Practical Action/Drying of foods/es
El secado se utiliza para eliminar el agua de los alimentos por dos razones: para prevenir (o inhibir) los microorganismos y así conservar los alimentos y para reducir el peso y el volumen de los alimentos para que el transporte y el almacenamiento sean más económicos.
Secado de alimentos
Cuando se realiza correctamente, la calidad nutricional, el color, el sabor y la textura de los alimentos rehidratados son ligeramente inferiores a los de los alimentos frescos pero, para la mayoría de las personas, esto tiene una importancia nutricional menor, ya que los alimentos secos forman un componente de la dieta.
Sin embargo, si el secado se realiza de forma incorrecta, se produce una mayor pérdida de cualidades nutricionales y alimentarias y, lo que es más grave, un riesgo de deterioro microbiano e incluso de intoxicación alimentaria.
Por lo tanto, este informe técnico describe algunos de los requisitos para un secado adecuado y resume la información sobre los distintos equipos de secado disponibles.
El secado puede realizarse con aire caliente o, con menos frecuencia, con sartenes metálicas calientes. La última etapa de la elaboración del gari es un ejemplo de secado con metal caliente, pero en este resumen técnico nos centraremos en el secado con aire caliente.
Para un secado eficaz, el aire debe ser cálido, seco y estar en movimiento. Estos factores están interrelacionados y es importante que cada uno sea correcto (por ejemplo, el aire frío en movimiento o el aire caliente y húmedo en movimiento no son satisfactorios). La sequedad del aire se denomina «humedad»: a menor humedad, más seco es el aire. Hay dos maneras de expresar la humedad (o HR); la más útil es la relación entre el vapor de agua en el aire y el aire completamente saturado de agua. Por lo tanto, un 0 % de HR corresponde a aire completamente seco y un 100 % de HR corresponde a aire completamente saturado de vapor de agua.
Se debe soplar aire de baja HR (o seco) sobre los alimentos para que pueda absorber el vapor de agua y eliminarlo. Si se utiliza aire de alta HR (o húmedo), este se satura rápidamente y no puede absorber más vapor de agua.
La temperatura del aire afecta la humedad (temperaturas más altas reducen la humedad y permiten que el aire contenga más vapor de agua). La relación entre la temperatura y la HR se muestra fácilmente en un diagrama psicrométrico (Figura 1).
Tenga en cuenta que hay dos tipos de temperatura del aire:
La temperatura del aire, medida con el bulbo de un termómetro, se denomina temperatura de bulbo seco. Si se rodea el bulbo del termómetro con un paño húmedo, el calor se elimina por evaporación del agua del paño y la temperatura desciende (a la temperatura de bulbo húmedo). La diferencia entre ambas temperaturas se utiliza para determinar la humedad relativa del aire de la carta psicrométrica.
El punto de rocío es la temperatura a la que el aire se satura de humedad (100 % de HR). Cualquier enfriamiento posterior a este punto provoca la condensación del agua presente en el aire. Esto se observa por la noche, cuando el aire se enfría y el vapor de agua se forma en forma de rocío sobre el suelo. Las líneas de enfriamiento adiabático son las rectas paralelas que atraviesan el gráfico y que muestran cómo disminuye la humedad absoluta a medida que aumenta la temperatura del aire.
El diagrama psicrométrico es útil para determinar los cambios en el aire durante el secado y, por consiguiente, la eficiencia de un secador. Los siguientes ejemplos muestran su uso.
Utilizando la Figura 1, encuentre:
- la humedad absoluta del aire que tiene una humedad relativa del 50 % y una temperatura de bulbo seco de 60 °C
- la temperatura de bulbo húmedo en estas condiciones
- la HR del aire que tiene una temperatura de bulbo húmedo de 45 °C y una temperatura de bulbo seco de 75 °C
- el punto de rocío del aire enfriado adiabáticamente a partir de una temperatura de bulbo seco de 55 °C y 30 % de humedad relativa
- el cambio en la HR del aire con una temperatura de bulbo húmedo de 39 °C, calentado desde una temperatura de bulbo seco de 50 °C a una temperatura de bulbo seco de 86 °C
- el cambio en la HR del aire con una temperatura de bulbo húmedo de 35°C, enfriado adiabáticamente desde una temperatura de bulbo seco de 70°C a 40°C.
Respuestas:
- 0,068 kg por kilogramo de aire seco (busque la intersección de las líneas de 60 °C y 50 % de HR y luego siga el gráfico horizontalmente hacia la derecha para leer la humedad absoluta)
- 246,5 °C (desde la intersección de las líneas de 60 °C y 50 % de humedad relativa, muévase hacia la izquierda en paralelo a las líneas de bulbo húmedo para leer la temperatura de bulbo húmedo)
- 20% (encuentre la intersección de las líneas de 45 °C y 75 °C y siga la línea de HR inclinada hacia arriba para leer el % de HR)
- 36 °C (encuentre la intersección de las líneas de 55 °C y 30 % de HR y siga la línea de bulbo húmedo hacia la izquierda hasta que la HR alcance el 100 %)
- 50-10% (encuentre la intersección de las temperaturas de bulbo húmedo de 39 °C y de bulbo seco de 50 °C y siga la línea horizontal hasta la intersección con la línea de bulbo seco de 86 °C; lea la línea de HR inclinada en cada intersección (esto representa los cambios que ocurren cuando el aire se calienta antes de soplarlo sobre los alimentos))
- 10-70% (encuentre la intersección de la temperatura de bulbo húmedo de 35 °C y la temperatura de bulbo seco de 70 °C, y siga la línea de bulbo húmedo hacia la izquierda hasta la intersección con la línea de bulbo seco de 40 °C; lea la línea de HR inclinada en cada intersección (esto representa los cambios que tienen lugar a medida que el aire se usa para secar alimentos; el aire se enfría y se vuelve más húmedo a medida que absorbe la humedad de los alimentos). Si se va a utilizar un nuevo tipo de secador, o si se va a secar un tipo diferente de alimento, es necesario hacer algunos experimentos para encontrar la velocidad de secado. Luego, la información se puede usar para encontrar el tiempo que el alimento debe pasar en el secador antes de que el contenido de humedad sea lo suficientemente bajo como para evitar el deterioro por microorganismos. La velocidad de secado también tiene un efecto importante en la calidad de los alimentos secos y (en secadores artificiales) en el consumo de combustible. Para encontrar la velocidad de secado, necesitará un reloj y una báscula. Los alimentos se pesan, se colocan en el secador y se deja reposar durante 5 – 10 minutos.
Luego se retira, se vuelve a pesar y se vuelve a colocar. Esto continúa hasta que el peso del alimento ya no cambia. El intervalo entre pesajes puede aumentarse cuando los cambios de peso comiencen a disminuir. También debe anotar las temperaturas de bulbo húmedo y seco del aire dentro del secador y del aire exterior. Los resultados se representan en un gráfico (Figura 2) y muestran dos fases distintas de secado: los períodos de velocidad constante y de velocidad descendente. En la velocidad constante, la superficie del alimento permanece húmeda y, por lo tanto, puede deteriorarse por mohos y bacterias. En la velocidad descendente, la superficie está seca y el riesgo de deterioro es mucho menor. Por lo tanto, el alimento debe secarse lo más rápido posible hasta alcanzar un peso que corresponda al final del período de velocidad constante (consulte "cemento endurecido" más adelante).
La información de un experimento se puede mostrar de forma más útil como en la Figura 3, calculando la tasa de secado para cada período de 10 minutos de la siguiente manera:
- Velocidad de secado = (peso inicial - peso final)/intervalo de tiempo (por ejemplo, 10 minutos)
El contenido de humedad, tanto del alimento fresco como del alimento deshidratado final, se puede determinar pesando el alimento, calentándolo a 100 °C en un horno durante 24 horas y volviéndolo a pesar. El contenido de humedad se calcula de la siguiente manera:
- Contenido de humedad (%) = (peso inicial - peso final x 100)/peso inicial
Se pueden obtener otros valores de contenido de humedad durante el secado relacionando estos dos resultados con los pesos de los alimentos registrados durante el experimento y aplicando factores similares a los pesos intermedios. La Figura 3 ofrece dos datos importantes:
- La tasa de secado real durante el período de velocidad constante que muestra la eficiencia del secador.
- El contenido de humedad final del alimento seco que muestra si será estable durante el almacenamiento.
Normalmente, se espera una velocidad de secado de 0,25 kg/h para los secadores solares, dependiendo del diseño y el clima, y de 10 a 15 kg/h para los secadores artificiales. Para garantizar un almacenamiento seguro, el contenido de humedad final de los alimentos debe ser inferior al 20 % para frutas y carnes, inferior al 10 % para verduras y del 10 al 15 % para cereales.
Si la velocidad de secado es inferior a esta, la temperatura o velocidad del aire es demasiado baja o la humedad relativa (HR) es demasiado alta. Esto se puede comprobar mediante las mediciones de temperatura realizadas durante el experimento y utilizando la tabla psicrométrica. Normalmente, la temperatura del aire en el secador debe ser de 10 a 15 °C superior a la temperatura ambiente en los secadores solares y de 60 a 70 °C en los secadores artificiales. La HR del aire que entra en el secador varía según las condiciones locales, pero idealmente debe ser inferior al 60 %.
La estabilidad de un alimento deshidratado durante el almacenamiento depende de su contenido de humedad y de la facilidad con la que absorbe humedad del aire. Es evidente que el riesgo de absorción de humedad es mayor en regiones con alta humedad. Sin embargo, cada alimento absorbe humedad en distinta medida (compárese, por ejemplo, el efecto de la alta humedad en la sal o el azúcar con el efecto en la pimienta en polvo: la sal y el azúcar absorben humedad, la pimienta no).
Para los alimentos que absorben fácilmente la humedad, es necesario envasarlos en un material a prueba de humedad.
Un bajo contenido de humedad es solo un indicador de la estabilidad del alimento y no una garantía. Lo más importante es la disponibilidad de humedad para el crecimiento microbiano, y el término "Actividad del Agua" (AW) se utiliza para describirla. La Actividad del Agua varía entre 0 y 1,00 y, cuanto menor sea el valor, más difícil será para los microorganismos crecer en un alimento.
En la Tabla 1 se muestran ejemplos de contenidos de humedad y valores de AW para alimentos seleccionados y sus requisitos de envasado.
| Alimento | Contenido de humedad % | Actividad acuática | Grado de protección requerido |
|---|---|---|---|
| Carne fresca | 70 | 0.985 | Paquete para evitar la pérdida de humedad. |
| Pan | 40 | 0,96 | Paquete para evitar la pérdida de humedad. |
| Mermelada | 35 | 0.86 | Paquete para evitar la pérdida de humedad. |
| Arroces | 15-17 | 0.80 | Se requiere protección mínima o ningún embalaje |
| harina de trigo | 14.5 | 0,72 | // |
| Pasas | 27 | 0.60 | // |
| Macarrones | 10 | 0.45 | // |
| Mazapán | 15-17 | 0,75 | // |
| Avena | 10 | 0.65 | // |
| Cojones | 18 | 0.65 | // |
| Caramelo | 8 | 0.60 | Empaquetado para evitar la absorción de humedad y sequedad. |
| Cacao en polvo | |||
| 0.40 | // | ||
| Caramelos hervidos | 3.0 | 0.30 | // |
| Galletas | 5.0 | 0,20 | // |
| Leche | 3.5 | 0.11 | // |
| patatas fritas | 1.5 | 0.08 | // |
| Especias | 5-8 | 0,50 | // |
| verduras secas | 5 | 0,20 | // |
| Cereal de desayuno | 5 | 0,20 | // |
Tabla 1: Características del tipo de alimento y requisitos de envasado
Endurecimiento superficial y otros efectos del secado
El endurecimiento superficial es la formación de una película dura en la superficie de frutas, pescado y otros alimentos, lo que ralentiza la velocidad de secado y puede favorecer la aparición de moho. Se produce por un secado demasiado rápido durante el período inicial (velocidad constante) y puede prevenirse utilizando aire de secado más frío.
Otros cambios en los alimentos incluyen la pérdida de color, la pérdida de sabor y el endurecimiento. Se pueden realizar experimentos con la temperatura y la velocidad del aire para seleccionar las mejores condiciones para cada alimento. El color de muchas frutas se puede conservar sumergiéndolas en una solución de metabisulfito de sodio al 0,2-0,5 % o exponiéndolas a dióxido de azufre en una cámara de sulfuración (Figura 4).
Las pérdidas de vitaminas suelen ser mayores durante el pelado, el corte, etc., que durante el secado. La pérdida de vitaminas liposolubles se puede reducir mediante el secado a la sombra, y la de vitaminas hidrosolubles mediante un corte cuidadoso con cuchillos afilados. Es necesario escaldar las verduras antes del secado, ya que en esta etapa también se pierden las vitaminas hidrosolubles. Cabe destacar que el secado no destruye los microorganismos, solo inhibe su crecimiento.
Por lo tanto, los alimentos frescos muy contaminados se convertirán en alimentos secos y rehidratados muy contaminados. El escaldado es un método para reducir los niveles de contaminación inicial. Es necesario lavar a fondo los alimentos frescos de forma rutinaria antes de secarlos.
Secadores solares
El secado solar es popular entre agencias y centros de investigación. Sin embargo, aún no existen secadores solares a pequeña escala que funcionen de forma rentable. Esto se debe a varias razones:
- La cantidad de alimentos que se pierden en el secado tradicional a menudo se sobreestima (la gente informa sobre el peor de los casos y la cantidad promedio).
- La pérdida de calidad no se refleja necesariamente en precios más bajos. La gente está dispuesta a pagar casi lo mismo por alimentos descoloridos o dañados, por lo que los productores no tienen ningún incentivo para arriesgar mayores cantidades de dinero en un deshidratador cuando no se obtiene una gran rentabilidad.
- Las agencias y la población rural aplican diferentes estándares de calidad. No es necesario alcanzar la calidad de exportación para la venta en zonas rurales.
- Los secaderos solo se necesitan en las aldeas si el clima no es propicio para los métodos tradicionales. Si estas condiciones no son muy comunes, no se necesitarán. Incluso breves períodos de sol son suficientes para evitar pérdidas graves en las cosechas. Algunos productores prefieren esperar a que brille el sol antes que arriesgarse a los gastos de un secadero. En ese caso, los alimentos se echan a perder o el secadero no es lo suficientemente grande para procesar las cantidades necesarias.
- Existen otros métodos para conservar los alimentos si llueve durante la cosecha; por ejemplo, se puede retrasar la cosecha, se pueden apilar los alimentos de forma que no se mojen, o se pueden secar pequeñas cantidades en el fuego de la cocina o mezclarlas con cultivos secos.
- Algunos beneficios del secado adecuado (por ejemplo, ausencia de moho y mejores características de molienda de los granos) no se pueden ver y, por lo tanto, no hay un aumento en el valor de los alimentos.
Otras desventajas de los secadores solares y mecánicos incluyen un mayor espacio y mano de obra que los métodos tradicionales (por ejemplo, la carga y descarga de bandejas). Estos costos son menos apreciados por las agencias que por los habitantes locales.
Los secadores solares funcionan elevando la temperatura del aire entre 10 y 30 °C por encima de la temperatura ambiente. Esto facilita el flujo de aire a través del secador y reduce su humedad.
El secado solar tiene las siguientes ventajas
La mayor temperatura, la circulación del aire y la menor humedad aumentan la velocidad de secado. Los alimentos quedan encerrados en el secador, protegidos del polvo, insectos, aves y otros animales. La mayor temperatura repele a los insectos y la mayor velocidad de secado reduce el riesgo de deterioro por microorganismos. Esta mayor velocidad también permite un mayor rendimiento de los alimentos y, por lo tanto, una superficie de secado más pequeña. Los secadores son impermeables, por lo que no es necesario mover los alimentos cuando llueve. Los secadores se pueden construir con materiales disponibles localmente y son relativamente económicos.
Los diseños varían desde secadores directos muy sencillos (por ejemplo, una caja cubierta de plástico para captar el calor del sol) hasta diseños indirectos más complejos con colectores y cámaras de secado independientes. El tipo de colector más común es una placa de hierro galvanizado, pintada de negro mate. Estos generan un aumento de temperatura de 10 °C y aumentan la velocidad del aire a unos 5 m/s. Otros tipos incluyen cáscara de arroz quemada o carbón vegetal.
Los colectores están cubiertos con un material transparente para garantizar un flujo de aire uniforme. Las cubiertas de vidrio son las mejores, pero se rompen fácilmente, son pesadas y caras. El plástico suele tener poca estabilidad a la luz solar y a la intemperie, pero representa aproximadamente el 10 % del peso del vidrio y no se rompe. Los mejores tipos de plástico son el poliéster y el policarbonato, cuando están disponibles. El polietileno es más económico y está más disponible, pero no es tan resistente y menos resistente a los daños causados por la luz y la intemperie.
Los alimentos pueden exponerse a la luz solar (sistemas directos) o, en sistemas indirectos, se pasa aire caliente sobre alimentos a la sombra. Los sistemas directos se utilizan para alimentos como pasas, cereales y café, donde el cambio de color causado por el sol es aceptable; sin embargo, la mayoría de los alimentos necesitan sistemas indirectos para proteger su color. Otros tipos de secadores utilizan ventiladores para soplar el aire sobre los alimentos, pero esto incrementa los costos de capital y de operación, y elimina las ventajas de los secadores en zonas rurales, que no pueden funcionar sin electricidad.
Existen tres tipos básicos de secadores, cada uno con numerosas variantes: 1, secadores de tienda (directos), 2, secadores de armario (directos o indirectos) y 3, secadores de chimenea (indirectos). Cada uno de estos tipos utiliza la circulación natural del aire, aunque es posible instalar un ventilador eléctrico o eólico para aumentar la velocidad del aire.
Secador de tiendas
Este tipo consta de una estructura de carpa de cumbrera, recubierta de plástico transparente en los extremos y el lado que da al sol, y de plástico negro en la base y el lado que da a la sombra. Un tendedero se coloca a lo largo de toda la carpa. El borde inferior del plástico transparente se enrolla alrededor de una varilla, que se puede subir o bajar para controlar el flujo de aire hacia el secador. El aire húmedo sale por los orificios en las esquinas superiores de la carpa.
Las ventajas de este tipo de secador son su bajo costo de construcción y su facilidad de operación. Sin embargo, al igual que otros tipos de secadores solares, el control de la humedad relativa del aire en el secador es relativamente limitado y, por lo tanto, el control de las tasas de secado es deficiente. Además, es ligero y bastante frágil al transportarlo o en condiciones de viento.
Secador de armario
El diseño básico consiste en una caja rectangular aislada, cubierta con vidrio transparente o plástico. La base y la parte superior de la caja presentan orificios que permiten la entrada de aire fresco y la salida de aire húmedo. El interior del armario está pintado de negro para actuar como colector solar. En los modelos indirectos, una placa plana, pintada de negro, está suspendida en un marco aislante. El aire se calienta por ambos lados de la placa antes de pasar al armario de secado. Los alimentos se colocan en bandejas perforadas dentro del armario y el aire caliente del colector asciende a través de los alimentos y sale por la parte superior. El largo del armario es aproximadamente tres veces su ancho para evitar la sombra de las paredes laterales.
Los laterales pueden ser de tablero o de cestería revestida de barro. Los modelos más grandes pueden ser de barro, ladrillo o cemento. El aislamiento puede ser de virutas de madera, serrín, fibra de coco, hierba u hojas secas, pero debe tener al menos 5 cm de grosor para mantener la temperatura interior alta. Si hay problemas de insectos, se deben cubrir las rejillas de ventilación con una mosquitera. Las bandejas de secado deben ser de cestería o malla plástica. No se debe usar metal, ya que puede reaccionar con los ácidos de las frutas y algunas verduras y causar sabores desagradables en los alimentos. Este tipo de secadores se utilizan para pescado, frutas, verduras, tubérculos y semillas oleaginosas. Tienen una capacidad de hasta 1 tonelada.
Secador de chimenea
Se trata de un secador de gabinete modificado que incorpora un colector solar de plástico negro o cáscaras quemadas, recubierto con plástico transparente sobre una estructura de madera. Una chimenea de plástico negro calienta el aire por encima de la salida del secador, aumentando así el flujo de aire a través de este.
Secador artificial (mecánico)
Estos utilizan combustible para aumentar la temperatura del aire y reducir la humedad relativa, y ventiladores para aumentar la velocidad del aire. Permiten un control preciso de las condiciones de secado, lo que resulta en productos de alta calidad. Funcionan independientemente de las condiciones climáticas y tienen bajos costos de mano de obra. Sin embargo, son más costosos de adquirir y operar que otros tipos de secadores. En algunas aplicaciones, donde la calidad constante del producto es esencial, es necesario utilizar secadores mecánicos.
Secador de bombillas
Consiste en una bombilla dentro de una caja de madera. Si hay electricidad disponible, es un secador sencillo y económico, ideal para la conservación del hogar. Su capacidad es muy pequeña y probablemente no genere ingresos. El fondo de la caja está pintado de negro o cubierto con hollín o tela negra. Los laterales están cubiertos con un material brillante (por ejemplo, pintura de aluminio) para reflejar el calor sobre la superficie negra. El aire circula por convección natural de forma similar al secador solar de armario, pero en este caso el secador puede funcionar tanto de día como de noche.
Secador de armario
El diseño es similar al del tipo solar, pero en este caso el calor se obtiene quemando combustible o electricidad. Si se dispone de electricidad, se puede usar un ventilador para aumentar la velocidad del aire que circula sobre los alimentos y, por lo tanto, la velocidad de secado. Para ser económico, es probable que este tipo de secador sea relativamente grande (de 1 a 5 toneladas). Se utilizan con éxito para secar hierbas, té y verduras.
Practical Action ha desarrollado una gama de sistemas de secado, incluyendo un modelo industrial pequeño y económico que puede fabricarse en los países donde se pretende su uso. Su reducido tamaño lo hace ideal para uso descentralizado en zonas de cultivo. Su precio, de aproximadamente US$ 3000, es considerablemente inferior al de las unidades estándar disponibles comercialmente.
La unidad pequeña es un armario de secado semicontinuo con aire caliente suministrado por un calentador-soplador indirecto. Diseñado para funcionar las 24 horas, el secador semicontinuo de bandejas está diseñado para maximizar el consumo de combustible. La primera bandeja (inferior) tarda aproximadamente cuatro horas en secarse; después, se puede retirar y bajar las bandejas restantes, dejando espacio en la parte superior para una bandeja con material nuevo. Las bandejas se pueden retirar cada veinte minutos.
Secador de silo
Estos secadores consisten en bandejas o tanques que contienen una capa de alimento más profunda que las que se encuentran en los secadores de gabinete.
Tienen una mayor capacidad y se utilizan a menudo para el secado de granos, donde la cantidad de agua a eliminar es menor que por ejemplo en frutas y verduras, pero las cantidades involucradas son mayores.
Existe un margen considerable para el uso de pequeños secadores que combinan el bajo coste del calentamiento solar con un mejor control de los secadores mecánicos.
Véase también
- Categoría: Deshidratación solar
- Deshidratador solar de alimentos ENGR305 de Chris
Referencias y lecturas adicionales
- Secador de bandejas Anagi (Resumen de acciones prácticas)
- Secado de albaricoques (informe de acción práctica)
- Secado de chiles (Informe de acción práctica)
- Tecnologías de secado , resumen técnico de acción práctica
- Secado solar
- Secadores de bandejas , resumen técnico de Practical Action
- Secado de alimentos rentable: una guía para pequeñas empresas , Barrie Axtell, ITDG Publishing, 2002
- Secado de alimentos: técnicas, procesos y equipos, Jean-François Rozis, Editorial Backhuys, 1997
- Producción de frutas y hortalizas deshidratadas con energía solar para el desarrollo de microempresas y pequeñas empresas rurales: una serie de guías prácticas , Instituto de Recursos Naturales, 1996
| Autores | Fátima Hashmi |
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| Licencia | CC-BY-SA-3.0 |
| Organizaciones | Acción práctica |
| Portado desde | https://practicalaction.org/ ( original ) |
| Citar como | Fátima Hashmi (2008–2025). «Acción práctica/Secado de alimentos» . Appropedia . Consultado el 21 de junio de 2025 . |
