)0,47 g
Peso producto terminado
(g)0,068 kg
Tiempo ensayo de
humedad (min)2:30 h
Humedad final del
producto (%)7 %
117
Hoja de proceso para el ensayo 10.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO 10
PRODUCTO Cebolla juncaTemperatura ensayo de
humedad (ºC)100 ºC
FECHA 6/08/02Temperatura de
deshidratación (ºC)70 ºC
Peso del producto en
fresco (kg)1,190kg
Caudal del deshidratador
(m3/min)10 m3/min
Peso del producto
después del
acondicionamiento (kg)
0,780 kg Carga (kg) 0,700 kg
Tamaño de corte (mm) 10 mmHora inicial de
deshidratación10:59:31 AM
Peso del producto
después del corte (kg)0,745 kg
Hora final de
deshidratación3:09:00 PM
Humedad inicial del
producto (%)92,4 %
Tiempo de deshidratación
(min)250 min
Peso inicial de la muestra
ensayo(g)5,02 g
Consumo del secador
(Kw/h)2,370 kw/h
Peso final de la muestra
ensayo (g)0,38 g
Peso producto terminado
(g)0,058 kg
Tiempo ensayo de
humedad (min)2:30 h
Humedad final del
producto (%)7 %
118
Hoja de proceso para el ensayo 11.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO 11
PRODUCTO Cebolla juncaTemperatura ensayo de
humedad (ºC)100 ºC
FECHA 8/08/02Temperatura de
deshidratación (ºC)70 ºC
Peso del producto en
fresco (kg)1,485 kg
Caudal del deshidratador
(m3/min)10 m3/min
Peso del producto
después del
acondicionamiento (kg)
0,855 kg Carga (kg) 0,700 kg
Tamaño de corte (mm) 10 mmHora inicial de
deshidratación11:25:39 AM
Peso del producto
después del corte (kg)0,830 kg
Hora final de
deshidratación3:43:00 PM
Humedad inicial del
producto (%)92,8 %
Tiempo de deshidratación
(min)260 min
Peso inicial de la muestra
ensayo(g)5,02 g
Consumo del secador
(Kw/h)2,240 kw/h
Peso final de la muestra
ensayo (g)0,36 g
Peso producto terminado
(g)0,055 kg
Tiempo ensayo de
humedad (min)2:30 h
Humedad final del
producto (%)7 %
119
Hoja de proceso para el ensayo 12.
DESHIDRATACIÓN ENSAYO 12
PRODUCTO Cebolla juncaTemperatura ensayo de
humedad (ºC)100 ºC
FECHA 9/08/02Temperatura de
deshidratación (ºC)70 ºC
Peso del producto en
fresco (kg)1,440 kg
Caudal del deshidratador
(m3/min)10 m3/min
Peso del producto
después del
acondicionamiento (kg)
0,845 kg Carga (kg) 0,700 kg
Tamaño de corte (mm) 10 mmHora inicial de
deshidratación10:44:19 AM
Peso del producto
después del corte (kg)0,835 kg
Hora final de
deshidratación3:11:00 PM
Humedad inicial del
producto (%)92,3 %
Tiempo de deshidratación
(min)280 min
Peso inicial de la muestra
ensayo(g)5,05 g
Consumo del secador
(Kw/h)1.960 kw/h
Peso final de la muestra
ensayo (g)0,39 g
Peso producto terminado
(g)0,054 kg
Tiempo ensayo de
humedad (min)2:30 h
Humedad final del
producto (%)7 %
120
Anexo F. Análisis de varianza para el diseño de bloques completamente
aleatorizados para tamaños desiguales de muestra.
CEBOLLA JUNCA
F tablaFuentes de
variación
Suma de
cuadrados
Grados de
libertad
Cuadrados
mediosF calculados
5 %
Tamaño de
corte3,27 1 3,27 9,27 ** 4,21
Tiempo 0,167 27 0,00618 0,018 n.s 1,84
Error 9,523 27 0,3527
Total 12,96
CEBOLLA CABEZONA
F tablaFuentes de
variación
Suma de
cuadrados
Grados de
libertad
Cuadrados
mediosF calculados
5 %
Tamaño de
corte4,58 1 4,58 16,35 ** 4,13
Tiempo 0,1191 34 0,0035 0,0125 n.s 2,21
Error 9,6 34 0,280
Total 14,28
121
Anexo G. Prueba t- student para las cebollas cabezona y junca.
21
11
nnsp
XXt
juncacabezona
calculado
+
−=
donde:
juncaerror
mediocuadrado
cabezonaerror
mediocuadradosp +=
3527,0280,0 +=sp
7954,0=sp
24
1
25
17954,0
34,0314,0
+
−=calculadot
062,0=calculadot
221 −+= nnlibertaddegrados
122
22425 −+=libertaddegrados
47=libertaddegrados
n1 = tamaño de muestra cabezona = 25
n2= tamaño de muestra junca = 24
Valor tabla t- student para nivel de significancia 5% igual a 1,645 (valor tabla).
123
Anexo H. Calculo del contenido de humedad.
Del anexo D se toman los datos experimentales de deshidratación. La humedad total se
halla restando el valor de los sólidos a cada peso, a continuación se muestra un ejemplo
para el tiempo O:
aguadekgsólidosdekgmuestradekg 06484,00546,0703,0 =−
El contenido de humedad se determina dividiendo la humedad total por el contenido de
sólidos. Para el tiempo 0 tenemos:
aguadekg
aguadekghumedaddecontenido
0546,0
6484,0=
sólidosdekg
aguadekghumedaddecontenido 88,11=
124
Anexo I. Cálculos para hallar la curva de velocidad de deshidratación.
Para hallar la curva de velocidad de deshidratación se calculan los siguientes datos:
• Diferencia de humedad. Se calculan restando las humedades, tomando intervalos
de tiempo de 10 en 10 minutos. Para el tiempo 0 y 10 la diferencia de humedad es:
aguadekgaguadekgaguadekg 0084,06384,06464,0 =−
• Velocidad de deshidratación. Se calcula dividiendo la diferencia de humedad por
600 s y esto por el área de la bandeja donde se realizó la deshidratación.
anchoolbandejaladeerficieladeArea *argsup =
mmA 282,0*426,0=
21201,0 mA =
• La tasa de deshidratación para los tiempos 0 y 10 es:
2100 1201,0*600
0084,0
msg
aguadekgcióndeshidratadetasa =−
2100 0001166,0msg
aguadekgcióndeshidratadetasa =−
• Humedad promedio. Se halla sumando el contenido de humedad cada dos
intervalos de tiempo y dividiendo por dos. Para el tiempo 0-10 minutos se tiene:
125
2
69,1184,11solidosdekg
aguadekg
solidosdekg
aguadekg
promediohumedad
+=
solidosdekg
aguadekgpromediohumedad 77,11=
126
Anexo J. Calculo del tiempo de deshidratación de cebolla junca.
El calculo se realiza para la cebolla junca a 5mm de tamaño de corte.
TIEMPO ANTECRÍTICO
−=
solidosdekg
aguadekg
solidosdekg
aguadekg
sm
aguadekgm
solidosdekgtac 84,114,7*
00075,0*1201,0
0546,0
22
stac 6,2693=
TIEMPO POSTCRÍTICO
Se realiza la tabla de datos tomados de la curva de velocidad de deshidratación para los
1/W y la humedad promedio
X WW
1
0,1
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
7,4
0,000100
0,000185
0,000270
0,000360
0,000445
0,000540
0,000625
0,000720
0,000750
10000
5405,4
3703,703
2777,78
2247,2
1851,9
1600
1388,9
1333,33
Luego se grafica 1/W contra X y se halla el área bajo la curva.
127
128
A = A1 + A2 + A3 + A4 + A5
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
++
+
+
++
+
+
++
+
+
++
+=
2
57,55*8,03,1333*8,0
2
1,211*19,1388*1
2
9,251*11600*1
2
3,395*19,1851*1
2
6,530*12,2247*1
2
93,925*17,2777*1
2
33,1701*17,3703*1
2
4595*9,05405*9,0A
89,108845,149495,172555,20495,2512745,324035,455425,6932 +++++++=A
69,23598=A
El tiempo postcrítico será:
sm
aguadekgsolidosdekg
aguadekg
m
solidosdekgtpc
.
69,23598*1201,0
0546,0
2
2=
stpc 10728=
Por tanto el tiempo total es:
acpct ttt +=
stt 6,13421=
129
Anexo K. Calculo del tiempo de deshidratación de cebolla cabezona.
El calculo se realiza para la cebolla cabezona a 5 mm de tamaño de corte.
TIEMPO ANTRECRÍTICO
−=
solidosdekg
aguadekg
solidosdekg
aguadekg
sm
aguadekgm
solidosdekgtac 75,492,9*
000595,0*1201,0
0644,0
22
stac 4659=
TIEMPO POSTCRÍTICO
Se realiza la tabla de datos tomados de la curva de velocidad de deshidratación para los
1/W y la humedad promedio
X WW
1
0,1
1,0
2,0
3,0
4,0
4,75
0,00007
0,000175
0,000285
0,000395
0,000505
0,000595
14285,71
5714,28
3508,77
2531,65
1980,20
1680,67
Luego se grafica 1/W contra X y se halla el área bajo la curva.
AREA BAJO LA CURVA PARA LA CEBOLLA JUNCA
A1
A2A3 A4
A5 A6A7 A8
X
W
1
A1
A2A2
A3A4 A5
X
W
1
131
A = A1 + A2 + A3 + A4 + A5
( ) ( )
( ) ( )
( ) +
+
+
++
+
+
++
+=
2
53,99,2*75,067,1680*75,0
2
45,551*120,1980*1
2
12,977*165,2531*1
2
5,2205*177,3508*1
2
43,8571*9,028,5714*9,0A
83,137292,225521,302052,461199,8999 ++++=A
69,23598=A
El tiempo postcrítico será:
sm
aguadekgsolidosdekg
aguadekg
m
solidosdekgtpc
.
20260*1201,0
0644,0
2
2=
stpc 10864=
Por tanto el tiempo total es:
acpct ttt +=
stt 15523=
132
Anexo L. Cálculo de pérdidas por proceso del ensayo 4 de la cebolla junca.
Para hallar las pérdidas en gramos del proceso se realizó el siguiente calculo:
Peso en fresco (kg) – peso del producto para deshidratar (kg) = perdidas de producto (kg)
Para el ensayo 4 de cebolla junca tenemos:
1,510 kg – 0,705 kg = 0,805 kg
Para hallar el porcentaje de perdidas se realizó el siguiente calculo:
kg
kgperdidasde
510,1
%100*805,0% =
%0,53% =perdidasde
Por lo tanto el porcentaje de perdidas en el ensayo 4 para la cebolla junca es 53,0 %.
133
Anexo M. Balances de materia y energía para la cebolla junca a 5 mm de corte.
BALANCE DE MATERIA
CBA += BAC −=
( )AB 427,0= kgC 573,0=
kgB 427,0=
GEFD +=+
kgkg 073,4073,4 =
42,7 %0,427 kg
1 kgCebolla
0,573 kgCebolla
0,573 kgCebolla
3,5 kg agua
3,5 kg agua
0,573 kgCebolla
ACONDICIONAMIENTOA
B
C
D
E
G
F
LAVADO
134
JIH += IHJ −=
HkgI *016,0= kgJ 557,0=
kgI 016,0=
De la carta psicrometrica para Bogotá se leen los datos del balance del deshidratador.
Caudal= 3,461 m3/min
0,573 kgCebolla
0,557 kgCebolla
0,016 kg2,8%
Desechos
Hab = 0,024 Kg H2O/kg aire seco
9,37% HR
Aire70 ºC
Cebolla
0,557 kg92,2% humedad
Aire
Cebolladeshidratada
Hab = 0,026 Kg deagua / kg aire seco
68 ºC
10,56%HR
7% humedad
DESHIDRATACIÓN
K M
L N
H
I
JCORTE
135
Balance general
NMLK +=+
Balance de sólidos
( ) NL 93,0922,01 =−
Balance humedad de la cebolla
NevaporadaaguaKgL 07,0922,0 +=
dadeshidratacebollakgN 047,0=
kgevaporadaagua 5103,0=
oMaireoKaire secsec =
Unidad de secado = ( )askg
aguakg024,0026,0 −
Unidad de secado = 002,0askg
aguakg recogido
Aire seco que recoge el agua evaporada
evaporadaaguakg5103,0 *
askg
aguakgaskg
002,0
1MasKas == =255,15 kg as
aire que entra K = 261,27 askg
aguakg
aire que sale M = 2,61,78 askg
aguakg
100*1
047,0dimRe
kg
kgienton =
%7,4dimRe =ienton
136
BALANCE DE ENERGÍA
QaireQcebolla =
HmmTcpm OHcebhum ∆=+∆ λ2
Ckg
Kjkg
°77,3*1 ( ) ( )
kgas
Kjkgas
kg
kJkgC
OHOH 15024,15215,25582,2333*922,06870
2
2−=+°−
kjkjQperdido 35,34932,2159 =+
calkkjQperdido −−=−= 26,43297,1809
QaireiaQresistenc =
calkkjiaQresistenc −== 44,8335,349
kJkwhhkWconsumo 48,58001668,78,3*886,1 2===
137
Anexo N. Balances de materia y energía para la cebolla cabezona a 5 mm de corte.
BALANCE DE MATERIA
CBA += BAC −=
( )AB 02,0= kgC 98,0=
kgB 02,0=
GEFD +=+
kgkg 18,318,3 =
2 %0,02 kg
1 kgCebolla
0,98 kgCebolla
0,98 kgCebolla
2,2 kg agua
2,2 kg agua
0,98 kgCebolla
ACONDICIONAMIENTOA
B
C
D
E
G
F
LAVADO
138
JIH += IHJ −=
HkgI *21,0= kgJ 774,0=
kgI 21,0=
De la carta psicrometrica para Bogotá se leen los datos del balance del deshidratador.
Caudal= 3,582 m3/min
0,0,98 kgCebolla
0,774 kgCebolla
0,21 kg21%
Desechos
Hab = 0,023 Kg H2O/kg aire seco
9,31% HR
Aire70 ºC
Cebolla
0,774 kg90,8% humedad
Aire
Cebolladeshidratada
Hab = 0,024 Kg deagua / kg aire seco
68,3ºC
9,77%HR
7% humedad
DESHIDRATACIÓN
K M
L N
H
I
JCORTE
139
Balance general
NMLK +=+
Balance de sólidos
( ) NL 93,0908,01 =−
Balance humedad de la cebolla
NevaporadaaguaKgL 07,0908,0 +=
dadeshidratacebollakgN 065,0=
kgevaporadaagua 698,0=
oMaireoKaire secsec =
Unidad de secado = ( )askg
aguakg023,0024,0 −
Unidad de secado = 001,0askg
aguakg recogido
Aire seco que recoge el agua evaporada
evaporadaaguakg5103,0 *
askg
aguakgaskg
002,0
1MasKas == =698 kg as
aire que entra K = 714,05 askg
aguakg
aire que sale M = 714,75askg
aguakg
100*1
065,0dimRe
kg
kgienton =
%5,6dimRe =ienton
140
BALANCE DE ENERGÍA
QaireQcebolla =
HmmTcpm OH ∆=+∆ λ2
Ckg
Kjkg
°77,3*1 ( ) ( )
kgas
Kjkgas
kgas
kJkgC OH 5,1489,15069882,2333*908,03,6870
2−=+°−
kjkjQperdido 2,167552,2125 =+
calkkjQperdido −−=−= 55,107450
QaireiaQresistenc =
calkkjiaQresistenc −== 4002,1675
kJkwhh
kwconsumo 8,27262573,78,3*993,1 ===
141
Anexo O. Manual del secador piloto automatizado
1. DESCRIPCION DEL EQUIPO:
1.1. PLC
Autómata programable serie TSX-MICRO marca TELEMECANIQUE:
• Alimentación: de 100 a 240 VAC
• Entradas digitales: 16 a24 VDC
• Entradas análogas: 8 de 4-20mA
• Salidas digitales: 12 a relé
• Salidas análogas: 4 de 0-10V
• Conexión: por tornillos.
1.2. INSTRUMENTACION:
• Sensor de temperatura tipo RTD con transmisor 4-20mA, 0-200°C.
• Sensor de humedad 0-100%/4-20 Mas, 85C tipo LPN-H-D.
• Variador de velocidad electrónico TELEMECANIQUE 1HP/220V.
• Bascula para pesaje con celda de carga, conexión al PC y resolución de 5g.
• Medidor de flujo de aire, modelo 640, DW.
142
• Resistencia de calefacción 35 KW.
• Motor trifásico de 1HP/1800RPM, para ventilador del secador.
1.3. PARTE MECANICA:
La parte mecánica comprende el diseño, construcción e instalación de un secador construido en acero inoxidable y una
capacidad de 10 Kg. de carga. Como el que se puede ver en la figura 1.
El equipo presenta un sistema de tres rendijas donde encajan perfectamente las bandejas donde se coloca la muestra a
secar. El motor pone en movimiento el aire de entrada por medio de un ventilador de aspas que puede ser graduado desde el
panel de control del computador, aire que es calentado por medio de una resistencia eléctrica. El aire sale de la cámara por
medio de un sistema que puede ser regulado para mantener la salida del aire continuamente o tener la opción de recirculación
dentro de la cámara, según las exigencias del proceso que se este realizando. El secador presenta un sistema de bandejas
metálicas y otro sistema de bandejas en malla (para utilizar según la muestra a secar).
1.4. DIMENSIONES E IDENTIFICACIÓN DE LAS PARTES DEL DESHIDRATADOR.
1.4.1. BANDEJAS.
Las bandejas metálicas tienen una dimensión de 44,6 cm. de largo por 30,2 cm. de ancho por 4 cm. de alto. Mientras que las
bandejas de malla presentan las mismas dimensiones anteriores las cuales se diferencian en que este es un sistema que
consta de la bandeja enmallada y una tapa también enmallada con un borde de 2 cm. para la tapa como para la bandeja.
143
1.4.2. DESHIDRATADOR.
El secador presenta dos partes: la parte mecánica donde se realiza el proceso y un panel de control electrónico que une y
traduce las señales provenientes de los registros de los sensores al lenguaje del software del computador. Las dimensiones
del secador es de 89,2 cm. de largo por 65 cm. de alto por 35 cm. de ancho. Mientras que el panel de control es de 62 cm. de
alto por 23 cm. de largo por 35 cm. de ancho. Además presenta una puerta hermética con dimensiones de 56 cm. de largo por
32 cm. de ancho.
En su interior presenta una cámara de secado que contiene un sistema de rejillas sobre un sensor que registra la perdida de
peso en función del tiempo.
En el lugar de la salida de aire se encuentra un dispositivo en el cual se puede graduar en dos formas: opción ABIERTO, para
permitir la salida del aire continuamente y la opción RECIRCULACION, para recircular el aire dentro de la cámara de secado
según el proceso que se desee desarrollar.
1.5. COMPUTADOR.
• Marca: Compaq
• Modelo: Presario 5000
• Procesador: Pentium III 650MHz
• Capacidad Memoria RAM 64 Mb
• Capacidad de almacenamiento 9 GB
• Unidad CD Incluida
• Pantalla color 14” SVGA
144
• Unidad disquete: 3. ½” puerto serial y paralelo
• Tarjeta de red LAN: 10/100
• Sistema operativo: Windows 98
Las medidas de todo el equipo se especifican a continuación:
Altura total del equipo 1.67 m
Ancho 60.5 cm.
Largo: 3.25 m
Las medidas incluyen equipo y computador, así como los soportes.
2. INSTRUCCIONES DE MANEJO.
2.1. MANEJO OPERATIVO DEL EQUIPO.
1) Conectar primero a la toma trifásica rotulada: T2 C25 – 29 y luego a las dos tomas monofásicas rotuladas: T2 C26, ES
MUY IMPORTANTE TENER EN CUENTA ESTE ORDEN DE CONECCIÓN. Una toma viene del estabilizador del
computador y la otra del panel de control del secador.
2) Quite los protectores del computador.
3) Encender primero el estabilizador, luego la torre y por ultimo la pantalla del computador, DEBE ENCENDERSE EN ESE
ORDEN ESTRICTO.
4) Cuando aparezca la ventana oprimir en el icono ACEPTAR el programa entra solo.
5) Se ajusta el equipo a las condiciones deseadas (ver manejo del software).
145
6) Se introducen las bandejas a usar sin muestra. El equipo esta calibrado para el peso de las tres bandejasmetálicas, no siendo así para las bandejas enmalladas, SOLO UTILICE UN SISTEMA DE BANDEJASENMALLADAS.
7) Ya colocadas las bandejas oprima el botón de TARA DE PESO (CERO), hasta que aparezca el peso en 0.000 Kg.
8) Retirar las bandejas y colocar el material previamente pesado. Realice una prueba de humedad en una estufa para
determinar humedad u otro método, para saber el porcentaje de humedad del material a secar, para determinar el balance
de materia y así saber hasta que humedad se debe llegar según el registro de peso del equipo en función del tiempo.
Verifique que el peso coincida con el del equipo o de lo contrario repita los pasos 5 y 6.
9) El material a secar se debe espaciar uniformemente en la bandeja teniendo en cuenta el espesor según el proceso a
desarrollar. El material de baja humedad debe secarse en las bandejas metálicas, por ejemplo, fríjol, garbanzo, lentejas,
ajonjolí, soja, lenteja maíz, cebada, trigo, productos deshidratados, etc. Los materiales de alto contenido de humedad
deben secarse en el sistema de mallas ya que estos secan uniformemente por el sistema de entrada de aire por encima y
por debajo de la bandeja, evitando también que se pegue a la bandeja, teniendo datos uniformes y confiables, se
aconseja no utilizar espesores muy grandes en la muestra, entre las muestras tenemos por ejemplo, frutas
verduras, carnes, etc...
10) Verificar que la puerta quede bien cerrada ya que si no lo está los datos no serán los correctos debido a la
perdida de temperatura en la cámara de secado.
11) Oprimir el icono de inicio para que comience a funcionar el deshidratador. El equipo es automático por lo tanto
se debe estar monitoreando los datos desde el panel de control.
12) Es importante no tocar el equipo, ni abrir la puerta del secador durante el secado ya que variara
significativamente los datos del secado, presenta un sistema muy sensible de sensores.
13) Al finalizar el secado a la humedad deseada, se oprime el icono de PARADA el secador se detendrá
automáticamente.
146
14) En el icono FILE se oprime con el botón izquierdo del Mouse y aparecerá una ventana, oprima en el icono
REVERT TO SAVED para grabar los datos y graficas del secado realizado. El grabara en el día y hora que se
realizo el secado. Para poder ver la información de tiempo anterior vea el manejo del software.
15) Se abre la puerta hermética se sacan las muestras y se cierra el equipo.
16) Si desea imprimir vea el manejo del software.
17) Para apagar se oprime en el icono FILE aparecerá una ventana y se oprime en EXIT, oprimir luego en el icono
INICIO en esta venta oprima apagar, el equipo se apagara automáticamente. Apague el estabilizador y
desconecte las tomas monofásicas rotuladas: T2 C25-29 y luego la toma trifásica T2 C26 en este estricto
orden. Coloque los protectores del computador.
18) Realice una limpieza al secador utilizando un trapo húmedo, no utilice detergentes.
1.2. MANEJO DEL SOFTWARE.
2.2.1. INGRESO AL PROGRAMA.
Al iniciar el programa aparecerá la siguiente ventana:
147
ESCRIBIR CONTRASEÑAMICROSOFT WINDOWS 98SELECCIONAR NOMBRE USUARIO
Oprimir el icono con el botón izquierdo del Mouse en ACEPTAR, el programa inicia automáticamente y entra al
programa principal.
2.2.2. PROGRAMA DE SECADO.
El programa consta de dos partes, en la primera parte se ajustan las condiciones de secado, así como se monitorean los
datos que se van registrando durante el proceso de secado. En la segunda parte se van graficando todas variables en función
de tiempo del proceso de secado. En la pantalla aparece la grafica 1 donde se maneja el programa y se tienen varios iconos
que realizan diferentes funciones, se ha enumerado cada uno y se puede encontrar cada función de la grafica 1.
1) Icono para encender el deshidratador.
2) Icono para parar el equipo.
3) Icono para resetiar el tiempo, coloca el tiempo que se ha programado en 0.00.
ALIMENTOS
CONTRASEÑA
ACEPTAR CANCELAR
148
4) Se registra sobre este icono el tiempo a lo que se desea programar el secado, 60 minutos, 120 minutos, 90 minutos etc.…,
según el tiempo que se requiera para el proceso. Se hace click con el botón izquierdo del Mouse en el icono del tiempo y
se escribe desde el teclado el tiempo deseado en minutos. Luego se oprime ENTER.
5) Va registrando el tiempo en curso en minutos, que se ha gastado en el proceso de secado.
6) Se registra la Temperatura, en grados centígrados, a la que se desea trabajar el proceso de secado se procede de la
misma manera que en el ítem 4.
7) En esté icono se registra el caudal, en metros cúbicos por minuto que se desea manejar se procede de la misma manera
que en el punto 4.
8) Registra la humedad de entrada actual en el proceso, en porcentaje.
9) Registra la temperatura en grados centígrados, de entrada del aire de secado.
10) Registra el caudal de aire actual en metros cúbicos por minuto.
11) Registra la eficiencia actual del motor en porcentaje.
12) Registra la temperatura de salida actual en grados centígrados.
13) Registra la humedad relativa del aire de salida en porcentaje.
14) Permite tarar el peso, es decir que deja en ceros el registro del peso. No tocar este icono durante el proceso ya que
dejaría en ceros el registro del peso y dañaría la prueba.
15) Registra el peso actual durante el proceso en Kg.
16) Registra el consumo de energía actual durante el proceso en Kw. por hora.
17) Coloca en ceros el consumo de energía. No tocar este icono durante el proceso ya que dejaría en ceros el registro
del consumo y se perdería el dato correspondiente para este ítem.
18) Haciendo click con el botón izquierdo del Mouse en este icono nos lleva al las graficas versus tiempo.
Nota: La numeración anterior corresponde al grafico 1 que a continuación se presenta.
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FIGURA 1. DIAGRAMA DE FUNCIONES, DATOS Y CARACTERISTICAS DEL SECADOR
INICIO 1
PARADA 2
Resettiempo 3
Velocidad Motor100% 11
Humedad entrada 71.1% HR 8
Temp. Entrada 17.6 °C 9
Caudal de aire 0.07 M3/MIN 10 Temp. Salida
167°C 12
Humedad salida67.50% HR 13
GRAFICAvs.
TIEMPO 18Reset enter 17 0.390Kw/h 16peso
0.000 g 15Tara peso(cero) 14
PROG MINUTOS TIEMPO EN CURSO TEMP.DESEADA CAUDAL DESEADO 30 MIN. 4 0 min. 5 S.P = 70.O°C 6 5000 M3/MIN 7
150
2.2.3. PROGRAMA GRAFICAS VS TIEMPO.
Después de oprimir el icono de GRAFICAS VS TIEMPO se muestra en la pantalla las variables graficadas y tabuladas, en el
grafico 2 se ven las características de esta parte del programa enumeradas, a continuación se enuncia la función de cada
punto.
1) Muestra las escala izquierda de todas las condiciones del proceso de secado (Temperaturas de entrada y salida,
humedades relativas de entrada y salida, caudal de aire y peso) que pueden ser cambiadas por el icono 4.
2) Muestra las escala derecha de todas las condiciones del proceso de secado (antes mencionadas) que pueden ser
cambiadas en el icono 5.
3) En el grafico se ven las curvas de secado que están representadas por: verde; peso de la muestra en Kg., café; caudal de
aire en metros cúbicos por minuto, rojo; temperatura de entrada, azul; temperatura de salida, fucsia; Humedad relativa de
entrada en porcentaje, azul aguamarina; humedad relativa de salida en porcentaje.
4) Al hacer clic en este icono aparece la leyenda CLICK FOR NEXT LEFT SCALE y sirve para cambiar la escala Izquierda
que se desee ver.
5) Al hacer clic en este icono aparece la leyenda CLICK FOR NEXT RIGHT SCALE y sirve para cambiar la escala derecha
que se desee ver.
6) Al hacer click en este icono aparece la leyenda CLICK TO PRODUCE REPORT y aparece el reporte histórico de la
siguiente manera:
151
HISTORICAL REPORT
ºC ºC % % Kg M3/M
29/07/10:00 70.0 60.3 89.0 92.3 1000 5.67829/07/10:01 70.3 60.3 89.2 91.9 0.999 5.45729/07/10:02 70.1 60.6 89.3 92,0 0.998 5.34529/07/10:03 70.0 59.9 88.9 91.8 0.998 5.89629/07/10:04 69.9 60.4 88.9 92.5 0.997 6.00029/07/10:05 69.9 60.2 89.0 92.3 0.997 5.24529/07/10:06 70.5 59.8 89.1 93.2 0.996 6.01229/07/10;07 70.1 60.2 89.5 92.9 0.995 6.125
PRINT ALL PRINT SETUP
152
En el listado aparece el reporte tabulado minuto a minuto del proceso de secado, cada condición esta representada por
su respectivo color antes mencionado. También aparecen la fecha y hora de realización del secado. Si se desea
imprimir los datos aparece el icono PRINT ALL que imprimirá lo mostrado en la pantalla conectando una impresora
configurada previamente al computador. Si se hace clic en el icono PRINT SETUP imprimirá solamente una parte de la
pantalla.
7) Este icono es el ZOOM que sirve para ver el detalle que me interese de la grafica, es decir agrandar o achicar según la
necesidad, al hacer clic en este icono aparece la leyenda CLICK TO ZOOM.
8) Este icono presenta tres funciones, si se hace clic en �� la grafica avanzara hacia la izquierda y si se hace clic en �� la
grafica avanzara hacia la derecha. Si se hace clic en el centro del icono manteniendo el botón del Mouse oprimido un
momento aparecerá la siguiente ventana:
153
En esta ventana podemos ver gráficos de secados anteriores, esto lo podemos hacer cambiando la fecha y hora por la que
deseamos ver y hacemos clic en OK y aparecerá la grafica que deseamos ver. Si se cometió algún error en la introducción
de la fecha se puede resetiar en el icono RESET y se escribe correctamente la fecha y hora de la gráfica que se desea ver.
Si por lo contrario no se desea ya ver la grafica se puede cancelar en el icono CANCEL.
Al hacer clic en este icono aparece la leyenda CLICK TO SCOLL.
9) Este icono hace cambios en la grafica, aparece la leyenda CLICK TO DISPLAY CROSSLINE.
00:00:60
29/07/02 12:25:14 PM �
OK RESET CANCEL
SCOLL TIME
STEP
�
154
10) En este icono se puede cambiar los colores de la grafica, al hacer clic aparece la leyenda CLICK TO MODIFITY TREND.
No se recomienda tocar este icono podría afectar el diseño de la grafica.
11) En esta parte del programa aparecen los colores correspondientes a cada condición del proceso de secado tanto en la
grafica como en el reporte histórico.
12) Haciendo clic en este icono se puede volver al programa de secado.
155
GRAFICO 2. GRAFICAS VS TIEMPO
29/07/09:50 29/07/10:10 29/07/10:20 29/07/10:30 29/07/10:40 29/07/10/10:50 29/07/11:00 29/07/11:10 29/07/11:20
3
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100 100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
1 2
156
GRAFICO 2. GRAFICOS VS TIEMPO (Continuación)
��
��
4 5 6 7 8 9 10
Tº entrada H% entrada
Tª salida H% salida
peso
Flujo de aire
11
MIMICOF1
12
157
2.2.4. IMPRIMIR Y GRABAR.
Para imprimir y grabar se hace clic en el icono FILE aparecerá la siguiente ventana:
Para grabar se hace clic en el icono REVERT TO SAVE este grabara el proceso que se realizo anteriormente, si no se realiza este
procedimiento el computador no guardara el proceso de secado realizado y se perderán los datos después de apagado el equipo.
Para imprimir se hace clic en el icono PRINT, previamente conectado una impresora configurada al computador, este imprimirá la
grafica que se encuentra en pantalla.
OPENCLOSE
REVERT TO SAVE
ANIMATE EDIT
PRINTPRINT SETUP
EXIT
158
Para salir del programa se hace clic en EXIT el programa se apagara solo y siga los pasos descritos en el manejo operativo del equipo. La deshidratación de
alimentos es uno de los métodos más comunes de conservación de alimentos. El principio de deshidratación es el de disminuir la disponibilidad de agua para las
reacciones enzimáticos y de crecimiento microbiano mediante la eliminación del agua libre de los productos alimenticios. Otro objeto, es la reducción de volumen
y peso global en la elaboración de alimentos.