Gennaro CUCCURULLO | Projects

ASPETTI TERMICI DELLA PELATURA A SECCO DEL POMODORO

La necessità di operare in assenza di vapore richiede che gli elevati coefficienti di scambio termico che lo caratterizzano vadano opportunamente compensati, selezionando tecniche e condizioni di lavoro utili a recuperare elevate densità di flusso termico. A questo scopo, vi è la necessità di garantire condizioni di temperatura ambientale e velocità dell’aria elevate e opportunamente distribuite, nel contempo usando materiali, geometrie e condizioni al contorno idonee. Inizialmente, è prevista una modellazione tridimensionale del pomodoro da trattare mediante approccio agli elementi finiti. Un’opportuna rappresentazione parametrica consentirà di definire 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, al fine di ottenere un valore maggiore dello STUI è prevista un’indagine esplorativa 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 verranno perseguita mediante analisi preliminari su un impianto di prova che tratterà 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 che di velocità. Saranno, in particolare, ricercate condizioni atte a massimizzare lo scambio termico 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 dal punto di vista delle qualità sensoriali. Per lo scambio convettivo questa fase consentirà di sostituire le espressioni classicamente reperibili in letteratura, in genere a condizioni al contorno semplici, temperatura o flusso imposto, difficilmente realizzabili in pratica.