Modelado Matemático de la Transferencia de Calor del Proceso de Escaldado de Zanahoria (Daucus carota L.)

Abstract

ResumenLos objetivos del presente trabajo fueron modelar el proceso de escaldado de zanahoria y determinar el coeficiente convectivo de transferencia de calor del proceso. El escaldado se llevó a cabo en un baño de agua con temperaturas de 70±1°C, 80±1°C y 90±1°C. Las temperaturas se midieron utilizando termopares tipo J con transmisor NI-USB-TC01 unido a la interfaz LabVIEW-2012. Se desarrolló un modelo matemático de transferencia de calor en estado no estacionario el cual fue resuelto por el método de elementos finitos asistido por COMSOL Multiphysics 3.5. La zanahoria fue considerada de forma cónica y con dos capas concéntricas de propiedades térmicas diferentes. Los resultados obtenidos con COMSOL son similares a los valores de temperaturas experimentales. Además los valores de los coeficientes convectivos se encuentran entre 433 y 643 W/m 2°C . Se concluye que el modelo desarrollado predice la temperatura con errores menores al 5%. Palabras clave: escaldado; convección; ley de Fourier; elementos finitos; modelado Mathematical Modeling of Heat Transfer of Blanching Process of Carrot (Daucus Carota L.) AbstractThe objectives of this research were to model the blanching process of carrot and to determine the convective heat transfer coefficient of the process. Blanching is carried out in water at temperatures of 70±1°C, 80±1°C and 90±1°C. The temperatures were measured using J-type thermocouples with a NI USB-TC01 transmitter attached to the interface LabVIEW-2012. A mathematical model of heat transfer in unsteady state was developed, and was solved by the finite element method assisted by COMSOL Multiphysics 3.5. The carrot sample was considered like cone-shaped with two concentric layers of different thermal properties. The numerical results obtained with COMSOL are similar to the values of the experimental temperatures. Also the values of the convective heat transfer coefficients were between 433 and 643 W/m 2°C . It is concluded that the proposed model predicts the temperature with errors less than 5%.