Resumen

La modelización numérica y el análisis del proceso de panificación suponen un reto para los procesos bioquímicos que tienen lugar en el pan. Estos cambios son el resultado de tareas de ingeniería de masas, normalmente caracterizadas por la compleja cadena de procesos químicos, físicos y de transferencia de calor que afectan a la panificación al mismo tiempo, causados principalmente por la variación de dos factores dominantes: (i) el calor y (ii) el contenido de humedad interna a diferentes temperaturas y durante el proceso de tiempo. Este estudio presenta un análisis del modelo de dinámica de fluidos computacional 1-D para la transferencia simultánea de calor dentro de una muestra cilíndrica de pan. Las simulaciones numéricas se realizaron utilizando el modelo de diferencias finitas (MDF) y el modelo de elementos finitos (MEF). En el primer caso, el modelo numérico propuesto consideraba la radiación y la convección durante el calentamiento de la muestra y describía los mecanismos de difusión simultánea de calor, agua y vapor de la muestra. Los cálculos indicaron que el MEF era susceptible al paso de tiempo; en consecuencia, el intervalo de 10 s y 100 s arrojó los únicos resultados relevantes. En el segundo caso, se utilizó el MEF para describir los fenómenos de transporte durante la cocción. Los resultados obtenidos mediante el MEF mostraron un gran gradiente de temperatura cerca de la superficie. El estudio mostró la presencia de algunos casos críticos que se consideran los más influyentes en las etapas de la producción de pan. El primer valor crítico es el momento en que la temperatura de cocción alcanza los 100° C. El segundo valor crítico es el momento en que el contenido de agua líquida en el medio de cocción alcanza su punto máximo. Las condiciones límite se examinaron e ilustraron mediante figuras en el centro y la superficie del pan.

• Materias:Simulación numérica Controladores Programación bioobjetiva Redes de retransmisión Simulador dinámico
• Subjects:Numerical simulation Controllers Bioobjective programming Relay networks Dynamic simulator
• Palabras claves:MEF, tiempo, modelo de dinámica de fluidos computacional D, muestra cilíndrica de pan, modelo de diferencias finitas, modelo de elementos finitos, primer valor crítico, procesos de transferencia de calor, contenido interno de humedad, gran gradiente de temperatura.
• Keywords:FEM, time, D computational fluid dynamics model, cylindrical bread sample, finite difference model, finite element model, first critical value, heat transfer processes, internal moisture content, large temperature gradient