1. Ciencia

DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE CONVECTIVO DE
TRANSFERENCIA DE CALOR EN EL PROCESO DE ESCALDADO
DE AHUYAMA (Cucurbita máxima).
Emiro López Acosta1*, Fabián Ortega Quintana2, Gabriel Vélez Hernández1.
1
Docente Universidad de Córdoba, 2. Estudiante Doctorado Universidad Nacional
de Colombia Sede Medellín.
* [email protected]
Permanentemente la industria de procesamiento de alimentos busca optimizar los procesos
térmicos para mejorar la calidad del producto final. Esto ha aumentado la aplicación de
modelos computacionales para simular el fenómeno de conducción y/o convección de calor
en alimentos sólidos de geometría y propiedades complejas que hacen el cálculo térmico
muy complicado y se deban realizar gruesas simplificaciones para resolver el problema
físico. En esta investigación se determinó el coeficiente convectivo de transferencia de
calor del proceso de escaldado de muestras de ahuyama a diferentes temperaturas (70, 80 y
90ºC). Muestras de ahuyama en forma triangular de dimensiones: espesor 1.4 cm, altura
4.15 cm y base 2.425 cm fueron sometidas a escaldado en una escaldadora marca DUPREÉ
con control de temperatura ON-OF de ±1 °C, la temperatura del centro geométrico se midió
utilizando termopares tipo K conectados a una tarjeta de adquisición de datos para
temperatura marca NI USB 9211A y utilizando el programa SignalExpress de LabVIEW
2011 de National Instruments con tiempo de muestreo de 1 segundo. El modelo matemático
propuesto fue basado en la Ley de Fourier de la conducción en el estado inestable y se
resolvió aplicando el método de elementos finitos ayudado por el software COMSOL
Multiphysics 3.5 (versión evaluación). El valor del coeficiente convectivo de transferencia
de calor para cada temperatura de escaldado se obtuvo por optimización dinámica, donde la
función objetivo a minimizar fue el error medio relativo absoluto entre las medidas de
temperatura experimentales y las medidas de temperatura obtenidas por simulación. Los
valores promedios del coeficiente convectivo de calor obtenidos fueron: 1343 W/m2 K para
70°C, 455 W/m2 K para 80ºC y 535 W/m2 K para 90°C, y los porcentajes de error medio
relativo absoluto obtenidos para cada temperatura estuvieron por debajo del criterio de
aceptación adoptado (5%).
Palabras clave: elementos finitos, optimización, Ley de Fourier, escaldado.