Esterilización de productos enlatados mediante inducción electromagnética. Simulación por elementos finitos

Abstract

En l'actualitat, l'esterilització dels envasos metàl·lics, rígids i cilíndrics usats en conserves s'obté mitjançant l'aplicació de calor a aquests. En el cas dels aliments envasats no és possible el tractament HTST. La inducció electromagnètica (IE) provoca l'escalfament del material ferrós de la llauna. D'aquesta manera, l'energia s'aplica en el lloc exacte on es requereix realment, reduint els temps d'esterilització. El principal objectiu de l'estudi és validar l'escalfament per inducció electromagnètica per a esterilitzar aliments enllaunats i realitzar una simulació del tractament tèrmic. Ctic Cita al costat de IKERLAN i del Grup RIBEREBRO ha desenvolupat un autoclau per a llaunes basat en l'escalfament per inducció electromagnètica. Al llarg de l'estudi s'ha treballat amb 3 simulants alimentaris (aigua, silicona i oli) i 3 aliments (card, xampinyó i mongeta blanca). Una vegada estudiat el comportament d'aquests productes, s'ha realitzat un model de simulació amb elements finits mitjançant Comsol Multiphysics. Els estudis realitzats amb els simulants alimentaris mostren com la IE és una tecnologia apta per a l'esterilització d'aliments aquosos, amb líquid de govern sobre la base d'aigua o de baixa viscositat. Quant al tractament de card, xampinyó i mongeta blanca, s'ha reduït el temps de tractament un 75-90%, obtenint un producte final de millor qualitat físic-química i sensorial. L'escalfament per inducció electromagnètica i la transmissió de calor interna en el producte s'ha aconseguit simular amb Comsol Multiphysics. Gràcies a l'equip desenvolupat en Ctic Cita, s'ha aconseguit millorar les propietats físic-químiques i sensorials de productes, aconseguint traslladar el concepte HTST a productes envasats i obtenint un producte de qualitat organolèptica superior als existents en el mercat.

En la actualidad, la esterilización de los envases metálicos, rígidos y cilíndricos usados en conservas se obtiene mediante la aplicación de calor a los mismos. En el caso de los alimentos envasados no es posible el tratamiento HTST. La inducción electromagnética (IE) provoca el calentamiento del material ferroso de la lata. De esta manera, la energía se aplica en el lugar exacto donde se requiere realmente, reduciendo los tiempos de esterilización. El principal objetivo del estudio es validar el calentamiento por inducción electromagnética para esterilizar alimentos enlatados y realizar una simulación del tratamiento térmico. Ctic Cita junto a IKERLAN y Grupo RIBEREBRO ha desarrollado un autoclave para latas basado en el calentamiento por inducción electromagnética. A lo largo del estudio se ha trabajado con 3 simulantes alimentarios (agua, silicona y aceite) y 3 alimentos (cardo, champiñón y alubia blanca). Una vez estudiado el comportamiento de dichos productos, se ha realizado un modelo de simulación con elementos finitos mediante Comsol Multiphysics. Los estudios realizados con los simulantes alimentarios muestran como la IE es una tecnología apta para la esterilización de alimentos acuosos, con líquido de gobierno en base a agua o de baja viscosidad. En cuanto al tratamiento de cardo, champiñón y alubia blanca, se ha reducido el tiempo de tratamiento un 75-90%, obteniendo un producto final de mejor calidad físico-química y sensorial. El calentamiento por inducción electromagnética y la transmisión de calor interna en el producto se ha conseguidos simular con Comsol Multiphysics. Gracias al equipo desarrollado en Ctic Cita, se ha conseguido mejorar las propiedades físico-químicas y sensoriales de productos, consiguiendo trasladar el concepto HTST a productos envasados y obteniendo un producto de calidad organoléptica superior a los existentes en el mercado.

Nowadays, the sterilization of metal, rigid and cylindrical containers used in canning is achieved by heating them. However, HTST treatment is not possible when talking about packaged foods. Electromagnetic induction (EI) causes heating of the ferrous material of the can; thus, the energy is applied at the exact place where it is required, reducing sterilization times. The main objective of the study is to validate electromagnetic induction heating for sterilizing canned food and to perform a simulation of the heat treatment. Ctic Cita together with IKERLAN and Grupo RIBEREBRO has developed an autoclave for cans based on electromagnetic induction (EI) heating. Throughout the study, 3 food simulants (water, silicone, and oil) and 3 foods (cardoon, mushroom, and white bean) have been used. Once the behaviour of these products had been studied, a finite element simulation model was carried out using Comsol Multiphysics. The studies carried out with food simulants show how EI is a suitable technology for the sterilization of aqueous foods, with water-based or low-viscosity governing liquid. As for the treatment of cardoon, mushroom and white bean, the treatment time has been reduced by 75-90%, obtaining a final product of improved physicochemical and sensory quality. Electromagnetic induction heating and internal heat transfer in the product have been simulated with Comol Multiphysics, Thanks to the equipment developed at Ctic Cita, it has been possible to improve the physicochemical and sensory properties of the products, transferring the HTST concept to packaged products and obtaining superior organoleptic quality to those existing on the market.