Cocción de productos cárneos: influencia del dominio de simulación

GOÑI, S. M.; SALVADORI, V. O.

Buenos Aires

Congreso; XI Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos; 2007

Los procesos térmicos han sido fundamentales, y son cada vez más importantes, en la determinación de la seguridad y la calidad de alimentos, en virtud que el mercado de productos cocidos y precocidos ha aumentado notablemente en los últimos años. En la producción de este tipo de alimentos están involucrados varios aspectos referidos a la inocuidad y la calidad global que determina la aceptabilidad del consumidor final. En particular, nos interesa estudiar aquellos relacionados con el proceso de cocción propiamente dicho, buscando relaciones simples entre tiempo de proceso y condiciones operativas. Una poderosa herramienta para el análisis, simulación, diseño y optimización de estos procesos es el modelado matemático. En este trabajo se simula la cocción de un corte de carne vacuna (músculo semitendinoso), en diferentes condiciones operativas, empleando el método de elementos finitos, en un software comercial (COMSOL Multiphysics). El objetivo principal del trabajo es analizar la influencia de la elección del dominio de simulación en los resultados de la simulación misma. Las opciones utilizadas en este trabajo son: dominios regulares bidimensionales (elipses) y tridimensionales (elipsoides) generados en el entorno de dibujo de COMSOL a partir de algunas dimensiones de una muestra real; y dominios irregulares bidimensionales y tridimensionales, obtenidos a partir de muestras reales mediante procedimientos de visión computacional y procesamiento de imágenes. Una vez generados los diferentes dominios de simulación, se realizan las simulaciones numéricas, para lo cual es necesario previamente determinar de bibliografía o experimentalmente todas las variables físicas necesarias para desarrollar un modelo matemático completo que describa adecuadamente la distribución espacio-temporal de temperatura y contenido de agua (entre otras temperatura inicial, temperatura del medio externo, contenido inicial de agua, conductividad térmica, densidad, calor específico, coeficiente efectivo de difusión, coeficientes de transferencia de calor y materia, etc.). Además se realizaron diversas pruebas experimentales de cocción en un horno eléctrico convectivo para establecer la adecuación del modelo matemático y para validar los resultados numéricos obtenidos para cada geometría utilizada. Los resultados obtenidos indican la importancia de una correcta representación geométrica de la pieza de carne a modelar, especialmente cuando se trabaja con cortes de forma irregular. Asimismo, los resultados nos permiten resaltar las bondades de la metodología de procesamiento de imágenes asociada a visión computacional, para obtener representaciones geométricas de alta fidelidad respecto de la muestra real.