Articulo- Aplicación de La Difusividad Para Calcular La Conductividad Térmica de Trozos de Pollo Enlatado

APLICACIÓN DE LA DIFUSIVIDAD PARA PARA CALCULAR LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE PECHUGA DE POLLO EN TROZOS Elizabeth Neyra1, Joselin Retis 2, Jhoselyn Rubio 3, Walther Uman4 Universidad Nacional Mayor de an Marcos, !alle "erm#n $m%za&a N'3()* !iudad Universitaria+ Universitaria+ ima 1+ 1

11-(-21./unmsm+edu+0e 11-(-13/unmsm+edu+0e 3 11-(-1.)/unmsm+edu+0e 4 12-(-23/unmsm+edu+0e 2

Resumen Esta e0eriencia consisti en determinar la conductividad de la carne de 0ollo 50echu&a6 a trav%s trav%s de la di7usi di7usivid vidad ad usand usando o un m%tod m%todo o de re&ime re&imen n trans transito itorio rio++ !omo !omo condi condicio ciones nes iniciales se tuvieron en cuenta la tem0eratura inicial de la muestra, tem0eratura del medio, humedad y densidad del 0roducto las cuales 7ueron 23 '!, () '!, +1 8 y 113)+3) 9&:m; res0ectivamente, otros datos i&ual de im0ortantes 7ueron las dimensiones del envase, el cual 7ue considerado como un cilindro 7inito, las dimensiones consideradas 7ueron radio, altura y altura media de -,-41., -,-3  y -,-1. m res0ectivamente+ El re&istro de datos 7ue tomado cada ) minutos hasta lle&ar a una tem0eratura constante, la cual 7ue (2 y (1'! 0ara la 0rimera y se&unda muestra res0ectivamente, res0ectivamente, una vez realizado realizado este re&istro se 0rocedi a la elaboracin de una una &r#7ica tem0eratura * tiem0o tiem0o 50enetracin de calor6 calor6 utilizando una una ho2:s y 3+32() 9J:9&+? res0ectivamente W:m+'! '!,, ,).E ,).E**-. . m>2:s y 3,33-2) 9J:9&+? 0ara 0ara la 0rim 0rimer era a mues muestr tra, a, y -+2) W:m+ res0ectivamente 0ara la se&u nda muestra+ os resultados concordaron con res0ecto al 0orcenta
di77usivity and s0eci7ic heat Dere -+2- 9 5W:m+'!6, ),41E*-. 5m>2:s6 and 3+32() 9J:9&+? res0ectively 7or the 7irst sam0le, and -+2) W:m+'!, ,).E*-. m>2:s and 3,33-2) 9J:9&+? res0ectively 7or the second sam0le+ Ahe results a&reed Dith res0ect to the 0ercenta&e o7  humidity, less humidity less 9, @ and !0+ We must also bear in mind that the 0rocedures established in a transitional re&ime re&ime are not recommended 7or 7ood testin&, since this tests are made 7or the re&istration o7 a 0ure drivin&, and 7ood are not homo&eneous in structure accordin& to "uzm#n 5as cited in $lvarado J+, 2--6+

1. INTRODUCCIÓN Fi7erentes estudios se han realizado con el ob
k =α ( DC ) C ❑ p  

51+16

a conductividad t%rmica,t%rmica, 9 IW m *1 '!*1, se inter0reta como la cantidad de 7lu
la estructura del material en 7orma considerable y evitar Bue se a7ecte el com0ortamiento t%rmico de la muestra 5Kchoa et+ al+, 2--)6+ Un caso es0ec=7ico de este m%todo es la 7uente lineal de calor, donde la 7uente de calor y el elemento sensor est#n ubicados en una a&u
LuenteG ro0iedades termo7=sica de la carne 5Kchoa et+ al+, 2--)6

e&Cn Miles eiste una relacin lineal entre conductividad t%rmica de 0roductos alimenticios acuosos no con&elados y su contenido de a&ua e0resado en 7raccin m#sica 5 D6 5$lvarado, 2--6+ Reco0ilando diversas ecuaciones em0=ricas establecidas 0ara la carne, sobre su 0unto inicial de con&elacin, se lle&an a las si&uientes ecuacionesG ara carne cocidas con m#s del )- 8 de a&uaG

k =0.081 + 0.568  x w  

51+26

k =0.096 + 0.34  x w  

51+36

k =0.080 + 0.52  x w  

51+46

!arne 0icadaG !arnes y 0escadoG

a ecuacin 1+4 7ue desarrollada 0or Deat la cual es v#lida 0ara 5como se cita en $lvarado J+, 2--16G 0 ≤T ≤ 60 ° C y 1.6 ≤ x w ≤ 0.8

Fe acuerdo a "uzm#n , los m%todos basados en trans7erencia de calor en r%&imen transitorio trata el 0roblema como de conduccin 0ura, cual no se cum0le 0ues los alimentos son &eneralmente hetero&%neos contienen 0artes slidas en medios l=Buidos o semil=Buidos+ En consecuencia, la di7usividad t%rmica evaluada no es la 0ro0ia del alimento+ Es una di7usividad t%rmica eBuivalente, denominada tambi%n di7usividad t%rmica e7ectiva o a0arente 5como se cita en $lvarado J+, 2--6+ !harm indic Bue un m%todo 0ara calcular los cambios de tem0eratura en r%&imen transitorio es el de la ecuacin si&uiente 5como se cita en $lvarado J+, 2--6G

t = f  log ( j (T  A −T 0 )/( T  A−T  ))  

51+)6

Fe las variaciones tem0eratura * tiem0o re&istradas en un cilindro 7inito, con un coe7iciente de trans7erencia de calor alto, se 0uede determinar la di7usividad t%rmica, a0licandoG 2

2

α =k ( DC ) C  p =¿ 0.398 /(( 1 / R )+(0.427 / b )) f   

51+6

Linalmente,este m%todo reBuiere a0roimar en la 7orma m#s cercana 0osible al cum0limietno de las si&uientes condicionesG * El envase debe ser 0er7ectamente cil=ndrico con una ca0acidad calrica y resistencia t%rmica des0reciables * a trans7erencia de calor en el interior del envase de debe realizar en 7orma 0redominante 0or conduccin+ * El contenido del envase o alimento debe ser considerado como homo&%neo e isentr0ico y se deben considerar constantes a sus 0ro0iedades de tiem0o y tem0eratura+ * a tem0eratura sobre la su0er7icie del cilindro debe ser constante5sin variar  con el tiem0o6 y eBuivalente a la tem0eratura del medio+ * El coe7iciente de trans7erencia de calor entre el medio y la su0er7icie del cilindro debe ser considerado como in7inito+

2. OBETIVOS O Feterminar la conductividad t%rmica de una conserva de 0ollo a 0artir de los valores de la di7usividad, establecidos 0or un m%todo transitorio+ O !om0arar valores de la conductividad t%rmica e0erimentales y calculados o re0ortados 0ara carne de 0ollo+

!. MATERIALES " MÉTODOS !.1 P#e$%#%&'(n )e *% mues+#%. El 0resente traba
!.2 Me)'&'(n )e *% ,ume)%) e etra
!.! Me)'&'(n )e +em$e#%+u#%s. !omo se observa en la Li&+ 1, se introdu
Li&ura 1+ istema e0erimental+

!.- C*&u*/ )e *% &/n)u&+'0')%) +#m'&%. rimero se calcul el 7actor 7 0or medio de &ra7icacin de los datos obtenidos e0erimentalmente en una ho
α =0,398 /((1 / R )+( 0,427 / b )) × f 

51+6

ara hallar la calor es0ec=7ico se utiliza el dato obtenido del 0orcenta
C  p =1,675 + 0,025 × X W 

51+(6

Ta Bue como se menciona al inicio de este art=culo, la conductividad t%rmica est# directamente relacionada con la di7usividad t%rmica, la densidad y el calor es0ec=7ico, %sta se calcula mediante la Ec+ 1+1+

-. RESULTADOS " DISCUSIÓN T%*% 1. C/n)'&'/nes 'n'&'%*es. Fensidad 59&:m>36

113),3)

umedad

+18

Aem0eratura inicial del 0ollo 5'!6

23

Aem0eratura del medio constante 5'!6

()

a tem0eratura inicial en el interior del envase y sobre la su0er7icie del envase cil=ndrico 7ue uni7orme como se reBuiere en el art=culo base, sin embar&o, no se cum0li con la caracter=stica de Bue el contenido del envase 0ueda considerarse como homo&%neo e isotr0ico ya Bue los trozos de 0echu&a de 0ollo Pan LernandoQ contienen una solucin salina 0ara su conservacin Bue le Buita la caracter=stica de homo&%neo+ T al no ser una muestra Bue 0ueda considerarse isotr0ica eistir# trans7erencia de calor no slo 0or  conduccin sino tambi%n 0or conveccin, lo cual 0uede in7luir al error+

T%*% 2. D'mens'/nes )e *% *%+% Radio 5m6

$ltura 5m6

Mitad de altura 5m6

-,-41.

-,-3

-,-1.

!on res0ecto a las caracter=sticas 7=sicas de la muestra, como un envase 0er7ectamente cil=ndrico, con una ca0acidad calrica y resistencia t%rmica des0reciable, se cum0li con lo reBuerido en el art=culo base, utilizando un envase de ho
T%*% !. D%+/s #e3's+#%)/s en *%s $#ue%s en &%#ne )e $/**/ en*%+%)% P#'me#% &/##')%

Se3un)% &/##')%

t 5s6

A 5'!6

5Aa*A6

A5'!6

Aa*A

-

23

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23

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2

(1

3

a obtencin del 7actor 7 se realiz de acuerdo al 0rocedimiento Bue e0lica !harm 5como es citado en $lvarado J+, 2--6, restando el 0unto 7inal con el 0unto inicial de una 0orcin de l=nea recta a trav%s de un ciclo lo&ar=tmico, &ra7icado en una ho
T%*% -. P#/$'e)%)es +e#m/45s'&%s )e *% &%#ne )e $/**/ en*%+%)%. rimera muestra 7 5s6

@ 5m>2:s6

!0 59J:9&+?6

9 5W:m+'!6

443-

),41E*-.

3,32()

-,2-

e&unda Muestra 7 5s6

@ 5m>2:s6

!0 59J:9&+?6

9 5W:m+'!6

))4

,).E*-.

3,33-2)

-,2)

En ambas muestras observamos un valor de 75s6 mucho mayor Bue el 75s6 del 0a0er de  $0licacin 0ara la di7usividad 0ara calcular la conductividad t%rmica de carnes, esto se debe a Bue en el 0a0er nos indica Bue el e0erimento 7ue realizado con 0ollo crudo en cambio, el e0erimento Bue se realiz a nuestro car&o 7ue con 0ollo cocido llevado a un tratamiento t%rmico+ El valor de 7 nos indica la constante de velocidad de calentamiento, 0or lo cual la constante del 0ollo enlatado es mayor Bue la del 0ollo crudo debido a Bue la cantidad instant#nea de trans7erencia es 0ro0orcional al #rea y a la di7erencia de tem0eratura Bue im0ulsa el calor a trav%s del es0esor del alimento+ a tem0eratura mayor durante este 0roceso se encuentra en la cara eterior del alimento enlatada y menor dentro de esta se&Cn ?ern 5como es citado en M+E+ %rez*Reyes y M+E+osa*Morales, 2-136+

e&Cn Rodr=&uez, 13, la carne de 0ollo blanca a (4+48 de humedad 0resenta un 9V-+4. W:m+'!, el art=culo base un 9V-+4. W:m+'! a ()+8 de humedad, es0ec=7icamente 0echu&a de 0ollo un 9 de -,4 W:m+'! se&Cn ihan uan& y in*hu iu 52--6, y -,4128 W:m+'!, con  a ()8 de humedad, se&Cn la Aabla ) del andboo9 * Re7ri&eration 52--6+ Aodos estos resultados citados di7ieren del resultado obtenido de -,21 W:m+'! a +28 de humedad, en m#s del 48 de 0orcenta
O erez Reyes M+E+, osa* Morales M+E+ 2-13+ M%ico+ Mecanismos de trans7erencia de calor Bue ocurren en tratamientos t%rmicos de alimentos+ O Kchoa, Kscar+ 2--)+ !olombia, ro0iedades termo7=sicas de la carne, N --12*(3)3++ O ihan uan& y in*hu iu+ 2--+ imultaneous determination o7 thermal conductivity and thermal di77usivity o7 7ood and a&ricultural materials usin& a transient 0lane*source method+ Journal o7 Lood En&ineerin&+ O Rodr=&uez, Mar=a,+ 13+ Una revisin de las 0ro0iedades t%rmicas de los alimentos+ Fivisin de n&enier=a+ Universidad de onora+ O Ahermal ro0erties o7 Lood+ $R$E andboo9*Re7ri&eration+ 2--+ O !harm tanley E+, 13, Ahe Lundamentals o7 Lood En&ineerin&, En&landG Ahe $vi ublishin& !om0any, nc, 0#&+ 1)-*1)3++ O Mattias "ustavsson, Ernest ?araDachi, ilas "usta7sson+ 14+ uecia+ Ahermal !onductivity, thermal di77usivity, and s0eci7ic heat o7 thin sam0les 7rom transient measurements Dith hot dis9 sensors+  * 412  O $lvarado J+ 2--1+ M%todos 0ara medir 0ro0iedades 7=sicas en industrias de alimentos O $lvarado J+ 2--+ Ecuador+ rinci0ios de in&enier=a a0licada a los alimentos+