Modelado y simulacion de la descongelación y el calentamiento de alimentos mediante microondas

CAMPAÑONE, L.A.; ZARITZKY, N.E.

Mar del Plata

Congreso; X Congreso CYTAL. Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos AATA; 2005

Asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios

La congelación es un método muy difundido y eficiente para la conservación de alimentos. Los procesos de descongelación empleados habitualmente en la industria son muy lentos. El empleo de las microondas durante la descongelación acelera el proceso debido a su capacidad de generar energía dentro del producto por interacción de la radiación con las moléculas de agua. Con el descenso del tiempo de proceso se reduce el crecimiento microbiano, el deterioro y la excesiva pérdida de agua causada por exudado. Sin embargo, existen algunos problemas asociados a la distribución de la temperatura dentro del producto, generados por la absorción preferencial de la energía electromagnética por parte del agua líquida, debido a las diferencias entre sus propiedades dieléctricas y las correspondientes al hielo. Durante la descongelación puede ocurrir que mientras el hielo aun permanezca en algunas zonas, el agua líquida se evapore y el producto se seque en otras. Con el fin de caracterizar la distribución de temperatura dentro de los alimentos, se resolvieron los balances de energía y materia acoplados, teniendo en cuenta la absorción de energía electromagnética y las propiedades térmicas y electromagnéticas variables con la temperatura. Ambos balances constituyen ecuaciones diferenciales acopladas no lineales, sin solución analítica, por lo tanto, se abordó la temática desde un punto de vista numérico. Para la resolución de las ecuaciones, en este trabajo se implementó el Método de Diferencias Finitas Implícito de Crank-Nicolson. Diferencias Finitas se aplica fácilmente a productos con geometría regular en transferencia de energía uni, bi y tridimensional. Para describir el comportamiento de las microondas durante la descongelación y calentamiento de los productos se empleó la ley de Lambert, la cual predice un decaimiento exponencial de la absorción de las microondas. Las predicciones numéricas se validaron con datos experimentales obtenidos en nuestro laboratorio y datos experimentales presentados en literatura. Palabras clave: descongelación, calentamiento, microondas, modelado matemático.