ESTUDIO NUMÉRICO Y EXPERIMENTAL DEL CALENTAMIENTO CONTROLADO DE ALIMENTOS EMPLEANDO MICROONDAS

BONFIGLI, A.; CAMPAÑONE LAURA A.; A. BAVA; MASCHERONI R.H

Congreso; VI Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2010

La aplicación de técnicas de calentamiento empleando microondas en alimentos ha ido creciendo en la última década. En este contexto, existe la necesidad de entender y describir la interacción entre la radiación y los alimentos con la finalidad de producir una mejor eficiencia en el proceso. Existe evidencia de la aparición de puntos fríos y calientes en el interior de los productos cuando son sometidos a radiaciones electromagnéticas. Esta falta de uniformidad en los perfiles internos de temperatura constituye un obstáculo para su implementación a nivel industrial. Con el fin de mejorar la propagación térmica dentro de los alimentos, experimentalmente se puede implementar un sistema en el cual variando las fases entre dos ondas incidentes en caras opuestas del producto, modifiquen los patrones desarrollados. A fin de entender mejor los procesos anteriormente mencionados, este trabajo presenta un horno experimental de laboratorio, en el cual dos señales mutuamente excluyentes inciden en caras opuestas del producto a calentar. El horno consiste en un sistema de guías de onda funcionando en el modo dominante TE10 a una frecuencia de trabajo de 2,45 GHz. La señal se origina en un magnetrón y luego se fracciona en dos ramas a través de un divisor de potencia, para permitir la incidencia de señal en ambas caras del material a ensayar. Los ensayos experimentales se efectuaron sobre probetas colocadas en el interior de la guía de onda. A su vez se desarrolló un modelo matemático que resuelve el balance microscópico de energía, teniendo en cuenta la interacción radiación-producto a través de las ecuaciones de Maxwell. El producto se consideró tridimensional y las propiedades térmicas y electromagnéticas como función de la temperatura interna. El modelo fue resuelto por un método numérico debido a que las ecuaciones diferenciales son no lineales y altamente acopladas. Se seleccionó el método de elementos finitos empleando un software comercial COMSOL Multiphysics 3.4. En este trabajo se comparan resultados experimentales obtenidos en nuestro laboratorio con los predichos por el modelo numérico. La validación fue exitosa para muestras líquidas y para semisólidas.