Esterilización Térmica De Alimentos Líquidos Enlatados

Revista Mexicana de Ingeniería Química
Universidad Autónoma Metropolitana - Iztapalapa
amidiq@xanum.uam.mc

ISSN (Versión impresa): 1665-2738
MÉXICO

2005
H. Jiménez Islas / L. M. González Calderón / J. E. Botello Alvarez / J. L. Navarrete
Bolaños
ESTUDIO NUMÉRICO DE LA ESTERILIZACIÓN TÉRMICA DE ALIMENTOS
LÍQUIDOS ENLATADOS QUE CONTIENEN PARTÍCULAS EMPLEANDO EL
ENFOQUE DE MEDIO POROSORevista Mexicana de Ingeniería Química, año/vol. 4, número 001
Universidad Autónoma Metropolitana - Iztapalapa
Distrito Federal, México
pp. 1-23

Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Universidad Autónoma del Estado de México

REVISTA MEXICANA DE INGENIERIA QUIMICA Vol. 4 (2005) 1-23

AMIDIQ

ESTUDIO NUMERICO DE LA ESTERILIZACION TERMICA DEALIMENTOS
LIQUIDOS ENLATADOS QUE CONTIENEN PARTICULAS EMPLEANDO EL
ENFOQUE DE MEDIO POROSO
NUMERICAL STUDY FOR THERMAL STERILIZATION IN CANNED LIQUID FOOD
CONTAINING PARTICLES USING POROUS MEDIA APPROACH
H. Jiménez-Islas*, L. M. González-Calderón, J. E. Botello-Alvarez y J. L. Navarrete-Bolaños
Departamento de Ingeniería Bioquímica, Instituto Tecnológico de Celaya, Av. Tecnológico y GarcíaCubas s/n,
Celaya, Gto. C. P. 38010.
Recibido 14 Junio 2004; Aceptado 3 Enero 2005

Resumen
Se realizó un estudio numérico de la dinámica de calentamiento de alimentos enlatados que contienen partículas
sólidas, para analizar el efecto del número de Darcy, aspecto geométrico y propiedades termodinámicas de un
alimento sobre la ubicación del punto frío y el tiempo de esterilización requerido. Elmodelo matemático se
desarrolló a partir de la Ley de Darcy con la extensión de Brinkman y el balance de energía para medios
multifásicos. Las ecuaciones gobernantes se discretizaron espacialmente usando colocación ortogonal con
polinomios de Legendre con mallas de 21x21 a 43x43, mientras que el tiempo fue discretizado usando el método de
Euler implícito. El sistema algebraico obtenido seresuelve mediante Relajación no Lineal. Con todo lo anterior, se
desarrolló un código en lenguaje FORTRAN 90 que permite calcular la dinámica de calentamiento y posición del
punto frío en la esterilización en autoclave estacionaria de alimentos que contienen sólidos en suspensión. Las
corridas computacionales se hicieron con datos proximales y termodinámicos de diversos alimentos enlatados comoatún en agua, frijoles tipo tradicional y chícharos en salmuera. Se observa que el tiempo requerido para obtener
esterilidad comercial es prácticamente el mismo si se considera la viscosidad del líquido intersticial como función de
la temperatura o con un valor promedio. Por otro lado, al aumentar el número de Darcy disminuye el tiempo de
tratamiento térmico. En el caso de chícharo en salmueraenvasado en latas de 300x407, se predice un tiempo de
tratamiento de 17 minutos para obtener una esterilidad comercial equivalente de F0 = 2.52 minutos, cuando el vapor
de servicio de la autoclave está a 121° C.
Palabras clave: medio poroso, esterilización de alimentos, punto frío, colocación ortogonal.
Abstract
A numerical study was performed about heating dynamic on canned foods that containsolid particles, analyzing the
effect of the Darcy number, geometric aspect and thermodynamical properties on the loci of cold spots and the
sterilization time required. The mathematical model was developed from the Darcy law using Brinkman extension
and an energy balance for the multiphase media. The governing equations were spatially discretized using orthogonal
collocation with Legendrepolynomials, with mesh 21x21 and 43x43; the time was discretized using and implicit
Euler scheme. The resulting set of algebraic equations was solved via nonlinear relaxation. With this information, a
computer code was developed using FORTRAN 90, that allows to estimate the dynamic heating and position of cold
spots in particulate-food sterilization in still retort. The computer runs were...