Factores que intervienen en el proceso de secado

2.3.3.1. Temperatura del aire:

Perry, (1984) la temperatura desempeña un papel importante en los procesos de secado, en forma general conforme se incrementa su valor se acelera la eliminación de humedad dentro de los límites posibles. En la práctica del secado, la elección de la temperatura se lleva a cabo tomando en consideraciones la especie que se vaya a someter al proceso.

Existen diversos niveles de temperatura que se mantienen durante el proceso técnico de secado:

a. Temperatura de bulbo seco: es aquella del ambiente, se mide con instrumentación ordinaria como un termómetro de mercurio.

b. Temperatura superficial: es la de especie a secar, generalmente se mide por medio de un sensor infrarrojo.

c. Temperatura de bulbo húmedo: es la temperatura de equilibrio dinámico obtenido por una superficie de agua cuando la velocidad de transferencia de calor por convección a la misma, es igual a la transferencia de masa que se aleja a la superficie (Perry, 1984).

51 Durante el proceso de secado, se origina un gradiente de temperatura con respecto al espesor del material, mismo que tiende a disminuir conforme se reduce el contenido de humedad.

2.3.3.2. Humedad relativa del aire:

Se define como la razón de la presión de vapor de agua presente en ese momento, con respecto a la presión de saturación de vapor de agua a la misma temperatura.

Generalmente, se expresa en porcentaje (%), a medida que se incremente la temperatura del aire aumenta su capacidad de absorción de humedad y viceversa.

Cuando el aire contiene su máxima capacidad, se dice que se trata de aire completamente saturado por lo tanto incapaz de absorber más humedad por el contrario un aire no saturado tiene la posibilidad de absorber más humedad, por el contrario, un aire no saturado tienen la posibilidad de absorber una cantidad determinada de humedad hasta lograr su saturación (Perry, 1984).

2.3.3.3. Velocidad de aire:

La velocidad del aire dentro del secador tiene como funciones principales en primer lugar, transmitir la energía requerida para calentar el agua contenida en el material facilitando su evaporación, y en segundo lugar transportar la humedad saliente del material. La capa limite que existe entre el material a secar y el aire juega un papel importante en el secado, cuanto menor sea el espesor de esta capa limite más rápida será la remoción de humedad. La forma de la corriente del aire es más importante para la velocidad, una corriente turbulenta es mucho más eficaz que una laminar,

52 pues la primera afecta en mayor forma la capa límite y el aire. Durante las primeras etapas de secado, la velocidad del aire desempeña un papel muy importante, sobre todo cuando el material contiene un alto contenido de humedad.

A mayor velocidad mayor será la tasa de evaporación y menor tiempo de secado y viceversa, si la velocidad del aire disminuye la tasa de evaporación disminuye y el tiempo de secado aumenta. Por tal razón, para asegurar un secado rápido y uniforme es indispensable una circulación del aire fuerte y regular.

Las ventajas de velocidades altas de aire, disminuyen en cuanto mayor es el espesor del material, menor el contenido de humedad inicial y la temperatura de bulbo seco inicial.

En la práctica, la economía del proceso determina la velocidad del aire, se utilizan velocidades mayores a 3 m/s solo en casos excepcionales (material muy húmedo), pero en general, la velocidad se considera entre 2 m/s a 3 m/s, en algunos casos, es recomendable utilizar velocidades de secado altos al inicio del proceso de secado, pero a medida que disminuye la humedad requiere disminuir la velocidad, lo anterior es posible si se cuenta con ventiladores de velocidad variable.

El porcentaje de humedad del grano de quinua al inicio del proceso (de secado) es de alrededor de 29,37%- 34,4%; una vez efectuado el secado se llega a un nivel menor del 13

%. El contenido inicial de saponina en la quinua lavada es de 0,3 mg saponina/g peso fresco que está por debajo del límite de tolerancia (0,406 mg/g). El contenido final de saponina una vez efectuado el proceso no sufre ningún cambio en los diferentes tipos de quinua, manteniéndose los mismos valores (Soria et al., 1990).

53 El grano lavado de quinua debe secarse para evitar ataque de microorganismos, fermentaciones, y germinaciones que desmejoren su calidad; se seca de forma natural, extendiéndolo sobre una superficie horizontal en capas muy finas donde se expone al aire y al sol, debe moverse frecuentemente para que la humedad final sea uniforme y llegue a un óptimo (alrededor de 12%), proceso que dura en promedio cuatro días (Romo, Rosero et al, 2006).

Durante el escurrido (previo al secado) se observó la eliminación de cantidades considerables de agua obteniéndose un promedio de 3,10 litros de agua de una cantidad de 21,70 kg. De quinua mojada. También se eliminó restos de tierra y otras impurezas (Borda y Gamarra, 2002).

Salas (2011), menciona que la quinua sale húmeda (luego de haber sido desaponificado). El secado se realiza en un horno tipo túnel, provisto de carros transportadores con bandejas de fondo cribado. La calefacción puede provenir de un intercambiador de calor que opere con gas licuado, o de una resistencia eléctrica con un termostato adecuado. El aire circula en dirección perpendicular al generador de calor, y cuenta con toberas de admisión de aire, de tamaño variable, diseñadas para controlar el porcentaje de recirculación del aire al interior del secador.

La humedad determinada por el método empírico indicó que es menor del 15%; por tanto, segura para almacenamiento.

La muestra presentó polvo adherido al grano y tallos de panojas (residuos originados durante la trilla) que constituyeron un 4,5% de impurezas, valor que puede considerarse alto; según la bibliografía consultada no debe exceder el 3% (Earle, 1979).

54 2.3.3.4. Humedad de equilibrio

Una variable importante en el secado de materiales es la humedad del aire en contacto con una corriente de aire con humedad H y la temperatura constante. Se usa un gran exceso de aire, por lo que las condiciones permaneces invariables. Después de haber expuesto el sólido por tiempos suficiente para alcanzar el equilibrio, llegara un momento en que dicho solido tendrá un contenido de equilibrio del material bajo las condiciones especificadas de humedad y temperatura del aire. En general el contenido de humedad se expresa en base seca como kg de agua por kg de solido sin humedad (completamente seco) o kg H2O /100 kg de solido seco; en unidades inglesas, se expresa como lb H2O/100 lb de solido seco.

Para algunos sólidos, el vapor del contenido de humedad de equilibrio depende de la dirección de la cual proviene el equilibrio. Los valores del contenido de humedad de equilibrio varían de acuerdo a que la muestra humedad se seque por desorción o bien una muestra seca absorba humedad por adsorción. En los cálculos de secado, se usa el valor de equilibrio por desorción, puesto que es el mayor (Geankoplis, 1998).