Determinación del coeficiente convectivo de transferencia de calor en el proceso de escaldado de mora castilla (rubus glaucus benth) por el método de elementos finitos

Determinación del coeficiente convectivo de transferencia de calor en el proceso de escaldado de mora castilla (rubus glaucus benth) por el método de elementos finitos

La transferencia de calor en la mora de Castilla (Rubus glaucus Benth), la cual es una baya de aspecto elipsoidal formada por pequeñas drupas adheridas a un receptáculo. Esta fruta presenta un modelo geométrico irregular, para solucionar el modelo matemático de la transferencia de calor de cuerpos irregulares se utilizan los métodos numéricos y uno de los más aplicados es el método de los elementos finitos, el cual divide al objeto en elementos pequeños y así se resuelve el problema planteado como una serie de ecuaciones algebraicas simultáneas en lugar de requerir la solución de las ecuaciones diferenciales complejas, para esto se aplican modelos computacionales integrados a un software. El objetivo de la presente investigación fue determinar el coeficiente convectivo de transferencia de calor h en el proceso de escaldado de la mora Castilla con agua, como fluido de calentamiento, a temperatura de 70°C, 80°C y 90°C. La medición de la temperatura del centro geométrico de las moras Castilla se realizó con termopares tipo K referencia NI USB-TC01 (National Instruments) y la simulación del modelo del proceso de escaldado fue realizada con el software COMSOLTM Multiphysics 3.5 (versión evaluación). El coeficiente convectivo (h) se determinó resolviendo un problema de optimización para encontrar el mínimo error medio relativo absoluto entre la temperatura del centro geométrico experimental y la temperatura del centro geométrico obtenida por simulación del modelo. Los valores obtenidos de h para 70°C, 80°C y 90°C fueron 504,5 W/m2°C, 382,5 W/m2°C y 567 W/m2°C, respectivamente, y el error medio relativo absoluto estuvo entre 0,4% y 3,75%.

1. . Akterian, S. 1995. Numerical simulation of unsteady heat transfer in canned mushrooms in brine during sterilization process. Journal of Food Engineering, Vol 25. 45-53p.
2. . Astrom, A. Bark, G. 1994. Heat transfer between fluid and particles in aseptic processing. Journal Food Engineering. Vol. 21. 97-125p.
3. . Choi, Y. y Okos, M. 1986. Effects of Temperature and Composition on the Thermal Properties of Foods. Journal of Food Process and Applications 1(1), 93-101.
4. . Duarte, P. y Cristianini, M. 2011. Determining the Convective Heat Transfer Coefficient (h) in Thermal Process of Foods. International Journal of Food Engineering 7(4), art. 15.
5. . Incropera, F.P. y DeWitt, D.P. 2007. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. Sexta edición. Editorial J. Wiley & Sons, New York.
6. . Iribe-Salazar, R., Caro-Corrales, J., Hernández-Calderón, O., Zazueta-Niebla, J., Gutiérrez-Dorado, R., Carrazco-Escalante, M. y Vázquez-López, Y. 2015. Heat Transfer during Blanching and Hydrocooling of Broccoli Florets. Journal of Food Science 80(12), 2774-2781.
7. . Jaiswal, A., Gupta, S. y Abu-Ghannam, N. 2012. Kinetic evaluation of colour, texture, polyphenols and antioxidant capacity of Irish York cabbage after blanching treatment. Food Chemistry 131(1), 63-72
8. . Jeevitha, G., Hebbar, H. y Raghavarao, K. 2015. Modeling of Peroxidase Inactivation and Temperature Profile during Infrared Blanching of Red Bell Pepper. Journal of Food Processing and Preservation 40(1), 83-93.
9. . INCAP. 2012. Tabla de Composición de Alimentos de Centroamérica. Ed. INCAP/OPS. Guatemala.
10. . Mazo, J. Rodriguez, D. Echeverri, C. 1998. El cultivo de la mora (Rubus glaucus Benth): Principios agroecológicos para su manejo. Servicio Nacional de Aprendizaje, SENA. Antioquia. Colombia.
11. . Mendoza, R. Herrera, A. 2012. Cinética de inactivación de la enzima peroxidasa, color y textura en papa criolla (Solanum tuberosum grupo phureja) sometida a tres condiciones de escaldado. Revista Información Tecnológica. vol 23 n 4. 73-82p
12. . Ordoñez, J. Morales, E. 1996. Determinación y evaluación del coeficiente convectivo de transferencia de calor en procesos continuos de escaldado e hidroenfriado. Tesis para optar por el título de Licenciado en Ingeniería de Alimentos. Valdivia. Universidad Austral de Chile. Facultad de Ciencias Agrarias. 154 p.
13. . Sablani, S. S. 2009. Measurement of Surface Heat Transfer Coefficient, In Handbook of Food Properties. Second edition M. S. Rahman (Editor). Francis and Taylor Group. 697-716p.