Alfredo Ayala-Aponte

Mathematical Modeling of Mass Transfer during Convective Dehydration of Brown Algae Macrocystis Pyrifera

The aim of this research was to study and to model the drying kinetics of the brown algae Macrocystis pyrifera at 50, 60, 70, and 80°C. GAB equation showed a good fit on the sorption experimental data. Ficks diffusional model, together with Newton, Henderson-Pabis, Page, modified Page, logarithmic, and Midilli-Kukuc models were applied on the drying kinetics of the alga. The Dwe increased from 5.56 to 10.22 × 10−9 m2/s as temperature increased from 50 to 80°C. Midilli-Kukuc and logarithmic models obtained the best-fit quality for drying curves based on the statistical tests. In consequence, both models are excellent tools for estimating the drying time of this product.

A Comparison of Some Mathematical Models Used for the Prediction of Mass Transfer Kinetics in Osmotic Dehydration of Fruits

Mass transfer in osmotic dehydration of fruits at atmospheric pressure has been modeled either by a phenomenological approach using Cranks model (which is a Ficks law solution) or empirically, using models developed from polynomial equations, mass balances, or relations between process variables (i.e., Magees, Azuaras, and Pages models). For all of these models, experimental data are required to determine the values of their adjustable parameters for specific processing conditions. From a wide variety of published data, the parameters for moisture loss (ML) and solid gain (SG) were calculated for the above-mentioned models, and a comparison of their correlation capability was made. Azuaras and Pages models yield better correlations (with mean absolute errors less than 1.26% for ML and 0.46% for SG) than Magees and Cranks models (with mean absolute errors of up to 2.98 and 1.68% for ML and SG, respectively).

Artificial Neural Network Modeling of Osmotic Dehydration Mass Transfer Kinetics of Fruits

Artificial neural network (ANN) models were developed for the prediction of transient moisture loss (ML) and solid gain (SG) in osmotic dehydration of fruits using process kinetics data from the literature. ANN models for ML and SG were developed based on data over a broad range of operating conditions and ten common processing variables: temperature and concentration of osmotic solution, immersion time, initial water and solid content of the fruit, porosity, surface area, characteristic length, solution-to–fruit mass ratio, and agitation level. The trained models were able to accurately predict the outputs with associated regression coefficients (r) of 0.96 and 0.93, respectively, for ML and SG. These ANN models performed much better than those obtained from linear multivariate regression analysis. The large number of process variables and their wide ranges considered along with their easy implementation in a spreadsheet make them very useful and practical for process design and control.

ANN-Based Models for Moisture Diffusivity Coefficient and Moisture Loss at Equilibrium in Osmotic Dehydration Process

Equations were developed using artificial neural networks to predict water diffusivity coefficient (D e ) and moisture loss at equilibrium point (ML ∞) in order to get the moisture loss (ML) at any time in osmotic dehydration of fruits. These models mathematically correlate nine processing variables (temperature and concentration of osmotic solution, water and solid composition of the fruit, porosity, surface area, characteristic length, solution-to-fruit mass ratio, and agitation level) with D e and ML ∞. Models were developed using a wide variety of data from the literature and they were able to predict D e (r = 0.98) and ML ∞(r = 0.94) in a wide range of variable conditions. With these two parameters known, ML can be calculated using Cranks solutions of Ficks second law. The wide range of processing variables considered for the formulation of these models, and their easy implementation in a spreadsheet, using a set of equations, makes them very useful and practical for process design and control.

Efecto de la madurez, geometría y presión sobre la cinética de transferencia de masa en la deshidratación osmótica de papaya (Carica papaya L., var. Maradol)

Las papayas obtenidas en el raleo (papayas menos desarrolladas entresacadas de los arboles para beneficiar el crecimiento de las otras) generalmente se descartan. Alternativamente, estas papayas pueden secarse por un proceso de deshidratacion osmotica y secado termico convencional para usarlas como snacks o como ingrediente para otros productos. Se comparo la cinetica de transferencia de masa en la deshidratacion osmotica de papayas de raleo frente a papayas desarrolladas con diferente grado de madurez, considerando el efecto de la geometria de la muestra y de la presion del proceso. La deshidratacion osmotica se efectuo en una solucion agitada de sacarosa a 50 °Brix, a 25 °C. Se consideraron tres niveles de madurez: raleo, verde y pintona, tres geometrias: lamina, cilindro y anillo y dos niveles de presion: atmosferica y vacio. Se estudiaron como variables cineticas la variacion de peso (WR), perdida de agua (WL) y ganancia de solidos (SG) entre 10 y 180 min. La madurez tuvo efecto significativo sobre las tres respuestas de la cinetica a 30 min y sobre SG a 180 min; la geometria tuvo efecto sobre WR y SG a 30 min y sobre los tres parametros cineticos a 180 min y la presion solamente tuvo efecto sobre WL y SG a 30 min. La mayor perdida de agua (65%) se obtuvo a 30 min para la combinacion raleo/cilindro/vacio; mientras que la mayor ganancia de solidos fue 31% para el tratamiento verde/lamina/vacio a 180 min.

Evaluación de Polvos Alimentarios obtenidos de Cáscaras de Mango (Mangifera indica) como fuente de Ingredientes Funcionales

Resumen Se evaluo el efecto del tamano de particula (250 µm y 180 µm) sobre la humectabilidad, solubilidad, capacidad de retencion de agua (CRA), capacidad de retencion de aceite (CRAC) e hinchazon en polvos liofilizados obtenidos de cascaras de mango de las variedades criollo, Keitt, y Tommy Atkins. Ademas, se evaluo el contenido de antocianinas, carotenoides, licopeno y acido ascorbico. El tamano y la variedad influyeron significativamente (p<0.05) sobre las propiedades funcionales de los polvos; a mayor diametro, menor fue el tiempo de humectabilidad y mayor CRA y CRAC; y a menor diametro mayor fue la solubilidad. El polvo de la variedad criollo mostro la mayor humectabilidad, solubilidad, contenido de antocianinas y acido ascorbico. Las variedades Tommy Atkins y Keitt presentaron valores mas altos de CRA (7.79 -8.18 g.g -1 ) y CRAC (4.15-4.71 g.g ). El estudio muestra que los polvos de cascara de mango pueden utilizarse para el desarrollo de alimentos funcionales.

Plan de saneamiento para una distribuidora de alimentos que atiende a niños y adultos mayores

Los ninos y adultos mayores representan los consumidores mas vulnerables a adquirir enfermedades transmitidas por alimentos, ETA, por lo que se hace mas estricto disminuir los factores de riesgo que se generan en la elaboracion de alimentos dirigidos para este grupo de poblacion. En este reporte, con el fin de disminuir los factores de riesgo de ETA a una poblacion de ninos y adultos mayores, se diseno y se implemento un plan de saneamiento, siguiendo los lineamientos de decreto 3075 de 1997 del Ministerio de Proteccion Social de Colombia, y se realizo un plan de capacitacion dirigido al personal manipulador implicado en los procesos de recepcion, almacenamiento, empaque y distribucion de materias primas en una distribuidora de alimentos. El plan de saneamiento y la capacitacion permitieron incrementar los porcentajes de cumplimiento en buenas practicas de manufactura, BPM, del 40 al 70 %, estos resultados son una base solida para garantizar la inocuidad de los alimentos y la disminucion del riesgo de adquirir ETA en la poblacion objeto de estudio.

Barras de Cereal como Matriz Sólida para la Incorporación de Microorganismos Probióticos

Resumen Se evaluaron barras de cereal, como matriz solida, para la incorporacion de un microorganismo probiotico. Se midio la aceptabilidad, perfil de sabor, perfil de textura y el aporte nutricional durante el proceso de elaboracion de la barra de cereal. Se utilizo la bacteria acido lactica Weissella confusa . La aceptabilidad del producto en cuanto a sabor, color, olor y textura fue superior al 50%. El perfil de sabor indico que los sabores a arroz soplado, dulce y uvas pasas fueron mas acentuados, y no se percibio sabor a rancio. Las formulaciones mostraron caracter prebiotico (5.91% en base seca de fibra dietaria). La bacteria probiotica disminuyo su viabilidad de 3.73x10 11 a 5.62x10 7 UFC/g. Sin embargo, el recuento se encontro dentro del rango para ser considerado producto probiotico. Los resultados demostraron que la barra de cereal puede emplearse como matriz solida para el desarrollo de formulaciones sinergicas probioticas y prebioticas. Palabras clave: cereales, probioticos, prebiotico, fibra, Weissella confusa

Efecto de la Adición de Edulcorantes no Calóricos sobre las Propiedades Fisicoquímicas y la Cinética de Secado de Cáscara de Mango Liofilizado

Resumen Se evaluo el efecto de la adicion de edulcorantes no caloricos (estevia y aspartamo) sobre propiedades fisicoquimicas de cascaras de mango liofilizadas (Variedades Kent y Keitt). Se midieron las cineticas de secado y porosidad. Se midio actividad de agua, rehidratacion, pH, acidez, y contenido de fibra. Los resultados mostraron que durante el secado, las muestras tratadas con los edulcorantes presentaron menores contenidos de humedad, porosidad y rehidratacion que las muestras control. Los tratamientos con aspartame presentaron mayor porosidad y rehidratacion, que con estevia (p<0.05) . Las dos variedades de cascaras de mango presentaron altos contenidos de fibra dietaria total (17.8 para Kent y 22.4 para Keitt). Todos los tratamientos presentaron caracteristicas de producto deshidratado estable con humedad menor a 7.09% (base seca) y actividad del agua menor a 0.37. Cascaras de mango deshidratadas y con solutos no caloricos podrian ser utiles para el consumo diario o aplicacion en cereales.