Tesi di LAUREA
TitoloOttimizzazione del processo di sterilizzazione termica per gli alimenti confezionati
Data2011-09-27
Autore/iParodi, Alice
RelatoreVerri, M.
Full textnon disponibile
AbstractIn questa Tesi di Laurea ci si propone di esaminare un problema di matematica industriale riguardante la sterilizzazione di cibi confezionati tramite il surriscaldamento a vapore in autoclave. Si presenta, in primo luogo, una descrizione generale del processo, investigando quali siano le caratteristiche principali delle apparecchiature in uso, le loro modalità di funzionamento e come il surriscaldamento incida sulle caratteristiche nutrizionali dei cibi. Si sviluppa successivamente la formalizzazione matematica del problema riprendendo, in parte, i modelli già proposti in studi del settore. Dopo la presentazione del quadro generale del problema matematico, si propone un approccio risolutivo basato sulla ricerca di una possibile soluzione analitica. Il vantaggio di tale approccio risiede ovviamente nella possibilità di avere nella soluzione una dipendenza esplicita dai parametri fisici che intervengono nel problema, il che permette di compiere più agevolmente analisi di sensitività. La maggiore criticità di questo approccio è legata alla risoluzione esplicita dell’equazione di stato che regola la temperatura nei contenitori dei cibi a seguito dell’applicazione di un surriscaldamento esterno (variabile di controllo). Si procede, dunque, per semplicità all’esame del caso particolare di contenitori cilindrici con sezione trascurabile rispetto all’altezza. La risoluzione del problema, svolta con tale semplificazione, prevede l’esame di differenti tipologie di controllo, in particolare si inizia considerando i casi più semplici di controllo costante (Cap.3) e lineare (Cap.4); si esamina, infine, il caso di controllo lineare a tratti (Cap.5) che si assume essere una migliore approssimazione dei controlli ottimi calcolati numericamente in letteratura. Poiché nell’identificazione del controllo ottimo si tiene conto anche del dispendio energetico del processo, nel Cap. 6 si analizza l’influenza di questo termine sul profilo finale di temperatura. La Tesi si conclude (Cap.7) presentando simulazioni numeriche del profilo di temperatura, calcolate con il software FreeFem++, al fine di eseguire un confronto con la soluzione analitica precedentemente calcolata.