Evaluación de la eficiencia de secado y calidad del producto elaborado en tres sistemas de transformación primaria de yerba mate

Abstract

Los sistemas de secado que más se utilizan en el procesamiento de la yerba mate son el secadero Barbacuá (SB), a Cintas (SC) y Rotativo (SR). Estos se caracterizan por tener una amplia variabilidad, en cuanto a la estructura, los sistemas de secado que utilizan, la forma de operarlos, la temperatura del aire y/o el tiempo de residencia. Las distintas condiciones operativas de cada sistema, llevaron a plantear si las propiedades fisicoquímicas y parámetros de calidad microbiológicos se ven afectados de diferente manera según el tipo de secado al que fue sometida la yerba mate, como así también la eficiencia de cada sistema. El objetivo fue caracterizar y comparar los tres sistemas de secado de yerba mate desde el punto de vista de la eficiencia energética y calidad del producto elaborado. El trabajo se llevó a cabo en seis secaderos de yerba mate, dos de cada tipo, los cuales fueron seleccionados de la zona centro-sur de la provincia de Misiones. En cada establecimiento, por un lado se tomaron muestras de Hoja verde (en planchada) y Yerba mate canchada (sin estacionar), para los análisis microbiológicos (bacterias, hongos y levaduras). Por otro lado se tomaron muestras de yerba mate canchada (sin estacionar) y se definió una hoja verde de referencia, la que fue inactivada enzimáticamente por un tratamiento con microondas. A ambas muestras se le realizaron los siguientes análisis fisicoquímicos: humedad, pH, color, cenizas totales, extracto acuoso, polifenoles totales y cafeína. Para evaluar la eficiencia de cada secadero, se determinaron variables requeridas para la realización de balances de masa y energía en las entradas y salidas de los equipos, en estado estacionario. La eficiencia y la distribución energética de cada secadero se calcularon en relación a la energía calórica que ingresaba al sistema. La eficiencia se describió como la relación entre las kilocalorías requeridas para evaporar el agua contenida en un sólido y las kilocalorías reales entregadas al sistema durante la operación de secado. Los resultados se compararon con datos de sistemas eficientes obtenidos de la bibliografía. Los diferentes procesos de secado influyeron de algún modo en la mayoría de los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos analizado. En los tres tipos de secado, se observó la disminución de la carga microbiana (bacterias, hongos y levaduras) luego del tratamiento térmico. En los parámetros de color “a” y el matiz, registraron diferencias significativas entre HV, mientras que los restantes parámetros color L, b, Ip y chroma, no presentaron diferencias significativas entre los tres tratamientos de secado y tampoco respecto al control HV. El extracto acuoso tampoco, presentó diferencias significativas en los tres tipos de secado respecto al control HV. En los tres métodos de procesamiento se observó la reducción estadísticamente significativa de la concentración de cafeína respecto al control (HV). Mientras que el contenido de polifenoles totales, tuvo una disminución significativa en los sistemas SC y SR respecto al control HV. En tanto que el sistema SB no afectó significativamente el contenido de polifenoles presentes en la HV. En el contenido de cenizas totales y el pH, si bien no variaron respecto a HV, cuando se compararon los tres sistemas de secado entre sí, el SR generó valores más elevados. Se determinaron los siguientes valores de eficiencia térmica, SR (30,5%), SC (25,3%) y los SB (14,7%), los que resultan ser bajos comparados con la bibliografía.

The drying systems that are most used in the processing of yerba mate are the Barbacuá (SB), Cintas (SC) and Rotativo (SR) dryer. These are characterized by having a wide variability, in terms of the structure, the drying systems they use, the way of operating them, the air temperature and / or the residence time. The different operating conditions of each system led to the question whether the physicochemical properties and microbiological quality parameters are affected differently according to the type of drying to which the yerba mate was subjected, as well as the efficiency of each system. The objective was to characterize and compare the three yerba mate drying systems from the point of view of energy efficiency and quality of the finished product. The work was carried out in six driers of yerba mate, two of each type, which were selected from the south-central zone of the province of Misiones. In each establishment, on the one hand samples were taken of green leaf (in planchado) and matured yerba mate (without aging), for microbiological analyzes (bacteria, fungi and yeast). On the other hand samples of matured yerba mate (without aging) were taken and a green reference sheet was defined, which was inactivated enzymatically by a microwave treatment. The following physicochemical analyzes were carried out on both samples: humidity, pH, color, total ash, aqueous extract, total polyphenols and caffeine. To evaluate the efficiency of each dryer, variables required for the realization of mass and energy balances in the entrances and exits of the solid equipment and gases, in steady state, were determined. The efficiency and energy distribution of each dryer were calculated in relation to the caloric energy that entered the system. The efficiency was described as the amount of water evaporated in relation to the heat contributed to the system. The results were compared with data from efficient systems obtained from the literature. The different drying processes influenced in some way the majority of the physicochemical and microbiological parameters analyzed. In the three types of drying, the decrease of the microbial load (bacteria, fungi and yeast) was observed after the thermal treatment. In the parameters of color "a" and shade, they registered significant differences between HV, while the remaining parameters color L, color b, Ip and chroma, did not present significant differences between the three treatments of drying nor with respect to the HV control. The aqueous extract did not show significant differences in the three types of drying with respect to the HV control. In the three processing methods, the statistically significant reduction in caffeine concentration was observed with respect to control (HV). While the content of total polyphenols, had a significant decrease in the SC and SR systems with respect to the HV control. While the SB system did not significantly affect the content of polyphenols present in the HV. In the content of total ash and pH, although they did not vary with respect to HV, when the three drying systems were compared with each other, the SR generated higher values. The following thermal efficiency values were determined: SR (30.5%), SC (25.3%) and SB (14.7%), which are low compared to the literature.