Simulación Numérica del Proceso Industrial de Congelación de Cangrejos Patagónicos

Abstract

La industria procesadora de carnes proveniente de cangrejos constituye una actividad incipiente en nuestro país. Una de las principales maneras en que pueden ser comercializados es como productos congelados. Por esta razón es importante conocer los tiempos de proceso, en particular se estudió la congelación de sistemas complejos tales como pulpa de cangrejo cocida envasada en películas plásticas al vacío y pinzas de cangrejo cocida que incluyen la lámina calcárea. Estos productos además de su geometría irregular presentan composición heterogénea multicapa (constituida por diversos materiales en serie). Para el estudio se tuvieron en cuenta las propiedades termofísicas del alimento, los coeficientes de transferencia de calor, la geometría del producto, temperatura del fluido externo, velocidades del aire. La simulación numérica del proceso de congelación permite estudiar el efecto de los parámetros como la temperatura y velocidad del aire refrigerante, la geometría del producto y su temperatura inicial. Asimismo, la geometría es importante cuando se requieren determinar los tiempos de congelación de manera precisa siendo el método de los elementos finitos la técnica numérica más útil para simular geometrías irregulares. Los objetivos del trabajo son: 1)
determinar tiempos de congelación de pulpa y pinzas de cangrejo cocidas mediante la simulación numérica con elementos finitos y 2) validar los modelos con experimentos de congelación en túnel a escala industrial. Se congelaron muestras de los productos en túnel registrando las historias térmicas tanto en el producto como en el aire refrigerante. El contorno irregular del objeto se obtuvo mediante imágenes digitales. Se simuló numéricamente la temperatura en función del tiempo en todo el producto, especialmente en el punto más caliente. Se consideró el proceso de transferencia de energía conductivo en el producto y los coeficientes de transferencia de calor adecuados según la interfase considerada (contacto producto-placa metálica e interfase producto-aire). Las predicciones
concordaron satisfactoriamente con resultados experimentales permitiendo determinar adecuadamente los tiempos de congelación. A partir de los resultados obtenidos se cuentan con las herramientas necesarias para aplicar la tecnología de congelación a productos que no han tenido aún desarrollo en
nuestro país.