Modelado matemático de la transferencia de calor y materia y de la presión durante la deshidratación con microondas de alimentos como medios porosos

Abstract

Estudios recientes han sido dedicados al desarrollo de modelos matemáticos para simular el procesamiento de alimentos utilizando el enfoque de medios porosos (enfoque mecanístico). El objetivo de este estudio es simular la deshidratación con microondas por medio del modelado de la transferencia de materia y energía usando el enfoque mecanístico. La deshidratación con microondas involucra mecanismos físicos complejos que deben ser considerados en la formulación del modelo matemático completo. Los mecanismos de difusión y convección, difusión binaria de Maxwell Stefan, flujo de Darcy y conducción y convección térmica fueron considerados con el propósito de modelar la transferencia de agua y vapor de agua, el incremento de presión en el interior del material poroso y la transferencia de calor, respectivamente. Un modelo matemático completo fue obtenido y simulado usando el software COMSOL Multiphysics. Mediante un estudio de sensibilidad tanto de la constante de evaporación de no-equilibrio como de la potencia de las microondas absorbida por la muestra fue posible encontrar un rango de valores adecuados para simular la deshidratación con microondas de alimentos.