Desarrollo de un sistema de deshidratación de matrices vegetales autóctonas o de interés comercial en Colombia mediante secado solar indirecto

Abstract

La deshidratación de matrices vegetales ha sido fundamental en la conservación y comercialización de alimentos. A pesar de la escasa utilización de métodos de secado mediante energía solar térmica a nivel nacional, este enfoque se destaca por su rentabilidad al aprovechar una fuente renovable de energía gratuita. Sin embargo, el secado solar enfrenta limitaciones, como cambios climáticos e infestaciones por insectos.

Este trabajo presenta el planteamiento y desarrollo del diseño de un sistema de deshidratador solar por convección natural de tipo indirecto, específicamente diseñado para el secado de matrices vegetales. El sistema incluye un colector solar inclinado a 30° para absorber la energía solar en horarios específicos del día, compuesto por una cubierta de vidrio y una lámina alveolar que transforma la irradiación en aire caliente. El aire caliente se canaliza hacia una cámara de secado que contiene tres bandejas para reducir el contenido de agua de las matrices a secar. La ciudad de Bogotá se utilizó como referencia para calcular los requerimientos energéticos del proceso de secado.

Se analizó el proceso de deshidratación solar de frutas y hortalizas, utilizando un sistema de deshidratación solar mixto en la ciudad de Bogotá, específicamente con tres productos seleccionados: zanahoria (Daucus carota subsp. sativus), mango (Mangifera índica) y tomate (Solanum lycopersicum). Se aplicaron diferentes análisis, como la curva de secado, curva de humedad base seca y curva de velocidad del secado, utilizando una estufa de secado y calentamiento con convección forzada.

Los resultados muestran que el mango, sometido al proceso de deshidratación por convección directa, obtuvo mejores resultados en comparación con los frutos de zanahoria y tomate. Por ejemplo, la humedad base seca del mango se redujo del 435,05% al 17.27%, y la relación de pérdida de humedad aumentó del 3.25% a 4.18%. Los análisis microbiológicos estimaron la duración de los productos en 106, 109 y 174 días respectivamente para tomate, mango y zanahoria. Además, la evaluación sensorial demostró que el mango presentaba mejores atributos, como aspecto y color, con un estadístico R2 indicando un 64.47% de variabilidad en DM PL y un coeficiente de correlación de 0.9893, lo que indica una relación moderadamente fuerte entre las variables evaluadas.

En resumen, este trabajo describe un sistema de deshidratador solar por convección natural de tipo indirecto aplicado al secado de matrices vegetales y presenta un análisis comparativo del proceso de deshidratación solar de frutas y hortalizas, destacando el mango como el producto con mejores resultados en términos de conservación y atributos sensoriales. Estos hallazgos pueden contribuir al desarrollo de métodos más eficientes y sostenibles para la conservación y comercialización de alimentos en la ciudad de Bogotá y otras regiones con características similares.