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SAIREM LA INGENIERIA PARA LAS APLICACIONES DE LA ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA
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SAIREM LA INGENIERIA PARA LAS APLICACIONES
DE LA ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA
Las microondas hoy.
Aplicaciones en el sector alimentario
Josep M Darné – Pere Ferrer Sairem Ibérica
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DESCONGELACIÓN Y COCCION
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EJEMPLOS
INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS GENERALES
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Es una forma de energía, como la electricidad, la energía cinética, el calor, ….
Como toda energía cuando se disipa o realiza un trabajo o se transforma en calor.
La disipación de esta energía sobre un producto, depende de las
propiedades internas del mismo.
Es una onda de energía que se propaga con o sin soporte material
INTRODUCCIÓN:
¿QUÉ SON LAS MICROONDAS?
300KHz 3MHz 300MHz 3GHz 30GHz 300GHz 30MHz
INTRODUCCIÓN:
¿QUÉ SON LAS MICROONDAS?
ALTA FRECUENCIA
13.56 MHz (+/- 0.05%)
27.12 MHz (+/- 0.6%)
40.68 MHz (+/- 0.05%)
MICROONDAS
915 MHz
2450 MHz
MICROONDAS
10, 12, 14, 18 GHz
LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICA. SU UTILIZACIÓN INDUSTRIAL
El espectro radioeléctrico está asignado a distintos usos. Uno de ellos es la aplicación industrial.
Se denominan bandas ICM (uso Industrial, Científico y Médico).
ONDAS IONIZANTES ONDAS NO IONIZAMTES
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INTRODUCCIÓN:
¿QUÉ SON LAS MICROONDAS?
VISIÓN DE LAS MICROONDAS
Monomodo Multimodo
SEGÚN LAS DIMENSIONES REFERIDAS A LA LONGITUD DE ONDA
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INTRODUCCIÓN:
¿CÓMO SE USAN LAS MICROONDAS?
APLICADOR DE MICROONDAS
Energía Electromagnética
Producto
Aplicador Resultados X
Propiedades dieléctricas:
r = r′ + j r″
Aplicaciones
Fuentes
Guías
Cavidades
etc
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INTRODUCCIÓN:
¿CÓMO SE USAN LAS MICROONDAS?
EFECTO SOBRE EL PRODUCTO
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AIRE PESCADO
ENERGIA DE MICROONDAS
AIRE
ENERGIA DE MICROONDAS
r = r′ + j r″
Profundidad de penetración: d
Bajo consumo – Rendimiento elevado
La transformación de energía eléctrica en microondas tiene un rendimiento entre el 70% y el 85%
La transformación de energía de microondas en calor tiene un rendimiento sobre un 95%.
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INTERES - CARACTERISTICAS
Rapidez del proceso – Just in Time
El tiempo de descongelado es de algunos minutos para fish block
Hasta unos 30’ para bloques de pescado enteros.
Reducción de espacio – Menor manipulación
La reducción de espacio puede ser de un factor 4
El requerimiento de manipulación puede bajar en un factor 2
RESULTADO: COSTE DE EXPLOTACION REDUCIDO
ATEMPERADO-DESCONGELADO
Calidad del producto – Mejora del valor añadido
La descongelación por microondas es menos agresiva termicamente.
Menor destrucción de elementos del producto.
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INTERES - CARACTERISTICAS
Ganancia en peso – Menos merma
La rapidez y menor agresividad reducen las mermas del producto.
RESULTADO: MEJORA DEL MARGEN COMERCIAL
ATEMPERADO-DESCONGELADO
Entalpia (J/g)
400
300
200
100
0
- 20 - 15 - 10 - 5 - 2 - 0
50
150
250
T(ºC)
manteca
mantequilla
cerdo graso
arenque
terneramagro cerdo
bacalaopollo
espinacasfresas
aguaEnergía necesaria para
descongelar un producto
entre T0 = -20ºC y T
Energía requerida para alcanzar una temperatura determinada:
3600
)J/g(·kg/h)kW(
EntalpiaProducciónPotencia
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ATEMPERADO-DESCONGELADO
Modelo del efecto de la RF sobre la descongelación de un
bloque de filetes
ATEMPERADO-DESCONGELADO
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MODELIZADO DE LA RADIOFRECUENCIA
Producción deseada 1.800 Kg/h
MICROONDAS RADIOFRECUENCIA TEMPERATURA -5°C -4° C -3° C -2°C -1°C Entalpía J/gr 60 75 100 140 225
Pot. Nominal kW 30 37,5 50 70 112,5 Pot. Real kW 31,58 39,47 52,63 73,68 118,42 Pot. De red kW 35,09 43,86 75,19 105,26 169,17
Pot. Red Total kW 36,59 45,73 77,69 108,76 174,80
Producción deseada 1.800 Kg/h SPHERICAL WAVES
TEMPERATURA -5°C -4° C -3° C -2°C -1°C
Entalpía J/gr 60 75 100 140 225 Pot. Nominal kW 30 37,5 50 70 112,5 Pot. Real kW 31,58 39,47 52,63 73,68 118,42 Pot. De red kW 37,15 46,44 61,92 86,69 139,32 Pot. Red Total kW 38,65 48,31 64,42 90,19 144,94
Tiempo de proceso aproximado: 5’ 7’ 25’ 45’ 70’
Tiempo de proceso aproximado: 5’ 7’ 15’ 35’ 60’
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PROCESO SAIREM SPHERICAL WAVES
ATEMPERADO-DESCONGELADO
Descongelación 50 100 KW Descongelación 50 50 KW
EJEMPLOS DE MAQUINARIA
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ATEMPERADO-DESCONGELADO
Atemperado 10 KW RF
Atemperado 12 KW MW
EJEMPLOS DE MAQUINARIA
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ATEMPERADO-DESCONGELADO
EJEMPLOS DE PROCESOS: CRUSTACEOS
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ATEMPERADO-DESCONGELADO
EJEMPLOS DE PROCESOS: CRUSTACEOS
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ATEMPERADO-DESCONGELADO
EJEMPLOS DE PROCESOS:
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Sépia
Pulpo
ATEMPERADO-DESCONGELADO
EJEMPLOS DE PROCESOS: GENERAL
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ATEMPERADO-DESCONGELADO
ATEMPERADO-DESCONGELADO
EJEMPLOS DE PROCESOS: SURIMI
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EJEMPLOS
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ATEMPERADO-DESCONGELADO
EJEMPLOS
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ATEMPERADO-DESCONGELADO
LA COCCIÓN POR MICROONDAS:
UNA COMIDA SANA Y DE CALIDAD
No es necesario utilizar conservantes
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COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
= Cocción rápida y homogenea
VAPOR
BAJO PRESIÓN
PASTEURIZACIÓN-
FLASH
MICROONDAS +
LA TECNOLOGÍA
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COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
TEMPERATURAS DEL PROCESO
0
20
40
60
80
100
120
0 50 100 150 200 250 300 350 Tiempo (s)
Te
mp
era
tura
°C
)
Temperatura del ambiente
Temperatura del producto
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COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
El proceso de pre-cocción en embalaje constituye de forma
“natural” un proceso de pasteurización. Este tipo de tecnología
permite obtener alimentos de primera calidad y poder
mantenerlos en refrigeración (+4º C) durante varias semanas
sin que el producto pierda su calidad. Esto nos lleva a un
período de caducidad de 3-4 semanas.
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COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
• Menor agresividad térmica en el proceso.
• Menor alteración organoléptica respecto al producto
fresco (color, sabor, textura…).
• Posibilidad de tratamientos en continuo o batch.
VENTAJAS Y CARACTERISTICAS
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COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
ENERGÍA
Consumo eléctrico con Autoclave…………………… 0,67 kW-h/kg
Consumo eléctrico con Sistema de Microondas……… 0,32 kW-h/kg
EL CONSUMO ENERGÉTICO ES LA MITAD
SIN CONSUMO DE AGUA
PROCESO CONTINUO
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EJEMPLO COMPARATIVO DEL PROCESO DE COCCIÓN
ENTRE UN AUTOCLAVE Y EL TÚNEL DE MICROONDAS
COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
• Embalaje sin modificar.
• Embalaje con válvula
FORMAS DE PROCESO
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COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
EJEMPLOS DE TÚNELES DE COCCIÓN INDUSTRIAL
Se fabrican con potencias de hasta 380 kW de microondas.
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COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
EMBALAJE SIN MODIFICAR
Para paquetes o bandejas de hasta un 1kg.
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COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
SOLUCIÓN VÁLVULA
El embalaje tiene una canal calibrado. Una vez terminado el
proceso de cocción con microondas, se cierra el canal.
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COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
DETALLE DEL PROCESO
COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
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EJEMPLO DE LÍNEA DE PRODUCCIÓN
COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
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COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
EJEMPLOS
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COCCIÓN / PASTEURIZACIÓN
EJEMPLOS
La combinación del diseño informático (modelización y simulación tanto
electromagnética como térmica) con la validación de resultados a escala de
laboratorio, permite conseguir un diseño a medida, y con fácil adaptación a
nuevos productos y a las nuevas necesidades del mercado.
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Simulación térmica en túnel
INGENIERÍA Y DISEÑO DE NUEVAS APLICACIONES
Volumetric Loss Density
CONCLUSIONES
La tecnología de microondas y radiofrecuencia ofrece nuevas
posibilidades para el procesado de productos agroalimentarios.
• Procesado más rápido
• Mejor calidad del producto
• Menor consumo de energía
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El diseño combinado de una aplicación con herramientas de simulación EM
y térmica permite conseguir un diseño a medida, y con fácil adaptación a
nuevos productos y a las nuevas necesidades del mercado.
Sairem Ibérica
c/ de la Farga, 23, 08755
Castellbisbal - Barcelona
www.sairemiberica.com
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Muchas gracias por su atención
