Predicción de Tiempos de Congelación y Descongelación en Alimentos

“ Año de

UNIVERSIDAD UNIVERSIDA D NACIONAL DEL SANTA FACULAD DE !"#E"!E$!A E%CUELA ACADE&!CA P$'FE%!'"AL !"#E"!E$!A la Diversifcación Productiva y del Fortalecimiento Fortalecimiento A#$'!"DU%$!AL

de la Educac

Universidad Nacional Del Santa

ACU LTAD ! ACUL E.A."! ASI# AS I# NAT NATUR URA A* A)ro,

Ingeniería

A)roindustria $e+ e+ri ri)e )era raci ción ón y Co Con) n),, De Pr Prod od,,

PREDICCIÓN DE TIEMPOS DE CONGELACIÓN Y DESCONGELACIÓN EN ALIMENTOS (! ciclo

Ing. Jhonathan Moreno Silva     

Zapata Oviedo Kevin Valverde López Edison Rodriguez Sanchez Natanael Sifuentes Herrera Edwin u!a"alla #rice$o %er!ain

1

UNIVERSIDAD UNIVERSIDA D NACIONAL DEL SANTA FACULAD DE !"#E"!E$!A E%CUELA ACADE&!CA P$'FE%!'"AL !"#E"!E$!A A#$'!"DU%$!AL

I. II II.. II III. I.

INT INTRODU RODUCC CCIO ION… N…… ………………………………………………………3 OBJE OBJETI TIVO VOS… S……… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ……… …………. ……….…… ………… …….. .... ..44 MARC MA RCO O TEÓR TEÓRIC ICO… O……… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …….. .... .... .... .... 1. EL PROCES PROCESO O DE CONGELA CONGELACION… CION………… ……………… ……………… …………….. ……..55 1.1. METODOS DE PREDICCION DE CONGELACION …........6 …........6 1.1.1. Soluciones Soluciones exactas……… exactas……………………… ………………………... ………........... ..........9 ..9 1.1.2. Soluciones apoxi!a"as ……………………….............13 1.2. CONGELACION SIMETRICA………………………………15 2. EL PROCES PROCESO O DE DESCONG DESCONGELA ELACION.… CION.………… ……………… …………….. ……...22 .22 #.1. #.1. METODO METODOS S DE DE PRE PREDIC DICCIO CION N DE DE DESC DESCONG ONGELA ELACIO CION…. N…... #.1.1. Soluciones Soluciones exactas exactas……………… ………………………….… ………….……….... ……......##  ..##  #.1.#. Soluciones Soluciones apoxi!a"a apoxi!a"as………… s……………..……… …..……………….... ………....#$ #$ 3. CÁLCULO CÁLCULO DE TIEMPOS TIEMPOS DE DE CONGELA CONGELACIÓN CIÓN Y DESCONGELACIÓN DESCONGEL ACIÓN DE UNA PLACA PLANA INFINITA INFINI TA.... ........26 ....26 3.1. C%C&LO DE LOS 'ACTORES DE 'ORMA… …………...27

IV.

3.1.1. Para cilindros cilindros finito finito alargado alargado (altura (altura > diámetro………2 diámetro………29 9

PARTE RTE EPERIMENTAL 1. MAT MA TERIA ERIALE LES… S…… …………………………………………………….31 .31 2. PROCE ROCEDI DIMI MIE ENTO NTOS……………………….… .…… ……………………..32 ..32 V. RESU RESUL LTADOS… DOS…… …………… ……………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …….. ...3 .344 VI. VI. DISC DISCUS USIO IONE NES! S! ………… ……………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …….3 .3"" VII. VII. RECO RECOME MENDA NDACIO CIONE NES. S... ..…… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ……..4 ..4## VIII. VIII. CONCL CONCLUSI USIONE ONES!… S!……… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …….4# .4# I. I. REFE REFERE RENC NCIA IAS S BIBL BIBLIO IOGRA GRAFI FICA CAS… S……… ………… ………… ………… ………… ………. …..… .…4" 4"

PREDICCIÓN DE TIEMPOS DE CONGELACIÓN Y DESCONGELACIÓN EN ALIMENTOS I.

INTRODUCCIÓN!

Entre Entr e la las s di dist stin inta tas s te tecn cnol olog ogía ías s de co cons nser era aci ci!n !n de al alim imen ento tos" s" la congelaci!n es una de las más difundidas" #a $ue los alimentos congelados %uede %ue den n se serr alm almace acenad nados os %or lar largos gos %er %eríod íodos os ma mante ntenie niendo ndo %rá %rácti cticam cament ente e inalterada su calidad original.

-

UNIVERSIDAD UNIVERSIDA D NACIONAL DEL SANTA FACULAD DE !"#E"!E$!A E%CUELA ACADE&!CA P$'FE%!'"AL !"#E"!E$!A A#$'!"DU%$!AL &a congelaci!n tam'in es em%leada %ara conserar materias %rimas o %roductos semi %rocesados" los cuales sufren una eta%a de descongelaci!n a niel industrial %reia a la ela'oraci!n final. )esde el %unto de ista de la ingeni ing enierí ería" a" res result ulta a %ri %rimor mordia diall co conta ntarr co con n mt mtodo odos s sim sim%le %les s # %re %recis cisos os %a %ara ra calcular los tiem%os tiem%os de congelaci!n congelaci!n # descongelaci!n res%ectios. )urante la congelaci!n de alimentos" se %roduce la formaci!n de *ielo en un am%lio rango de tem%eraturas" a %artir de la tem%eratura de comien+o de cam'io de fase (,f  en -/. El cam'io de fase del agua conllea una ariaci!n im%ortante de las %ro%iedades físicas $ue caracteri+an el fen!meno de transferencia de calor  (densidad 0 en g4m3" calor es%ecífico a %resi!n constante 0% en 4(g  -/ # conductiidad trmica" 0 en 4(m  -//. Esto *ace $ue no e8ista una solu so luci ci!n !n an anal alíti ítica ca ge gene nera rall # e8 e8ac acta ta $u $ue e %r %red edig iga a lo los s ti tiem em%o %os s de %r %roc oces eso o contem%lando las condiciones *a'ituales de congelaci!n # descongelaci!n. )iersos autores *an %lanteado distintas soluciones numricas $ue resuelen el %ro'lema de transferencia de calor # calculan los tiem%os de %rocesado con %recisi!n. in em'argo" a %esar de $ue nos encontramos en la era de la informática" e8isten muc*as situaciones en las cuales resulta más %ráctico utili+ar mtodos de %recisi!n rá%idos # sencillos. En la actualidad" si 'ien en arias situaciones cada uno de los diferentes mto m todo dos s de %r %res eser era aci ci!n !n de al alim imen ento tos s %r %res esen enta ta e ent nta: a:as as t tcn cnic icas as # econ!micas" se *a com%ro'ado $ue los mtodos de refrigeraci!n" tanto el enfria enf riamie miento nto com como o la co conge ngelac laci!n i!n"" ofr ofrece ecen n las ma# ma#ore ores s %os %osi'i i'ilid lidade ades s %ar %ara a mantener la calidad original del alimento fresco" %resentando tam'in enta:as desde el %unto de ista econ!mico %ara o%eraciones a gran escala.  i además se %resta atenci!n a los re$uerimientos de los consumidores" $ue día a día reclaman alimentos más sanos" de 'uena calidad" # con el menor  tratamiento #4o agregado %osi'le de aditios" la congelaci!n resulta el me:or  mtodo %ara mantener durante un %eríodo de almacenamiento %rolongado las características organol%ticas del alimento fresco.

&a congelaci!n se %ractica con distintos fines; o

o

Prolon Prolongar gar la ida ida