Modelación de la relación entre la cinética de congelación y la cinética de sublimación en extractos de café.

Abstract

El objetivo de este trabajo fue desarrollar un modelo que relacione la cinética de congelación y sublimación en extractos de café, lo cual se logró asumiendo que el tamaño del cristal formado durante la congelación es igual al tamaño del poro formado en la capa seca del producto sometido a liofilización. Se estudió experimentalmente la cinética de liofilización y se estimaron las propiedades de transferencia de calor y masa de soluciones de café utilizando tres contenidos de sólidos diferentes (0.1, 0.2 y 0.4 kg sólidos / kg solución) y tres temperaturas de congelación (-18, -30 y -70 ºC). El modelo de sublimación desarrollado es una extensión del clásico modelo de frente de hielo con retroceso uniforme (URIF) e incluye variaciones de temperatura, conductividad y permeabilidad en función del tiempo. Se plantea una ecuación semi-empírica para describir la variación de la permeabilidad, la cual también incluye la influencia del tamaño del poro. Se concluye que el radio de los cristales formados durante la congelación puede usarse para relacionar la cinética de congelación con la de sublimación y además es útil para predecir patrones de temperatura durante la liofilización de materiales no estructurados, lo cual ayuda a entender con mayor profundidad los cambios de calidad ocurridos en este proceso.