Pelado Quimico

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO-SEDE HCO

PELADO QUÍMICO Y SECADO POR VENTANA REFRACTANTE

I. INTRODUCCIÓN:

El presente informe de práctica de laboratorio es de pelado químico en el cual la etapa de pelado,

en la transformación de frutas, tiene gran importancia por su impacto visual que perjudica la

aceptación organoléptica y la calidad comercial del producto. Este, es una de las etapas

fundamentales en la serie de operaciones de acondicionamiento de productos cuyo fin es el

procesamiento industrial. El objetivo del pelado es el de retirar la cáscara de acuerdo a las

exigencias del producto que se vaya a procesar, minimizar las pérdidas ocasionadas por la

operación, minimizar el uso de energía y agentes químicos. Por ello es uno de los temas que hoy

día está recibiendo atención por parte de investigadores.

Dentro de los estudios desarrollados, se han evaluado métodos de pelado mecánico por abrasión

en tambores rotatorios con una superficie recubierta de carborundo Ahvenainen et al. 1998, el

método químico con NaOH por Sapers et al. 1993 y 1995, el método a vapor por Fernández

2004, Sapers et al. 1993 y 1995, el método manual por Ahvenainen et al. 1998; Hägg et al. 1998

y el método de pelado enzimático Palazón et al. 2000.

Sin embargo, los estudios han ido encaminados más hacia la búsqueda de nuevas alternativas sin

detenerse a evaluar y a determinar cuáles causas se pueden generar a partir del pelado más

utilizado, el pelado a través del uso de la soda cáustica, dejando un gran vacío en el

conocimiento de sus deficiencias y en la amplitud de su uso.

Conjuntamente, en este campo de investigación, debe implicarse conjuntamente todos los

parámetros de calidad que puedan ser alterados por la metodología y la intensidad del

tratamiento aplicado, como la calidad organoléptica, el pH, el color, la textura y las pérdidas

generadas por el proceso de pelado empleado.

Por ello, y pese a los avances logrados en la búsqueda de métodos de pelado, se precisa disponer

de una mayor información verificable y objetiva del método tradicional de pelado de las frutas

con el fin de conocer sus efectos y de poder reducir el margen de su uso y por ende disminuir los

daños que ocasiona su uso tanto en el producto empleado como en el ambiente. Esto supone la

necesidad de continuar con los estudios.

En concreto, se precisa estudiar la posibilidad de reducción del empleo de la soda cáustica a

partir de la valoración de los daños físicos y químicos que puede conllevar su uso para responder

a los limitantes tecnológicos de la cadena.

TECNOLOGÍA DE LOS PAI I 1


II. OBJETIVOS DEL PELADO QUÍMICO:

Conocer la técnica del pelado químico y el desprendimiento de la cascar del durazno.

Determinar la concentración y el tiempo optima de hidróxido de sodio en el pelado químico

del durazno.

Estimar las características organolépticas del durazno en el transcurso del tratamiento.

III. REVISIÓN LITERARIA:

III.1. PELADO:

Es una operación imprescindible en la elaboración de muchas frutas y verduras en la que

para mejorar el aspecto del producto final se requiere la eliminación del material no

comestible. El coste de esta operación se procura reducir al mínimo eliminando la menor

parte posible del producto y reduciendo al máximo los gastos energéticos, de material y de

mano de obra. Durante el pelado el producto no debe sufrir daños y después de éste, la

superficie del mismo debe quedar limpia. (Trujillo Navarro, Y. 2008).

III.1.1.MÉTODOS DEL PELADO:

III.1.1.1. Pelado al vapor:

Los alimentos (por ejemplo: diversas raíces como, remolacha, zanahoria,

etc.) se introducen en lotes en un recipiente a presión que rueda a 4-6

revoluciones por minuto, al que se halla conectado un flujo de vapor a alta

presión (1.500 kPa). La rotación del recipiente asegura que el alimento en

cuestión contacte con el vapor por todas sus caras durante un tiempo

preestablecido que depende del tipo de alimento. La elevada temperatura

del vapor calienta rápidamente la superficie del producto (15-30 segundos)

pero su baja conductividad térmica impide que este penetre hacia el

interior por lo que éste no se cuece y por tanto, su color y textura no sufren

ninguna modificación. Al producirse una súbita caída de la presión se

libera vapor bajo la piel y la superficie del alimento se despega. La mayor

parte del material salta al liberarse el vapor y la ducha de agua sólo se

precisa para liberar los restos de piel que permanecen adheridos.



Este tipo de peladoras están alcanzando una gran difusión no sólo por su

capacidad de producción (hasta 4.500 kg/hora), sino por su bajo consumo

en agua, porque las pérdidas de peso que provocan el producto son muy

escasas y por el buen aspecto de los alimentos pelados por este método.

Además el ciclo de pelado puede controlarse automáticamente y los

efluentes que se genera son de mayor concentración, lo que hace más fácil

su eliminación (Anón., 1984).

III.1.1.2. Pelado a cuchillo:

En este sistema de pelado la piel de la fruta y verdura se retira al presionar

estas en rotación contra unas cuchillas fijas. En otros casos son unas

cuchillas rotatorias las que retiran la piel del alimento, que permanece

estacionario. Este sistema resulta particularmente adecuado para los frutos

cítricos cuya piel se retira con facilidad sin apenas deterioro o pérdida de

peso.

III.1.1.3. Pelado por abrasión:

En este sistema el alimento entra en contacto con unos rodillos de

carborundo o se coloca en unos recipientes recubiertos con este material

(material abrasivo a base de silicio y carbono). Esta superficie abrasiva

arranca la piel que es seguidamente arrastrada por una corriente abundante

de agua. Las ventajas de este método son su bajo coste energético (dado

que esta operación se realiza a temperatura ambiente), los escasos gastos

de inversión que requiere y el buen aspecto de los alimentos pelados por

este método. Algunos productos de forma irregular (por ejemplo, patatas

con cavidades) requieren un acabado a mano. Las limitaciones de este

sistema son:

Las pérdidas que provocan son mayores que las del pelado a vapor

(25% contra un 8-18% para las verduras)

La producción de grandes cantidades de efluentes diluidos cuya

eliminación resulta cara y difícil, y

La escasa capacidad de este sistema ya que los alimentos deben

contactar individualmente con la superficie abrasiva.

Una excepción a estas objeciones la constituyen las cebollas cuya piel se

elimina con facilidad en rodillos abrasivos con una producción de hasta

2.500 kg/h.



III.1.1.4. Pelado Químico (Pelado cáustico):

Este sistema utiliza una solución diluida de hidróxido sódico a 100-120°C.

Por el procedimiento antiguo de pelado cáustico los alimentos pasan por

un baño de sosa al 1-2%, este mecanismo consiste en tratar las frutas con

una solución diluida de hidróxido de sodio que actúa disolviendo las

sustancias pectinas que se encuentran debajo de la epidermis. Esto permite

el desprendimiento de la piel prácticamente sin pérdidas de mesocarpio.

Arthey, D., Colin, D (2002). Es importante recordar que luego del pelado

químico es necesario realizar un enjuague de forma de no alterar el pH del

producto. Si bien este sistema era, en otro tiempo, de uso corriente para el

pelado de productos como remolachas, zanahorias, etc. provocaba en

algunos de ellos cambios de color y además resultaba caro, por lo que en la

actualidad ha sido sustituido por el pelado a vapor. Una variante de este

sistema de pelado cáustico es el sistema de pelado cáustico en seco, en el

que el alimento se sumerge en una solución del 10% de hidróxido sódico

que reblandece la piel siendo ésta posteriormente eliminada en unos discos

o rodillos de goma. Esta variante reduce tanto el consumo de agua, como

las pérdidas de producto y genera un efluente de consistencia pastosa que

se elimina con mayor facilidad.

III.1.1.5. Pelado a la llama:

Se utiliza principalmente para las cebollas. Consiste en una cinta sinfín que

transporta el producto en rotación a través de un horno a una temperatura

superior a 1.000°C. A su paso por el horno, la última capa de la cebolla y

las raíces más finas se queman y la piel chamuscada es eliminada mediante

una ducha de agua a alta presión. Las pérdidas medias por este sistema son

del 9%. (Wiley, R. 2004)



III.2. PROCESO DE SECADO:

El secado se describe como un proceso de eliminación de substancias volátiles (humedad)

para producir un producto sólido y seco. La humedad se presenta como una solución

líquida dentro del sólido es decir; en la microestructura del mismo. Cuando un sólido

húmedo es sometido a secado térmico, dos procesos ocurrirán simultáneamente:

Transferencia de energía en forma de calor del ambiente que rodea al sólido para

evaporar la humedad de su superficie. Este segundo subproceso depende las

condiciones externas de temperatura, humedad y flujo del aire, presión, área de

exposición y el tipo de secador empleado. (Proceso 1)

Transferencia de la humedad interna del sólido hacia la superficie de éste y su

subsecuente evaporación. El movimiento de la humedad dentro del sólido es una

función de la naturaleza física del sólido, su temperatura y su contenido de humedad

(Proceso 2).

La velocidad a la cual el secado es realizado está determinada por la velocidad a la cual los

dos procesos, mencionados anteriormente, se llevan a cabo. La transferencia de energía, en

forma de calor, de los alrededores hacia el sólido húmedo puede ocurrir como resultado de

convección, conducción y/o radiación y en algunos casos se puede presentar una

combinación de estos efectos. Las operaciones de deshidratado son importantes en la

industria de química y de alimentos. El objetivo principal del secado de fruta es remover

agua del sólido hasta un nivel en donde el crecimiento microbiológico y la deterioración

por reacciones químicas sean minimizadas

Un proceso de secado es óptimo cuando el tiempo en el que se lleva a cabo es el mínimo,

utilizando un mínimo de energía, lo cual está estrechamente relacionado con la eficiencia

energética del secador empleado. Con respecto a la frutas y vegetales, el secado puede

lograr una reducción en volumen de entre 75% y 85%, dependiendo de la porosidad del

alimento. Por esta razón, la importancia del secado en alimentos representa una

disminución en costos a la hora de transportarlos, además de que su manejo es más fácil ya

que no es necesario invertir en procesos de refrigeración o añadir conservadores para

mantenerlos en buen estado antes de consumirlos. Lo que puede dar lugar a un incremento

en los ingresos a la hora de comercializar productos secos. (EMISON 2009).

III.2.1.CINÉTICA DEL SECADO.

Si un lote de polvo o granos húmedo es secado en un lecho fluidizado y el

contenido de humedad X (definido como peso de agua por unidad de peso de sólido

seco) es determinado como una función de tiempo t, la curva resultante de X contra

t será igual a la curva de la figura 03 (a).



Esta es convencionalmente dividida en dos partes, el primero llamado periodo de

velocidad constante de secado y el segundo velocidad decreciente de secado. El

contenido de humedad en el punto de transición entre los dos periodos es llamado

contenido crítico de humedad Xcr. Si el secado continúa más tiempo, X se

aproximará al contenido de humedad Xe, correspondiente a la humedad de

equilibrio. En cualquier punto de la curva, la cantidad de humedad removible

permaneciente (X – Xe) se conoce como el contenido de humedad libre.

La velocidad de secado,

-dX/dt, puede ser determinada

en cualquier punto derivando

la curva de X contra t. Una

gráfica de -dX/dt contra el

contenido de humedad libre

(X – X e) es una forma alterna

de representar el secado

característico de un material

tal y como se muestra en la

figura 03 (b). Como un

método aproximado, el

periodo de velocidad

constante puede ser considerado como correspondiente a la humedad removida de

la superficie de las partículas, mientras que el periodo de velocidad decreciente

corresponde a la eliminación de la humedad interna. (Cabrera L. 2004)

III.2.2.VELOCIDAD CONSTANTE DE SECADO:

La superficie contiene humedad, la vaporización se lleva a cabo a partir de ahí. En

esta etapa de secado se lleva a cabo la difusión del vapor del agua a través de la

interface aire/humedad y la velocidad a la cual la superficie por difusión es

eliminada. Cabrera L. 2004)

III.2.3.VELOCIDAD DECRECIENTE DE SECADO:

La velocidad a la cual la humedad puede pasar a través del sólido como resultado

de la concentración de gradientes entre las partes más profundas y la superficie es el

paso a controlar. Dado que, la profundidad media del nivel de humedad incrementa

progresivamente y la conductividad de calor de las zonas externas secas es muy

pequeña, la velocidad de secado es cada vez más influenciada por la conducción de

calor. Sin embargo, si el producto seco tiene una densidad alta y cavidad pequeña



con poros pequeños, el secado es determinado no tanto por la conducción de calor

pero, si por una resistencia alta a la difusión dentro del producto. Como la

concentración de humedad disminuye por el secado. (Cabrera L. 2004)

IV. MATERIALES Y MÉTODOS:

IV.1. MATERIALES:

IV.1.1.Material de análisis:

Frutas: durazno

Tubérculos: papa

IV.1.2.Material de vidrio y plástico:

Vasos de precipitación de 250 ml

Fiolas de 100, 250 y 500 ml

Placas Petri.

Piseta.

Mica de plástico.

IV.1.3.Equipos:

Baño maría.

Hervidor.

Agitador magnético.

Estufa.

IV.1.4.Instrumentos:

Balanza analítica (máx. 220 g )

Cronometro.

Termómetro.

IV.1.5.Reactivos:

NaOH

Agua destilada

IV.1.6.Material auxiliar:

Cuchara.

Cuchillo.

Tabla de picar.

Plato de losa.

Depósitos plásticos.

Regla.



IV.2. METODOLOGÍA:

IV.2.1.Metodología del pelado químico del durazno.

Se preparó seis soluciones de NaOH a una concentración de 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 y

3% en p/v.

Se calentó las soluciones anteriormente preparadas hasta una la temperatura de

ebullición.

Luego sumergimos el durazno en las soluciones con una concentración de 0.5, 1,

1.5, 2,2.5, y 3 % por un tiempo de 60 segundos.

Después del tratamiento aplicado se procedió a enfriar con agua de paso que se

eliminó el NaOH presente en la piel de los alimentos.

Se verifico la facilidad del desprendimiento de la cascara, cambio de color y

textura del durazno.

Determinamos la concentración y el tiempo optima de hidróxido de sodio en el

pelado químico del durazno.

IV.2.2.Metodología del secado por ventana refractante (por contactó directo) de la

papa.

Se acondicionó el equipo baño maría a una temperatura de 64 °C.

Se lavó y corto la papa en forma laminar de (2×2×0.5 cm) y se pesó 100 g.

Lugo se colocó una mica de plástico en vez de la tapa del equipo.

Después se colocó la muestra (100 g) sobre la mica de plástico y también se

midió la temperatura (colocando un termómetro sobre la mica).

Dejamos secar por 5 minutos y se pesó, así sucesivamente se pesa cada 5

minutos.

Realizamos los cálculos calculamos la cantidad de materia seca (S), humedad

del producto en base seca, velocidad de secado y otros cálculos para construir la

gráficas.



V. RESULTADOS:

En los siguientes resultados que se presenta observaremos el pelado químico del durazno en el

cual se verá cuál de los tratamientos es el que conserva mejor el color, la firmeza a Tº de

ebullición. En el secado por vena refractante se observara la tabla de la determinación del

porcentaje de humedad, de masa seca, materia seca y el área total de secado. Asimismo la

gráfica de Wi vs. tiempo, la de Xi vs. tiempo y la gráfica de la velocidad de secado vs. Y los

datos que sirven para construir las gráficas o las tablas se encuentran en los anexos:

V.1. Determinación del pelado químico del durazno con NaOH a diferentes tiempos y

concentraciones:

Tabla 1: pelado con una solución a 0,5% de NaOH y a temperatura de ebullición.

Tiempo (s) Color Textura Pelado

5 0 0 no

10 1 1 si

15

Fuente: elaboración propia.

Tabla 2: pelado con una solución a 1 % de NaOH y a temperatura de ebullición.


5 0 0 no10 1 1 no15 2 2 si


Tabla 3: pelado con una solución a 1.5 % de NaOH y a temperatura de ebullición.


5 1 1 no10 2 2 si15






5 1 1 no10 2 2 si15


Tabla 5: pelado con una solución a 2.5 % de NaOH y a temperatura de ebullición.


5 2 2 no10 3 2 si15




5 0 3 no10 1 3 si15


Tabla 7: escala para la medición de las características organolépticas.

Color Textura Pelado

0 similar al producto fresco similar al producto fresco no

1 ligeramente diferente ligeramente blando si

2 diferente blando

3 muy diferente duro




V.2. Determinación del secado por ventana refractante de la papa.

Tabla 8: Determinación de %H, %m.s, S y A.

W Placa

W P+M W Muestr

a

%Hbh %ms %Hbs S A

21.13 23.14 10.33 80.5421104 19.45789 413.9303 0.405483 5.630.93 32.56 10.02 83.7325349 16.26747 514.7239 4.94

Promedio 10.175 82.1373226 17.86268 464.3271 5.27Fuente: elaboración propia.

Grafica 1: de la difusividad efectiva versus tiempo.

0 20 40 60 80 100 120 1400

0.00000002

0.00000004

0.00000006

0.00000008

0.0000001

0.00000012

0.00000014

0.00000016

tiempo (seg)

De


Grafica 2: Velocidad de secado versus humedad en base seca de la papa.



50 70 90 110 130 150 170 190 210 2300.00005

0.0001

0.00015

0.0002

0.00025

0.0003

0.00035

0.0004

Xi

R


VI. DISCUSIONES:

Según Trujillo Navarro, Y. 2008. Dice que el pelado químico es una operación

imprescindible en la elaboración de muchas frutas y verduras en la que para mejorar el

aspecto del producto final se requiere la eliminación del material no comestible. El coste de

esta operación se procura reducir al mínimo, eliminando la menor parte posible del producto

y reduciendo al máximo los gastos energéticos, de material y de mano de obra. Durante el

pelado el producto no debe sufrir daños y después de éste, la superficie del mismo debe

quedar limpia. Y en cuanto a nuestros resultados se puede decir que en el tratamiento del

pelado químico del durazno se consideró una disolución de hidróxido sódico con

concentraciones entre 0.5 y 3 % en p/v en la que se observó que se tuvo un pelado en un

tiempo muy corto y el tiramiento que mejor conservo el color, la firmeza y nos proporcionó

un óptimo pelado al durazno fue con una disolución de 0.5% de hidróxido sódico por un

tiempo de 10 segundos a una temperatura de ebullición. Asimismo se puede decir que con

este tratamiento se realiza el pelado del durazno antes de ser enlatados para ser sacados al

mercado ya que hoy en día los duraznos enlatados ha tenido una acogida muy amplia ante

esta población. Y también podemos decir de los demás tratamientos aplicados a diferentes

concentraciones como de 1.5 y 2 % de hidróxido sódico coinciden, que a un tiempo de 10

segundos obtuvieron un cambio de color diferente a de sus características iniciales y una

textura muy blanda y es en esos términos en donde se logró el pelado. Por lo cual al ver las

tablas del 1 al 6 se observa los resultados que a medida que se va aumentando la

concentración de hidróxido sódico, se presenta más decoloración en el durazno por el



tiempo de exposición (10 seg.) y como se ve en la figura 1 el color se va tornando a naranja

más claro, siendo más representativo en los tratamientos de hidróxido sódico a 0.5 %

En cuanto al secado por ventana refractante, de acuerdo con lo señalado por Emisón 2009.

La transferencia de energía en forma de calor del ambiente que rodea al sólido para evaporar

la humedad de su superficie. Este segundo subproceso depende las condiciones externas de

temperatura, humedad y flujo del aire, presión, área de exposición y el tipo de secador

empleado, por ende la papa alcanza una velocidad de secado constante entre los minutos 15

– 70, comparando con el secado de la papa por aire caliente se puede decir que el secado por

ventana refractante alcanza una velocidad de secado más rápido que con aire caliente, por

ello se pude decir que el secado por ventana refractante es el mejor método para deshidratar

productos para un fin agroindustrial. y en el minuto 75 alcanza el punto de humedad crítica y

desde ahí se inicia una línea de tendencia que indica la velocidad decreciente de secado del

producto.

VII. CONCLUSIONES:

Logramos conocer la técnica del pelado químico del cual se puede mencionar que es una

técnica imprescindible y logramos eliminar el material no comestible del durazno.

Se logró determinar la concentración y el tiempo optima de hidróxido de sodio en el pelado

químico del durazno del cual la concentración optima fue de 0.5 % de hidróxido sódico

(NaOH) y aun tiempo de 10 segundos se logró el pelado.

Conseguimos evaluar las características organolépticas del durazno en el transcurso del

tratamiento del cual se puede decir que en tratamiento a 0.5 % de hidróxido sódico fue el

que conservo el color y la textura con un cambio escaso de su estado inicial.

En cuanto a al secado por venta refractante de la papa. se puede decir que este secado es

bastante influenciado por la temperatura ambiente y por contacto directo con el agua a

temperatura de 64 °C. El secado a altas temperaturas y muy rápido puede producir un

producto de baja calidad para su uso final, con este método se tuvo un secado en menor

tiempo. y también se puede concluir que para el secado de la papa el mejor método es el del

secado por venta refractante ya que es un ahorro de tiempo y eso economiza.

VIII. RECOMENDACIONES:



Siempre tener en cuenta la cantidad de concentración y tiempo a utilizar para evitar que los

productos se sobrepasen de pelado y el mesocarpio se vea afectado o la pulpa.

Puede sustituirse el hidróxido sódico por hidróxido potásico, en el pelado químico de del

durazno y contrastar con los resultados con los de esta práctica de pelado químico con

hidróxido sódico. Para poder afirmar que con el hidróxido sódico el pelado es mejor.

IX. BIBLIOGRAFÍA:

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ANEXOS

IX.1. En las figuras que muestran el pelado químico con hidróxido de sodio a diferentes

concentraciones a una temperatura de ebullición.

Figura 1: pelado químico del durazno después del tratamiento.

Tabla 9: determinación de la humedad del producto en base seca, la velocidad de secado y otros

resultados para la papa.

T (min)

T (seg) W m

X (KgH2O/ Kg ms) R De

0 0 100.33 246.43344 0.000368519 65.47648237 4.1816915 300 96.35 236.61798 0.000375 1.39859E-07 62.86854983 4.14104610 600 92.3 226.62989 0.000342593 6.9201E-08 60.21474914 4.09791715 900 88.6 217.50497 0.000314815 4.56713E-08 57.79028924 4.05682120 1200 85.2 209.1199 0.000337963 3.39215E-08 55.56240717 4.01750725 1500 81.55 200.11828 0.000300926 2.684E-08 53.17071024 3.97350830 1800 78.3 192.10315 0.000314815 2.21366E-08 51.04111709 3.932632


http://redalyc.uaemex.mx/src/inicio/ArtPdfRed.jsp?iCve=90312176004


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