Conferencia dictada por Dra Noemi Zaritzky:Modelado matemático y simulación computacional de la transferencia de energía en el procesamiento de vegetales pre-cocidos congelados.

ZARITZKY NOEMI.

Mar del Plata

Congreso; Mesa Redonda: Modelado y Simulación Matemática en Tecnología de Alimentos. XVI CYTAL®- Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos; 2017

AATA Asociacion Argentina de Tecnologos Alimentarios

Modelado matemático y simulación computacional de la transferencia de energía en el procesamiento de vegetales pre-cocidos congelados. Conferencia dictada por la dra Noemi Zaritzky en la Mesa redonda: Modelado y Simulación Matemática en Tecnología de Alimentos. XVI CYTAL®- Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos, 18 al 20 de septiembre 2017. Mar del Plata, Argentina.Los vegetales son una fuente esencial de nutrientes en la ingesta diaria y pueden comercializarse como alimentos pre-cocidos congelados. Los repollitos de Bruselas (Brassica olareacea L. gemmifera DC) son vegetales de la familia de las crucíferas que contienen múltiples nutrientes con propiedades anti-cancerígenas. La simulación computacional aplicada a la transferencia de energía en alimentos constituye una herramienta fundamental para la optimización de procesos y el desarrollo de nuevas tecnologías. Para el adecuado almacenamiento de vegetales congelados es necesario previamente inactivar las enzimas responsables de su deterioro; generalmente las enzimas que deben inactivarse térmicamente son peroxidasa (POD) y lipoxigenasa (LOX). Con el propósito de establecer tiempos adecuados de pre-cocción a nivel industrial es necesario conocer la cinética de inactivación térmica enzimática y sus energías de activación. En esta disertación basada en trabajos realizados por nuestro grupo de investigación 1 se analizarán los resultados referentes a: i) la cinética de inactivación de las isoenzimas termolábiles y termo-resistentes de POD y LOX en Brassica oleracea; b) el acoplamiento de las cinéticas de inactivación a modelos numéricos de transferencia de energía en elementos finitos (FEM) que consideren la geometría irregular del vegetal, para simular computacionalmente la etapa de pre-cocción; c) el modelado y la simulación computacional de la transferencia de energía utilizando FEM, durante la congelación de estos vegetales. A través de determinaciones experimentales y regresiones no lineales se calcularon las constantes cinéticas de las fracciones termo-lábil y termo-resistente de POD y LOX y las correspondientes energías de activación. El proceso térmico se simuló resolviendo las ecuaciones diferenciales a derivadas parciales que representan la transferencia de energía en estado no estacionario. El vegetal fue asimilado a un sólido de revolución cuyo contorno irregular se obtuvo a través de imágenes digitales que fueron luego importadas al mallador. Se acoplaron al programa de simulación de transferencia de energía, las cinéticas bifásicas de inactivación térmica de ambas enzimas calculando a cada tiempo la actividad enzimática residual en todo el dominio del alimento. Se simuló además numéricamente el proceso de congelación considerando propiedades termofísicas variables con la temperatura. El calor específico del alimento se obtuvo utilizando Calorimetría Diferencial de Barrido. Los modelos numéricos se validaron con resultados experimentales de historias térmicas para las distintas etapas del proceso. Los vegetales fueron sometidos a procesos de calentamiento y posteriormente fueron introducidos en un túnel de congelación. Las historias térmicas dentro del producto durante las distintas etapas, fueron obtenidas mediante termocuplas conectadas a un equipo de adquisición de datos. Las predicciones numéricas concordaron satisfactoriamente con los resultados experimentales. El modelo validado experimentalmente se utilizó para optimizar la pre-cocción y la congelación del vegetal. La optimización del proceso de pre-cocción fue asociada a factores de calidad del vegetal congelado y almacenado