Análisis del secado convectivo de zanahoria mediante un modelo matemático desarrollado en Scilab–Xcos
Resumen
El secado convectivo de productos agrícolas es un proceso ampliamente utilizado para prolongar la vida útil de los alimentos; sin embargo, su correcta descripción requiere considerar de manera simultánea los fenómenos de transferencia de calor, transferencia de masa y los cambios estructurales del material. En este trabajo se desarrolló y validó un modelo matemático fenomenológico para simular el secado convectivo de cubos de zanahoria, incorporando explícitamente el efecto del encogimiento volumétrico durante la deshidratación. El modelo se formuló a partir de balances macroscópicos de masa y energía bajo el supuesto de parámetros concentrados, considerando números de Biot menores a 0.1, y se implementó numéricamente en el entorno de código abierto Scilab–Xcos. La simulación se realizó para cubos de zanahoria de 0.8, 1.0 y 1.5 cm, sometidos a secado con aire caliente a 50 °C y una velocidad de 1.5 m/s. Los resultados obtenidos para el contenido de humedad, la temperatura del sólido y la variación de volumen se compararon con datos experimentales de secado convectivo. El modelo reprodujo adecuadamente la cinética de secado y la evolución térmica del material, con coeficientes de correlación de 0.97 entre valores simulados y experimentales. Asimismo, la inclusión del encogimiento permitió describir la contracción progresiva del material y su dependencia con el tamaño inicial del cubo. Los resultados confirman que el modelo propuesto constituye una herramienta útil para el análisis y la simulación del secado convectivo de zanahoria.
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Citas
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