Diseño, implementación y evaluación de un sistema de deshidratación por cambios cíclicos de presión para residuos agroindustriales

Abstract

Para el acondicionamiento y aprovechamiento de residuos agroindustriales, el secado es una operación necesaria para reducir su contenido de humedad y así, facilitar su manejo y almacenamiento. El objetivo de este estudio fue diseñar, implementar y evaluar un sistema de deshidratación por cambios cíclicos de presión (DCP) para residuos de actividades agroindustriales. Para los ensayos se deshidrataron papas (Solanum tuberosum v. Russet Burbank) luego de perder su calidad comercial por la presencia de brotes. Se adoptaron tres etapas para dicho fin: la etapa de diseño y modelización, la construcción y la evaluación del sistema DCP. Para el diseño, se propuso que la frecuencia de caídas de presión y la diferencia de presión permiten controlar el proceso de secado por DCP. Se adaptó el modelo de Thompson para secadores de lecho estático y los parámetros termofísicos del material trabajado. El modelo predijo en al menos un 91% la variedad de los datos experimentales. En la etapa de evaluación se concluyó que la DCP permite la remoción de agua del material principalmente en el momento en que se produce la caída de presión. Al aumentar la frecuencia de caídas de presión, se mejoró la cinética de secado. Los resultados mostraron que la calidad del producto deshidratado varía en función de los parámetros de operación. Este trabajo de investigación puede ser usado como base para futuros trabajos en la utilización de esta técnica de secado, bien sea para la construcción de un nuevo dispositivo o para la modelización del proceso.

Abstract. For the conditioning and use of agro-industrial biomass, drying is a necessary operation to reduce its moisture content and thus, facilitate handling and storage. The objective of this study was to design, implement and evaluate a dehydration system by successive pressure drops (DCP) for residues from agro-industrial activities. For tests, potato was dehydrated (Solanum tuberosum v. Russet Burbank) after losing their commercial quality by outbreaks. Three steps were adopted: design and modeling, implementation and evaluation of DCP. For design, frequency of pressure drops and the pressure difference was proposed to control the drying process by DCP. Thomson’s model for static bed dryers and thermophysical parameters of the material were adopted as model basis. The model predicted at least 91% the variety of experimental data. At assess stage, DCP allowed water removal from material mainly when pressure drop occurs. By increasing the frequency of pressure drops, the drying kinetics was improved. The results showed that the quality of the dehydrated product varies depending on the operating parameters. This research could be used as a basis for further works on DCP use, either for the development of a new device or process modeling.