Modelado de la transferencia de calor dentro de un reactor para tratamiento de alimentos a pequeña escala

ALEJANDRO LESPINARD; CARLOS A. SCHVEZOV; MARIO ROBERTO ROSENBERGER

Santa Fe

Congreso; RAFA 2019; 2019

En la produccion artesanal de alimentos se utilizan, por lo general, cubas o tanques calefaccionados de peque~nas dimensiones para efectuar los procesos termicos de pasteurizacion o esterilizacion, necesarios para extender la vida util de los mismos. Particularmente la pasteurizacion de leche a peque~na escala se lleva a cabo en los equipos antes mencionados, manteniendo la temperatura del producto a 72 oC durante 15 a 20 segundos, lo que permite la reduccion de la carga microbiana del alimento y la eliminacion de microorganismos patogenos. Este trabajo tiene por objetivo evaluar la uido-dinamica y distribucion de temperaturas que se desarrollan en un pasteurizador cilndrico conteniendo agua sometido a calefaccion mediante resistencias electricas. Para ello se modelizaran numericamente dos casos, uno de conveccion natural y otro de circulacion forzada mediante agitacion por reujo. Entre ambos casos se compara el tiempo en alcanzar una temperatura estacionaria y la homogeneidad de las mismas, considerando la maxima diferencia de temperatura e identicando ademas las zonas estancas y cortocircuitos del proceso. Se considero un regimen laminar y se trabajo con un rango de temperaturas de laresistencia entre 63 oC y 82 oC, y en el caso de circulacion forzada un caudal de reujo de hasta 10 lit/min. La simulacion se realizo empleando el Metodo Volumenes Finitos (MVF) utilizando el software OpenFOAM, considerando efectos de otacion y asumiendo el  uido con las propiedades del agua en funcion de la temperatura. Los resultados del modelo fueron validados experimentalmente en forma satisfactoria.