Optimización dinámica y control sobre los flujos de inyección de desinfectante de un proceso de lavado de productos agrícolas en tanques en canal

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.17979/ja-cea.2025.46.12101

Palabras clave:

Control de procesos, Optimización dinámica, Seguridad alimentaria, Ingeniería de sistemas de procesos, Procesamiento de alimentos post-cosecha, Sistemas de reacción y transporte, Sistemas de parámetros distribuídos

Resumen

La eficiencia del lavado es esencial para garantizar la calidad y seguridad alimentaria de productos de cosecha, especialmente en aquellos que se consumen frescos (productos de cuarta gama). A nivel industrial, esta práctica se lleva a cabo en tanques en forma de canal, donde los productos cosechados son introducidos y transportados mediante un flujo de agua corriente al que se añade un desinfectante. Las variaciones espacio-temporales en el flujo de entrada de producto representan un desafío para una implementación eficiente del proceso. Este estudio se centra en la optimización dinámica del flujo de inyección para minimizar las dosis de desinfectante, garantizando que la concentración de bacterias en el agua de lavado se mantenga dentro de los rangos considerados seguros, incluso ante fluctuaciones en la cantidad de producto entrante.

Referencias

Abnavi, M. D., Kothapalli, C. R., Munther, D., Srinivasan, P., Oct 2021. Chlorine inactivation of escherichia coli o157:h7 in fresh produce wash process: effectiveness and modeling. International Journal of Food Microbiology 356, 109364. DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2021.109364

Aiyedun, S. O., Onarinde, B. A., Swainson, M., Dixon, R. A., 2021. Foodborne outbreaks of microbial infection from fresh produce in europe and north america: a systematic review of data from this millennium. International Journal of Food Science & Technology 56 (5), 2215–2223. DOI: https://doi.org/10.1111/ijfs.14884

Cougnon, P., Dochain, D., Guay, M., Perrier, M., 2006. Real-time optimization of a tubular reactor with distributed feed. AIChE Journal 52 (6), 2120–2128. DOI: https://doi.org/10.1002/aic.10799

EFSA Panel on Biological Hazards (BIOHAZ), Koutsoumanis, K., Ordóñez, A. A., Bolton, D., Bover-Cid, S., Chemaly, M., De Cesare, A., Herman, L., Hilbert, F., Lindqvist, R., Nauta, M., Nonno, R., Peixe, L., Ru, G., Simmons, M., Skandamis, P., Suffredini, E., Banach, J., Ottoson, J., Zhou, B., da Silva Fel´ıcio, M. T., Jacxsens, L., Martins, J. L., Messens, W., Allende, A., 2023. Microbiological hazards associated with the use of water in the post-harvest handling and processing operations of fresh and frozen fruits, vegetables and herbs (fffvhs). part 1 (outbreak data analysis, literature review and stakeholder questionnaire). EFSA Journal 21 (11), e08332. DOI: https://doi.org/10.2903/j.efsa.2023.8332

García, M. R., 2008. Identification and real time optimisation in the food processing and biotechnology industries. Ph.d. thesis, Universidade de Vigo.

Gil, M. I., García, M. R., Abadias, M., S´anchez, G., Sampers, I., van Asselt, E., Tudela, J. A., Moreno-Razo, A. S., Vilas, C., Martínez-López, N., Vanmarcke, H., Hernandez, N., Andujar, S., Serrano, V., Sabater, D., Truchado, P., van de Kamer, D., van der Berg, J. P., Safitri, R., Boxman, I., Tuytschaever, T., Vandenbussche, C., Díaz-Reolid, A., Anguera, M., Plaza, P., 2025. Microbiological hazards associated with the use of water in the post-harvest handling and processing operations of fresh and frozen fruits, vegetables and herbs (fffvhs). Tech. Rep. EN-8924, EFSA supporting publication. DOI: 10.2903/sp.efsa.2025.EN-8924

Mokhtari, A., Oryang, D., Chen, Y., Pouillot, R., Van Doren, J., Aug. 2018. A Mathematical Model for Pathogen Cross-Contamination Dynamics during the Postharvest Processing of Leafy Greens. Risk Analysis: An Official Publication of the Society for Risk Analysis 38 (8), 1718–1737. DOI: 10.1111/risa.12960

Moreno-Razo, A., García, M. R., Vilas, C., Apr. 2024. Optimización de las dosificaciones de desinfectante en los inyectores de un tanque de lavado en forma de canal. In: Proceedings of the III CEA Symposium of the Groups: Control Engineering – Modelling, Simulation and Optimization. Vigo, Spain, 10–12 April.

Moreno-Razo, A. S., Martínez-López, M., García, M. R., 2023. Modelado y simulación de la inactivación de patógenos con higienizantes en un tanque de lavado de alimentos operado en continuo y con flujo turbulento. In: XLIV Jornadas de Autom´atica. pp. 429–434. DOI: 10.17979/spudc.9788497498609.429

Munther, D., Luo, Y., Wu, J., Magpantay, F. M. G., Srinivasan, P., Oct. 2015. A mathematical model for pathogen cross-contamination dynamics during produce wash. Food Microbiology 51, 101–107. DOI: 10.1016/j.fm.2015.05.010

Randtke, S., 2009. Chemistry of Aqueous Chlorine. John Wiley & Sons, Ltd, Ch. 2, pp. 68–173. DOI: https://doi.org/10.1002/9780470561331.ch2

Tan, J., Yi, J., Yang, X., Lee, H., Nitin, N., Karwe, M., 2022. Distribution of chlorine sanitizer in a flume tank: Numerical predictions and experimental validation. LWT 155, 112888.

Thomas, G. A., Paradell Gil, T., M¨uller, C. T., Rogers, H. J., Berger, C. N., 2024. From field to plate: How do bacterial enteric pathogens interact with ready-to-eat fruit and vegetables, causing disease outbreaks? Food Microbiology

, 104389. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fm.2023.104389

Tudela, J. A., López-Gálvez, F., Allende, A., Gil, M. I., Dec 2019. Chlorination management in commercial fresh produce processing lines. Food Control 106, 106760. DOI: 10.1016/j.foodcont.2019.106760

U.S. Food and Drug Administration, 1998. Guidance for Industry: Guide to Minimize Microbial Food Safety Hazards for Fresh Fruits and Vegetables.

Vande Wouwer, A., Saucez, P., Vilas, C., 07 2014. Simulation of ODE/PDE models with MATLAB, OCTAVE and SCILAB. Scientific and engineering applications. DOI: 10.1007/978-3-319-06790-2

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Publicado

01-09-2025

Número

Sección

Modelado, Simulación y Optimización