MODELADO DEL PROCESO DE REFRIGERACIÓN DE ALIMENTOS DE GEOMETRÍA IRREGULAR.

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

San Rafael, Mendoza

Congreso; CONGRESO LATINOAMERICANO DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS -CLICAP 2009; 2009

Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria • Universidad Nacional de Cuyo

El proceso de refrigeración de alimentos de geometría irregular fue modelado resolviendo numéricamente la ecuación diferencial de transferencia de energía, con propiedades termofísicas constantes utilizando el método de elementos finitos. El método de los elementos finitos es especialmente útil para este tipo de problemas donde los objetos sólidos no pueden asimilarse a geometrías sencillas como paralelepípedos, placa plana, esferas o cilindros. El programa fue aplicado al proceso de refrigeración de empanadas, ya que una empresa productora local se hallaba interesada en optimizar los tiempos de enfriamiento previo a la congelación. Si bien existen paquetes comerciales de simulación en elementos finitos el trabajo consistió en desarrollar un código propio que permita acoplar otras subrutinas de cálculo. Para obtener la geometría real del producto se realizaron prototipos en parafina, los cuales fueron luego utilizados para la representación espacial tridimensional del objeto a modelar a través del software Solidworks. Estos archivos fueron luego importados a un programa generador de mallas con elementos tetraédricos para obtener la discretización espacial del producto. El mallado requirió de la implementación de subrutinas de pre-procesamiento para compatibilizarla con el programa principal. El programa principal y las subrutinas de pre-procesamiento fueron codificadas en Matlab 6.5 en un código abierto. El coeficiente de transferencia calórico del sistema se determinó utilizando un cuerpo de acrílico de forma idéntica al producto a refrigerar con  propiedades termofísicas conocidas. El programa se validó mediante experimentos realizados en un túnel piloto el cual permite obtener condiciones operativas similares a las de la industria, y en el cual se utilizaron productos similares a las comerciales (empanada con relleno cárnico). Los perfiles de temperatura predichos numéricamente con el programa desarrollado fueron comparados con los obtenidos en forma experimental mediante termocuplas conectadas a un adquisidor, durante el proceso de  refrigeración. El modelo permite conocer la temperatura en cualquier punto del alimento así como su valor  medio en el dominio de cálculo, y el punto más caliente del sistema. Los resultados obtenidos permitieron predecir las condiciones óptimas del proceso así como los tiempos mínimos necesarios de refrigeración previo a la etapa de congelación.