Diseño de celdas para la cocción óhmica de masas batidas libres de gluten: experimentación, modelado y simulación

• Autores: Mattioli, Nicolás Gabriel; Olivera, Daniela Flavia; Goñi, Sandro Mauricio
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Ingeniería; sistemas de calentamiento óhmico; masas sin gluten
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

El calentamiento óhmico, también llamado calentamiento Joule, es un procesamiento térmico alternativo mediante el cual la resistencia eléctrica del propio alimento genera calor a medida que una corriente eléctrica pasa a través de él. El calor se distribuye de manera muy rápida y uniforme, ya que el calentamiento se produce de forma volumétrica y no depende de la transferencia de calor convencional basada en conducción, convección o radiación (Jaeger y col., 2016). La cantidad de calor generado en el interior del producto está directamente relacionada con el gradiente de voltaje aplicado, con el campo eléctrico y con la conductividad eléctrica del alimento tratado, con lo cual es fundamental que este posea la suficiente cantidad de agua y electrolitos para asegurar el pasaje de la corriente eléctrica. Por lo tanto, esta tecnología se presenta como una interesante alternativa para reemplazar o combinar con el horneado tradicional de panificados y masas batidas (Bender y col., 2019, Khodeir y col., 2021; Panirani y col., 2023). No obstante, su aplicación requiere no solo de una comprensión profunda de los principios físicos implicados, sino de un meticuloso diseño del equipamiento necesario. En el diseño de un sistema de calentamiento óhmico es fundamental el estudio de diversos factores, entre ellos: el material de los electrodos, que debe ser resistente a la corrosión por alimentos y productos de reacción; la geometría de los mismos y su separación, que influye en la distribución e intensidad del campo eléctrico y, por tanto, en la generación de calor; el aislamiento del sistema, ya que reduce las pérdidas de calor, mejora la eficiencia energética y mantiene la uniformidad de la temperatura; y el empleo de un sistema de control eficiente para regular la potencia aplicada y evitar el sobrecalentamiento del producto (Javed y col., 2024). Por otro lado, en los últimos años se han dedicado esfuerzos al desarrollo de modelos que permitan el diseño y optimización de procesos de calentamiento óhmico, para posibilitar el aprovechamiento de las ventajas de la tecnología óhmica en la industria alimentaria. En este sentido, la modelización matemática es una poderosa herramienta que ayuda a comprender un proceso (Marra y col., 2009). Adicionalmente, un modelo permite diseñar o mejorar el proceso probando modificaciones en las condiciones de operación, el equipo o el alimento, manipulando el modelo antes de probar dicha variación en un proceso real. Javed y col. (2024) revisaron diversas aplicaciones industriales del calentamiento óhmico y los efectos de las condiciones del proceso sobre las cualidades nutricionales y organolépticas, el rendimiento del producto y la eficiencia energética, incluyendo en el estudio, la modelización matemática del proceso. En este sentido, Erdogdu (2023) revisó los retos actuales y futuros del procesado térmico de alimentos, donde la modelización matemática tradicional y emergente jugará un papel significativo para un desarrollo eficiente y sostenible. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo fue diseñar sistemas de calentamiento óhmico (celdas óhmicas) para la cocción de masas batidas sin gluten, basado en modelado y simulación matemática del proceso, construir dichas celdas óhmicas, y verificar de forma experimental su funcionamiento.
Facultad de Ingeniería