Prototipos virtuales para la industria alimenticia

Universidad Nacional de Villa María - Instituto de Ciencias Básicas

27 de Abril de 2015 | 4 ′ 49 ′′


Prototipos virtuales para la industria alimenticia


A través de modelos matemáticos que describen los fenómenos físicos y químicos, buscan encontrar la condición óptima para alcanzar inocuidad microbiológica y minimizar las pérdidas de componentes nutricionales y organolépticos en procesos térmicos de alimentos. La investigación está dirigida a mejorar la producción de la industria láctea y del cordón frutihortícola de Villa María.

El desarrollo de productos alimenticios concentra la mayor parte de sus costos en el diseño, construcción de prototipos y etapas de prueba. Estas últimas, por lo general, conllevan una alta carga de trabajo experimental y de personal entrenado. Por otra parte, los métodos son limitados por el número de parámetros que pueden ser estudiados y esta falta de información hace difícil la correcta evaluación y optimización de un proceso en cuanto a la calidad final del producto, consumo de energía e insumos; además de la eficiencia en el aprovechamiento de la capacidad de la planta, entre otros factores.

Alejandro Lespinard, investigador del Centro de Investigación y Transferencia Villa María (CIT-VM), trabaja en la simulación y optimización del procesamiento de alimentos a partir del desarrollo de modelos matemáticos que describen los fenómenos físicos y químicos que se producen durante estos procesos. A partir del uso de métodos matemáticos y herramientas computacionales, su trabajo apunta a diseñar y optimizar procesos y equipos para beneficiar a la producción del sector lácteo y frutihortícola regional.

En tal sentido, la simulación computacional se convirtió en una valiosa herramienta que permite obtener información continua y detallada, en el tiempo y el espacio, de fenómenos físicos como la transferencia de calor y materia. También ayuda a predecir cambios en la calidad nutricional, sensorial y microbiológica de los alimentos y minimizar los procedimientos experimentales de prueba y error. “De esta manera, con el desarrollo de prototipos virtuales podemos analizar, diseñar y optimizar en forma eficiente un proceso de manera rápida y económica”, explicó el profesional a Argentina Investiga.

“Aquí utilizamos softwares de simulación que resuelven ecuaciones diferenciales y modelan los fenómenos de transferencia de calor y de materia, mediante un método numérico llamado elementos finitos”, agregó y remarcó que “la evolución que han tenido en los últimos años los procesadores computacionales posibilita resolver problemas cada vez más complejos de manera más rápida”.

En la actualidad, Lespinard enfoca su investigación en la optimización del procesamiento térmico de productos lácteos y frutihortícolas para así minimizar el impacto sobre el alimento. “Cada vez que uno procesa térmicamente un alimento se produce una disminución en su cualidades nutricionales, como en su contenido de vitaminas y proteínas, y en sus características sensoriales, marca por su textura y color; pero a la vez el beneficio es la reducción o eliminación de microorganismos patógenos y enzimas que lo deterioran”, argumentó. En el caso de la pasteurización su objetivo es hacer seguro el alimento para su consumo y aumentar su período de conservación. No obstante, durante este proceso también se producen cambios en el producto que afectan a la calidad y al valor nutritivo del alimento, por lo cual se apunta a obtener una condición óptima que minimice los cambios.

Consultado acerca de la validación de los modelos, el investigador aseguró que se realizan “observando si lo que se predice concuerda con los resultados experimentales, eso significa que el modelo matemático está validado y puede utilizarse para simular numerosas condiciones de procesamiento”.

Las primeras experiencias están orientadas al desarrollo de estrategias de conservación de vegetales provenientes del cinturón frutihortícola de Villa María, donde el diseño y optimización de los procesos de conservación permitirá obtener un producto seguro y de mayor valor agregado. En el caso de los lácteos, el proyecto trabajará con pequeños productores en la pasteurización de leche fluida y en distintas etapas del proceso de elaboración de quesos. “Estos modelos virtuales brindan la posibilidad de diseñar el proceso, estimando el tiempo estrictamente necesario para alcanzar inocuidad microbiológica y evitar así el sobredimensionamiento como ocurre frecuentemente a escala artesanal”, concluyó.

Cabe destacar que Lespinard realizó su doctorado en el Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de los Alimentos (CIDCA) de la UNLP y un posdoctorado en la Universidad Politécnica de Valencia. En la actualidad es investigador asistente del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) en el CIT Villa María y docente de la cátedra de fenómenos de transporte de la carrera de ingeniería de alimentos de la UNVM.

Rodrigo Duarte
duarte.rod@gmail.com
Muriel Tarantino


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