Cinética de obtención de humedad en productos de molinería. Obtención acelerada de datos y caracterización matemática
| Autor: | Martín Santos, Julio Antonio |
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| Přispěvatelé: | Vioque Amor, M., Gómez Díaz, R. |
| Jazyk: | Spanish; Castilian |
| Rok vydání: | 2016 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Helvia. Repositorio Institucional de la Universidad de Córdoba instname |
| Popis: | En el presente trabajo de tesis doctoral se analiza la cinética de adsorción dehumedad de tres materias primas derivadas del trigo de uso frecuente en la industriapanadera: harina integral, harina blanca, y salvado (en su modalidad hoja). Se persigueampliar y actualizar el conocimiento científico existente de estos procesos en este tipode muestras, que es escaso.Para ello se ha optado por un método isopiéstico-gravimétrico, el cual empleacomo unidad funcional cápsulas herméticas de polipropileno (sorbostatos) que permitenque en su interior se produzcan los intercambios de humedad entre las muestras y lassustancias donadoras o aceptoras de moléculas de agua (sorbatos), que en este caso sonsoluciones salinas saturadas de actividad de agua (aw) conocida. Los sorbostatos sesometen a condiciones de temperatura controlada hasta que se equilibra el flujo demoléculas de agua entre las muestras y los sorbatos, momento en el se dice que se haalcanzado el equilibrio isopiéstico. Si se parte de muestras deshidratadas, el flujo demoléculas de agua se dirigirá desde los sorbatos hacia las muestras, y nosencontraremos en dinámicas de adsorción. Si por el contrario partimos de muestras consu contenido máximo de humedad, las muestras cederán agua a los sorbatos, en cuyocaso nos encontraremos con dinámicas de desorción. Las modificaciones que seproducen en el contenido de humedad de las muestras se registran mediante una balanzaanalítica de precisión. Finamente se obtienen datos de contenido en humedad de lasmuestras para una serie de aw conocidas.Los resultados se representan en un sistema de coordenadas cartesianascolocando en abscisas la aw y en ordenadas el contenido de humedad (m). A estasrepresentaciones se les llama isotermas de sorción de humedad (ISH). Para obtenerinformación válida y aplicable de forma continua en todo el rango posible (teóricamente,0 < aw < 1) se hace necesario obtener una función matemática que se ajustecorrectamente a los datos experimentales. Debido entre otros factores a la enormecomplejidad fisicoquímica que poseen los alimentos, cada uno tiene su propio patrón desorción, y por tanto su ISH propia y característica.Se ensayaron diez modelos matemáticos para obtener las ISH características decada una de las tres muestras, y con la finalidad de evaluar el efecto de la temperaturasobre los procesos de sorción se repitieron las experiencias a tres temperaturashabituales en el almacenamiento de los granos de trigo en nuestras latitudes (10 ºC, 20ºC y 30 ºC). Se inició el trabajo experimental determinando la humedad y la actividadde agua propias de las muestras experimentales, constatándose que se encuentran dentrodel grupo de alimentos de baja humedad (aw < 0,60)... This doctoral thesis analyzes the moisture adsorption kinetics of three rawmaterials derived from wheat that are often used in the baking industry: wheat flour,white flour and bran flakes. It seeks to expand on and update the existing scientificknowledge of these processes in samples of this type, which is scarce.To this end, we have chosen a isopiestic-gravimetric method using hermeticallysealed, polypropylene capsules as a functional unit (weighing bottles). The capsulespermit the exchange between samples of moisture and donor substances or acceptorwater molecules (sorbates), which in this case are saturated salt solutions with a knownwater activity (aw). The weighing bottles are maintained under controlled temperatureconditions until the flow of water molecules between the samples and the sorbatesreaches equilibrium; the point at which the isopiestic balance is achieved. Whendehydrated samples are used, the water molecules flow from the sorbates to the samples,at which point dynamic adsorption occurs. In contrast, if samples with a maximummoisture content are used, they will yield water to the sorbates, in which case dynamicdesorption occurs. Changes in the moisture content of the samples are then recordedusing a precision analytical balance and data on the moisture content of the samples areobtained for a series of known aw.The results are plotted on a Cartesian coordinate system by marking the aw onthe abscissas and the moisture content (m) on the ordinates. These graphicalrepresentations are known as moisture sorption isotherms (MSI). To obtain valid andapplicable information in a continuous manner over the possible range (theoretically, 0< aw < 1), it is necessary to obtain a mathematical function that fits the experimentaldata well. Due to the enormous physicochemical complexity of foods, each has its ownunique sorption pattern, and thus its own characteristic MSI.Ten mathematical models were tested to obtain the MSI characteristics of eachof the three samples. To assess the effect of temperature on the sorption processes, threeexperiments were repeated at three temperatures commonly used in our latitudes forstoring wheat grains (10ºC, 20ºC and 30ºC). At the beginning of the experiments, themoisture and water activity of the samples were determined, confirming that they wereall low-moisture foods (aw < 0.60).The Oswin, Smith, BET, GAB and Caurie models showed very good fits,particularly the last three. Valuable information was gathered by determining theparameters that characterize each model: monolayer value (mo), energy constant (C,BET model), the Guggenheim constant and the correction factor (G and k, GAB model).The Caurie model provided other parameters such as the number of unimolecularadsorption centers on the surface of the food (n), the weight of the water moleculesbound to the adsorption centers (C1/n), and the adsorption limits (amo, anmo and amo 2 ) ofeach of the three stages in which the isotherm is divided. Not surprisingly, the Cauriemodel represents adsorption as a unimolecular phenomenon, whereas the other modelsrepresent adsorption as an infinite succession of superimposed layers of watermolecules... |
| Databáze: | OpenAIRE |
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