Modelado matemático simultáneo del contenido de humedad, temperatura y calidad en función del tiempo para laminados de rosa mosqueta deshidratados al vacío

Abstract

Se determinaron las cinéticas de secado, historias térmicas y cinéticas de calidad para dos formulaciones a base de rosa mosqueta, diseñadas para la obtención de laminados (leathers) por secado al vacío, a temperaturas de bandeja entre 40 y 70 ºC. Los datos se modelaron simultáneamente aplicando un sistema de ecuaciones diferenciales ordinarias, que comprenden un balance microscópico de materia, un balance macroscópico de energía y una ecuación de cinética de calidad de orden variable, acoplada con la transferencia de calor y materia. Se ajustó un conjunto de parámetros para cada formulación, obteniéndose representaciones satisfactorias de los datos experimentales. Las formulaciones presentaron diferencias en su velocidad de secado y cinéticas de calidad, para idénticas historias térmicas. El efecto de la temperatura de bandeja sobre la pérdida de calidad fue compensado por la diferente velocidad de secado, por lo que el proceso a 70 ºC generó, en menor tiempo, laminados de rosa mosqueta de igual calidad que los obtenidos a menores temperaturas. En particular, se encontró que el orden de reacción para la degradación del ácido ascórbico depende de la temperatura de bandeja.

Vacuum drying kinetics, thermal histories and quality kinetics of two rosehip leather formulations were determined, at tray temperatures between 40 and 70ºC. Data was simultaneously modelled as an ordinary differential equations system encompassing a transient water balance, a transient energy balance, and a variable-order quality kinetics equation, coupled to heat and mass transfer. A set of parameters was fitted for each formulation and satisfactory representations of the experimental data were obtained. The formulations showed different drying and quality kinetics but the same thermal histories. Differences in drying rate compensated for the effect of the tray temperature on quality loss, so vacuum drying at 70 ºC led, in shorter time, to rosehip leathers with the same quality retention as that for products obtained at lower temperatures. In particular, the reaction order for ascorbic acid degradation was found to be dependent on the tray temperature.