Información detallada Tesis (Metadatos y Resúmenes)

Título:
Obtención de modelos digitales de alimentos de formas irregulares complejas mediante digitalización tridimensional
Autor:
Pino González, Francisco Alfonso
Profesor Patrocinante:
Morales Blancas, Elton Francisco
Grado a Optar:
Ingeniero en Alimentos - Licenciado en Ciencias de los Alimentos
Materia:
alimentos; modelos digitales
Universidad:
Universidad Austral de Chile
Facultad:
Facultad de Ciencias Agrarias
Escuela:
Escuela de Ingeniería en Alimentos
Año de Aceptación:
2004
Resumen:
El conocimiento de ciertos parámetros de tamaño (área superficial, volumen, calibre, largo, entre otros) y forma (obtenidos por combinación de ellos) es importante en el diseño y evaluación de equipos y procesos. El objetivo de la presente investigación fue implementar una metodología basada en la ingeniería reversa para capturar digitalmente la forma irregular compleja de alimentos. Los productos evaluados fueron turiones de espárragos, floretes de brócoli, camarones y trozos de jurel envasados en bolsas esterilizables. Debido a la naturaleza perecedera de algunos de estos alimentos, se obtuvieron réplicas de yeso mediante técnicas de obtención de prótesis dentales. La reconstrucción de la superficie y forma de los alimentos evaluados fue realizada mediante un sistema de digitalización 3D conformado por un brazo mecánico de precisión (Microscribe 3DL) y un software modelador de superficies NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline) (Rhinoceros 3.0). El método consistió en trazar una malla sobre la superficie del modelo físico, luego capturar los puntos (x,y,z) de las intersecciones de la malla con el brazo digitalizador, para posteriormente generar el modelo digital 3D. Para el caso de turiones de espárragos, se determinaron las propiedades de forma y tamaño, utilizando las funciones de análisis del software, así como los valores del descriptor de forma, este último definido como “la razón entre el volumen del producto comparado con el volumen de un cilindro infinito de la misma área superficial”. Con estos datos se obtuvieron ecuaciones predictivas para estimar el área superficial y el descriptor de forma en base al calibre, peso y/o volumen. Los resultados obtenidos sugieren que es posible utilizar la digitalización 3D como herramienta para obtener modelos geométricos de alimentos de formas irregulares complejas. Esto permitiría, entre otras ventajas, un posterior análisis para la determinación de diversos parámetros de ingeniería y simulación de procesos térmicos.
Abstract:
The knowledge of certain parameters of size (surface area, volume, gauge, length, among others) and shape (obtained by combination of them) is important in the design and evaluation of equipment and processes. The objective of the present research was to implement a methodology based on reverse engineering principles to capture by digitizing the geometry of irregular-shaped foods. The evaluated products were asparagus spears, broccoli florets, shrimps and retortable pouches of Jack mackerel pieces. Due to the perishable nature of some of these foods, plaster replicas were obtained by using dental technology. The reconstruction of the surface and shape of evaluated foods was made by means of a 3D digitizing system formed by a precision mechanical arm (Microscribe 3DL) and a modeling software of NURBS surfaces (Non-Uniform Rational B-Spline) (Rhinoceros 3.0). The method consisted of drawing up a mesh on the surface of the physical model, then capturing points (x,y,z) from the intersections of the mesh with the digitizer arm, and afterwards generating the 3D digital model. For the case of asparagus spears, shape and size properties were determined using the analysis functions of software, as well as the values of shape descriptor, defined as "the ratio between the volume of the food product compared with the volume of an infinite cylinder of the same surface area". With these data, predictive equations were obtained to estimate the surface area and the shape descriptor based on the gauge, weight and/or volume. The obtained results suggest it is possible to use the 3D digitizing as a tool to obtain geometric food models of complex irregular shapes. This would allow, among other advantages, a later analysis for the determination of several engineering parameters and simulation of thermal processes.
Palabras Clave:
alimentos; modelos digitales
Editor:
Universidad Austral de Chile - Sistema de Bibliotecas - Programa Cybertesis
Formato:
text/xml
Idioma:
es
Copyright:
Pino González, Francisco Alfonso
Dirección Electrónica:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2004/fap657o/doc/fap657o.pdf