SIMULACIÓN NUMÉRICA DE PROBLEMAS DE TRANSFERENCIA DE ENERGÍA EN EL PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS

M. V. SANTOS; V. VAMPA; A. CALIFANO; N. ZARITZKY

Buenos Aires, Argentina

Congreso; World Congress & Exhibition ENGINEERING 2010; 2010

Unión Argentina de Asociaciones de Ingenieros (UADI), Centro Argentino de Ingenieros (CAI) y WFEO (World Federation of Engineering Organizations)

La industria agroalimentaria requiere la utilización de técnicas innovadoras basadas en simulaciones numéricas, a los efectos de predecir tiempos de proceso en alimentos sometidos a operaciones de transferencia de energía tales como congelación,  tratamiento térmicos, etc. El modelado matemático de estos problemas en estado no estacionario, implica resolver ecuaciones diferenciales a derivadas parciales, y en los casos más complejos, resolver sistemas de geometría irregular y con propiedades termo-físicas variables. Uno de los objetivos dentro de la industria de pre-elaborados cárnicos es lograr la inocuidad del producto final, afectando lo menos posible la calidad. Entre las problemáticas de las plantas elaboradoras de embutidos se encuentra el insuficiente tratamiento térmico de los productos. Se simularon problemas de procesamiento térmico de embutidos para encontrar tiempos mínimos de calentamiento que aseguren la inocuidad del producto acoplando la cinética de inactivación de E. coli O157:H7 y considerando temperaturas variables de fluido calefactor en función de la carga de producto en el batch. Por otra parte, con respecto a la innovadora tecnología BOT (“Bake Off Technologies”) de productos panificados congelados donde se centraliza la producción, para su posterior distribución a los establecimientos de venta, se abordó la simulación numérica de la congelación de productos de geometría irregular tridimensional. Este problema matemático es altamente no-lineal e involucra el cambio de fase con una fuerte variación de las propiedades termo-físicas con la temperatura. Se utilizó para la solución un cambio de variables en  la ecuación diferencial de transferencia de energía; este método resultó estable y convergente. Los modelos numéricos desarrollados aplicando el método de los elementos finitos, constituyen una herramienta útil para el sector productivo ya que permiten establecer tiempos de proceso en equipos continuos o en sistemas batch.