Cinética de secado-tostado de soja remojada : Un modelo matemático que considera difusividad variable, encogimiento y transferencia de calor acoplada

• Autores: Torrez Irigoyen, Ricardo Martín; Goñi, Sandro Mauricio; Giner, Sergio Adrián
• Año de publicación: 2014
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Ciencias Exactas; Soja; secado-tostado; difusividad variable; encogimiento; Transferencia de calor
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

La soja tiene un alto contenido proteico (40 % p/p), siendo un recurso para complementar la alimentación. Por el alto consumo de productos snack, se justifica el estudio de un proceso de precocción, inactivación y secado-tostado de soja para producir un producto poroso y crocante. El objetivo de este trabajo fue desarrollar un modelo matemático de la cinética de secado-tostado de granos remojados de soja en capa delgada fluidizada a temperaturas de aire de 100 a 160 °C y una velocidad de 2.5 m/s. Se emplearon datos experimentales de trabajos previos en secado y el desarrollo de un modelo de encogimiento para vincular el radio de partícula (R) y su contenido de humedad media (W_m). Se planteó un balance de materia local que considera difusión radial en geometría esférica con dominio variable, acoplado con un balance de energía macroscópico en el grano, los que se resolvieron mediante diferencias finitas y el método de Euler respectivamente. Se determinó el coeficiente de transferencia de calor partir del balance de energía usando las velocidades de secado experimentales, los que variaron entre 176 y 312 W/(m² °C). El coeficiente de difusión de agua (D_eff) se consideró como función de la temperatura y el contenido de humedad. La primera fue una relación tipo Arrhenius, mientras que la segunda se halló asumiendo constancia del cociente D_eff/R² extendiendo la validez del modelo de contracción volumétrica a nivel local. Los parámetros de Arrhenius se determinaron resolviendo un problema inverso con todo el conjunto de datos. La energía de activación (E_a) fue 51.9 kJ/mol, con un factor preexponencial de 0.0237 m²/s. Las predicciones obtenidas de las curvas de humedad media y temperatura vs tiempo fueron muy satisfactorias, permitiendo la aplicación del modelo en procesos con cambios estructurales, así como también en diseño de equipos.
Facultad de Ciencias Exactas
Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos
Facultad de Ingeniería