Empleo de metodos numericos para el ajuste de los coeficientes de difusividad (D) y convectivo de transferencia de masa (hm) en el secado de alimentos

Abstract

Los modelos matemáticos de transferencia de humedad desde el alimento al medio circundante durante el proceso de secado dependen de dos parámetros: coeficiente de difusividad efectiva D y coeficiente convectivo de transferencia de masa hm, cuya determinación experimental se basa en la consideración de un sistema difusivo sencillo de solución analítica bien conocida. Para el caso, que aquí nos ocupa, de difusión monodimensional en una lámina infinita de grosor 2l, la solución analítica de la ley de Fick se puede expresar en términos de una serie infinita función de, entre otros parámetros, n que representa las raíces positivas de la ecuación  n  tan  n  hm l / D . La evaluación de dicha serie infinita exige determinar el valor de las raíces n. Frente a procedimientos obsoletos, que sin embargo se siguen empleando en la actualidad, basados en aproximaciones que fueron útiles cuando no se poseía capacidad computacional para el cálculo numérico de raíces de ecuaciones trascendentes, este trabajo propone el cálculo directo de estas raíces empleando técnicas estándar del Análisis Numérico. Se establece así mismo el procedimiento matemáticamente más adecuado para el cálculo directo de D y hm realizando un ajuste por mínimos cuadrados a la aproximación lineal de la solución analítica (primer término de la serie infinita)