Construcción de un secador por atomización a nivel de laboratorio y su evaluación en la obtención de leche en polvo

Abstract

El presente trabajo de investigación denominado, “Construcción de un secador por atomización a nivel de laboratorio y su evaluación en la obtención de leche en polvo”, tuvo por objetivos Construir un secador por atomización a nivel de laboratorio y describir sus características técnicas de funcionamiento, determinar la humedad del producto y rendimiento del proceso obtenidos en el secador por atomizador a concentración y temperatura de alimentación, (con niveles CA1:25%, CA2:30%, CA3:35% y TA1:20ºC, TA2:30ºC), y determinar las características físico-químicas del producto obtenido. La primera etapa, consistió en construir y ensamblar el equipo. Esta operación se llevó a cabo en la Empresa Industrial “Maquinarias DC”, en la ciudad de Juliaca y la segunda etapa fue la evaluación del equipo con la obtención de leche en polvo, que se realizó en la Universidad Nacional del Altiplano Puno en la planta piloto de la Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial. El secador diseñado y construido, está constituido por una cámara de secado de forma cilíndrica y base cónica con un diámetro (interno) de 0.5 m y una altura de 1.7 m recubierto con un aislante de 4 cm de espesor para evitar las pérdidas de calor. En la parte superior (tapa cilíndrica) lleva el calefactor de aire, el dispositivo atomizador y un dispersor de aire. Así mismo, cuenta con los equipos auxiliares: Calefactor de aire con entrada de forma tangencial (ubicada en la tapa cilíndrica), Ciclón separador de polvo, Sistema de atomización (tobera de dos fluidos) y un Extractor de aire. La instrumentación del secador está dispuesta en un tablero de control donde se visualizan: las temperaturas de entrada y salida del aire, control de calefactor de aire, control del extractor de aire, y la presión de atomización, que se maneja fuera del tablero; estos permiten observar y controlar las diferentes condiciones de operación durante el proceso de secado. Se evaluó el equipo en función a sus parámetros de diseño obteniéndose una eficiencia global, evaporativa y térmica de 70, 77 y 89% con un tiempo de residencia de 5.2 a 7 s el cual, es mayor al tiempo de secado propuesto (4 s). Para la evaluación del equipo en la obtención de leche en polvo, se observó que a mayores concentraciones y temperatura de alimentación, se logran obtener mejores resultados de leche en polvo con un mínimo de 4.68% de humedad y un máximo rendimiento de proceso de 78.82% sin embargo, reduce su facilidad de atomización ante un aumento en su viscosidad; resultando así mejores los tratamientos con CA=25% y TA=30ºC para las condiciones de proceso de secado en el equipo. De la comparación de las características físico químicos (ambos en base seca), de la materia prima utilizada y el producto obtenido en el secador a C=25% y TA=30ºC (con: proteína 24.36%, grasa 27.32% y carbohidratos 45.86%), no se observo diferencia significativa entre las propiedades fisicoquímicas del producto y la materia prima. Por consiguiente; se determinó que los tratamientos a CA=25% y TA=30ºC resultan ser mejores en cuanto a su facilidad de atomización, condiciones de secado en el equipo y contenido fisicoquímico del producto