Modelación y simulación de los tiempos de congelamiento de filetes de salmón

[Resumen del autor]

El presente trabajo consistió en la obtención de los tiempos de congelamiento de filetes de salmón resolviendo el problema de transferencia de calor utilizando una modelación matemática, su posterior resolución por medio del método de elementos finitos y su validación experimental. El modelo desarrollado se basó en considerar los filetes como una placa infinita bidimensional, las propiedades termofisicas se estimaron a partir de las ecuaciones de Succar y Hayakawa a las cuales se les encontró los parámetros a través de una regresión no lineal a partir de los valores entregados por el programa de Jatal Mannaperuma que se basa en la composición bioquímjca de los salmones. La resolución del modelo de congelación se realizó utilizando el software PD ease 2D de Macsyma Inc. La validación experimental fue llevada a cabo mediente a mediciones realizadas en un túnel de congelamiento utilizando registradores de temperatura que se posicionaron en el centro térmico del filete. Además se realizaron mediciones para obtener los coeficientes de transferencia de calor. Los resultados de éstos variaron entre 27 y 41 (W /m2°C) dependiendo de la posición dentro del túnel. El error de los tiempos de congelamiento entre lo simulado y lo medido fluctuó entre un 0.9% y un 18.9%, pero si se considera lo simulado con los valores más cercanos a las condiciones reales de proceso, los errores variaron entre un 1.76% y un 3%, esto para un modelo bidimensional, el modelo unidimensional presentó errores por sobre el 20%. Por lo tanto se concluyó de este estudio que el modelo y su resolución es una buena aproximación a realidad del proceso. La aplicación del trabajo en planta fue una maximización de la capacidad instalada, ya que se disminuyó el tiempo de cada batch. Además se realizó un manual de operación de la cámara de enfriamiento apuntando a mejorar la calidad del producto final por medio de una reducción en los tiempos de congelamiento. Las variables que más influyen en el procesp son el espesor del filete y la carga a la que se ve expuesta la cámara, reflejada en los coeficientes de transferencia de calor.

CONSULTE EN LINEA A TRAVES DE REPOSITORIO INSTITUCIONAL

Tesis (Ing. Civil Químico)--Prof. guías: Ricardo Simpson Rivera

h. 94-95

[Resumen del autor]

El presente trabajo consistió en la obtención de los tiempos de congelamiento de filetes de salmón resolviendo el problema de transferencia de calor utilizando una modelación matemática, su posterior resolución por medio del método de elementos finitos y su validación experimental. El modelo desarrollado se basó en considerar los filetes como una placa infinita bidimensional, las propiedades termofisicas se estimaron a partir de las ecuaciones de Succar y Hayakawa a las cuales se les encontró los parámetros a través de una regresión no lineal a partir de los valores entregados por el programa de Jatal Mannaperuma que se basa en la composición bioquímica de los salmones. La resolución del modelo de congelación se realizó utilizando el software PD ease 2D de Macsyma Inc. La validación experimental fue llevada a cabo mediante a mediciones realizadas en un túnel de congelamiento utilizando registradores de temperatura que se posicionaron en el centro térmico del filete. Además se realizaron mediciones para obtener los coeficientes de transferencia de calor. Los resultados de éstos variaron entre 27 y 41 (W/ m20C) dependiendo de la posición dentro del túnel. El error de los tiempos de congelamiento entre lo simulado y lo medido fluctuó entre un 0.9% y un 18.9%, pero si se considera lo simulado con los valores más cercanos a las condiciones reales de proceso, los errores variaron entre un 1.76% y un 3%, esto para un modelo bidimensional, el modelo unidimensional presentó errores por sobre el 20%. Por lo tanto se concluyó de este estudio que el modelo y su resolución es una buena aproximación a realidad del proceso. La aplicación del trabajo en planta. Fue una maximización de la capacidad instalada, ya que se disminuyó el tiempo de cada batch. Además se realizó un manual de operación de la cámara de enfriamiento apuntando a mejorar la calidad del producto final por medio de una reducción en los tiempos de congelamiento. Las variables que más influyen en el proceso son el espesor del mete y la carga a la que se ve expuesta la cámara, reflejada en los coeficientes de transferencia de calor.

2