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El objetivo de este trabajo fue evaluar experimentalmente la cocción de masa libre de gluten mediante un sistema óhmico, y realizar un modelo matemático simple del sistema. Durante el calentamiento óhmico la corriente eléctrica que pasa por el alimento permite un calentamiento más uniforme que el obtenido durante el horneado tradicional. En los experimentos se usó una celda de calentamiento de acrílico de 9 cm de ancho y 10 cm de alto, con electrodos paralelos de acero inoxidable con 9 cm se separación. El producto se formuló a partir de una premezcla comercial libre de gluten (Molinos Rio de la Plata, Argentina), leche y huevo. La masa batida obtenida se dispuso en la celda óhmica hasta una altura inicial de aprox. 1.5 cm (124 g). La cocción de la muestra se realizó usando corriente alterna a 50 Hz (red domiciliaria), con un reóstato para regular la diferencia de potencial (de 0 a 180 V en 1 minuto y luego constante). Durante los experimentos, se registraron datos de corriente y voltaje, temperatura en un punto intermedio de la muestra y temperatura superficial, y evolución de la altura. Al final de la cocción se determinaron diferentes aspectos tecnológicos y de calidad (pérdida de peso, densidad, textura, eficiencia energética, etc.). Como control, se realizó la cocción en horno eléctrico a 180 ºC, usando un recipiente de similares dimensiones a la celda óhmica, de manera de obtener una altura y masa inicial equivalente.Para el modelo matemático del sistema, se consideró dentro del alimento la distribución de campo eléctrico y corrientes, y la transferencia de energía por conducción. Adicionalmente, dada la gran variación de tamaño del sistema durante el calentamiento, se agregó un modelo de deformación de malla. El balance de energía y de conservación de corriente están acopladas debido al calentamiento Joule, el cual depende de la conductividad eléctrica de la muestra, y a su vez esta depende de la temperatura. En el balance de energía, se usaron condiciones de contorno de pérdidas de energía hacia el ambiente. A partir de la evolución de la altura experimental se obtuvo una ecuación simple de la altura promedio vs. tiempo de horneado, la cual fue usada para imponer una velocidad en la superficie superior de la geometría del modelo. Similarmente, la conductividad eléctrica estimada a partir de los resultados experimentales se incorporó al modelo. El modelo fue implementado en un software comercial de elementos finitos. En el horneado óhmico, el interior de la muestra se cocinó completamente (T95 °C) a los 4.5 minutos de proceso, sin embargo, las regiones superficiales aun no llegaron a la temperatura necesaria, debido a que el aire ambiente y el recipiente están más fríos y retardan el calentamiento; por lo tanto, el horneado se continuó hasta 10 minutos, obteniéndose una pérdida de peso de 4.9%. En el horneado convencional, el calentamiento es exactamente opuesto, desde la superficie hacia el interior, y se realizó durante 15 minutos, con una pérdida de peso de 5.1%. Debido a los leudantes químicos, la muestra experimenta una gran expansión de volumen; durante el calentamiento óhmico la muestra pasó de la altura inicial de 1.5 cm a aprox. 7 cm en promedio, mientras que en el horneado tradicional llegó a una altura promedio de 4.1 cm. Para el horneado óhmico la densidad final fue de 197 kg/m3, mientras que en el tradicional fue 334 kg/m3. Al no usar aire caliente, no se forma una corteza superficial deshidratada, por lo cual el desarrollo y expansión del producto se ve favorecido, generando migas menos densas y más livianas. En cuanto a la textura, no se encontraron diferencias significativas. Sin considerar la celda (la cual también se calienta) y las pérdidas hacia el ambiente, la eficiencia energética fue 56%, mientras que para el horneado tradicional fue menor a 6% (sin embargo, pueden colocarse más muestras en el horno, lo cual incrementa la eficiencia). Dada la relativa simplicidad del modelo matemático, el mismo puede resolverse en menos de 4 minutos (computadora Intel i7-7700 3.6 GHz, 16 GM RAM), usando una malla relativamente gruesa de elementos cúbicos (1296). Respecto del horneado tradicional, los resultados obtenidos indican claramente que la tecnología de calentamiento óhmico permite obtener tiempos de cocción y pérdidas de peso menores, mayor eficiencia energética, y parámetros de calidad aceptables. Como trabajo futuro, se mejorará la instrumentación del equipamiento la medición de parámetros de calidad y tecnológicos, y se incorporará al modelo los balances de materia necesarios para incorporar la pérdida de peso.

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