INTEC   05402
INSTITUTO DE DESARROLLO TECNOLOGICO PARA LA INDUSTRIA QUIMICA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Modelado de la transferencia de energía y materia en la congelación de alimentos por hidrofluidización
Autor/es:
PERALTA, J. M.; RUBIOLO, A. C.; ZORRILLA, S. E.
Lugar:
Concordia, Entre Ríos, Argentina
Reunión:
Congreso; XII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos (CYTAL); 2009
Institución organizadora:
Asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios (AATA)
Resumen:
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La hidrofluidización es un método que permite
refrigerar y/o congelar alimentos. En este sistema se bombea el líquido
refrigerante en dirección ascendente a través de orificios o boquillas hacia un
recipiente generando chorros de líquido. De esta forma se obtiene un medio
altamente turbulento en contacto directo con los productos alimenticios, además
de altos coeficientes de transferencia superficiales. El objetivo del presente
estudio fue desarrollar y validar experimentalmente un modelo matemático para
estimar las transferencias de energía y materia entre el alimento y el medio
refrigerante líquido en un sistema de hidrofluidización teniendo en cuenta el
campo de flujo existente en el refrigerante. Para modelar las transferencias de
energía y materia en el interior de alimento se utilizó y adaptó el modelo
planteado por Zorrilla y Rubiolo [J Food Eng 66 (2005): 329] para sistemas de
congelación de alimentos por inmersión. Las transferencias en el seno del
refrigerante y los campos de flujo fueron modelados mediante la dinámica de
fluidos computacional. La conexión de los modelos descriptos anteriormente se
efectuó mediante el uso del coeficiente de transferencia de energía superficial
(hc) en función de la
posición sobre la superficie del alimento. Se consideró una porción cilíndrica
del dominio del refrigerante utilizando una malla compuesta por tetraedros y
varias capas de prismas sobre la superficie de la esfera. Las simulaciones se
realizaron usando esferas de papa estáticas de 2 cm de diámetro ubicadas
colinealmente sobre un orificio de 3
mm de diámetro generador de un único jet. Se usó como
refrigerante una solución de NaCl-agua al 23,1%. Se usaron distintas
condiciones de temperatura (-10 y -15ºC),
caudal (1 y 3 L
min-1) y separación entre la esfera y el orificio (1 y 5 cm). El modelo se validó con
datos experimentales de ganancia global de NaCl y de temperatura en el centro
geométrico de las esferas para diferentes tiempos. Estos datos fueron obtenidos
usando un equipo de hidrofluidización diseñado y construido en nuestro grupo de
investigación. Los valores teóricos tuvieron un buen ajuste a los datos
experimentales de temperatura central y concentración global de NaCl para todas
las condiciones estudiadas. El modelado del campo de flujo permitió predecir
los cambios en las transferencias de energía y materia superficiales para las
condiciones estudiadas. A partir de estos resultados, se concluyó que el modelo
desarrollado puede ser usado para configuraciones de alimentos estáticos en los
procesos de hidrofluidización.