CIDCA   05380
CENTRO DE INVESTIGACION Y DESARROLLO EN CRIOTECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
SIMULACIÓN NUMÉRICA DEL PROCESO INDUSTRIAL DE CONGELACIÓN DE ALIMENTOS DE ORIGEN MARINO UTILIZANDO EL METODO DE ELEMENTOS FINITOS
Autor/es:
M.V. SANTOS; J. DIMA; A. CALIFANO; P. BARON; N ZARITZKY
Lugar:
Rosario
Reunión:
Congreso; CONGRESO ARGENTINO DE CIENCIA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS XIV; 2013
Institución organizadora:
AATA
Resumen:
Globalmente la producción de cangrejos alcanza
valores de exportación de 300.000ton
por 2 billones de dólares. En la Argentina la explotación de cangrejos constituye
una actividad industrial incipiente. Las especies como Ovalipes trimaculatus y Danielethus patagonicus son consideradas
de alto valor pesquero y presentan un fuerte potencial para su exportación y
comercialización en el mercado interno. Una de
las principales maneras en que pueden ser comercializados es como productos
congelados. Por esta razón es importante conocer los tiempos de proceso, en
particular se estudió la congelación de sistemas complejos tales como pulpa de cangrejo cocida envasada en películas plásticas al vacío y pinzas de cangrejo cocida
que incluyen la lámina calcárea. Estos productos además de
su geometría irregular presentan composición heterogénea multicapa (constituida
por diversos materiales en serie). La simulación numérica del proceso de congelación
permite estudiar el efecto de los parámetros principales; como la temperatura y
velocidad del aire refrigerante, temperatura inicial del producto, etc., en los
tiempos de proceso. El método de los elementos finitos la técnica numérica más
útil para simular geometrías irregulares. Simular numéricamente el proceso de transferencia de energía con cambio
de fase, como es el caso de la congelación implica resolver un problema
matemático fuertemente no lineal dado que las propiedades termofísicas del alimento
intervinientes en la ecuación diferencial (conductividad térmica, calor
específico y densidad) son función de la temperatura. Se analizó la congelación de carne de cangrejo cocida envasada al vacío en películas plásticas utilizando
la formulación Entálpica y de Kirchhoff. En el caso de las pinzas de cangrejo cocida
que incluyen la capa externa calcárea se utilizó el calor específico
aparente, que incluye el cambio de fase, mediante la suma de las funciones
Heaviside y Gaussiana, lo cual genera una función más suave en todo el rango de
temperaturas especialmente en la zona de cambio de fase, evitando
inestabilidades en la resolución numérica.
Los objetivos del trabajo son: 1) determinar tiempos de congelación de
pulpa y pinzas de cangrejo cocidas mediante la simulación numérica con
elementos finitos y 2) validar los modelos con experimentos de congelación en
túnel a escala industrial. Se congelaron
muestras de los productos en túnel registrando las historias térmicas tanto en
el producto como en el aire refrigerante. El contorno irregular del objeto se
obtuvo mediante imágenes digitales. Se simuló numéricamente la temperatura en
función del tiempo en todo el producto, especialmente en el punto más caliente.
Se consideró el proceso de transferencia de energía conductivo en el producto y
los coeficientes de transferencia de calor adecuados según la interfase
considerada (contacto producto-placa metálica e interfase producto-aire). Las
predicciones concordaron satisfactoriamente con resultados experimentales
permitiendo determinar adecuadamente los tiempos de congelación. A partir de
los resultados obtenidos se cuentan con las herramientas necesarias para
aplicar la tecnología de congelación a productos marinos que presentan un alto
potencial tanto para su exportación como comercialización en la región.