A numerical method for multi-phase heat and mass transfer inside bread during baking

Un método numérico para transferencia de masa y calor multifase dentro del pan durante la panificación

Para estudiar el fenómeno de transferencia de masa y calor dentro del pan durante su panificación, se empleó un modelo de transferencia simultánea de calor, vapor de agua y agua líquida, basado en Thorvaldsson and Janestad (ver bibliografía del documento). A través del proceso de panificación, ocurre una cadena de cambios físicos y químicos, los cuales son esencialmente el resultado del transporte simultáneo de calor y agua dentro del producto. El Capítulo 1 describe los modos de transporte de calor y masa dentro del pan durante la panificación, así como otros modelos propuestos por diversos investigadores en el campo.

El principal huésped del proyecto es el modelo matemático basado en Thorvaldsson and Janestad (ver bibliografía del documento), el cual comprende tres ecuaciones diferenciales parciales para la transferencia de calor, vapor de agua y agua líquida acopladas con dos ecuaciones algebraicas que describen la evaporación y condensación del agua en las celdas de gas. El Capítulo 2 introduce estas ecuaciones, así como explora como se obtienen estas tres ecuaciones diferenciales parciales y sus condiciones de frontera.

Seguidamente, se discute en el Capítulo 3 el procedimiento numérico para resolver secuencialmente este sistema de problema de flujo multifase simultáneo. Naturalmente, la solución del problema no puede obtenerse sin la aplicación de un método numérico. Se seleccionó el método de diferencias finitas y se hizo una breve descripción del mismo. Se aplica el esquema implícito incondicionalmente estable para resolver las ecuaciones diferenciales parciales.

Consecuentemente, se seleccionan y analizan los resultados numéricos obtenidos por la codificación en Matlab. Los resultados proporcionan un camino para entender los mecanismos durante la elaboración del pan y adaptarlos adecuadamente a los resultados experimentales obtenidos por Thorvaldsson and Janestad (ver bibliografía del documento).

Finalmente, se sacan conclusiones de los hallazgos en el Capítulo 5 y se proponen direcciones para futuros trabajos.