Predicción de la temperatura de congelación de soluciones refrigerantes multicomponentes

TELLO ALONSO, H. A.; PERALTA, J. M.; RUBIOLO, A. C.; ZORRILLA, S. E.

Concordia, Entre Ríos, Argentina

Congreso; XII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos (CYTAL); 2009

Asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios (AATA)

La temperatura de congelación es una de las propiedades críticas que se requiere para completar la formulación matemática asociada a los fenómenos de transporte involucrados en el proceso de enfriamiento y/o congelación de alimentos por inmersión en soluciones concentradas. A medida que aumenta el número de componentes en la solución concentrada refrigerante, los datos experimentales y las predicciones teóricas de la temperatura de congelación son más escasos en la bibliografía. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue implementar y validar un modelo teórico para la predicción de las temperaturas de congelación de mezclas líquidas ternarias. Se usó el modelo UNIQUAC (UNIversal QUAsi-Chemical) extendido desarrollado en nuestro grupo de investigación basado en el cálculo de energías libres de Gibbs de exceso. Este modelo sólo contiene tres tipos de parámetros. Dos son fijos y dependientes de la naturaleza de cada especie química y el tercero, denominado parámetro de energía de interacción binaria, se asocia a cada par de especies, depende de la temperatura y es ajustable experimentalmente. Esto permite que el modelo pueda ser usado en cualquier sistema multicomponente si se conocen dichos parámetros. Para validar el modelo, se usaron datos experimentales disponibles en la bibliografía para los sistemas NaCl-KCl-H2O y NaCl-CaCl2-H2O en un amplio rango de concentraciones. Cabe aclarar que estas mezclas fueron seleccionadas dado que tienen aplicación potencial en la industria de los alimentos. Los resultados obtenidos fueron satisfactorios, obteniéndose una desviación máxima absoluta entre los valores teóricos y los experimentales de 0.61 ºC sobre 101 datos experimentales para el sistema NaCl-KCl-H2O y 0.82 ºC sobre 174 datos experimentales para el sistema NaCl-CaCl2-H2O. El modelo de UNIQUAC extendido resulta adecuado para la predicción de temperaturas de congelación en sistemas multicomponentes. El mismo puede ser usado para explorar diferentes situaciones en las que actualmente se carece de datos experimentales y teóricos.