EFECTOS DE LAS PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS PARA EL CÁLCULO DE LA DIFUSIVIDAD EN ALIMENTOS

TRABAJO REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA OPERACIONES CON TRANSFERENCIA DE MASAS

TEMA: EFECTOS DE LAS PROPIEDADES Y  CARACTERISTICAS PARA EL CÁLCULO DE LA DIFUSIVIDAD EN ALIMENTOS

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LUIS FERNANDO LOZANO CORTÉS

COD. 801121497

OPERACIONES CON TRANSFERENCIA DE MASAS

PhD. LUIS FERNANDO GUTIERREZ MOSQUERA

UNIVERSIDAD DE CALDAS

MANIZALES

2017

INTRODUCCIÓN

Las propiedades como temperatura, y presión son requisitos básicos para el modelado matemático y la simulación de diversas operaciones del cálculo de la difusividad en alimentos. El conocimiento de los valores de las propiedades resultará en una predicción experimental precisa de los perfiles necesarios para la selección del proceso, el diseño y la optimización del coeficiente de difusión a estudiar. El punto crucial del trabajo es estudiar la difusividad del compuesto activo de los componentes diferentes a estudiar para cumplir con el modelado predictivo matemático y luego determinar el efecto de los compuestos activos sobre la vida útil, características y diferentes aspectos a diferentes condiciones para determinar la máxima eficacia de liberación de los compuestos activos a partir de películas se examinó la cinética de difusión de los compuestos activos en medio líquido

Los métodos matemáticos propuestos resultan ser una herramienta útil para el diseño científico de varios procesos, tales como esterilización y pasteurización, y para el correcto control del transporte, almacenamiento y distribución de alimentos.

El conocimiento correcto de las propiedades térmicas es esencial para el diseño eficiente y económico y el control de todas las operaciones de procesamiento de alimentos que involucran transferencia de calor, tales como calentamiento, refrigeración, congelación, descongelación y fritura.

OBJETIVOS

• Conocer sobres las investigaciones de algunos autores sobre los fenómenos de transferencia de masa en el ámbito de la ingeniería de alimentos y alcanzar la capacidad de observar, analizar e investigar los sistemas difusivos y su cálculo teniendo en cuenta las características y algunas propiedades y como afectan en sí a la hora del desarrollo de investigaciones en difusividad que se pueden generar en la industria, campo químico, investigación y desarrollo y como reunirlos y compararlos con las operaciones de transferencia de masas y algunas otras operaciones unitarias en la ingeniería de alimentos.

MARCO TEÓRICO

REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

ARTICULO: MODELADO DE LA DIFUSIVIDAD EFECTIVA DE LA HUMEDAD DEL ARROZ EN BRUTO (CULTIVO LIDO) A BAJAS TEMPERATURAS DE SECADO

Desarrollado por la facultad de tecnología de alimentos de la escuela técnica de superior de ingenieros agrónomos de la Universidad de Navarra en Pamplona España.

Autores: A. Iguaz,  M.B. San Martín,  J.I. Maté, T. Fernández, P. Vírseda.

Año: Febrero 2003

Se realizó un experimento de arroz para mirar la velocidad en los cultivos de arroz a unas temperaturas, presiones y condiciones determinadas. El ensayo se llevó a cabo en cuatro modelos diferentes los cuales son modelo exponencial simple, modelo exponencial biparamétrico, el de dos términos y el modelo de una página.

El secado de arroz puede tomarse como una operación unitaria abarcada por la transferencia de calor y masa; en la transferencia de calor se puede asumir como la temperatura de bulbo húmedo teniendo en cuenta el número de Biot, la cual por concepto y definición se relaciona la transferencia de calor por conducción y por convección dentro del cuerpo y por fuera del cuerpo donde sucede el fenómeno respectivamente en este caso el grano de arroz que se somete al proceso de secado como en este caso con las asunciones tomadas por los autores, y los cálculos realizados por estos se puede despreciar el aire que circunda alrededor del grano por lo que se puede tomar una ecuación de operaciones con transferencia de masa de que describe la migración de masa del secado del grano al aire expuesto.

La difusividad efectiva de la humedad del arroz se ajusta a 2 operaciones de difusividad en transferencia de masa que son la capilaridad y la difusividad de gases y líquidos, como en este caso el grano de arroz tiene un contenido de humedad del 22% es el proceso que se tiene que controlar para el proceso de difusividad estudiado por los autores.

Cuando se quería obtener el mejor modelo para encontrar el secado y determinar la migración por difusividad en la transferencia de masa se dieron cuenta que los 4 modelos estudiados son muy viables y teniendo en cuenta los datos y cálculos estadísticos el r2 se ajusta bien sin  diferencias significativas entre todos los experimentos. Se sugiere que el modelo exponencial simple es el que más se ajusta según las referencias tomadas por los autores, sin embargo solo este es bueno y se ajusta muy bien a una variedad y a un solo experimentos sin tener que realizar algunas variaciones o cambios en la matriz estudiada en este caso el cultivo Lido de arroz por lo tanto se desprecia este modelo de ajuste y se tiene en cuenta el modelo biparamétrico para este tipo de secado, lo que implico y demostró por otra parte que el efecto de la temperatura es mucho más importante controlarlo que el efecto de la velocidad del aire, pero si se toman las 2 variables el efecto de secado es mucho mayor y se toma como un efecto eficiente.

Para concluir se tiene en cuenta que el secado del arroz a unas bajas velocidades de aire se tarda más y se necesita una energía de activación muy alta, los modelos simples no obtuvieron un buen resultado aplicando la variabilidad del resultado, el modelo de dos términos fue el un ajuste de menor comportamiento, el modelo biparamétrico muestra una excelente relación de secado a bajas temperaturas y bajas velocidades de aire y se escoge por su simplicidad de aplicación.

ARTICULO: DESARROLLO DE UN MÉTODO INVERSO SENCILLO Y ROBUSTO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA DIFUSIVIDAD DE LOS ALIMENTOS SÓLIDOS

Desarrollado por el departamento de ciencia y alimentos del colegio de ciencias de alimentos de la Universidad de Emiratos Árabes Unidos en Al Ain Emiratos Árabes Unidos.

Autores: Ibrahim O. Mohamed

Año: Mayo 2010.

El objetivo del artículo y el autor era crear un método sencillo y preciso para la determinación de la difusividad de los alimentos sólidos. Se desarrolló un método numérico inverso para estimar la difusividad térmica a partir de mediciones de temperatura transitorias en cualquier posición en una muestra de alimento utilizando la técnica de estimación de parámetros secuenciales.

El algoritmo desarrollado fue validado usando datos generados aleatorios a condiciones específicas por un software especializado por computador además de los datos experimentales de temperaturas reales. La difusividad térmica estimada de los datos generados por el software arroja un valor ideal de acuerdo con el valor real, y la difusividad térmica estimada a partir de las mediciones experimentales está en buen acuerdo con los datos de la literatura. El método presentado aquí se demostró ser simple, preciso y además muy sencillo. Para el diseño del método real consiste en un cilindro hueco concéntrico cerrado de la parte inferior. Otro cilindro hueco con fondo cerrado con un diámetro interno de 90 mm fue cortado y colocado dentro del bloque. El objetivo del cilindro interior es mantener la muestra de alimentos y proporcionar un buen aislamiento para la muestra de alimentos de todos los lados, excepto la parte superior. Un bloque de aluminio con 90 mm de diámetro y 55 mm de altura se utilizó como fuente de calor durante el calentamiento o como disipador de calor durante el enfriamiento. Un agujero de 2 mm de diámetro se perforó a la mitad de la profundidad del bloque de aluminio para contener un termopar de tipo T. Dado que la técnica de estimación de parámetros utilizada aquí es iterativa, se requiere establecer un criterio de parada que se seleccionó basándose en la diferencia entre el último parámetro estimado en dos iteraciones sucesivas.

Para concluir el algoritmo utilizado en este trabajo para la estimación de la difusividad térmica da más información durante el curso del proceso de estimación. La exactitud de la estimación de difusividad térmica por este método depende de cómo satisfacer la suposición de una resistencia térmica de contacto insignificante en la interfase entre el bloque de enfriamiento / calentamiento y la muestra de alimento tal condición se puede lograr con una superficie lisa en contacto con la superficie húmeda que es posible Con muchos alimentos. El programa puede ser fácilmente modificado para tener en cuenta la resistencia de contacto térmico finito.

ARTICULO: LA DIFUSIVIDAD DEL COMPUESTO ACTIVO DEL TAMAÑO DE PARTÍCULA REDUJO LAS PELÍCULAS COMESTIBLES DE ALMIDÓN FUNDIDO DE S. AROMATICUM Y C. CASSIA Y LA VIDA ÚTIL DE LA CARNE DE CORDERO (CAPRA AEGAGRUS HIRCUS)

Desarrollado por Centro de tecnología de alimentos de la universidad Anna En India

Autores: C. Chandra Mohan, K. Radha krishnan, S. Babuskin, K. Sudharsan, Vajiha Aafrin, U. Lalitha priya, P. Mariyajenita, K. Harini, D. Madhushalini, M. Sukumar.

Año: Febrero de 2016

En el estudio realizado, se utilizaron diferentes modelos matemáticos y se escoge el mejor para examinar el efecto de la difusión del compuesto activo de la película comestible (suplementada con S. aromaticum y C. cassia) sobre la calidad microbiana, física y química de la carne de cordero almacenado a 4 y 10 ° C.

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