Información detallada Tesis (Metadatos y Resúmenes)

Título:
Simulación de procesos térmicos de alimentos de formas complejas envasadas al vacío en bolsas esterilizadas
Autor:
Pérez Quiñones, David Humberto
Profesor Patrocinante:
Morales Blancas, Elton Francisco; 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; envases flexibles
Universidad:
Universidad Austral de Chile
Facultad:
Facultad de Ciencias Agrarias
Escuela:
Escuela de Ingeniería en Alimentos
Año de Aceptación:
2007
Resumen:
El objetivo de esta investigación fue el de realizar una simulación mediante el método de elementos finitos para predecir la distribución de temperaturas durante el proceso de conducción de calor en alimentos de formas complejas envasadas al vacío en bolsas esterilizables, con condiciones de borde variable, y además considerando asimetría térmica y geométrica en el proceso de transferencia de calor. Los tipos de cortes analizados fueron: conos, filetes y medallones de jurel. Con las muestras ya envasadas al vacío se realizó una reconstrucción de superficie y la forma de los productos usando un brazo digitalizador 3D de precisión, con exactitud de punta de aguja de 0,64 mm (Microscribe-3D^TM, Immersion Co., San José, CA) y un software de modelado basado en NURBS (Non-Uniform Rational Bspline) (Rhinoceros®, Robert MacNeel&Associates, Seattle, WA). Esta técnica reconstruye superficies 3D directamente de los modelos físicos capturando puntos en 3D (x, y, z). Luego, el modelo matemático para la conducción de calor para productos envasados de formas complejas sujeto a condiciones de borde convectivas variables con el tiempo y temperatura, fue resuelto usando un software de simulación basado en el Método de Elementos Finitos (ALGOR®, ALGOR Inc., Pittsburg, PA). Los resultados para el punto evaluado de cada producto mostraron un buen ajuste entre los perfiles de temperatura experimentales y simulados. Los valores del error estándar de estimación ó RMSE (Root Mean Square Error) obtenidos expresados en porcentaje, fueron menores al 10,0%. El método propuesto basado en los principios de ingeniería reversa y tecnología de intercambio de datos CAD/CAE, pueden usarse para optimizar procesos térmicos de alimentos envasados en bolsas esterilizables respecto a su temperatura y tiempo.
Abstract:
The purpose of this study was carry out a simulation by using the Finite Element Method to predict the temperature distribution during the heat conduction process in odd-shaped products vacuum-packed in retortable pouches, all this under convective boundary conditions, also considering both thermal and geometric nonsymmetrical heat transfer process. The analyzed cuts were: cones, fillets and medallions of Jack Mackerel. Once the samples were vacuumpacked, a product surface and shape reconstruction was carried out using a 3D precision Digitizer Arm, (Microscribe-3D^TM, Immersion Co., San José, CA) accuracy of stylus tip 0.64 mm and a modelling software based on NURBS (Non- Uniform Rational B-Spline) (Rhinoceros®, Robert MacNeel & Associates, Seattle, WA). This technique recovers the exact shape of the surface capturing 3D data points (x, y, z) directly from physical models. After this, the mathematical model for heat conduction of odd-shaped food products, under variable boundary convective conditions with time and temperature, was solved using simulation software based on the Finite Element Method (ALGOR®, ALGOR Inc., Pittsburg, PA). The results for each point of different products showed a good fitting between the profiles of experimental and simulated temperatures. The RMSE values (Root Mean Square Error) were lower than 10.0%. The proposed method based on reverse engineering and data-exchange technology CAD/CAE can be used to optimize the thermal process of foodproducts packed in sterilized bags according to its time and temperature.
Palabras Clave:
tecnología de los alimentos; tratamiento térmico; envasado al vacío; envases flexibles
Editor:
Universidad Austral de Chile - Sistema de Bibliotecas - Programa Cybertesis
Formato:
text/pdf
Idioma:
es
Copyright:
Pérez Quiñones, David Humberto
Dirección Electrónica:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2007/fap438s/doc/fap438s.pdf