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Determinación de Permeabilidad Máxima Permitida para el Empaque de Café Industrializado


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CAPÍTULO 2



2. MATERIALES Y MÉTODOS

2.1 Construcción de Isoterma de Adsorción

Las sales utilizadas para la obtención de las isotermas de adsorción de los tres tipos de café y sus respectivas humedades de equilibrio se muestran en la tabla 7.



TABLA 7

VALORES DE ACTIVIDAD DE AGUA DE SOLUCIONES SATURADAS DE SALES SELECCIONADAS

Sales

aw a 32 oC

aw a 14 oC

Cloruro de Magnesio

0,32

0,33

Carbonato de Potasio

0,43

0,43

Nitrato de Magnesio

0,51

0,55

Yoduro de Potasio

0,67

0,71

Cloruro de Sodio

0,74

0,75

Sulfato de Amonio

0,80

0,81

Cloruro de Potasio

0,83

0,85

Fuente: LABUZA THEODORE, Pracical Aspects of Isotherm Measurement and Use
Todas las sales son químicamente puras y tienen un valor de actividad de agua preestablecido .

Consideraciones para el Uso de las Sales

Para la construcción de la isoterma de adsorción se utilizan varias soluciones saturadas de ácidos o bases orgánicas así como también sales inorgánicas que producen una presión de vapor de agua constante en el ambiente que los rodea a una temperatura constante Ref. 5

Algunas consideraciones son necesarias:


  1. Las sales y el agua deben ser puras. Solo agua destilada y sales grado ACS pueden ser usadas y deben ser mezcladas en recipientes limpios. Especiales cuidados en el manejo de estas sales deben ser tomados ya que algunas soluciones saturadas son muy cáusticas (Ej. dicromato de potasio, cloruro de potasio) y otras pueden ser muy tóxicas (Ej. cloruro de litio, nitrito de sodio). La solución saturada usada debe tener cristales presentes. Soluciones alcalinas como el carbonato de potasio, absorben grandes cantidades de CO2 después de cierto tiempo, lo que causa una significativa reducción de la aw .

  2. La solución debe ser hecha a la temperatura a la cual la isoterma será construido a una temperatura superior. Cuando las sales saturadas son llevadas a una temperatura mayor puede ocurrir un aumento significativo de la actividad de agua porque la solubilidad de muchas sales incrementa significativamente con la temperatura, y la cantidad de sal utilizada puede ser insuficiente.

  3. Cuando la solución es introducida en el recipiente, esta debe cubrir completamente el fondo del mismo. No deben haber cristales que estén por encima de la capa líquida, la cual no debe ser de más de 1.5 a 2 mm de espesor. Ref 5



Isotermas de Adsorción

Las isotermas de adsorción de los tres tipos de café fueron determinadas a partir de la humedad inicial de los productos y construidas por el método isopiéstico. Este método es el más simple y comúnmente utilizado para la construcción de isotermas de adsorción.

Consiste en colocar una muestra de un peso conocido en un recipiente cerrado con una solución saturada, de actividad de agua conocida y mantenidos a temperatura constante. Luego se pesa la muestra periódicamente hasta que su peso se mantenga constante. El contenido de humedad de la muestra es determinado ya que se conoce el peso inicial y el final cuando se ha alcanzado el equilibrio. Se utilizaron frascos plásticos con tapa con diámetro de 9 centímetros y altura de 5 centímetros.

El primer paso para la construcción de las isotermas por este método es saturar las soluciones con agua destilada, llevarlas a la estufa a 32 ºC o a la refrigeradora a 14°C y estabilizarlas, tal como indica las figuras 2.1 y 2.2 respectivamente. Este proceso puede llevar de dos a cuatro días, dependiendo de la facilidad con que las soluciones saturadas se estabilicen.




Fig. 2.1 ISOTERMAS DE ADSORCIÓN A 32°C



FIG. 2.2 ISOTERMAS DE ADSORCIÓN A 14°C
Una vez que las soluciones están estabilizadas se colocan 2 g de muestra por duplicado, en un plato hecho de papel filtro y aluminio como soporte y son introducidas nuevamente en la estufa a 32 ºC.

Finalmente se va registrando la ganancia de humedad de las muestras tomando los pesos periódicamente, y cuando ya no se registra cambio alguno, significa que la muestra y la solución saturada han llegado al equilibrio y por lo tanto las dos tienen la misma humedad y la misma actividad de agua.

La ganancia de humedad de las muestras se transforma a humedad en base seca, y como la actividad de agua de la solución saturada es conocida, obtenemos el primer punto para graficarlo en la isoterma.

La fórmula para transformar el porcentaje de humedad en humedad en base seca es la siguiente:



donde:


MCDB = contenido de humedad en base seca

(% H2O) = contenido de humedad en base húmeda

Ref. 5
Este procedimiento es simultáneo entre todas las muestras de café liofilizado, atomizado y de pasar y de esta forma hallamos la relación de humedad y actividad de agua para los tres tipos de café.

La velocidad de obtención del equilibrio depende de:



  • Gradiente de actividad de agua

  • La cantidad, forma, tamaño, tipo de alimento.

  • Área superficial de la muestra.

  • Relación de áreas entre la muestra y el tamaño del envase. Ref 5

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