Gennaro CUCCURULLO | Projects

ASPETTI TERMICI DELLA PELATURA A SECCO DEL POMODORO

Inizialmente, è prevista una modellazione analitica basata sul modello di corpo semi infinito, consentita dagli spessori di penetrazione attesi. In evoluzione, si introdurrà un modello tridimensionale del pomodoro da trattare mediante approccio agli elementi finiti. Un’opportuna rappresentazione parametrica consentirà di aggiustare la sagoma del pomodoro così da conformarla a quella del prodotto in uso. La modellazione teorica sarà tesa a determinare sia le geometrie del sistema riscaldante, nelle sue componenti convettiva e radiativa, che del sistema di trasporto utili a fornire risultati ottimali in termini di uniformità del riscaldamento indotto. A tale scopo verrà calcolato un indice definito STUI, Surface Temperature Uniformity Index, che consentirà di scegliere opportunamente la distanza tra sistema riscaldante e riscaldato, di conseguenza il flusso termico specifico e, soprattutto, la velocità di rotazione del pomodoro richiesta. Successivamente, tenuto conto di quanto emerso dalla precedente fase, è prevista un’indagine esplorativa sulle tipologie di materiali da impiegare, sul numero e la distribuzione di ugelli per l’efflusso dell’aria e sulle sorgenti per l’attivazione dello scambio radiativo. È ben noto, infatti, che temperature di emissione corrispondenti alla banda del vicino infrarosso potrebbero causare un deterioramento delle qualità sensoriali, sono noti fenomeni di scadimento del colore, mentre il lontano infrarosso potrebbe dar luogo a basse densità di energia emessa. Quindi, un’attenta definizione dei livelli di temperatura opportuni sarà tratta operando analisi preliminari su un impianto di prova operante su campioni esposti a sorgenti con temperatura diversa, tipicamente riscaldatori ceramici. Si considera, infatti, che le proprietà radiative superficiali e lo spessore di penetrazione della radiazione possono variare con la lunghezza d’onda e le condizioni fisiche del prodotto da trattare e che tali dipendenze funzionali non sono del tutto note nel caso del pomodoro. Sempre operando sullo stesso impianto di prova, sarà indagata la geometria degli ugelli e le condizioni di efflusso ottimali dell’aria per il riscaldamento convettivo, sia in termini di temperatura e che di velocità. Saranno, in particolare, ricercate condizioni atte a massimizzare lo scambio convettivo sulla base delle linee guida teoriche fornite per la caratterizzazione del numero di Nusselt per semplici geometrie cilindriche ma che, tuttavia, non danneggino il prodotto in gioco dal punto di vista delle qualità sensoriali. Per lo scambio convettivo questa fase consentirà di sostituire le espressioni classicamente reperibili in letteratura che sono riferite a geometrie e a condizioni al contorno semplici, temperatura o flusso imposto, difficilmente realizzabili in pratica. Al termine delle precedenti fasi, sono infine previste la realizzazione ed i test prestazionali dell’impianto pilota. In particolare, la sezione riscaldante sarà distinta in due regioni, la prima delle quali ha lo scopo di innalzare la temperatura del prodotto nel tempo più ridotto possibile, la seconda di mantenimento, utile affinché gli enzimi responsabili del rammollimento della pelle compiano la loro azione. La sezione riscaldante sarà essenzialmente costituita da: 1) sistema per l’efflusso da ugelli di aria ad elevata temperatura e velocità; 2) una matrice di riscaldatori all’infrarosso; 3) un adeguato sistema di trasporto trasporto che dovrà adattare i tempi di residenza e le temperature in gioco alla tipologia ed alle condizioni del prodotto in lavorazione. Pertanto, dovrà essere in grado di agire sulle velocità di traslazione e rotazione del prodotto, ma anche sulle temperature delle sorgenti all’infrarosso e sulle condizioni dell’aria effluente dagli ugelli. Si realizzerà una procedura “trial and error” avente come obiettivo la determinazione dei valori ottimali dei parametri di processosancita dall'ottenimento di indici di pelabilità opportuni.