Evaluación, simulación y optimización de procesos de conservación de productos frutihortícolas de la región de Villa María

• Autores: Badín, Emiliano E.
• Año de publicación: 2023
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Lespinard, Alejandro
• Materia: Conservación; Frutihorticola; Simulación; Optimización; Tesis DCI; Doctorado en Ciencias de la Ingeniería
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (DCI)--FCEFN-UNC, 2023
Fil: Badín, Emiliano. Universidad Nacional de Villa María, Argentina
En Argentina, la producción frutihortícola es una actividad de gran relevancia en la obtención de alimentos (8-10 millones de toneladas anuales) y en la generación de empleo, impactando de manera directa en las economías regionales. En términos productivos, el cinturón verde de Villa María (provincia de Córdoba), ocupa el tercer lugar a nivel provincial, y debido a su extensión y producción abastece a toda la región, en un radio de 100 km, desde hace más de 100 años. Una de las principales problemáticas de dicho sector radica en que los productos frutihortícolas son muy perecederos, y por tal motivo parte de la producción se pierde en la cadena de distribución y comercialización. Estas pérdidas representan entre un 30 - 50 % del volumen total de producción, lo que con lleva a un considerable daño económico para el sector. Para dar respuesta a esta problemática, el presente trabajo de Tesis aborda la evaluación, el diseño y la optimización del proceso térmico de pasteurización de productos frutihortícolas, específicamente de pulpa de frambuesa y tomate triturado envasados en recipientes de vidrio, con la finalidad de prolongar la vida útil de los mismos, asegurando su inocuidad y preservando la calidad. En primer lugar, para ambos productos frutihortícolas, se estudió el efecto del calentamiento sobre la degradación de parámetros de calidad sensorial y nutricional. Específicamente, para pulpa de frambuesa, se evaluó color, antocianinas monoméricas totales (AMT), ácido L-ascórbico (AA) y polifenoles totales (PT), mientras que para tomate triturado, se evaluaron color, licopeno (L) y ácido L-ascórbico (AA). La variación de estos parámetros fue evaluada a diferentes temperaturas (70, 80, 90 y 100 ºC) y tiempos de calentamiento (0 y 120 min), modelizándose dichos cambios a través de cinéticas de primer orden. Además, se evaluó para cada parámetro de calidad, la dependencia de la velocidad de degradación con la temperatura mediante el modelo de Arrhenius. En segundo lugar, se determinaron experimentalmente las propiedades termofísicas (calor específico, conductividad térmica y densidad) de ambos productos, y además para la pulpa de frambuesa, se determinó el coeficiente de expansión volumétrico y su comportamiento reológico. Por otra parte, se obtuvieron los coeficientes convectivos de transferencia de calor para las etapas de calentamiento y enfriamiento de los diferentes procesos estudiados, para ambos productos. Finalmente, se diseñaron, evaluaron y optimizaron los procesos de pasteurización de pulpa de frambuesa y tomate triturado. Específicamente, para la pasteurización de pulpa de frambuesa envasada en frasco de vidrio, se desarrolló un modelo fluidodinámico (CFD), con el objetivo de determinar la distribución de temperatura, el patrón de flujo, la localización de la zona de calentamiento lento (ZCL), la inactivación microbiana y los cambios de calidad que ocurren durante el procesamiento térmico. Por su parte, para la pasteurización de tomate triturado envasado en botella de vidrio, se construyó un modelo conductivo, con el objetivo de determinar los perfiles de temperatura y las pérdidas de calidad durante las etapas de calentamiento y enfriamiento del proceso. Para el desarrollo de los modelos, se emplearon las propiedades termofísicas de los productos, los coeficientes de transferencia de calor convectivos y las cinéticas de degradación térmica de los parámetros de calidad obtenidos experimentalmente. Los modelos se validaron exitosamente frente a mediciones experimentales, tanto de temperatura como de pérdidas de calidad. Finalmente, tras la validación, los modelos, se emplearon para diseñar y evaluar tratamientos térmicos equivalentes (isoletales) a diferentes temperaturas de calentamiento (80, 90 y 100 ºC). De esta manera se identificaron las condiciones óptimas de procesamiento que permiten minimizar los cambios de color y las pérdidas de los compuestos bioactivos, y garantizar la seguridad microbiológica y estabilidad del producto final.
Fil: Badín, Emiliano. Universidad Nacional de Villa María, Argentina