Información detallada Tesis (Metadatos y Resúmenes)

Título:
Simulación de procesos térmicos de alimentos de formas complejas envasadas al vacío en bolsas esterilizables de tamaño institucional
Autor:
Navarro Velásquez, René Augusto
Profesor Patrocinante:
Morales Blancas, Elton Francisco; Torres, José Antonio; Simpson Rivera, Ricardo
Grado a Optar:
Ingeniero en Alimentos - Licenciado en Ciencias de los Alimentos
Materia:
tecnología de los alimentos; tratamiento térmico; envasado al vacío
Universidad:
Universidad Austral de Chile
Facultad:
Facultad de Ciencias Agrarias
Escuela:
Escuela de Ingeniería en Alimentos
Año de Aceptación:
2007
Resumen:
El objetivo de la presente investigación fue encontrar la ubicación del punto de más lento calentamiento/enfriamiento durante el proceso térmico asimétrico de alimentos irregulares envasados al vacío en bolsas esterilizables de tamaño institucional a través de simulaciones computacionales utilizando el método de elementos finitos. En las simulaciones fueron consideradas condiciones de frontera variables, y propiedades termofísicas dependientes de la temperatura. Los productos evaluados fueron filetes de salmón. Las muestras envasadas al vacío fueron sometidas a una reconstrucción de la superficie utilizando un brazo digitalizador 3D mecánico de precisión, con exactitud de agua de 0,64 mm (Microscribe G2LTM, Immersion CO., San José, CA) y un software de modelación basado en NURBS (Non – Uniform Rational B – Spline) (Rhinoceros®, Robert MacNeel&Associates, Seattle, WA). Esta técnica permite recuperar la forma de la superficie capturando puntos tridimensionales (x, y, z) directamente de la muestra física. El modelo matemático para la conducción de calor para formas irregulares complejas, considerando condiciones de borde variables, y propiedades termofísicas dependientes de la temperatura fue resuelto mediante un software de simulación basado en el Método de Elementos Finitos (ALGOR®, ALGOR, Inc., Pittsburg, PA). Los resultados mostraron un buen ajuste entre los perfiles de temperatura experimentales y simulados. Los valores obtenidos de la Raiz Cuadrada del Error Cuadrático Medio (RMSE, Root Mean Square Error) fueron menores al 5,0%. El método propuesto basado en la ingeniería reversa y tecnología CAD/CAE puede ser usado como una herramienta de apoyo durante el diseño y optimización de procesos térmicos de alimentos envasados al vacío en bolsas esterilizables de tamaño institucional.
Abstract:
The aim of this research was to identify the slowest heating/cooling point during the asymmetric thermal processing of irregular-shaped foods vacuum-packed in retortable pouches of institutional size through computational simulations using the finite element method. In all simulations, variable boundary conditions, and temperature dependent thermophysical properties were considered. The samples used for experimental work were salmon fillets. Vacuum-packed samples were subjected to surface reconstruction utilizing a 3D digitizer precision mechanical arm, with 0,64 mm needle accuracy (MicroScribe G2LTM, Immersion CO., San Jose, CA) and NURBS (Non Uniform Rational B-Splines) based modelling software (Rhinoceros, Robert MacNeel and Associates, Seattle, WA). This technique allows recovering the exact shape of the surface by capturing three-dimensional points (x, y, z) directly from an experimental sample. The mathematical model for heat conduction in irregular–shaped bodies, involving variable boundary conditions, and temperature dependent thermophysical properties was solved using a simulation software based on the Finite-Element Method (ALGOR, ALGOR, Inc., Pittsburg, PA). The results showed a good fit between experimental and simulated temperature profiles. Root Mean Square Error (RMSE) values were below 5,0 % for all samples analyzed. The proposed method based on reverse engineering and CAD/CAE technology can be used as a tool for the design and optimization of thermal processing of foods vacuum-packed in retortable pouches of institutional size.
Palabras Clave:
tecnología de los alimentos; tratamiento térmico; envasado al vacío
Editor:
Universidad Austral de Chile - Sistema de Bibliotecas - Programa Cybertesis
Formato:
text/pdf
Idioma:
es
Copyright:
Navarro Velásquez, René Augusto
Dirección Electrónica:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/fan322s/doc/fan322s.pdf