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RESUMEN

 La refrigeración juega un papel vital en la conservación de productos agrícolas (frutas y hortalizas), debido a que esta operación permite que la tasa de respiración de estos descienda significativamente. Con el fin de estipular la energía y el tiempo necesario para llevar el producto a una temperatura óptima de conservación y por lo tanto hacer que la vida útil de este sea más prolongada. El objetivo principal fue determinar  el coeficiente convectivo de transferencia de calor del  tomate maduro en salmuera y en contacto directo con el refrigerador por convección natural y convección  forzada. Los datos del coeficiente de película se obtuvieron a partir de variables cuantitativas,  tomando el tiempo  en que tardaba el tomate en bajar su temperatura a 7ºC, la temperatura inicial del tomate y la temperatura del medio en el que se encontraba  con cuatro tratamientos y 2 repeticiones. Se aclara que la segunda repetición arrojo datos que no fueron acorde a lo esperado, por lo cual se trabajó con 1 sola repetición. Con los resultados experimentales se calculó el valor de los coeficientes Convectivos de transferencia de calor para cada tratamiento empleando el método grafico por los diagramas de Heislers. Con los datos obtenidos en el experimento, se determinó que en el modelo de  convección natural el tiempo promedio  para llevar el tomate a la temperatura de 7ºC fue de 92 min, siendo este el de mayor duración, para la convección natural con salmuera de 82 min, para la convección forzada de 62 min y para la convección forzada con salmuera de 39  min resultando el menor tiempo. En la determinación de los coeficientes Convectivos, para la convección natural  fue de 4,1350 J/sm2*K correspondiendo al menor valor, en la convección natural con salmuera de 4,1858 J/sm2*K, en la convección forzada de 9,4278 J/sm2*K y el mayor valor se obtuvo para la convección forzada con salmuera. Hubo diferencias significativas en los valores de los coeficientes Convectivos de transferencia de calor, dado que para un mayor valor del coeficiente, menor tiempo transcurrió para llevar el tomate a la temperatura de refrigeración y para menores valores, el tiempo fue mayor.

Palabras claves: convección natural, convección forzada, coeficiente, tomate, temperatura, conservación, salmuera.

INTRODUCCIÓN

Las operaciones que se realizan para la elaboración de cierto tipo de producto o material, garantizan la calidad del mismo y su almacenamiento ocupa un papel fundamental en las industrias, entre estas, se encuentran aquellas operaciones en las que  ocurre o se debe tener en cuenta una transferencia de energía en forma de calor como la cocción, horneado, secado, congelación, refrigeración, entre otros, por lo cual resulta de gran importancia tener bases o conocimientos que permitan que el alimento o producto en el cual se lleve a cabo este tipo de transferencia garantice que los procesos se realicen de forma efectiva, controlada y segura en el área de trabajo. (Geankoplis, 2007)

En la convección, un flujo entalpico asociado a un fluido en movimiento, implicando el transporte de calor y la mezcla de elementos macroscópicos de porciones calientes y frías de un gas o líquido. [1]

Cuando hay convección en un fluido, es porque este lleva asociado a él una energía, la cual garantiza que de alguna u otra forma exista una transmisión de calor de un punto a otro punto, el coeficiente convectivo de película que se genera durante esta transferencia de calor, esta es usada para cuantificar  la tasa de la transferencia convectiva que existe entre la superficie de un objeto a otro (energía en forma de calor que se traslada de la superficie del sólido y un fluido adyacente que se puede encontrar en movimiento o no, por esta razón, dependiendo de la velocidad del fluido esta puede ser libre o forzada.

En la convección libre o natural, el flujo de fluido es causado por la fuerza inducida por la diferencia de densidades debida a las diferentes variaciones de temperaturas que sufre el sistema durante este tipo de situación. La convección forzada, por el contrario, el flujo de fluido depende primordialmente de algún agente externo, que permite la aceleración de ese movimiento y por consiguiente de la transferencia, este tipo de aparatos o equipos comúnmente son bombas o ventiladores. [1]

El coeficiente convectivo de transferencia de calor no es una propiedad que es propia y constante del fluido, o en este caso, hortaliza, por tal razón hay que determinarla experimentalmente, este mismo depende de todos aquellos valores que influyen en la convección, es decir, geometría del fluido, las características del flujo y del sólido, el área de transferencia, entre otras.

En la industria de alimentos, este tipo de situaciones es de gran importancia al momento del diseño y control de los diferentes equipos que se encargan de procesar el alimento donde diversos tipos de fluidos, como aire, vapor, nitrógenos, son utilizados de manera diversificada como medios de calentamiento, enfriamiento, congelación o cocción, entre otros tipos de aplicaciones.

Como los alimentos comúnmente poseen características que los pueden designar como  perecederos, por esta razón es de gran importancia brindarle las condiciones de proceso, mantenimiento y manipulación para garantizar la calidad óptima del producto.

Estos comúnmente son atacados por agentes que causan su deterioro, su principal causa es el ataque por diferentes tipos de microorganismos (bacterias, levaduras y mohos), debido a la cantidad de agua que estos productos suelen tener, estos procedimientos permiten que no solo se garantice la conservación del mismo, sino que se beneficiaría a la empresa o la productores de la materia, debido a que no traería perdidas, tanto de materia prima o económica, además las técnicas de conservación han permitido que alimentos estacionales sean de consumo permanente.

Una de estas técnicas, es la congelación o refrigeración de los alimentos, para algunos productos este tipo de enfriamiento resulta muy lento, pero conserva los alimentos impidiendo la multiplicación de los microorganismos. Dado que el proceso no destruye a todos los tipos de bacterias, aquellos que sobreviven se reaniman en la comida al descongelarse y a menudo se multiplican mucho más rápido que antes de la congelación. [2]

La temperatura es un factor importante en el mantenimiento de los alimentos, por ello la refrigeración es uno de los métodos más usados en su conservación, aun con las ventajas y desventajas que estos generan. La maduración del fruto está muy influenciada por la temperatura en lo referente tanto a la precocidad como a la

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