Determinación de propiedades dieléctricas de alimentos osmo deshidratados empleando simulación numérica

ARBALLO J.R; A. BAVA; CAMPAÑONE, L.A.; MASCHERONI R.H

Congreso; Cytal 2015; 2015

AATA

Durante el procesamiento empleando microondas, uno de los parámetros de mayor relevancia para el cálculo de la pérdida de peso y los perfiles de temperatura de los alimentos son las propiedades dieléctricas. En literatura se puede encontrar valores experimentales y correlaciones en función de la temperatura y composición (en ciertos productos) para determinados rangos de temperatura, principalmente para muestras frescas. Pocos trabajos presentan la dependencia de la propiedades con la humedad, más aún, en ninguno de ellos se analiza el efecto de un pre-tratamiento de deshidratación osmótica, con la incorporación de solutos y posteriormente la pérdida de humedad con el uso de microondas en las propiedades dieléctricas. En nuestro laboratorio, se desarrolló un sistema de microondas, para el calentamiento controlado de muestras deshidratadas. El mismo consiste en un sistema cerrado de guías de onda, el cual es alimentado por un generador (magnetrón). La señal que ingresa al sistema es dividida en dos partes equivalentes y coherentes, estas se conducen hacia la zona de medida a través de codos e impactan sobre la muestra (en la zona de medida) en ambas caras. Además de este horno prototipo, se empleó un horno comercial para el calentamiento de muestras. Durante los experimentos, se registraron las temperaturas en diferentes posiciones internas de las muestras a través de sensores ópticos. Además, un modelo matemático 3D fue desarrollado; el mismo resuelve en forma acoplada los balances microscópicos de energía fuera y dentro de la muestra durante el calentamiento con microondas. El modelo también resuelve las distribuciones de campo electromagnético tanto externo e interno de la muestra a través de la resolución de las ecuaciones de Maxwell. Estas distribuciones determinan los patrones de aumento de temperatura en el interior de la muestra. Este modelo matemático completo fue empleado para simular los datos experimentales obtenidos en nuestro laboratorio. Las predicciones numéricas se contrastaron con los datos experimentales y para cada historia térmica se calcularon las desviaciones estándar. Las propiedades dieléctricas (permitividad y factor de pérdida) que minimizaron una función error son consideradas como válidas (técnica inversa). Los resultados obtenidos se validaron con datos de propiedades de puré de papas y peras osmo deshidratadas presentando un buen grado de ajuste.