En la última década, la evolución del mercado ha obligado a las industrias
alimentarias a mantener unos estándares de calidad, condicionando a las
empresas a mejorar sus métodos y/o técnicas de control, así como, la
disminución en los costes de producción. En este contexto se hacen
necesarios nuevos sistemas de control y/o monitorización en línea no
destructivos, que permitan obtener la información necesaria, para mantener
la calidad del producto reduciendo los costes de producción.
En este sentido, la presente tesis estudia el uso de la espectroscopia
dieléctrica en radiofrecuencia y microondas, como técnica para obtener
propiedades físicas, químicas y estructurales del alimento durante su
proceso de fabricación. Esta información, conjuntamente con modelos
fenomenológicos expuestos en esta tesis, permiten monitorizar parámetros
de control en la producción de alimentos con estructuras complejas.
En primer lugar se realizó una revisión bibliográfica de esta metodología
(espectroscopia dieléctrica), y los ejemplos de su aplicación, para obtener las
bases necesarias que permitieron orientar la investigación para esta tesis.
La revisión bibliográfica incluye numerosos estudios que demuestran las
ventajas de utilizar la espectroscopia dieléctrica en productos alimenticios
complejos, como: carnes, vegetales, frutas, productos lácteos, etc. En todos
ellos, se ha demostrado la versatilidad y utilidad de la información
proporcionada por esta técnica, permitiendo llevar a cabo determinaciones
en línea no destructivas, altamente fiables y de gran sensibilidad;
obteniendo como resultado la reducción de los tiempos operativos y de los
costes de producción.
En segundo lugar se estudió el proceso de fermentación en la elaboración de
cerveza, se analizaron las propiedades dieléctricas durante la etapa de
fermentación, conjuntamente con diversas propiedades físicas y químicas.
Los resultados obtenidos mostraron que la dispersión ¿, inducida por el
contenido y movilidad del agua, varía en función de la proporción de etanol y
de azúcares, ya que interfieren en el movimiento del agua. Queda demostrado que dicha técnica puede ser usada como un método de
monitorización rápido, preciso y no destructivo en la fabricación de cerveza.
En tercer lugar se realizó el estudio y análisis del proceso de salado de
queso. Se analizó el transporte de agua, cloro, sodio y calcio durante el
salado de queso en salmuera saturada, usando un modelo termodinámico.
Se determinó, la humedad, la actividad de agua, las propiedades dieléctricas
y el volumen durante el tratamiento y después del periodo de reposo. Se
desarrolló un modelo termodinámico no lineal irreversible, para determinar
el transporte de agua e iones a través de la estructura del queso, obteniendo
un coeficiente fenomenológico de 1.8¿10-5
mol2
J
-1
s
-1m
-2
. El modelo describe
varios fenómenos que ocurren durante el proceso de salado. Se desarrolló un
modelo no lineal para describir el efecto de la movilidad de cargas sobre la
conductividad iónica, que permite predecir el nivel de salado en la superficie
y en el interior, así como la salida de calcio del sistema, con los
consiguientes cambios estructurales.
Por último se realizó el estudio y análisis de geles de colágeno a distintos
grados de concentración. Ha sido posible detectar dos niveles
conformacionales del colágeno en función de su relación con el agua,
mediante el análisis de las propiedades dieléctricas en el espectro de la
radiofrecuencia y las microondas. Se ha desarrollado un algoritmo de
análisis de espectros basados en la modelización de Gompertz, que permite
de manera rápida y fiable obtener los parámetros a las frecuencias de
relajación de las dispersiones ¿, ¿ y ¿¿ Los resultados demostraron la
utilidad de propiedades dieléctricas como sistema de control en la
formulación de geles.
En conclusión, la investigación realizada en esta tesis aborda el estudio de
distintas estructuras coloidales, mediante modelizaciones termodinámicas y
espectroscopia dieléctrica en radiofrecuencia y microondas. Dichos estudios
muestran la viabilidad de dicha técnica en la monitorización no destructiva
y fiable de los procesos de fabricación expuestos en el trabajo. / Velazquez Varela, J. (2014). ESTUDIO DE LOS ESPECTROS DIELECTRICOS EN ALIMENTOS CON ESTRUCTURA COLOIDAL [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/37196 / TESIS
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upv.es/oai:riunet.upv.es:10251/37196 |
| Date | 30 April 2014 |
| Creators | Velazquez Varela, Jose |
| Contributors | Castro Giráldez, Marta, Fito Suñer, Pedro José, Universitat Politècnica de València. Instituto Universitario de Ingeniería de Alimentos para el Desarrollo - Institut Universitari d'Enginyeria d'Aliments per al Desenvolupament |
| Publisher | Universitat Politècnica de València |
| Source Sets | Universitat Politècnica de València |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/acceptedVersion |
| Source | Riunet |
| Rights | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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