Evaluación experimental de un secador solar tipo Gabinete para el secado de hollejo de naranja

ARTICULO ORIGINAL Evaluación experimental de un secador solar tipo Gabinete para el secado de hollejo de naranja Experimental Evaluation of a Cabinet type Solar Dryer for Drying Orange Skin M Sc. Ronald Andión-Torres, Dr. José A. Suárez-Rodríguez, M Sc. Ciro C. Bergues-Ricardo Centro de Investigaciones de Energía Solar, Santiago de Cuba, Cuba. Resumen Con el fin de extraer pectina a partir del hollejo de naranja seco, a escala de laboratorio, para usos médicos, se llevaron a cabo experimentos de secado en un secador solar de tipo gabinete construido en el Centro de Investigaciones de Energía Solar. Los experimentos se realizaron en el tiempo de cosecha de la naranja (noviembre – abril) del año 2009 – 2010, con el fin de determinar las características adecuadas del producto para su uso final. En dichos experimentos se midieron algunas de las variables que influyen en el proceso de secado y en la calidad del producto final, como son la radiación solar, la humedad relativa ambiente, la temperatura ambiente y las alcanzadas en el interior del equipo, así como la humedad inicial y final de las muestras. El nivel de carga máximo fue de 0,8 kg de hollejo húmedo solicitada por la empresa. Palabras clave: secado solar, hollejo de naranja, pectina. Abstract With the purpose of extracting pectin starting from the dry orange husk, to laboratory scale, for medical uses, were carried drying experiments in a solar dryer of type cabinet built in the Center of Investigations of Solar Energy. The experiments were carried in the time of crop of the orange (November - April) of 223 the year 2009 - 2010, with the purpose of determining the appropriate characteristics of the product for their final use. In this experiments some of the variables were measured that influence in the drying process and in the quality of the final product, like they are the solar radiation, the humidity relative atmosphere, the ambient temperature and those reached inside the team, as well as the initial and final humidity of the samples. The level of load maximum was of 0,8 kg of humid husk requested by the company. Keywords: solar dryer, orange husk, pectin. INTRODUCCION En las grandes empresas de productos cítricos, se generan enormes cantidades de desechos, por lo que se necesitan suficientes áreas de almacenamiento, además su rápida fermentación y su olor desagradable, se convierte en un problema medioambiental y por su alto contenido de humedad, el transporte de estos residuos resulta muy costoso [12]. La mayoría de estos desechos son vendidos a fábricas para la obtención de piensos para la alimentación animal. Sin embargo, estas soluciones no están siendo rentables por el aumento del precio del combustible y de la energía eléctrica. Para evitar estos problemas, en varios países se han dado a la tarea de darle un valor agregado a estos residuos, como es la obtención de pectinas a partir del hollejo de naranja seco para usos médicos, para lo cual es imprescindible someter este residuo a un proceso de secado. La aplicación del secado solar es fundamental para los productores agrícolas, ya que les permite una adecuada conservación de los productos cosechados 4. Aún en el caso de los productos que se comercializan en forma fresca, el secado solar ofrece una vía al agricultor cuando existen problemas en e l transporte o baja n los precios por sobreproducción. Además ofrece la alternativa de valorizar algunos desechos para su uso en la obtención de alimento animal y como materia prima en la industria farmacéutica. Por lo que en nuestro trabajo se evalúa un secador solar diseñado y fabricado en el Centro de Investigaciones de Energía Solar, para el estudio del secado del hollejo de naranja, la obtención del hollejo de naranja seco y para su posterior uso en la Empresa Farmacéutica. Usos de los residuos de la naranja Por estudios realizados, se ha declarado que por cada tonelada de naranja, la mitad se convierte en zumo y el restante 50 % es subproducto o residuo (corteza, semillas y pulpa). Actualmente, se utiliza parte como alimento de ganado pero su rápida fermentación lo convierte en un problema medioambiental. En cualquier caso, debido a su elevado contenido en humedad, el transporte de los residuos resulta muy costoso, además de suponer un problema logístico. Por lo que se han desarrollado varias alternativas para valorizar estos residuos. Uno de los tantos usos de los residuos de la naranja, es la preparación de los alimentos tipo «snack» que corresponden a una amplia gama de productos fáciles 224 de manipular, que constituyen porciones individuales, no requieren preparación y satisfacen el apetito en corto plazo. Entre los diversos tipos de «snack» existentes en el mercado se encuentran barras energéticas con o sin chocolate, granolas, barras de frutas, entre otras, que pueden llevar incorporado o aportar por sí mismas, altos contenidos de fibra dietética, proteínas, minerales y vitaminas [15]. A nivel mundial muchos de los países desarrollados han presentado algunas líneas en la ambiciosa iniciativa de combatir el cambio climático que contempla, entre otros aspectos, el empleo de cítricos para fabricar combustibles alternativos al petróleo, además de utilizar las melazas fermentadas para producir biogás [11]. Otra aplicación de los residuos citrícolas consiste en la obtención de pectinas para fines medicinales, como productos con propiedades espesantes, estabilizantes gelificantes y emulgentes; para la preparación de ungüentos, polvos, tabletas y otros medicamentos [14]. FUNDAMENTO TEORICO El proceso de secado se basa en la operación de la transferencia de calor y masa de contacto gas-sólido, donde la humedad contenida en el sólido se transfiere por evaporación hacia la fase gaseosa, en base a la diferencia entre la presión de vapor ejercida por el sólido húmedo y la presión parcial de vapor de la corriente gaseosa. Cuando ambas presiones se igualan, se dice que el sólido y el gas están en equilibrio y el proceso de secado cesa [9]. Existen una serie de factores que influyen directamente en el proceso de secado y en la calidad del producto final, que van desde las condiciones internas hasta las condiciones externas [9]. - Condiciones externas, están definidas por la resistencia a la transferencia de calor y de masa de la capa límite del gas; en el caso que predominen, el secado no dependerá de las características del sólido sino de las condiciones del gas, y estará controlado por la transferencia de masa y calor entre el gas y la superficie del sólido, empleándose en la evaporación todo el calor que se recibe del gas. La superficie del sólido se comporta como una superficie libre de agua. - Condiciones internas, están definidas, por la transferencia de calor y de masa a través del sólido. En el caso que predominen, es decir, que la resistencia a la transferencia de masa a través del material será muy superior a la de la capa límite del gas, la difusión interna controlará el proceso y (...truncated)