Uso de ultrasonidos de potencia para el secado a baja temperatura de subproductos alimentarios de origen vegetal y animal

Abstract

[ES] La liofilización a presión atmosférica es un proceso de interés para la industria alimentaria, ya que reduce el contenido de agua utilizando temperaturas por debajo del punto de congelación, que conservan propiedades organolépticas y compuestos termosensibles, sin la necesidad de aplicar vacío. Sin embargo, esta tecnología está limitada por una velocidad muy baja de secado y, por consecuente, largos tiempos de procesado. La aplicación de ultrasonidos de potencia durante el secado podría intensificar el proceso sin que afecte a las características del producto. Al mismo tiempo, la industria agroalimentaria genera grandes cantidades de subproductos que generalmente son considerados residuos. La deshidratación de estos productos puede suponer una alternativa para su revalorización. Así, del hígado de cerdo se puede obtener y aprovechar la fracción proteica que contiene, por su alto valor biológico; mientras que de la corteza de naranja se puede aprovechar el alto contenido en fibra y antioxidantes para incorporar posteriormente a nuevos alimentos. El objetivo del presente trabajo será evaluar la influencia de la aplicación de ultrasonidos de potencia al secado mediante liofilización a presión atmosférica de subproductos alimentarios de origen vegetal (corteza de naranja) y animal (hígado de cerdo). Se realizarán diversas experiencias de secado con y sin aplicación de ultrasonidos (21,9 kHz, 50 W) a -10 ºC y 1,5 m/s hasta alcanzar una pérdida de peso constante. En el caso del hígado, adicionalmente, se evaluará la influencia de la temperatura de secado a 0 y 20 ºC. Se compararán las cinéticas de secado obtenidas de ambos subproductos, así como la influencia de la aplicación de ultrasonidos. Para poder cuantificar estos efectos se modelizarán las cinéticas con el modelo empírico de Weibull.

[EN] Atmospheric pressure lyophilization is a process of interest for the food industry, since it reduces the water content using temperatures below the freezing point, which help to avoid the degradation of thermosensitive compounds and the improvement of the quality attributes of the product. dehydrated. However, this technology is limited by a low drying speed and consequently long processing times. The application of power ultrasound during drying could intensify the process without affecting the characteristics of the product. Thus, the objective of this work will be to evaluate the influence of the application of power ultrasound on drying by freeze-drying at atmospheric pressure of food by-products of plant and animal origin. Various drying experiments will be carried out with and without the application of ultrasound (21.9 kHz, 50 W) at -10. The drying of both by-products took place in the period of decreasing drying rate. Drying times for pork liver were considerably higher than those for orange peel because the animal matrix is more complex than the plant matrix. Ultrasound increased the drying speed significantly by 50% for orange peel and 70% for pork liver. Weibull mathematical model successfully modeled the drying kinetics. The low-temperature drying assisted by power ultrasound of agri-food byproducts could be justified in those cases in which it is intended to preserve thermolabile compounds with high added value.