apunte oficial de ingenieria

APUNTES SOBRE PROCESO TERMICO- VIDA UTIL ASIGNATURA DESARROLLADA EN LA FOPCA – UNFV

AUTOR:

MAG : VICTOR MANUEL TERRY CALDERON

Ing Víctor Terry Calderón 1

En el año 1876 Louis Pasteur publicó distintos trabajos acercade sus investigaciones sobre la cerveza. Probó que la fermentaciónalcohólica – al igual que la descomposición biológica – está ligadaa microorganismos vivientes. Los ensayos que realizó demostraronque los microorganismos responsables de la fermentacióny“putrefacción” de la cerveza, mueren a temperaturas elevadas.Sus trabajos describieron un tratamiento térmico en la botellacerrada a temperaturas entre 69 ºC y 75 ºC.Sus descubrimientos constituyeron la base para la elaboraciónde cerveza con propiedades cualitativas predeterminables,ya que, hasta ese momento, el proceso normal era la fermentaciónespontánea. Estos conocimientos fueron la piedra fundamentalpara el cultivo de levaduras puras y para lograr una fermentacióncontrolada. Las tasas de mortandad de gérmenes halladasen esa época, bien como las temperaturas determinadasen forma experimental, aún hoy constituyen el estado actualde conocimientos.


Definición de Tecnología de alimentos

Toda operación simple o compleja que se aplica al recurso alimentario, optimizando mano de

obra, bienes de capital y energía. Bajo un aseguramiento de la calidad, y protegiendo al medio

ambiente.

Concepto de alimento

Alimento a cualquier sustancia sólida o líquida que ingieren los seres vivos con

el objetivo de regular su metabolismo y mantener sus funciones fisiológicas

como ser la de la temperatura corporal, es decir, los seres humanos

necesitamos sí o sí alimentos para reponer la materia viva que gastamos como


Tecnología de

alimentos

Recurso alimentario

Bien alimentario

Emanaciones gaseosas

ResiduosSólidos

Efluentes

Ruido

Mano de obra Energía InsumosBienes de capital

Infraestructura socio económica Infraestru

ctura d

e Mercad

o

Tecnología de mitigación Infraestructura Industrial

DomésticosIndustriales

consecuencia de la actividad del organismo y porque necesitamos producir

nuevas sustancias que contribuyan al desarrollo de nuevos tejidos que ayuden

directamente a nuestro crecimiento.

La advertencia. Todos, deben saber que la privación de alimentos conduce a la

malnutrición, de ahí se pasa a la inanición y de esta a la muerte hay un camino muy

corto. La falta de alimentos para cualquier organismo será devastador para su

conservación, subsistencia y desarrollo. Está comprobado que la deficiente alimentación

afecta directa y negativamente la inteligencia y la emoción de las personas.

Lamentablemente, muchos lugares del mundo tienen enquistado el hambre y son la

prueba de todos estos desenlaces negativos que mencionamos.

Se conoce como alimentos perecederos a aquellos que inician su

descomposición de manera rápida y sencilla. Este deterioro está determinado por

factores como la t emperatura , la presión o lahumedad.

Las bacterias y los hongos están entre los microorganismos capaces de destruir los alimentos perecederos. Estos alimentos frescos cuentan con enzimas que favorecen la degradación y que alteran el sabor y la textura, entre otras características.

Otra categoría de alimentos son los semi-perecederos, que también se deterioran con relativa facilidad aunque permanecen a salvo de los daños por más tiempo. Entre estos alimentos pueden mencionarse a los tubérculos y las nueces.

Para conservar los alimentos perecederos, la mejor opción es utilizar heladeras (también conocidas como frigoríficos o refrigeradores) o congeladores que ofrecen un entorno con bajas temperaturas.

Otra posibilidad es incluir aditivos químicos como sales o ácidos en los alimentos para evitar el desarrollo de microorganismos. De esta forma, los alimentos logran conservar sus propiedades nutricionales durante más tiempo.

Clasificación:

Se han propuesto numerosas formas de clasificar a los alimentos naturales, entre ellas podemos citar:

1) Por su naturaleza:

a) Vegetales

b) Animales

c) Minerales


2) Por su composición química: (según el nutriente que más abunda)

a) Hidrocarbonados

b) Proteicos

c) Grasos

d) Vitamínicos

e) Con fibras

3) Por la función principal que cumplen en el organismo:

a) Energéticos

b) Plásticos

c) Reguladores

4) Por su procedencia:

a) Cráneos

b) Lácteos

c) Huevos

d) Cereales, Pastas y Legumbres

e) Hortalizas y Frutas

f) Aceites y grasas

g) Azúcares y dulces

h) Infusiones y Bebidas

5) Por sus posibilidades de conservación:

a) Perecederos

b) Semi-Perecederos

c) No Perecederos

Dentro de cada sub-categoría existe una amplia variedad de alimentos naturales, y un sinnúmero de derivados y subproductos que se obtienen a partir de la manufactura y el procesamiento industrial de los mismos.

Métodos de la Tecnología de alimentos


La tecnología de los alimentos que estudia la elaboración, producción y manejo de los productos alimenticios destinados al consumo humano.

1. Conservación de los alimentos : 1.1. Mantener sus cualidades físicas, químicas, organolépticas y nutricias1.2. Incrementar la vida útil del alimento1.3. Incrementar el consumo de alimentos procesados

2. Transformación de los alimentos:2.1. Modificaciones de orden físico, químico, biológico que se efectúa sobre el alimento.

Líneas de InvestigaciónLínea de Investigación Contenidos

1 1. Desarrollo de Ingeniería, tecnología de alimentos e innovación

Implica el desarrollo de las técnicas de conservación y transformación de los alimentos de origen nacional, implementando nuevos diseños de productos, forticandolos otros, mejorando el diseño, y desarrollo de tecnología

1.Diseño de nuevos productos, modificaciones, reemplazo de insumos .2.Determinacion de parámetros en operaciones y procesos unitarios3. Modelos matemáticos

2 2. Ciencia y calidad alimentariaTiene como implicancia, la investigación de la composición proximal, nutricional y micronutrientes de alimentos frescos o procesados, asimismo el estudio relacionado con estabilidad del alimentos, microbiológico, aceptación, establecimiento de valares para los puntos críticos del plan HACCAP y higiene e sanidad alimentaria

1 Composición de alimentos, macro y micronutrientes2 Microbiología de alimentos3 Toxicología de alimentos4 Evaluación nutricional 5. Higiene y sanidad 6 Estudio sensorial

3 3. Protección ambiental y tecnologías de mitigación

Es conocido que la Industria alimentaria es una de las actividades que contaminan el ambiente, después de la minera y de los vertimientos domésticos. Teniendo implicancia de las emisiones gaseosas , efluentes y residuos sólidos que vierten al cuerpo receptor.

1 Caracterización de los agentes contaminantes2 Tratamiento y gestión de residuos sólidos, efluentes y emanaciones gaseosas

4 4. Gestión de la empresaSe requiere que una vez el producto diseñado, determinado la tecnología, este estudio se eleve a un nivel estudio técnico económico, a nivel de proyectos de inversión a nivel de factibilidad, para estos nuevos productos y las variantes que se puedan dar.

1 Proyectos de Inversión a nivel de factibilidad2 Estudio técnico económico3 TQM4 ISOs5 Tecnología de la Producción 6.Diseño de planta.


Tecnología de Conservación de alimentos1. Conservación de alimentos por calor

Pasteurización Esterilización

2. Conservación de alimentos frioPor refrigeraciónPor congelación

3. Conservación de alimentos por reducción de actividad de agua

Secado de alimentosDeshidratado de alimentosIncremento de solutosIncremento de solutos y evaporación

4. Conservación de alimentos por aditivos químicosFungicidas

5. Conservación de alimentos por radiación 6. Tecnologías emergentes.

Tecnología de transformación de alimentos1. Transformación física

2. Transformación química

3. Transformación biológica


CINÉTICA DE LA DESTRUCCION TERMICA DE LOS MICROORGANISMOS.-

EL TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL (VALOR DT).-

Es el tiempo requerido para reducir una población bacteriana, a un 10%, a una

temperatura constantes. ( Tiempo requerido para que la curva de sobrevivencia de

microorganismos atraviese un ciclo logarítmico).

Al exponer una suspensión de microorganismos a una temperatura letal, se produce en

función del tiempo una disminución de la población microbiana capaz de reproducirse

en condiciones normales. Estas temperaturas letales dependen del microorganismo

considerado y del medio.

La destrucción de microorganismos por calor, no significa, una destrucción en el

sentido físico sino una pérdida de la capacidad de reproducirse. Los microorganismos

al ser sometidos al calor húmedo a una temperatura letal, se inactivan o destruyen en

una forma exponencial con el tiempo, siguiendo el comportamiento cinético de una

reacción monomolecular a una reacción bimolecular de primer orden, que expresado

en una ecuación sería:

(1)

Integrando se obtiene:

(2)

donde: k = constante de velocidad de reacción (min-1)

N = número de microorganismos viables t = tiempo

D = representa el tiempo necesario para reducir la población microbiana a la


décima parte ( tiempo de reducción decimal).

Haciendo

Reemplazando en (2), se obtiene:

(3)

o también

reemplazando en (2)

(4)



D

Figura Nº 1 Curva de la Destrucción Térmica

- Valores de D para algunos microorganismos

Clostridium botulinun

Clostridium sporogenes

Bacillus stearothemophiles

Byssochlamys fulva

Se tienen lo siguientes datos de un experimento de destrucción térmica de una suspensión de esporas a 112 ºC.

TIEMPO (MIN) NUMERO DE SOBREVIVIENTES

0 106

4 1.1 x 105

8 1.2 x 104

12 1.3 x 103

Ecuación base:

Grafica de los valores de la tabla y análisis de regresión


Haciendo una Regresión Analítica Log (No) = 6,6984

R2= 0,963

Cálculo de la constante de velocidad de destrucción de microorganismos (k)

B =

k = 0,72289 min-1

Cálculo del valor del tiempo de reducción decimal

DT =

Sustituyendo valores

D112ºC= 3,1816 min


.EFECTO DE LA TEMPERATURA EN EL VALOR DE K.-

El valor de la constante de velocidad de destrucción (K) es principalmente función de

la temperatura. Esta relación se puede representar según Arrhenius por:

(3)

donde: Ea = Energía de activación (cal / mol.) T = Temperatura absoluta C = Constante empírica R = Constante general de los gases

Quiere decir que las células microbianas, como las moléculas químicas, necesitan

absorber una cierta cantidad de energía (energía de activación) para que se produzca

su inactivación. Se ha encontrado que la distribución de energía de las moléculas o de

las células microbianas, sigue una distribución normal, dada por la ecuación de

Maxwell:

N = Número de microorganismos inactivados

No = Número total de microorganismos

R=Constante:

T = Temperatura absoluta


Ea = Energía de activación (BTU / célula)

-Si se tiene que la expresión:

- La ecuación queda reducida a:

(4)

Algunos valores de Energía de Activación:

Bacillus Stearotemophilus 67 700 cal/molClostridium Botulinun 82 100 cal/molTiamina 26 000 cal/molTripsina 12 000 cal/molLipasas pancreática 4 200 cal/molCatalaza 5 000 cal/mol

Considerando la Ecuación de Arrhenius se determina el otro parámetro cinético

conocido como el valor Z. Bajo el principio de que un intervalo corto de temperaturas la

Energía de activación permanece constante.

Para una Temperatura tal como T1, la ecuación sería:

y para una Temperatura T2:

Cambiando de signo la ecuación queda:


Correlacionando las ecuaciones para las temperaturas T1 y T2.

Luego:

pero:

Reemplazando en la Ecuación:

Se puede apreciar que la expresión: , representa matemáticamente la

pendiente de la ecuación, entonces: , la cual se reemplaza en la

ecuación anterior.


Expresión matemática que nos permite determinar el tiempo de reducción decimal en

un rango de temperaturas. El valor (Z) está en relación directa a la resistencia a la

temperatura, es decir a mayor resistencia a la temperatura mayor será el valor (Z).

Al igual que los microorganismos, los componentes de los alimentos como las

proteínas, vitaminas, grasas, carbohidratos y los factores organolépticos (color, olor,

sabor y textura). se destruyen, desnaturalizan o se inactivan como en el caso de las

enzimas en forma exponencial con el tiempo; siendo válidas para ellos las ecuaciones

antes enunciadas.

Se puede definir un valor de (Z) para reacciones de carácter químico que se producen

cuando se calientan alimentos, como la elevación de la temperatura que permite

reducir a la décima parte el tiempo necesario para que se realice una transformación

dada.

Las transformaciones consideradas pueden ser reacciones de Maillard, es decir

reacciones entre la función seudo-aldehídica de un azúcar reductor y la función amina

de los aminoácidos.

Durante el tratamiento térmico se pueden destruir ciertos elementos constitutivos como

la tiamina aminoácidos y desnaturalizar proteínas.

Según Jackson (1945) para destruir 10% de la tiamina en carne de cerdo hacen falta

2,100 segundos a 99C; o 300 segundos a 126.7C, el valor Z se puede deducir para la

tiamina de la expresión:

Parámetros típicos de la cinética de la destrucción térmica

Tipo de reacción Valor Z (ºC) Valor D121,1


Tiamina 25-27 120-254 min

Vitamina C 28 1,12 dias

Vitamina B12 28 1-94 dias

Vitamina A 40 12,4 min

Riboflavina 28 5 min

Clorofila (a,b) 50-80 13-116 min

Carotenos 19 0,038 min

Betamina 45 19,5 min

Antocinanina 23-33 102-110 min

Metionina 20-21 4,5 min

Lisina 21 13.1 min

Desnaturalización de

Proteínas

5-7

Color 39-41 17-25 min

Calidad total 15-28 1-6 min

Clostridium botulinum 10 0,2 min

Destrucción de enzimas 35-40 3 min


En el caso particular de las enzimas, se toma como valor de referencia a la Peroxidaza,

enzima presente en la alverjitas verdes y que causa una rápida decoloración de las

misma; este valor a una temperatura de referencia de 100C y con un valor (Z) de 29C

es igual a 42 minutos.

Mediante la experimentación se ha logrado establecer valores en los cuales la pérdida

del valor alimenticio durante el tratamiento térmico de un producto es la mínima,

lográndose la mejor calidad posible; para el cálculo de este factor se ha evaluado la

desnaturalización de proteínas, pérdida de aminoácidos, vitaminas, carbohidratos al

igual que el logro de las mejores condiciones físico organolépticas en el producto final.

A este valor se le denomina factor (C) que para productos líquidos en general, se ha

establecido a una temperatura de referencia de 100C y un valor (Z) de 25C igual a 10

minutos.

Para productos sólidos el valor (C) es de:

El conocimiento de todos estos factores nos permitirá en la práctica lograr el proceso

más conveniente a fin de conseguir un mejor producto final.

El valor Z, en procesos UHT y HTST


Z; es la pendiente de la curva de destrucción térmica o llamada también la “curva

fantasma” y representa los grados de temperatura para la curva atraviese un ciclo

logarítmico. Mide el cambio de tasa de destrucción térmica en relación con el cambio

de la temperatura. Y también se le define como el numero de grados de temperatura

para lograr un cambio de 10 veces en la tasa de destrucción térmica.

El grafica se muestra las curvas de destrucción térmica para un microorganismo

patógeno (Salmonella Z= 7 ºC) y para una vitamina (acido ascórbico Z=32.ºC).

Se puede observar que a bajas temperaturas y tiempos prolongados, la vitamina C se

destruye antes que el patógeno, mientras que temperaturas altas y tiempo bajos, es

posible destruir el patógeno sin dañar la vitamina.

.EL VALOR Q10

Se utiliza para la descripción del efecto de la temperatura sobre la velocidad de la

reacción:

Por definición:

donde kT1, es la constante de velocidad a la Temperatura T1 ºC y kT2 , es la constante

de velocidad a temperatura T2 ºC donde:

se ha deducido que :

Luego reemplazando en la ecuación general se obtiene:


pero: , haciendo

despejando:

Reemplazando en la ecuación general:

O también


Tabla de valores de Q10

B1 Z = 56 ºC Q10 = 2,1B2 Z = 50 ºC Q10 = 2,3Peroxidasa Z = 47 ºC Q10 = 2,5Endoesporas Q10 = 4 a 11Celulas vegatativas Q10 = 70Reacciones químicas -biologicas Q10 = 2 a 2,5Desnaturalización de proteínas y microorganismos

Q10 = 10 a 20

Relación entre Q10 y la Energía de activación

Para una temperatura Ta la ecuación es:

Para una ecuación Ta+10 la ecuación será:

Se mantiene constante el valor ko

Luego Q10 será:


Para un intervalo corto de temperaturas la energía de activación se asume

constante

En un estudio de inactivación de la enzima Peroxidaza en rabanitos, se obtuvieron los

siguientes valores, determine sus constantes cinéticas.

Datos:

Concentración de la Peroxidasa (%) a diferentes temperaturas

TIEMPO (MIN) T: 230ºF T: 240ºF T: 250ºF

0 100% 100% 100%

10 26 12,6 4,1

15 13,8 5,0 0,65

20 7,0 1,7 0,12

25 4,0 0,5

K = ?

DT = ?

Solución:

TIEMPO (MIN) T: 230ºF Log (C) T: 240ºF Log (C) T: 250ºF Log (C)

0 100% 2 100% 2 100% 2

10 26 1.41497335 12,6 1.10037055 4,1 0.61278386

15 13,8 1.13987909 5,0 0.69897 0,65 -0.1870866

20 7,0 0.84509804 1,7 0.23044892 0,12 -0.9208188

25 4,0 0.60205999 0,5 -0.30103


Curva de Inactivación de la Peroxidaza (T = 230ºF)

Log (C) = -0.0563(t) + 1.9884

R2 = 0.9991

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 5 10 15 20 25 30

Tiempo (min)

Lo

g (

C)

T = 230ºF =110ºC

De la ecuación de regresión:

Obtenemos:

A= 1.9884

B = -0.0563

R2 = 99.91%

Como:



Log (C) = -0.0909(t) + 2.0183

R2 = 0.9982

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 5 10 15 20 25 30

Tiempo (min)

Lo

g (

C)

T = 240ºF =115.5ºC


Obtenemos:

A= 2.0183

B = -0.0909

R2 = 99.82%

Como:



Log (C) = -0.1464(t) + 2.0232

R2 = 0.9992

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 5 10 15 20 25

Tiempo (min)

Lo

g (

C)

T = 250ºF =121.1ºC


Obtenemos:

A= 2.0232

B = -0.1464

R2 = 99.92%

Como:

De los cuales se obtiene:


T (ºC) DT (min) Log (DT)

110 17.76 1.24944296

115.5 11 1.04139269

121.1 6.83 0.8344207

Curva de Inactivación de la Peroxidaza

Log (D) = -0.0374(T) + 5.3613

R2 = 1

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

108 110 112 114 116 118 120 122

Temperatura (ºC)

Lo

g (

D)


Obtenemos:

A= 5.3613

B = -0.0374

R2 = 100%


De los cuales tenemos:

Hallamos el valor Q10

PROBLEMAS PROPUESTOSUNIDAD: PROCESO TERMICO

Tópico: Cinética de la Destrucción Térmica: Valor k Valor DT


Energía de Activación Valor Z. Valor Q10

1.- Calcular la concentración de sobrevivientes en una suspensión, después de ser

sometido por 20 minutos a 220 ºF, conociendo que se tiene una concentración inicial

106 / ml, siendo su constante de velocidad de destrucción térmica de k = 0,01 min-1

2.- Evaluar la razón constante de velocidad térmica ( valor k que describe la muerte

térmica de las esporas de bacterias a 242 ºF y valor DT. Teniendo la siguiente tabla:

TIEMPO ( MIN) SOBREVIVIENTES (N)0 106

5 2,8 x 105

10 7,8 x 104

15 2,2 x 104

20 6,1 x 103

25 1,7 x 103

3.- La inactivación de las esporas del Cl, sporogenes a 240 ºF, dio los siguientes

resultados. Determine el valor k, y Dt.

N TIEMPO (MIN) SOBREVIVIENTES (N)1 12 2,6 x 107

2 12 2,5 x 107

3 12 2,4 x 107

4 24 2,1 x 106

5 24 1,8 x 106

6 24 1,9 x 106

7 36 1,6 x 105

8 36 1,5 x 105

9 36 1,8 x 105

10 48 1,4 x 104

11 48 1,2 x 104

12 48 1,2 x 104

N: número de análisis efectuados

4.- En un estudio de inactivación de la enzima Peroxidaza en rabanitos se obtuvieron

los siguientes valores, determine sus constantes cinéticas


Concentración de la Peroxidaza (%) a diferentes temperaturas

TIEMPO (MIN) T: 230 ºF T: 240 º F T: 250ºF0 100 % 100 % 100 %10 26 12,6 4,115 13,8 5,0 0,6520 7,0 1,7 0,1225 4,0 0,5

5.- La siguiente tabla ilustra la muerte térmica de un microorganismo hipotético,

sometido a un tratamiento térmico de 240 ºF, 245ºF y 250 ºF

TIEMPO N (240 ºF) N (245 ºF) N (250 ºF)0 10 000 10 000 10 0001 - - 2 4502 - 1 950 6003 - - 1505 - 385 376 1 350 - 107 700 75 38 360 159 -12 18514 - 97

6.- Se tienen los siguientes datos de un experimento de resistencia térmica de una

suspensión de esporas a 112 ºC

Tiempo (min) Número de sobrevivientes0 106

4 1,1 x 105

8 1,2 x 104

12 1.3 x 103

Determinar la constante de velocidad de destrucción térmica y el tiempo de

reducción decimal


7.- La concentración de ácido L-ascorbico en jugo de fruta varia durante su

almacenamiento al aire libre (concentración inicial 50 mg/ 100 ml 100%), de acuerdo a

la siguiente tabla determina determine el valor k y DT

TIEMPO (MIN) CONCENTRACIÓN (%)1 200 79,12 300 59,23 600 48,14 140 44,08 100 23,09 540 16,7

8.- Determinar el valor del tiempo de reducción decimal si se disponen de los

siguientes datos de resistencia térmica de una suspensión de esporas.

Tiempo (min) Número de sobrevivientes0 106

15 2.9 x 105

30 8.4 x 104

45 2.4 x 104

60 6.9 x 103

9.- Los resultados de una experiencia de resistencia térmica dieron un valor de D = 7,5

minutos a 110 ºC. Si había 4,9 x 104 supervivientes a los 10 minutos, determinar el

cociente (N/No ) a los 5, 15 y 20 minutos.

10.- Determinar las constantes cinéticas para un microorganismo que presenta los

siguientes tiempos de reducción decimal D110=6 minutos, D116=1,5 minutos, D121=0,35

minutos y D127=0,09 minutos.

11.- Los tiempos de reducción decimal (D), para una suspensión de esporas se

midieron a varias temperaturas, obteniéndose los siguientes datos, determinar sus

constantes cinéticas.


Temperatura (ºC) D minutos104 27,5107 14,5110 7,5113 4,0116 2,2

12.- Si el valor Z de un microorganismos es 19 ºC calcular el valor Q10

13.- Si el valor Z, de un microorganismo es 16,5 ºC y el D121 es 0,35 minutos ,

determinar el valor a D110

14.-La retención de la Vitamina B1 en carne de cerdo se describe en los siguientes

datos obtenidos a 121 º C:

Tiempo (minutos) % de retención2,6 957,4 9015,0 8047,0 50

Si el valor Z= 12 ºC, determine sus constantes cinéticas

15. La constante cinética del Clostridium sporogenes se , determinar los

valores a Temperaturas de 110, 115 y 120 ºC.

16. Se tiene la siguiente tabla de destrucción térmico

T =33°C T = 25°C T = 42°C T = 30°CTiempo % Conc. Tiempo % Conc. Tiempo % Conc. Tiempo % Conc.

0 100 0 100 0 100 0 100

2 65.4 2 93.5 2 3.46 2 80.8

4 42.8 4 87.5 4 0.12 4 65.4


6 28.1 6 81.2 6 ------ 6 53.89

8 18.4 8 76.5 8 ------ 8 42.6

10 12 10 71.6 10 ------ 10 34.5

Determinar sus constantes cinéticas

17. Calcular el número de sobrevivientes (N) para una suspensión de

microorganismos cuya concentración inicial es No = 106 m.o. /ml el valor Z= 20 ºC,

para D250ºF= 25 s. , determinar también ára D180 ºF, D240 ºF

18 El Instituto Swedish Food Research, realizo un trabajo de evaluación sensorial de

aceptabilidad para el grated de pescado sometido a diferente tiempos de procesos

térmicos, siendo los resultados los siguientes:

Excelente : 8 puntosBueno: 6 puntosAceptable : 5 puntosMalo : 3 puntos

TIEMPOES

(110ºC) TIEMPO ES (116ºC) TIEMPO ES

(122ºC) TIEMPOES

(128ºC)11 6.5 10 6.5 6 6.5 6 6

50 5,4 20 5.9 20 5.2 10 5.4

74 4,8 40 4.8 40 3.3 15 4

70 3 22 2.2

Es: evaluación sensorial a temperatura programada

Tiempo: minutos

Determine sus constantes cinéticas

19. La vitamina B1 tiene el siguiente parámetro cinético.

a.- Determinar el tiempo requerido para una perdida del 20% del nutriente a 240 ºF

b.- Determinar el tiempo requerido para una perdida del 50 % del nutriente a 240ºF

20. Determinar la energía de activación de acuerdo a los siguientes datos:

TEMPERATURA °F K (min-1)220 0.0363


225 0.0685230 0.133235 0.247240 0.455

21. El valor cinético de ciertas células vegetativas es , para vitamina

B1 es , encontrar a que temperatura las constantes de velocidad (k)

son iguales, y explique el comportamiento de las constantes de velocidad a

temperaturas mayores y menores del punto de equilibrio.

22. Efecto de la temperatura de calentamiento sobre el tiempo necesario para destruir las esporas de bacterias de LA fermentación simple

Temperatura ºC Tiempo para destruir esporas, min

100 1200105 600110 190115 70120 19125 7130 3135 1

Estructure un modelo matematico de los resultados y explíquelo.

23. Efecto de la cantidad inicial de esporas sobre el tiempo necesario para su destruccion

Concentracion inicial de esporas Tiempo necesario para destruirlas, min50 000 145 000 10500 950 8

Estructure su modelo matematico y explique el problema y su resultado

24 Efecto del pH sobre la termoresistencia de las esporas del Bacillus subtilispH Tiempo de

supervivencia


4,4 25,6 76,8 117,6 118,4 9

Interpretacion matematica y explique el problema y su resultado

24. Aplicaciones de valor Z, en procesos de UHT y HTST

Conociendo los valores de las constantes cineticas interpretar los resultados de las presentes valores

Un microorganismos tiene un valor

Y para un factor nutriente su valor es

La ecuación básica es

Resuelva la siguiente tabla

N TemperaturaºC

D, para el microorganismo

D, para el nutriente

1 1002 1023 1044 1065 1086 1107 1128 1149 116

10 11811 120

Grafique los resultados en papel semilogaritmico e intérprete los resultados, calcule a que temperatura las líneas se cruzan.

25 teniendo la siguiente tabla de valor Dt

Parámetros típicos de la cinética de la destrucción térmica

Tipo de reacción Valor Z (ºC) Valor D121,1

Tiamina 25-27 120-254 min


Vitamina C 28 1,12 dias

Vitamina B12 28 1-94 dias

Vitamina A 40 12,4 min

Riboflavina 28

Clorofila (a,b) 50-80 13-116 min

Carotenos 19 0,038 min

Betamina 45 19,5 min

Antocinanina 23-33 102-110 min

Metionina 20-21 4,5 min

Lisina 21 13.1 min

Desnaturalización de

Proteínas

5-7

Color 39-41 17-25 min

Calidad total 15-28 1-6 min

Clostridium botulinum 10 0,2 min

Destrucción de enzimas 35-40 3 min

26. El primer valor de DT es para microorganismos, y el siguiente valor es para un nutriente.Grafique los resultados en papel semilogaritmico (Excel) e intérprete los resultados, calcule a que temperatura las líneas se cruzan.1. 4 min 60 min

2. 4min 50 min

3. 6 min 50 min

4. 12 min 50 min

5. 6 min 30 min

6. 4 min 13 min

7. 6 min 13.1Plantee el problema ¿?


. EL EFECTO LETAL (LT)

Se determina que para cada temperatura existe un efecto letal (Lt), que tiene la

siguiente expresión:

Para una temperatura T= 250 º F, el Tiempo de muerte Térmica será: F.

Y para una Temperatura T, el tiempo de muerte térmica será: t

La gráfica de lo planteado, en un papel semilogarítmico se aprecia en la Figura Nº

Y considerando la ecuación que la ecuación de la pendiente es:


Reemplazamos los valores planteados:


T 250

Log Fo

Log t

Ti

Z

Figura Nº 2 El valor F y su relación con la temperatura

Cambiando de signo

A fin de poder simplificar los cálculos se ha determinado que Fo = 1 min

Luego

Haciendo

Reemplazando

Para alimentos de Baja acidez, el valor Z = 18 ºF ó Z = 10 ºC

Luego para Temperaturas en el punto más frío será T = Tpmf

Para temperaturas en el punto más frío en ºF


Y para temperaturas en el punto más frío en ºC

GENERALIDAD SOBRE PROCESO TERMICO

El termino es utilizado para los alimentos colocados en envases herméticamente

sellados, a los cuales se les aplica calor por un tiempo definido y a una temperatura

dada, bajo ciertas condiciones especificas

PRINCIPIOSa.- Deberá estar diseñado de forma tal que destruya los organismos vivos

(Bacterias) capaces de deteriorar los alimentos y/o de ser perjudicial para la salud.

b.- Deberá conservar en lo posible, las cualidades organolépticas y nutricias de

los alimentos.

c.- El ajuste de la intensidad del proceso térmico para eliminar los

microorganismos productores de alteraciones y cuyos principales factores son:

c.1. Termoresistencia de los microorganismos

c.2. Naturaleza física y química del alimento

c.2. Velocidad de penetración de calor.

El proceso térmico para alimentos de baja acidez deberá ser establecidos por

personas calificadas como expertos y que tiene los conocimientos para los

requerimientos de un proceso térmico en envases herméticos y tienen las facilidades

para realizar las respectivas determinaciones

El tipo rango y combinación de las variaciones encontradas en la producción

comercial deberán ser comprobadas por los expertos, los factores críticos, que

pueden afectar e un proceso térmico como es espacio mínimo, consistencia,

drenaje máximo, peso, etc. Deberán ser especificados.


Los métodos científicos aceptables para establecer el tiempo de proceso térmico

deberán estar incluidos, cuando sea necesario, se incluyen datos de tiempo de

muerte térmica de los microorganismos, procesos de calculo basados en la

penetración de calor, en empaques inoculados y ensayos de incubación.

FACTORES A CONSIDERAR PARA EL DISEÑO Empezar con la bacteria para cuya eliminación se diseña el proceso térmico

El cálculo depende del conocimiento que se tenga de los siguientes factores:

1. Naturaleza del producto

2. Consistencia o tamaño de partícula

3. Tamaño del envase

4. Detalles del proceso del enlatado

5. Fuente, hábitat y la termo resistencia al calor de las bacterias

contaminantes.

Teniendo esta información, el cálculo se concreta a averiguar por cuanto tiempo

deberá ser calentada un tipo de producto, en un tamaño de envase especifico, a una

temperatura práctica, de forma tal que se destruyan aquellos organismos causantes

del deterioro, por lo que el tiempo depende de la obtención de datos confiables,

sobre la penetración de calor, es decir cuan rápido o cuan lento se calentará un

producto a una temperatura dada.

TRATAMIENTO TERMICO PROGRAMADO

El tratamiento térmico programado es aquel proceso que sido previamente diseñado

para proveer esterilidad comercial, bajo ciertas condiciones de uso. Este es el proceso

que de acuerdo a las regulaciones debe de cumplirse, en forma idéntica o en exceso.

Cuando se diseña un proceso térmico, para algún alimento este es especifico para

tal alimento, su formulación, método de preparación, tamaño de envase en el cual se

procesa, tipo de autoclave. Y no puede ser alterado a menos que se tenga


instrucciones precisas para el cambio por personas u organizaciones reconocidas

como autoridades en proceso térmico.

Se califica un alimento de baja acidez como sigue:

“ Es cualquier alimento, que no sean bebidas alcohólicas, con un equilibrio final de

pH de 4,6 a más y actividad de agua mayor 0,85, también se incluye cualquier fruta

de baja acidez, vegetales o productos vegetales, en los cuales para propósito del

proceso térmico, el valor de pH, es producido por acidificación. Los tomates, las

peras y las piñas u otros jugos, que teniendo un pH de 4,9 o menos, no serán

calificadas como alimento de baja acidez.”

PERIODO DE UN PROCESO TERMICO

OPERACION DESCRIPCION EN EL ENVASE

Venteo o

puesta en

régimen (CUT)

El aire es forzado a ser evacuado, por el

vapor y la temperatura del medio se eleva

hasta alcanzar la temperatura programada

(TR)

El contenido del envase,

incrementa su contenido

calórico, las presiones

internas dentro del envase se

incrementan

Calentamiento La temperatura en el autoclave se

mantiene constante

Se incrementa la temperatura

en el punto mas frío.

Manteniéndose en ese limite

por tiempo programado,

manteniéndose la presión

interna dentro del envase

Enfriamiento La presión de la autoclave se reduce hasta

un valor atmosférico ingresando el

componente agua-aire, que realiza la

operación de enfriamiento

El contenido del envase se

enfría hasta una temperatura

programada. Y las presiones

internas dentro envase se

reducen

EL VACIO EN LOS ENVASES


Él vació producido en los envases, ayuda a preservar el sabor y los principios nutricios

como las vitaminas, previene la corrosión interna de los envases, reduce la presión

interna del envase durante el proceso térmico, crea condiciones desfavorables para el

desarrollo de las bacterias aeróbicas, elimina los gases del alimento y evacua el aire

contenido en el espacio libre del envase

El calentamiento del envase y del producto en esta etapa es importante ya que

reduciría el tiempo de proceso térmico, dependiendo de la temperatura inicial de su

contenido To.

La presión parcial del contenido del envase sellado, decrece al ser enfriado, creando

un vacío. Sobre la base de estudios se ha logrado determinar que el valor del

tiempo de agotamiento es proporcional al contenido del calor

El tiempo de calentamiento del contenido es inversamente proporcional a la

temperatura de agotamiento y directamente proporcional al diámetro del envase y a

la masa del producto.

donde:

t : tiempo de calentamiento

D: diámetro del envase

m. masa del producto

T: temperatura

k: constante de proporcionalidad (determinada experimentalmente)

Una recomendación importante es que después de haber realizado el sellado de los

envases, y antes de que ingresen al periodo de esterilización, deberá de realizarse

el lavado de los envases eliminando de esa forma los restos de material en la

superficie que podría traer consigo una transmisión de calor defectuosa.


Un exceso de presión durante la esterilización causa problemas en los cierres, que

durante este periodo los alimentos se expanden en un 3 a 6%, lo cual puede

acarrear problemas posteriores. Una caída rápida de presión vapor en los

autoclaves podría traer consigo la deformación de los envases, y una forma de

prevenir el exceso de la presión interna es asegurando un alto vacío.

Un acápite importante y bastante descuidado, que a veces se ignora, es el rápido

desarrollo de microorganismos en los productos intermedios, que pueden causar

problemas en los alimentos enlatados, y esto sucede cando el alimento que esta

siendo procesado no se esteriliza de inmediato.

Es necesario conservar las reglas de higiene escrupulosamente, introduciendo a los

autoclaves conteniendo la menor cantidad de microorganismos. Se han realizado

estudios de desarrollo de microorganismos entre la operación de cierre y el proceso

de esterilizado, dando los siguientes resultados.

Alimento sellado en su envase: 15 000 – 25 000 m,o

Alimento sellado fuera del autoclave antes de

ser esterilizado:

15 minutos: 35 000 – 57 000 m,o

30 minutos: 85 000 – 150 000 m,o

60 minutos 250 000 – 900 000 m,o

TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA (VALOR F)


Este es uno de los valores más ampliamente usados y mide el valor de la esterilización

del diseño del producto, tanto como el valor requerido para conservarlo en los sistemas

de procesamiento son incluidos los factores de seguridad.

Cuando se usa el valor F, como una medida del proceso de esterilización, para el

punto más frío del envase, la determinación se utiliza empleando sensores físicos y

el valor F, se empleando integrando los datos de tiempo y temperatura.

En la determinación de un proceso térmico, se compara el F, calculado con el F,

recomendado.

Los tecnólogos expertos en esterilzación deben conocer como se define Fo, sino

tambíen:

El Fp, calculado para el producto

El Fo requerido para la preservación microbiologica.

Siendo el factor de seguridad.

Definido como el tiempo requerido para inactivar los microorganismos patógenos, en

envases herméticamente sellados, por un tiempo y temperatura, de forma tal que los

microorganismos que pudieran sobrevivir no se encuentran en posibilidad de

desarrollarse, bajo las condiciones de almacenamiento.

El modelo matemático para la determinación del valor F, es:


n: Número de reducciones decimales a efectuar para conseguir la esterilización

comercial.

Dt : Tiempo de reducción para el microorganismos representativo.

Pero n tiene la siguiente deducción:

No : Número de microorganismos inicial

Nf : Probabilidad de supervivencia de una espora termoresistente

Por lo tanto:

BASES MICROBIOLOGICAS PARA EL CALCULO DE Fo.

1. Dar seguridad desde el punto de vista de la salubridad publica, preservando

el deterioro por el Clostridium botulinum, y considerando que la espora

sobrevive a un proceso térmico de 10-9

PUNE = 10-9

2. Preservando el deterioro , por microorganismos no patógenos

Preservar contra la formación de orgaismos no esporulados mesófilos.

La probabilidad de que los microorganismos mesofilos sobrevivan a un

proceso termico es de 10-6

PUNE = 10-6

Preservar contra el desarrollo de las esporas de microorgaismos

termofilos, considerando la probabilidad sea menor a 10-3

PUNE = 10-3

PUNE: probabilidad de unidad no esteril


Probabilidad de deterioro

La probabilidad de deterioro se utiliza para el cálculo de envases deteriorados duran-

te el procesamiento de un lote de producto

Según

F= D(log(No) – log(N))

Si r es el numero de envases procesados y el No, el número de esporas iniciales en

cada envases entonces la carga inicial al comienzo del proceso térmico es:

log(rNo)

Y al final será :

log(rN)

luego reemplazando en el valor F

luego :

Considerando que el proceso térmico debe alcanzar una probabilidad de un microor-

ganismo por lote


Determinar la probabilidad de deterioro de un proceso térmico con un Fo = 6

minutos a 113 ºC, cuando D113ºC =4 minutos y la población microbiana es de 104 por

envases

Calculando D121.1ºC

r =2,1 x 106

Se puede esperar un deterioro de aproximadamente 2 envases por 106 envases

2.2.2.1. MÉTODO GENERAL (BIGELOW)

El método general o de Bigelow, se fundamenta en la evaluación de un solo punto,

en una conserva, al cual se le denomina punto más frío de una conserva (pmf), en

base a lo cual, Bigelow postulo los siguientes principios.

Si el punto más frío de un envase esta estéril todos los demás puntos serán

estériles

Que para cada temperatura existe un efecto letal (Lt), el cual es acumulativo

en el tiempo.

La base matemática es la siguiente:


aplicando logaritmos

derivando la expresión

pero:

luego:

pero:

Por lo tanto reemplazando

Despejando:


Integrando

donde:

Sustituyendo

La ecuación deducida es una función de la Temperatura y del tiempo, la cual no

puede ser resuelta por cálculo diferencial, debiéndose recurrir a los métodos

numéricos.

Para alimentos de baja acidez y alto pH.

Se hacen las siguientes consideraciones para efectuar los cálculos

o su equivalente en grados Celsius

La temperatura

El valor o su equivalente


Asimismo el termino se emplea cuando los valores de la temperatura

están en ºF.

O, cuando los valores de la temperatura están en ºC.

Por lo tanto la ecuación de Bigelow quedaría de la forma siguiente:

, para temperaturas en ºF

, para temperaturas en ºC

Empleo de métodos numéricos (La ecuación de los trapecios)

Para fines prácticos se consideran

Por lo cual la expresión queda:

Donde el valor de efecto letal (Lt) se calcula para temperatura en el punto más frío

(Tpmf).

Con lo cual se obtiene la curva de efecto, cuya integración por el método de los

trapecios nos da el valor del área bajo la curva, es decir el valor F, del proceso.


En alimentos con pH mayor de 4.5, el rango de reducción o destrucción microbiana,

con una cobertura de seguridad aceptable, se establece tomando como referencia al

Clostridium Botulinum, que es la bacteria esporulada patógena productora de toxina

más resistente al calor; para el caso de alimentos de pH inferior a 4.5 el

microorganismo de referencia es el Byssothlamys Fulva.


Figura Nº 3 Curva del efecto letal (Lt)

Efecto del tratamiento térmico sobre el valor nutritivo de la leche

Pérdidas

Nutrimento UHT Esterilización en botella Tiamina 10 35 Ácido Ascórbico 25 90 Vitamina 13,2 10 90 Ácido fólico 10 50 Acido pantoténico 0 0 Biotina 0 0 13-caroteno 0 0 Piridoxina 10 50 Vitamina D 0 0 Proteínas séricas 12-40* 87 Lisina - 10 Cistina 13 Valor biológico 6


* UHT directo a 135ºC durante 2 segundos (12.3%), UHT indirecto a 135ºC durante 2

segundos (40.3%)

Tabla II

Efecto de la esterilización convencional y por envasado aséptico sobre las pérdidas vitamínicas en tiamina y piridoxina

Pérdidas en tiamina % Pérdidas en piridoxina (%)

Producto UHT Método UHT Método convencional convencional Arvejas 15.8 40.3 9.5 10.1 Carne vacuna 9.2 21.6 4.1 2.9 Concentrado de 0 2.8 0 0 Tomate

En la Tabla III podemos observar la relación entre los distintos parámetros indicadores de sensibilidad ante la temperatura.

Datos de destrucción térmica

D121ºC (mín) Z (ºC) Q10 Ea, (kcal/mol)

Vitaminas 100-1000 72-12.7 2,1-2.5 20-30 Destrucción de enzimas 1-10 11.1-37.8 1.5-31 12-100 Células vegetativas 0.002-0.02 11.1-13.3 31-178 100-120 Esporas microbianas 01-5.0 5.6-11.1 6.5-31 53-83 (cepas termorresistentes) Calidad organoléptica 5-500 7.2-26.7 1.7-2.5 10-30 (sabor, color, textura, etc.)


Parámetros de base para el tratamiento térmico

ESTERILIZACION PASTEURIZACIONMicroorganismos Clostridium Bysochlamys botulinum fulvaTemperatura de Referencia 250 ° F =121.1 ° C 200 ° F = 93.3 ° CValor D 0.21 min 1minValor Z 18 ° F = 10 ° C 16 ° F = 8.9 °CTemperatura mínima letal 212 ° F =100 ° C 158 °F = 70 °C

Expresión de la letalidad


Valores de esterilización (Fo) para algunos alimentos enlatados

PRODUCTOS TAMAÑO DE ENVASES FO (REQUERIDO )Espárragos Todos 3.0-4.0"Baby food " " Junior " 2.5-5.0

Alverjitas en salmuera N 2 3,5Alverjitas en salmuera N 10 6

Zanahorias Todos 3pollo c/ hueso Todos 6.0-8.0

Maíz c /mazorca en salmuera N 2 9Maíz c /mazorca en salmuera N 10 15

Crema de maíz N 2 5.0-6.0Crema de maíz N 10 2,5

Alimentos para perro N 2 12Alimentos para perro N 10 6

Productos de pescado Varios 5.5-8.0Carne en trozos N 2 6

Fríjol en salmuera N 2 8.0-10.0Fríjol en salmuera N 10 11Camote en jarabe N 2 4,5Papa en salmuera N 2 4,5


Salchichas "Viena " en salmuera Varios 5Espinaca cortada N 2 4Chile con carne Varios 6

CÁLCULO DEL VALOR F DEL PROCESO

Para el cálculo experimental del proceso térmico se tiene en cuenta el punto o lugar del

producto más inaccesible al calor, este punto es el más frío durante el calentamiento y

por ende el más caliente durante el enfriamiento. Mediante la instalación de

termocuplas a lo largo del eje central del producto se localiza experimentalmente el

punto más frío del envase (punto muerto).

El método de las termocuplas es la vía experimental de determinación de la historia de

la temperatura del punto más frío y consiste en colocar una termocupla en el p.m.f.

encontrado. Los extremos de la temocupla se conectan a un potenciómetro donde se

lee a intervalos regulares, el potencial generado por la diferencia de temperaturas en

un par termoeléctrico como el fierro u cobre-constatan, que son los más usados.

Una vez graficada la curva de la temperatura a través del tiempo en el punto más frío

del envase, se procede al cálculo del efecto letal producido por el calor en el punto más

frío.

El efecto letal del calor sobre el p.m.f. se cuantifica en minutos y cada temperatura por

encima de los 100C le corresponde un determinado efecto letal en minutos; como

referencia para la esterilización se considera el efecto letal a 250F (121.1C) que es

igual a 1 minuto.


En el caso de la pasteurización, la temperatura se considera temperatura letal a partir

de los 70C, tomándose como referencia al efecto c 200F (93.3C) que es igual a 1

minuto.

Cálculo de deterioro de nutrientes en un proceso térmico por convección.

Formula general de destrucción térmica

............................ a

para un tiempo t1:

............................... 1

........................... 2

.......................... 3

......................... 4

1 en 2

.....................5

2 en 3


......................6

............. 7

........ 8

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA TRANSFERENCIA DE CALOR DURANTE EL

PROCESO TÉRMICO.-

TIPO DE ENVASE.- En este aspecto se considera el material, forma y espesor, es así

que el aluminio tiene una mayor conductividad que la hojalata y esta a su vez que el

vidrio, en cuanto a la forma del envase, una lata de 1 lb tal , que contiene Sardinas en

salsa de tomate, tendrá una transmisión de calor diferente a un lata de 1 lb. oval que

contenga el mismo producto.

SISTEMA DE ESTERILIZADO.- En la industria alimentaria, existen 2 sistemas de

esterilizado: el sistema discontinuo, no hay un flujo constante de envases, si nó que

se realiza a través de cargas o Bach, dentro de este sistema existen 2 variedades, el

sistema estacionario y el rotatorio. A través de la rotación se logra con la agitación del

producto, una penetración enérgica del calor, reduciéndose los tiempos de esterizado

en forma notable, cuanto mayor sea el número de rotaciones por minuto, el

inconveniente de este sistema es que no se puede aplicar para algún tipo de

productos, que pueden estropearse con la rotación.


En los sistemas continuos, los envases tienen un doble movimiento entorno a su

propio eje y a la vez en algunos casos alrededor del eje de la propia autoclave, como

en el caso del sistema F.M.C.; existen una variedad de autoclaves continuas, siendo

este un sistema eficiente con el que se logra un proceso rápido y efectivo.

TIPO DE PRODUCTO.- De acuerdo a las características del producto, la transmisión de calor será lenta o enérgica según el caso de productos sólidos o líquidos.

ESPACIO LIBRE.- El espacio libre ideal para conservas de alimentos es

aproximadamente el equivalente al 5% de la altura total del envase; con esto se logra

un mejor vacío interior para compensar la presión interna durante el proceso térmico, a

la vez que favorece una mejor transmisión en el interior durante el mismo.


PROCESO TERMICO (METODO GENERAL O METODO DE BIGELOW)BASADO EN UNA CURVA DE PENETRACIÓN DE CALOR (REGISTRO DE

TIEMPO Y TEMPERATURA EN EL PUNTO MAS FRIO DEL ENVASE

Para alimentos de baja acidez (pH>4,5)

Aplicado:Ejercicio profesional:

Evaluación y certificar proceso térmico comercial, debidamente establecido.

En diseño de productos (conservas)Corrección de tiempo de cierre de vapor por exceso o defecto.Simulación por cambio de temperatura de autoclave o de la temperatura inicial.Simular la destrucción de nutrientes en un proceso térmico.


CASO 1: Evaluación de un proceso térmico comercial, para alimentos de baja acidez pH > 4,5, el microorganismos base es el Clostridium botulinum

Ejemplo:

Se tiene el siguiente registro de tiempo y temperatura para una conserva para un Fo = 5 minutos (recomendado)

Temperatura de autoclave TR = 115 ºCDeterminar el valor de Fp

Ecuación de efecto letal

Ecuación simple de Simpson

Calculo de Fp, empleando la ecuación de Simpson

El valor que se encuentra de Fp, se compara con el valor Fo (recomendado)

Teniendo en cuenta lo siguiente:

Si: Fp = Fo la conserva esta esterilizada : aceptada Fp < Fo la conserva esta subestilizada : rechazo Fp>> Fo la conserva esta sobre esterilizada : rechazo

Se recomienda efectuar los cálculos a partir de los 100 ºC


Tabla Historia de tiempo y temperatura en el punto más frío de un envase

t(min) Tpmf ºC Lt Ai

0 321 322 32.53 334 345 36.56 39.7 428 44.59 48

10 5111 5412 5713 6014 63.515 66.516 69.517 7218 7519 7820 80.521 83.22 8523 87.524 8925 9126 9327 94.528 96.5029 97.5030 10031 100.5032 101.533 102.534 103.535 104.536 105.237 106.838 10739 107.540 108

t(min) Tpmf ºC Lt Ai


41 108.542 10943 109.544 11045 110.546 11147 111.548 119.949 11250 112.551 112.552 11353 113.554 113.655 113.756 113.957 113.958 11459 114.560 114.561 114.762 114.7063 114.7564 114.7565 114.9066 115.67 115.568 115.769 115.8 (CV)70 113.5071 111.042 107.5073 103.074 99.0075 9576 90.577 80


CV. cierre de vapor

Para efecto del calculo considerar puntos impares, contabilizando a partir de 100 ºC,

la zona de calentamiento y de enfriamiento, luego aplique la ecuación de efecto letal

(Lt), para cada temperatura, luego empleando la ecuación de Simpson,

Determine Fp. Concluya si la conserva esa subestilizada, sobre esterilizada o

estelizada


CASO 2: cuando el valor Fp esta en defecto (subesterilizada) es decir Fp <

Fo (recomendado)

TR = 115 ºC, Fo = 5 minutos

Tiempo (min)

Tpmf ºC Lt

0 351 362 383 404 505 656 807 858 909 95

10 10011 10512 10713 10814 10915 11016 11217 11318 113.519 113.920 114.221 114.222 114.223 114.2 CV

Determine el valor Fp, y encuentre el Nuevo tiempo de cierre de vapor (CV)


CASO 3: CUANDO EL VALOR FP ESTA EN EXCESO (SOBRE ESTERILIZADA)

ES DECIR FP >> FO (RECOMENDADO)

TR: 121,1 ºC

Fo = 6 minutos (recomendado)

t (min) TPMF ºC LT Ai

0 951 962 983 994 1005 1016 1057 1068 1089 110

10 11111 11212 11513 11614 116.215 116.916 11717 11718 11819 11920 119.621 119.922 12023 120.424 120.425 120.426 120.527 120.528 120.629 120.6

Determinar Fp, compare con el Fo y determine el nuevo tiempo de Cierre de Vapor

(CV)


CASO 4: CAMBIO DE TEMPERATURA DE UN AUTOCLAVE PARTICULAR A

OTRA TEMPERATURA

Teniendo la curva de penetración, y queremos determinar como varia la temperatura

en el punto mas frío del envase, cuando se varía la temperatura del autoclave

T1pmf :Nueva temperatura en el punto mas frió del envase

TR(N): Temperatura de autoclave, nueva

TR: temperatura de autoclave original

To : temperatura inicial

Tpmf : temperatura en el punto frió original.

CASO 5: DETERMINAR LA NUEVA TEMPERATURA EN EL PUNTO MÁS FRÍO

CUANDO SE CAMBIA LA TEMPERATURA INICIAL (TO)

T1pmf: Nueva temperatura en el punto mas frío

TR: Temperatura de autoclave original.

To(N): La nueva temperatura inicial

Tpmf : Temperatura en el punto más frío original

To : temperatura inicial

La tabla muestra la penetración de calor (original), se requiere realizar las siguientes simulaciones:

Tiempo (min)

TPMF ºC LT


0 202 234 256 308 35

10 4412 5314 5916 6818 7520 8222 8724 9226 9628 10030 10332 10834 107.536 11038 11140 11342 11444 11546 11648 11750 11752 11854 11856 11958 11960 119

62 (CV) 119.5

Calcular: El valor Fp Calcular la variación de Tpmf, si se cambia la temperatura del autoclave por

un TR(N) = 115 ºC. Determinar el nuevo cierre de vapor para un Fo = 12 min


Utilizando la tabla original , determinar la nueva temperatura en el punto mas frío, para una temperatura inicial To(N) = 85 ºC

Utilizando la tabla original determine la nueva temperatura en el punto más frío, y para un valor Fo = 12 min, donde TR(N) = 119 ºC y To(N) = 65 ºC

Calculo


Cuando TR(N) = 115 ºC

Tiempo (min)

TPMF ºC T1PMF LT

0 202 234 256 308 35

10 4412 5314 5916 6818 7520 8222 8724 9226 9628 10030 10332 10834 107.536 11038 11140 11342 11444 11546 11648 11750 11752 11854 11856 11958 11960 119

62 (CV) 119.5

Calculo cuando To(N) = 85 ºC


Tiempo (min)

TPMF ºC T1PMF LT

0 202 234 256 308 35

10 4412 5314 5916 6818 7520 8222 8724 9226 9628 10030 10332 10834 107.536 11038 11140 11342 11444 11546 11648 11750 11752 11854 11856 11958 11960 119

62 (CV) 119.5


Cuando To(N) = 65º C y TR(N) = 119 ºC

Tiempo (min)

TPMF ºC T1PMF

(To(N))T1PMF(To(N) Y

TR(N)LT

0 202 234 256 308 3510 4412 5314 5916 6818 7520 8222 8724 9226 9628 10030 10332 10834 107.536 11038 11140 11342 11444 11546 11648 11750 11752 11854 11856 11958 11960 119

62 (CV) 119.5

VALOR EFECTO DE COCCIÓN


Este es un valor relacionado con los procedimientos de coccion y es definido por el termino:

Co : efecto de cocciónT: temperatura de cocciónZ: varia de 15 a 23 ºCT: tiempo de procesamiento en segundos

Ejemplo:

T= 121.1 ºCz= 15 ºCt= 5 segundos

CASO 6. : CALIDAD DEL ALIMENTO EN FUNCIÓN DEL TIEMPO DE TRATAMIENTO TÉRMICO PARA ALIMENTOS CUYO MECANISMO DE TRASMISIÓN DE CALOR ES POR CONVECCIÓN.


Uso del valor ( este valor determina la calidad nutricional del alimento (desnaturalización de proteínas, perdida de aminoácidos, vitaminas, deterioro de carbohidratos)

TR : 115 ºC

Tiempo (min)

TPMF (%)=

0 351 362 383 404 505 656 807 908 1009 105

10 10711 11012 11413 11414 11415 11416 114.517 114.518 114.519 114.5

CASO 7. : CALIDAD DEL ALIMENTO EN FUNCIÓN DEL TIEMPO DE TRATAMIENTO TÉRMICO PARA ALIMENTOS CUYO MECANISMO DE


TRASMISIÓN DE CALOR ES POR CONDUCCIÓN. Usar el valor

Tiempo (min) TPMF (%)=

0 951 962 983 994 1005 1016 1057 1068 1189 11010 11111 11212 11513 11614 11815 12016 12017 12018 12019 120.220 120.221 120.222 120.323 120.424 120.425 120.426 120.627 120.628 120.629 120.6

CASO 8. CONOCIENDO LAS CONSTANTES CINÉTICAS DE LOS


NUTRIENTES Y LA CURVA DE PENETRACIÓN DE CALOR ES FACTIBLE DETERMINAR LA PERDIDA DEL NUTRIENTE EN EL PRODUCTO.

(El cálculo es aplicable para alimentos cuyo mecanismo de transmisión de calor es por convección, donde se asume que todos los puntos del envase estan a la misma temperatura)

Determinar la perdida de nutriente , lisina de la siguiente tabla de penetración de calor

Tiempo (min) Tpmf

0 651 682 753 784 805 856 907 988 999 10010 11011 11012 11213 11314 11415 11416 11417 11418 114.119 114.220 114.321 114.322 114.3


CASO 9: PASTEURIZACIÓN

Base de calculo es Bysochlamys fulva

Por ejemplo una conserva de rodajas piña ha recibido un tratamiento termico cuya historia de tiempo y temperatura son:

TIEMPO (T) MIN

TPMF ºC Lt

0 351 372 383 404 455 506 557 608 659 7010 7211 7512 8013 8514 9015 95

(Calcular el efecto letal, desde los 35 ºC, y aplicar Simpson, y comparar con Fo = 1min, calculando el nuevo cierre de vapor)

Determine Fp


CASO 10. INTERCAMBIADORES DE CALOR

Un proceso térmico consta de un calentamiento instantáneo a 138 ºC, seguido de un periodo isotérmico de 4 segundos a dicha temperatura, seguido de un enfriamiento instantáneo. Determine el valor Fp, si el alimento es de baja acidez

TIEMPO t (S) TPMF ºC LT (S) LT(MIN)1 352 1383 1384 1385 1386 40

Durante una experiencia en un intercambiador de calor se obtuvo los siguientes valores

TIEMPO (t) s TPMF ºC LT (s) LT(min)0 1071 114.82 122.43 128.74 132.95 136.256 138.37 139.48 1409 140

10 14011 14012 129.213 117.2514 108


PROCESO TERMICO : PROBLEMAS(METODO GENERAL O METODO DE BIGELOW)

En los siguientes problemas realizar las siguientes tareas :

-EL efecto Letal(Lt) en función de la Temperatura-Evaluar el proceso térmico (Fp) empleando la ecuación de Simpson y dado un valor F recomendado (Fo), construir la grafica integral.-Determinar tiempo y temperatura.

PROBLEMA 1

Alimento: Lomito de sardina en aceiteEnvase: TUNAValor F(recomendado)= 6min

T=230°F T=240°F T=250°F

Tiempo min Tpmf ºF Tiempo min Tpmf ºF Tiempo min Tpmf ºF

0 68 0 68 0 68

2 71.6 2 69.8 2 73.4

4 75.2 4 75.2 4 77

6 87.8 6 87.8 6 95

12 125.6 12 136.4 12 138.2

16 147.2 16 154.4 16 167

20 167 20 177.8 20 188.6

24 183.2 24 194 24 204.8

28 194 28 204.8 28 217.4

32 203 32 213.8 32 225.5

36 210.2 36 221 36 231.8

40 215.6 40 225.5 40 237.2

44 219.2 44 228.2 44 240.8

48 221.2 48 231.8 48 242.6

52 224.6 52 233.6 52 244.4

56 226.4 56 235.4 56 246.2

60 226.4 60 235.2 60 247.1

64 228.2 64 237.2 62 248

68 228.2 68 237.2

76 229.1 72 238.1

80 229.1 76 238.1

96 229.1 78 239

100 229.8

102 229.8

116 229.8

PROBLEMA 2


Curva Experimental de penetración de calor (tiempo en min y Temperatura en °C)Valor F(recomendado) = 6 minTR = 121 °CTeimpo: min; temperatura ºC

TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP0 62 19.5 110 39 121 58.5 91

1.5 66 21 111 40.5 121 60 873 70 22.5 113.5 42 CV 121

4.5 74.5 24 114.5 43.5 1206 79.5 25.5 115.5 45 120

7.5 84 27 116.5 46.5 119.59 88.5 28.5 117.5 48 118

10.5 92.5 30 118.5 49.5 11512 96.5 31.5 119 51 105

13.5 100 33 119.5 52.5 10415 103 34.5 120 54 99.5

16.5 105.5 36 120.3 55.5 9618 108 37.5 120.8 57 95

PROBLEMA 3Penetración de calor en conserva de merluza en salsa de tomate (envase tipoTall / Libra)Tiempo (min) ; Temperatura (°C)Valor F (recomendado) = 6 minutosTR =115°CTiempo m9n ; temperatura ºC

TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP0 58 15 81.5 30 101.1 45 1101 58.4 16 83.3 31 102 46 110.32 58.4 17 85 32 102.8 47 110.53 60.5 18 86.5 33 103.8 48 110.84 62.5 19 88 34 104.2 49 1115 64 20 90.5 35 104.9 50 111.56 65.1 21 91 36 105.5 51 111.67 66.3 22 92.5 37 106.1 52 111.78 69.2 23 93.7 38 106.8 53 111.99 71 24 94.9 39 107.2 54 112.210 72.5 25 97.2 40 107.6 55 112.411 74.3 26 98.2 41 108.1 56 112.612 76.5 27 99.3 42 106.6 57 112.913 78 28 100.1 43 109 58 11314 79.5 29 101.1 44 109.9 59 113.1

PROBLEMA 4Penetración de calor Conserva de Langostinos en salmuera y al natural


Valor F (recomendado) = 6 minutosTR=110°C

TIEMPO(MIN) EN SALMUERA Tpmf( C) AL NATURAL Tpmf( C)

0 70 67

1 75 67.5

2 83 77.1

3 92 80.2

4 99.5 84.7

5 103.5 88.3

6 107 96.4

7 109.5 100.5

8 110 104.1

9 110 106.5

10 110 108.3

11 110 110

12 110 110

13 110 110

14 110 110

15 110 110

16 110 110

17 110 110

18 110 110

19 110 110

20 110 110

21 110 110

22 110 110

23 110 110

24 110 110

25 110 110

26 110 110

27 110 110

28 110 110

29 110 110

30 110 110

31 110 110

32 110 110

33 110 110

34 110 110

35 110 110


36 110 110

37 110 110

38 110 CV 110

39 107.5 110

40 105 110 CV

41 100 109.7

42 96.5 105.2

43 86 90.8

44 72 76.4

45 66.5

46 64

47 55

PROBLEMA 5CONSERVA PASTA DE SARDINA en envase de 1/2 Libra (Tiempo min) y (Temperatura °C)Valor F(recomendado) = 6 minutosTR = 115 °CTiempo min; Temperatura ºC

TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP

0 32 20 80.5 40 108 60 1141 32 21 83 41 108.5 61 114.25

2 32.5 22 85 42 109 62 114.53 33 23 87.5 43 109.5 63 114.5

4 34 24 89 44 110 64 114.5

5 36.5 25 91 45 110.5 65 114.56 39 26 93 46 111 66 114.5

7 42 27 94.5 47 111 67 114.58 44.5 28 96.5 48 111.5 68 114.5

9 48 29 97.5 49 112 69 CV 114.5

10 51 30 99 50 112 70 113.5

11 54 31 100.5 51 112.5 71 11112 57 32 101.5 52 112.5 72 107.5

13 60 33 102.5 53 113 73 103

14 63.5 34 103.5 54 113 74 99

15 66.5 35 104.5 55 113.5 75 95

16 69.5 36 105.5 56 113.6 74 91.517 72 37 106 57 113.6 75 88

18 75 38 107 58 114 76 84.5

19 78 39 107.5 59 114 77 81.5


PROBLEMA 6CONSERVA DE FILETE DE BONITO EN SALSA DE SILLAUValor F recomendado = 6 minutosTR = 110 °CTiempo min ; temperatura ºC

TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP0 54.2 20 101 40 110 60 1101 57.2 21 101.8 41 110 61 1102 60 22 102.7 42 110 62 1103 62.7 23 103.7 43 110 63 1104 65.5 24 104.5 44 110 64 1105 69 25 104.9 45 110 65 1106 72 26 105.7 46 110 66 1107 74.5 27 106.2 47 110 67 1108 77.8 28 106.2 48 110 68 1109 82 29 107 49 110 69 11010 85.5 30 107.6 50 110 70 11011 88 31 108.1 51 110 71 11012 90.3 32 108.5 52 110 72 11013 92.3 33 108.9 53 110 73 CV 11014 94.5 34 109.1 54 110 74 107.815 96 35 109.4 55 110 75 104.316 97 36 109.6 56 110 74 95.417 98.2 37 109.7 57 110 75 83.618 99 38 109.9 58 110 76 72.519 100 39 110 59 110 77 70

PROBLEMA 7CONSERVA DE CHOROS EN SALSA DE TOMATE (MIN - °C)Valor F recomendado = 6 minutosTR=118°CTiempo min ; temperatura ºC

TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP

0 47 20 97.5 40 114.5

1 47.8 21 99 41 115

2 51.5 22 101 42 115.5


3 53 23 102.5 43 115.7

4 54.6 24 104 44 116

5 56.4 25 105 45 116

6 58 26 106 46 116

7 60.15 27 107.5 47 116.5

8 62.8 28 108.5 48 116.5

9 65.3 29 109.5 49 117

10 67.5 30 110 50 117.2

11 70.5 31 111 51 CV 117.2

12 73.5 32

13 76.6 33

14 79.5 34

15 82.5 35

16 85 36

17 88 37

18 90.5 38

19 93 39

PROBLEMA 8CONSERVA DE BONITO EN SALSA PICANTEValor F recomendado = 6 minutosTR =110°CTiempo min ; temperatura ºC

TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP0 56.1 20 99.5 40 109.3 60 1101 59.1 21 100 41 109.5 61 1102 63.2 22 100.5 42 109.8 62 1103 66 23 101.5 43 110 63 110


4 68 24 101.5 44 110 64 1105 72 25 101.8 45 110 65 1106 76 26 102.3 46 110 66 1107 80 27 102.8 47 110 67 1108 81.9 28 103.5 48 110 68 1109 83.7 29 104 49 110 69 110

10 85.2 30 104.5 50 110 70 11011 87 31 105 51 110 71 11012 88.5 32 105.5 52 110 72 11013 90 33 106 53 110 73 11014 91 34 106.5 54 110 74 11015 92.5 35 107 55 110 75 11016 94 36 107.5 56 110 76 11017 95.2 37 108 57 110 77 11018 96.8 38 108.5 58 110 78 11019 98.3 39 108.9 59 110 79 CV 110

80 108.581 106.582 99

PROBLEMA 9CONSERVA DE SARDINA EN SALSA DE TOMATE TIPO PORTOLAValor F recomendado = 9 minTR=250 °FTiempo min; temperatura ºF

TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP0 89.6 20 148.1 40 215.6 60 241.71 89.6 21 152.6 41 216.5 61 242.62 89.6 22 155.3 42 218.3 62 243.53 91.4 23 159.8 43 219.2 63 244.44 96.8 24 167.9 44 220.1 64 244.45 98.6 25 171.5 45 221 65 244.46 104 26 175.1 46 221.9 66 245.37 109.4 27 179.6 47 225.5 67 245.38 112.2 28 183.2 48 227.3 68 245.75


9 113.9 29 185.9 49 229.1 69 246.210 118.4 30 189.5 50 230 70 24811 122 31 193.1 51 230.9 71 24812 123 32 194.9 52 232.7 72 24813 126.5 33 199.4 53 233.6 73 24814 131 34 201.2 54 234.5 74 CV 24815 137.7 35 203 55 235.4 75 246.216 138.2 36 207 56 236.3 76 242.617 140 37 209.3 57 237.2 77 235.418 144.5 38 212 58 239 78 23019 148.1 39 212.9 59 240.8 79 226.1

PROBLEMA 10CONSERVA DE SARDINA EN SALSA DE TOMATE TIPO PORTOLAValor F recomendado = 9 minutosTR= 240 °FTiempo min ; tempertura ºF

TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP TIEMPO TEMP

0 98.6 40 203 78 235.4

2 99.5 42 206.6 80 235.4

4 104 44 211.1 82 237.2

6 112.2 46 212 84 237.2

8 114.8 48 215.6 86 238.1

10 119.3 50 216.5 88 239

12 123.8 52 217.4 90 239

14 129.2 54 219.2 92 CV 239

16 134.6 56 221 94 238.1

18 140 58 223.7 96 236.4


20 145.4 60 225.5 98 231.8

22 154.4 62 226.4 100 227.3

24 160.7 64 228.2 102 221.9

26 167 66 230 104 214.7

28 172.4 68 230.9 106 207.5

30 178.7 70 230.9 108 197.6

32 183.2 72 231.8 110 192.2

34 183.6 74 232.7 112 180

36 193.5 78 233.6 114 175

38 195.8 76 234.5 116 175

PROBLEMA 12Producto: ESPAGUETI EN SALSA DE TOMATEEnvase de vidrio : 63 mm. 370 ml.TR= 120 ° CValor F recomendado = 4 minutos

Tiempo min Tpmf ºC Tiempo min Tpmf ºC

1 100 14 118

2 102.5 15 118

3 106 16 118.5

4 108 17 119

5 110 18 CV 119

6 111 19 117

7 113 20 114

8 114 21 108

9 115 22 101

10 116 23 100

11 116

12 117

13 117.5

PROBLEMA 13Producto : ANCHOVETA EN SALSA DE TOMATEEnvase : ½ libra TUNA 8 onzas140 gramos de anchoveta cocida, 40g de salsa de tomateTiempo min ; temperatura ºF

TIEMPO TPMF TIEMPO TPMF TIEMPO TPMFMIN C MIN C MIN C

0 29.4 31 64.9 62 96.81 31.2 32 65.2 63 98.12 32.1 33 66.2 64 99.1


3 33.5 34 67.9 65 100.34 34.8 35 68.4 66 101.95 35.8 36 69.1 67 103.156 37.2 37 70.15 68 104.47 39.6 38 71.25 69 105.18 39.6 39 72.1 70 106.49 40.1 40 73.2 71 108.1

10 40.6 41 74.3 72 109.411 41.15 42 75.4 73 110.212 42.8 43 76.15 74 111.813 43.3 44 76.8 75 112.414 46.1 45 77.1 76 113.215 47.2 46 77.6 77 114.616 48.5 47 78.4 78 115.217 50.1 48 80.9 79 115.218 50.8 49 82.2 80 115.219 51.2 50 84.2 81 115.220 52.3 51 85.05 82 115.221 23.8 52 86.4 83 115.222 54.1 53 87.15 84 115.223 55.2 54 89.1 85 115.224 56.6 55 89.9 86 115.225 57.3 56 90.2 87 115.226 59.1 57 91.6 88 115.227 60.4 58 92.4 89 115.228 62.6 59 93.15 90 115.229 63.2 60 94.9 91 115.230 64.4 61 95.1 92 115.2


METODO FORMULA BALL DETERMINACION DE TIEMPO DE PROCESO Y VALOR Fp

TR= 248 CUT 2.5 minTo 75 ºC

tiempo (min) Tpmf Tpmf (ºF)

0 75 167.001 75 167.002 85 185.003 95 203.004 99 210.205 105 221.006 108.5 227.307 110 230.008 114 237.209 118 244.40

10 118.5 245.3011 118.8 245.8412 118.9 246.0213 119 246.2014 119.2 246.5615 119.4 246.9216 119.5 247.1017 119.8 247.64


Valores de g y fh/U (m+g=180)

1.Determinar la ecuación g=f(fh/U)

2.Determinar la ecuación fh/U=f(g)

Z=18 Z=16 z=16 z=18g g f/U LOG(fh/U) log(g) log(g)

0.1111 0.09830 0.60000 -0.22185 -1.00745 -0.95428594 0.1455 0.12760 0.65000 -0.18709 -0.89415 -0.83713701 0.1862 0.16240 0.70000 -0.15490 -0.78941 -0.73002032 0.2430 0.20300 0.75000 -0.12494 -0.69250 -0.61439373 0.2860 0.24800 0.80000 -0.09691 -0.60555 -0.54363397 0.3420 0.29700 0.85000 -0.07058 -0.52724 -0.46597389 0.4020 0.34900 0.90000 -0.04576 -0.45717 -0.39577395 0.4660 0.40400 0.95000 -0.02228 -0.39362 -0.33161408 0.5320 0.46200 1.00000 0.00000 -0.33536 -0.27408837 0.8840 0.76800 1.25000 0.09691 -0.11464 -0.05354773 1.2500 1.08800 1.30000 0.11394 0.03663 0.09691001 1.6190 1.41200 1.75000 0.24304 0.14983 0.20924685 1.9870 1.73400 2.00000 0.30103 0.23905 0.29819787 2.3460 2.04900 2.25000 0.35218 0.31154 0.37032801 2.6980 2.35700 2.50000 0.39794 0.37236 0.43104195 3.0370 2.65500 2.75000 0.43933 0.42406 0.48244479 3.3660 2.94200 3.00000 0.47712 0.46864 0.52711411 3.6790 3.21800 3.25000 0.51188 0.50759 0.56572979 3.9790 3.48300 3.50000 0.54407 0.54195 0.59977394 4.2710 3.73900 3.75000 0.57403 0.57276 0.63052957 4.5470 3.98500 4.00000 0.60206 0.60043 0.65772495 5.0580 4.43300 4.50000 0.65321 0.64670 0.70397883 5.5190 4.84000 5.00000 0.69897 0.68485 0.74186039 5.9500 5.22000 5.50000 0.74036 0.71767 0.77451697 6.3600 5.58000 6.00000 0.77815 0.74663 0.80345712 6.7400 5.91000 6.50000 0.81291 0.77159 0.8286599 7.1000 6.23000 7.00000 0.84510 0.79449 0.85125835 7.4500 6.54000 7.50000 0.87506 0.81558 0.87215627 7.7900 6.83000 8.00000 0.90309 0.83442 0.89153746 8.4400 7.41000 9.00000 0.95424 0.86982 0.92634245 9.0400 7.94000 10.00000 1.00000 0.89982 0.95616843 10.2700 9.02000 12.50000 1.09691 0.95521 1.01157044 11.2700 9.90000 15.00000 1.17609 0.99564 1.05192392 12.1400 10.67000 17.50000 1.24304 1.02816 1.08421869 12.9400 11.38000 20.00000 1.30103 1.05614 1.11193428 14.2900 12.56000 25.00000 1.39794 1.09899 1.15503223 15.4300 13.56000 30.00000 1.47712 1.13226 1.18836593 16.3600 14.59000 35.00000 1.54407 1.16406 1.2137833 17.2000 15.13000 40.00000 1.60206 1.17984 1.23552845 17.9700 15.81000 45.00000 1.65321 1.19893 1.25454808 18.6400 16.40000 50.00000 1.69897 1.21484 1.27044591 19.8300 17.46000 60.00000 1.77815 1.24204 1.29732271 20.8600 18.36000 70.00000 1.84510 1.26387 1.3193143


21.7000 19.10000 80.00000 1.90309 1.28103 1.33645973 22.4400 19.76000 90.00000 1.95424 1.29579 1.35102285 23.1000 20.36000 100.00000 2.00000 1.30878 1.36361198 25.9500 22.86000 150.00000 2.17609 1.35908 1.41413736 27.9700 24.65000 200.00000 2.30103 1.39182 1.44669247 29.5500 26.05000 250.00000 2.39794 1.41581 1.47055749 30.8600 27.23000 300.00000 2.47712 1.43505 1.48939592 31.9700 28.19000 350.00000 2.54407 1.45010 1.50474264 32.9400 29.04000 400.00000 2.60206 1.46300 1.51772359 34.6500 30.57000 500.00000 2.69897 1.48530 1.53970324


Determinacion del valor B .Para Curva de calentamiento simple. z =

Jpi =De la curva de penetración de calor.

fh =De la curva de penetración de calor.

F (recomendado ) =

m+g = 180 F Valor del enfriamiento de la conserva.

TR = I =TR -TO = JI =JPI x I - (250 -TR ) /18 Fi =10 U =F (recomendado) x Fi = Letalidad. fh /U =

log g = Determinado en tabla o en grafica.

log JI = Aplicación de la formula de Ball modificada la formula de Ball modificada. B =fh (log JI -log g ) = Tiempo requerido para alcanzar el valor F (recomendado )

DETERMINACION DEL VALOR F z =Jpi =fh=B (tiempo de calentamiento desde el cero corregido hasta el ultimo valor de la temperatura en el pmf )B =m+g =180 FTR =I =TR -TO =JI =Jpi x I =log g 0log JI - ( B/fh ) =g =fh /U = por tabla. - ( 250 -TR ) /18Fi =10

EQUIPOS DE TRATAMIENTOS TERMICO ( TT ) EN LA INDUSTRIA DECONSERVAS

Antes Discontinua Sin 1. Autoclave Estatico Vertical - Horizontal


del T .T Con 2. Autoclave con Canastilla GiratoriaEsterilizadores Continua Sin 3. Hidrostatico "Hydrolock" "Hidroflow " Con 4 ."Sterilmatic "- "Steriflame "Hidrostaticos Despues Discontinua Sin 5 . del T .T Continua Con 6 . Sin 7 . Con 8 .Inetrcambiadores de placas y tubos Envasado -Aseptico Obligatorio Discontinua Sin 9 .Recipientes de agua caliente o Antes autoclaves de pasteurizacion del T .T Continua Con 10 . Sin 11 .Pasteurizadores de lluvia (Botella) Con 12 ."Spin Cooks " "Hema " "Sterivapour"Pasteurizadores "Steriflame " Discontinua Sin 13 . Despues Con 14 . del T .T Continua Sin 15 . Con 16 . Intercambiadores de calor tubulares o de placas "auto-pasteurizacion " "Envasado Aserrimo en Frio "

SIMULACIÓN DE DESTRUCCIÓN TÉRMICA DE NUTRIENTES A DIFERENTES TEMPERATURAS DE ESTERILIZACIÓN PARA

ALIMENTOS CUYA TRANSMISIÓN DE CALOR ES POR CONVECCIÓN.


El aminoácido Lisina tiene el siguiente valor de tiempo de reducción decimal

Para inactivar al Clostridium botulinum, el cual tiene un tiempo de reducción decimal

Para asegurar un efecto esterilizante requiere de 12 reducción decimales (DT)

De donde se deduce que tiempo de proceso para conseguir un efecto esterilizantes a

121,1 ºC es :

F = N. DT

F = 12 ( 0,21) = 2,52 min.

Pero alimentos de baja acidez se ha determinado un tiempo de proceso de

Cálculo de tiempo de reducción decimal DT, para lisina y el efecto esterilizante para un rango de temperatura dada

Para calcular el tiempo de reducción decimal (DT) para la lisina utilizamos la ecuación

Y la concentración de lisina remanente para cada temperatura se determina por la expresión:

Para calcular el tiempo requerido de efecto esterilizante para el microorganismo usamos la expresión:


Temperatura

T ºC

Tiempo de reducción dec.

(DT) min.

Efecto esterilizante

(Fo) , min.

Concentración de nutriente

(%C)

105 76,55 244,43 0,06110 44,24 77,29 1,79115 25,57 24,44 11,07120 14,78 7,73 30,00125 8,54 2,44 51,74130 4,94 0,77 69,73135 2,85 0,24 82,10


PASTEURIZACION

Tratamientos de pasteurización para alimentos con pH menor a 4,5

Producto pH Microorganismo resistente al calor

Jugo de limon 2.5 Levaduras 0,1

Horatilizas acidas 3 Acidófilas 0.5

Mandarina3.2-3.4 Lactobaciluus 1.0-2.0

Jugo de toronja 3.2 Leuconostoc sp Plantarum

0.2-0.4

Melocoton3.2-3.4 Paecilomyces sp. 1.0-8.0

Manzana 3.3 0.2-0.6

Naranja3.5-3.8 0.6-0.8

Piña3.5 Clostridium pasteuranium 0.8

Fresa3.5-

4 0.4

Cereza acida

Saccahromyces fragiles Pichia membranaefaciens Saccharomyces sp

0.2-0.4

Chucrut3.5-3.9 0.5

Cereza dulce 3.8 Byssochlamys f. Byssochlamys n

0.5-2.5 -0.8

Guayaba 3.8 1.5-8.0

Pera 4 Byssochlamys f. Clostridium pasteuranium 1.3-10

Tomate4.2-4.5

Bacillus coagulans Bacillus polymyxa Bacillus macerans

0.2 - 10


SIMULACION DE PROCESO TERMICO CUANDO EL MECANISMO DE TRANSMISION DE CALOR ES POR CONVECCION

La temperatura del medio calefactor durante el proceso térmico, puede considerarse

de régimen constante, ya que sube rápidamente en el calentamiento y baja también en

forma rápida durante el enfriamiento, lo cual no sucede con el producto, en cuyo caso

la transferencia de calor es de régimen no constante, es decir que su temperatura

interior varía constantemente en función del tiempo. La transferencia de calor, va estar

sometida a 3 resistencias en serie, la resistencia de convección externa (1/hv), es decir

la resistencia del medio calefactor (vapor), la resistencia de la pared de la lata (1/Kl) y

la resistencia del producto, que puede ser (1/Kp) para productos sólidos y (1/hp) para

productos líquidos. Si se iguala la cantidad de calor ganada por el producto en un

incremento infinitesimal de temperatura (dt), por la cantidad de calor transmitida en un

tiempo infinitesimal (do), se puede tener una solución matemática de la siguiente

manera:

Tabla de formación de la ecuación de Shultz y Olson

En un tiempo (t) En un tiempo (t+Δt)

Entrada Qe

Salida Qs=0 Qs=0

Acumulación Qa

Pero:

Entradas –Salidas = Acumulación

Como Salidas = 0

Acumulación = Entradas

Para un tiempo tal como (Δt)

Qe= U.A.(T-TR) Ecuación de transferencia de calor de I. Newton


Qa=mC. (Δt) Calor sensible

Reemplazando

+cte

Para T =To; t=0

donde:

m = masa del producto

c = calor específico del producto

U = coeficiente total de transferencia de calor

A = área superficial del envase

TR = temperatura de la retorta

T = temperatura del producto


Separando las variables e integrando se obtiene la ecuación:

(10)

donde:

To = temperatura inicial del producto

T = temperatura del producto luego de un tiempo (t)

Ecuaciones empiricas para determinar algunas propiedades termofisicas de los alimentos

Calor especifico (BTU/lb.ºF) o (Kcal/kg ºC) o (cal/g.ºC)Empelado en productos cáricos de 26 % de humedad a más y en jugos fruta, con una humedad mayor del 50%

Para cualquier alimento

Xc : Fracción de carbohidratosXp : Fracción de proteínasXg : Fracción de grasaXcz : Fracción de cenizasXag : Fracción de agua

Calor especifico ( kJ/kg.ºC), (kJ/kg ºK)

Dickerson en 1969 propuso la siguiente expresión, para productos carnicol con un contenido de humedad entre el 26, al 100% y jugos de fruta con humedad mayor al 50%

w : contenido de agua en %


Para productos de composición conocida se tiene la siguiente expresión:

m, es la fracción en peso del componente y los subíndices c, p, f, a y m se refiere a carbohidratos, proteínas, grasa, ceniza y humedad

ProblemaDetermine el calor especifico ( en las dos unidades) de los siguientes alimentos, cuya composición es:

Alimento Agua (%) Proteínas (%)

Grasa(%)

Carbohidratos(%)

Cenizas (%)

Manzanas 84,4 0,2 0,6 14,5 0,3Espárragos 91,7 2,5 0,2 5,0 0,6carne 68,3 20,7 10,0 0 1,0Jugo de naranja

88,3 0,7 0,2 10,4 0,4

Piña cruda 85,3 0,4 0,2 13,7 0,4Tomates 93,5 1,1 0,2 4,7 0,5

Conductividad Térmica (k) Para cualquier alimento

Para músculo de pescado

En general

T : temperatura ºFw : % humedad

Conductividad termica (k) dado W/m.ºC

Para frutas y vegetales mayores a 60 %


w: porcentaje de agua

Para carnes entre 0 a 60 ºC y conteniendo agua de 60 a 80%

w: porcentaje de agua

Para alimentos en general en base a la composición química

Difusividad termica (ά)

Problema:Determina a la variación de la temperatura con respecto al tiempo, del jugo de tomate, densidad 980 kg/m3, contenido en una marmita semiesferica con camisa de vapor. El radio de


Xm fracción de agua

Calculo de la conductividad termica( k) BTU/hr.ft.ºF ó cal/min.cm.ºC

k 307 0.645 T 0.00104 T2 0.46 0.054 %agua( )[ ] 10

3

Diseñado para jugos de frutos y soluciones de azúcar.

El cálculo esta fundamentado en la difusividad térmica de los alimentos, este valor se puede determinar vía experimental o también mediante el empleo de tablas que se encuentra en la bibliografía.

la olla es de 0,5 m, el coeficiente de convección es de 5000 W/m2. ºC, la temperatura en la superficie interior de la olla es TR. = 90 ºC y la temperatura inicial del zumo es To = 20 ºC. Suponer el calor especifico del zumo igual a 3,95 kJ/Kg ºC

Area de la superficie interior de la semiesfera

Volumen del producto

Determinar la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de la marmita de 20ºC a 90 ºC, en función del tiempo.

ProblemaSe tiene la siguiente curva de penetración de calor, para una conserva conteniendo


Zumo concentrado de naranja cuya densidad es densidad (0,995) , en un envase cuyo radio es de 15 cm, altura 20 cm. El concentrado ocupa el 95 % del envase. Determinar el coeficiente de transmisión de calor por convección.

tiempo (t) Tpmf ºC0 251 502 683 824 925 996 1057 1098 1129 114

10 11511 11712 11813 11814 119

Problema:En un ensayo realizado a tres temperaturas de autoclavado (TR) diferentes, determinar cual será la curva de penetración a una temperatura de autoclavado de 118 ºC, para un Fo = 4 minutos.

TR=120ºC TR=115ºC TR=110ºCtiempo (t) Tpmf ºC Tmpf ºC TPMFºC

0 25 25 251 50 48 462 68 66 613 82 78 734 92 88 825 99 95 896 105 100 947 109 104 988 112 107 1019 114 109 103

10 115 110 10511 117 112 10612 118 113 10713 118 113 10814 119 114 108

Empleando la ecuación de Sultz y Olson determinar la ecuación respectiva para simular una TR = 118 ºC


Para alimentos cuyo mecanismo de transmisión de calor sea por conducción calcular mediante la ecuación de Olson el valor de la difusidad térmica, su valor fh, la pendiente de la ecuación


TR= 250 ºFTo= 68 ºF DETERMINAR EL VALOR DE LA DIFUSIVIDAD TERMICA

F= 5 minutosY EL VALOR Fp del proceso según Ball y Bigelowpara un Fo = 5 minutos,

0 68 12 73 0,972527474 77 0,950549456 95 0,851648358 112,2 0,75714286

10 127,4 0,6736263712 138,2 0,6142857114 154,4 0,5252747316 167 0,4560439618 179 0,3901098920 188,6 0,3373626422 197,6 0,2879120924 204,8 0,2483516526 212 0,2087912128 217 0,1813186830 225,4 0,1351648432 230 0,1098901134 231,8 0,136 235,4 0,0802197838 237,2 0,0703296740 239 0,0604395642 240,8 0,0505494544 242,6 0,0406593446 242,6 0,0406593448 244,4 0,0307692350 244,4 0,0307692352 246,2 0,0208791254 246,2 0,0208791256 246,2 0,0208791258 247,1 0,0159340760 248 0,01098901

tiempo (t) minTmpf (ºF)

0,01

0,1

10 10 20 30 40

Títu

lo d

el e

je

Título del eje

Título del gráfico

Series1

0TTR

TpmfTR


tiempo Tpmf log(U)10 127,4 0,67362637 -0,171612 138,2 0,61428571 -0,211614 154,4 0,52527473 -0,279616 167 0,45604396 -0,34118 179 0,39010989 -0,408820 188,6 0,33736264 -0,471922 197,6 0,28791209 -0,540724 204,8 0,24835165 -0,604926 212 0,20879121 -0,680328 217 0,18131868 -0,741630 225,4 0,13516484 -0,869132 230 0,10989011 -0,95934 231,8 0,1 -136 235,4 0,08021978 -1,095738 237,2 0,07032967 -1,152940 239 0,06043956 -1,218742 240,8 0,05054945 -1,296344 242,6 0,04065934 -1,390846 242,6 0,04065934 -1,390848 244,4 0,03076923 -1,511950 244,4 0,03076923 -1,511952 246,2 0,02087912 -1,680354 246,2 0,02087912 -1,680356 246,2 0,02087912 -1,680358 247,1 0,01593407 -1,797760 248 0,01098901 -1,959

y = -0,0354x + 0,2149R² = 0,9959

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

00 20 40 60 80

Series1

Lineal (Series1)

0TTR

TpmfTR


Donde. difusividad térmica cm2/min

r: radio del cilindro finito (cm)h: altura media del cilindro (cm)fh: pendiente de la curva de penetración de calor

Valido cuando la curva de penetración de calor es una línea logarítmica.

ProblemaConsiderando que la curva de penetración de calor es la mostrada abajo, un que se autoclavando 20 cajas de conservas con un contenido de 24 cajas, determine la cantidad de calor requerido, vapor, petróleo y potencia de caldero durante el proceso de esterilización

TR=115 ºC tiempo (t) Tpmf ºC Q(calor)Kcal Vapor (BTU) Petróleo(gal) BHP

0 25 1 48 2 66 3 78 4 88 5 95 6 100 7 104 8 107 9 109

10 110 11 112 12 113 13 113 14 114


APUNTE DE VIDA UTIL DE LOS ALIMENTOS

DETERMINACIÓN DE VIDA ÚTIL EN ALIMENTOS PROCESADOS CUANDO SE PRODUCEN REACCIONES QUÍMICAS DURANTE EL ALMACENAMIENTO A TEMPERATURA CONSTANTE.

DETERMINACIÓN DE LA VIDA UTIL DE ALIMENTOS DESHIDRATADOS

ENVASES ACTIVOS PARA FRUTAS Y HORTALIZAS FRESCAS Y DE IV GAMA (INTERNET)


DETERMINACIÓN DE VIDA ÚTIL EN ALIMENTOS PROCESADOS CUANDO SE PRODUCEN REACCIONES QUÍMICAS DURANTE EL ALMACENAMIENTO A TEMPERATURA CONSTANTE.

INTRODUCCIÓN

Es importante el conocimiento del deterioro del alimento que ocurre durante las

operaciones de elaboración, envasado, distribución y el tiempo de vida en los

anaqueles

Actualmente y gracias al avance en el conocimiento cinético de los diferentes procesos

de deterioro, así como de sus fenómenos y agentes, esta consideración en conjunto

con las nuevas técnicas de análisis y la informática, que permite simular el

comportamiento de los sistemas altamente complejos, como es el alimento.

Es común que la determinación de la vida útil comercial de un alimento se pase por

una primera instancia por el desarrollo de modelos matemáticos que permita simular

situaciones ambientales, de esta forma se hace factible, encontrar alternativas que

mejoren su procesamiento y almacenamiento e incrementar su vida útil de nuevos

productos y también de los tradicionales, efectuando algunas modificaciones en su

formulación u en el procesamiento

El punto inicial para definir la vida útil de los alimentos es, establecer las condiciones y

criterios de calidad durante el procesamiento, envasado almacenamiento y distribución, a fin

de mantener la calidad del alimento procesado. Éste control viene a retardar efectos de la

acción bacteriana o enzimática, reacciones químicas, interacción entre el producto y el

envase, entre otros. Los estudios realizados para predecir la vida útil de un producto, son

básicos para desarrollar o mejorar programas de aseguramiento y mantenimiento de la

calidad.


Las empresas, los investigadores que diseñan alimentos procesados, los organismos

competentes que ejercen control tienen la necesidad de conocer el tiempo de vida útil

de los productos, en condiciones tales como: procesamiento, almacenamiento,

transporte, distribución y comercialización.

Los estudios sobre la determinación de la vida útil generalmente no se dan

velocidades de deterioro, sino el punto final, es decir el tiempo de vida que el

alimento procesado tendría.

La determinación de la vida útil de los alimentos es una las actividades

profesionales, enmarcadas dentro de su competencia, del quehacer del Ingeniero en

Alimentos, en la cual se deberá determinar el tiempo que el alimento estará

expuesto en el anaquel, antes de ser considerado como no apto para consumo,

asimismo se hace notar que todo Diseño de producto debe tener el periodo de vida

útil, siendo este un requisito de los organismos competentes que norman el

Aseguramiento de la Calidad y la Seguridad Alimentaria.

Para el caso, en la cual se generan reacciones químicas, bajo las condiciones de

almacenamiento, la Ingeniería de Alimentos, se fundamenta en los postulados de la

Cinética Química, con la estructura sus modelos matemáticos de carácter empírico, y

que son validos para ese alimento, y bajo las condiciones recomendadas de

almacenamiento por parte del productor. Estos modelos permiten predecir su

comportamiento en el tiempo.

CONCEPTOS

El Tiempo de Vida Útil de un producto es el período de garantía de poder

consumirlo, permaneciendo seguro y sano en las condiciones recomendadas de

producción y almacenamiento. Es decir; durante el tiempo establecido como vida útil,

el producto debe conservar un predeterminado nivel de calidad, bajo condiciones de

almacenamiento específicas así como sus características originales de olor, sabor y

textura.


La vida de un producto deberá de exceder el tiempo mínimo de distribución

requerido hasta que llegue al consumidor, y éste tenga un período razonable de

almacenamiento de dicho producto.

La vida útil esperada de un alimento, depende de las condiciones ambientales a la

que esta expuesto, como al nivel de la calidad inicial que puede perder el producto

antes de que ya no pueda ser vendido al consumidor por cualquier causa; sea éste

una pérdida inaceptable del valor nutricional, un cambio indeseable del olor, sabor o

el desarrollo de una textura indeseable.

El principal factor que influye a que se cumpla el Tiempo de Vida Útil del Producto

establecido por el productor, es el tipo y forma de almacenamiento que recibe luego

que sale en “ óptimas ” condiciones de la planta de procesamiento.

Todo alimento deberá de ser considerado como un sistema químico, compuesto por

biomoleculas, como son las proteínas, péptidos, aminoácidos, lípidos, carbohidratos,

ácidos orgánicos, nutrientes como son las vitaminas del complejo B, las

hidrosolubles y sales minerales. Todos ellos conforman un sistema químico,

produciendo muchas veces reacciones químicas frente a las condiciones

ambientales (presencia de oxigeno, humedad etc), y mayormente debido a las

variaciones de la temperatura. Bajo estas condiciones se ira provocando el deterioro

de las mismas, consecuentemente con la pérdida de la calidad nutricional o

sensorial, que luego de un tiempo el alimento procesado será considerado como

deteriorado y no apto para consumo humano.

A fin de poder determinar el tiempo de vida, se recurre a ensayos de laboratorio,

bajo condiciones controladas, monitoreando según programa diseñado, la perdida

de calidad. Y es por ende necesaria la interpretación de los resultados, vía


estadística y/o matemática, que son las herramientas vitales, que nos permiten

obtener modelos de simulación, con los cuales podemos pronosticar resultados a

diferentes temperaturas y condiciones ambientales

Bajo estas condiciones es necesario emplear indicadores del deterioro, es decir

aquellos factores que deberán ser evaluados y controlados periódicamente, y servirán

para determinar el periodo de vida útil, al llegar a un límite establecido, para ser

considerado no apto para consumo humano, sea que el alimento haya perdido calidad

por deterioro de un nutriente, o por perdida de los factores de calidad, o por desarrollo

de microorganismos, generando elementos tóxicos entre otros.

Actualmente se encuentra en aplicación, las denominadas pruebas aceleradas

también identificadas por las siglas A.S.L.T. (Acelerated Shelf Testing of Food), el

cual es una de la técnicas que nos permite reducir el tiempo de determinación en los

ensayos de laboratorio, para lo cual se almacenan los alimentos procesados a

diferentes temperaturas, generalmente mayores a la ambiental, esto permite

acelerar las reacciones químicas en los alimentos de aquellos indicadores que

encuentran su desarrollo en función de la temperatura, esto genera un cierto margen

de certidumbre en su determinación

Dentro de los factores a considerarse, para determinar la vida útil de un alimento envasado

se mencionan los indicadores de perdida de la calidad:

INDICADORES DE PÉRDIDA DE CALIDAD

Se requiere de criterios, para determinar y definir lo que deberá identificarse como un

Indicador de calidad, que no es más que un valor que se va a perder en el tiempo,

estos pueden ser aquellos basados en a) El análisis sensorial, b) El análisis químico,

c) El análisis físico d) El análisis biológico, E) El control de calidad de los envases y F)

Las condiciones de almacenamiento. Estos indicadores de perdida de la calidad

deberán poseer un valor límite, en la cual el alimento es todavía considerado apto para


consumo humano, siendo lógicamente este valor límite quien determina el tiempo de

vida util del alimento procesado

Basado en el Análisis Sensorial

La evaluación sensorial ha sido definida como una disciplina científica usada

para evocar, medir, analizar e interpretar aquellas características de los

alimentos y materiales que son percibidos por los sentidos de la vista, olor, gusto,

tacto y oído.

Los mayores logros de la evaluación sensorial son la medición de las

propiedades sensoriales y la determinación de la importancia de éstas

propiedades en la aceptación del producto por el consumidor.

Cabe destacar que el tratamiento térmico en alimentos provoca por sí mismo un

efecto importante sobre la calidad del mismo y es responsable de los diversos

cambios que experimentan. La gelatinización del almidón y la desnaturalización

de las proteínas estructurales tienen una influencia directa sobre la textura del

alimento. Las reacciones inducidas por el calor, tales como el pardeamiento no

enzimático o Reacción de Maillard, influyen sobre el color y sabor; así como en

las cualidades nutritivas de los alimentos. Sin embargo; una de las reacciones

más importantes es la oxidación, que puede producirse durante el tratamiento

térmico y posterior almacenamiento.

Se ha demostrado que el sabor, el color y, ocasionalmente, los cambios

estructurales están relacionados con la oxidación. Antes de que pueda

presentarse cualquier cambio por oxidación, debe haberse producido un contacto

con el oxígeno molecular en algún momento de la vida del alimento; incluso

formando parte de la bioquímica de los componentes o ingredientes del alimento

como seres vivos.


Apariencia .- Color, tamaño, forma, conformación, uniformidad.

Color.- El color de un alimento está determinado por el estado y la estabilidad

de algunos pigmentos naturales o añadidos y por el desarrollo de algún tipo de

coloración durante el procesado y almacenamiento. Los pigmentos naturales

son, generalmente, compuestos inestables que se descomponen por el calor y

durante el almacenamiento, aunque su estabilidad depende de muchos

factores.

Olor .- Los miles de compuestos volátiles que contribuyen al aroma.

Sabor .- Dulce, amargo, salado y ácido ( posiblemente: metálico, astringente

y otros ). Estos no se alteran significativamente durante la conservación, por

medio del calor. Sin embargo; pueden presentarse compuestos volátiles con

sabor, provocados por la reacción de las cetonas insaturadas

( principalmente, el óxido de metil con los componentes naturales de los

alimentos que contienen azufre ), determinando la aparición de un olor a gato

intenso y desagradable; que es el resultado del calentamiento. Esto se puede

apreciar en las carnes enlatadas. Cabe mencionar dos fuentes principales de

alteración, como es la oxidación de los lípidos o enranciamiento oxidativo y la

Reacción de Maillard.

Textura .- Las propiedades físicas; como: dureza, viscosidad, granulosidad.

Es relativamente estable durante el almacenamiento de los alimentos

conservados mediante el calor. Aunque algunos productos han resultado

vulnerables; por ejemplo: las ciruelas amarillas enlatadas, experimentan un

notable reblandecimiento y descomposición durante el almacenamiento.

También pueden presentar problemas particulares, como la descomposición

gradual durante el almacenamiento, hasta el extremo de no quedar

propiedades estructurales reconocibles; los albaricoques y los melocotones,


debido a una contaminación por mohos antes del tratamiento y la formación

de enzimas pectinolíticas termoestables que sobreviven al proceso térmico.

Además; la desnaturalización de las proteínas conduce a cambios

considerables en sus propiedades físicas y químicas, debido a pérdidas de

solubilidad, elasticidad y flexibilidad. Asimismo; durante el tratamiento térmico,

existe una pérdida de turgencia y adhesión celular que provoca una falta de

consistencia y reblandecimiento de los productos tratados mediante el calor.

Los almidones son utilizados en la Tecnología Alimentaria en los alimentos

procesados, cumpliendo al papel de espesantes.

Sonido .- Aunque de poca aplicación en los alimentos, se correlaciona con la

textura; por ejemplo: crujido, tronido, efervescencia. Aunque algunos sistemas

sensoriales contribuyen a la percepción, particularmente, a través de los

labios y la parte inferior de la boca, zonas que son muy sensibles al dolor

( por efecto de la pimienta, jengibre, etc. ) y a la temperatura ( a causa de

alimentos fríos y calientes ).

Basado en el Análisis Químico

Rancidez :

La oxidación de los lípidos, conocida también como rancidez oxidativa, puede

provocar alteraciones de color y sabor en los productos alimenticios. El ácido

ascórbico se emplea con frecuencia como antioxidante y puede ser eficaz en

la mejora de la coloración en determinados productos.

La oxidación se produce en tres etapas: Iniciación ( captación de oxígeno en

presencia de catalizadores, tales como iones metálicos o metaloproteínas, por

el calor o por la luz), Propagación con formación de Hidroxiperóxidos


altamente reactivos ( que intervienen en reacciones secundarias que originan

compuestos volátiles; incluyendo aldehídos, cetonas y alcoholes, que son los

que producen olores rechazables a rancio típico o pasado ) , y Terminación.

Efectos Nutricionales

En los alimentos conservados mediante el calor, se producen reacciones

tanto físicas como químicas; que van a influir sobre su valor nutritivo. No

obstante; cuando se considera el impacto que tiene la conservación mediante

el calor sobre la calidad nutritiva, debe tenerse en cuenta lo siguiente:

1. La cantidad absoluta de un nutriente en particular; suele ser menos

importante que su disponibilidad para el organismo.

2. Que, en el punto de consumo, debe realizarse comparaciones con un

equivalente “ fresco ”. Muchos estudios han fracasado al no tener en

cuenta la degradación que se produce durante el almacenamiento, la

preparación y el cocinado de los alimentos frescos. Tan sólo cuando se

determina dicha degradación, es posible establecer comparaciones

verdaderas con el alimento conservado mediante el calor y recalentado.

El efecto de conservación por el calor es, generalmente, perjudicial para las

vitaminas; aunque el calentamiento ligero puede tener efectos beneficiosos

sobre la biodisponibilidad de ciertas vitaminas, particularmente la Biotina y de

la Niacina. Las vitaminas liposolubles son las más estables, aunque pueden

degradarse mediante oxidación ( especialmente, cuando son calentadas ).

Por otro lado; las pérdidas de vitaminas hidrosolubles pueden ser

considerablemente mayores durante el tratamiento térmico.

Los niveles de carbohidratos totales y disponibles son muy estables durante el

almacenamiento; tal es el caso de las hortalizas. Aunque; el calor produce la

gelatinización del almidón, el cual favorece la digestabilidad de los alimentos.


También; la celulosa, hemicelulosa y las pectinas al ser descompuestos por el

calor; hacen que el alimento resulte más blando y aumente su sapidez. Los

lípidos son propensos a la oxidación, cuando se calientan en presencia de

aire u oxígeno, provocando pérdidas de valor nutritivo en los alimentos;

traduciéndose en alteraciones de olor y sabor, relacionados así con la pérdida

de calidad de las proteínas y que puede inhibir las actividades de las

vitaminas liposolubles A, D y E, así como también de la vitamina C y foliato.

Las proteínas al ser sometidas al calor produce la reducción de la

digestabilidad del alimento y la alteración de los aminoácidos, en especial los

esenciales. Los minerales son estables en diversas condiciones encontradas

en la conservación mediante el calor, aire, oxígeno, ácido o álcali.

Basado en el Análisis Físico

La Actividad del Agua ( Aw )

La actividad del agua ( Aw ) está definido por el descenso de la presión

parcial del vapor de agua de una solución o de un alimento con respecto a la

presión parcial del agua pura, a una temperatura determinada. El estado

escogido es el agua pura, cuya actividad se fija como norma igual a la unidad,

con lo que la actividad del agua de una solución o de un alimento es siempre

inferior a uno.

Una de las principales causas de deterioro con relación a la actividad del agua

es el crecimiento de microorganismos, debido a la influencia de la presión

osmótica sobre los cambios entre membranas. Su crecimiento sólo se

observa con actividades de agua relativamente elevadas ( valor óptimo: 0.92

y 0.99. Por debajo de estos valores, el crecimiento se retarda, paraliza o

inhibe ).


Los factores críticos en el control de la actividad de agua como una ayuda en

la preservación de alimentos, son los ingredientes en el producto final y su

efecto en la capacidad de éstos para atrapar agua, el cual se mide por la

humedad relativa en equilibrio ( actividad de agua, Aw ).

pH

El pH de un alimento es una medida de su grado de acidez o alcalinidad. La

escala de pH v de 0 a 14, en donde el pH de 7 es neutro; o sea, no es ni ácido

ni alcalino. La mayoría de los alimentos son ácidos, aunque unos más que

otros.

El pH de 4.6 se ha escogido como línea divisoria entre los alimentos de

acidez alta y los alimentos de acidez baja. A pH de 4.8 o menos, ciertas

bacterias no crecerán ni germinarán. Debido a que en los alimentos de acidez

alta sólo hay que destruir las células vegetativas, pueden utilizarse procesos

en agua hirviendo o procedimientos de llenado y retención en caliente.

Basado en el Análisis Microbiológico

La alteración microbiana es producida por un tratamiento térmico deficiente,

enfriamiento inadecuado, contaminación a través de fugas y alteraciones previas

al tratamiento.

El tratamiento térmico debe asegurar la destrucción de las bacterias. Asímismo;

el enfriamiento rápido y el almacenamiento a bajas temperaturas debe eliminar o


reducir las contaminaciones. Además; se debe tener sumo cuidado al preparar

los alimentos, para no permitir el desarrollo bacteriano.

Basado en el Análisis de Control de Calidad de Envases

El envasado es una de las etapas cuyo objetivo principal es prolongar la vida útil

de los alimentos, destruyendo, inactivando o simplemente retardando las causas

que provocan su alteración ( microorganismos, enzimas, reactividad química,

etc. ) y manteniéndolos en un envase o empaque tal, que impida su contacto

con el medio exterior y evite posibles contaminaciones que inevitablemente

conducirán a su degradación.

La calidad de los envases o empaques debe ser adecuada a las propiedades

requeridas durante el procesado, envasado, almacenamiento y vida útil en cada

caso particular.

F. Condiciones de almacenamiento

Es importante mantener las condiciones de almacenamiento, tan frescas como sea

posible; a manera de proporcionar a los alimentos una vida tan larga como sea posible.

Siempre deberá buscarse los lugares adecuados para almacenar cada tipo de

alimento; ya que una inadecuada ubicación de los productos, los alteraría

íntegramente.

Además debemos tener en cuenta que:

Durante el tiempo de vida en anaquel, al producto se le va controlando,

principalmente, sus características Físico- Químicas; así como sus características

Organolépticas, hasta determinar su vencimiento.

El Tiempo de Vida Útil de un producto depende de:


- La calidad de las materias primas utilizadas en el proceso.

- Tipo de material de empaque.

- Calidad de sellado del empaque.

- Condiciones de almacenamiento.


LAS ECUACIONES DE LA CINÉTICA QUÍMICA CONSIDERADAS EN LA DETERMINACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DEL ALIMENTO

Consideramos las manifestaciones del reactivo o del producto, que pueden ser de

carácter físico, químico, biológico o sensorial, bajo condiciones isotérmicas. Con lo

cual se plantea la siguiente ecuación general:

(1)

: representa la velocidad cual se incrementa o decrece un indicador tal como C,

en función del tiempo (t).

n . es el orden de una reacción

k: definida como la constante de velocidad de deterioro del reactivo

Caso Nº 1. Para reacciones de orden cero (n = 0)

La ecuación (1), tomará la siguiente expresión en el caso de producirse incremento.

(2)

Para el caso de producirse un decrecimiento, la expresión (1) toma la siguiente forma:


(3)

C: es la calidad remanente Co: la Calidad inicialk : la Constante de velocidad de deteriorot: tiempo

Teniendo los datos experimentales de la variación del indicador o del factor de

calidad en función del tiempo y obtener el valor de constante cinética (k), se debe

aplicar el método de los mínimos cuadrados, siguiendo el análisis de regresión, el

cual es uno de los métodos empleados para definir la mejor expresión que interpreta

el ensayo realizado, como se puede apreciar el resultado del análisis muestra una

ecuación lineal, cuya expresión general es:

Donde A: es el intercepto con el eje de las y representando el valor de la Condición

inicial Co, B, es el valor de la pendiente la cual puede ser positiva o negativa

dependiendo de las variaciones del indicador o producto evaluado y para este caso

es el valor absoluto de la constante de velocidad de deterioro (k) y, x, es el tiempo.

Dentro del análisis de regresión se genera un número conocido como el coeficiente

de regresión (R2), que nos indica el porcentaje de observaciones que siguen una

tendencia lineal, al este número multiplicado por 100 (R2 x 100).

La interpretación geométrica de la ecuación: , se puede observar en la

siguiente figura, en la cual una experiencia de determinación de vida útil a

condiciones isotérmicas, sigue una tendencia lineal, y mediante la cual obtener una

ecuación denominada corregida y el valor de la constante de velocidad (k):


Para el caso de incremento de un indicador, la expresión: , se tendría la siguiente gráfica


Caso Nº 2 Para reacciones del orden uno (n = 1)

La ecuación (1), toma la siguiente expresión


Caso Nº 3 Para reacciones de orden dos (n=2)

La ecuación de Arrhenius: Uno de los factores que mas inciden en la pérdida de calidad de los alimentos

procesados, es la exposición de estos a una variación de Temperaturas, esto

significa que cuando mayor es la temperatura, mayor es la pérdida de calidad, esto

significa que para predicir el tiempo de vida útil y colocar la fecha expiración, es

necesario el conocer la velocidad de deterioro del alimentos como una función de la

condiciones ambientales, en particular de la temperatura.

Influencia de la temperatura en la constante de velocidad de deterioro, se da

mediante la siguiente ecuación:


Ea: Energía de activaciónR : Constante de los gases idealesT : Temperatura absolutak: Constante de la velocidad de deterioro

EL VALOR Q10


Para una reacción de orden cero A una temperatura T su expresión es C = Co – kT. tT

Despejando el valor de la constante de velocidad

A una temperatura T +10 ºC, su expresión será: C = Co – kT+10. tT+10

Despejando el valor de la constante de velocidad

Reemplazando en la ecuación de Q10

de donde se deduce:

donde: tT es el tiempo de vida útil del alimento a una temperatura T.

tT+10, es el tiempo de vida útil del alimento a una temperatura de T+10ºC

Ejemplo:

Si el tiempo de vida útil de un alimento a 25 ºC es de 200 días y a 35 ºC es de 50

días, el valor de Q10 es:


Ejemplo:

Vida útil para diferentes temperaturas para determinados Q10

TEMP (T) ºC

Q10= 2 Q10= 2,5 Q10= 3 Q10= 4 Q10= 5

50 ºC 2 sem 2 sem 2 sem 2 sem 2 sem40 ºC 2x2=4 2,5x2 =5 3x2 = 6 4x2=8 5x2=1030 ºC 2x4=8 2,5x5=12,5 3x6= 18 4x8=35 5x10=5020 ºC 2x8=16 2,5x12,5=31,3 3x18=54 2,5 años 4,8 años

EjemploEl Q10 =4. Para la autoxidación de la hemoglobina de la sangre de bacalao.

Tiempo durante el cual el 20% de la sustancia es objeto de la oxidación a 40 ºC es

de 12 minutos, determinar el tiempo de oxidación a los 30 ºC, 20ºC, 10 ºC, y 0 ºC.

TEMPERATURA Q10 = 4; VIDA ÚTIL (min)

40 ºC 12 min30 ºC 4 x12 = 48 min20 ºC 4 x 48 = 192 min10 ºC 4 x 192 = 778 min0 ºC 4 x 778 = 3 072

Su gráfica y ecuación será:


la ecuación determinada por análisis de regresión es:

donde:t. tiempo de vida (min)

T: temperatura (ºC)

Esta ecuación nos permite obtener el tiempo de vida útil (t) aproximado de un alimento en base a un indicador de deterioro, que en este caso es la hemoglobina, basado en el rango de temperaturas (T) de 0º 40 º C.

EFECTO DE LA ACTIVIDAD DEL AGUA EN RETENCION DE LABETAMINA(COLORANTE)

Estudio del efecto del aw, y contenido de humedad en tiempo de almacenamiento.

El estudio fue realizado para ver el efecto que tiene el aw sobre la retención de la

betamina durante su almacenamiento para lo cual se hicieron los siguientes

ensayos:

1. Determinación de la isoterma de sorción del colorante, cuyo resultado se da en la siguiente tabla


Actividad de agua (aw)

Contenido de agua (x)

g de agua / 100 g ss0,12 2,40,32 5,70,41 7,30,52 13,80,75 25,8

2. Posteriormente se realizó los ensayos pérdida de color, durante su almacenamiento a diferentes actividades de agua (aw)

Tiempo (t)día

aw = 0.32 aw = 0,41 aw = 0,52 aw = 0,75Concentración

C, %Concentración

C, %Concentración

C, %Concentración

C, %0 100 100 100 1005 97 97,5 89,9 65,8510 94,9 95,2 80 43,3615 92,5 92,91 72,18 28,5520 90,1 90,66 64,75 18,830 85,8 86,32 52,1 8,2

3. Por análisis de regresión determinar la constante de velocidad de deterioro de la betamina

Utilizar la ecuación de primer orden

C : remanente (t)Co : concentración inicialK : constante de la velocidad de deteriorot. tiempo

Análisis de regresión para aw = 0,32



4. Tabla de resultados del análisis de regresión



Constante de velocidad de deterioro (k) dia-1

0,32 0,00510,41 0,00490,52 0,02170,75 0,0834

5. análisis de regresión entre aw y la constante de velocidad (k)

6. Aplicar la primera derivada a la ecuación encontrada

Igualando a cero


El valor encontrado representa el valor óptimo de actividad de agua donde la retención de betamina es la máxima

aw = 0,3309

7. Cálculo de la humedad optima de almacenamiento

En base a la isoterma de sorción de la betamina


Contenido de agua (x)

g de agua / 100 g ss0,12 2,40,32 5,70,41 7,30,52 13,80,75 25,8

Se obtiene el siguiente análisis de regresión para determinar la ecuación que correlaciona el aw, y el contenido de agua (x)

Obteniéndose la siguiente expresión.


Considerando que el aw = 0,3309

Sustituyendo en la ecuación se encuentra que el contenido de humedad (x) óptimo para el almacenamiento:

X = 5,87


PRACTICA: VIDA UTIL (Reacciones químicas)

Determine el orden de la reacción de la experiencia (n = 0,n = 1,n = 2), con lo cual

de terminaran la constante de velocidad de deterioro (k), para cada temperatura,

aplique luego la Ecuación de Arrhenius y defina la ecuación para realizar las

respectivas simulaciones para cada cualquier temperatura comprendidas dentro del

rango definido en la experiencia, construya un grafico, considerando la vida media

del producto, desde la temperatura de 5 ºC a 23 ºC.

Producto : Pulpa de piña

Tratamiento con sorbato de sorbato de potasio a una concentración de 0,05 %

Tiempo (días) Temperatura5º C

Temperatura 23 ºC

mg/100 g mg/100 g0 11,01 11,0510 7,27 6,9620 4,66 5,5130 4,60 3,4740 2,38 2,0850 1,60 1,0160 1,16 0,42

Producto: pulpa de piñaTratamiento con sorbato de potasio - benzoato de sodio (1.!), a una dosis de 0,05%

Tiempo (días) Temperatura5º C

Temperatura 23 ºC

mg/100 g mg/100 g0 11,09 11,0910 7,96 7,3020 7,19 7,1230 5,79 4,7840 5,38 2,3250 4,08 2,1460 2,99 1,05

Que conservador recomendaría?


Determine el orden de las reacciones para siguientes datos:

Producto: Filetes de jurel fresco, almacenado a 2º C

Tiempo (dias) Concentración de Trimeltilamina (TMA)mg/100

Concentración de bases Volátiles Nitrogenadas (BVNT) mg /100

1 1,6 8,627 3,5 24.0111 14.1 34.115 23.4 82.87

Calificación organoléptica del jurel crudo almacenado a 2 ºC

Tiempo (dias)

Color Olor Textura

0 9.3 8.8 4.82 9.3 8.8 4.85 7.3 8.00 4.07 6.8 7.8 4.59 6.5 6.4 4.111 6.0 5.7 4.113 6.0 4.5 4.015 4.2 4.0 2.4

Almacenamiento de tomate a 10, 15 y 20 º C, evaluando su firmeza sensorialmente, de acuerdo a la siguiente tabla ( el limite permisible es del 60%)

TIEMPO (DIAS) T1 = 10 ºC T2= 15 ºC T3 ==20º C0 100.00 % 100,00% 100,00%4 97,6 93,76 91,037 93,92 91,46 79,36

11 85,17 65,16 53,1814 - 61,76 47,8818 84,69 48,51 35,5121 80,81 41,13 31,6825 93,57 49,1328 64,78 42,4732 70,84


Determinar sus constantes cinéticas, cual sería el tiempo de útil si se almacena a 5 ºC

EJERCICIO:

A temperaturas de 15 y 35 ºC, se estudio la variación del indicador de vida útil en función del tiempo en días, la cual varia de acuerdo a la siguiente Tabla:

Tiempo (t)dias

T: 15 º C T: 35 ºCConcentraciónDel indicador

ConcentraciónDel indicador

01020304050607080

10.0016.8025.9035.8044,5950.9655.0057.3257.33

10.0025.9244.5855.1258.6059.9060.00

La variación del indicador sigue un reacción de seudo orden 1 (denominada también logística).

la ecuación linealizada es:

Encontrar la expresión matemática que interpreta el proceso de perdida de calidad en función del tiempo y la temperatura.

Determine las curvas de perdida de calidad para 20ºC y 30 ºC


PROBLEMA:

Un alimento pierde su calidad de acuerdo a la siguiente información:

A una temperatura de 30 ºC pierde el 20 % en 70 días

A una temperatura de 15 º C pierde el 20 % en 120 días

Se tiene la información climatológica del lugar donde este alimento procesado va a

ser enviado. La cual es la siguiente:

Tiempo (dias) Temperatura (ºC)

101520253035404550556065707580859095

100105

2128302925283030293028272928293028292725

Usando una ecuación de orden n =0, n =1 y n =2, determinar la perdida de calidad

del alimento en almacenamiento, así como su variación de la misma con respecto al

tiempo

Se almacena hamburguesas a base de pulpa de jurel, para lo cual el indicar de

calidad fue el valor del peroxido POV, y como este valor se incrementa en el tiempo


(dias) .El indicar de calidad tiene como limite permisible 85 meq O2/kg, pasado el

cual se considera no apto para consumo.

Tiempo (dias) T: 5 ºC T:10 ºC0 14.96 14.9601 19.17 20.802 49.23 59.155 85.00 89.256 96.08 98.937 120.1 130.12

Determinar:

1. Las ecuaciones para 5 y 10 ºC, y en que tiempo alcanza el valor permisible

2. La ecuación que correlación el valor k, con la temperatura

3. Como varía el valor del POV a una temperatura de 7,5 ºC y en que tiempo

alcanza el limite permisible

El mismo producto se sometio a un panel de análisis sensorial para evaluar la

variación del color estableciéndose como valor limite 6 puntos.

TIEMPO COLOR1 8.94 7.67 4.911 3.0713 2.7

Determine la ecuación y en que tiempo alcanza el valor de los 6 puntos.


El deterioro del pescado congelado durante un almacenamiento en frío -14 º C. se

determino por la solubilidad de la actiomiosina en solución salina, se obtuvo los

siguientes resultados:

Para el bacalao:

TIEMPO (SEMANAS) % N X 6,25 (SOLUBLES)1 852 72,605 44,907 32,6010 20,0015 9,00

Determinar el orden de la reacción

Para el bagre:

TIEMPO (SEMANAS) % N X 6,25 (SOLUBLES)1 95,102 90,485 77,8810 60,6515 47,2320 36,7830 22,31

Determinar el orden de la reacción

ANALISIS DE LA VITAMINA C DURANTE EL ALMACENAMIENTO A TEMPERATURAS 5°C Y

20°C (mg Vit C / 100ml de muestra)

Se observo que en las respectivas muestras existió un deterioro de este componente.

Valores antes del almacenamiento como durante el almacenamiento.

MUESTRAS TIEMPO (DIAS)0 30 60 90 120

IC 7.011 6.500 5.000 3.300 2.330IIC 7.300 7.180 5.700 2.950 2.800ISC 7.011 3.034 2.720 2.500 2.350IISC 7.300 5.660 3.500 3.200 2.890

IC Nectar de maracuya enriquecida con maca (dilución 1:0.24) a T° = 5°CIIC Nectar de maracuya enriquecida con maca (dilución 1:0.35) a T° = 5°C


ISC Nectar de maracuya enriquecida con maca (dilución 1:0.24) a T° = 20°CIISC Nectar de maracuya enriquecida con maca (dilución 1:0.35) a T° = 20°C


ANALISIS DE LA AZUCARES REDUCTORES DURANTE EL ALMACENAMIENTO A

TEMPERATURAS 5°C Y 20°C (g de Glucosa / 100ml de muestra)

Se observo que en las respectivas muestras existió un incremento de este

componente.

Valores antes del almacenamiento como durante el almacenamiento.

MUESTRAS TIEMPO (DIAS)0 30 60 90 120 150

IC 6.023 8.912 9.188 9.200 9.323 9.532IIC 6.087 6.090 6.282 6.330 6.450 6.579ISC 6.023 6.773 7.951 7.984 8.077 10.497IISC 6.087 9.235 9.675 10.157 10.695 11.556

IC Nectar de maracuya enriquecida con maca (dilución 1:0.24) a T° = 5°CIIC Nectar de maracuya enriquecida con maca (dilución 1:0.35) a T° = 5°CISC Nectar de maracuya enriquecida con maca (dilución 1:0.24) a T° = 20°CIISC Nectar de maracuya enriquecida con maca (dilución 1:0.35) a T° = 20°C


ANALISIS DE LA VARIACIÓN DE COLOR DURANTE EL ALMACENAMIENTO A

TEMPERATURAS 5°C Y 20°C

Se observo que en las respectivas muestras existió un deterioro de este componente. Valores antes

del almacenamiento como durante el almacenamiento.

La longitud de Onda utilizada fue de 458 nm.

MUESTRAS TIEMPO (DIAS)0 30 60 120 150

IC 0.1365 0.126 0.0945 0.0785 0.065IIC 0.1405 0.1305 0.097 0.0875 0.0855ISC 0.1310 0.1225 0.0925 0.0725 0.0675IISC 0.1385 0.1285 0.0955 0.082 0.0665

IC Nectar de maracuya enriquecida con maca (dilución 1:0.24) a T° = 5°CIIC Nectar de maracuya enriquecida con maca (dilución 1:0.35) a T° = 5°CISC Nectar de maracuya enriquecida con maca (dilución 1:0.24) a T° = 20°CIISC Nectar de maracuya enriquecida con maca (dilución 1:0.35) a T° = 20°CDetermine sus constantes cinéticas


Analizar los siguientes casos:

Caso 1 : Determinación de la vida útil en salsa a la huancayna

Determinar la vida media

Realizar la curva de simulación

Formulaciones utilizadas para el estudio de la estabilidad y vida útil del producto de los

diferentes tratamientos de la salsa huancayna.

CUADRO 1 Formulaciones de cuatro tratamientos para elaborar la salsa

TRATAMIENTOS (%)

INGREDIENTES Ty TyX TyG TyE

Queso fresco 13.78 6,03 6,03 6,03

Leche evaporada 54.16

Leche en polvo 18,33 18,33 18,33

Agua 55 55 55

Ají mirasol 13.78 13,78 13,78 13,78

Aceite 5.91 5,91 5,91 5,91

Galleta 11.82

Ácido cítrico 0.15 0,15 0,15 0,15

Sal 0.40 0,40 0,40 0,40

Espesantes 0,30 0,30 0,30

Sorbato de potasio 0,05 0,05 0,05

Benzoato de sodio 0,05 0,05 0,05

Donde:

Ty = Formulación patrón sin conservadores

TyX = Tratamiento con xanthano como espesante.


TyG = Tratamiento con goma guar como espesante

TyC = Tratamiento con CMC como espesante.

Diagrama de flujo de salsa huancayna con espesantes y conservadores:

Ají mirasol

(Capsicum pendulum)

Recepción

Lavado

Desvenado

R1

Cortado en trozos (1-2 cm de lado)

Escaldado (100º C /7min)

Queso fresco ½ Ud. leche

½ Ud. leche Molido (2400 1pm. / 1min.)

Leche

Benzoabo Ne Mezclado

Sorbato K

Espesante Emulsionado (3600 1 pm. / 2 min.)

Aceite

Envasado

Pasteurizado (82º C / 2.5 min.)

Enfriado.


Proceso de elaboración:

A través de los ensayos experimentales preliminares y de acuerdo con los

conservadores y aditivos utilizados se adapta el siguiente proceso de elaboración:

Recepción: Las materias primas empleadas están aptas para el consumo,

cumpliendo con los requisitos establecidos. Se comprobó el peso de la materia

prima. El ají amarillo es recepcionado en sacos, serán frutas frescas en su

óptimo estado de madurez.

Lavado y selección: Con el lavado del alimento se libera de sustancias

diversas que la contaminan, dejando sus superficie en condiciones adecuadas

para la elaboración posterior (Fellows, 1994) eliminando previamente los

productos deteriorados para evitar contaminación. Lavado a Tº ambiente

(20s/1 ºC) , sumergida luego en solución desinfectante al 1% (TEGO 51), por

10 minutos y enjuagado con agua potable (20s / 1ºC).

Contado: Por la mitad y retirando las semillas (vena) y pedúnculo esta

operación se efectúa en forma manual. El material desechado se pesa para

determinar el rendimiento.

Acondicionamiento: Mediante una reducción de tamaño para que entre

mejor dentro del vaso y este más expuesta a las cuchillas y así facilitar la

operación de molienda fina.

Escaldado: Tiene varias finalidades, la principal es la de inactivas las

enzimas, reduce el número de microorganismos. Contaminantes presente en el

alimento y contribuye al efecto conservador de las operaciones subsiguientes

(Fellows, 1994) ablanda al fruto para la operación de molienda fina. Esta se


realiza a 100 ºC/7 minutos, con la finalidad de reducir la pungencia en un %

significativo (Noa, 1989; Mart, 1971).

Molienda: El ají previamente trozado en cubos de 2 cm es colocado en el

vaso con un tercio del total de la leche a utilizarle y molida finamente a 2400

1pm x 0.5 min. A la alta velocidad se adiciona queso fresco y se deja de agitar

por 0.5 min. Luego se baja la velocidad a media o 1800 rpm. y se adicionan

inmediatamente los demás ingredientes previamente mezclados en la leche,

por espacio de 2 minutos.

Homogenización: Luego se incrementa a lata velocidad (3600 rpm.) y se

adiciona lentamente el aceite por espacio de 1 minuto, y se deja emulsionar

por espacio de 1 minuto.

En la mezcladora a gran velocidad se da la homogenización que consiste en

la reducción de tamaño y el incremento del número de partículas sólidas o

líquidas en la fase dispersa, por aplicación de grandes fuerzas de cizalla, con

el objeto de lograr contacto íntimo entre los componentes y la estabilidad de

ambas sustancias. La emulsificación logra la formación de dos o más líquidos

no misibles de forma que uno se dispersa en forma de pequeñas gotitas en el

otro (Fellows, 1994, Becher, 1972)

Pasteurizado: es un tratamiento térmico capaz de destruir el agente de

transmisión de la tuberculosis. Para obtener un efecto bactericida determinado

pueden emplearse en principio infinidad de modalidades de calentamiento

caracterizadas por diversas combinaciones “T - t”. Se trabajó a 82 ºC/2.5 min.

Se realizó en baño maría controlando el punto más frío.

Cerrado: Antes de cerrar las tapas se roció con solución de montamicina en

forma de aerosol una vez, con la finalidad de evitar hongos sobre la

superficie, seguidamente se paso bajo acción de vapor de agua para crear el

vacío y selló fuertemente el frasco.

Enfriado: Se enfrió con chorros de agua fría (20 +/- 1ºC) hasta que se

estabiliza la T ºF


Etiquetado: Se colocarán etiquetas adhesivas para la diferenciación de los

tratamientos en almacenamiento.

Almacenado: Se almacenaron según las necesidades de la investigación a

4ºC, 20ºC y 37ºC.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA SALSA A LA HUANCAYNA.

SALSA TY SALSA TYX SALSA TYG SALSA YC

Humedad 60.54 69,48 76,20 70,79

Proteínas 5.75 5,57 4,77 5,36

Grasas 14.91 7,17 8,91 9,86

CMO 16.76 15,99 8,06 13,99

Ceniza 2.04 1,79

Sólidos solubles 11 11 11

Calorías Kcal. 223 151

Ty = Salsa patrón (formula estandarizad sin aditivos)

TyX = Salsa xanthano como espesante

TyG = Salsa con goma guar como espesante.

TyC = Salsa con CMC como espesante.

Indicador de vida útil:

El indicador de vida útil propuesto por el tesista fue la acidez, la cual controló en diferentes temperaturas y tiempos.

Resultados

A = Acidez expresado en porcentaje de ácido láctico


t = tiempo en días

DESARROLLO DE LA ACIDEZ EN EL TIEMPO EN SALSA HUANCAINA A DIFERENTES TEMPERATURAS DE ALMACENAMIENTO

4 ºC 20 ºC 37 ºCTIEMPO ACIDEZ TIEMPO ACIDEZ TIEMPO ACIDEZ

(hr) (%) (hr) (%) (hr) (%)

9,83 0,525 9,83 0,525 0,00 0,45915,50 0,619 14,50 0,538 1,17 0,52518,50 0,588 16,75 0,613 4,83 0,53520,50 0,630 18,50 0,654 8,67 0,79539,00 0,672 20,50 0,669 10,67 1,03665,00 0,802 39,50 0,778 22,17 1,26768,50 0,857 42,50 1,122 23,92 1,49784,00 1,042 56,00 1,256 25,67 1,60590,00 1,259 59,00 1,609106,00 1,598

DESARROLLO DE LA ACIDEZ EN EL TIEMPO EN LA SALSA HUANCAINA CON

XANTHAN A DIFERENTES TEMPERATURAS

20 ºC 37 ºC

TIEMPO ACIDEZ TIEMPO ACIDEZ TIEMPO ACIDEZ

0,482 0,574 0,536

18,50 0,468 14,50 0,624 0,574

39,50 0,495 18,50 0,632 0,687

65,50 0,485 42,50 0,601 23,92 0,695

84,00 0,512 0,722 32,67 0,706

156,00 0,563 0,878 47,92 0,878

180,00 0,552 0,882 57,92 0,912

204,00 0,596 0,956 1,017

252,00 0,612 1.112 103,77 1,134


324,00 0,696 1,168 118,77 1,413

396,00 0,725 1,356 124,5 1,402

543,00 0,867 1,601 128,81 1,608

686,40 0,997

709,00 1,086

824,00 1,178

927,00 1,275

1048,00 1,600

CUADRO Nº 11 DESARROLLO DE LA ACIDES EN EL TIEMPO EN SALSA HUANCAINA (Typ) A DIFERENTES TEMPERATURAS CON GOMA GUAR

4ºC 20ºC 37ºC

TIEMPO(hr)

ACIDEZ(%)

TIEMPO(hr)

ACIDEZ(%)

TIEMPO(hr)

ACIDEZ(%)

9,8 0,472 9,83 0,586 0 0,59218,5 0,463 14,5 0,162 1,17 0,64639,5 0,498 18,5 0,618 4,84 0,66965,0 0,472 42,5 0,749 23,92 0,73284,0 0,527 61 0,772 32,67 0,836

156,0 0,596 86 0,864 47,92 0,853180,0 0,589 111 0,906 57,92 0,8715204,0 0,648 156 1,067 86 1,167252,0 0,643 183 1,406 103,77 1,402324,0 0,683 226 1,432 118,77 1,623396,0 0,765 256 1,623543,0 0,946686,4 1,187709,0 1,266824,0 1,506927,0 1,623


DESARROLLO DE LA ACIDES EN EL TIEMPO EN SALSA HUANCINA (Tyc) A DIFERENTES TEMPERATURAS CON CMC

4ºC 20ºC 37ºCTIEMPO

(hr)ACIDEZ

(%)TIEMPO

(hr)ACIDEZ

(%)TIEMPO

(hr)ACIDEZ

(%)9,8 0,4298 9,8 0,560 0,00 0,5180

18,5 0,4340 14,5 0,546 1,17 0,546739,5 0,4470 18,5 0,619 4,84 0,578065,0 0,4720 42,5 0,702 23,92 0,660084,0 0,4840 61,0 0,760 32,67 0,7330

156,0 0,5220 86,0 0,816 47,92 0,7630180,0 0,5140 111,0 0,939 57,92 0,8620204,0 0,5620 156,0 1,265 86,00 1,1250252,0 0,5190 183,0 1,475 103,77 1,2970324,0 0,7640 226,0 1,604 118,77 1,4060396,0 0,7770 124,50 1,4730543,0 0,8400 128,81 1,5970686,4 1,1030709,0 1,1170824,0 1,2770927,0 1,6120

CASO II.

Autor : Rosario López

1. FORMULACIÓN:

INGREDIENTES CRUDAS COCIDAS

T 11 T 12 T 13 T 14

Cocona

Queso

Galleta

Ají

Ajos

Sal

Agua

72,51%

2,99%

2,99%

0,73%

2,09%

18,69%

84,92 %

-

-

0,57%

0,87%

2,03%

11,61%

72,51%

2,99%

2,99%

0,73%

-

2,09%

18,68%

84,92%

-

-

0,57%

0,87%

2,03%

11,61%


T 11 : Receta familiar T 13 : Recepta Particular

T 12 : Restaurantes regionales T 14 : Formulación particular

Base: 100 g.

Porcentajes de ingredientes de formulaciones elegidas (Empleada para la salsa cruda y cocida)

Base: 100 g.

INGREDIENTES PORCENTAJES %

Cocona

Ají

Ajos

Sal

Agua

84,92

0,57

0,87

2,03

11,61

2. PROCESO DE ELABORACIÓN: Se obtuvo el siguiente proceso de elaboración tanto

para las salsas cruda como para las cocidas.

1. Recepción: Las materias fueron recepcionadas en bandejas de acero inoxidable.

2. Pesado: Se realizó a las materias primas para determinar el rendimiento del

producto final.

3. Selección y clasificación: Se realizó manualmente, separando aquellas que no

cumplieran los requisitos como los de tamaño y color uniforme.

4. Lavado y retiro del pedúnculo: Se realiza manualmente con agua corriente

utilizando cuchillas de cuero inoxidable. En el caso del ajo se retiró la cáscara y se

lavó.

5. Desinfección: Se utilizó un desinfectante ionico en la proporción de 1 a 2 de agua

por un t = 15 minutos (la fruta se sumerge en esta solución).

6. Acondicionamiento: en la preparación de las salsas crudas, luego de ser

desinfectada la fruta se procedió a pelarla y picarlas en cubos pequeños para

facilitar la molienda. Para las salsas cocidas se realizó un previo escaldado a la


fruta, con la finalidad de ablandar la pulpa por 30 minutos a 99 ºC, al ajos y al ají a

99 ºC x 3 min.

7. Mezclado: Se realizó en una licuadora por 2 minutos (este t es par que se mezclen

bien los ingredientes). Para las salsas cocidas la fruta deberá ser pelada

previamente.

Son 4 formulaciones de crudas y dos cocidas, una de las formulaciones crudas

cuyos ingredientes son cocona, ají, galletas, queso, agua y sal será igual a una

formulación cocida y la otra formulación cruda cuyos ingredientes son cocona, ají,

ajo y sal es igual que la formulación cocida faltante.

Una vez obtenida las dos formulaciones, escogidas por medio de análisis

sensoriales, estas pasarán a través de un molino coloidal Nº 0.8 de ajuste para tener

salsas más homogéneas.

8. Envasado: Este se realizó en caliente empleando baño maría, la salsa es calentada

hasta que llegue a los 85 ºC y envasada a 82 ºC en envases de vidrio, invirtiendo el

envase por unos minutos.

9. Pasteurizado: Se realizó en autoclave a 82 ºC x 15 min a 7,5 PSIA. Una vez que se

terminó de llenar y tapar en caliente se sometió a pasteurización.

Se aplica temperaturas 60-80 ºC por unos minutos cuando se pasteurizan productos

ácidos como encurtidos y las salsas.

10. Enfriado: Se utilizó baños de agua temperada hasta que se establece la Tº externa

de 50 ºC y luego a 25 ºC.

11. Etiquetado: Se realizó para facilitar la identificación de los ≠ tratamientos en el

almacenamiento.

12. Almacenamiento: En base a estudios requeridos estos fueron 25 ºC, 37 ºC y 5 ºC.

4. Indicador de vida útil: El indicador de vida útil evaluado por el tesista fue la acidez

controlada en almacenamiento.

pH máximo de 3 a 4,5.

Tcoa : formulación cocida al ambiente a 25 ºC

Tca: formulación cruda al ambiente a 25 ºC

Tcr: formulación cruda refrigerada a 4 ºC


Tcor: formulación cruda refrigerada a 4 ºC

3. Flujo de Observación:

Recepción

Pesado

Selec y Clasificación

Lavado y retiro ...

Desinfección

Acondicionamiento

Mezclado

Homogenizado

Envasado

Pasteurizado

Enfriado

Etiquetado

Salsa de Cocona


malogrado

Agua y pedúnculoT = 15 min

Agua

Agua: Desinfectante

Adición de Ingredientes

Mezcla de Ingredientes

Envases de Vidrio

Agua Temperada 50 ºC y 25 ºC

Etiquetas

T = 2 min# = 0.8 ajusteTº = Calentamiento 85 ºC

Tº = Envasado 82 ºC 82 ºC /15 min

Agua

5. Resultados

CÁLCULO DE LA VIDA UTIL PARA LAS FORMULACIONES COCIDASdonde: A: Acidez expresada en ácido cítrico

t: : Tiempo en días

TCOR (4 ºC) TCOA (25 ºC)

Tiempo(días)

Acidez(%)

Tiempo(días)

Acidez(%)

12

17

24

31

38

51

58

0,0391

1,044

1,240

1,436

1,436

1,5647

1,6591

12

17

24

31

38

51

58

0,0391

1,044

1,240

1,403

1,632

1,428

1,6348

CÁLCULO DE LA VIDA UTIL PARA LAS FORMULACIONES CRUDAS

donde: A: Acidez expresada en ácido cítrico

t: : Tiempo en días

TCOR (4 ºC) TCOA (25 ºC)

Tiempo(días)

Acidez(%)

Tiempo(días)

Acidez(%)

12

17

24

31

38

51

0,0391

1,044

1,240

1,436

1,436

1,428

12

17

24

31

38

51

0,0391

1,044

1,240

1,317

1,3708

1,293


58 1,607 58 1,774

II. Vida en anaquel cuando se tiene Perdida de peso constante

Existen dos situaciones en las cuales se puede evaluar la pedida de perdida de

peso:

Perdida de humedad en alimentos congelados

Perdida de humedad de productos frescos tales como carne, pescado,

vegetales y frutas

En ambos casos una humedad externa y temperatura deberán ser asumidas, y de

acuerdo a la primera ecuación de Fick:

dado que (K/x), el área A, la Humedad externa y Pext, son constantes, el problema se

cierne si la presion interna Pi , es constante.

Por definición Pi, es la presión de vapor de agua del alimento. Y considerando en

los alimentos frescos se tiene un contenido de agua en el rango de 60 a 98% de

humedad y donde la perdida de humedad produce una perdida de calidad que lo

hace inaceptable, se acepta que la presión de vapor Pi, es equivalente a la del agua

liquida a la temperatura de almacenamiento.

La ecuación de Fick, se transforma en:


si consideramos a mc, como el contenido de humedad critico y mi, el contenido de

humedad inicial para un empaque que contienen Ws, de sólidos secos del alimento

entonces el tiempo de vida en anaquel será:

de donde se deduce

Para acelerar la perdida de vida en anaquel se requiere almacenar el producto a

una humedad relativa, por debajo, de la humedad normal de almacenamiento, con lo

cual el factor de aceleración lógica es , la diferencia de presiones

E jemplo

Se considero 100 g, de un vegetal

Contenido de humedad inicial (mi)=98%

Contenido de humedad critica (mc) = 92 %

Tiempo de vida útil dias

Aplicamos la ecuación siguiente:

y obtenemos el siguiente gráfico:


De donde se deduce la expresión por análisis de regresión

El valor de la pendiente:

Siendo los valores de , el valor del área A, deducibles, se hace factible la

determinación del coeficiente respectivo de permeabilidad

C alculo del valor

Se tiene apio almacenado en un empaque, se requiere 12 semanas de

almacenamiento antes de perder su fragilidad, encontrándose almacenado a 5 ºC y

HRE : 80%.

A 5 ºC su presión interna de vapor es de:

Pi = 6,54 mm Hg

Y para HRE de 80% su presión externa deberá ser :

Pext = 6,54 x 0,80 = 5,23 mm Hg


Por lo tanto la diferencia de presiones entre el producto y el exterior será:

Cuando las condiciones de temperatura y humedad relativa de equilibrio son variables

se deberá efectuar un cálculo iterativo.

Para acelerar el test del problema anterior y se requiere incrementar la aceleración

de perdida de fragilidad en tres veces, se debe calcular la HRE del exterior, para lo

cual realizamos los siguientes cálculos:

La diferencia de presiones será:

Como:

Entonces:

Considerando el concepto de HRE se tiene:

Con esta HRE, se puede acelerar el ensayo para la perdida de humedad del apio

con su consecuente perdida de fragilidad


III. DETERMINACIÓN DE LA VIDA UTILDE ALIMENTOS DESHIDRATADOS

El envase flexible es un limitante para el ingreso del oxigeno y la ganancia de

humedad. Aunque ambos procesos son simultáneos, es muchas veces que para la

conservación del alimento, sea importante uno de ellos, esto quiere decir, que el

alimento se deteriora por la ganancia de humedad antes que aquellas reacciones

oxidativas.

METODOLOGÍA PARA ESTIMAR LA VIDA UTIL DE LOS ALIMENTOS CONSERVADOS EN ENVASES FLEXIBLES.

Premisas para estimar la vida útil en envases flexibles

El almacenamiento se considera en condiciones de temperatura y Humedad

Relativa de equilibrio constantes.

La difusión del vapor de agua es del exterior hacia el interior del envase.

La velocidad de degradación es una función de la actividad el agua Aw.

a temperatura constante

Donde:

Aw: Actividad del agua

P: Presión parcial del vapor de agua del alimento

Po: Presión de vapor del agua

HRE: Humedad relativa de equilibrio

El punto máximo de estabilidad se da en una Isoterma de sorción y se le

conoce como el valor de capa monomolecular, encontrándose entre los

valores de 0,2 a 0,3


Muchas velocidad de reacción de deterioro se incrementan sobre el valor de

la capa monomolecular alcanzando su valor máximo, descendiendo

posteriormente

El incremento de humedad en los alimentos deshidratados, pueden conducir

al deterioro debido a:

1. Crecimiento bacteriano

2. Perdida de fragilidad

3. Perdida de suavidad4. Endurecimiento5. Aglutinamiento

Película del polímero Mayor concentración del gas Menor concentración de gas Espesor del film

Transferencia de masa a través de un polímero


La ecuación que permite predecir la ganancia de humedad para alcanzar el valor critico

a una temperatura y humedad relativa de equilibrio constante, es la ecuación de Fick,

de transferencia de masa.

es el flujo másico del componente que se difunde

La difusidad

gradiente de la ganancia de humedad

C: Concentración del componenteZ: dirección de la difusión

Aplicando la ley de los gases ideales

donde

luego:

derivando la función

Siendo el valor R y la Temperatura (T), constantes

donde


Reemplazando

Haciendo:

Luego:

Siendo Na: el flujo másico, entonces

W: es el componente que gana el alimentot. el tiempo

reemplazando:


Haciendo

Donde x: gramos de agua / gramos de sólido seco

M: gramos de sólido seco

Derivando la ecuación:

Reemplazando

M: Vapor de aguaA: área del envaset: tiempoKm: constante de permeabilidad para un espesor de envase

: diferencia de presiones

Dividiendo ambos términos por la presión de vapor de agua Po

pero y , donde para actividad del agua existe su respectivo

contenido de humedad, entonces, haciendo:

y

Contenido de humedad en el equilibrio Variación del contenido de humedad en función del tiempo

Reemplazando


Siendo la condición inicial para un ,

Despejando

reemplazando

donde:

xe :El contenido de humedad g de agua/ 100 g de sólidos secos,

contenidos en el alimentos, a la temperatura y HRE, considerados para el

alimento, este valor se toma de la Isoterma de Sorción.

x: Contenido de humedad del alimento en función del tiempo


xo: Contenido de humedad del alimento inicial.

Km: Constante de permeabilidad del envase

A: Area expuesta del envase

M: gramos de sólidos secos

P: presión del vapor del agua a la temperatura de almacenamiento.

t: tiempo de almacenamiento

La variación del contenido de humedad con respecto tiempo s cálculo

mediante la siguiente expresión:

Difusividad de los gases a través de los film.

DIFUSIVIDAD PARA GASES A TRAVÉS DE MATERIALES DE EMPAQUE a 25 ºC

Material Gas D Do Ed

Polystyrene He 10,4 x10-6 0,0019 3,1

H2 4,36 0,0036 4,1

O2 0,11 0,125 8,3

CO2 0,058 0,28 8,3Polyvinyl He 9,52 0,011 4,2

acetato H2 2,1 0,013 5,2

O2 0,051 6,31 11,1

CH4 0,0019 2,3x105 19,3Polyethylene He 3,07 0,037 5,6

d=0,964 O2 0,17 0,43 8,8

CO2 0,124 0,19 8,5CO 0,096 0,251 8,8

N2 0,093 0,33 9

CH4 0,057 2,19 10,4

Nota:


D: cm2/secEd energía de activaciónT temperatura absoluta

Constante de los gases ideales

0.0821 atm-litro/ mol g ºK1,987 cal / mol-g ºK1,9878,314

BTU / mol-lb ºRjoules/mol-g ºK

1546.0 ft-lb /mol lb ºR10,73 (lbf /in2)ft3 /mol-lb ºR

18 510,0 (lbf/in2) in3 /mol-lb ºR0,7302 atm ft3 /mol-lb ºR

848 000,0 (kg /m2 ) cm3 /mol-lb ºKProblema

Un producto alimenticio esta siendo empaquetado en un film de polyethylene. El

producto se sensible a la oxidación, el cual se difunde a través del film, y debe ser

calculado.

Produciéndose la reaccion del producto con el oxigeno, la presion parcial del

oxigeno es de 0,025 atm.

La difusividad del oxigeno a través del film a 25 ºC es de acuerdo a la tabla

0,17 cm2 /sec

La constante de los gases apropiada (R = 0,0821 atm-litro / mol-g ºK )

Utilizando una presión parcial de oxigeno de 0,21 atm alrededor del empaque

y empleando la siguiente ecuación:

Aplicando la ecuación fundamentales de los gases ideales se obtiene


(Na/ A) representa el flujo masico del componente que se difunde

D: difusividad de la masa constante (0,17 cm2 /sec )

R: constante de los gases ideales (0,0821 atm litro / mol-g ºK x 1 000 cm3 / litro )

T: temperatura ( 25+273 ) ºK

(p2-p1) la diferencia de presiones parciales del gas que se difunde (0,21-0,025) atm

(z2-z1) la dirección de la difusión (4,5 mil) x (2,54 x 10 –3 cm /mil )

C. componente que se difunde

mol-g /cm2 sec

LA ISOTERMA DE SORCIÓN

La Isoterma de Sorción nos indica el equilibrio que existe entre la cantidad de agua

del alimento y el medio que lo rodea a una temperatura determinada.


DETERMINACION DE ISOTERMAS DE SORCIÓN

Desarrollado en COST-90, proyecto de la Comunidad Europea

Técnica:

1. Utilizar soluciones de sales saturas colocadas en desecadores ( placas

Conway)

2. Las temperaturas puede variar de 20 ºC a más, debiendo conocerse la

actividad de agua de cada solución a una determinada temperatura

3. Las muestras (1,000 g a 0,5 g) deberán ser deshidratadas hasta peso

constante


4. Las muestras se colocan en los respectivos desecadores o en las placas

Conway.

5. El equilibrio se logra aproximadamente a los 15 días evidenciado por el peso

constante, este tiempo es recomendado por el proyecto COST-90.

6. Para actividad de agua mayor a 0,70, se recomienda colocar cristales de timol

en las cámaras para prevenir el desarrollo de microorganismos

7. Los valores se ordenan según tabla y a temperatura programada:

Actividad de agua

(Aw)

Peso inicial

(g)

Peso final(g)

(Peso final - Peso inicial)g de agua

Contenido de aguag agua/ 100 g SS(SS: sólido seco)

(X)

ACTIVIDAD DE AGUA DE SALES SATURADAS A DIFERENTES TEMPERATURAS

deg C deg K LiBr ZnBr2 KOH LiCl LiI K2C2H3OH5 278.13 0.0743 0.0886 0.1434 0.1126 0.2168 10 283.13 0.0714 0.0849 0.1234 0.1129 0.2061 0.233815 288.13 0.0686 0.0819 0.1068 0.1130 0.1957 0.234020 293.13 0.0661 0.0794 0.0932 0.1131 0.1856 0.231125 298.13 0.0637 0.0775 0.0823 0.1130 0.1756 0.225130 303.13 0.0616 0.0762 0.0738 0.1128 0.1657 0.216135 308.13 0.0597 0.0755 0.0673 0.1125 0.1557 40 313.13 0.0580 0.0754 0.0626 0.1121 0.1455

deg C deg K MgCl2 NaI K2CO3 Mg(NO3)2 NaBr KI NaNO3


5 278.13 0.3360 0.4242 0.4313 0.5886 0.6351 0.7330 0.785710 283.13 0.3347 0.4183 0.4314 0.5736 0.6215 0.7211 0.775315 288.13 0.3330 0.4088 0.4315 0.5587 0.6068 0.7098 0.764620 293.13 0.3307 0.3965 0.4316 0.5438 0.5914 0.6990 0.753625 298.13 0.3278 0.3817 0.4316 0.5289 0.5757 0.6886 0.742530 303.13 0.3244 0.3615 0.4317 0.5140 0.5603 0.6789 0.731435 308.13 0.3205 0.3473 0.4991 0.5455 0.6696 0.720640 313.13 0.3160 0.3288 0.4842 0.5317 0.6609 0.7100

deg C deg K NaCl KBr (NH4)2SO4 KCl K2NO3 K2SO4

5 278.13 0.7551 0.8509 0.8242 0.8767 0.9627 0.984810 283.13 0.7565 0.8375 0.8206 0.8677 0.9596 0.981815 288.13 0.7567 0.8262 0.8170 0.8592 0.9541 0.978920 293.13 0.7561 0.8167 0.8134 0.8511 0.9462 0.975925 298.13 0.7547 0.8089 0.8099 0.8434 0.9358 0.973030 303.13 0.7529 0.8027 0.8063 0.8362 0.9231 0.970035 308.13 0.7509 0.7978 0.8027 0.8295 0.9079 0.967140 313.13 0.7487 0.7943 0.7991 0.8232 0.8903 0.9641

Ecuación que permite interpolar entre temperaturas

donde

Aw: actividad de agua

K1: Constante (ver tabla abajo)

K2: Constante (ver tabla abajo)

T: Temperatura en ºK

SALES K1 K2LiBr 620.6358 4.8327ZnBr2 409.6257 3.9159KOH 2094.4890 9.4977


LiCl 10.8233 2.2193LiI 982.7329 5.0477K2C2H3OH 333.9001 2.6185MgCl2 151.0652 1.6271NaI 643.0114 3.1407K2CO3 -3.0240 0.8300Mg(NO3)2 484.6993 2.2670NaBr 447.8054 2.0575KI 258.1545 1.2388NaNO3 253.3800 1.1493NaCl 23.1092 0.3607KBr 171.2747 0.7828(NH4)2SO4 76.8191 0.4690KCl 157.0587 0.6967K2NO3 192.0886 0.7183K2SO4 52.7544 0.2046

LA ECUACIÓN G.A.B.La ecuación que describe la Isoterma de Sorción es la conocida como G.A.B

donde

Aw: actividad del agua

X: contenido de agua ( g de agua/ 100 g de sólido seco)

Xm: es el valor de la capa monomolecular

C y k, son constantes.

Como puede observarse la ecuación tiene una forma parabólica (cuadrática)

LA ECUACIÓN B.E.T.


donde:

Aw: actividad del agua

X: contenido de agua ( g de agua/ 100 g de sólido seco)

Xm: es el valor de la capa monomolecular

C: es una constante.

El valor de la capa monomolecular de agua es descrito por el valor Xm,

correspondiente al agua ligada fija a los grupos polares, la propiedad de esta es que

no es solvente, no esta disponible para los microorganismos, ni es reactivo.

Ejemplo de la aplicación de la ecuación de BET

Los siguientes datos de adsorción fueron obtenidos de carne congelada y deshidratada

a 50 ºF. Emplearemos la Ecuación BET para determinas el valor de la capa

monomolecular del alimento ( como el contenido de humedad ideal)

Tabla de valores de la actividad del agua (Aw) y el contenido de humedad (x)

Aw x (g H2O/g SS)0,10 0,07700,15 0,09300,20 0,10600,30 0,12100,40 0,1370

Tabla de valores adecuando la información a la ecuación BET (forma lineal)

Aw 0,10 1,4430014430,15 1,8975332070,20 2,358490566


0,30 3,5419126330,40 4,866180049

Gráfica de los valores de la tabla anterior

El análisis de regresión da los siguientes resultado:

Valor del intercepto

Valor de la pendiente

Despejando e igualando

Se obtiene para cada expresión:

y

igualando


Se obtiene el valor de C.C = 63,247

Luego como

Se deduce el valor de la capa monomolecular:

Xm= 0,08583


CONSTRUCCIÓN DE LAS ISOTERMAS DE SORCION

METODO GRAVIMETRICO

Actividad de agua de soluciones saturadas para la determinación de las isotermas de

sorción por el método gravimétrico aplicado en los alimentos procesados

TABLA Nº 1 ACTIVIDAD DE AGUA DE SALES SATURADAS A DIFERENTES

TEMPERATURAS

º C LiBr ZnBr2 KOH LiCl LiI K2C2H3OH5 0.0743 0.0886 0.1434 0.1126 0.2168 10 0.0714 0.0849 0.1234 0.1129 0.2061 0.233815 0.0686 0.0819 0.1068 0.1130 0.1957 0.234020 0.0661 0.0794 0.0932 0.1131 0.1856 0.231125 0.0637 0.0775 0.0823 0.1130 0.1756 0.225130 0.0616 0.0762 0.0738 0.1128 0.1657 0.216135 0.0597 0.0755 0.0673 0.1125 0.1557 40 0.0580 0.0754 0.0626 0.1121 0.1455

………………. continua

º C MgCl2 NaI K2CO3 Mg(NO3)2 NaBr KI NaNO3

5 0.3360 0.4242 0.4313 0.5886 0.6351 0.7330 0.785710 0.3347 0.4183 0.4314 0.5736 0.6215 0.7211 0.775315 0.3330 0.4088 0.4315 0.5587 0.6068 0.7098 0.764620 0.3307 0.3965 0.4316 0.5438 0.5914 0.6990 0.753625 0.3278 0.3817 0.4316 0.5289 0.5757 0.6886 0.742530 0.3244 0.3615 0.4317 0.5140 0.5603 0.6789 0.731435 0.3205 0.3473 0.4991 0.5455 0.6696 0.720640 0.3160 0.3288 0.4842 0.5317 0.6609 0.7100

………………. continua

º C NaCl KBr (NH4)2SO4 KCl K2NO3 K2SO4

5 0.7551 0.8509 0.8242 0.8767 0.9627 0.984810 0.7565 0.8375 0.8206 0.8677 0.9596 0.9818


15 0.7567 0.8262 0.8170 0.8592 0.9541 0.978920 0.7561 0.8167 0.8134 0.8511 0.9462 0.975925 0.7547 0.8089 0.8099 0.8434 0.9358 0.973030 0.7529 0.8027 0.8063 0.8362 0.9231 0.970035 0.7509 0.7978 0.8027 0.8295 0.9079 0.967140 0.7487 0.7943 0.7991 0.8232 0.8903 0.9641

DETERMINACION DE ISOTERMAS DE SORCIÓN

La Isoterma de Sorción nos indica el equilibrio que existe entre la cantidad de agua

del alimento y el medio que lo rodea a una temperatura determinada.

La presente técnica fue Desarrollada en COST-90, proyecto de la Comunidad Europea

Técnica:

8. Utilizar soluciones de sales saturas colocadas en desecadores ( placas

Conway, o desecadores) (para lo cual tome un volumen determinado de agua

destilada y adicione la sal seleccionada hasta completa saturación, esto se

observa que cuando se adiciona sal al agua esta no se disuelve, quedando en

forma de cristal, con lo cual se tiene una solución de sal saturada)

9. Las temperaturas puede variar de 5 ºC a 40 ºC ( de acuerdo a la tabla Nº 1),

debiendo conocerse la actividad de agua de cada solución a una determinada

temperatura

10.Las muestras (1,000 g a 0,5 g) deberán ser deshidratadas hasta peso

constante (peso inicial)

11.Las muestras se colocan en los respectivos desecadores o en las placas

Conway, y se efectúa en forma periódica el peso de cada muestra.

12.El equilibrio se logra aproximadamente a los 15 días evidenciado por el peso

constante, este tiempo es recomendado por el proyecto COST-90. Con lo cual

se determina el peso final. Posteriormente se efectúa el calculo de contenido

de agua:

g de agua /g de sólido seco

pesof : peso final


pesoi: peso inicial

Los resultados también pueden expresarse con las siguientes unidades:

g de agua / 100 g de sólido seco

13.Para actividad de agua mayor a 0,70, se recomienda colocar cristales de timol

en las cámaras para prevenir el desarrollo de microorganismos

14.Los valores se ordenan según tabla y a temperatura programada:

EJEMPLO PRACTICO:

Determinación de la Isoterma de Sorción

Muestra : Harina de mango

Sales seleccionadas a Temperatura de 25 ºC

Tabla de las sales seleccionadas para la experiencia:

RESULTADOS:Primer ensayo

Actividad de agua de la sal saturada(Aw)

Peso inicial

Peso final (Peso final - Peso inicial)

Contenido de agua

Contenido de agua

(g) (g) g de agua/g de sólido seco

g agua/ 100 g SS

A los 15 días (SS: sólido seco)

(X)

0.113 1,000 1.047

0.2251 1,000 1.074

0.3278 1,000 1.091

0.4316 1,000 1.110


SALES SELECCIONADAS ACTIVIDAD DE AGUA

ClLi

K2C2H3OH

MgCl2

CO3K2

NO3Na

SO4(NH4)2

0,113

0,2251

0,3278

0,4316

0,7425

0,8099

0.7425 1,000 1.155

0.8099 1,000 1.195

Segundo ensayo

Actividad de agua de la sal saturada

(Aw)

Peso inicial Peso final (Peso final - Peso inicial)

Contenido de agua

Contenido de agua

(g) (g) g de agua/ g de sólido seco

g agua/ 100 g SS

A los 15 dias (SS: sólido seco)

(X)

0.113 1,000 1.0473

0.2251 1,000 1.0750

0.3278 1,000 1.0923

0.4316 1,000 1.1123

0.7425 1,000 1.1562

0.8099 1,000 1.1972

Valores promedio

Actividad de agua (Aw)

Contenido de agua

Contenido de agua

Promediog agua/ 100 g SS g agua/ 100 g SS

(SS: sólido seco) (SS: sólido seco)

(X) (X)

0.113

0.2251

0.3278

0.4316

0.7425

0.8099


Grafica y determinación de la ecuación lineal

Forma n 1: Cuando contenido de agua (X), esta dado en g de agua/ 100 g de SS

X=

R2=

Forma n 2. Cuando el Contenido de agua (X) esta dado en g de agua / 100 g de SS

X=


PROBLEMA:DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE VIDA UTIL DE UN ALIMENTO DESHIDRATADO Y COLOCADO EN UN ENVASE FLEXIBLES.

La curva de sorción a una temperatura de 25 ºC, de un alimento deshidratado es la

siguiente:

Contenido de agua (X) g de

agua / g de sólido seco.

Actividad de agua (Aw)

0,04460,06350,08120,09900,10430,12900,13690,1951

0,110,2310,3250,4350,5210,6430,7270,841

Este alimento se envasa en bolsas de polietileno con un espesor de

Acondicionadas en cajas de cartón con una área expuesta de 0,3678 m2.La masa

acondicionada es de 3 kilos, la humedad inicial del producto es de 0,045 g de agua /

g de sólido seco, su humedad crítica (cuando el producto deja de ser apto para

consumo humano, perdiendo su textura) es 0,081 g de agua / g sólido seco, el

producto es almacenado en un ambiente a 25 º C con una HRE: 75 %, determinar el

tiempo de vida útil del Producto. La constante de permeabilidad del envase es Km =

5,05 . La presión de vapor Po = 23,75 mmHg (determinado en

las Tablas Termodinámicas de vapor saturado)


NOTA: El coeficiente de permeabilidad se expresa de muchas formas, una de las formas mas conocidas es:

Realizar las conversiones respectivas y repita los cálculos cambiando de unidades

Otro tipo de unidad

Otro tipo de unidad

1 mil =0,001 inch = 0,00254 cm

Valores de Km (coeficiente de permebilidad)

-8Tabla de constantes Km 10 cc/cm2.s.cm Hg

Materiales 1 mil 2 mil 3 milPolythene d=0.922 420 210 140Polythene d=0.954 60 30 20Polypropylene 160 80 53Polyester 510 260 170Saran 517 5.15 2.7 1.8Nylon 2800 1400 930Nylon II 2300-11000 1200-5500 770-3700Plioflim N1 430 220 140Pliofilm N2 590 290 200Pliofilm P4 1100 550 370Pliofilm FM1 5100 2600 1700Polystyrene 4700 2400 1600Acetato de celulosa 29000-47000 15000-24000 9700-16000

Usando los datos del problema anterior encuentre el valor de la constante de

permeabilidad (Km) y seleccione el envase en el cuadro, para un periodo de

almacenamiento 150 días.


Tabla de constantes Km x 10-8 cm3/cm2.s.cm Hg

DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE PERMEABILIDAD PARA DETERMINAR EL TIPO DE ENVASE FLEXIBLE A SELECCIONAR.

Del alimento procesado y se tiene la siguiente información (tomando los datos del

problema anterior)

Humedad inicial xo = 0,045 g de agua / g de sólido seco

Humedad critica xc = 0,081 g de agua / g de sólido seco

Humedad de equilibrio xe = 0,1356 g de agua / g de sólido seco

Coeficiente de sorción = 0,182

Area de empaque A = 0,679 m2

Masa de sólidos seco M = 2865 g

Presión de vapor Po = 23,75 mm de mercurio

Tiempo de almacenamiento t = 299 días

Ecuación base:

Despejando:

De donde:

Cambio de unidades:


Dia = 24 x 60 x 60 = 8,64 x 104 sm2 = 100 x 100 = 1 x104 cm2

mmHg = 0,1 cmHg

Los gramos de vapor de agua deben ser transformados a cm3 de vapor , para lo cual

se debe considerar que 1 mol -gramo de un gas ideal ocupa 22 400 cm3, para el

caso del agua 1 mol - gramo pesa 18 gramos, estos nos indica que 18 gramos de

agua están ocupando 22 400 cm3, por lo que mediante una simple regla de tres se

determina que 1 gramo de ocupa 1,244 x103 cm3

La unidad que da la tabla es:

con este valor se va a la tabla y se selecciona un valor menor al obtenido

Problema: Calcular el tiempo de vida útil, cuando se conoce la constante de permeabilidad del envase

Se tiene un film de polythene, de espesor 1 mil, su coeficiente de permeabilidad es:

El área de transferencia A = 300 cm2

Peso del producto w = 250 g (95% de st)

Contenido de humedad critica Wc = 7,3 g/100 g de ss (Aw = 0,41)

Contenido de humedad inicial Wi = 2,4 g /100 g de ss (Aw =0,12)

Se debe almacenar a 20 ºC y 80 % de HRE

Para el presente caso se considera una ganancia de humedad lineal

Donde:


Cálculo de

Pero 1mol-g de agua equivale a 18 g de agua y como vapor ocupa 22 400 cc

Luego 11,63 g de agua ocupara 13 875 cc como vapor de agua.

Luego:

Cálculo de (P1-P2)

P1 : es la presión atmósferica del vapor de agua a 20 ºC, según la tabla de

termodinámica de vapor saturado a 20 ºC

P1 = 1,753 cm de Hg

Calculo de P2

Para la Aw = 0,41 equivale un HRE = 41 %

Aw = 0,12 equivale un HRE = 12 %

La diferencia

Luego:

P2 = P1 x 0,29

P2 = 1,753 x 0,29 = 0,508 cm de Hg


Entonces: (P1-P2) = 1,753-0,503= 1,245 cm.Hg

Cálculo de tiempo de vida útil ()

pasando el resultado a dias

El tiempo de vida útil será:

días

Problema: Determinar el tipo de envase a seleccionar

Seleccionar el empaque para polvo de mango envases de 250 gramos, por 300 dias

de almacenamiento a 25 ºC y HRE 65%

Humedad inicial del mango: 2% ( Aw = 0,125)

Humedad critica: 4,2 % ( Aw = 0,27)

Area del empaque :250 cm2

Cálculo de

g de agua

18 gramos de agua (1 mol-g) ocupa 22 400 cc

5,5 g de agua ocupara 6 844,44 cc

Calculo de


A 25 ºC. P1 = 2,376 cm Hg

HREi = 12,5 %

HREc= 27%

HRE= 14,5%

Luego

P2=2,376 (0,145)

Entonces:

P=2,0319 cm Hg

Cálculo de la constante de permeabilidad (Km)

Reemplazando valores

En la tabla se busca un valor mayor a Km

Encontrándose

Polythene 1 mil : 60 x 10-8

Polypropilene 2 mil. 80 x 10-8


Determinación del coeficiente de permeabilidad basada en la ecuación de Fick

: velocidad de transferencia de masa

Km . constante de permeabilidad

A: área perpendicular a la transferencia

: gradiente de presión

Técnica:

1. La velocidad de transmisión de vapor de agua se mide llenando el empaque

(A= 625 cm2) con un peso determinado de material desecante (15 g) a un Aw

conocido (0,98 0,80 y 0,70) y colocado en un desecador.

2. El desacador a temperatura controlada (35 ºC)

3. En el film, se coloca el material desecante, sulfato de cobre anhidro.

4. El pesado de las muestras se realiza periódicamente ( 0 h, 24 h, 48 h y 72 h),

con el objetivo de determinar el agua que gana la muestra

Tabla de ganancia de peso (P) gramos

PESO g Aw 0 h 24 h 48 h 72 h0,980 15,00 15,30 16,20 16,500,800 15,00 15,10 15,90 16,000,700 15,00 15,05 15,17 15,82


Tabla de incremento de peso (g)

Aw 0 h 24 h 48 h 72 h0,980 0,00 0,30 1,20 1,500,800 0,00 0,10 0,90 1,000,700 0,00 0,05 0,17 0,82

Cálculo del flujo másico , para actividad de agua

Para Aw = 0,98

TIEMPO (h) (g)

0 0,0024 0,3048 1,2072 1,50

Por análisis de regresión

Para Aw = 0,80


TIEMPO (h) (g)

0 0,0024 0,1048 0,9072 1,00


para Aw = 0,70

TIEMPO (H)(g)

0 0,0024 0,0548 0,1772 0,82



Siendo la ecuación

Se plantea el siguiente modelo

Cálculo de la variación


po: presión parcial del vapor de agua a la temperatura de almacenamiento T= 35

ºC ; T = 95 ºF , de acuerdo a las tablas de vapor saturado encontramos:

po = 0,8153 ( 1 atm = 14,7 psi ; 0,8153 psi = 0,05546 atm)

pa : presion parcial de vapor de agua en el alimento

De acuerdo a la ecuación

De cual deducimos

Para un Aw = 0,98

pa= 0,05546(0,98) = 0,05435 atm

atm

Para un Aw = 0,80pa = 0,05546(0,80) = 0,04437 atm

atm

Para un Aw = 0,70

pa= 0,055462(0,70) = 0,038823 atm

atm

Cálculo de la constante de permeabilidad

Organizando la tabla de acuerdo a la expresión:



atm

3,60 x 10-5 0,00110952,53 x 10-5 0,0110921,72 x 10-5 0,016638


donde la pendiente es:

el espesor el film es 1mil = 0,0254 cm

1 g de agua = 12 240 cc

1 h = 3600 sec


1 atm = 760 mmHg

Reemplazando valor se encuentra el coeficiente de permeabilidad del film

ENVASES ACTIVOS PARA FRUTAS Y HORTALIZAS FRESCAS Y DE IV GAMA

1ER. PREMIO DIRECTORIO POSCOSECHA 2001

Trini Cerdán de la Fuente([email protected])

Mª José Marí VilaRaquel Vázquez AsinsNora Manzaneda López

INDICE

1.- INTRODUCCION

1. 1.1. Los envases en la industria alimentaria 2. 1.2. Frutas y hortalizas de cuarta gama

2.- ENVASADO ACTIVO

2.1. Concepto de esta tipología de envase

2.2. Aparición de la técnica más beneficiosa

2.3. Tipos de envases activos

2.4. Dos tecnologías diferentes


http://www.poscosecha.com/4gama/gama.html#23






mailto:[email protected]

3.- SISTEMAS DE ENVASES ACTIVO

3.1. Componente activo en el interior del envase

3.2. Componente activo incluido en el material de envase

3.3. Clasificación de sistemas de envasado activo

1. Sistemas para el control de la humedad 2. Sistemas absorbentes de etileno 3. Sistemas absorbentes de oxígeno 4. Sistemas para el control de dióxido de carbono 5. Sistemas de envasado antimicrobiano 6. Sistemas de envasado con adición de aditivos para

usos específicos 7. Indicadores tiempo-temperatura

1. Introducción 2. Patentes y sistemas indicadores 3. Limitaciones de los indicadores

4.- ESTUDIOS

5.- TENDENCIAS FUTURAS

6.- LEGISLACION

BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

1.- INTRODUCCIÓN

1.1. LOS ENVASES EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

Los envases juegan un papel fundamental en la conservación, distribución y

comercialización de los alimentos. Los alimentos no son productos

inalterables que conserven indefinidamente sus características físicas,

químicas y microbiológicas, de hecho los alimentos se deterioran con el paso

del tiempo bien por la acción de organismos vivos, o por la acción físico-

química del entorno (temperatura, humedad relativa...) o por la actividad

biológica del propio alimento (Catalá y Gavara, 2001).





















ENVASE es, según la Directiva Europea 94/62/CE, todo producto fabricado

con cualquier material de cualquier naturaleza que se utilice para contener,

proteger, manipular, distribuir y presentar mercancías, desde materias primas

hasta artículos acabados, y desde el fabricante hasta el usuario o

consumidor. Los objetos desechables con estos mismos fines se

considerarán también envases.

Tal y como se puede observar en la definición anterior los envases han de

cumplir las siguientes funciones: contener el alimento, proteger el alimento de

las acciones físicas, químicas y microbiológicas, conservar la calidad y

salubridad del alimento, evitar fraudes, acondicionar el producto para la

manipulación comercial, presentar e identificar el producto, informar al

consumidor de las características del alimento, vida útil, etc. (Catalá, 1997).

En nuestra sociedad el papel del envase es esencial para la comercialización

de cualquier producto. En las últimas décadas el envasado ha adquirido un

papel fundamental desde el punto de vista del marketing y de la conveniencia

para el consumidor. Por una parte, los métodos modernos de marketing

necesitan un envasado atractivo que comunique algo al consumidor para que

de esta forma el consumidor adquiera el producto (Fernández, 2000). En

segundo lugar los envases han ido cambiando a lo largo de los años como

respuesta a los profundos cambios en la forma de vida y la industria del

envasado ha tenido que responder a esos cambios. Algunos de estos

cambios son el crecimiento de la población, la urbanización, la necesidad de

evitar pérdidas y desperdicios de alimentos, la incorporación de la mujer al

trabajo, el comercio internacional, la creciente preocupación por la higiene y

por el consumo de alimentos naturales, el deterioro del medio ambiente, etc

(Catalá y Gavara, 2001). Todo esto supone una innovación continua en la

tecnología del envasado para intentar satisfacer estas demandas.

En la actualidad se dispone de una amplia gama de envases y embalajes de

muy diversos materiales y características para satisfacer la demanda de la

gran cantidad de productos alimentarios que existen en la actualidad. Debido

a esta enorme variabilidad de productos no es posible el uso de un envase

ideal que sea válido para todos ellos y, por tanto, es necesario seleccionar


para cada uso el envase y tecnología de envasado más adecuado en función

de distintos parámetros como son las características del producto, forma de

transporte y distribución comercial, vida útil esperada, costos, posibilidad de

reutilización o reciclado de los materiales, compatibilidad medio ambiental etc

(Catalá, 2000).

En cuanto al envasado de frutas y hortalizas hay que tener en cuenta que

desde el momento en que éstas son recolectadas se inicia su deterioro

natural que llevará hasta la pérdida del producto para el consumo en un

periodo corto de tiempo si no se evita de alguna manera. Todos los productos

de origen vegetal mantienen sus procesos metabólicos tras la recolección. De

hecho, los procesos respiratorios siguen activos. A medida que el producto

envejece existe una reducción de la tasa de respiración aunque algunos

productos pueden mostrar un incremento súbito de la actividad metabólica.

Todos estos procesos conducen a la degradación de la calidad del producto y

a su inutilización para el consumo. Además el producto vegetal puede ser

objeto del ataque de microorganismos debido a su debilitamiento. Este

ataque produce la inutilización del producto mucho antes de que se produzca

su degradación como consecuencia de los procesos metabólicos de

envejecimiento.

Los productos hortofrutícolas son muy perecederos por lo que el uso de un

envase adecuado se hace imprescindible para mantener la calidad durante su

transporte y comercialización (Catalá, 2000).

También hay que destacar que en la actualidad los envases tienen para una

parte de la sociedad una cierta imagen negativa. Por un lado, el aspecto

sanitario y por otro lado su responsabilidad en el deterioro medio ambiental

(Catalá y Gavara, 2001). En cuanto al aspecto sanitario es cierto que se

produce migración de algunos componentes de los envases a los alimentos,

pero estos componentes se conocen suficientemente y se controlan mediante

las legislaciones sanitarias establecidas por todos los países. Estas

propiedades de transferencia de masa que se producen en materiales como

los plásticos puede ser utilizada en el envasado de frutas y hortalizas. De


hecho, en la actualidad, se aprovecha esta permeabilidad para el envasado

de frutas y hortalizas frescas en los que el envase actúa regulando su tasa de

respiración y alargando su vida útil, o también introduciendo elementos en el

envase capaces de retener componentes del alimento no deseados como

pueden ser el colesterol o la lactosa (Catalá y Gavara, 2001).

1.2. FRUTAS Y HORTALIZAS DE IV GAMA

En la actualidad los consumidores demandan alimentos vegetales, frutas,

hortalizas y derivados de apariencia natural y con un valor nutricional

semejante al de los productos frescos, sin aditivos químicos,

microbiológicamente seguros y de una elevada calidad y que, al mismo

tiempo, estén listos para su consumo de forma inmediata. De esta forma se

pueden definir como frutas y hortalizas de IV gama aquellas con una vida útil

más larga que los productos frescos, transformadas ligeramente pero que

mantienen las características del producto fresco. Los productos de IV gama

o mínimamente procesados constituyen un grupo de alimentos que se

encuentran en alza en la actualidad.

Estos alimentos deben ser sometidos a un procesado mínimo o a una

combinación de procesos mínimos, que hacen uso del concepto de la

tecnología de barreras. Dentro de las denominadas barreras que se pueden

emplear para optimizar el proceso de elaboración y / o estabilización de estos

alimentos se encuentran tecnologías tradicionales (refrigeración, envasado en

atmósferas modificadas, etc), tecnologías emergentes (aplicación de alta

presión, pulsos eléctricos, etc) y tecnologías que incluyen el empleo de

envases activos, cuyas características se van a exponer a continuación.

2.- El envasado activo

2.1. CONCEPTO DE ESTA TIPOLOGIA DE ENVASE

Podemos hablar de gran similitud, e incluso de coincidencia, en la definición

de envase activo dada por diversos autores, símbolo de lo clara que es esta

noción para los profesionales del tema y el amplio acuerdo que existe en el

sector con respecto a esta tipología de envasado. Rooney considera que un

envase puede calificarse como activo cuando desarrolla alguna otra función


que la de proporcionar una barrera inerte frente a las condiciones externas

(Rooney, 1995). Hotchkiss presenta la definición de envase activo, aquel que

interacciona directamente con el producto y / o con su entorno para mejorar

uno o más aspectos de su calidad o seguridad; y por oposición también habla

de envases pasivos, aquellos que actúan como una barrera pasiva para

separar el producto del medio ambiente. De otro modo podemos definir el

envase activo como el sistema alimento-envase-entorno que actúa de forma

coordinada para mejorar la salubridad y la calidad del alimento envasado y

aumentar su vida útil (Catalá y Gavara, 2001). Fernández lo concibe como

toda técnica que pretende algún tipo de interacción favorable entre el envase

y el producto, con el objeto de mejorar su calidad y aceptabilidad (Fernández,

2000). En la definición de este nuevo procedimiento es remarcable el cambio

significativo desde una concepción en la que el envasado ideal es aquel que

es completamente inerte, a la búsqueda de un método que intente aprovechar

en beneficio del alimento las posibles interacciones entre el envase, el

producto y el medio ambiente.

2.2. APARICIÓN DE UNA TÉCNICA MÁS BENEFICIOSA

Quizá la filosofía de este tipo de envasado se encontraba ya en las prácticas

de manejo de comestibles de algunas poblaciones indígenas de países

cálidos, las cuales recubrían determinados productos tradicionales con ciertas

hojas (Catalá y Gavara, 2001). De este modo conseguían que el envase, en

este caso las hojas, aportaran enzimas y otros compuestos como agentes

microbianos que, además de mejorar las propiedades organolépticas del

producto, prolongaban el tiempo de conservación.

El envase activo nace en un contexto en el que se entiende el envase como

una técnica de conservación que ha generado en los consumidores diversas

preocupaciones, tanto a nivel de su implicación en posibles contaminaciones

de carácter sanitario, migrantes tóxicos por ejemplo; como por estar

involucrado en el creciente problema medioambiental de la gestión de

residuos (Catalá y Gavara, 2001). Así pues, nos hallamos en un terreno del

desarrollo tecnológico en busca de métodos más naturales de conservación.

Es a partir de los años ochenta cuando esta idea de envasado activo empieza


a desarrollarse y se materializa en la comercialización de países como Japón

y Australia. Sin embargo, en Europa y Estados Unidos, aunque sin duda han

llegado al mercado algunos productos de este tipo, su utilización está más

extendida en la cadena de distribución que en la venta al detalle. Es

importante recordar que el envasado activo no ha sido únicamente utilizado

en la industria alimentaria, sino que es usual en otros ámbitos, por ejemplo en

productos farmacéuticos, material informático, pieles, tejidos...

La novedad que conlleva esta nueva técnica resulta de que su finalidad no va

a consistir en disminuir el grado de deterioro dentro del envase, sino a

convertir en positivos los cambios que acontezcan durante la vida de

"producto envasado". Pasamos de una meta en la inercia total, a la búsqueda

de interacciones que nos sean convenientes. Esto significa que el producto

mejora mientras está almacenado en su envase. Ello incluye tanto aspectos

de calidad como de seguridad alimentaria (Hotchkiss, 2000).

Reconocemos en esta relación muchas de las ventajas que nos ofrecen los

envases activos en sus diferentes manifestaciones:

o capacidad de respuesta del envase frente a los cambios que

en el se producen

o realización de operaciones como calentamientos, enfriamiento,

o fermentaciones, que se pueden ya realizar dentro del mismo

envase

o reducción del empleo de aditivos o conservantes, que

recordemos inquietan al consumidor, pudiendo incorporarse en

el mismo envase

o reducción de costes en envasado bajo técnicas de atmósfera

modificada, ejerciendo un control de ésta en productos

individuales (anteriormente sólo se era posible en productos a

granel).

2.3. TIPOS DE ENVASES ACTIVOS


En un panorama de importantes innovaciones tecnológicas en el diseño,

concepción y fabricación de envases y embalajes, aparecen unos envases

muy particulares denominados en ocasiones "envases inteligentes", en otras

"envases interactivos" y a veces se califican de "envases funcionales" o

envases conservadores de frescura . En cuanto a la nomenclatura se refiere,

a pesar de que todas estas designaciones se asuman sinónimas, existen

autores partidarios de hacer una distinción en dos grupos, al primero de los

cuales llamaríamos exclusivamente envases activos (active or interactive

packaging) y al segundo envases inteligentes (clever, smart or intelligent

packaging). Estas dos categorías aclaran la doble vertiente de los objetivos

de este tipo de envasado. Por un lado, como "envases activos" se incluirían

los sistemas destinados a controlar los factores responsables de alteración;

por ejemplo todos aquellos que implican a agentes antimicrobianos,

absorbentes de humedad, de oxígeno o de dióxido de carbono, emisores de

etanol, captadores de etileno... Por otra parte, como "envases inteligentes" se

clasificarían aquellos que utilizan bien propiedades bien componentes del

alimento o de algún material del envase como indicadores del historial y

calidad del producto; se trata fundamentalmente de indicadores de tiempo-

temperatura, indicadores de calidad microbiológica, indicadores de oxígeno o

dióxido de carbono... (Fernández, 2000).

Con un envase activo de la primera categoría, se están cumpliendo objetivos

básicos deseados con cualquier técnica de conservación, a saber, aumentar

la vida útil del alimento. Ello suele ser sinónimo de proteger contra agentes

responsables de alteración, ya sea ésta física, química, enzimática o

microbiológica. Pero este objetivo básico se obtiene, en el caso que nos

ocupa, de una forma peculiar. Véase que con el envasado tradicional

manteníamos estáticos los niveles de los parámetros causantes de procesos

de degradación. Sin embargo en este tipo de envasado introducimos un

dinamismo, incremento o disminución de variables, que va a actuar a nuestro

favor. Las interacciones beneficiosas creadas entre alimento y envase

pueden basarse en la regulación del contenido en gases (oxígeno, dióxido de

carbono, etileno, etc); en el control de la humedad (aditivos antivaho,

absorbentes, etc); en la acción de diversas enzimas (control del colesterol y la


lactosa); en la liberación de sustancias antimicrobianas (etanol, agentes

quelantes, ácidos orgánicos, dióxido de azufre o de cloro, antibióticos,

bacteriocinas, fungicidas)... Anteriormente, en el interior del envase sólo se

daban cambios que surgían de la evolución natural del producto; ahora el

alimento está en un entorno que se va a modificar beneficiosamente a través

de cambios inducidos gracias a su envolvente (Rooney, 1995).

Las finalidades de los llamados envases inteligentes son diferentes, y ello

justifica su separación con una designación especial. Su acción posibilita un

sueño en las pretensiones del consumidor del mundo moderno, siendo el

envase mismo el que habla de su calidad o de los sucesos que han marcado

su procesado, actuando como chivato de posible mal estado o degradación,

así como de un mantenimiento, transporte o distribución inadecuada.

Hotchkiss también analiza el propósito de todo tipo de envasado activo. Se

acepta que, con la excepción de algunos vinos tintos o quesos curados, todos

los alimentos siguen deteriorándose de algún modo después de su envasado

y durante su almacenamiento (Hotchkiss, 2000). En nuestro caso este

deterioro se convierte en cambio, pero un cambio provechoso. Los factores

que van a ser objetivo de nuestra intervención y en los que queremos influir a

través del componente activo incluyen tanto aspectos de higiene alimentaria,

como contenido nutricional, sabores, aromas, color y otros... No obstante, R.

Catalá no comparte que pueda considerarse envase activo a aquel que

cambia de color con la presencia de algún patógeno en el alimento. En

cambio, para este mismo autor, el control y modificación de la atmósfera de

envase es un tipo de envase activo siendo el de mayor aplicación actual.

2.4. DOS TECNOLOGIAS DIFERENTES

La característica de los envases activos se puede conseguir incluyendo el

componente activo en todo el material de envase, o gracias a la utilización de

sobres, bolsitas o etiquetas que contiene el producto activo (Fernández,

2000). Esta última posibilidad no exige cambios en el diseño del envase, pero

impone una separación física segura y estable para impedir el contacto de

ese componente con el alimento. Citaremos como ejemplos no alimentarios

las clásicas bolsitas absorbentes de humedad que contienen los embalajes


de material informático, también los indicadores tiempo-temperatura, o los

cierres absorbentes de oxígeno en botellas...

En cuanto a los compuestos activos que contactan con el alimento en toda la

superficie del envase, hablamos de películas o recubrimientos distinguiendo

entre ambos porque las películas se preforman por extrusión previamente al

envasado, y los recubrimientos son aplicados directamente sobre el alimento

por dispersión, emulsión o solubilización del compuesto (Catalá y Gavara,

2001). Estas películas o recubrimientos pueden ser sintéticos o comestibles,

siendo estos últimos comúnmente utilizados en ciertos sectores alimentarios

como ingredientes, por ejemplo los productos de bollería cubiertos de

chocolate. Otras aplicaciones serían los recubrimientos con ceras para frutas

y hortalizas, las tripas de los embutidos, los biopolímeros como almidones,

celulosas, proteínas... El campo de los biopolímeros, aunque más

concretamente el de las películas comestibles, es uno de los que abre más

perspectivas de futuro, por ser una de las soluciones de envasado que más

naturales parecen al consumidor, siempre que éstas tengan orígenes no

sintéticos.

La investigación juega un papel fundamental en el desarrollo de las

numerosísimas posibilidades de esta nueva tecnología, en la que también hay

que analizar consideraciones de otros tipos, como las económicas. En la

actualidad la fabricación de materiales de envases sintéticos convencionales

ha alcanzado unos costes relativamente bajos, a lo que hay que sumar el alto

nivel de conocimiento tecnológico de su manejo y aplicaciones. De este modo

es difícil competir con esta industria si no es contando con una base sólida de

ventajas y un estudio profundo de cada caso. Por ello insistimos en que la

investigación tiene un largo y apasionante camino por recorrer en esta

dirección de la conservación de los alimentos.

3.- SISTEMAS DE ENVASES ACTIVO

Podemos distinguir dos formas básicas de actuación según el componente

activo se encuentre en el interior del envase activo o bien forme parte del

material de envasado. En el cuadro 1 se han recogido varios ejemplos de


sistemas de envases activos que se adaptan a las necesidades de frutas y

hortalizas.

3.1. COMPONENTE ACTIVO EN EL INTERIOR DEL ENVASE

El uso de pequeñas bolsas o sobres que contienen el principio activo

(sustancias que actúan absorbiendo oxígeno, CO2, humedad,...) constituyen

el sistema más desarrollado y utilizado hasta la actualidad. Estas bolsitas

están fabricadas con un material permeable que, por una parte, permite

actuar al compuesto activo y, por otra, impide el contacto del mismo con el

alimento (Catalá y Gavara, 2001). Estos dispositivos deben ser resistentes a

las roturas y además ir convenientemente etiquetados para evitar que se

ingiera su contenido (Fernández, 2000).

3.2. COMPONENTE ACTIVO INCLUIDO EN EL MATERIAL DE ENVASE

Como alternativa al uso de bolsas se están desarrollando materiales para

envasado, películas sintéticas y comestibles, que contienen el principio activo

en su estructura (aditivos, agentes antimicrobianos, enzimas,...). Se basa en

fenómenos deseables de migración, ya que se ceden al producto envasado

sustancias beneficiosas. Como ventajas de esta técnica cabe destacar que se

consigue que toda la superficie del componente activo entre en contacto con

el producto y que el consumidor no encuentre ningún elemento extraño en el

producto adquirido (Catalá y Gavara, 2001; Fernández, 2000).

Resulta de gran interés para el caso de frutas y hortalizas frescas el uso de

películas o recubrimientos comestibles ya que éstas mejoran la apariencia del

producto y su conservación, lo protegen frente a la acción microbiana, frente

al oxígeno o humedad del medio que lo rodea, limitan la pérdida de

nutrientes, aromas, humedad, así como manteniendo la integridad estructural

del alimento durante su comercialización. Como materiales básicos en su

composición distinguimos: polisacáridos (gomas, almidones, celulosas,...),

lípidos (grasas animales o vegetales) y proteínas (colágeno, caseína, gluten

de trigo, soja,...). Aunque actualmente la tendencia es a combinaciones entre

ellos y a la adición de aditivos para mejorar las propiedades funcionales y

estructurales de estos recubrimientos. Se pueden formar directamente sobre


el producto usando disoluciones o emulsiones que aplicaremos con cepillos,

sprays, baños,... O bien preformarlos por separado para recubrir, después, el

alimento. Para su uso deben cumplir ciertos requisitos: buena cualidad

sensorial, no tóxicos, protección estable bioquímica, físico-química y

microbiológicamente, fácil aplicación, bajo coste en materias primas y

tecnología, no suponer una carga ambiental (Cuq et al., 1995; Catalá y

Gavara, 2001).

Otros materiales que constituyen envases activos dentro de este grupo son

etiquetas, tintes o esmaltes, que se utilizan como indicadores de la calidad,

seguridad o tratamiento del producto envasado. Se fundamentan en

reacciones físico-químicas, enzimáticas,... que dan lugar, generalmente al

cambio de color del dispositivo. (Fernández, 2000)

3.3. CLASIFICACIÓN DE SISTEMAS DE ENVASADO ACTIVO

A la hora de envasar un producto, en nuestro caso frutas y hortalizas frescas

o de cuarta gama, tendremos en cuenta una serie de variables:

humedad

etileno

oxígeno

dióxido de carbono

carga microbiana

a. Humedad

La transpiración de las frutas y hortalizas puede originar condensados

en el interior del envase, lo cual no es deseable ya que puede dar

lugar a proliferación microbiana y el producto pierde valor

comercialmente (Catalá y Gavara, 2001; Rooney, 1995).

b. Etileno

El etileno es una molécula química, gaseosa, bastante simple, aunque

con diversos e importantes efectos sobre la fisiología de las plantas,


efectivo a bajas concentraciones e identificado como "hormona de

maduración".

Económicamente es positivo ya que induce a la germinación de las

semillas, regula la iniciación floral de brotes, induce la abscisión de

órgano y estimula la maduración, pero a nivel comercial su efecto no

es adecuado por acelerar la senescencia y reducir la vida útil de los

productos hortofrutícolas (Zagory, 1995).

c. Oxígeno

La presencia de oxígeno en el interior de los envases de alimentos

puede dar lugar al desarrollo de aromas extraños, reacciones de

oxidación, cambios de color por pardeamiento enzimático, pérdidas de

nutrientes y desarrollo microbiano (Catalá y Gavara, 2000). Así pues,

las atmósferas con baja concentración de oxígeno impiden la

supervivencia de insectos en los productos agrícolas, evitan que en

alimentos con alta actividad de agua se desarrollen bacterias y

levaduras. Por otra parte, concentraciones iguales o menores al 0,1%

no son adecuadas para el desarrollo de muchos mohos (Rooney,

1995).

d. Dióxido de carbono

En la respiración, los vegetales generan unas altas concentraciones

de CO2 que tendremos que controlar ya que pueden resultar tóxicas,

así para el caso de manzanas y cítricos, entre otras frutas y hortalizas,

concentraciones a partir del 5% pueden producir efectos tóxicos.

En un envase de productos hortofrutícolas tienen gran importancia las

concentraciones de los gases y de la humedad si se pretende alargar

la vida útil de los alimentos. Hay una tendencia al envasado en

atmósfera modificada, lo que supone la reducción del oxígeno y el

aumento del dióxido de carbono. Así, la calidad inicial del producto se

conserva al mantener una alta humedad y la velocidad de la

respiración aeróbica disminuye por aumentar la concentración de CO2


y reducir la de O2, con ello se reduce, además, el crecimiento

microbiano y las reacciones enzimáticas aeróbicas. Interesa, no

obstante, no alcanzar condiciones de anoxia por los efectos negativos

que se generarían (Catalá, 1997). En el cuadro 2 se recogen unas

recomendaciones sobre las condiciones óptimas para el envasado en

atmósfera modificada para una serie de frutas y hortalizas.

Para mantener estas condiciones interesa que el material del envase

sea más permeable a unas sustancias que a otras, o bien combinar su

uso con absorbentes o emisores. Ver el cuadro 3 de coeficientes de

permeabilidad para diferentes materiales plásticos. Actualmente están

bastante extendidas las bolsas con perforaciones o

microperforaciones que intensifican la permeabilidad necesaria para

productos envasados con un alto nivel de respiración y al mismo

tiempo previenen el desarrollo de condiciones anaeróbicas (Yam y

Lee, 1995).

e. Carga microbiana

Las frutas y hortalizas procedentes del campo llegan a la central llenas de

esporas y otros microorganismos que permanecerán en estado latente hasta

que las condiciones de O2, humedad, temperatura,... sean favorables para su

desarrollo. Controlar las condiciones de almacenamiento es importante para

mantener la calidad del producto y aumentar su vida útil. Además, podemos

con el envasado actuar directamente sobre el crecimiento microbiano.

3.3.1. SISTEMAS PARA EL CONTROL DE LA HUMEDAD

Absorbentes de humedad: Se emplean para retener los líquidos que

puedan desprenderse por exudación del producto envasado. Básicamente

consisten en un polímero superabsorbente y granular (sales de poliacrilato,

amidas modificadas o copolímeros de almidón) protegidos por dos capas de

polietileno o polipropileno. Estos dispositivos se suelen colocar en las

bandejas de comercialización de productos frescos, entre ellos los vegetales

(Rooney, 1995).


Plásticos con aditivos antivaho: Estos aditivos, del tipo de los etoxilatos no

iónicos o monoglicéridos, presentan el grupo apolar unido al plástico y el polar

en la interfase. Su función será reducir la tensión superficial del agua

condensada en el interior del plástico haciendo que las gotas se unan y

formen una película continua manteniendo la transparencia del envase

(Rooney, 1995).

Reguladores de humedad: Buscan disminuir la humedad relativa en el

interior del envase controlando, así, el desarrollo microbiano. Generalmente

en el mercado se utilizan sobres en los que la materia activa puede ser gel de

sílice, óxido de calcio o algunas sales de cloruro sódico, existiendo también

etiquetas con la misma función. A nivel de materiales de envasado que

contengan compuestos absorbentes en su propia estructura tenemos como

ejemplo el propilenglicol, sustancia absorbente protegida por dos capas de

plástico (polivinilalcohol) muy permeables al vapor de agua (Fernández,

2000). En el cuadro 4 podemos ver unos ejemplos.

Películas comestibles: Generalmente se utilizan en forma de ceras para

evitar la deshidratación de frutas y hortalizas y mejorar la apariencia

comercial. También se pueden utilizar películas mixtas a base de derivados

de celulosa, gomas, gluten, almidón, combinados con sustancias lipídicas ya

que éstas ofrecen una importante barrera a la humedad, pero pueden tener

problemas de estabilidad (fundamentalmente fenómenos de oxidación), e

influir en la textura y características organolépticas (Cuq et al., 1995;

Fernández, 2000).

3.3.2. SISTEMAS ABSORBENTES DE ETILENO

Para eliminar el etileno de la atmósfera que rodea al producto se utilizan

sustancias con capacidad de ab-/adsorción. A nivel comercial destacan:

permanganato potásico (KMnO4) inmovilizado sobre sustrato mineral

inerte como perlita, alumina, zeolita, carbón activo, gel de sílice,

cristobalita. El KMnO4 actúa oxidando el etileno a etilenglicol y éste a

CO2 y agua).


metales catalizadores (paladio,...) sobre carbón activo, éste absorbe al

etileno y el catalizador lo degrada (Zagory, 1995; Fenández, 2000)

Bolsas o sobres: Es una de las formas que podemos encontrar en el

mercado, los compuestos anteriores se presentan en el interior de bolsas que

colocaremos en el interior del envase.

Bolsas absorvedoras de etileno

Películas plásticas absorbedoras de etileno: En este caso el componente

absorbente forma parte de la estructura de la película plástica o se disgregan

sobre ella (Zagory, 1995). En el cuadro 5 se recogen una serie de ejemplos

comerciales.

3.3.3. SISTEMAS ABSORBENTES DE O2

Como materia activa absorbente de oxígeno se suele utilizar: ácido ascórbico,

sales de hierro o sistemas enzimáticos como la glucosa oxidasa/catalasa

(Fernández, 2000).

Bolsas o sobres: Los absorbedores de oxígeno están constituidos por

sustancias fácilmente oxidables contenidas en pequeñas bolsas con

capacidad de absorción de oxígeno variable, de los 5 a los 2000 ml. Estos

dispositivos consiguen llegar a valores inferiores al 0,01% de oxigeno residual

en el envase.

Como principales ventajas de este sistema destacan: fácil de usar, previene

el crecimiento microbiano, evita el desarrollo de sabores, aromas y colores


indeseables en el alimento, mantiene la calidad del producto sin usar aditivos,

menores costes en equipos generadores de gases, así como en productos

químicos para prevenir el daño por insectos. En cambio, su uso no es posible

en alimentos líquidos.

Para ser efectivos, se han de utilizar con envases lo más impermeables

posible al oxígeno siendo los de aluminio, EVOH (alcohol vinílico) y PVDC

(policloruro de vinilideno), los más adecuados (Smith et al., 1995).

En el cuadro 6 podemos ver las principales compañías productoras de este

tipo de absorbedores de oxígeno.

Películas plásticas absorbedoras de oxígeno: Son plásticos formados por

polímeros absorbentes o bien las moléculas activas se disuelven o disgregan

en la lámina de envase, es decir, el material absorbente puede estar incluido

en la estructura del sólido o disponerse como adhesivo, tinta, laca o esmalte.

A diferencia de los dispositivos anteriores, las películas mantienen toda su

superficie en contacto con el alimento a desoxigenar o para protegerlo de la

entrada de oxígeno del exterior (Rooney, 1995)

Películas comestibles: Son recubrimientos con permeabilidad selectiva a los

gases lo que permite reducir la degradación de algunas frutas y hortalizas. Las

mejores son de naturaleza proteica y las constituidas por polisacáridos (Cuq et

al., 1995; Fernández, 2000).


Absorvedores de oxígeno

3.3.4. SISTEMAS PARA EL CONTROL DEL CO2

Bolsas o sobres: Podemos encontrarnos con absorbedores de CO2 donde

la materia activa es hidróxido cálcico o carbón activo, o bien con emisores de

CO2 a base de bicarbonato sódico (Catalá y Gavara, 2001). Es interesante

que los envases en los que sean utilizados la permeabilidad al dióxido de

carbono sea mínima, para ello se suele utilizar PVDC (policloruro de

vinilideno) (Fernández, 2000). A nivel comercial encontramos sobres con una

doble función: emisores de CO2 y absorbedores de O2 (cuadro 7).

Películas comestibles: Son recubrimientos con permeabilidad selectiva a

los gases lo que permite reducir la degradación de algunas frutas y hortalizas.

Interesa una alta permeabilidad al CO2. Las más adecuadas están

constituidas por proteínas y polisacáridos, con mayor permeabilidad al CO2

que al O2 (Cuq et al., 1995; Fernández, 2000).

3.3.5. SISTEMAS DE ENVASADO ANTIMICROBIANO

Podemos hacer uso de compuestos con acción antimicrobiana: etanol,

dióxido de azufre, dióxido de cloro, ácidos orgánicos, aceites esenciales,

compuestos quelantes (EDTA), metales (plata), enzimas (glucosa oxidasa,

muramidasa), bacteriocinas, antibióticos y fungicidas (Fernández, 2000). En

cuanto a las distintas formas de presentación:

Sobres: El etanol es un buen agente antimicrobiano resultando efectivo en

forma de vapor. Bajas concentraciones de alcohol (5 – 20% v/v) demuestran

tener una acción persistente sobre los microorganismos. Generalmente se


presenta en sobres donde el etanol está adsorbido a gel de sílice liberándose

gradualmente a través de las paredes del mismo cuya permeabilidad es

selectiva. El uso de estos dispositivos debe acompañarse con plásticos de

envase con impermeabilidad media / alta al etanol, permeabilidad menor a 2

g/m2/día (Smith et al., 1995). En el cuadro 8 se presentan los de generadores

de etanol más usados. Ahora bien, en Europa no está autorizado su uso.

Otras sustancias con efecto antimicrobiano y que pueden presentarse en

sobres son: dióxido de carbono y dióxido de azufre (Rooney, 1995)

Películas plásticas antimicrobianas: Constituyen una técnica de gran

potencial puesto que permiten una lenta liberación e incorporación al alimento

de sustancias bactericidas o funguicidas perfectamente compatibles con los

alimentos (Catalá y Gavara, 2001).

Algunas de las materias activas utilizadas como aditivos en películas plásticas

con efecto antimicrobiano son: iones de plata (cuadro 9), ácidos orgánicos,

enzimas (nisina, muramidasa) (Rooney, 1995).

Películas antimicrobianas comestibles: Pueden aplicarse para controlar y

modificar las condiciones superficiales, reduciendo algunas de las reacciones

deteriorativas . El mantenimiento de la estabilidad microbiana puede

obtenerse usando recubrimientos comestibles con acción antimicrobiana y

combinarlos con refrigeración y atmósfera controlada. Para las frutas se

suelen utilizar ceras con adición de ácido sórbico y sorbatos como

antifúngicos (Cuq et al., 1995; Fernández, 2000).

3.3.6. SISTEMAS DE ENVASADO CON ADICIÓN DE ADITIVOS PARA

USOS ESPECÍFICOS

El consumidor cada vez está más preocupado por la presencia de aditivos en

los alimentos. Resulta de gran interés incorporar parte de ellos en los

envases con lo que conseguimos que la liberación de los mismos al alimento

se haga de forma gradual y que su contenido en el propio alimento se vea

reducido (Rooney, 1995). Así, podemos incorporar aromas, edulcorantes,

nutrientes, antioxidantes (BHT, vitamina E), enzimas.


Para el caso de los zumos de cítricos se pueden desarrollar sabores amargos

debidos a la presencia de narangina (uno de los principales compuestos

amargos en los cítricos encontrándose en el zumo en cantidad equivalente a

cien partes por millón) y limonina. Se están estudiando envases de triacetato

de celulosa y de papel acetilado que incorporen inmovilizada la enzima

naringinasa. Cuando el zumo entra en contacto con el polímero, la enzima

hidroliza los azúcares de la narangina y al mismo tiempo la limonina es

absorbida por la película de éster de celulosa (Catalá y Gavara, 2001;

Fernández, 2000; Hotchkiss, 2000).

3.3.7. INDICADORES TIEMPO-TEMPERATURA

3.3.7.1. INTRODUCCIÓN

Los indicadores tiempo - temperatura son una parte del desarrollo en envases

activos que ofrecen al consumidor la información que éste requiere, como la

estimación de la calidad, integridad y autenticidad del producto.

Existen dos tipos de dispositivos, aquellos que reflejan el efecto acumulativo

de tiempo y temperatura por la exposición del producto a temperaturas

superiores a un nivel crítico (indicadores tiempo-temperatura, TTI), y aquellos

que informan si el producto ha sido sometido a temperaturas superiores o

inferiores a un valor umbral (indicadores temperatura, TI).

Indicadores de tiempo-temperatura

Los indicadores de temperatura (TI) consisten en unas etiquetas adheridas al

envase que informan de la historia térmica del producto basándose en


distintos principios físico-químicos, tales como reacciones enzimáticas, fusión

de compuestos, procesos de polimerización… (Fernández, 2000); reacciones

que deben ser sensibles a las variaciones de temperatura gradual e

irreversiblemente, siendo los dispositivos activos continuamente o de

activación previa.

Los indicadores de tiempo y temperatura (TTI), a su vez, pueden clasificarse

en indicadores de historia parcial que no responderán a menos que se

sobrepase la temperatura umbral, y en indicadores de historia completa, que

responderán independientemente de la temperatura crítica.

Además, existen una serie de características que se les exigen a los

indicadores, tales como que sean fácilmente activables y de uso sencillo,

deben presentar una respuesta exacta e irreversible, con correlación con el

deterioro del producto y con la cadena de distribución de tiempo y

temperatura.

3.3.7.2. PATENTES Y SISTEMAS INDICADORES

Los sistemas indicadores tiempo-temperatura constituyen uno de los sistemas

de envasado activo más extendidos actualmente, de hecho existen más de un

centenar de patentes en el mercado, de las cuales un elevado porcentaje son

europeas. Se han recogido en la cuadro 10 (Selman, 1995) algunas de las

patentes más recientes que controlan la cadena de frío.

A continuación se enumeran y explican brevemente algunos tipos de

etiquetas indicadoras presentes en el mercado, adjuntándose también la casa

comercial o en su defecto el autor de la patente. (Selman, 1995).

Los termómetros graduados de Cristal Líquido pueden presentarse en

diferentes formatos como etiquetas adhesivas (Avery Label Sistems ltd.,

Maidenhead, UK) o diseñadas para mostrar temperaturas seleccionadas

como el Hemotemp II (Camlab,Cambridge, UK).

El indicador Freezewatch (PyMaH Corp., Flemington, NJ, USA) es, por el

contrario, un simple indicador irreversible de temperatura, que al alcanzar una


temperatura de - 4 ºC, el líquido contenido en una ampolla se descongela y

moja el papel indicador.

Chillchecker (Termographic Measurements Ltd., Burton, UK) contiene un

papel indicador separado de un reservorio poroso que contiene un compuesto

coloreado; al ponerse en contacto por presión y alcanzarse la temperatura de

descongelación se producirá la modificación del dispositivo.

Los indicadores 3M Monitormark (3M Packaging Systems, Bracknell, UK) son

indicadores de historia parcial que consisten en papel secante donde hay

incorporados productos químicos con un punto de fusión característico y un

compuesto azul, y una guía por donde difundirán los productos químicos una

vez alcanzado el punto de fusión; ambas partes del dispositivo están

separadas por una película de poliéster que se quitará para activar el

indicador.

Las etiquetas I Point (I Point A/B, Malmo, Suecia) (Selman, 1995) son

indicadores de historia completa que muestran respuesta

independientemente de la temperatura umbral. El dispositivo consiste en dos

partes, una contiene una solución enzimática, la otra una sustancia lipídica y

un indicador de pH. Para activarlo, se rompe la separación entre las partes y

ambos compuestos se mezclan. Mientras la reacción tiene lugar, la sustancia

lipídica se hidroliza y el cambio de pH se observa con una variación de color.

La reacción es irreversible y será más rápida cuanto más se incremente la

temperatura, y más lenta si ésta se reduce.

Las etiquetas Lifelines Fresh-Scan ( Lifelines Technology Inc., Morris Plains,

USA) ofrecen también una historia completa independientemente de la

temperatura umbral. Este sistema consiste en tres partes, indicador que

contiene compuestos polímeros que cambian de color como resultado de una

acumulación de exposición de temperatura, un microcomputador con banda

óptica para leer el indicador, y un software para el análisis de datos.

Los indicadores Lifelines Fresh-Check (Lifelines Technology Inc., Morris

Plains, USA) son etiquetas con un anillo central polimérico que, por acción de


la temperatura, se oscurece, informando al consumidor de no consumir el

producto.

Marupfroid (París, Francia) ha desarrollado una etiqueta de historia parcial

basada en el punto de fusión del hielo. Se coloca dentro del envase y cuando

el producto se descongela se observa externamente la respuesta del

indicador que consiste en un cambio de color del mismo.

Oscar Mayer Foods Corp. (Madison, USA) ha desarrollado un indicador de

frescura de los productos, basado en un dispositivo con un compuesto

sensible a los cambios de pH.

Imago Industries (La Ciotat, Francia) ha lanzado su reutilizable marcador de

temperatura, cuyo elemento principal es una aleación con memoria de forma,

ya que "memoriza" dos formas distintas según temperaturas

predeterminadas.

Una patente de Microtechnic (Alemania) utiliza la alineación de dos imanes

como indicador de la descongelación de la comida congelada.

De los dispositivos citados anteriormente, los tres más importantes en la

actualidad son: 3M Monitormark, las etiquetas I Point y Lifelines Fresh-Scan y

Fresh-Check; las cuales han sido objeto de numerosos tests independientes

de validación en diferentes alimentos y por distintos autores.

Fresh-Check

Además de las etiquetas indicadoras de temperatura, existen también

indicadores de O2 y CO2, (Fernández, 2000) que tienen como objetivo

controlar el correcto envasado de los productos, la existencia de fugas en el

envasado aséptico o en las atmósferas modificadas. Estos dispositivos se


basan, fundamentalmente, en reacciones químicas y/o enzimáticas que

ocasionan un cambio de color en el indicador. El ejemplo típico de este tipo

de indicadores es el Ageless Eye (Mitsubishi Gas Chemical, Japón), que

acompañando al absorbente de oxígeno cambia de color en función de la

concentración del gas en el interior del envase, será de color rosa si ésta es

inferior al 0,1% y azul si la concentración supera el 0,5%. Su uso está más

generalizado en Japón, sin embargo presentan el inconveniente de que

pueden ofrecer una información errónea debido al consumo de oxígeno por

parte de los microorganismos presentes en el producto, y enmascarar así la

alteración del alimento envasado (Fernández, 2000).

Por otra parte, y también incluidos dentro de los indicadores de

calidad/seguridad/tratamiento, se están desarrollando (actualmente en

estudio) los indicadores de crecimiento microbiano, los cuales se basarían en

la detección de distintos metabolitos volátiles como CO2 , acetaldehído,

amoníaco, alcoholes y ácidos grasos, así como en la indicación de cambios

de pH debido a la presencia de microorganismos (Fernández, 2000).

3.3.7.3. LIMITACIONES DE LOS INDICADORES

Los productos refrigerados y congelados deben almacenarse a temperaturas

adecuadas, las cuales además deben permanecer constantes. Sin embargo,

existen ciertos puntos de la cadena de distribución en los que se alcanza la

temperatura ambiente, periodos que deben ser lo más cortos posibles.

Actualmente, la mayoría de los indicadores no responden rápidamente ante

estos regímenes de temperatura. Además presentan otros inconvenientes

como aquellos relacionados con la reproducibilidad, sensibilidad al abuso de

temperatura durante tiempos cortos, la respuesta a la temperatura ambiente

pero no necesariamente a la temperatura del alimento, y sus costes.

Por otra parte, cada indicador debería ir acompañado de una serie de

aclaraciones para el productor, distribuidor... sobre cual es la temperatura

umbral precisa, o la combinación tiempo-temperatura a la que responde el

indicador, y así optimizar el uso del mismo. Además, este tipo de indicadores


no deben suponer un riesgo para el consumidor en caso de ingestión...

(Selman, 1995).

4.- ESTUDIOS

Debido a la gran importancia que los envases activos están cobrando en el

mercado de los alimentos y en particular de las frutas y hortalizas, se están

realizando un gran número de estudios al respecto. Se presenta una

recopilación de proyectos, algunos de ellos en desarrollo y otros ya

finalizados y publicados. Se adjunta, también, el centro encargado o en su

defecto los autores del proyecto y su publicación (Cuadro 11).

5.- TENDENCIAS FUTURAS

Los envases activos despiertan un gran interés en la industria alimentaria y la

prueba de ello radica en que se está produciendo actualmente un gran

esfuerzo en el desarrollo e investigación de este tipo de envases. Los

envases activos pueden ser vistos como la próxima generación en el

envasado de alimentos.

Existen muchos ejemplos de envase activo pero no todos ellos han sido

investigados, de hecho algunos de ellos puede que no lleguen a ser factibles.

Puede que el área más activa sea la de los absorbedores de oxígeno. El

oxígeno es el enemigo de muchos alimentos y se han llevado a cabo

considerables esfuerzos para reducir el daño que éste produce en ellos

(Hotchkiss, 2000). Los materiales utilizados en este sistema no son simples

absorbentes de oxígeno, son interceptores y controladores del oxígeno.

Películas sensibles que detectan la presencia de microorganismos en las

superficies están siendo desarrolladas para ser utilizadas como sensores e

indicadores del crecimiento microbiano. Este es un ejemplo de lo que se

denomina "antimicrobial packaging" el cual se incluye en lo que denominamos

envase activo. El "antimicrobial packaging" es una de las áreas en las que se

está investigando actualmente en el mundo, algo que es debido a los

múltiples usos que puede generar. Algunos de los potenciales usos de este

área están en las superficies de contacto con los alimentos. Éstas superficies


pueden ser revestidas con películas que actúan contra la E. coli de manera

que se puede reducir la contaminación de los alimentos (Hotchkiss, 2000).

Este tipo de películas se pueden usar también en las superficies de la

maquinaria utilizada en industrias alimentarias.

La aplicación del envase activo parece estar limitada solamente por la

imaginación, de hecho existen multitud de ideas, pero sólo existen unos

pocos ejemplos comerciales. Pese a esto se puede afirmar que el uso del

envase activo tiene un gran futuro en la industria alimentaria. Como ejemplo

de este futuro cabe destacar el uso de este tipo de envases en Japón,

mercado en el cual existen una gran variedad de productos alimentarios que

usan envases activos.

6.- LEGISLACIÓN

Actualmente no existe ninguna legislación europea ni española sobre

envases activos como tal. Les son aplicables la legislación general sobre

materiales pliméricos en contacto con alimentos.

En la actualidad, existe un proyecto europeo liderado por el TNO de Holanda

trabajando en aspectos sanitarios y legislativos sobre el tema, que podrá ser

la base para una futura legislación.

BIBLIOGRAFÍA

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Hotchkiss, J.H. (2000). Current and future trends in active packaging. II Food Packaging International Congress RISEA-2000: 43.


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ANEXO I

Cuadro 1. Ejemplos de sistemas de envases activos.

(Fuente: Fernández, 2000)

Técnica Dispositivo Principio / reactivo Aplicación

Absorbentes de humedad

láminasSales de poliacrilato

Amidas modificadasproductos frescos

Reguladores de humedad

sobres

etiquetas

películas

Gel de sílice

Propilenglicol

Ceras

verduras frescas

Tratamientos antivaho

películasEtoxilatos no iónicos

Monoglicéridosverduras frescas

Absorbentes de O2

sobres

etiquetas

bandejas

Hierro en polvo

Ácido ascórbico

Enzimas (glucosa oxidasa)

todo tipo de alimentos


películas

Emisiores de CO2 sobres Bicarbonato sódico verduras

Absorbentes de CO2

sobresHidróxido cálcico

Carbón activofrutas

Absorbentes de etileno

sobres

películas

Reactivos (permanganato potásico)

Materiales absorbentes (carbón activo, zeolita)

verduras frescas

Envasado antimicrobiano

sobres

películas

Etanol

Ácidos orgánicos

Plata

Enzimas (glucosa oxidasa)

Bacteriocinas

frutas

Incorporación de aditivos

películas comestibles

Aromas

BHTfrutas

IndicadoresTemperatura

O2/CO2

Crecimiento microbiano

Polimerización

Fusión de compuestos

Reacciones enzimáticas

Indicadores redox

Reacciones enzimáticas

Indicadores de pH

Detección de metabolitos

cadena de frío

Cuadro 2. Condiciones óptimas recomendadas para el envasado de productos en atmósfera modificada(Fuente: Yam y Lee, 1995)


ProductoTemperatura

almacenamiento (ºC)

Humedad relativa (%)

Atmósfera modificada

O2 CO2

Hortalizas

Espárragos 0 - 5 95 Aire 5 – 10

Bróculi 0 - 5 95 1 – 2 5 – 10

Coles de Bruselas 0 - 5 95 1 – 2 5 – 7

Col 0 - 5 90 – 95 3 – 5 5 – 7

Coliflor 0 - 5 95 2 – 5 2 – 5

Maíz dulce 0 - 5 95 2 – 4 10 – 20

Pepino 8 – 12 90 – 95 3 – 5 0

Lechuga 0 – 5 95 2 – 5 0

Champiñón 0 – 5 90 Aire 10 – 15

Pimiento 8 - 12 90 – 95 3 – 5 2 – 8

Espinacas 0 – 5 95 Aire 10 – 20

Tomate 8 – 12 85 – 90 3 – 5 0

Frutas

Manzana 0 – 5 90 2 – 3 1 – 2

Albaricoque 0 – 5 90 2 – 3 2 – 3


Aguacate 5 – 13 85 – 90 2 – 5 3 – 10

Plátano 12 – 15 85 – 95 2 – 5 2 – 5

Arándanos 0 – 5 90 – 95 0 – 10 11 – 20

Cerezas 0 – 5 90 – 95 3 – 10 10 – 12

Uva de mesa 10 – 15 85 – 90 3 – 10 5 – 10

Melocotón 0 – 5 90 1 – 2 5

Pera 0 – 5 90 – 95 2 – 3 0 – 1

Caqui 0 – 5 90 – 95 2 8

Fresas 0 – 5 90 – 95 10 15 – 20

Cuadro 3. Coeficientes de permeabilidad P x 1010 (cm3 mm cm-2 s-1 Hg).

(Fuente: Rooney, 1995)

Material plástico N2 O2 CO2

Policloruro de vinilideno (PVDC) 0,0094 0,053 0,29

Poliéster ( Mylaar A) 0,05 0,22 1,53

Poliamida ( Nylon 6) 0,10 0,38 1,6

Polietileno (PE) (densidad = 0,960) 2,7 10,6 35

Polietileno (PE) (densidad = 0,922) 19 55 352

Poliestireno (PS) 2,9 11,0 88


Policloruro de vinilo (PVC) 0,40 1,2 10

Cuadro 4. Aplicaciones comerciales de reguladores de humedad.


Nombre del producto Compañía

MiniPax (sobres) Multisorb Technologies, USA

Desimax (etiquetas) Multisorb Technologies, USA

Pichit (bolsas) Showa Denko, Japón

Cuadro 5. Aplicaciones comerciales de bolsas y sobres absorbedores de etileno(Fuente: Fernández, 2000)


Everest-Fresh (bolsas) Everest-Fresh Corporation, USA

PEAKfresh (bolsas) AT Plastic, Canadá

PowerPellet (sobres) Ethylene Control, USA

Green Keeper (sobres) Dismgarmat, España

Cuadro 6. Principales compañías productoras de sobres absorbedores de oxígeno(Fuente: Smith et al., 1995)


Ageless Mitsubishi Gas Chemical Co., Japan


Freshilizer Toppan Printing Co., Japan

Freshpax Multiform Desiccants, USA

Cuadro 7. Sobres absorbedores de O2 y emisores de CO2.



Ageless Mitsubishi Gas Chemical, Japón

FreshMax Multisorb Technologies, USA

Cuadro 8. Tipos de sobres generadores de etanol.

(Fuente: Smith et al., 1995)

Nombre del

productoFunción Aplicación Compañía

Ethicap Generadores de etanol vapor Productos con aw > 0,85

Freud Industrial, Japón

Negamold Absorbedores de O2 y generadores de etanol

Productos con aw > 0,85

Freud Industrial, Japón

Cuadro 9. Películas plásticas antimicrobianas que llevan incorporadas iones de plata.(Fuente: Fernández, 2000)



Zeopac Mitsubishi Gas Chemical, Japón

HealthShield B.F. Technologies, USA

Cuadro 10.Patentes recientes.- Sistemas de control de la cadena de frío

(Fuente: Selman, 1995)

Indicadores basados en la descongelación del hielo

Bigand, F.M. Patente Francesa 2626-668 A 29.01.88

Dispositivo que es indicador cuando el líquido congelado se derrite.

Fauvart, J. Patente Francesa 2616-596 A 06.01.89

Indicador que consiste en un papel secante que se colorea al descongelarse un tinte acuoso congelado.

Gradient, F. Patente Francesa 2641-611 A 09.01.89

Indicador de descongelación que utiliza un envasado provisto de una ventana por donde observar el cambio de forma debido a la descongelación.

Holzer, W. Patente Alemana 3716-972 A 20.05.87

Dispositivo que hace uso de una pastilla de hielo y de una cámara vacía que se llena de agua al aumentar la temperatura.

Holzer, W. Patente Alemana 3731-268 A 17.09.87

Dispositivo que consiste en el desarrollo de hemisferios de hielo en la superficie que pierden su forma al descongelarse.

KAO Corp. Patente Japonesa 0031-809 21.07.82

Indicador de valoración que estable congelado pero que al descongelarse se separa.

Levin, D.Patente Inglesa 2209-396 A Indicador que registra el cambio de

temperatura.


04.09.87

Minnesota Mining MFG

Patente Europea 310-428 A 02.10.87

Hoja microperforada que se humedece cuando el líquido se descongela. Proceso rápido e irreversible.

Mitsubishi Heavy Ind. KK

Patente Japonesa 2021-229 A 08.07.88

Utiliza hojas vegetales que cambian de color ante la descongelación (verde negro).

Pérez Martínez, F. Patente Europea 2002-585 A 10.03.87

Unidad cerrada que cambia de forma al descongelarse el hiel que contiene.

Perinetti, B. Patente Francesa 2625-599 A 28.01.88

Esfera de hielo suspendida en el centro de una cápsula

Toporenko, Y. Patente Francesa 2626-072 A 20.01.88

La pérdida de forma de la columna de hielo del dispositivo indica descongelación.

Uberai, B. S. Patente Francesa 2441-076 A 23.12.88

Indicador disolvente/membrana; cuando el disolvente se derrite, se desarrolla el color.

Wanfield-Druck Kald

Patente Alemana 2824-903 A 13.10.88

Tiras de metal que indica la llegada a la temperatura crítica.

Dispositivos electroquímicos tiempo-temperatura

Grahm, I.Patente Mundial 9004-765 A 24.10.88

Patente EE.UU 4929-020 A

Etiqueta que indica la historia térmica.

Johnson Matthey Patente EE.UU 4804275 14.02.89

Electrodo trióxido de tungsteno/ácido débil


Difusión en geles

Toppan Printing KK Patente Japonesa 1141-973 A 28.11.87

Indicador de tiempo que muestra cuando se inicia la caducidad del producto a temperatura ambiente. La velocidad con que difunde un tinte en el gel determina el tiempo y la temperatura.

Toppan Printing KK Patente Japonesa 1250-090 A 03.12.87

Difusión de tinte en agar.

Reacciones químicas

Badische Tabakmanuf

Patente Alemana 3907-683 A 09.03.89

Indicador tiempo-temperatura basado en el desarrollo de color en el tiempo al poner en contacto dos productos químicos.

Bramhall, J.S. Patente EE.UU 4825-447 A 21.09.87

Medida de desviaciones positivas y negativas de temperatura.

Lifelines Tech. Inc. Patente EE.UU 4892-677 19.12.84

Monómero de diacetileno que polimeriza a un compuesto oscuro; la intensidad del color depende de la exposición tiempo-temperatura.

Rame, P. Patente Francesa 2613-069 A 25.03.88

Indicador de temperatura que reacciona a una cierta temperatura umbral prefijada.

Three S Tech. BV. Patente Japonesa 1012-237 A 22.06.87

Hoja que indica el tiempo transcurrido a intervalos de 5 ºC.

Cuadro 11. Recopilación de proyectos relacionados con los envases activos.

Centros con proyectos en desarrollo


GAIKER. Alimentación, Química y Envase. (Zamudio, España)

URL: http:// www.gaiker.es

"Desarrollo de sistemas de envase activo"

"Diseño de un envase activo con actividad bacteriostática especifico para alimentos perecederos"

IATA. Conservación y Calidad de los Alimentos. Laboratorio de Envases. (Valencia, España)

URL: http:// www.iata.csic.es

"Estudio y Desarrollo de Envases Activos para prolongar la vida útil de frutas en envases con atmósfera modificada"

Estudios publicados

Título Autores Publicación

"The effectiveness of hexamethylenetetramine-incorporated plastic for the active packaging of foods"

Devlieghere, F et al. (2000)

Packaging Technology & Science, 13: 117-121

"Antimicrobial and Physical properties of food packaging films incorporated with some natural compounds"

Scold In Hong et al. (2000)

Food Science and Biotechnology, 9:

38-42

"Use of passive and active modified atmosphere packaging to prolong the postharvest life of three varieties of apricot (Prunus armeniaca, L.)"

Pretel, MT et al. (2000)

European Food Research and

Technology, 211: 191-198

ANEXO II : LISTADO DE EMPRESAS

Camlab Ltd.

Norman Way Industrial EstateOverCambridgeCB45WE (Road Map)CambridgeshireTelf.: +44-01223424222


Fax: 01223420856URL:http:// www.camlab.co.uk

Pymah Corp.

500 Rt. 202 NFlemington NJ 08822New Jersey (USA)Telf.: +1-800-526-3538Fax: (++) 1908788-4101

LifeLines Technology, Inc.

116 American Rd., Morris PlainsNJ 07950Telf.: +1-973-984-6000Fax: 973-984-1520URL: http://www.lifelinestechnology.com e-mail: [email protected]

Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc

2-5-2 Marunouchi, Chidoya-KuTokyo, 100-8324Telf. : +81-332834842URL : http://www.mgc.co.jp

Toppan Printing Co

3-3 Suido1-chome, Bunkyo-KuTokyo 112, JapanPurchasing Dept.Packaging Div.Telf.: +81-0338173151Fax: 0338173601

Multiform Desiccants, Inc.

960 Busti-at-NiagaraBuffalo, NY 14216USATelf.: +1-7168248900

Ethylene Control, Inc.

8232 E. Dinuba AvenueSelma,CA 93662Telf.: +1-5598961909Fax: 5598963232


http://www.mgc.co.jp/


http://www.lifelinestechnology.com/

http://www.camlab.co.uk/

URL: http://www.ethylenecontrol.come-mail: [email protected]

Multisorb Technologies

325 Harlem RoadBuffalo, NY 142241893 USATelf.: +1-7168248900Fax: 7168244128URL: http://www.multisorb.come-mail: [email protected]



http://www.multisorb.com/


http://www.ethylenecontrol.com/

apunte oficial de ingenieria

Documents