Modelo de inactivación simulada para desinfección de cáscara de café en una cámara germicida con radiación ultravioleta mediante simulación de Montecarlo y análisis de imágenes

Abstract

El café colombiano es reconocido mundialmente por su calidad y su papel en el comercio internacional. Sin embargo, la producción de más de 700,000 toneladas de residuos anuales, principalmente cáscaras de café, plantea desafíos ambientales y sanitarios. La investigación se centra en estudiar el efecto de la irradiación ultravioleta (UV) en estas cáscaras, para mitigar su alta carga microbiana Mediante la variación de la distancia y tiempo de exposición del UV, se determinó la dosis requerida para la descontaminación. Además, se analizaron parámetros morfológicos y se emplearon ecuaciones de dinámica de radiación electromagnética en una cámara germicida industrial. Utilizando simulaciones de Monte Carlo, se estimó la cinética de inhibición de Penicillium digitatum y Cladosporium cladosporioides, hongos fitopatógenos presentes en cáscaras de café producidas en Colombia. Los resultados revelaron una significativa inactivación de ambos hongos tras la exposición a UV-C a 253.7 nm durante 1.25 min. Este enfoque ofrece una herramienta valiosa para el diseño de cámaras germicidas, permitiendo simular resultados precisos para configuraciones específicas de equipos.

The Colombian coffee sector is internationally renowned for its quality and role in global trade. However, the production of over 700,000 tons of waste annually, primarily coffee husks, poses environmental and sanitary challenges. This research focuses on studying the effect of ultraviolet (UV) irradiation on these husks to mitigate their high microbial load. By varying the distance and exposure time of UV, the required dose for decontamination was determined. Additionally, morphological parameters were analyzed, and electromagnetic radiation dynamics equations were employed in an industrial germicidal chamber. Using Monte Carlo simulations, the inhibition kinetics of Penicillium digitatum and Cladosporium cladosporioides, fungi commonly found in Colombian coffee husks, were estimated. The results revealed significant inactivation of both fungi following exposure to UV-C at 253.7 nm for 1.25 min. This approach provides a valuable tool for designing germicidal chambers, allowing for precise simulation of outcomes for specific equipment configurations