Simulación computacional 3D del proceso de microondas y liofilización para matrices alimentarias.

Gonzalez-Cavieres, Luis; Perez-Won, Mario; Jara-Quijada, Erick; Palma-Acevedo, Anais; Tabilo-Munizaga, Gipsy; Lemus Mondaca, Roberto A.; Díaz-Alvarez, Rodrigo E.

Keywords: microondas, sublimación, Campo electromagnético, liofilización

Abstract

La importancia de distribución del campo de temperatura en los proceso de calentamiento y de secado en matrices alimentarias juega un papel importante, para obtener un producto de calidad. En el proceso de microondas el fenómeno más importante de describir es la distribución de campo de temperatura, obtenida por la radiación electromagnética, mientras que en la liofilización, es la sublimación. De esta manera una simulación computacional 3D fue desarrollada en el software COMSOL Multiphysics ® v.5.6 para predecir transferencia de calor y masa del proceso de liofilización y calentamiento por microondas. Las matrices alimentarias seleccionadas son papas (Solanum tuberosum) para microondas mediante un modelo de métodos finitos (MEF) y molusco “loco” (Concholepas concholepas) para liofilización, en el sistema de ecuaciones se asumió la interfaz de sublimación como medio no estacionario. El progreso de la sublimación se describió multidimensionalmente en todas las áreas del producto, y la interfaz de sublimación se expresó como razón de humedad (MR) en el tiempo. Por otro lado se observó la dependencia del campo electromagnético en función de su distribución en el medio, y la interfaz de temperatura multidimensional en su avance al interior del alimento a través del tiempo. Los resultados simulados concordaron con los datos experimentales, con un Error cuadrático medio (RMSE) de 1.99 (FD) y 9.54 (MW) permitiendo conocer el comportamiento de ambos procesos frente a los alimentos.

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Fecha de publicación: 2021
Año de Inicio/Término: 20, 21 y 22 de Octubre 2021
Idioma: Español