Análisis de la variabilidad aleatoria en la transferencia de masa durante el horneado de rodajas de papa (Solanum tuberosum L.) mediante la aplicación del Método de Monte Carlo

Abstract

El horneado se considera una alternativa saludable al método de freído en la elaboración de hojuelas de papa. Este proceso es un fenómeno no determinístico debido a la composición de los alimentos y a la variabilidad en las condiciones de operación durante el procesamiento. El objetivo de este trabajo fue analizar la variabilidad aleatoria en la transferencia de masa durante el proceso de horneado con aire caliente de rodajas de papa (Solanum tuberosum L.) mediante la aplicación del método de Monte Carlo para obtener predicciones de la distribución en el contenido de humedad. Para el desarrollo del proyecto se utilizó la ley de difusión de Fick como modelo determinístico. Se caracterizaron las distribuciones de probabilidad del contenido de humedad inicial (X0) (método gravimétrico), coeficiente local de transferencia de masa (kY) (calculado), humedad de saturación (Ys) y absoluta (Y) del aire (bulbo húmedo y seco), área de transferencia de masa (A) (método del cuadriculado), masa de sólidos secos (mss) (método de gravimétrico), contenido de humedad crítico (Xc) (regresión lineal) y de equilibrio (X∞) (método gravimétrico), semiespesor (L) (vernier digital) y difusividad efectiva (De) constante [(Método de Pendientes por Subperiodos (MPS) y Método de Aproximaciones Sucesivas (MAS)] y De variable (modelo cuadrático, MC; y distribución de Weibull). Se aplicó el método de Monte Carlo para evaluar la dispersión del contenido de humedad promedio (𝑋 ̅ ). Posteriormente, se realizó un análisis de sensibilidad con el método de Monte Carlo. Se evaluaron las variables de calidad: actividad de agua (aw, higrometría del punto de rocío), diferencia total de color (ΔE, colorimetría) y fracturabilidad (F, punción). Se midió experimentalmente la fracturabilidad a diferentes tiempos de horneado y se modeló mediante la distribución de Weibull. Se realizó un diseño completamente aleatorio (Fisher, α = 0.05, n = 20) para evaluar el efecto del horneado (120, 130 y 140 °C) sobre las variables de proceso (X0, N, kY, Ys, Y, Xc y X∞).