Modelización de la Transferencia de Calor Dentro de un Reactor para Tratamiento Térmicos de Alimentos a Pequeña Escala

Abstract

En la producción artesanal de alimentos se utilizan, por lo general, cubas o tanques calefaccionados de pequeñas dimensiones para efectuar los procesos térmicos de pasteurización o esterilización, necesarios para extender la vida útil de los mismos. Particularmente la pasteurización de leche a pequeña escala se lleva a cabo en los equipos antes mencionados, manteniendo la temperatura del producto a 72º C durante 15 a 20 segundos. Este trabajo tiene por objetivo evaluar la fluido-dinámica y distribución de temperaturas que se desarrollan en un pasteurizador cilíndrico conteniendo agua sometido a calefacción mediante resistencias eléctricas. Para ello se modelan numéricamente dos casos, convección natural y circulación forzada mediante agitación por reflujo, comparando entre ambas la eficiencia del diseño y el tiempo en alcanzar el estado estacionario. Se consideró un régimen laminar y se trabajó con un rango de temperaturas de la resistencia entre 63 a 82º C, y en el caso de circulación forzada un caudal de reflujo de hasta 10 l/min. La simulación se realizó empleando el Método Volúmenes Finitos (MVF) utilizando el software OpenFOAM.