Transferencia de energía y materia durante el tostado de pan

JUAN J. CORVALÁN; RODOLFO H. MASCHERONI; EMMANUEL PURLIS

Mar del Plata, Buenos Aires

Congreso; XVI Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos | CYTAL 2017; 2017

AATA

El tostado de pan puede clasificarse como un segundo proceso de horneado, o bien como un proceso de secado intensivo de pan. En términos generales, es un proceso de preservación de alimentos, ya que implica la evaporación térmica del agua del pan, hasta un valor de actividad de agua que permita la conservación del producto. El tostado es un proceso intensivo en términos energéticos, debido al alto calor latente de vaporización del agua. Con el fin de desarrollar un modelo matemático que permita un diseño eficiente, el objetivo específico de este trabajo es estudiar los fenómenos de transporte que ocurren durante el tostado. Se realizaron experiencias para estudiar la transferencia de energía y materia durante el proceso. En primer lugar, se registró la evolución de la temperatura durante el tostado: se utilizaron rodajas de pan de miga y un horno eléctrico a diferentes temperaturas (80, 100, 120, 140, 160, y 180 °C), en convección natural y forzada. La historia térmica se midió en tres posiciones mediante termocuplas: superficie y centro (respecto al espesor, menor dimensión) de la rodaja, y en el seno del ambiente del horno. También se utilizó un sensor de flujo de calor en las pruebas a 80, 100, y 120 °C (por restricciones de operación). En segundo lugar, se determinó la variación del contenido de agua de las muestras durante el tostado, mediante peso seco. Respecto a la variación de temperatura, para el centro térmico de las muestras se pudieron distinguir tres períodos: (1) aumento aproximadamente constante (lineal) de la temperatura; (2) período con temperatura casi constante (?plateau?, menor a 100 °C), siguiendo la variación intrínseca del horno; (3) aumento rápido hasta la temperatura del ambiente del horno. El primer período es relativamente corto respecto del segundo. Para la superficie, el segundo período (?plateau?) no pudo distinguirse. Estas etapas observadas se corresponden con lo reportado tradicionalmente para el secado por aire caliente: hay un calentamiento inicial hasta la temperatura de saturación (bulbo húmedo), que se mantiene hasta tanto no se vaporice el agua libre. Una vez deshidratada, la muestra aumenta su temperatura tendiendo a la del ambiente. Energéticamente, los períodos 1 y 3 involucran calor sensible, mientras el segundo, calor latente. En cuanto a las curvas de humedad, las muestras se deshidrataron continuamente, con un rápido descenso inicial seguido de un período con menor velocidad de pérdida de peso. Estas observaciones se corresponden con un período de velocidad de secado decreciente. En los ensayos realizados no pudo detectarse un período de velocidad de secado constante, probablemente debido a la baja humedad inicial de las muestras (lejos de la condición de saturación). En resumen, el proceso de tostado presenta similitudes con el secado convencional en cuanto a los procesos de transporte involucrados, estudiados aquí mediante las variaciones de temperatura y humedad de las muestras. Estos resultados serán utilizados para establecer las hipótesis que den lugar a un modelo de transporte que describa la transferencia de materia y energía en el pan durante el tostado.