Diseño y construcción de un prototipo de esterilización empleando radiación UV-C para alimentos industrializados

Abstract

El presente trabajo de titulación presenta las etapas inmersas en el proceso de diseño y construcción de un prototipo de esterilización que utiliza fuentes de radiación ultravioleta a 253.7 nm (UV-C), a partir del establecimiento de fundamentos teóricos y de desarrollo en base a la revisión de trabajos relacionados al tema de la tecnología ultravioleta y sus efectos en los patógenos. Dentro de los fundamentos teóricos se encuentran principalmente la dosis UV, intensidad UV y tiempo de exposición. La selección de la dosis UV necesaria se basó en primera instancia en la categorización de los materiales con los que se construyen los envases para alimentos industrializados, seguido del análisis acerca de la población patógena propensa a desarrollarse en cada uno. Con los patógenos identificados se determinó un tiempo de exposición, donde se consideró la intensidad UV que proporcionan las fuentes de radiación. El dimensionamiento del prototipo involucró esencialmente la toma de medidas de alimentos industrializados típicos que se ofertan en un supermercado y las características de una fuente de radiación UV idónea. Adicionalmente el diseño desarrollado incorpora facilidad para el acople de piezas con el fin de un montaje y desmontaje fácil, lo cual resulta útil en la ejecución de mantenimientos periódicos. Para el armazón del dispositivo se utilizó como material principal el acero inoxidable, además de vidrio y plástico (PLA) para algunas piezas especiales; en lo que respecta a la estructuración, esta se compone de dos compartimentos destinados para la esterilización y unidad de control respectivamente. Debido a sus características se implementó una placa SBC denominada Raspberry Pi 3 en su versión B como núcleo del sistema, esto facilitó en gran parte la incorporación de elementos prácticos, como una pantalla táctil. Por último, con la finalidad de verificar el alcance del dispositivo respecto a la generación y aplicación de la dosis necesaria a los productos, se utilizaron dispositivos especializados en el tema de radiación ultravioleta (radiómetro UV) y también se midió la generación de gases tóxicos (medidor de ozono). Los resultados obtenidos, en virtud de los cálculos realizados y consideraciones implicadas, muestran la generación de una dosis cuyos niveles son iguales o superiores a los necesarios para inactivar a los patógenos objetivos dependiendo del modo de trabajo en el que opera el dispositivo, cumpliendo de esta forma con los objetivos propuestos en un inicio. Palabras claves: Alimentos industrializados, contaminación alimentaria, radiación ultravioleta, esterilización de alimentos.