Modellizzazione dei fenomeni di trasporto dell’umidità durante l’essiccamento di pasta di frumento

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Napoli Pasta spaghetti pentola alluminio bamb, vapore ALIRIC067CK04Nonostante sia ormai ben noto che la qualità della pasta è fortemente influenzata dai valori di temperatura dell’aria e di umidità mantenuti durante il processo di essiccamento del prodotto, i profili di questi due parametri all’interno di sistemi industriali vengono ancora determinati in modo empirico. Questo metodo richiede tempi lunghi a causa del gran numero di condizioni operative da testare e, pertanto, non costituisce una soluzione semplice ed economica. In uno studio recente, effettuato da un gruppo di ricercatori canadesi (Mercier et al., 2014), viene sviluppato un modello matematico in grado di predire i profili di umidità di pasta di frumento sottoposta a diversi processi di essiccamento. In particolare, tale modello considera il prodotto come un materiale poroso all’intero del quale avvengono fenomeni di trasporto di acqua ancora in forma liquida e fenomeni di trasporto di vapore acqueo. Inoltre, questi fenomeni vengono suddivisi in: trasporto per diffusione, per capillarità e per convezione. Gli autori evidenziano che lo strumento sviluppato è in grado di predire con buona approssimazione dati sperimentali recuperati da diversi studi di letteratura. In particolare, è stato osservato che il modello fornisce stime più accurate rispetto ai modelli che si basano solamente sul coefficiente di diffusione, specialmente nel caso dei processi condotti ad alte temperature. Secondo le simulazioni effettuate durante la sperimentazione, i fenomeni di trasporto avvengono principalmente in forma liquida. Inoltre, la capillarità è il trasporto predominante nel caso del liquido, mentre la convezione e la diffusione sono predominanti nel caso del vapore. Da un’analisi di sensitività, è stato osservato che il coefficiente di trasporto del vapore acqueo ed il coefficiente di diffusività dell’acqua costituiscono i parametri con maggiore influenza sulla stima del tempo di essiccamento e del profilo di umidità del prodotto. Concludendo, gli autori sostengono che per sfruttare al meglio le potenzialità del modello occorre determinare in modo sperimentale i valori di questi ultimi due parametri in base al tipo di prodotto da essiccare.

Riferimenti bibliografici
S. Mercier et al., Journal of Food Engineering, 124, 2014, 19-27

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