Desarrollo y calibración de un modelo matemático para control predictivo de un proceso de esterilización de alimentos sólidos

Miguel Novoa Lorenzo; José Luís Pitarch Pérez; Luís Taboada Antelo; Carlos  Vilas Fernández

doi:10.17979/ja-cea.2024.45.10915

Autores/as

Miguel Novoa Lorenzo Grupo de Biosistemas e Ingeniería de Bioprocesos, IIM-CSIC
José Luís Pitarch Pérez Control de Sistemas Complejos, Instituto de Automática e Informática Industrial (ai2), Universitat Politècnica de València
Luís Taboada Antelo Grupo de Biosistemas e Ingeniería de Bioprocesos, IIM-CSIC
Carlos Vilas Fernández Consejo Superior de Investigaciones Científicas

DOI:

https://doi.org/10.17979/ja-cea.2024.45.10915

Palabras clave:

Modelado matemático, Estimación de parámetros, Fischer-Burmeister, Equilibrio líquido-vapor, Autoclave de vapor

Resumen

La esterilización es uno de los procesos más utilizados para incrementar la vida útil de productos de la industria alimentaria. Sin embargo, es un proceso que consume energía y tiempo y que puede resultar en productos inseguros o de baja calidad. El modelado matemático y la optimización de procesos son herramientas útiles para evitar estos problemas.

En este trabajo proponemos un nuevo modelo matemático para la descripción del proceso de esterilización. Nuestra alternativa presenta dos claras ventajas respecto a otros modelos publicados. (1) Es capaz de describir los siguientes fenómenos físicos: cambios de estado discretos derivados de condiciones de no equilibrio entre agua y vapor mediante la ecuación de Fischer-Burmeister; entrada de aire por la purga; y salida de gases por el drenaje. (2) La simulación del modelo es eficiente y permite su uso en un esquema de control predictivo no lineal basado en modelos.

Además, estimamos los parámetros desconocidos del modelo a partir de datos experimentales.

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