Designing, constructing and evaluating a dynamic prototype dryer for obtaining rolled dehydrated fruit pulp

Abstract

This paper describes how a functional prototype for a dynamic dryer was designed, along with its basic parts: drying tunnel, mechanical transport system for material inside the equipment and selecting and designing a system for supplying hot air. A simple transport mechanism was implemented which allowed combining two flow dispositions: parallel and countercurrent flow. Mango (Mangifera indica L) pulp was dehydrated using three dryer air temperatures (50°C, 60°C and 70°C) and three drying air speeds inside the dryer (1.6, 2.2, 3.4 m s-1) for evaluating the prototype. Propane gas was used as fuel for heating the air. The prototype design led to dehydrating fruit pulp having 4.26 bs smooth initial humidity content up to a 0.11 db final humidity content, with 8-hour drying time (70°C and 3.4 m s-1 air speed), assuming 4.5 0.5 mm pulp thickness, in 300 x 180 mm and 15 mm height rectangular trays. 1.5 0.5 mm thickness rolled dehydrated pulps were obtained in these conditions The final product had 0.60a (aw) water activity providing for a stable product, having low water content and very similar characteristics to those of the fresh product (shown by Weende analysis).

En el presente trabajo se diseñó un prototipo funcional de un secador dinámico conformado por: túnel de secado, sistema mecánico de transporte de material en el interior del equipo y selección y diseño del sistema de suministro de aire caliente. Se implementó un mecanismo de transporte sencillo, que permite la combinación de dos disposiciones de flujo: paralelo y contracorriente. Para la evaluación del prototipo se deshidrató pulpa de mango (Mangifera indica L.) usando tres temperaturas en el aire de secado (50, 60 y 70 °C) y tres velocidades del aire en el interior del secador (1,6; 2,2 y 3,4 m s-1). Se utilizó combustión de gas propano para calentar el aire. El prototipo permitió deshidratar pulpa de fruta fluida con un contenido de humedad inicial de 4,26 bs hasta un contenido de humedad final de 0,11 bs, con un tiempo de secado de 8 h (temperatura y velocidad del aire de 70 °C y 3,4 m s-1 respectivamente), con un espesor de pulpa de 4,5 +/- 0,5 mm, dispuesta en bandejas rectangulares de 300 x 180 mm y una altura de 15 mm. Bajo estas condiciones se obtienen láminas de pulpa deshidratada con un espesor de 1,5 +/- 0,5 mm. El producto final tiene una actividad de agua (aw) de 0,60, lo que lo hace estable, con bajo contenido de agua y con características muy similares al producto fresco (demostrado por análisis Weende).