Modelación matemática 1-D de fenómenos difusivos en coordenadas esféricas

GONZÁLES PACHECO JUAN IGNACIO; MALDONADO, MARIELA B.

Mendoza

Encuentro; Undécimo segunda edición del Encuentro de Investigadores y Docentes de Ingeniería, EnIDI 2023; 2023

UTN

El estudio se centra en la cuantificación de los fenómenos difusivos en 1-D de eritrosina y rojo de gardenia, respectivamente, a 119 ppm y diferentes temperaturas (40, 50 y 60°C) en cerezas, mediante el cálculo de coeficientes efectivos de difusión y resolución numérica correspondiente a una frontera de Robin, en coordenadas esféricas, utilizando un modelo matemático basado en la segunda ley de Fick. Los parámetros del espacio de color CIELAB se midieron por triplicado, con colorímetro Konica Minolta CR-400, iluminante D65, en aproximadamente 5 kilogramos de cerezas calibradas, deshuesadas y desulfitadas durante 24 h, mediante inmersión en baños de agua, previo al proceso de candeado. El muestreo de cerezas se realizó a diferentes frecuencias extrayendo aleatoriamente dos cerezas de diferentes partes del recipiente para disponer la sección transversal y medir los parámetros del espacio de color. Adicionalmente, se obtuvo una correlación para vincular los cambios en el parámetro de “tendencia al rojo a*” con la concentración actual de colorante, y así calcular coeficientes de difusión en piel y pulpa, ajustando un modelo de difusión de esfera hueca con doble frontera de difusión a valores experimentales. Se utilizó la prueba HSD de Tukey-Kramer, así como la prueba de Scheffe, con un nivel de significancia de 0.05, utilizando el software IBM® SPSS® (V22.0, IBM Corp., NY, EE. UU.) para determinar la diferencia estadística en la media de los coeficientes, así como MATLAB® R2017a (V9.2, The MathWorks Inc., MA, EE. UU.) para obtener los perfiles de concentración, mediante resolución numérica con condición de frontera de Robin.Se observó una diferencia significativa en los coeficientes de difusión para gardenia roja (p0.05), indicando que la difusión de rojo gardenia entre temperaturas podría ser diferencial, así como coeficientes superiores a mayor temperatura, evidenciando su poder acelerador de la difusión. Los coeficientes efectivos para ambos colorantes en piel de cereza fueron entre 1 y 2 órdenes de magnitud inferiores comparados con los de pulpa, probablemente debido al efecto barrera proporcionado por la epidermis de la matriz. Así mismo, los perfiles de concentración evidenciaron frontera de difusión doble.