Confronto tra differenti metodi per la stima del coefficiente di diffusione nella frutta durante la disidratazione

Molti processi alimentari coinvolgono il trasferimento di massa per diffusione, con particolare riferimento alla diffusione dell’umidità, i cui meccanismi possono essere studiati tramite la definizione di modelli numerici affidabili. Questo richiede la valutazione dei parametri fisici presenti nelle equazioni che governano il fenomeno diffusivo, vale a dire la prima e la seconda legge di Fick e, di conseguenza, il parametro da definire, caratteristico del materiale, è il coefficiente di diffusione. In tale ottica, l’obiettivo del presente lavoro è stato quello di determinare il coefficiente di diffusione in un prodotto quale la frutta disidratata, attraverso le misurazioni dei profili di umidità, effettuate per tre differenti temperature di disidratazione. Sono stati utilizzati due differenti metodi: il metodo classico, definito dello slope, ed un metodo innovativo basato sull’inversione di un modello numerico ad elementi finiti. Considerando i dati ottenuti tramite il metodo dello slope è possibile affermare che, a parità di temperatura e di tipologia di frutta, i valori dei coefficienti di diffusione relativi alla disidratazione in termobilancia sono sostanzialmente più elevati di quelli relativi alla disidratazione in essiccatore. Ciò è probabilmente dovuto al fatto che in termobilancia, a causa dell’effetto dell’irraggiamento provocato dalla lampada ad infrarossi, i campioni raggiungono temperature superiori. Al fine di confrontare i dati ottenuti tramite le diverse tecniche, sono stati calcolati i valori medi di D utilizzando il metodo inverso per disidratazioni a 50, 60 e 70°C (9.72E-11, 1.59E-10 e 2.63E-10 m2s-1 per la mela e 5.25E-11, 7.23E-11 e 9.98 E-11 m2s-1 per la banana). Tali valori sono comparabili a quelli ottenuti con il metodo dello slope (essiccatore) e risultano essere in accordo con quelli riportati in letteratura per temperature di essiccazione simili.