01 introducción a la refrigeración y congelamiento

Refrigeración y congelación: ciencia y tecnología ING.QUIM. T. G. VIGNOLO BOGGIO

1. INTRODUCCIÓN A LA REFRIGERACIÓN Y CONGELAMIENTO COMO MEDIO DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS

Desde hace muchos años y con el objeto de dar solución a problemas de estacionalidad de producción, la conservación de alimentos se ha convertido cada vez más en una práctica más frecuente. Tratamientos tradicionales como la deshidratación, la salazón, la fermentación y otros son prueba de esta tendencia y aunque permiten incrementar el tiempo de conservación alteran considerablemente las características naturales del producto.

Con el avance tecnológico en la conservación de alimentos, se ha solucionado en gran parte el problema de la estacionalidad. Este avance se ha ido adaptando a la demanda de los consumidores, que cada vez son más exigentes en aspectos de calidad sensorial, nutricional y sanitaria. La conservación de alimentos apunta hacia tecnologías limpias, que ayuden a mantener en la medida posible los atributos de calidad y las características naturales de los productos.

Los métodos de conservación han evolucionado desde las maneras más rudimentarias de conservar alimentos como el secado al sol hasta tecnologías más recientes como la liofilización, la deshidratación osmótica o el uso de bajas temperaturas de refrigeración o congelamiento, el ultra congelamiento y la refrigeración misma juegan el papel principal.

Con los avances tecnológicos y científicos más recientes, se ha podido ahondar el conocimiento de los principales mecanismos químicos, bioquímicos, fisiológicos y microbiológicos causantes del deterioro de la calidad sensorial, nutricional o sanitaria, y así permitir el desarrollo de tecnologías fundamentadas en métodos de conservación.

Los métodos de conservación químicos: utilizan azucares, ácidos, sal, etc.

Los métodos de conservación biológicos: utilizan fermentación alcohólica, láctica, acética, etc.

Los métodos de conservación físicos:1. Aumento de energía del producto como tratamientos térmicos o radiación2. Reducción de temperatura como refrigeración o congelamiento3. Reducción del contenido de agua como liofilización, concentración, deshidratación4. Aplicación de barreras como diversos tipos de envasado que aumentan

significativamente el tiempo de conservación de los alimentos

Se estima que las tecnologías de refrigeración y congelamiento de los alimentos son muy eficaces por ser tecnología limpia y por preservar significativamente la calidad sensorial y nutricional de los alimentos, además de poderse realizar con costos asumibles comercialmente. También, se debe agregar que los consumidores cada vez son más susceptibles en aspectos de contaminación. Por tal razón los procesos que incluyen tratamientos químicos experimentan bajo crecimiento ante el auge de los tratamientos físicos que se ven muy beneficiados, no sería extraño que en el futuro cercano sea más exigible el uso de tecnologías limpias y amigables con el medio ambiente.

La conservación de alimentos por frio con más de un siglo de evolución y aplicación comercial, es cada vez más utilizada en muchos productos alimenticios. Se estima que en mercados desarrollados cada vez es mayor el porcentaje de alimentos consumidos o utilizados para otros procesos, que han sido congelados en alguna etapa previa a su uso o comercialización.

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La aplicación del frio, ya sea por refrigeración o congelamiento, protege la calidad de los alimentos a un costo muy competitivo. En los mercados en donde ya es utilizada esta tecnología, observa crecimiento constante y se generaliza a cada vez más mercados como países cuando estos encuentran las ventajas que ofrece este mecanismo de conservación. Muchos son los beneficios que esta técnica ofrece que se busca armonizar el entorno con la infraestructura necesaria para su aplicación. Esto hace necesaria la adquisición de equipos de congelamiento, almacenes frigoríficos, transportes frigoríficos, equipamientos y otros con el objetivo de que ayuden a garantizar estabilidad en la temperatura de los productos y no romper la cadena de frio que garantice la preservación de la calidad. En la tecnología disponible para conservación de alimentos por frio, se ha confirmado que bajas temperatura como refrigeración son para comercialización a corto y mediano plazo; y la congelación es para comercialización a largo plazo. La técnica en sí al igual que los mercados, se desarrolla notablemente extendiéndose a cada vez más productos, haciendo a éstos más atractivos para el consumidor, combinando la refrigeración o el congelamiento con la appertización ( envasado o enlatado y esterilizado de conservas), deshidratación u otros mecanismos de conservación.

Es necesario conocer y comprender el funcionamiento del mecanismo de conservación de alimentos por frio, ya sea de refrigeración o congelamiento, para aprovechar las bondades de estas tecnologías. Es importante aclarar que el congelamiento no mejorará la calidad del producto final, por lo que la calidad de la materia prima es muy importante. Otros factores que influirán en la calidad de los productos congelados son: el proceso aplicado, el embalaje utilizado, los tiempos y temperaturas usadas en la cadena de frio, así como la descongelación y cocción final (si es necesaria) antes del consumo.

En el proceso de refrigeración o congelación es muy importante tomar en cuenta los numerosos factores que en forma conjunta influyen seriamente en la calidad del producto que se lleve al consumidor. Con el trabajo de esta información técnica, se pretende ayudar a comprender y aplicar reglas esenciales de este mecanismo de conservación de alimentos por refrigeración y congelamiento.

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2. TERMINOLOGÍA, DEFINICIONES Y EXPLICACIONES

2.1. Refrigeración La refrigeración consiste en la conservación de los productos a bajas temperaturas, pero por encima de su temperatura de congelación. De manera general, la refrigeración se enmarca entre -1°C y 8°C. de esta forma se consigue que el valor nutricional y las características organolépticas casi no se diferencien de las de los productos al inicio de almacenaje. Es por esta razón que los productos frescos refrigerados son considerados por los consumidores como alimentos saludables. La refrigeración evita el crecimiento de los microorganismos termófilos que crecen a una temperatura arriba de 45°C como Bacilus y Clostridium además de algunas algas y hongos y de muchos mesófilos que crecen en temperaturas entre -5 a -7 °C como bacterias.

Sin embargo, lograr un buen producto congelado depende de la temperatura y las otras condiciones de almacenaje. La vida útil de los vegetales refrigerados depende de la variedad, la parte almacenada, las condiciones de su recolección y la temperatura durante su transporte, entre otros. Para los alimentos procesados depende del tipo de alimento, intensidad del procesamiento recibido (fundamentalmente sobre los microorganismos y enzimas), higiene en la elaboración, el envasado y el envase, entre otros.

En el caso de las frutas, como producto vegetal vivo, su velocidad de respiración varía con la temperatura, o sea a mayor temperatura mayor respiración y viceversa; en las frutas de patrón climatérico se produce durante su almacenamiento un incremento brusco de su actividad respiratoria. Entre estas frutas se encuentran el aguacate, el mango y la papaya. Las frutas de patrón no climatérico no presentan el anterior comportamiento, encontrándose entre ellas la naranja, la toronja y la piña. La respiración de los vegetales es similar a la de las frutas de patrón no climatérico.

Cuando la temperatura de algunas frutas y vegetales desciende de un determinado valor se producen en ellos cambios indeseables las cuales son conocidas como daños por frio, por ejemplo la quemadura de bananos o plátanos al enfriarlos debajo de las temperaturas de 13 a 14 °C/55 a 57°F.

En los tejidos animales, al cesar el suministro de sangre oxigenada como consecuencia del sacrificio, cesa la respiración aeróbica y se inicia la respiración anaeróbica mediante la cual el glucógeno se transforma en ácido láctico provocando la disminución del pH. Con ello se inicia un proceso denominado rigor mortis. Como resultado de este proceso el tejido muscular se endurece haciéndose extensible. Para que este proceso se desarrolle y el producto llegue a adquirir la coloración y textura adecuadas, el mismo debe desarrollarse en condiciones de refrigeración para frenar el desarrollo de microorganismos.

Independientemente del tipo de alimento la refrigeración la refrigeración puede aplicarse sola o en combinación con otras técnicas, tales como la radiación, las atmosferas modificadas y controladas o el envasado en atmosferas controladas, entre otras. La refrigeración encuentra gran aplicación en la elaboración de comidas preparadas en los que se aplican los sistemas de cocción-enfriamiento.

2.2. Centro térmico

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Es el punto del producto en el que la temperatura es la más elevada en el proceso de congelación.2.3. Tiempo de refrigeraciónLa determinación del tiempo de refrigeración constituye un elemento de importancia práctica, ya que permite conocer el tiempo necesario para que un producto alcance una temperatura dada en su centro térmico partiendo de una temperatura inicial, una temperatura del medio de enfriamiento, configuración geométrica, tipo de envase, etc. Este resultado puede emplearse en el cálculo de la carga por productos correspondiente a la carga térmica. Para el trabajo práctico existen tablas y figuras las que de manera rápida y sencilla permiten determinar el tiempo de enfriamiento de determinados productos en condiciones específicas. Con tales determinaciones se facilita la operación de enfriamiento o congelación de cargas de productos a condiciones establecidas.

2.4. Características del aguaEl agua es el constituyente más abundante en la mayoría de los alimentos en estado natural por ello desempeña un papel esencial en la estructura y demás caracteres de los productos de origen vegetal y animal. El agua presente en un alimento puede estar como agua libre o como agua ligada, ésta última puede estar más o menos fuertemente unida de manera compleja a otros constituyentes. Es por ello que el estado del agua presente en un alimento es tan importante para su estabilidad así como para el riego de deterioro.

Las propiedades del agua que determinan el comportamiento de los alimentos, son: El descenso de la presión de vapor Elevación del punto de ebullición Descenso del punto de congelación Descenso de la tensión superficial Aumento de la viscosidad y Gradientes de presión osmótica a través de membranas semipermeables.

2.5. Actividad del agua awLa actividad del agua es una medida de la mayor o menor disponibilidad del agua en los diversos alimentos, la cual se define por el descenso de la presión parcial del vapor de agua, donde pw es la presión parcial del vapor de agua del alimento y po es la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura:

aw = pw / poLa actividad de agua constituye una medida relativa con respecto a un estado estándar tomado como comparación. El estado estándar escogido es el del agua pura al cual su actividad se toma igual a la unidad, por lo cual la actividad de un alimento es siempre menor que la unidad. Esto es debido a que las especies químicas presentes disminuyen la capacidad de vaporización del agua.

2.6. Pre congelación

Es el tiempo que transcurre entre el momento en que el producto, a su temperatura original, es sometido a un proceso de congelación y el instante en que comienza la cristalización del agua (temperatura crioscópica), este variará acorde al sistema de congelación utilizado (rápido o lento).

2.7. Congelación

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El principio de la conservación de los alimentos por el sistema de congelación se basa en el mismo principio que el de la refrigeración la ventaja que presenta es que en cuanto más baja es la temperatura más se aleja de las condiciones ideales en las que pueden multiplicarse los microorganismos, por lo que el alimento se altera cada vez menos. La congelación consiste en la aplicación de temperaturas a los alimentos por debajo de cero grados centígrados, de forma que parte del agua del alimento se convierte en hielo. Al mismo tiempo, como el agua se solidifica, se produce una desecación del alimento, lo que contribuirá de forma significativa a una mejor conservación. Lógicamente, este efecto será más importante cuanto más baja sea la temperatura. La temperatura de elección a nivel internacional es de -18ºC/0ºF, ya que por debajo de ésta se estima que no es posible la proliferación de bacterias (significativamente), por lo que disminuye la posibilidad de alteración y se reducen los riesgos para la salud. Hay que destacar que, después de la refrigeración, la congelación es el tratamiento que menos modificaciones produce en los alimentos. De forma que después de la descongelación los alimentos son casi idénticos a los productos crudos empleados como materia prima.

No toda el agua presente en el alimento puede separarse en forma de cristales como consecuencia de la congelación. En el alimento existe una fracción del agua no congelable a la que corresponde una actividad de agua muy baja (de hasta 0,3). Esta agua, la cual se encuentra fuertemente unida a las estructuras moleculares, es denominada agua ligada y representa entre el 5 y el 10% de la masa total de agua contenida en el alimento.

El agua libre o no ligada, por su parte, representa la mayor parte del agua contenida en los alimentos. No obstante, esta agua no sale espontáneamente de los tejidos. Esta agua se encuentra en forma de geles tanto en el interior de la célula como en los espacios intercelulares, estando su retención influenciada por el pH y las fuerzas iónicas. Durante la congelación el agua es removida de su posición normal dentro de los tejidos y convertida en hielo. Este proceso es parcialmente revertido durante la descongelación dando lugar a la formación de exudado.

2.8. Curva de congelaciónEl proceso de congelación en los alimentos es más complejo que la congelación del agua pura. Los alimentos al contener otros solutos disueltos además de agua, presentan un comportamiento ante la congelación similar al de las soluciones. La evolución de la temperatura con el tiempo durante el proceso de congelación es denominada curva de congelación. La curva de congelación típica de una solución se muestra en la siguiente figura.

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Esta curva posee las siguientes secciones:

AS: el alimento se enfría por debajo de su punto de congelación qf inferior a 0º C. En el punto S, al que corresponde una temperatura inferior al punto de congelación, el agua permanece en estado líquido. Este subenfriamiento puede llegar a ser de hasta 10º C por debajo del punto de congelación.

SB: la temperatura aumenta rápidamente hasta alcanzar el punto de congelación, pues al formarse los cristales de hielo se libera el calor latente de congelación a una velocidad superior a la que este se extrae del alimento.

BC: el calor se elimina a la misma velocidad que en las fases anteriores, eliminándose el calor latente con la formación de hielo, permaneciendo la temperatura prácticamente constante. El incremento de la concentración de solutos en la fracción de agua no congelada provoca el descenso del punto de congelación, por lo que la temperatura disminuye ligeramente. En esta fase es en la que se forma la mayor parte del hielo.

CD: uno de los solutos alcanza la sobresaturación y cristaliza. La liberación del calor latente correspondiente provoca el aumento de la temperatura hasta la temperatura del soluto.

DE: la cristalización del agua y los solutos continúa.

EF: la temperatura de la mezcla de agua y hielo desciende. En realidad la curva de congelación de los alimentos resulta algo diferente a la de las soluciones simples, siendo esa diferenciación más marcada en la medida en que la velocidad a la que se produce la congelación es mayor.

2.9. Principios de termodinámica en la formación del hieloTodos los alimentos (vegetales, animales) son como soluciones acuosas diluidas. La cantidad de agua del alimento define la formación de hielo en relación directa a mayor temperatura de congelamiento. La temperatura de congelación de un alimento es aquella temperatura a la que aparecen los primeros cristales de hielo estables. La formación de un cristal de hielo requiere primeramente de una nucleación, ésta puede ser homogénea o heterogénea, ésta última es la más frecuente en el caso de los alimentos, donde los núcleos se forman sobre partículas en suspensión o sobre la pared celular.

La cristalización que se origina durante la congelación de un alimento es la formación de una fase sólida sistemáticamente organizada a partir de una solución. El proceso de cristalización comprende las etapas de nucleación y la de crecimiento de los cristales. La

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cristalización del hielo se produce cuando el sistema se encuentra lo suficientemente sub enfriado. El subenfriamiento es la diferencia de temperaturas por debajo del punto inicial de congelación del sistema.

La nucleación es la combinación de moléculas dentro de una partícula ordenada de tamaño suficiente para sobrevivir sirviendo a su vez de sitio para el crecimiento cristalino.

En la cristalización del hielo, la remoción de calor debido al cambio de fase constituye el mecanismo determinante de todo el crecimiento de los cristales.

La duración del período de subenfriamiento depende de las características del alimento y de la velocidad a la que se remueve el calor. Si el subenfriamiento resulta marcado se producirá una gran cantidad de núcleos que originaran cristales pequeños. Cuando la situación es contraria a la antes descrita se producirán pocos núcleos y con ello pocos cristales grandes.

Durante la mayor parte de la meseta de congelación (en el tramo BC de la figura anterior: Curva de congelación) la formación de los cristales de hielo es controlada por la transferencia de calor. La velocidad de transporte de masa controla la velocidad de crecimiento de los cristales en el final del período de congelación donde las soluciones remanentes se encuentran más concentradas. A medida que la temperatura desciende se van saturando las diferentes sustancias disueltas que luego cristalizan. La temperatura a la cual el cristal de un soluto se encuentra en equilibrio con el líquido no congelado y los cristales de hielo, es denominada temperatura eutéctica. Como los alimentos constituyen una mezcla compleja de sustancias, se emplea el término temperatura eutéctica final, el cual corresponde a la temperatura eutéctica más baja de los solutos del alimento. La máxima formación de cristales de hielo es obtenida a esta temperatura.

2.10. Cristalización del hieloUna vez que comienza el agua a congelar, la cristalización es función de la velocidad de enfriamiento, al mismo tiempo que de la velocidad de difusión del agua a partir de las disoluciones que bañan la superficie de los cristales de hielo. Si la velocidad de congelación es débil, entonces se forman pocos núcleos de cristalización y los cristales de hielo crecen ampliamente. Si la velocidad de congelación aumenta, el número de cristales de hielo aumenta mientras su tamaño disminuye. Es importante que la congelación lenta puede producir a un exudado excesivo en la descongelación, mientras que una congelación muy rápida permite preservar la textura de ciertos productos.Características Cristalización:

Cristalización Lenta: cristales crecen ampliamente. Cristalización Rápida: más cristales pero más pequeños.

2.11. Velocidad de congelaciónLa calidad de los alimentos congelados se encuentra influenciada por la velocidad con que se produce la congelación, así entre más rápido se produzca el congelamiento mejor calidad en el producto congelado se obtiene.Diversas características de calidad están relacionadas con el tamaño de los cristales el cual es una consecuencia de la velocidad con que se produce la congelación. El principal efecto de la congelación sobre la calidad de los alimentos es el daño que ocasiona en las células el crecimiento de los cristales de hielo. La congelación prácticamente no provoca deterioro desde el punto de vista nutritivo. La resistencia de diversos tejidos animales y vegetales a la congelación es muy diversa; así, frutas y vegetales, por ejemplo, presentan una estructura

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muy rígida por lo que la formación de los cristales de hielo puede afectarlos con mayor facilidad que a las carnes.

La congelación de los tejidos se inicia por la cristalización del agua en los espacios extracelulares puesto que la concentración de solutos es menor que en los espacios intracelulares.

Congelación Lenta.Cuando la congelación es lenta la cristalización extracelular aumenta la concentración local de solutos lo que provoca, por ósmosis, la deshidratación progresiva de las células. En esta situación se formarán grandes cristales de hielo aumentando los espacios extracelulares, mientras que las células plasmolizadas (pierden agua por estar expuesta una presión osmótica mayor) disminuyen considerablemente su volumen. Este desplazamiento del agua y la acción mecánica de los cristales de hielo sobre las paredes celulares provocan afecciones en la textura y dan lugar a la aparición de exudados durante la descongelación.

Congelación RápidaCuando la congelación es rápida la cristalización se produce casi simultáneamente en los espacios extracelulares e intracelulares. El desplazamiento del agua es pequeño, produciéndose un gran número de cristales pequeños. Por todo ello las afecciones sobre el producto resultaran considerablemente menores en comparación con la congelación lenta. No obstante, velocidades de congelación muy elevadas pueden provocar en algunos alimentos, tensiones internas que pueden causar el agrietamiento o rotura de sus tejidos, congelar demasiado rápido tomates u otros vegetales o frutas con alto contenido de agua. Existen diversa maneras de definir la velocidad de congelación siendo estas: el tiempo característico de congelación o duración de la congelación, el tiempo nominal de congelación, la velocidad media de congelación, etc.

Por definición: Velocidad de Congelación (°C/h)Es el cociente de la diferencia entre la temperatura inicial y temperatura final por la duración de la congelación.

2.12. Duración de congelaciónEs el tiempo transcurrido desde el principio de la fase de precongelación hasta la obtención de la temperatura final. Este tiempo (lo que dura) depende, por una parte de las temperaturas inicial y final y de la cantidad de calor a extraer, y por otra de las dimensiones (espesor) y forma del producto, como de los parámetros de transmisión térmica.

2.13. Velocidad de avance del frente de congelación (cm/h)Otra forma de expresar la rapidez de la congelación es por medio de la velocidad a la que se desplaza el frente de hielo a través del producto. Esta es mayor cerca de superficie que hacia el centro.

2.14. Tiempos de congelaciónLa duración real del proceso de congelación depende de diversos factores, unos son relativos al producto a congelar y otros al equipo utilizado, de estos los más importantes son:

Dimensiones y forma del producto (espesor). Temperatura inicial y final. Temperatura del refrigerante.

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Otros: Coeficiente de transferencia de calor superficial del producto, Variación de entalpía (la entalpía consiste en energía sensible debajo del punto de congelación) y Conductividad térmica del producto.

El conocimiento del tiempo de congelación es de gran importancia para el diseño del proceso. Este tiempo es un dato necesario para determinar la velocidad de refrigeración requerida en relación con la capacidad del sistema de congelación. La predicción del tiempo de congelación puede basarse en métodos numéricos y en métodos aproximados.

2.15. Fin de la congelaciónEl proceso de congelación termina cuando la mayor parte del agua congelable se transforma en hielo en el centro térmico del producto. En la mayoría de casos la temperatura del centro térmico coincide en ese momento con la temperatura de almacenamiento. Si el producto se retira antes de ese momento resultará una congelación lenta en el centro del mismo y perdida de la calidad del producto congelado. Almacenar productos insuficientemente enfriados podría perjudicar otros que se encuentren en el almacén, es recomendable proseguir un enfriamiento hasta lograr una temperatura de equilibrio como de -18°C.

2.16. Temperatura de equilibrioCuando la temperatura de la superficie de un producto es casi la misma que en el centro térmico del mismo; esto en condiciones en las que ninguna cantidad de calor es aportada ni extraída del producto.

2.17. Desecación de los alimentos congeladosPor corriente de aire frío, el producto que no está protegido, cierta proporción de agua contenida en la superficie se evapora en el curso de la congelación (1 a 2 % o más se reflejan como mermas por enfriamiento o congelación). La proporción es menor cuanto más rápida es la congelación. Embalajes impermeables al vapor de agua y en contacto con los productos evitan pérdidas de agua.

2.18. Reducción de la temperatura de almacenamientoPeríodo durante el cual temperatura se reduce, desde la temperatura a la que la mayor parte del agua congelable se ha transformado en hielo a la temperatura final deseada. La temperatura final puede ser la temperatura de almacenamiento alcanzada por todo el producto, incluso el “centro térmico” o bien la temperatura de equilibrio.

2.19. Modificaciones de los alimentos durante la congelaciónLa congelación provoca el aumento de la concentración de los solutos presentes en productos e inversamente del descenso de la temperatura, la velocidad de las reacciones aumenta, a pesar de la disminución de la temperatura de acuerdo con la ley de acción de masas. Este incremento en la velocidad de las reacciones se produce a temperaturas entre -5º C y -15º C/ 23ºF a 5ºF. Este incremento en la concentración de los solutos provoca cambios en la viscosidad, el pH, el potencial redox del líquido no congelado, fuerza iónica, presión osmótica y tensión superficial, entre otros.

La acción de esos factores asociados al efecto de la desaparición de una parte del agua líquida, provoca cambios desfavorables en el alimento, siendo un ejemplo de ello la agregación o incremento de las proteínas. Estos efectos pueden ser limitados cuando el paso a través del citado rango de temperaturas se realiza de forma rápida. Este rango es denominado como zona de peligro o zona crítica.

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Como el volumen del hielo es superior al del agua líquida, la congelación de los alimentos provoca una dilatación, como por ejemplo al congelar agua en un recipiente se produce un levantamiento o alzamiento de hielo como una montaña. Esta dilatación puede variar en correspondencia con el contenido de agua, la disposición celular, la concentración de solutos y la temperatura del medio de congelación. Estas variaciones que se originan en el volumen provocan tensiones internas de gran magnitud sobre los tejidos lo que puede provocar desgarraduras internas (y hasta la rotura completa en caso de los tejidos vegetales), lo que originan pérdida de líquido durante la descongelación.

El efecto principal que la congelación ocasiona sobre los alimentos es el daño que provoca en las células el crecimiento de los cristales de hielo. Cuando la velocidad de congelación es lenta, los cristales de hielo crecen en los espacios extracelulares, lo que deforma y rompe las paredes de las células que los contactan. La presión de vapor de los cristales de hielo es inferior a la del interior de las células, lo que provoca la deshidratación progresiva de las células por ósmosis y el engrosamiento de los cristales de hielo. De esta forma se originan grandes cristales de hielo y el aumento de los espacios extracelulares. Las células plasmolizadas disminuyen considerablemente su tamaño. Esta deshidratación celular disminuye las posibilidades de una nucleación intracelular. La ruptura de las paredes celulares resulta de la acción mecánica de los grandes cristales de hielo y del encogimiento excesivo de las células.

Durante la descongelación, las células son incapaces de recuperar su forma y turgencia originales y el alimento se reblandece y el material celular se pierde por goteo. La expulsión de una parte del contenido celular puede provocar el contacto entre enzimas y sus sustratos que en ocasiones se encuentran en compartimentos separados. Este es el caso, por ejemplo, de la polifenoloxidasa y los polifenoles responsables de oxidaciones enzimáticas en alimentos no escaldados previamente, provocan una aceleración del pardeamiento enzimático durante la descongelación e incluso durante el almacenamiento.

2.20. Duración del almacenamientoLas reacciones físicas y químicas que se producen en un alimento congelado conducen a una pérdida de calidad que es gradual, acumulativa e irreversible, de manera que al cabo de cierto tiempo el producto deja de ser apto para el consumo debido a la transformación sufrida.

2.21. Conservación de alta calidad“High Quality Life”: el tiempo que transcurre entre el momento en que se congela un producto de excelente calidad y el momento en que se detecta, por apreciación sensorial, una diferencia estadísticamente significativa en relación con la calidad inmediatamente antes de la congelación.

2.22. Duración practica del almacenamientoLa duración del almacenamiento del producto en estado congelado, contado a partir de la congelación, es el período durante el cual el producto conserva sus propiedades características y es válido para el consumo en el estado o en la transformación a la cual se le destina.

2.23. Modificaciones de los alimentos durante el almacenamientoLas reacciones de deterioro constituyen afectaciones durante el almacenaje de los productos congelados. Los cambios químicos y bioquímicos durante el almacenamiento en congelación son lentos. Si las enzimas no resultan previamente inactivadas, la rotura de la membrana celular por los cristales de hielo puede favorecer la acción de estas. Entre estos

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cambios se tienen: degradación de pigmentos, pérdidas vitamínicas, actividad enzimática residual y oxidación de lípidos. Se entiende por recristalización del hielo como un fenómeno que provoca crecimiento de los cristales de mayor tamaño a expensas de los más pequeños, siendo la fuerza impulsora para este fenómeno la diferencia de energía superficial entre dos cristales en contacto. Sin embargo, la recristalización migratoria, la cual es la de mayor incidencia en los alimentos se produce fundamentalmente como consecuencia de fluctuaciones en la temperatura de almacenamiento, como por ejemplo pérdida de temperatura en cámaras que produzcan descongelamiento en un apagón prolongado y luego al recuperar temperatura se re congela produciéndose tal efecto.

Cuando se incrementa la temperatura del producto congelado se produce la descongelación parcial de los cristales. Si después de ello la temperatura desciende, la congelación del agua descongelada no provoca el surgimiento de nuevos núcleos cristalinos, sino el crecimiento de los cristales ya existentes. Ello provoca una pérdida de calidad en el producto similar a la que se produciría si la descongelación hubiese sido lenta, ello reviste de importancia la conservación de la cadena de frío.

2.24. Descongelación Cuando un alimento se descongela, la capa superficial de hielo se funde formando una capa de agua líquida cuyas propiedades térmicas son inferiores a las del agua en estado sólido. Como consecuencia de ello se acelera la velocidad con que se transfiere calor hacia el interior del alimento, aumentando este efecto aislante en la medida que la capa de alimento descongelado se incrementa. Es por ello que la descongelación de un alimento, (para igual gradiente de temperatura), es más lenta que su congelación.

El daño celular provocado por la congelación lenta y la re-cristalización originan la pérdida de componentes celulares, lo que se manifiesta como un exudado en el que se pierden diversos compuestos de valor nutricional.

La descongelación debe ser concebida de manera que resulten mínimos los siguientes fenómenos: crecimiento microbiano, pérdida de líquido, pérdidas por deshidratación y pérdidas por reacciones de deterioro. La descongelación controlada suele efectuarse a una temperatura ligeramente superior a la del punto de descongelación, por ejemplo a temperatura de refrigeración.

Como se indica con anticipación, el mantenimiento prolongado del producto a temperaturas ligeramente inferiores a 0º C resulta desfavorable pues el producto queda expuesto a concentraciones relativamente altas de solutos y se favorece el desarrollo de microorganismos psicrófilos.

2.25. Procesos que provocan el deterioro de los alimentosLos procesos que provocan el deterioro de los alimentos son de carácter: físico, químico, bioquímico y microbiológico.

Procesos físicos: entre estos factores el más destacado es la pérdida de agua la cual se produce cuando el producto almacenado se encuentra directamente al ambiente de la cámara. Junto con el agua se produce la pérdida de componentes volátiles los que en cantidades casi imponderables condicionan en gran medida el aroma y el sabor de los productos.

Procesos químicos: están dados por reacciones químicas, pudiendo señalarse entre estas la oxidación de las grasas, lo cual provoca rancidez en los productos. Nutricionales: se dice que el valor nutricional de los alimentos congelados está bien preservado, además que éste

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método de conservación degrada menos que los otros, siempre que se apliquen las reglas de la técnica moderna. Para ello se debe realizar un congelamiento y almacenamiento “rápido”.

Procesos bioquímicos: corresponden a las reacciones de esta naturaleza, pudiendo señalarse entra estas a la acción de las enzimas. Un ejemplo típico de ello es la acción de la enzima polifenoloxidasa, la que provoca el oscurecimiento de los productos. La composición química y bioquímica de los alimentos puede ser modificada por: lixiviado o por oxidación, en los procesos que preceden o siguen a la congelación.

Procesos microbiológicos: están dados por la acción de los microorganismos patógenos que provocan el deterioro de los productos. La conservación de alimentos (cualquier medio) busca prolongar la preservación del alimento, matando microorganismos o inhibiendo su actividad y su multiplicación. En la congelación y almacenamiento se acaba con ciertos microorganismos, pero no suficiente como para reducir sustancialmente la contaminación microbiana. El estado higiénico del producto antes de la congelación es por lo anterior de mucha importancia. En el curso de la congelación algunos microorganismos pueden morir. No así algunos patógenos son muy resistentes, aunque con congelación no se pueda inactivarlos, podrían llegarse a destruir. Los alimentos congelados antes de distribuirlos son almacenados a temperaturas de -18 a -26 ó -30°C/0 a -22°F a tales temperaturas ciertos micro organismos (m.o.) pueden morir lentamente, en todo caso se dice que se inhibe toda multiplicación microbiana.

Para frenar la acción de estos procesos de deterioro antes referidos se buscan condiciones de almacenaje que retarden averías de los productos. Entre estas condiciones se encuentran la temperatura, la humedad relativa, la circulación del aire, la composición de la atmósfera de la cámara.

De estas, la temperatura constituye el factor de mayor incidencia. A medida que la temperatura disminuye todos los procesos causantes del deterioro se ven disminuidos, lo que trae como consecuencia la prolongación de la vida útil de los productos almacenados. A medida que la humedad relativa aumenta la evaporación disminuye pues el gradiente para la transferencia disminuye, sin embargo, ello beneficia el desarrollo de los microorganismos.

La humedad relativa podrá ser más alta en la medida en que la temperatura sea más baja. No obstante, esta temperatura de conservación tiene límites basado en un análisis económico así como en la posible influencia sobre el producto. Cuando la circulación del aire aumenta las pérdidas por evaporación se incrementan lo que a su vez provoca en los productos una superficie desecada poco favorable para el desarrollo de los microorganismos.

2.26. Higiene de productos refrigerados y congeladosLos alimentos y productos alimenticios son contaminados por organismos presentes en la cadena de operaciones de producción: (antes de la refrigeración o congelación) por contacto con los aparatos, las manos de los obreros, los embalajes, el aire y el agua. El frío de refrigeración o congelación nunca es un sustituto de las Buenas Prácticas de Manufactura e Higiene, lo alimentos congelados y refrigerados aun así son los que menos imputaciones reciben en materia de envenenamientos.

2.27. Embalaje de los alimentos congeladosDebe de soportar una temperatura baja y cumplir con exigencias de embalajes para alimentos, además deben de ajustarse a otras consideraciones técnicas.

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Exigencias Alimenticias Exigencias TécnicasNo contener sustancias tóxicas Permitir congelación rápidaSer químicamente inerte y estable Resistir el agua, acidoNo comunicar mal sabor u olor No adherirse al contenido congeladoProteger de bacterias y suciedad Ofrecer aislamiento

Impermeable a agua (gaseosa) y oxigeno Proteger de sublimación (cambiar agua de estado sólido a gas sin pasar por liquido)

Se puede empacar automáticamente Adherirse estrechamente al producto (no bolsas de aire, favorecen sublimación)

Diversas formas y tamaños Ser opaco a la luz como sea posibleDe fácil formación de tarimas Reflectante, reduce penetración de calorFácil de abrir y cerrar Permitir penetración de microondas

2.28. Materiales de embalaje para alimentosHay cada vez más variedades de materiales que son usados para embalar los alimentos refrigerados y/o congelados, como: películas y hojas, papel, cartón parafinado o plastificado, hojas de aluminio, moldes de aluminio, plásticos formados térmicamente y combinaciones laminadas de estos diversos materiales. En películas y hojas existen muchas: polietileno, polipropileno, poliéster, poliestireno, policloruro de vinilo PVC, película celulósica, poliamida, hojas de aluminio, otros materiales laminados y coextruídos.

2.29. La medida de temperaturaLa medida de la temperatura es de mucha importancia en la congelación, descongelación, almacenamiento, transporte y distribución de productos refrigerados o congelados. Es obvia la dificultad de medir la temperatura en el producto ya congelado, independiente el tipo o naturaleza del producto ya sea de origen vegetal o animal. La temperatura del aire se puede medir por equipos como termómetro indicador colocado en el equipo, almacén o medio de transporte.Medir la temperatura persigue los objetivos básicos siguientes:

Obtener una temperatura exacta a la hora de la medición. Medir temperaturas significativas y representativas.

2.30. La Cadena de frío

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3. PROPIEDADES TERMICAS DE LOS ALIMENTOS

Las propiedades térmicas de alimentos y bebidas se deben de conocer para desarrollar los cálculos de transferencia de calor involucrados en el diseño del almacén y equipos de refrigeración; también son necesarios para estimar procesos de calentamiento, refrigeración, congelamiento o secado de alimentos y bebidas.

Porque las propiedades térmicas de alimentos y bebidas dependen fuertemente de la composición química y la temperatura, también por la alta disponibilidad de los mismos es casi imposible determinarlas y tabularlas experimentalmente para todas las posibles condiciones y composiciones.

Las propiedades térmicas de los alimentos se las puede encontrar disponibles en Holland et al. (1991) y USDA (1975). Esa información tabulada consiste en fracciones de masa de los principales componentes de los alimentos. Con esta información disponible se pueden calcular en conjunción con la temperatura usando modelos matemáticos las propiedades térmicas de los constituyentes individuales. Las propiedades termo físicas a menudo se requieren para cálculos de transferencia de calor (incluyen densidad, calor específico, entalpía, conductividad térmica y transmisión térmica). Adicionalmente, si el alimento es un organismo vivo como fruta fresca o vegetales (hortalizas), estos generan calor a través de la respiración y pierden humedad por la transpiración. Ambos procesos se deben de incluir en los cálculos de transferencia de calor y se debe usar como referencia tablas de propiedades termo físicas medidas para alimentos.

3.1. Propiedades térmicas de los componentes de los alimentosLos componentes comúnmente encontrados en los alimentos incluyen: agua, proteína, grasa, carbohidratos, fibra y cenizas. En Choi y Okos (1986) existen tablas de componentes a los que desarrollaron modelos matemáticos para determinar las propiedades térmicas de

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éstos como función de la temperatura en el rango de -40 a 300°F, también lo hicieron para determinar propiedades térmicas del agua y del hielo. Referirse a Composition data from USDA (1996), son tablas que listan componentes de varios alimentos, incluyen agua en porcentaje de masa, proteína, grasa, carbohidratos, fibra y cenizas.

3.2. Propiedades térmicas de los alimentosEn general, las características termo físicas de un alimento o de una bebida se comportan bien cuando su temperatura está sobre su punto de congelación inicial. Sin embargo, debajo del punto de congelación inicial, las características termo físicas varían grandemente debido a los procesos complejos implicados durante el congelamiento. El punto de congelación inicial de un alimento es algo más bajo que el punto de congelación del agua pura debido a sustancias disueltas en el agua del alimento. En el punto de congelación inicial, algo del agua en el alimento se cristaliza, y la solución restante se concentra. Así, el punto de congelación de la porción no congelada del alimento se reduce más a fondo. La temperatura continúa disminuyendo mientras que la separación de los cristales de hielo aumenta la concentración de solutos en la solución y presiona el punto de congelación más lejos. Así, el hielo y las fracciones del agua en el alimento congelado dependen de la temperatura. Porque las características termo físicas del hielo y del agua son absolutamente diferentes, las características termo físicas de alimentos congelados varían dramáticamente cuando se le baja la temperatura. Además, las características termo físicas del alimento sobre y debajo del punto de congelación son drásticamente diferentes.

3.3. Contenido del aguaPorque el agua es el componente predominante en la mayoría de los alimentos, el contenido en agua influencia perceptiblemente las características termofísicas de alimentos. Los valores medios del contenido de agua (por ciento por la masa) se dan en la tabla Composition data from USDA (1996). Para las frutas y vegetales, el contenido en agua varía con el cultivo así como con la etapa del desarrollo o de la madurez cuando está cosechado, las condiciones cada vez mayor, y la cantidad de humedad perdida después de cosecha. En general, los valores dados en la tabla Composition data from USDA (1996) se aplican a los productos maduros poco después cosecha. Para la carne fresca, los valores del contenido en agua en la tabla son a la hora de matanza o después del período generalmente del envejecimiento o añejamiento (maduración). Para los productos curados o procesados, el contenido en agua depende del proceso o del producto particular.

3.4. Punto de congelación inicialLos alimentos y las bebidas no congelan totalmente a una sola temperatura, sino algo sobre una gama de temperaturas. De hecho, los alimentos altos en contenido de azúcar o envasados en altas concentraciones de jarabe nunca se pueden congelar totalmente, no así se deben de almacenar a una temperatura uniforme típica para alimento congelado. Así, no hay un punto de congelación distinto para los alimentos y las bebidas, sino un punto de congelación inicial en el cual la cristalización comienza. El punto de congelación inicial de un alimento o de una bebida es importante no solamente para determinar las condiciones de almacenaje apropiadas del alimento, sino también para calcular características termo físicas. Durante el almacenaje de frutas y vegetales frescos, por ejemplo, la temperatura de la materia se debe guardar sobre su punto de congelación inicial para evitar de daños al congelar. En adición, porque hay cambios drásticos en las características termofísicas de alimentos es porque se congelan, el punto de congelación inicial de un alimento se debe

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saber para modelar sus características termofísicas exactamente. La tabla de Composition data from USDA (1996) reporta valores iniciales de punto de congelación.

3.5. Fracción de hieloPara predecir las características termo físicas de los alimentos congelados, que dependen fuertemente de la fracción del hielo en el alimento, la fracción total del agua que se ha cristalizado debe ser determinada. Debajo del punto de congelación inicial, la fracción total del agua que se ha cristalizado en un alimento es una función de la temperatura. En general, los alimentos se componen mayoritariamente de agua, los sólidos disueltos, y los sólidos sin disolver. Durante el congelamiento, como algo del agua líquida se cristaliza, los sólidos disueltos en el agua líquida restante cada vez más se concentran, así va bajando la temperatura de congelación.

3.6. DensidadModelar la densidad de alimentos y de bebidas requiere el conocimiento de la porosidad del alimento, tan bien como la fracción y la densidad totales de los componentes del alimento. La porosidad se requiere para modelar la densidad de los alimentos granulares almacenados en bulto, tal como granos y arroz. Para otros alimentos, la porosidad es cero.

3.7. Calor específicoEl calor específico es una medida de la energía requerida para cambiar la temperatura de un alimento por un grado. Por lo tanto, el calor específico de alimentos o de bebidas se puede utilizar para calcular la carga de calor impuesta ante el equipo de refrigeración por refrigerar (enfriar) o congelar de alimentos y de bebidas. En alimentos no congelados, el calor específico llega a ser levemente más bajo mientras que la temperatura se eleva de 32°F a 68°F. Para los alimentos congelados, hay una disminución grande del calor específico pues la temperatura disminuye. Las listas de la tabla Composition data from USDA (1996) determinaron de forma experimental los valores del calor específico para varios alimentos arriba y bajo cero.

3.8. EntalpíaEl cambio en la entalpía de un alimento se puede utilizar para estimar la energía que se debe agregar o quitar para efectuar un cambio de temperatura. Sobre el punto de congelación, la entalpía consiste en energía sensible debajo del punto de congelación, la entalpía radica en energía sensible y latente.

3.9. Conductividad térmicaLa conductividad térmica relaciona la tasa de transferencia de calor de la conducción con el gradiente de la temperatura. La conductividad térmica de un alimento depende de factores tales como composición, estructura, y temperatura. Se han realizado trabajos para adaptar la conductividad térmica de alimentos y de bebidas.

3.10. Difusividad térmicaLos valores experimental determinados de la difusividad térmica de alimentos son escasos. Sin embargo con valores apropiados de la conductividad térmica, calor específico y densidad, la difusividad térmica se puede calcular usando la ecuación:

Donde: k es conductividad térmica p es densidadc es calor específico

3.11. Calor de respiración

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Todos los alimentos vivos respiran. Durante la respiración, el azúcar y el oxígeno combinan para formar el CO2, H2O, y calientan como sigue:

C6H12O6 + 6O2 _ 6CO2 + 6H2O + 2528 Btu

En la mayoría de los productos almacenados en planta, pocas células se desarrollan y la parte mayor de energía de respiración es liberada como calor, que debe considerado al refrigerar y almacenar alimentos vivos (Becker et el al. 1996a).

El calor de respiración varía según tipo o clase de alimento:

Las frutas, los vegetales u hortalizas, las flores, los bulbos, tallos y hojas verdes son materias de almacenaje con significativo calor de la respiración.

Productos secos o deshidratados, tales como semillas y nueces, tienen tasas de respiración muy bajas.

Los productos con tejidos finos jóvenes, muy sensibles y activamente creciendo, tales como espárrago, bróculi y espinaca, tienen altos índices de la respiración, al igual que las semillas no maduras tales como guisantes verdes y maíz dulce.

Las frutas de rápido crecimiento, tales como fresas, frambuesas, y las zarzamoras, tienen tasas de respiración mucho más altas que las frutas que son lentas para desarrollar, por ejemplo manzanas, las uvas, y los cítricos.

En general, la mayoría de vegetales, con excepción de bulbos y de raíces, tienen una alta tasa de respiración inicial para los primeros uno o dos días después de la cosecha. Dentro de algunos días, la tasa de respiración baja rápidamente a la tasa del equilibrio.

Las frutas que no maduran durante almacenaje, tal como cítricos y uvas, tienen índices bastante constantes de respiración.

Frutas que maduran en almacenaje, tal como manzanas, melocotones, y aguacates, aumentan su tasa de respiración. En las temperaturas bajas del almacenaje, alrededor de 32°F, el índice de la respiración aumenta raramente porque no ocurre ninguna maduración. Sin embargo, si las frutas se almacenan a temperaturas más altas (50 a 60°F), hay aumentos de la tasa de respiración y eso se debe a la maduración, entonces ésta se ve frenada.

Frutas suaves, tales como arándanos, higos, y fresas, tienen una disminución de la respiración en el tiempo a 32°F. Aún si éstos se infectan con pudrición por organismos, la tasa de respiración siempre aumenta.

Para las frutas como mangos, aguacates o plátanos, la maduración significativa ocurre a temperaturas sobre 50°F.

Los vegetales u hortalizas como cebollas, ajo y col pueden aumentar la producción del calor después de un período de almacenaje largo.

3.12. Transpiración de frutas y vegetales frescosEl componente más abundante de frutas y de vegetales frescos es el agua, que existe como fase líquida continua en la fruta o el vegetal (hortaliza). Algo de esa agua se pierde a través de la transpiración, que implica el transporte de la humedad a través de la piel del alimento, la evaporación, y el transporte total convectivo de la humedad a los alrededores del producto (Becker et el al. 1996b).

El índice de la transpiración en frutas y vegetales frescos afecta la calidad del producto. La humedad transpira continuamente desde instalaciones durante la manipulación y el almacenaje de los productos. Una cierta pérdida de humedad (agua) es inevitable y puede ser tolerada. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, mucha humedad se puede perder y

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causar marchites o arrugamiento. La pérdida que resulta en masa afecta no solamente el aspecto, la textura, y el sabor de la materia, sino que también reduce el volumen vendible (Becker et el al. 1996a). Muchos factores afectan el índice de la transpiración de las frutas y de los vegetales frescos; la pérdida de humedad es conducida por una diferencia en la presión del vapor de agua entre la superficie del producto y el ambiente. Becker et el al. 1996a refieren que la superficie del producto se puede asumir para ser saturada, y la presión del vapor de agua en la superficie de la materia son así iguales a la presión de la saturación del vapor de agua evaluada en la temperatura superficial del producto. Sin embargo, también reportan que las sustancias disueltas en la humedad de la materia tienden para bajar la presión del vapor en la superficie que se evapora levemente.

La evaporación en la superficie del producto es un proceso endotérmico que enfría la superficie, así baja la presión del vapor en la superficie y reduce la transpiración.

La respiración dentro de la fruta o del vegetal, por otra parte, tiende a aumentar la temperatura del producto, levantando la presión del vapor en la superficie y aumentando la transpiración.

Además, la tasa de respiración es en sí mismo una función de la temperatura de la materia. También, los factores tales como estructura, permeabilidad de la piel, y circulación de aires superficiales también afectan la tasa de la transpiración.

3.13. Coeficiente superficial de transferencia de calorAunque el coeficiente superficial de transferencia de calor no es una característica térmica de un alimento o de una bebida, es necesario para el diseño de equipos de transferencia de calor para procesamiento de los alimentos y bebidas donde está implicada la transferencia por convección.

4. TIEMPOS DE REFRIGERACIÓN Y CONGELAMIENTO DE ALIMENTOS

La conservación del alimento es uno de los usos más significativos de la refrigeración. El alimento que se refrigera y que se congela reduce con eficacia la actividad de microorganismos y de enzimas, así retarda el deterioro. Además, la cristalización del agua reduce la cantidad de agua líquida en alimento e inhibe el crecimiento microbiano (Heldman 1975). La mayoría de las operaciones que refrigeran y congelan comercialmente alimentos y bebidas utilizan transferencia térmica de convección por flujo de aire; solamente un número limitado de productos es refrigerado o congelado por transferencia térmica de la conducción en congeladores de la placa. Para que las operaciones en que se refrigeran o enfrían por flujo de aire y que congelan convectivamente sean rentables y el equipo de refrigeración debe cumplir con los requisitos específicos del uso específico para refrigerar o congelar en particular. El diseño de tal equipo de refrigeración requiere la valoración de los tiempos de enfriamiento - refrigeración y de congelación de alimentos y de bebidas, así como las capacidad de cargas correspondientes de refrigeración. Los métodos numerosos para predecir los tiempos de refrigeración y de congelación de alimentos y de bebidas se han propuesto basados en análisis numéricos, analíticos y empíricos. Seleccionar un método apropiado de la valoración de los muchos métodos disponibles puede ser desafiador.

4.1. Termodinámica de la refrigeración y congelaciónRefrigerar y congelar alimentos es un proceso complejo. Antes de congelar, el calor sensible se debe quitar del alimento para disminuir su temperatura al punto de congelación inicial del alimento. Este punto de congelación inicial es algo más bajo que el punto de congelación del agua pura debido a sustancias disueltas en la humedad dentro del alimento. En el punto de congelación inicial, una porción del agua dentro del alimento se cristaliza y la solución

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restante se concentra, reduciendo el punto de congelación de la porción no congelada del alimento más lejano. Mientras que la temperatura disminuye, la formación del cristal de hielo aumenta la concentración de los solutos en la solución y presiona el punto de congelación más lejos. Así, el hielo y las fracciones del agua en el alimento congelado, y por lo tanto las características termofísicas del alimento, dependen de temperatura. Porque la mayoría de los alimentos tiene forma irregular y tienen características termofísicas dependientes de la temperatura, soluciones analíticas exactas para determinar sus tiempos de refrigeración y de congelación no pueden ser exactamente derivadas. La mayoría de las investigaciones se ha centrado en desarrollar métodos de predicción semi analítico/ semi empírico que determinan tiempos de congelamiento y de congelación utilizando simplificación de asunciones.

4.2. Tiempos de refrigeración para alimentos y bebidasAntes de que un alimento pueda ser congelado, su temperatura se debe reducir a su punto de congelación inicial. Este proceso de enfriamiento, también conocido como preenfriado o chilling, que solamente quita el calor sensible sin ocurrir ningún cambio de fase.

Número Biot: La refrigeración convectiva por flujo de aire en alimentos y bebidas está influenciada por el cociente de la resistencia externa del traspaso térmico a la resistencia interna del traspaso térmico. Este cociente (es el número Biot) es:

BI = hL/k

Donde: h es el coeficiente de transferencia del calor de convección,L es la dimensión característica del alimento yk es la conductividad térmica del alimento (véase sección de Propiedades Térmicas de los Alimentos).

En cálculos del tiempo de enfriamiento, la dimensión característica L se toma como la distancia más corta del centro térmico del alimento a su superficie. Así, en cálculos del tiempo de enfriamiento, L es mitad del grueso de la capa o coraza externa o el radio de un cilindro o de una esfera.

Cuando el número Biot se aproxima a cero (Bi < 0.1), la resistencia interna al traspaso térmico es mucho menor que la resistencia externa y se puede utilizar un parámetro de aproximación para determinar el tiempo de refrigeración de un alimento (Heldman 1975). Cuando el número de Biot es muy grande (Bi >40) la resistencia interna al traspaso térmico es mucho mayor que la resistencia externa y la temperatura superficial del alimento se puede asumir igual a la temperatura del medio de refrigeración. Para esta situación, las soluciones de la serie de la ecuación de la conducción del calor de Fourier están disponibles para las formas geométricas simples.

Cuando el número Biot está entre 0.1 < Bi < 40, ambos la resistencia interna al traspaso térmico y el coeficiente de la transferencia del calor de convección deben ser considerados. En este caso, las soluciones de la serie, que incorporan funciones transcendentales para explicar la influencia del número de Biot, se pueden encontrar disponibles para formas geométricas simples.

Los métodos simplificados para predecir los tiempos de refrigeración de alimentos y de bebidas se pueden encontrar disponibles para los alimentos de formas regulares e irregulares sobre una amplia gama de los números de Biot.

4.3. Tiempos de congelación para alimentos y bebidas

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Según lo referido al principio de este tema (Tiempos de refrigeración y congelamiento de alimentos), el congelado de alimentos y bebidas no es un proceso isotérmico, sino que es proceso que ocurre sobre una gama de temperaturas.

Esta sección aborda el método básico de la valoración de tiempo de congelación de Plank y sus modificaciones; métodos que calculan tiempo de congelación como la suma del preenfriado, el cambio de fase y tiempos de subenfriamiento, así como métodos para los alimentos de formas irregulares.

Estos métodos referidos se dividen en tres subgrupos: dimensionalidad equivalente del transferencia térmica, trayectoria mala conducción, y diámetro equivalente de la esfera.

Todos estos métodos de valoración del tiempo de congelación de los alimentos utilizan las características térmicas de los alimentos referidas en Propiedades Térmicas de los Alimentos.

4.3.1. Ecuación de PlankUno de los métodos simples más extensamente conocido para estimar los tiempos de congelación de alimentos y de bebidas fue desarrollado por Plank (1913-1941).

La transferencia del calor de convección se asume para que ocurra entre el alimento y el medio de congelamiento que lo rodea. La temperatura del alimento es asumida para ser l temperatura inicial de congelación, la que es constante a través del proceso de congelación. Además, se asume la constante de conductividad térmica para la región que se congelada.

Además, la constante de conductividad térmica para la región congelada se asume. La valoración del tiempo de congelación de Plank es como sigue:

Donde:

Lf es calor latente volumétrico de fusión (ver Propiedades Térmicas de los Alimentos),Tf es temperatura inicial de congelamiento de un alimento,Tm es temperatura media de congelamiento,D es espesor de capa/plancha o del diámetro de la esfera o del cilindro infinito, h es coeficiente de transferencia del calor de convección, ks conductividad térmica del

alimento completamente congelado,

P y R son factores geométricos.

Para una capa infinita, un P = 1/2 y un R = 1/8.Para una esfera, un P = 1/6 y un R = 1/24;Para un cilindro, un P = 1/4 y un R infinitos = 1/16.

Los factores geométricos de Plank indican que una capa infinita del grueso D, un cilindro infinito del diámetro D y una esfera del diámetro D, si estuvo expuesta a las mismas condiciones, tendría tiempos de congelación en el cociente de 6:3:2. Por lo tanto, un cilindro

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se congela por la mitad del tiempo de una capa o plancha y una esfera en un tercio del tiempo de una plancha.

4.3.2. Modificaciones de la ecuación de PlankLos varios investigadores han observado que el método de Plank no predice exactamente tiempos de congelación de alimentos y de bebidas. Esto es porque, en parte, el método de Plank asume que los alimentos se congelan en una temperatura constante y no sobre una gama de temperaturas y ese el caso en los sistemas actuales de congelamiento de alimentos. Además, la conductividad térmica del alimento congelado se asume ser constante; en realidad, la conductividad térmica varía grandemente durante el congelamiento. Otra limitación de la Ecuación de Plank es que descuida el preenfriado y sub enfriado, la remoción del calor sensible sobre y debajo del punto de congelación. Por lo tanto, los investigadores han desarrollado los métodos empíricos semi analíticos mejorados de la valoración del tiempo de refrigeración y de congelación que explican estos factores.

Cleland y Earle (1977, 1979a, 1979b) incorporaron correcciones para explicar retiro del calor sensible sobre y debajo del punto de congelación inicial del alimento así como la variación de la temperatura durante congelar. Las ecuaciones de la regresión fueron desarrolladas para estimar los parámetros geométricos P y R para las planchas infinitas, los cilindros infinitos, las esferas, y los bloques como ladrillos rectangulares. En estas ecuaciones de la regresión, los efectos del traspaso térmico superficial, el preenfriado, y el subenfriamiento final son considerados por los valores del número Biot, de Plank y de número de Stefan, respectivamente. En esta sección, se define el número de Biot como

Donde:h es el coeficiente de la transferencia del calor de convección,D es la dimensión característica yKs son la conductividad termal del alimento completamente congelado.

En cálculos del tiempo de congelación, la dimensión característica D se define como dos veces la distancia más corta del centro térmico de un alimento a su superficie: el espesor de una capa o plancha o el diámetro de un cilindro o de una esfera. En general, se define de forma modificada el número del Plank así:

Donde:Cl es el calor específico volumétrico de la fase no congelada yDH cambio de entalpía volumétrica entre el Tf y la temperatura final del alimento.

El número de Stefan se define de manera similar como:

Donde:

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Cs es el calor específico volumétrico de la fase congelada.

5. SISTEMAS Y METODOS DE CONGELACION INDUSTRIAL DE ALIMENTOS

El congelar es un método de preservación de alimentos que retarda los cambios físicos y químicos y microbiológicos que causan el deterioro de alimentos. La reducción de temperatura retarda actividad molecular y microbiana en alimento, ampliando así la vida útil al almacenarlos. Aunque cada producto tiene una temperatura ideal e individual de almacenaje, la mayoría de los productos alimenticios congelados se almacenan en 0 a -30°F (ó -18 a -35°C).

El congelar reduce la temperatura de un producto de temperatura ambiente al nivel de la de almacenaje y cambia la mayor parte del agua en el producto a hielo.

Cualquier equipo de congelación debe de ser pensado para acomodarse a las tres etapas del proceso térmico de congelación:

Precongelación Congelación (propiamente dicha) Reducción a la temperatura de almacenamiento.

Se pueden agrupar estos equipos en categorías, en función de transmisión térmica: Contacto directo (metal) Congeladores de placa, de correa o banda, de tambor,

rotativos. Aire u otro gas como medio. Congeladores de aire forzado. Medio líquido. Congeladores de inmersión (ej. Salmuera).

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Vaporización de un líquido o sólido (vapor perdido). Congeladores de nitrógeno líquido, de fluoruro carbono líquido, de dióxido de carbono líquido o sólido.

Cada tipo de equipo conviene más o menos a varios productos. Los congeladores de aire forzado son aplicables casi a cualquier producto, embalado o no; los aparatos de contacto exigen bloques de forma regular o bien en un envoltorio líquido; la inmersión conveniente sobre todo a productos embalados; los congeladores a vapor perdido se utilizan esencialmente para productos congelados rápidos individualmente (siglas en inglés IQF).

La figura siguiente demuestra las tres fases del congelamiento: (1) el enfriamiento, que quita calor sensible, reduciendo la temperatura del producto al punto de congelación; (2) retiro o remoción del calor latente de fusión del producto, cambiando el agua a cristales de hielo; y (3) el enfriamiento continuado debajo del punto de congelación, que quita más calor sensible, reduciendo la temperatura del producto a la temperatura deseada u óptima del almacenaje congelado. La parte más larga del proceso de congelación es quitar el calor latente de la fusión mientras que el agua se transforma en hielo. Muchos alimentos son sensibles al índice de congelación, que afecta la producción (por deshidratación), la calidad, su valor alimenticio y las características sensoriales. La técnica y el sistema de congelación seleccionados pueden así tener impacto económico substancial. Al seleccionar técnicas y los sistemas de congelación para los productos específicos, considerar los requisitos de manejo, la capacidad, los tiempos de congelación, la calidad, la producción, el aspecto, el coste inicial, los gastos de operación, la automatización y la disponibilidad de espacio.

Técnicas de congelación.

Los sistemas de congelación se pueden agrupar de la siguiente manera por su método básico de extraer calor de productos alimenticios:

a. Congelación por aire comprimido o Congelador de impacto o ráfaga (por convección) En inglés Blast Freezing. Aire frío se hace circular a alta velocidad sobre el producto. El aire remueve o quita el calor del producto y lo lanza a un intercambiador de calor de aire/refrigerante antes de ser recirculado.

b. Congelación por contacto (conducción).

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El alimento, empaquetado o desempaquetado, se coloca en o entre superficies frías de metal. El calor es extraído por la conducción directa a través de las superficies, que son enfriadas directamente por un medio refrigerante que circula.

c. Congelamiento criogénico (convección y/o conducción). El alimento es expuesto a un ambiente debajo de -76°F (-60°C) rociando el nitrógeno líquido o el bióxido de carbono líquido en la cámara de congelamiento.

d. Congelamiento crío-mecánico por convección y/o conducción. El alimento primero se expone a congelar criogénicamente y entonces se usa refrigeración mecánica directa para acabar el congelamiento.

5.1. Congelamiento por ráfaga o aire forzado (Blast freezing)Los congeladores de ráfaga utilizan el aire como el medio de transferencia térmica y dependen del contacto entre el producto y el aire. La sofisticación en control de la circulación de aire y técnicas de la transportación varía de compartimientos que congelan como ráfaga de aire a congeladores cuidadosamente controlados para el mismo proceso (blast freezing). Los primeros congeladores de ráfaga consistieron en cuartos de conservación como cámara frigorífica con ventiladores adicionales y un exceso de refrigeración. Al mejorar el control de la circulación del aire y las técnicas de mecanización del transporte se ha logrado una transferencia térmica y un flujo más eficiente.

Aunque el congelamiento por batch o lotes todavía se utiliza ampliamente, los congeladores más sofisticados son los que integran las cadenas de producción continua. En las líneas de proceso, donde el congelar es esencial para operaciones de gran capacidad o gran escala, con muy alta calidad y ser bastante rentables; por ello hay una amplia gama de los sistemas del congelamiento de ráfaga -Blast freezing- disponible, entre las que se puede incluir:

Batch o Lote: - Cuartos de conservación ó cámaras frigoríficas. - Células inmóviles o estacionarias de ráfaga - Con carros para empujar.

Continuo. Línea de proceso. - Bandas o cintas rectas (de dos fases, de pasos múltiples). - Camas o lechos fluidizados. - Bandas transportadoras fluidifizadas. - Bandas de transporte en espirales. - Cartón (portador).

5.1.1. Cuartos de conservación en cámara frigoríficaAunque un cuarto frío o cámara frigorífica de conservación no se considera un sistema de congelación, se utiliza a veces para este propósito. Porque un cuarto de almacenaje no se diseña para ser un congelador, este debe ser utilizado solamente para congelar en casos excepcionales.

El congelar es generalmente tan lento que la calidad de la mayoría de los productos no es buena. La calidad de los productos ya congelados almacenados en el cuarto, se compromete porque el exceso de carga de refrigeración que puede elevar considerablemente la temperatura de los productos congelados. También, los sabores de productos calientes pueden ser transferidos.

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5.1.2. Túneles estacionarios de células de congelación de ráfagaLa célula estacionaria de la ráfaga es el congelador más simple que se puede esperar para producir los resultados satisfactorios para la mayoría de los productos. Es un recinto aislado equipado de bobinas de refrigeración y los ventiladores axiales o centrífugos que circulan el aire sobre los productos de una manera controlada. Los productos se colocan generalmente en las bandejas, que luego se colocan en los estantes para dejar un espacio de aire entre las capas adyacentes de bandejas. Los estantes se mueven dentro y fuera del túnel que usa manualmente un motor de la plataforma. Es importante que los estantes estén colocados para reducir al mínimo puente del aire. La célula inmóvil de la ráfaga es un congelador universal, porque casi todos los productos se pueden congelar en una célula de la ráfaga. Los vehículos y otros productos (e.j, artículos de la panadería, empanadas de la carne, ganchos de pescados, alimentos preparados) pueden ser congelados en cartones o ser desempaquetados y extensión en una capa en las bandejas. Sin embargo, las mayores pérdidas del producto derramado, daño y la deshidratación pueden ser mayores y la calidad del producto puede ser reducida o desmejorada para muchos productos. En algunos casos, este tipo de congelador también se utiliza para reducir a 0°F (-32° C) o debajo o inferior la temperatura de los productos entarimados, encajonados que han sido previamente congelados con el calor latente de la zona de la fusión por otros medios. La flexibilidad de una célula de congelamiento por ráfaga es conveniente para cantidades pequeñas de productos variados; sin embargo, los requisitos de trabajo son relativamente altos y el movimiento del producto es muy lento. En el caso de la cámara solamente haya sido prevista para el almacenaje, es lógico que las capacidades de los equipos frigoríficos es insuficiente para enfriar los productos; en estos caso la temperatura del aire se eleva, en detrimento de los alimentos o productos que estén en la cámara; si el productos a congelar no esta cubierta, la escarcha se acumula rápidamente sobre evaporadores, disminuyendo así la potencia y haciendo crítica la operación de almacenaje.

FIGURA DE CÉLULA DE CONGELACIÓN DE RÁFAGA Ó AIRE FORZADO

5.1.3. Congelador para carretillas (Túnel de carretillas) Con carretillas para poder empujar a través del congelador, se incorpora un grado moderado de mecanización. Los estantes son movidos generalmente en los carriles por un mecanismo que empuja, que puede estar hidráulicamente o eléctricamente accionado. Este tipo de congelador es similar a la célula inmóvil o estacionaria de ráfaga, a menos que ese disminuya el tiempo, los costes de trabajo y de dirección de producto. Este sistema se utiliza extensamente para productos de corteza-congelada (enfriamiento rápido), como los paquetes empacados de aves de corral crudas y para productos de formas irregulares. Otra versión utiliza una impulsión de cadena para mover las carretillas a través del congelador. También se debe de agregar que el túnel es un equipo de congelación muy flexible,

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adaptable muchos productos de diferentes tamaños y formas, empacados o no, aunque en este equipo se debe considerar utilizar embalados ya que estos no se adhieren a bandejas y facilitan su manejo y limpieza de equipos. Cuando se utiliza congelado rápido individual (IQF) no existe problemas de adherencia.

FIGURA DE UN CONGELADOR PARA CARRETILLAS

5.1.4. Congeladores de banda transportadora rectaLos primeros congeladores mecanizados de banda recta y ráfaga, consistían en un transportador de correa de acoplamiento de alambre en un cuarto frío o cámara de congelación de ráfaga, que satisfizo la necesidad del flujo de producto continuo en ese momento. Una desventaja a estos primeros sistemas era la transferencia térmica ineficaz, un mal control de la circulación de aire y los no muy buenos resultados. El uso de versiones actuales controla la circulación de aire vertical, la fuerza el aire frío hacia arriba con la capa de producto, de tal modo que se crea un buen contacto con las partículas del producto. Los congeladores de bandas rectas se utilizan generalmente con frutas, los vegetales, papas fritas, los toppings cocinados de carne (e.g., pollo cortado en cubitos, embutidos y camarón cocinado). El diseño principal del congelador es de dos etapas de la correa o banda (como se ve en la figura), consiste en dos bandas transportadoras de acoplamiento en series. La primera correa preenfría o congela la corteza inicialmente una capa o una corteza externa para condicionar el producto antes de transferirlo a la segunda correa para congelar a 0F (-32 C) o inferior. La transferencia o vibraciones entre las correas ayudan a redistribuir el producto en la correa y previene la adherencia del producto a la correa. Para asegurar el contacto uniforme con aire frío y congelar eficazmente, los productos se deben distribuir uniformemente sobre la banda entera. Los congeladores de dos etapas funcionan generalmente a temperaturas refrigerantes o precongelar de 15 a 25°F ( -9 a -4°C) en la sección del preenfriado y - 25 a -40°F ( -44 a -40°C) en la sección que congela. Las capacidades se extienden a partir de la 1 a 50 toneladas del producto por hora, con tiempos de congelación a partir del 3 a 50 minutos. Cuando los productos a ser congelados están calientes (e.g., las papas fritas a 180 a 200°F), otra sección que preenfría se agrega delante de la sección normal. Esta sección provee el aire refrigerado aproximadamente a 50°F (10°C) o el aire del ambiente filtrado para enfriar el producto y para congelar la grasa. Se prefiere el aire refrigerado porque el aire ambiente filtrado tiene mayores variaciones de la temperatura y puede contaminar el producto.

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FIGURA DE CONGELADORES DE BANDA TRANSPORTADORA RECTA.

5.1.5. Congeladores de banda transportadora recta de pasos múltiples Para productos más grandes con tiempos mayores de congelación (hasta 60 minutos) y requisitos de una gran capacidad (más alta 0.5 a 6 ton/hora), un congelador recto de una banda recta de un solo paso requeriría un espacio muy grande. El espacio requerido puede ser reducido apilando las correas o bandas sobre una para formar un sistema de pasos múltiples de alimentación y descarga simple (generalmente tres pasos) o los sistemas paso sencillo de múltiples pasos (múltiples alimentaciones y descargas) apilando uno encima de otro. El múltiple paso: (triple-paso) el arreglo de pasos múltiples proporciona otra ventaja, que el producto después de ser congelado superficialmente en la primera correa (superior), se puede apilar más profundamente en las correas más bajas. Así, el área total de la correa requerida se reduce, al igual que el tamaño total del congelador. Sin embargo, este sistema tiene un potencial para causar daños del producto y el producto a veces se atora en las transferencias de la correa.

5.1.6. Congeladores de lecho fluidizadoLa fluidificación tiene lugar cuando determinadas partículas de dimensiones bastante uniformes se someten a un corriente de aire ascendente. Para una velocidad de aire apropiado, se depende de de las características del producto, las partículas flotan en la corriente como un fluido. Este congelador utiliza el aire como el medio del traspaso térmico y para el transporte; el producto atraviesa el congelador en un amortiguador del aire frío hacia arriba que fluye (figura). Este diseño se satisface bien para los productos de partículas pequeños, de tamaños uniformes tales como guisantes, los vegetales cortados en cubitos y fruta pequeña. El alto grado de fluidificación mejora la tasa de la transferencia térmica y permite el buen uso del espacio. La técnica es para productos escurridos de agua de limpieza, limitados a tamaños uniformes que se puedan fluidificar y transportar fácilmente con la zona de congelación. El principio de congelación depende de congelar la corteza del producto rápidamente, la temperatura refrigerante de funcionamiento debe ser -40°F (-40°C) o inferior, con una temperatura del aire de -20°F (-29°C) o menor. Los congeladores de estrato o lecho fluidizado se fabrican normalmente como unidades empaquetadas, fábricas-montadas con las capacidades de 1 a 10 ton/h. Los productos de partículas tienen generalmente un tiempo de congelación de 3 a 15 minutos.

FIGURA DE CONGELADOR DE BANDA TRANSPORTADORA RECTA DE PASO MÚLTIPLE.

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FIGURA DE CONGELADOR DE LECHO FLUIDIZADO

5.1.7. Congeladores de lecho fluidizado de bandaEs un híbrido del congelador de banda dos etapas y del congelador de lecho fluidizado; el congelador fluidizado de banda tiene una sección de fluidificación en la primera etapa de la banda. Un incremento en la resistencia del aire se diseña debajo de la primera banda para proporcionar las condiciones de fluidificación para el producto que entra mojado, pero la banda sirve para ayudar a transportar más productos pesados, menos productos uniformes que no se fluidizan totalmente. Una vez que la corteza se ha congelado, se puede cargar ser más producto para una mayor eficiencia en la segunda parte de la banda de congelado. Los congeladores fluidizados de bandas de dos etapas funcionan entre -30 a -35°F (-34 a -37°C) y la capacidad de congelamiento a partir de la 1 a 50 ton/h. Una buena estimación del orden de magnitud de la carga total de refrigeración para el congelado rápido individual (IQF) es 40 toneladas de refrigeración por la tonelada del producto por hora. Los congeladores pequeños requieren cerca de 10 a 15% más capacidad por la tonelada del producto por hora.

5.1.8. Congeladores de banda de espiralEste congelador se utiliza generalmente para productos con tiempos de congelación largos (generalmente 10 minutos a 3 h), y para los productos que requieren manejo largo durante congelamiento. Una banda transportadora o banda sin fin que puede estar literalmente doblada por un lado y circula cilíndricamente, una grada debajo de otra por niveles; esta configuración requiere de espacio mínimo para una banda relativamente larga. El principio original del congelador de banda de espiral, utiliza un sistema de carril que tuerce en espiral para llevar la banda, aunque diseños más recientes utilizan una banda a un mismo comando que apila la banda y que requiere menos separación de arriba. El número de gradas en espiral puede variar para acomodar diversas capacidades. Además, dos o más torres espirales se pueden utilizar en serie para productos con tiempos de congelación largos. Los congeladores espirales están disponibles en una gama de las anchuras de banda y se fabrican como modelos empaquetados, modulares, y campo erigidos para acomodarse a varios procesos y capacidades. La circulación de aire horizontal es aplicada a los congeladores espirales por ventiladores axiales montados a lo largo de un costado. Los ventiladores soplan el aire horizontalmente a través del transportador espiral con efecto de enfriamiento mínimo limitado a dos porciones de la circunferencia espiral. La rotación de la jaula y de la correa produce un efecto de rostizador, con el aire frío a alta velocidad pasando por el producto cerca de la descarga, ayudando a congelar de manera uniforme.

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FIGURA DE CONGELADOR DE BANDA DE ESPIRAL

5.1.9. Congelador de espiral de flujo de aire verticalHay varios diseños disponibles para controlar la circulación de aire. Un diseño (como la Figura de Congelador de espiral de flujo de aire vertical) tiene un piso del entresuelo que separa el congelador en dos zonas de presión. Bafles alrededor el del exterior e interior de la forma de la banda, un tubo transporta el aire de modo que los flujos de aire para arriba o alrededor del producto como el transportador bajen el producto. La circulación de aire controlada reduce el tiempo de congelación para algunos productos.

FIGURA DE CONGELADOR DE ESPIRAL DE FLUJO DE AIRE VERTICAL

5.1.10. Congelador de espiral de circulación de aire dividaOtro diseño (el de la figura Congelador de Espiral de Circulación de aire divida) parte la circulación de aire de modo que el aire más frío entre en contacto con el producto cuando entra y cuando sale del congelador. El aire más frío introducido en el producto cuando entra, puede aumentar la transferencia térmica del calor superficial y congelar la superficie más rápidamente, que también puede reducir la deshidratación del producto.

FIGURA DE CONGELADOR DE ESPIRAL DE CIRCULACION DE AIRE DIVIDA

5.1.11. Congeladores de choqueEn este diseño el aire frío fluye perpendicular a las superficies más grandes del producto a una velocidad relativamente alta. Los inyectores de aire con los conductos de vuelta correspondientes se montan sobre y debajo de los transportadores. La circulación de aire

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interrumpe constantemente la capa de límite que rodea el producto, realzando la tasa superficial de transferencia térmica. La técnica puede por lo tanto reducir el tiempo de congelación de productos con grande superficie o masa (por ejemplo tortas finas de hamburguesa). Los congeladores de ráfaga ó choque, blast freezer, se diseñan con las bandas rectas de un solo paso o de pasos múltiples. Los tiempos de congelación son 1 a 10 minutos. El uso rentable y efectivo se limita a productos alimenticios delgados (menos de 1 pulg. de grueso o espesor).

FIGURA DE CONGELADORES DE CHOQUE O BLAST FREEZER

5.1.12. Congeladores de cajasEl congelador de cajas (o transportador) es un congelador de la muy alta capacidad (de 5 a 20 toneladas) para cajas grandes de productos como: carne roja, aves de corral y helados. Estas unidades también se utilizan como refrigeradores para los productos de carne y bloques de queso. En la sección superior del congelador, una fila de los portadores cargados del producto se empuja hacia la parte posterior del congelador, mientras que en la sección más baja se vuelve al frente. Mecanismos de elevación están situados en ambos extremos. Un transportador es similar a un estante para libros con entrepaños. Cuando se pone en un extremo de carga /descarga del congelador, producto ya congelado empuja cada fila del estante uno a la vez sobre un transportador de la descarga. Cuando el transportador se pone para arriba, este estante alinea con la estación de cargamento, donde los productos nuevos se empujan continuamente sobre el transportador antes de que se mueva de nuevo en la parte trasera del congelador. El aire frío circula sobre las cajas más cercanas por convección forzada. Generalmente, el aire y el producto se arreglan en flujo cruzado, pero algunos diseños tienen aire para fluir en forma opuesta al producto (es decir, a lo largo de la longitud del congelador). En la actualidad estos sistemas automatizados están disponibles para controlar el cargamento del estante, la descarga y el movimiento para congelar o enfriar (refrigerar) productos con diversos tiempos de retención en la misma unidad simultáneamente. Esta flexibilidad creciente es particularmente útil y rentable donde hay diversos tamaños y cortes (e.g., productos de carne roja y de las aves de corral).

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FIGURA DE CONGELADOR DE CAJAS5.2. Congeladores de contacto directoEl medio primario de transferencia térmica de un congelador de contacto es por conducción; el producto o el paquete se ponen en contacto directo con una superficie refrigerada. Los congeladores de contacto se pueden clasificar como sigue:

Batch o Lote: Placa horizontal manual. Placa vertical manual

Proceso en línea. Placa automática Banda de contacto (acero inoxidable sólido) - Diseño especializado.

El tipo más común de congelador de contacto es el congelador de placa de contacto, en el cual el producto se presiona entre las placas del metal. El refrigerante es circulado dentro de los canales en las placas, que asegura transferencia térmica y resultados eficientes en tiempos de congelación cortos, a condición de que el producto es un buen conductor del calor, como para prendederos de pescados, espinaca cortada, o de menudencias de carne. Sin embargo, los paquetes o las cavidades deben ser llenados bien y si se utilizan las bandejas de metal, no deben ser torcidas o deformes.

5.2.1. Congeladores manuales y automáticos de la placaEn este tipo de congeladores el producto se sujeta entre dos placas cruzadas, en el interior de las placas circula el criógeno o refrigerante o entre bandas circulando en el exterior de las mismas, colocando el producto sobre la banda. Los congeladores de placa de contacto están disponibles en arreglos horizontales o verticales con carga y descarga manual. Los congeladores horizontales de placa están también disponibles en una versión automática, que acomoda generalmente capacidades más altas y de operación continua. La ventaja de la buena transferencia térmica en congeladores de placa de contacto se reduce gradualmente con el aumento de grueso del producto. Por esta razón, el grueso se limita a menudo de 2 a 3 pulgadas (de 5 a 8 cm). Los congeladores de contacto de placa funcionan eficientemente porque no requieren ningún ventilador, son muy compactos y no hay transferencia térmica adicional entre el refrigerante y el medio de transferencia térmica. Una ventaja con los productos empaquetados es que puede ocurrir que la presión de las placas pueda reducirse al mínimo, así los paquetes son uniformes y cuadrados dentro de tolerancias. Generalmente la presión de las placas o de las dobles bandas o correas durante el congelamiento evitan prácticamente la hinchazón, guardando lo congelado (paquete) la forma regular. Los congeladores automáticos de placa acomodan hasta 200 paquetes por minuto, con tiempos de congelación de 10 a 150 minutos. Cuando se requieren mayores capacidades, los congeladores se colocan en serie con los sistemas asociados del transportador para manejar cargamento y los paquetes el descargar.

Generalmente se identifican tres tipos de congeladores de contacto: De placas (horizontales o verticales) De correas o bandas (sencillas o dobles) De tambor rotativo.

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FIGURA DE CONGELADOR DE PLACAS

Otras aplicaciones de congeladores de placa.Los congeladores placas horizontales típicamente contiene de 15 a 20 placas; el producto se coloca en bandejas o cuadros metálicos, lo requiere de trabajo para carga y descarga; movilizando las placas por mecanismos hacia arriba o hacia abajo y cerrando ciclos, hasta descargar lo que se va congelando sobre una cinta transportadora, repitiendo ciclo con cada carga.

Los Congeladores de placas verticales se utilizan para producir productos en bloques desde 10-15 kilogramos como pescados enteros o eviscerados, carnes cortadas. Estos congeladores poseen una serie de placas verticales enfriadas (frías) y cuyos intervalos forman los compartimientos de un cajón abierto por la parte superior, por donde se coloca el producto. El producto congelado se descarga lateralmente o por los extremos superior o inferior, operación generalmente mecanizada y facilitada por un corto calentamiento con gas caliente (vapor de agua) y un empuje hidráulico.

5.2.2. Congelador especializado de contacto directoUna combinación de congelar por aire y de contacto se utiliza para colgadores de filetes de pescados y otros productos delicados, productos húmedos con superficies planas relativamente grandes. La banda continua, de acero inoxidable sólido tiene típicamente 4 a 6 pies (1.20 a 2.00 m) de ancho y puede ser 100 pies (30-35 m) de largo. El producto se carga sobre la banda en un extremo del congelador y después viaja en una posición fija con la zona que congela hasta extremo de descarga. El congelamiento es logrado generalmente por la conducción a través de la banda a un medio que se enfría debajo de ella y por la convección a través de la circulación de aire controlada sobre la banda o por la convección solamente a través del aire de alta velocidad sobre y debajo de la banda. Este diseño de congelador produce el producto atractivo, pero una desventaja es el tamaño físico del congelador. Las capacidades para los productos típicos se limitan generalmente de 1 a 2.5 ton/h, con un tiempo de congelación de menos de 30 minutos. Otro congelador especializado de contacto transporta productos alimenticios sobre una película plástica continua (-40°F/-40°C) una placa refrigerada a baja temperatura. El contacto con la película congela aproximadamente el 0.04 pulgada (1.01 mm) inferior de productos en aproximadamente un minuto. Este equipo se utiliza para eliminar marcas de la banda de acoplamiento de deformación o de forma del metal en los productos que son planos, húmedos, pegajosos o suave, o en la necesidad de formar el producto a mano antes que entre a un congelador de tipo blast freezer (aire forzado). Otra ventaja del congelador de contacto es que reduce pérdidas por deshidratación en pasos siguientes de congelamiento. Los ejemplos de los productos más convenientes para el congelador de contacto: productos marinados, pechugas de pollo deshuesadas, y filetes delgados de pescado.

5.3. Congeladores criogénicos o de inmersión El congelamiento criogénico (o gas) es a menudo una alternativa para:

producción en pequeña escala

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productos nuevos situaciones de sobrecarga o productos estacionales.

Los congeladores criogénicos utilizan nitrógeno líquido o dióxido de carbono líquido (CO2) como el medio de la refrigeración, y los congeladores pueden ser de gabinetes para lotes, congeladores de bandas transportadoras rectas, transportadores de espirales, o congeladores líquidos para inmersión.

En éste grupo de congeladores criogénicos se incluyen a los congeladores de inmersión que tienen aplicación para los productos de formas irregulares, como: pescado, pollo, etc. Para estos productos se obtiene buena transferencia térmica al aplicar el congelamiento por inmersión, que generalmente puede ser una solución acuosa de sal ó salmuera, azúcar (jarabe, sirope o almíbar), alcohol u otra sustancia no tóxica. Este tipo de congeladores por inmersión son muy utilizados para congelar pescado como atún en barcos (en salmuera), también es aplicado en industrias de aves para evitar oscurecimiento de piel antes de someter a congelamiento final en un túnel. Cuando se utiliza líquidos como etilenglicol o propilenglicol u otra sustancia análoga, se debe de proteger el producto embalándolo, lavando el embalaje del producto luego del proceso de congelado.

5.3.1. Congelador de nitrógeno liquidoEste tipo de congelador también se conoce como congeladores por vaporización de líquido o sólido, ya sea que se use nitrógeno ó dióxido de carbono.

El tipo de congelador más común a base de nitrógeno líquido es uno de banda transportadora recta, sola recta, o de línea de proceso en túnel. El nitrógeno líquido a -320°F (-196°C) se introduce pulverizado por alimentación externa al extremo del congelador directamente sobre el producto; mientras que el nitrógeno líquido se vaporiza, esos vapores fríos circulan hacia el extremo de la entrada, donde se utilizan para preenfriar y congelar inicial del producto. Los vapores "calentados" (típicamente -50°F ó -45.6°C) entonces se descargan a la atmósfera. La baja temperatura del líquido y del vapor de nitrógeno proporciona un congelamiento rápido, que puede mejorar la calidad y reducir la deshidratación para algunos productos. Sin embargo, el coste de congelamiento es relativamente alto debido a el costo del gas (nitrógeno líquido) y la superficie de los productos con alto contenido de agua puede agrietarse si no se toman las precauciones necesarias. El consumo de nitrógeno líquido está en el rango de 0.9 a 2.0 libras de nitrógeno por la libra del producto (1 a 1.5 kg nitrógeno por 1 kg producto), dependiendo del contenido en agua y de la temperatura del producto. Aunque esto traduce a gastos de explotación relativamente altos, la inversión inicial pequeña hace los congeladores del nitrógeno líquido rentables para algunos usos, por ejemplo camarones. Para obtener una congelación extremadamente rápida, superficialmente, se puede sumergir el producto a congelar directamente en nitrógeno líquido, se deben tomar precauciones para evitar grietas en el producto.

5.3.2. Congelador de dióxido de carbonoLas aplicaciones con dióxido de carbono son similares a las del nitrógeno líquido, con la diferencia que el CO2 no existe a la presión atmosférica más que en estado gaseoso y sólido; el segundo (sólido) se puede colocar en contacto con producto a congelar en un contenedor o agitando el producto con trozos de nieve carbónica. Los usos para congelar del CO2 incluyen producir productos congelados individuales (IQF) como cubitos de carnes

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aves de corral, toppings para pizza y mariscos. Aplicación similar es cuando se utiliza el congelador a base de hidrocarburos halogenados líquidos (freones); por ejemplo el R12 ó diclorodifluorurometano especialmente purificado, el cual tiene una temperatura de ebullición a presión atmosférica de -30°C, se utiliza en circuito cerrado. El producto a congelar es transportado sobre una banda transportadora a un baño con el criogénico, en donde el vapor formado es recuperado por condensación, sobre el evaporador de un circuito frigorífico - parta alta del equipo-. El producto congelado retiene un poco del criogénico, aunque la mayor parte se evapora en el almacén, no sin dejar un muy pequeño e insignificante residuo.

5.4. Congeladores criomecánicosAunque esta técnica no es nueva, (la combinación de congelación criogénica y aire comprimido) los usos del congelamiento crío-mecánico están aumentando. Los productos de alto valor, pegajosos, tales como camarón IQF y los productos húmedos, delicados, tales como bayas de fresas congeladas individualmente y otros productos, son usos comunes para estos sistemas. Un congelador crío-mecánico típico tiene un paso inicial de inmersión en el cual el producto atraviesa un baño de nitrógeno líquido para fijar la superficie del producto. Este paso reduce la deshidratación y mejora las características de manejo del producto, como pegarse o hacerse un solo bloqueo de grumos o bloques pequeños. El producto criogénico con la corteza-congelada entonces se transfiere directamente en un congelador mecánico, donde el resto del calor se quita y la temperatura del producto se reduce a 0°F o más bajo (-32°C). El paso criogénico está adaptado a veces a los congeladores mecánicos existentes para aumentar su capacidad. El congelamiento mecánico hace que operaciones de explotación se haga con menores costos que solo congelar criogénicamente, es donde la combinación se debe manejar adecuadamente para que sea rentable.

6. ATMÓSFERA CONTROLADA COMO TECNICA COMPLEMENTARIA A LA REFRIGERACIÓN Y CONGELAMIENTO DE ALIMENTOS

La utilización del frío, para almacenamiento de alimentos, como frutas y otros vegetales, fue el primer paso para conservarlos por largos tiempos, con el congelamiento o la refrigeración, ciertas variedades no se conservan satisfactoriamente o por los tiempos deseados; desde dos a tres siglos se sabe que plantas y partes vivientes de ellas como hojas, flores, frutos, producen constantemente anhídrido carbónico y absorben al mismo tiempo la misma cantidad de oxígeno. También desde más de un siglo atrás se encontró que todos los frutos conservados con niveles bajos de oxígeno evidenciaban un metabolismo reducido.

Hasta hace menos de cien años se obtuvieron datos que ayuden a su aplicación práctica al almacenamiento de alimentos; este método realiza en un atmósfera con reducido contenido de oxígeno y elevado porcentaje de CO2, denominándose “almacenamiento en atmósfera controlada”(AC).

6.1. Atmósfera Controlada (AC)Por definición se debe de entender entonces que la atmósfera controlada AC, es controlar intencionalmente la atmósfera gaseosa natural y el mantenimiento de la misma en unas

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condiciones determinadas durante el ciclo de distribución independientemente de la temperatura y de las otras variaciones ambientales.

La atmósfera controlada AC comprende generalmente a la tecnología que se aplica en el almacenamiento durante el cual se asegura una atmósfera constante independiente de las actividades respiratorias del producto, intercambio de gases a través de fugas, etc.

6.2. Atmósfera Modificada (AM)Esta consiste en cambiar inicialmente la atmósfera gaseosa en el entorno del producto, permitiendo que las actividades del producto envasado ocasione una variación del entorno gaseoso en las inmediaciones. La mayoría de los productos envasados con tecnología AC, AM y VA (Vacío) mantienen cierta actividad respiratoria o contienen microorganismos metabólicamente activos. Dichas actividades consumen el oxígeno presente en el aire produciendo dióxido de carbono y vapor de agua que cambian la atmósfera. El material de envasado y el propio envase permiten la difusión del oxígeno, dióxido de carbono y vapor de agua, de manera tal que pueden producirse cambios adicionales en la atmósfera. Si se permite que el producto y el envase interaccionen normalmente, la atmósfera gaseosa se modificará en relación con la inicial y de aquí nace el término de atmósfera modificada, que puede ser estudiado por separado como MAP (Modified Atmosphere Packing)

Hay que tomar en cuenta que el proceso metabólico de las frutas continúa después de haber sido recolectadas, durante este proceso, conocido por respiración, la fruta madura, sobre madura, entra en senescencia y finalmente se pudre. Por ello se hace necesario en caso de frutas u otros vegetales tomar las medidas necesarias para disminuir en lo posible la respiración durante el almacenaje. La respiración es muy variable según tipo y variedad de fruta, madurez y temperatura de almacenaje. Cuando más baja sea la temperatura, mas baja será la respiración y más largo el tiempo que se podrá almacenar.

Teóricamente se afirma que entre más cerca está del punto de congelación puede ser mejor conservada, sin embargo este principio no aplica a todas las clases de frutas.

La respiración de la fruta puede reducirse por medio de refrigeración simultáneamente con la reducción del contenido de oxigeno del ambiente; lo que haría pensar que al reducir sustancialmente el oxígeno, la fruta se conservaría casi por tiempo ilimitado. La ausencia de oxígeno se ha comprobado que causa daños fisiológicos en frutas hincando procesos de fermentación (alcohólica). Se estima que para la mayoría de variedades se hace necesario como mínimo un contenido de oxígeno entre 1 y 3 por ciento.

También un porcentaje de anhídrido carbónico CO2 en el aire de la cámara frigorífica superior al normal contribuye a disminuir la intensidad respiratoria; así aplicando porcentajes adecuados de 02 y de CO2 , es posible alargar el tiempo de almacenamiento, sin sobrepasar el límite inferior de temperatura, en que las frutas sensibles al frío comienzan a sufrir daños fisiológicos.

6.3. Características de las cámaras

Las cámaras para AC atmósfera controlada exigen un recinto totalmente hermético a diferencia de las cámaras frigoríficas convencionales, esto es con el fin de mantener las mezclas gaseosas en proporción constante. En caso de existir o encontrarse una fuga, la buscada reducción de oxígeno no llega nunca o solamente después de un largo período. Una reducción retardada de oxígeno perjudica gravemente el proceso de conservación; además si la cámara no es hermética, hay dificultad para reducir con rapidez el O2 y de

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mantener las adecuadas proporciones de O2 / CO2. Por otra parte el funcionamiento es siempre más económico con una buena hermeticidad.

7. MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS REFRIGERADOS Y CONGELADOS

El uso total más importante de la refrigeración es la prevención o el retraso de cambios microbianos, fisiológicos y químicos en alimentos. Incluso en las temperaturas cerca del punto de congelación, los alimentos pueden deteriorarse con el crecimiento de microorganismos, de cambios causados por enzimas o de reacciones químicas. Mantener los alimentos a bajas temperaturas reduce el porcentaje en la cual estos cambios ocurren. Algunos microorganismos dañinos pueden crecer en o debajo de las temperaturas de congelamiento. La refrigeración también juega un papel muy importante en el mantenimiento y suministro de alimentos seguros. El manejo incorrecto de la temperatura en la manipulación de alimentos es el principal factor en la causa de enfermedades. Otro factor importante es equipo incorrectamente esterilizado y otros aspectos como seguridad, inocuidad y otros aspectos responsabilidad de la dirección o gerencia técnica.

7.1. Fundamentos de microbiología básicaLos microorganismos desempeñan varios papeles en las instalaciones de producción del alimento. Pueden contribuir al desperdicio del alimento, produciendo malos olores y sabores

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o alterando textura, aspecto del producto con la producción del limo y la formación de pigmento. Algunos organismos causan enfermedades; otros son beneficiosos y se requieren para producir alimentos tales como queso, carne, vino y sauerkraut o col agria con fermentación. Los microorganismos los hay en cuatro categorías: bacterias, levaduras, hongos y virus. Las bacterias son los patógenos producidos por los alimentos más comunes. Las tasas de crecimiento bacterianas, bajo condiciones óptimas, son generalmente más rápidas que las de levaduras y de mohos, siendo las bacterias unas de las primeras causantes de desperdicios o averías, especialmente en alimentos refrigerados, húmedos. Las bacterias tienen muchas formas, incluyendo las esferas (cocos), las barras (bacilos) o los espirales (espiroqueta) y están generalmente entre 0.3 y 5 a 10 micras de tamaño. Las bacterias pueden crecer en una amplia gama de ambientes. Las levaduras y los mohos u hongos llegan a ser importantes en situaciones que restringen el crecimiento de bacterias, por ejemplo en productos ácidos o secos. Las levaduras pueden causar la formación de gas en jugos y la formación de limo en productos fermentados. El mildiú (moho negro) en superficies húmedas y la formación del moho en los alimentos estropeados son también comunes. Algunos mohos producen toxinas muy fuertes (micotoxinas), si estos son consumidos, pueden ser fatales.

Los virus son parásitos intracelulares obligados que son específicos a un anfitrión determinado. Todos los virus, incluyendo virus humanos (e.g., la hepatitis A), fuera no puede multiplicar células o tejido. Las características de diseño de refrigeración deben incluir las instalaciones para que buenas prácticas el lavado de manos y saneamiento del empleado reduzcan al mínimo el potencial para la contaminación del producto.

Las bacterias, las levaduras, y los mohos se distribuyen extensamente en agua, suelo, aire, materiales de planta y zonas de la piel e intestinales de seres humanos y de animales. Prácticamente todos los alimentos sin procesar se contaminan con una variedad de desperdicios o desechos y a veces de microorganismos patógenos porque los alimentos actúan como medios de cultivo excelentes para la multiplicación bacteriana. Los ambientes de procesamiento de alimentos que contienen residuos de alimentos son seleccionados naturalmente por los microorganismos que más probablemente pueden estropear un producto determinado en particular.

7.2. Como crecen los microorganismosUna fase de inicial ocurre mientras los organismos se adaptan a las nuevas condiciones ambientales y comienzan a crecer. Después de una fase de latencia que dependerá de las condiciones propias y características del microorganismo. Luego de la adaptación, los microorganismos entran en fase de crecimiento logarítmico máxima y el control del crecimiento microbiano no es posible sin el saneamiento u otras medidas drásticas. Los números pueden doblarse tan rápidamente como cada 20 a 30 minutos bajo condiciones óptimas. La producción de toxina y la maduración de esporas son posibles y ocurren generalmente en el final de la fase exponencial mientras que microorganismo (m.o.) se incorpora a una fase inmóvil. En este tiempo, se agotan los alimentos esenciales y/o se acumulan los subproductos inhibitorios. Eventualmente hay declinaciones de la viabilidad de m.o.; la tasa depende del organismo, del medio y de otras características ambientales. Aunque la refrigeración prolonga tiempo de generación y reduce actividad enzimática y producción de la toxina, en la mayoría de los casos, él no restaurará seguridad ni la calidad perdida del producto.

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CURVA TÍPICA DEL CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS

Los factores que influyen en el crecimiento microbiano se pueden dividir en dos categorías:a. Factores intrínsecos que son una función del alimento sí mismo y b. Factores extrínsecos que son una función del ambiente en el cual se sostiene un

alimento.

7.3. Factores intrínsecosLos factores intrínsecos que afectan crecimiento microbiano incluyen los alimentos, los inhibidores, las características biológicas, actividad de agua, el pH y la presencia de microorganismos competentes en un alimento. Aunque prácticas procesos tengan poco efecto en estos parámetros, es importante una comprensión de cómo el crecimiento intrínseco influencia los factores es útil para predecir los tipos de microorganismos que puedan estar presentes

7.4. Factores extrínsecosLos factores extrínsecos que influencian el crecimiento de microorganismos incluyen temperatura, humedad relativa ambiental y niveles del oxígeno. Los sistemas de la refrigeración y ventilación desempeñan un papel importante en el control de estos factores.

7.5. TemperaturaPor ser la temperatura el factor físico más importante en el mecanismo de conservación de alimentos por frío, refrigeración y congelamiento, se enfoca con mayor amplitud este factor.

Los microorganismos pueden crecer en una amplia gama de temperaturas. Previamente, 45°F ó 7°C se ha pensado que era suficiente controlar el crecimiento de organismos patógenos. Sin embargo, la aparición de patógeno psicrófilo, tales como Listeria monocytogenes, ha demostrado la necesidad de usar temperaturas más bajas. En los Estados Unidos, 41°F ó 5°C ahora se reconoce como el límite superior para la temperatura segura de la refrigeración, aunque en algunos casos 34°F ó 1.1°C o menos puede ser más apropiado.

Los alimentos no se deben sostener entre 41 y 140°F (5 y 60°C) de temperatura por más de 2 horas ya que pueden favorecer el crecimiento de microorganismos patógenos. Éstos son capaces de crecer sobre 113°F (45°C), con un crecimiento óptimo entre 130 a 150°F ( 54.4 y 65.5°C) ya son considerados son termófilos.

El crecimiento termófilo puede ser extremadamente rápido, con tiempos de generación de 10 a 20 minutos. Termófilos puede convertirse en problema en blanqueadores o escaldadores y otro equipo que mantienen alimentos a temperaturas elevadas por períodos extendidos. Estos organismos mueren o no crecen en las temperaturas de la refrigeración. Los mesófilos crecen lo mejor posible entre 68 y 113°F (20 y 45°C). La mayoría de patógenos están en este grupo, con temperaturas óptimas del crecimiento alrededor de 98.6°F (37°C, es decir, temperatura del cuerpo humano). También incluyen un número de

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organismos responsables del deterioro de alimentos. El crecimiento de mesófilos es absolutamente rápido, con tiempos de generación típicos de 20 a 30 minutos. Porque los mesófilos crecen tan rápidamente, los alimentos perecederos se deben enfriar tan rápidamente como sea posible prevenir deterioro o las condiciones inseguras potenciales. También, tasas de enfriamiento más lentas favorecen que los mesófilos se adapten y crezcan a temperaturas más bajas.

Los psicrófilos pueden crecer en 41°F (5°C), y algunos pueden crecer a temperaturas tan bajas como 23°F (-5°C) y son una causa primaria del deterioro de alimentos perecederos. El crecimiento psicrófilo es lento comparado al crecimiento mesófilo y termófilo, con índices de crecimiento máximos de 1 a 2 h o más. Sin embargo, el control del crecimiento psicrófilo es un requisito importante en productos con larga vida útil. El crecimiento se dobla con cada aumento 5°F (2°C) de temperatura. En la práctica, la vida útil de la carne fresca por ejemplo se maximiza a 29°F/-1.7°C y es reducido el 50% sosteniendo en 36°F/2.2°C. La carne congela en 28°F/-2.22°C. La supervivencia de los microorganismos psicrófilos y de la mayoría mesófilos es realzada por temperaturas bajas del almacenaje. El congelar no es un proceso mortal eficaz; algunos organismos, como bacterias gram negativa, son dañados por congelamiento y pueden morir lentamente, pero otras son extremadamente resistentes. El congelamiento es utilizado como medio eficaz de preservar de microorganismos a temperaturas extremadamente bajas (e.g., -110°F/-79°C).

Los microorganismos pueden ser controlados por uno de tres mecanismos: prevención de la contaminación prevención del crecimiento autodestrucción de los organismos.

El diseño de los sistemas de la refrigeración y de la ventilación puede afectar todas estas áreas, por ello se debe de manejar sistemas para evitar o prevenir la contaminación por microorganismos.

7.6. Prevención de contaminaciónPara prevenir la entrada de microorganismos en áreas de la producción del alimento, los sistemas de ventilación deben proporcionar un aire adecuadamente limpio. Ya que las bacterias se transportan generalmente a través del aire en partículas de polvo, con filtros se suelen eliminar hasta 95% de los microorganismos. Estos filtros de partículas del aire de alta eficacia (Tipo HEPA) proporcionan aire estéril y se utilizan para mantener cuartos limpios. Los filtros húmedos son bastante efectivos en refrigeración, para el control de crecimiento de microorganismos, pero esto implica que se debe tener control de la des humidificación y aumentar el flujo de aire. Todos los sistemas de ventilación se deben también proteger contra humedad y condensación para prevenir crecimiento de microorganismos. La presión positiva en el ambiente de la producción previene la entrada de la contaminación aerotransportada de fuentes, a excepción de conductos de ventilación. Las tomas de aire para áreas de producción no deben hacerse frente a áreas que son propensas a la contaminación, tal como charcos en las azoteas o sitios de anidar para pájaros.

Las bandejas de goteo de equipos de refrigeración (internas o externas) son una fuente significativa de la contaminación de L. monocytogenes. Las bandejas de goteo de condensación se deben sondear directamente para drenar para prevenir la contaminación de pisos y el transporte subsiguiente de organismos a través de una instalación de producción. Éstas bandejas deben ser fácilmente accesibles y permitir la limpieza programada, así previene el crecimiento de microorganismos. El aire de deshielo se debe evitar en áreas críticas. Las unidades evaporativas a base de glicol ofrecen ventajas, porque

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el glicol se ha encontrado que es bueno para atrapar y para matar a microorganismos. Siendo higroscópico, el glicol presiona el punto de condensación del aire, proporcionando un ambiente más seco. El tráfico que atraviesa instalaciones de producción se debe planear para reducir al mínimo el contacto entre los productos crudos y cocinados, según lo asignado por mandato en las regulaciones del USDA para las plantas que procesan productos de carne. El flujo en línea recta de un producto crudo a partir de un extremo de una facilidad al otro previene la contaminación cruzada. Las paredes que separan el producto crudo de cocinado (o sucios de limpio), con la presión positiva en el área de cocción, deben ser considerados, porque ésta proporciona la mejor protección. Proporcionar las instalaciones adecuadas de almacenaje para permitir el almacenaje separado de ingredientes crudos de productos procesados, especialmente en las instalaciones que manejan los productos de carne, que son una fuente significativa de salmonelas. La carne cruda no se debe almacenar con las carnes y/o vegetales o productos lácteos cocinados.

7.7. Prevención del crecimiento microbianoEl control del agua o la humedad en refrigeración o congelamiento son los medios más eficaces y que con frecuencia son posiblemente pasados por alto para inhibir el crecimiento microbiano. Todos los sistemas, tubería, equipo y pisos de la ventilación se deben diseñar para drenar totalmente. El agua en el piso al caminar o transitar el montacargas apoyan el crecimiento microbiano rápido a través de las instalaciones refrigeradas. La condensación en techos y tuberías de enfriamiento también favorece el crecimiento microbiano y puede gotear sobre las superficies de contacto del producto si no se protegen adecuadamente. La prevención de la condensación es esencial prevenir la contaminación. El aislamiento de tuberías y/o los sistemas de deshumidificación pueden ser necesarios, particularmente en cuartos fríos. Aumentar la circulación de aire puede también ser útil para quitar la humedad residual. Mantener una humedad relativa de 70% previene el crecimiento de microorganismos más resistentes; usar menos de 60% HR previene todo crecimiento microbiano en superficies de la instalación.

Los procedimientos de saneamiento utilizan mucha agua y dejan mucha humedad en las instalaciones. La deshumidificación adecuada se debe proporcionar para quitar la humedad durante y después del saneamiento. El control de humedad relativa no es siempre posible. Por ejemplo, para madurar carnes rojas las carcasas requieren humedades relativas de 90 - 95% para prevenir la sequedad excesiva. En estos casos, una temperatura de 29°F (-1.66°C), apenas sobre punto de congelación del producto, se debe utilizar para inhibir la deterioración microbiana. Las temperaturas debajo de 41°F (5°C) inhiben los organismos más comunes que causan enfermedad llevada por el alimento; sin embargo, 34°F (1.11°C) se requiere para inhibir L. monocytogenes.

La circulación de aire, la humedad relativa y la temperatura se deben balancear finalmente para alcanzar vida útil máxima con la deterioración limitada de la calidad. El congelar es también un medio eficaz del control microbiano. La muerte limitada puede ocurrir al congelar, especialmente durante congelamiento lento de bacterias gram negativas. Sin embargo, el congelar no es una manera confiable de matar microorganismos. Porque casi ningún crecimiento microbiano ocurre en alimentos congelados, mientras un producto permanece bien debajo de su punto de congelación, no existen medidas de seguridad microbiana. Los alimentos congelados se deben almacenar debajo de 0°F (-18°C) por razones legales y de la calidad.

7.8. Destrucción de microorganismos

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Altas temperaturas son medios eficaces para inactivar microorganismos y se utiliza extensivamente en el blanqueo o escaldado, la pasterización y conservar. El calor húmedo es más eficaz que calor seco. Las altas temperaturas (170°F ó 77°C) se pueden también utilizar para el saneamiento cuando no se usan productos químicos. Aunque el saneamiento de agua caliente es eficaz contra formas vegetativas de bacterias, las esporas no se ven afectadas por este tratamiento físico. Además de calor, la alta presión, campos eléctricos, luz blanca de alta energía, irradiación, luz ultravioleta, peróxido de hidrógeno, ozono y los productos químicos de saneamiento son eficaces para destruir microorganismos.

Muchos de los procedimientos para el control de microorganismos son manejados por el análisis de peligro y punto críticos de control (HACCP) para la seguridad del alimento. Adoptado en el sector alimenticio desde los años 60, HACCP es un sistema preventivo que construye características del control de seguridad de diseño y producción de alimentos. El sistema de HACCP se utiliza para el manejo de los peligros o riesgos físicos, químicos y biológicos. Cada establecimiento de fabricación de alimentos debe tener un equipo de HACCP para desarrollar y para adoptar su plan de HACCP. El equipo es multidisciplinario, con miembros experimentados en operaciones de planta, desarrollo de producto, microbiología del alimento, etc.

7.9. Limpieza y sanitización La limpieza y el saneamiento o sanitización son los elementos claves para el control de microorganismos. La limpieza controla el crecimiento microbiano quitando materiales residuales de alimento que los microorganismos necesitan para la proliferación. El saneamiento o sanitización elimina más bacterias que permanecen en las superficies, previniendo la contaminación subsiguiente de los alimento. La mayoría de contaminaciones microbianas son causadas por equipo sucio y por el propio diseño del equipo; por lo tanto, el equipo y las instalaciones se deben de diseñar junto con su programa de limpieza y sanitización para mantener bajo control la inocuidad.

Los productos que se congelan antes de empaquetar son particularmente vulnerables a la contaminación. Muchos túneles de congelación en instalaciones de transformación de alimentos son difíciles o imposibles limpiar debido al acceso limitado y pobres drenajes. Aunque las temperaturas de congelación controlan bastante el crecimiento microbiano, la proliferación de microorganismos ocurre durante tiempo muerto, por ejemplo fines de semana o paros nocturnos. Los puntos siguientes se deben considerar durante diseño para reducir al mínimo problemas potenciales:

Proporcionar buen acceso para el equipo de limpieza. Facilitar la limpieza interna y externa. Iluminar adecuadamente (540 lx) para permitir la inspección de todas las superficies. Remover piezas para acceder a lugares inaccesibles que permitan la acumulación

del producto. Diseñar el equipo fácil de desmontar con pocas herramientas, especialmente para

las áreas que son difíciles de limpiar. Diseñar la dirección del aire (flujo) de los conductos para la fácil limpieza. Proporcionar carretes (rodamientos) o puertas de acceso desprendibles. Utilizar

materiales de construcción lisa y no porosa para prevenir la acumulación de producto; que además sean resistente a productos químicos (de cloro, iodo, amonio cuaternario, sanitizantes ácidos y sus derivados).

Dar atención especial a los materiales de aislamiento, muchos de los cuales son porosos. El aislamiento se debe proteger contra el agua para evitar la saturación y el resultante crecimiento microbiano. Un método eficaz es una cubierta del PVC bien-

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sellado o del acero inoxidable. Evitar usar la fibra de vidrio en plantas de la transformación de los alimentos.

Todo el equipo se debe drenar totalmente. Consultar referencias y regulaciones sobre principios sanitarios de diseño.

La innovación es necesaria para facilitar el secado después de la limpieza completa. Incluir superficies adecuadamente inclinadas y suficientes drenajes para manejar el agua es importante también. Los sistemas de deshumidificación y/o incremento de la circulación del aire en nuevos y existentes sistemas podrían reducir grandemente los problemas asociados al agua. Los SSOP /POES (Procedimientos Operativos Estandarizados de Sanitización) podrían no ser los apropiados para algunas instalaciones de producción de alimentos; tales como mezclas secas, chocolates u operaciones que muelen de harina. Los sistemas de refrigeración o ventilación para estas plantas se deben hacer para facilitar la limpieza en seco, para reducir la condensación, y para restringir el agua a un área muy confinada si es absolutamente necesario. Las instalaciones y equipos deben diseñar e instalar para reducir al mínimo crecimiento microbiano y para maximizar el saneamiento de las instalaciones. Tener el cuidado de los materiales a usar que puedan soportar la humedad y productos químicos. El sector alimenticio tiene muchos estándares para materiales de fabricación e instalación de equipos.

8. DISEÑO DE INSTALACIONES REFRIGERADAS

Para el diseño de instalaciones refrigeradas, (para temperatura media, baja o súper baja) se deben tomar en cuenta algunas consideraciones tecnológicas:

El éxito de la buena conservación y comercialización de alimentos refrigerados dependerá de la eficacia de las tecnologías en detener los procesos físicos (pérdida de agua) y desarrollo de microorganismos; y regular el desarrollo normal de la maduración en frutos o rigor mortis en carnes.

El éxito de la conservación de productos de origen animal como vegetal al estado de congelamiento dependerá también de la eficacia de las tecnologías seleccionadas en reducir los efectos del propio proceso y en detener procesos químicos y enzimáticos.

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El éxito de comercializar productos alimenticios congelados o refrigerados va a depender de la calidad y carga microbiana del producto natural, de la eficacia del sistema de enfriamiento (velocidad de enfriamiento o congelación), de la temperatura de conservación y de la estabilidad de la cadena fría evitando fluctuaciones de temperatura.

En cualquier caso, para la elección del tratamiento frigorífico deberá tenerse en consideración:

Las características del producto, Disponibilidad tecnológica y Objetivos comerciales pronosticados.

8.1. Diseño del almacén frigoríficoLas instalaciones refrigeradas son cualesquiera edificios o sección de un edificio que alcance condiciones de almacenaje controladas usando la refrigeración.

Dos instalaciones básicas del almacenaje son: Los refrigeradores que protegen materias en las temperaturas generalmente sobre

32°F ( 0°C) o temperatura media y Los cuartos a baja temperatura (congeladores) que funcionan debajo de 32°F (0°C)

para prevenir los desperdicios, para mantener o para ampliar la vida del producto.

Las condiciones dentro de un compartimiento refrigerado cerrado se deben mantener para preservar el producto almacenado. Esto se refiere particularmente a la vida estacional, útil y al almacenamiento de larga duración.

Los artículos específicos para tal consideración incluyen: Temperaturas uniformes Distancia del flujo de aire y choque del aire de circulación en el producto almacenado Efecto de la humedad relativa Efecto del movimiento de aire en empleados Ventilación controlada, si fuera necesaria Temperatura a la que ingresa del producto Duración prevista del almacenaje Temperatura requerida de salida del producto Tráfico dentro y fuera del almacén.

Para referir normativas de almacenaje frío se citan las siguientes: La Administración de drogas y alimentos de USA (FDA) desarrolló en 1997 el código, que proporciona los requisitos modelo para salvaguardar la salud pública y asegurarse de que el alimento no sea adulterado. El código es una guía para establecer los estándares por todas las fases de manejar los alimentos refrigerados. Trata la recepción, la manipulación, almacenar y el transporte de los alimentos refrigerados y las llamadas sanitarias como los requisitos de temperatura. Estos estándares se deben reconocer en el diseño y la operación de las instalaciones refrigeradas del almacenaje.

Las regulaciones de la administración de salud e higiene ocupacional ( Occupational Safety and Health Administration OSHA), la agencia de protección del medio ambiente (EPA), el Ministerio de Agricultura de USA (USDA) y otros estándares se deben también incorporar en instalaciones y procedimientos del almacén.

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8.2. Categorías de almacén refrigeradoHay cinco categorías para la clasificación del almacenaje refrigerado para la preservación del valor nutritivo son:

Atmósfera controlada para la fruta a largo plazo y el almacenaje vegetal. Refrigeradores en las temperaturas de 32°F (0°C) y arriba. Congeladores de alta temperatura en 27 a 28°F. (-2°C) Cuartos de almacenaje a baja temperatura para los productos congelados generales,

mantenidos generalmente en -5 a -20°F (-20 a -29°C). Almacenajes a baja temperatura en -5 a -20°F (-20 a -29°C), con un exceso de

refrigeración para productos que se reciben congelan 0°F (-18°C).

8.3. FuncionalidadEn el curso de su funcionamiento el almacén o instalación frigorífica o refrigerada debe de ser diseñado para ofrecer el volumen requerido y la temperatura (el frío) necesario para el almacenamiento o conservación. Es conveniente considerar establecer las cámaras inmediatas o con acceso a carretera, líneas ferroviarias o muelles, facilitando acceso directo a las instalaciones.

En la actualidad los almacenes frigoríficos se construyen frecuentemente utilizando paneles aislantes prefabricados fijados sobre estructura de acero u hormigón (concreto). El aislamiento se puede colocar en el exterior o en el interior de la estructura; al hacerlo por el exterior envuelve la edificación sin discontinuidad, eliminando las dificultades que trae un techo aislado suspendido; también el aislamiento está protegido contra daños interiores por la estructura; el aislamiento exterior facilita reparaciones ya ampliaciones.

8.4. Funciones del diseñoSe debe definir claramente las funciones atribuidas al diseño de la instalación refrigerada, estableciendo actividades diarias medias y máximas consideradas, como las consideraciones antes anotadas:

Cantidad a recibir de producto. Temperatura del producto. Máximo número de personas y carros operando en simultáneo. Número de apertura de puertas previsto. Máxima cantidad de productos que sale de la cámara o almacén. Temperatura ambiente máxima considerada.

Los elementos anteriores se tienen en cuenta en el cálculo de las necesidades máximas de frío. La diferencia entre la temperatura de la superficie de depósitos fríos y la temperatura de la cámara debe de ser pequeña, alrededor de 6°C.

8.5. Levantamiento del suelo por congelaciónEste accidente se debe evitar disponiendo de un sistema de calefacción o un espacio ventilado bajo el piso de la cámara. El calentamiento puede hacerse por una red de cuadros eléctricos o una serie de tubos por la que circula solución de glicerina o aceite, el líquido se calienta frecuentemente alrededor de 5°C por el calor recuperado de la instalación frigorífica. Se hace necesario el control de la temperatura del piso.

8.6. Aislamiento

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Los costos del aislamiento en un almacén frigorífico normalmente representan una parte muy importante en la construcción, se debe considerara para lograr reducción de costos en este rubro. La eficacia del aislamiento o coeficiente K influye sobre el clima (°T y HR) del almacenamiento, ya que el calor seco penetra a través de las paredes. Los materiales del aislamiento, tales como: poli estireno, poli isocianurato, poliuretano y material fenólico, se han probado satisfactoriamente cuando están bien instalados con retardador apropiado de vapor y acabados con materiales que proporcionan la protección contra los incendios y una superficie sanitaria. La selección del material apropiado del aislamiento se debe basar sobre todo en la economía del aislamiento instalado, incluyendo el acabado, el saneamiento y protección contra incendios.

8.7. Tipos de aislamientoLos tipos de aislamiento usados en refrigeración y congelamientos son:

Aislamiento Rígido. Aislamiento de paneles. Espuma en el lugar del aislamiento. Paneles de Aislamiento de Concreto Prefabricado.

8.8. Sistemas de refrigeración (Equipamiento)El sistema de refrigeración para una facilidad refrigerada se debe seleccionar en la primera fase del planeamiento de la instalación. Si la facilidad es un edificio de un solo propósito, a baja temperatura del almacenaje, la mayoría de los tipos de sistemas pueden ser utilizados. Sin embargo, si las materias que se almacenarán requieren diversas temperaturas y humedades, se debe seleccionar un sistema que puede resolver las demandas usando cuartos aislados en diversas condiciones. Usar el equipo construido unitario de paquete fabricado puede tener mérito para las estructuras más pequeñas y para una facilidad múltiples cuartos que requiera una variedad de condiciones de almacenaje. Un cuarto para el compresor central es un estándar para instalaciones más grandes, especialmente donde es importante la conservación de energía. En grandes almacenes frigoríficos, la instalación consiste en un sistema de compresión (compresor) de dos tiempos, con bomba de recirculación de líquido refrigerante a los evaporadores (o refrigeradores de aire). El amoníaco es el más corriente, pero en ocasiones se utilizan también hidrocarburos halogenados.

Los condensadores están calculados para obtener una temperatura de condensación lo más baja posible; son enfriados por circulación de agua, sea del tipo evaporativo (evaporación forzada del agua) o enfriado por aire.

La mayor parte de instalaciones modernas están automatizadas con controles digitalizados para un mejoramiento de la seguridad y permitir una regulación más fácil y menos costosa.

No se debe dejar de incluir una iluminación acorde a las actividades que dentro de la cámara frigorífica se realizarán; tomar en cuenta el calor que la fuente de iluminación generará, por ello debe contar con la potencia determinada y adecuada. Como norma en un almacén frigorífico se debe de ofrecer una iluminación de 125 lux en el suelo y de 250 lux en las áreas de trabajo.

8.9. Selección del refrigeranteLa selección del refrigerante es una decisión muy importante en el diseño de instalaciones refrigeradas. Típicamente, el amoníaco (R700) se ha utilizado, particularmente en los

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sectores de los productos alimenticios y bebidas, pero aún el R-22 ha sido y se usa todavía. Algunas instalaciones a baja temperatura ahora también utilizan R-507A o R-404A, que son reemplazos como opción para R-502 y R-22 que van a dejar de utilizarse por razones ecológicas.

Factores a considerar cuando se seleccionan refrigerantes, estos incluyen: Coste Ediciones del código de seguridad, (e.g., requisitos del código con respecto al uso

del refrigerante en ciertos tipos de espacios ocupados). Requisitos refrigerantes de la carga del sistema [e.g., las cargas sobre 10.000 libras

de NH3 Amoníaco pueden requerir la gerencia de proceso gobierno-asignada por mandato de seguridad y el plan de la gerencia de riesgo. En El Salvador es de uso restringido].

Por regulaciones de Estado y/ó códigos locales, pueden requerir operadores autorizados para usar amoníaco.

Por efectos del calentamiento global y agotamiento de capa de ozono (el amoníaco no tiene ningún efecto ni restricción de esas).

8.10. Inspección y mantenimientoLas instalaciones de almacenamiento en frío se deben examinar regularmente para corregir problemas temprano, para poder realizar mantenimiento preventivo y así evitar daños serios. Los procedimientos de la inspección y de mantenimiento se realizan en dos áreas: sistema básico (piso, pared, y sistemas de techo y cielo); y aberturas (las puertas, los marcos, y el otro acceso a los cuartos de la conservación en cámara frigorífica).

8.10.1. Sistema básico Plataformas del apilado en una suficiente distancia (18 pulgadas ó 45 cm) de las

paredes o del techo para permitir la circulación de aire. Examinar paredes y techo al azar cada mes para la acumulación de la hielo. Si persiste la acumulación, localizar la rotura en el evaporador. Para saber si hay techos aislados rotos, examine las áreas para los escapes o la

condensación posibles del techo o paredes. Si se detecta la condensación o escapes, repare inmediatamente.

8.10.2. Aberturas Recordar al personal cerrar puertas rápidamente para reducir formación de hielo en

cuartos. Comprobar el recorrido de rodillos y de puerta periódicamente para asegurarse de

que el sello en la puerta sea eficaz. Si se detectan los escapes, ajuste la puerta para restaurar una condición de la

humedad y hermeticidad. Comprobar las puertas y los bordes de la puerta para detectar daño de monta cargas

o de otros tráficos. Reparar cualquier daño inmediatamente para prevenir la sobrecarga de la formación

de hielo o del motor de la puerta debido a la fricción excesiva. Lubricar puertas según programa de mantenimiento del fabricante de la puerta para

asegurar la libre circulación. Comprobar periódicamente los sellos alrededor de las aberturas, conductos, tubería

y cableado, en las paredes y techo.

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9. LA CADENA DE FRIO

9.1. DEFINICIÓNSe define como el conjunto de elementos fijos o móviles y operaciones que garantizan la canalización de los productos alimentarios perecederos, mantenidos a temperatura controlada desde la fase de producción hasta la fase ultima del consumo, es decir se debe iniciar desde la recolección, manteniendo una situación controlada, hasta el consumo final del producto.

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El parámetro físico fundamental que caracteriza estas condiciones es la temperatura de los productos sometidos al frio. Esta temperatura deberá ser mantenida lo más constante posible, es un valor determinado, a los largo de la cadena del frio.

Un aspecto muy importante en la cadena de frio es el papel de los equipos de refrigeración utilizados y de las técnicas especializadas del frio, así como del transporte frigorífico que enlazará los distintos eslabones de la cadena de frio.

9.2. COMPONENTES DE LA CADENA DE FRIO El frio en la fase de producción El frio en el almacenamiento El frio en los transportes El frio en la fase de distribución El frio domestico

9.2.1. Frio en la producción

Este eslabón de la cadena de frio es muy importante para asegurar una adecuada calidad del producto.

La recolección de frutas y verduras: se deberán de realizar operaciones de prerefrigeración de frutas delicadas, conservación a corto y mediano plazo de frutos resistentes y refrigeración y/o congelación de hortalizas.

El preenfriamiento alarga la duración de productos para reducir:

El calor del campo La tasa de refrigeración y el calor generado por el producto La velocidad de maduración La pérdida de humedad (agotamiento y marchitamiento) La producción de etileno (gas que genera el producto durante la maduración La difusión de la pudrición 9.2.2. El frio en el almacenamiento

El segundo eslabón de la cadena del frio es el almacenamiento.En los cuartos de almacenamiento o cámaras de refrigeración se deberá controlar la temperatura, ya que la variaciones de esta, pueden ser perjudiciales.

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Las condiciones óptimas de almacenamiento para un producto ya sea para periodos de tiempo corto o largos, dependerá de la naturaleza de cada producto, del tiempo de almacenamiento y de que si el producto está o no empacado.

Las condiciones necesarias para periodos de tiempo cortos son más flexibles que las requeridas para tiempos largos.

La temperatura óptima para casi todos los productos es ligeramente superior a la temperatura de congelación del producto, con excepción de los frutos tropicales y subtropicales.

Una temperatura de almacenamiento incorrecta trae como consecuencia una baja calidad del producto y un tiempo más corto de vida útil del producto.

La importancia de la humedad relativa durante el almacenamiento depende principalmente del producto y de si esta empacado o no.

Los productos cuando son almacenados en cámaras pierden rápidamente humedad, con frecuencia se produce neblina en las cámaras de refrigeración cuando la temperatura del producto y la presión de vapor son altas.

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La velocidad del aire deberá de ser alta a fin de extraer el vapor y de esa manera prevenir la condensación de la humedad sobre la superficie del producto.

Para un mejor aprovechamiento del área de almacenamiento se deberá procurar la compatibilidad, es decir, un almacenamiento para diferentes productos.

La vida de almacenamiento de las frutas y hortalizas varía inversamente con la velocidad de respiración y el desprendimiento de calor.

Las manzanas lechugas, espinacas y maíz dulce, liberan mucho calor. Las cebollas, las papas y las uvas tienen velocidades de respiración bajas y desprenden poco calor.

Uno de los factores principales para determinar el tiempo de almacenamiento de un producto al entrar al almacén, es su calidad inicial.

Debe reconocerse que la refrigeración solamente retrasa el proceso natural de descomposición y que de ninguna manera restaura la buena condición del producto que ya está deteriorado.

NO SE PUEDE OBTENER UN PRODUCTO DE BUENA CALIDAD SI INICIALMENTE ES MALA SU CALIDAD.

Solamente productos en buen estado deberán ser almacenados en frio.

El entibado dentro de una cámara es muy importante, las hileras de pallets deberán quedar bien alineadas y separadas 10 – 15 cm entre sí, para que junto con el conducto formado por las patas de los pallets se facilite el retorno del aire de la cámara hacia los evaporadores.

Es recomendable mantener una distancia de 40 cm entre la estiba de pallets y las paredes laterales y unos 60-80 cm en el fondo, así como en la pared frontal debajo del evaporador.

Espacios recomendados para almacén refrigerado

Atura máxima de la tarima = 1.2 a 1.5 m Espacio estiba y estiba = 0.1 a 0.2 m Pasillo = 1.2 a 1.5 m

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Espacio de relleno = 2.26 m Espacio de la última tarima hacia el techo = 1 – 1.2 m

Una correcta circulación del aire permite evitar estratificaciones del mismo, composiciones gaseosas perjudiciales alrededor de la fruta y microclimas, consiguiendo una composición atmosférica homogénea en toda la cámara.

Se recomienda cubrir con los evaporadores hasta un 60% de la pared donde estos se hallan adosados para repartir correctamente el aire.

9.2.3. El frio en los transportes

El traslado de los productos desde los lugares de producción a los lugares de almacenamiento intermedio y posteriormente su distribución, se llevara a cabo por medio de vehículos frigoríficos, o contenedores marítimos o aéreos.

La cadena del frio será más débil cuando más largo sea y cuanto mayor sea el número de manipulaciones de un lugar refrigerado a otro.

Toda ruptura de esta cadena es irreversible. Ello ocasionará degradación más o menos importante de las cualidades higiénicas, organolépticas y nutritivas de los productos alimenticios tratados por el frio.

9.2.4. El frio para la distribución

Todo vehículo debe mantenerse limpio y carecer de olores extraños que distorsionen el olor propio de los productos.

La mercadería colocada dentro de los vehículos debe estar en las mejores condiciones de higiene e integridad (empaque limpio e intacto).

No cargar los vehículos con exceso de mercadería, puede deteriorarse los empaques.

Al llegar a los depósitos de los clientes, se debe bajar los productos teniendo cuidado de no golpearlos, evitando tirar las jabas, bolsas, etc.

Se debe tener camiones refrigerados para alimentos perecibles (cárnicos, lácteos..)

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01 introducción a la refrigeración y congelamiento

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