Diseño y optimización de cavidad resonante para el sistema de deshidratación de frutas con microondas

• Autores: Calderón Reto, Ana Belén, Herencia Sullón, Alejandro Antonio
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad de Piura
• Repositorio: UDEP-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:pirhua.udep.edu.pe:11042/7403
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/11042/7403
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Frutas -- Deshidratación -- Optimización; Hornos de microondas -- Aplicaciones; Consumo de energía -- Optimización -- Investigaciones; 621.381 3; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.07.03

El enfoque de esta tesis es la evaluación e innovación de la cavidad de un horno microondas comercial con la finalidad de que se convierta en un sistema de deshidratación de frutas basado en tecnología de microondas con extracción de vapor, mejorando así el proceso de deshidratación. Inicialmente, se han estudiado los fundamentos teóricos relacionados a la energía de microondas y su efecto termodinámico en los alimentos para evaporar el agua contenida. Asimismo, los componentes y funcionamiento relacionados a los microondas comerciales. Luego, se ha elaborado un manual de uso del software de elementos finitos ANSYS Electronics, específicamente de las herramientas HFSS y Icepak, para la aplicación de hornos microondas en donde se detalla su configuración para análisis electromagnético en altas frecuencias en la primera herramienta y su efecto termodinámico en la segunda. Tras conocer el procedimiento adecuado de simulación, se han validado prototipos realizados en artículos científicos utilizando las herramientas de ANSYS Electronics. Posterior a ello, se ha simulado el horno microondas comercial adquirido y se ha validado mediante pruebas experimentales con una cámara termográfica, empleando muestras de papa bajo condiciones de simulación. Es así como, se han modelado tres escenarios: la cavidad real, la cavidad con un puerto de salida para la extracción de vapor para evaluar la fuga de microondas y otra cavidad con una protección en dicho puerto para evitar la fuga de microondas. Los resultados confirman que el diseño propuesto puede optimizar la deshidratación y servir como base para futuras investigaciones, buscando implementar un prototipo basado en tecnología de microondas con extracción de vapor que garantice eficiencia, menores tiempos, costos más bajos y seguridad en el proceso y asimismo, mejorar la calidad de los productos finales.