Diseño, construcción e instalación de un equipo para medir la conductividad térmica de alimentos sólidos y pastosos

  • A. Paima A. Universidad Nacional de la Amazonía Peruana
  • R. Ramos P. Universidad Nacional de la Amazonía Peruana
  • J. Carranza G. Universidad Nacional de la Amazonía Peruana
  • R. Ruiz P. Universidad Nacional de la Amazonía Peruana
Palabras clave: diseño, paralelepípedo, sensor, conductividad térmica, alimento pastoso, rangos de operación, simulación

Resumen

Para la presente investigación se realizó una revisión específica de los mecanismos básicos de la transferencia de calor que permitió determinar los parámetros y variables para el diseño, construcción y operación a llevarse a cabo en el equipo. Se empleó un equipo que tiene la forma de un paralelepípedo de acero inoxidable con medidas de 50 × 55 × 55 cm, con la tapa y lado de los controles aislados con lana de vidrio de espesor de 10 cm, construido para determinar la conductividad térmica y realizar las pruebas de varios alimentos, con una temperatura interior de funcionamiento de 50 a 350 °C, con temperatura registrada por un sensor al interior del equipo conectado a un termostato para asegurarnos que esta no varíe y se mantenga constante; la temperatura superficial del alimento se mide haciendo uso de un termómetro infrarrojo o pirómetro de radiación en la investigación. De esta forma se ha idealizado el experimento a llevarse a cabo en el equipo, obteniéndose así las ecuaciones que relacionan los parámetros y variables que intervienen en el experimento que se lleva a cabo en el equipo, deduciéndose de este modo una ecuación que permita calcular la conductividad térmica de alimentos sólidos y pastosos. Se emplearon diferentes materias primas para la determinación de sus conductividades térmicas: para azúcar blanca en un rango de temperatura de 48,44 a 55,34 °C con un espesor de muestra de 3 mm la conductividad térmica fue de 0,151 a 0,380 W/m °C y en un rango de temperatura de 47,44 a 52,49 °C con un espesor de muestra de 5 mm la conductividad térmica fue de 0,231 a 0,389 W/m °C; para colado de plátano en un rango de temperatura de 49,34 a 49,84 °C con un espesor de muestra de 3 mm la conductividad térmica fue de 0,164 a 0,172 W/m °C y en un rango de temperatura de 52,54 a 53,99 °C con un espesor de muestra de 5 mm la conductividad térmica fue de 0,166 a 0,181 W/m °C; para jamonada de cerdo en un rango de temperatura de 48,24 a 49,64 °C con un espesor de muestra de 3 mm la conductividad térmica fue de 0,148 a 0,169 W/m °C y en un rango de temperatura de 52,04 a 54,29 °C con un espesor de muestra de 5 mm la conductividad térmica fue de 0,161 a 0,184 W/m °C; adicionalmente, se realizó una prueba con esencia de vainilla en un rango de temperatura de 45,74 a 48,93 °C para un espesor de muestra de 3 mm obteniéndose la conductividad térmica de 0,136 a 0,175 W/m °C. Se elaboraron hojas de cálculo en Excel donde se han programado las ecuaciones deducidas, y mediante estas hojas de cálculo también se pueden realizar simulaciones para determinar el perfil de temperatura a través del espesor del alimento.

Publicado
2016-11-10
Sección
Artículos originales