Design and construction of a system to dry alfalfa
Authors: Guamanquispe Vaca Fernanda , Guamanquispe Vaca Diego , Espín Lagos Segundo , Guamanquispe Toasa Jorge 
Published: October 2023

Introducción

Según [1], El contenido de humedad es la cantidad de agua evaporable que contiene un producto. Se expresa generalmente en términos de porcentaje, ya sea en relación con su masa total (contenido de humedad en base húmeda) o a su masa seca (contenido de humedad en base seca). El contenido en agua de la mayoría de planta aromáticas y medicinales en fresco oscila entre el 60 % - 80 % y la humedad final máxima admitida en el producto seco es del 6 % -18%. La temperatura es uno de los factores que controlan la velocidad de evaporación de un alimento, a mayor temperatura del aire, mayor velocidad de evaporación y mayor capacidad del aire para absorber la humedad liberada por el producto. El rango de temperatura utilizada para el secado de hierbas aromáticas es de 30 °C – 40 °C, aunque hay especies que admiten temperaturas mayores que pueden llegar a los 80 °C, Si no se conoce la forma en que varía la velocidad de secado decreciente, se puede obtener una expresión aproximada suponiendo que la variación es lineal, desde la humedad crítica hasta la humedad final del producto. La velocidad de secado recomendad para secado de flores, hojas y tallos es de 1 m/s a 2 m/s. Según [2], Los métodos de secado han sido utilizados desde la prehistoria, pero es solo hasta la segunda guerra mundial que se crea una necesidad real de llevar estos a un nivel de producción y de refinación, y buscar nuevos métodos mucho más eficientes que tarden un menor tiempo además de obtener la mejor calidad, La capacidad del aire para eliminar el agua de un alimento depende de su temperatura y del agua que contiene éste, que se expresa como (humead absoluta). Según [3], Al hacer circular la corriente de la fuente, energiza los electrones en el aire que, al pasar por la resistencia, estos chocan con los elementos del material experimentando un efecto resistivo en el núcleo, el mismo que se manifiesta con un incremento de la temperatura.

Objetivos

Diseñar y construir un sistema para deshidratar alfalfa

Método

La metodología utilizada para el desarrollo del presente Proyecto Técnico está basada en una revisión bibliográfica que nos permita adquirir el conocimiento necesario para el diseño del deshidratador de alfalfa, determinar las variables que influyen en el proceso y los factores y parámetros para el diseño del equipo, y por último construir ensamblar e instalar el equipo. El nivel fue parte investigativo y parte de diseño lo que nos ha permitido alcanzar los objetivos planteados mediante la materialización del equipo adecuado para el deshidratado de alfalfa, es decir mediante la investigación se logró determinar los parámetros tales como humedad relativa del producto, temperatura de secado, tiempos requeridos, los mismos que nos han permitido dimensionar y seleccionar los materiales adecuados. Mediante la revisión bibliográfica se pudo entender el proceso de deshidratación del producto y determinar las variables que influyen en el mismo. Luego de entender y desarrollar el proceso de deshidratación se ha podido describir cada una de las etapas, así como también describir con claridad el equipo construido que fue uno de los objetivos planteados en el presente proyecto técnico, así como describir el proceso de mantenimiento del equipo, para lo cual se ha desarrollado un manual y conjunto de planos que será de mucha ayuda para el personal encargado del funcionamiento. La parte experimental comienza con el conocimiento del proceso de deshidratación y sus variables tales como humedad, masa, temperatura, tiempos, potencia y flujo volumétrico de aire caliente, para que durante la realización del presente proyecto se analice como influye cada uno de ellos en la obtención del producto final y así mejorar las propiedades de la alfalfa deshidratada, posteriormente es determina las características físicas del equipo con las que fue construido y finalmente se determinó la cantidad de humedad del producto final.

Principales resultados

Se realizó varios ensayos y se determinó que con un tiempo total de trabajo calculado de 7 horas y 30 minutos y con los valores de los resultados de funcionamiento se puede determinar que han removido aproximadamente 55% de peso en Humedad de H2O lo que refleja que de un valor inicial de 78% de agua en la alfalfa menos los 55% retirados en el proceso de deshidratación nos da como resultado un producto cuya humedad relativa final de salida de 23% siendo sumamente similar y análogo al 20% deseado mediante cálculos.

Conclusiones

Se pudo determinar los parámetros de diseño del sistema, es decir se llegó a determinar que, para deshidratar 15,128 Kg de alfalfa, el volumen del deshidratador es de 0,15128 m3, la temperatura de deshidratación es de 40 °C, la humedad inicial del producto fue de 80,81 %, y la humedad final de 20 %. En función de los parámetros mencionados se pudo diseñar el deshidratador el cual tiene, como ya se mencionó, un volumen de 0,15128 m3. Para la construcción del sistema se requería de acero 304L ya que iba a estar en contacto con productos alimenticio, se integró un sistema de generación de temperatura eléctrico y control de temperatura el cual se puede calibrar de acuerdo con los requerimientos. Durante las pruebas de funcionamiento se determinó que se debe dar un precalentamiento desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de deshidratación de 40 °C, se determinó además que para bajar la humedad relativa de 80,81 %, hasta la humedad final de 20 %. Se requiere 7.56 h.