conservacion por bajas temperaturas5

8/17/2019 Conservacion Por Bajas Temperaturas5

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INGENIERIA DE ALIMENTOS

ASIGNATURA: PROCESOS DE ALIMENTOS I

PROFESOR: JOSÉ CONTRESA CALDERÓN


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Conservación de alimentos precederos

• Ritmo y velocidad de respiración• Transpiración• Maduración• Deterioro

• Acción de microorganismos patógenos• Aw por congelación


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ºT entre -1ºC a 8ºC (15ºC)

ºT descender -18ºC• Inhiben M.O patógenos (-4ºC)• Inhibe M.O alterativos (-10ºC)• Anula velocidad reacciones

químicas (-18)


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El preinfriamiento es la disminución de la temperatura de frutas yhortalizas luego de la recolección (°T de campo), hasta una temperaturaadecuada para el producto según su clase, variedad, tiempo dealmacenamiento, sistemas de transporte y destino final. También es muyimportante tras el sacrificio de animales.

• < Intensidad respiratoria• < Procesos de deshidratación• < Ataque de M.O• < Cantidad de calor a eliminar(almacenamiento y transporte)


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• Volumen de la pieza• Superficie expuesta• El medio refrigerante• Velocidad con que circula

• Por aire frio: En cámara y aire forzado• Por agua fría: Inmersión y aspersión• Por contacto con hielo: Hielo molido, agua-hielo y hielo seco• Por evaporación del agua superficial: Evaporativo y vacío


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• Común

• Ventajas: simpleza de diseño yoperación, y que el producto puede serenfriado y almacenado en el mismo lugar.• Desventajas: La remoción de calor esmuy lenta.• Usos: papa, cebolla, ajo, cítricos, etc.

• Modificación del anterior: mas rápido• Pasa a través del producto envasado, mediante lacreación de un gradiente de presión entre ambos ladosdel mismo.

• + Versátil (todas las especies)• Usos: Berries, tomates maduros, pimientos y otras frutas


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• + Rápido que el aire• Tolerar: mojado, cloro, no infiltración de agua

dentro del fruto• Usos: Tomate, esparrago y hortalizas de hoja• Agua recirculada (Cloro 150-200 ppm)


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• Mas antiguo• Desventajas: Limitado a frutas y hortalizasque toleran contacto con el hielo, Costo Xaumento de peso, usar envases masgrandes, el agua moja depósitos,contenedores y locales• Usos: Acelga, arlverja verde, Brocoli,zanahoria, repollo, espinacas, carnes ypescados, etc.


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Perspectiva de un “Box-Icer”, para aplicación sistema Body-Icing

de enfriamiento del prod ucto en c ajas sin p alet izar


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Perspectiva de un “Pellet-Icer”, para aplicación sistema Body-Icing

de enfriamiento del prod ucto en c arga palet izada


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Forzar aire seco a travésdel producto que esmantenido húmedo.

• La evaporación del agua

superficial extrae el calor• Requerimientos energéticos• Limitado por la capacidad delaire para retener agua.• Usos: Hortalizas de hoja engeneral

Captura de calor porun líquido que seevapora a muy baja

presión.

• A una presión de 4,6 mm de Hg., elagua hierve a 0ºC•Mas rápido de todos• Contenedores sellados

• Mas costoso• Usos: Hortalizas de hoja en general(acelga, apio, coliflor, espinaca,lechuga, repollo, zanahoria, etc.


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* R = Coeficiente de recirculación de aire

Sistema de

pre-refigeración

Producto y

Embalaje

Tiempo de

enfriamiento

Cámara(R=25-30)*

Manzanas en cajasSobre tarimas

40-100 horas

Túnel Aire Forzado(R=100-150)* Manzanas en cajasSobre tarimas 7-15 horas

En agua enfriada (2-3°C) Melocotones (Inmersión)Melocotones (Aspersión)

Esparragos

14 min6-7 min3-5 min

Al Vacío Lechuga ApioChampiñon

3-4 min12 min6-8 min


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*AP = altamente perecederos (10 -15 días), pre-refrigeración necesariaMP = muy perecederos (2-4 Semanas), pre-refrigeración aconsejablemP = medianamente perecederos (1-2 meses), pre-refrigeración opcional


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Es el proceso de retirar el calor de un producto o alimento reduciendo sutemperatura y manteniéndolo en un nivel adecuado sin llegar a su puntode congelación o formación de cristales. Emplea temperaturas en unaescala de 8 ºC (15ºC) hasta - 1ºC.

• Temperatura: Homogéneaen toda la cámara.

• HR: 80-95% (Vegetales); 85-95% (Carnes)• Circulación de Aire: 0,25-0,4 (Vegetales) y 0,1-0,3metros/seg (Carnes)• Luz: Poco iluminado.• Asepsia

• ºT inicial del producto• Distribución del aire• Capacidad de la cámara


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• Libres de grietas en la piel

• Raspaduras• Magullamientos• Golpes o cualquier daño mecánico• Exentos de ataques por hongos,

bacterias e insectos


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• °T optimas para cada alimento•Tejidos animales, huevos y leche (-1 y 1°C)• Verduras y frutas (-1 y 8°C)• Frutas tropicales (banano) sufren daño a °T


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• Líquidos y sólidos envasados: Cámaras frigoríficas• Líquidos a granel: Intercambiadores de calor

• HR optimas para cada alimento• Debe mantenerse entre margenes muy estrechos• Si HR : condensaciones en superficie de los alimentosfavoreciendo el crecimiento de M.O• Si HR : Alimento se deshidrata, pierde peso y calidad


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Producto ºT De Almacenamiento HR (%) Tiempo de Almacenamiento

Aves FrescasCarne BueyCarne Cerdo

Jamón FrescoQueso en Maduración

Pescados FrescosPescados AhumadosLeche Pasteurizada

Huevos FrescosEspinacasGuisantes

Coles de Bruselas

Alubias verdesPatatasTomates

ManzanasNaranjasFresas

0-1/+1-1/+10/-1-1/-2

+0.6/+2+4/+10

+0.60000

+4/+7+10/+13+7/+10-1/-30/+9-0.5

85-9090-9585-9085-9065-7090-9550-60

--

90-9590-9590-95

90-9590

85-9090

85-9090-95

1 semana5-10 días3-7 días

7-12 días-

5-10 días6-8 meses

7 días1 año

10-14 días1-3 semanas3-5 semanas

7-10 días2-4 semanas

4-7 días1-6 meses

3-12 semanas5-7 días


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La energía no puede ser creada ni destruida, solo puede transformarsede un tipo de energía en otro.

El calor es una forma de energía, creada principalmente por latransformación de otros tipos de energía en energía de Calor.

La unidad básica para medir calor usado en nuestro país, es la calo ría que se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar latemperatura de un gramo de agua 1 ºC. (Cal, Kcal, Julios, BTU)


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El Calor específico de una sustancia es su capacidad relativa deabsorber o ceder calor tomando como base la unidad de agua pura, yse define como la cantidad de Kilocalorías o (BTU) necesarias paraaumentar o disminuir la temperatura de un Kilo o (libra) de cualquiersustancia en 1ºC o (1ºF). (Kcal/Kg°C; KJ/Kg°C)

Se define como el calor que provoca un cambio de temperatura enuna sustancia: Q = MCpΔT

Es el calor requerido para cambiar el estado de una sustancia.(Kcal/Kg; KJ/Kg): Q = M


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El cambio de una sustancia de sólido a líquido o de líquido a sólidorequiere calor latente de fusión. Este también puede llamarse calorlatente de fusión o calor latente de congelación.

Es una propiedad física de los materiales que mide la capacidadde conducción de calor. (Kcal/h m °C; W/m °C)

Es la transmisión térmica por unidad de área hacia o desde unasuperficie en contacto con aire u otro fluido. (W/m2 °C; Kcal/h m2 °C)


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Se define como la cantidad de calor absorbida por la fusión de unatonelada de hielo sólido puro en 24 horas.

1 Tn de Refrigeración = 288,000 BTU/24 h = 72.575 kilocal/24 h

Es una medida de la rapidez a la cual fluye calor a través de un área

de superficie de pared y depende del espesor que ella tenga y delos materiales utilizados en la construcción de la misma. (Kcal/h m2 °C; BTU/h, Pie2 °F)

El valor “U” debe serlo más mínimo posible

con el objeto de mantener un buen

aislamiento térmico y así evitar de ciertamanera las cargas de enfriamiento por

paredes.


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Establece que se transfiere calor en una sola dirección, de mayor amenor temperatura; la cual puede ser por conducción, convección oradiación.

Es la forma que transmite el calor en cuerpos sólidos

Es la forma que transmite el calor en fluidos

q = h A Δt

q = k A Δt/X


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Cantidad de calor a retirar del alimento:•1ra Disminución de la °T hasta valor optimo de refrigeración• 2da Traslado a la cámara frigorífica de almacenamiento

Solo interviene el calor sensible del Ali

La cantidad de calor a remover será

Q1 = MC

p

[t1 - t

2]

M = Masa del alimentoC p = Calor especifico del alimentot 1 = Temperatura inicial del alimentot 2 = Temperatura final o de refrigeración

Si los Alimentos están

envasados, colocados en

cajas, etc, también se debetener en cuenta su

enfriamiento. Q1 aumenta

entre un 5 y 10%. Esta

etapa es la que consume

mas energía en el proceso

total.


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Frutas, verduras y quesos

Q2 = M t C r

M = Masa del alimento en TnC r = Calor desprendido por Tn y día

CO2, gases volátiles, aromas

Aire de entrada °T y HR del exterior °T y HR del interior de la cámara

Q3 = Ma [H

e

– H i

]

Ma = Masa de aire que entra en 24 horasH e = Entalpia del aire exterior H i = Entalpia del aire interior


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Ventiladores, sistemas de iluminación y control

Las necesidades por este concepto son muy

bajas respecto al total de las necesidades

energéticas y algunos autores estiman que

basta entre 400 y 200 kJ/m3

de cámara día


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Paso de calor desde el exterior de la cámara al interior a través de lasparedes, el techo y el suelo. Los coeficientes de transmisión y ladiferencia de temperaturas serán distintas para paredes y techo y parasuelo.

Q’4 = 24(horas/día) U’S’Δt’

Q4’ = Perdidas por transmisión de calor/día en paredes y techos U’ = Coeficiente global de transmisión de calor para paredes y techos S’ = La superficie de paredes y techo Δt = La diferencia de temperaturas exterior -interior

Q”4 = 24(horas/día) U”S”Δt”

Q4” = Perdidas por transmisión de calor/día en suelo U’ = Coeficiente global de transmisión de calor para suelo S’ = La superficie del suelo Δt = La diferencia de temperaturas suelo-interior


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Apertura de puertas, circulación de personas, arreglo de averías. Se

valoran en un máximo de un 25% de las perdidas por transmisión de calor.

Q5 ≤ 0.25Q4

QT = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 El máximo valor de necesidadesfrigoríficas corresponde a la

etapa de llenado de la cámaraque corresponde al enfriamiento

del producto. Q1 puede ser el

80% de QT.


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Producto Pto. de Congelaciónp.c (ºC)

CP por encimadel pto. p.c (Kj/Kg ºC)

Calor de Respiración(Kj/Kg día)

Aves FrescasCarne BueyCarne Cerdo

Jamón FrescoQueso en Maduración

Pescados FrescosPescados AhumadosLeche Pasteurizada

Huevos FrescosEspinacasGuisantes

Coles de Bruselas

Alubias verdesPatatasTomates

ManzanasNaranjasFresas

-2.7-1.7

--2.0-1.7-2.2-2.2-0.6-2.2-0.3-0.6-0.8

-0.7-0.6-0.5-1.5-0.8-0.8

3.402.902.132.502.093.402.923.76

-4.003.533.80

3.803.633.973.593.763.84

----

0.75----

11.079.616.68

11.573.007.181.881.675.43


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1. ¿3000 kg de lechuga fueron refrigerados a vacio y luego cargados en un

camión frigorífico para ser transportada a la plaza de mercado. El recorridotarda 48 horas. Calcular la cantidad total de calor a remover (carga derefrigeración) si: la temperatura en el camión es de 2ºC, la temperatura dela lechuga cuando es cargada es de 5ºC el Cp de la lechuga es 4.02 Kj/kgºC, el área de las paredes del camión es de 80 m2, el coeficiente global detransmisión de calor por paredes es de 0.3 W/m2 ºC, la temperatura del aire

exterior es de 20ºC y el calor de respiración de la lechuga entre 2 y 5ºC esde 0.035 W/kg.


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2. Calcular las cargas térmicas diarias que se producen en una cámaradestinada a la conservación de carne de ternera bajo las siguientescondiciones de almacenamiento:

-°T Exterior: 32°C-HR Exterior: 60%-°T interior: 1°C-HR interior: 90%-Dimensiones de la cámara: 20x15x6 m

-Entrada diaria: 20% de la capacidad real de la cámara-Dencidad: 350 Kg/m3

-°T de entrada: 10°C-U paredes. Techo y suelo: 0,16x10-3 KW/m2°C-Cp Carne: 3,015 KJ/Kg°C-Tiempo de Funcionamiento: 18h/día-Resistencia del embalaje al enfriamiento: 7% de las necesidades deenfriamiento del producto-Perdidas operacionales: 20% de las perdidas por transmisión de calor-Calor desprendido por aparatos auxiliares: 400 KJ/m3 día-Renovación de aire: 1/día

-Espacio libre en la cámara: 30%


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3. Calcular la potencia frigorífica necesaria para una cámara derefrigeración destinada a la conservación de manzanas durante 20 días,bajo las siguientes condiciones:

-°T Exterior: 32°C-HR Exterior: 60%-°T interior: 0°C-HR interior: 85%-Dimensiones de la cámara: 12x8x6 m

-Entrada diaria: 10% de la capacidad real de la cámara-Dencidad: 250 Kg/m3

-°T de entrada: 25°C-U paredes. Techo y suelo: 0,27x10-3 KW/m2°C-Cp Manzana: 3,59 KJ/Kg°C-Perdidas operacionales: 15% de las perdidas por transmisión de calor-Calor desprendido por aparatos auxiliares: 300 KJ/m3 día-Renovación de aire: 2/día-Calor de respiración Manzanas: 1,88 KJ/Kg día-Espacio libre en la cámara: 30%


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4. Calcular la carga de refrigeración en una cámara destinada a laconservación de leche pasteurizada en bolsa, con las siguientesprestaciones:

- °T exterior: 32 °C- HR exterior: 60 %- °T interior: 2°C- HR interior: 80%- Dimensiones Cámara: 10x5x4 m

- Entrada diaria: 5000 Kg- °T de entrada: 15°C- U paredes, techo, suelo: 0,27x10-3 Kw/m2°C- Tiempo de Funcionamiento: 16h/día- Cp leche pasteurizada: 3,73 Kj/Kg °C- Resistencia del embalaje al enfriamiento: 5% de las necesidades de

enfriamiento del producto- Perdidas operacionales: 8% de las perdidas por transmisión de calor- Calor desprendido por aparatos auxiliares: 250 KJul/m3 día- Espacio libre en la cámara: 30%


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5.Calcular la cantidad de agua que debe suministrarse a unintercambiador de calor si se requiere enfriar 100 kg/h de pasta de tomatecon un Cp = 0,68Kcal/kg.ºC, de 90 a 20ºC.

Nota: el incremento de la temperatura del agua no debe exceder de 10ºCmientras pasa por el intercambiador (Cp agua = 1 Kcal/Kg ºC).

6. Calcular las necesidades frigoríficas de una cámara de 20x10x7 m quealmacena manzanas durante 1 mes, con un periodo de llenado de 7 días:- Condiciones de conservación: °T = 2°C y Hr = 80%- Condiciones ambientales: °T = 22°C y Hr = 70%

- Densidad del producto: 250 Kg/m3- Cp Manzana: 0.9 Kcal/Kg °C- Tiempo de enfriamiento de 22 a 2°C: 24 horas- Resistencia del embalaje al enfriamiento: 10% de las nesecidades deenfriamiento- U´ para paredes y techos: 0.55 Kcal/h °C m2 - U” para piso: 0.64 Kcal/h °C m2 ; °T piso = 10°C

- Renovación de aire: 1 al día- Calor de respiración de la fruta: 200 Kcal/Tn día- Perdidas por servicio: 15% de las perdidas totales- Calor desprendido por los ventiladores: 15 Kcal/m3 día- Espacio libre en la cámara: 30%


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7. Una Cámara de refrigeración para almacenamiento de Kiwi tiene lassiguientes dimensiones: 3,6 m x 8 m x 28 m. Fue diseñado para operar a unatemperatura de aire de 0,5°C. Las paredes y techo tienen 125 mm. de espumade polietileno como aislante (K =0,028 W/m °C) mientras que sólo se dispone

de 50 mm del mismo aislante en el piso bajo 75 mm de concreto (K= 0,90 W/m°C). La temperatura debajo del piso es 8 °C, y la temperatura del aire exteriorbajo condiciones de verano es 24°C y 70% de humedad relativa. Sinembargo, el techo y 2 paredes (una lateral y la trasera) están expuestasdirectamente a la luz solar durante el día. La humedad relativa de diseño de lacámara es 95%. La cámara almacena 150 contenedores de Kiwi, cada uno

tiene aproximadamente 1100 kg. de fruta. El calor de respiración de la fruta es38 W/Tn. La fruta entra a la cámara a 0,5°C proveniente de un pre-enfriador(túnel de enfriamiento). Calor desprendido por aparatos auxiliares 300 KJul/m3 día y Perdidas por servicio de 15% de las perdidas totales. Se realiza unarenovación de aire al día. Estimar la carga de calor media para 24 horas.

Nota:Dado que el techo está expuesto directamente a la luz solar, se toma latemperatura externa como T e = 24 + 12 = 36 ºCPara el aire interno y externo de la cámara se asume que ambos coeficientesde convección corresponden al caso Natural siendo de 6,5 W/m2 ºC


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Es un proceso en el cual los productos se someten a temperaturasinferiores a las de su punto de congelación, o sea a temperaturas en lascuales el agua libre de dichos alimentos se congela.

La conservación por

congelación se basa en laacción conjunta de la baja

temperatura y la reducción de la

actividad de agua


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• Contacto directo con aire frio(-15 a -29ºC)• Inmersión en el refrigerante

ºT 5ºC/min en elcentro del alimento

• Simultanea dentro y fuera de la Cell

• El agua no se difunde al espacio extraCell• Se forman millones de micro cristales• Conserva la textura de los alimentos alser descongelados

El avance del frente de hielo desde

la superficie hasta el centro delproducto es de 5 cm o mayor de

5cm/hora


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• Contacto con superficie fría

• Se forma menor Nº de cristales• Irregulares y de gran tamaño• Afecta las paredes de las Cell• Se pierde agua y nutrientes en ladescongelación

El avance del frente de hielo desde la

superficie hasta el centro del producto

es de menos de 0.1 cm/hora

ºT


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1. Nitrógeno líquido, 2. Inmersión, 3. Túnel de aire , 4. Congelador de

placas


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Por recristalización entendemos la formación

de grandes cristales de hielo por crecimiento delos microcristales, cuando hay continuas

variaciones de temperatura


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• Congeladores de placas• Congeladores de Escarcha

• Cámaras de congelación• Túneles de congelación

• Túneles de congelación de cinta sin fin• Túneles de congelación de bandassuperpuestas• Túneles de congelación de cintas sin fin enespiral• Túneles de congelación de lecho fluidizado

(IQF)

• Túneles de congelación criogénicos• Túneles de congelación por inmersión enmezclas frigoríficas


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• Alimentos con forma regular y espesorinferior a 10 cm (filetes de pescado)• Por conducción• El producto es aplastado (hasta 0,1 kg./cm2)• Discontinuo• Congelación lenta

• se emplean usualmente para productosenvasados en cajas rectangulares


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• Alimentos líquidos (Helados)• Congelación lenta• Discontinuo


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• Convección• Operan entre -20 y -30°C• Discontinuo• Congelación lenta (1-2 días Canales Vacuno)• Útiles como cámaras frigoríficas paraalmacenar productos previamente congelados

por métodos rápidos.


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• Operan a °T< -30°C a Vel. hasta de 600 m/minen corrientes cruzadas• Convección

• Continuo• Carros con bandejas• Flexible (vegetal y animal, envasados o sin)• + Rápido que el anterior. Ej: carne o pescadoen bandejas 2 h; guisantes granel 20 min.


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• Cintas sin fin de rejillas metálicas• Su ocupación superficial es pequeña• Modelos de “bandas superpuestas” y“congeladores en espiral”

• Aire a °T< -30°C• Aire incide a gran velocidad en banda superior

- Forma 1ra capa de congelación- Protege al producto de deshidratación enbandas inferiores

• La Vel. de las bandas puede regularse dede forma independiente

• Al final dispositivos para amortiguar la caida


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• Tiene menos ocupación en planta• Consta de un sistema de tracción y

conjunto de espiras• La cinta es de malla en acero inoxidablecon barandillas a los lados• Aire circula en contracorriente al ascensodel producto• < Tiempo de congelación• < Perdidas de humedad• Versátiles: verduras, frutas, filetes depescado, camarones, hamburguesas,albóndigas fritas, pollo, pan, bollería sinhornear, comidas preparadas, alimentos

envasados a vacío y agua en bolsas deplástico.


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• Aire entra por la cara inferior dela cinta sin fina alta velocidad

• Los alimentos se suspenden y flotan

• Turbulencia• > Coeficiente de transmisión de calor• > Velocidad de congelación• IQF (Individual Quick Freezing)• Método mas rápido después de loscongeladores criogénicos

• Velocidad aire 300- 400 m/min• Alimentos de pequeño tamaño o troceados:Gisantes, maíz, coles, judias, fresas, granos dearroz cocidos, camarones, etc.• Productos de mayor calidad


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• N2 Liquido (-196ºC) y CO2 (-78ºC): Pto

ebullición muy bajo, inodoros, insípidos,inertes, asequibles• Aspersión o inmersión• Productos envasados y a granel:Camarones, langostinos, fresas, pasteles,panes, hamburguesas, verduras, etc.

• Capacidad Hasta 3000 Kg/h• Vel. mas alta de congelación (10 ºC/min):Hamburguesas en 3 min• < Perdidas X deshidratación que ensistemas con aire

• < Costosos, < gasto energético, pero elrefrigerante no se recupera

• Pre-congelación de la superficie• Se termina con frio mecánico


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• Salmueras (23%) (-21ºC), propilenglicol(-45ºC), disolución de sacarosa (60%) (-15ºC)

• Mas eficiente que el de placas• No tiene aplicación para productos a granel,por el sabor que comunican• Salmuera útil para pescados, y sacarosa parafrutas.


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- Mantenerse a una temperatura no mayor de - 18°C- Mantener las instalaciones limpias y almacenar organizadamente.- Medir, registrar y controlar las variables de Temperatura, Humedad relativay características sensoriales de los alimentos.- Almacenar productos con empaques impermeables bien sellados y

debidamente cerrados.- Seleccionar los alimentos según su compatibilidad y almacenar de acuerdoa requisitos.- Tener mantenimiento preventivo de las instalaciones y utilizar equiposdiseñados de acuerdo a la capacidad y especificaciones de almacenamientorequeridos por los productos.

- Los embalajes deben ser de material resistente en peso, volumen y a lasbajas temperaturas.- No almacenar productos de dudosa calidad o con sospechosa contaminación.- En lo posible se debe implantar el sistema de análisis de riesgos y puntoscríticos de control. HACCP.


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• No es exactamente el inverso de la congelación• Diferentes propiedades físicas del hielo y el agua:

- Conductividad térmica del hielo es 4 veces mayor

Por ello, a igualdad de saltotérmico la descongelación es

más lenta


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• Debe ser lo mas rápida posible

• Debe evitar sobrecalentamiento,precocinado y deshidratación• Tenerse en cuenta la calidad delproducto congelado: ultracongelado(rápida), normal (mas lenta).

• Cámaras refrigeradas ºT< 4ºC• Túnel con aire a ºT ambiente• Microondas:

-Difícil de realizar por sobrecalentamiento enla superficie, cotoso.

- La ventaja es su rapidez y la exudaciónreducida (-7 a -4ºC)

• Vapor: Se inyecta vapor el cual se condensa alcontacto con el aire.- Es corto- No provoca exudación


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• CRA en un 10%• Debido al daño de las proteínas cárnicas• Velocidad• Tiempo de almacenamiento: >Tiempo


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• Oxidación de la grasa• Desnaturalización de las proteínas• Decoloración• Recristalización• Deshidratación o quemaduras

• Congelación-Descongelación:

- Perdida de turgencia,- Presencia de exudados,- Desorganización de tejidos

• ºT cercanas a 0ºC pueden causar daños.- Mango: Cambios contenido de azucares S.S- Banano y Papaya: Hidrolisis lenta almidón

- Papa y Maíz tierno: Se pierde equilibrio entrealmidón y azúcar (endulzamiento)• Chilling: No toleran exposición prolongada 0-15ºC

- Origen tropical y subtropical: tomate, pimiento,berenjena, batata, banana (7-15ºC)


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- De clima templado: espárrago, papa, algunasvariedades de manzana, duraznos, y otras(0-5ºC)

• Banano: Ennegrecimiento de la cascara• Tomate, pimiento, berenjena y otros: Manchas

hundidas asociadas a podredumbre, así comomaduración desuniforme y acelerada• También se presentan pardemientos internos

La magnitud del daño por frío depende dela especie considerada, de la severidad de

la temperatura a que fuera expuesta y la

duración de la misma.


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Enfriamiento del producto desde la ºT ambiente hasta ºT de congelación,tramo 1 en la curva de congelación.


Q1 = MC p [t1 – (-t2)] = MC p [t1 + t2)]

M = Masa del alimentoC p = Calor especifico del alimento por encima del Pto de congelaciónt 1 = Temperatura inicial del alimentot 2 = Temperatura de congelación


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M a = Masa de agua que contiene el alimento(% ) c = % del agua total que congela hasta -18ºC

c = Calor latente de congelación

Tramo 2 en la curva de congelación.

Q2 = Ma(%) c c


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Producto

Contenido

Total de

Agua %

Agua Congelada

(En % del Contenido Total)

Agua

Incongelable

(en % del

Contenido

Total)-30 ºC -20 ºC -15 ºC -10 ºC -5 ºC

Carne de Vaca

Bacalao Fresco

Huevo Entero

Yema de Huevo

Clara de Huevo

Pan BlancoJugo de Frutas

Guisantes

Espinacas

Levaduras

Tomate

70

80,5

74

50

86,5

4088

76

90

72

94,7

90

91

93

87

94

5496

92

97

89

98

89

89

92

87

94

5493

89

96

88

97

87

87

91

86

93

5390

86

95

85

95

85

84

89

85

91

4585

80

93

80

90

75

77

85

80

87

1572

64

88

68

81

10

9

7

13

6

464

8

3

11

2


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Tramo 3 de la curva de congelación.


Q3 = MC p [t2 – (-18)]

M = Masa del alimentoC p = Calor especifico del alimento por debajo del Pto de congelaciónt 2 = Temperatura de congelación


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QT = Q1+Q2+Q3

Refiriéndolo al tiempo (

) de operación se tendrá la carga

de frio que debe proporcionar la máquina frigorífica

q = QT /

POTENCIA DE FRIO DE LA MAQUINA


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• Dimensiones• Forma del producto• ºT inicial y final• ºT del foco frio

• Coef. superficial de transmisión de calor delproducto al medio refrigerante (h)• Conductividad térmica del producto (k)• Calor especifico• Calor latente• Densidad

• Tamaño: pequeño (h); grande (k).


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Permite calcular el tiempo efectivo de congelación, que es el tiempo

necesario para que la temperatura del centro térmico del alimentodescienda hasta la ºT final de congelación.

c

tc - tf LP + L2R

hc k=

= Tiempo de congelaciónc = Calor latente de cristalizacióntc = Punto de congelacióntf = ºT del foco frio= Densidad del alimento congelado

hc = Coef. De transmisión de calor entre las superficie del alimento y elfoco friok = Conductividad térmico del alimento congeladoL = Espesor del alimento (si es esférico o cilíndrico se usa el diámetro)P y R= Coef. De forma


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-Para placas: P = 1/2; R= 1/8

-Para cilindros: P = 1/4; R = 1/16

-Para esferas y cubos: P = 1/6; R = 1/24

- El salto térmico (tc - tf ) entre el alimento y el foco frio. < tf hc < - El tamaño L del alimento.< L <


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V = ti – tf /

ti = ºT inicial de congelación del alimentotf = ºT final de congelación = Tiempo que se tarda en que el centro térmico del

alimento pase de la ºT inicial a la ºT final de congelación

Vel.>5ºC/min

(Rápida)

Vel.


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Producto Contenido deagua (% en

peso)

p.c(ºC)

c.p.por encima delp.c (Kj/Kg ºC)

c.p.por debajo delp.c (Kj/Kg ºC)

Calor LatenteDe Fusión

(Kj/Kg)

Pollo

PavoCarne de bueyMerluzaSalmónBonito

GambasEspinacasGuisantes

ColesBrocoli

ZanahoriasPatatas

74

6449786470839374

85908878

-2.8

-2.8-1.7-2.2-2.2-2.2-2.2-0.3-0.6

-0.8-0.6-1.4-0.6

3.53

3.282.903.633.283.433.754.003.53

3.803.933.883.63

1.77

1.651.461.821.651.721.892.011.77

1.911.971.951.82

248

214164261214235278312248

285302295261


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1. Calcule la carga de refrigeración cuando 100 Kg de solomillo de

ternera magra son congelados desde 0 a -20ºC. El contenido de aguade la carne es de 71,7 %, el punto de congelación es -1,7ºC, el Cp+es 3.08 KJ/KgºC, el Cp- es 1,5 KJ/KgºC, el c es 227,86 KJ/Kg y el %de agua que congela hasta -20ºC es 89%.

2 100 K d i t l d tú l d l h fl idi d


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2. 100 Kg de guisantes son congelados en un túnel de lecho fluidizado(IQF), usando aire a -35ºC como medio de congelación. Calcule lacarga total de refrigeración, tiempo de congelación, potencia frigorificay velocidad de congelación.

Datos:- ºT final de congelación: -20ºC- ºT inicial: 15ºC- ºT inicio de congelación: -0,6ºC- Diametro: 8 mm- Cp por encima del punto de congelación: 3.31 KJ/Kg ºC- Cp por debajo del punto de congelación: 1.76 KJ/Kg ºC- Contenido de humedad de la carne: 79%- Proporción de agua congelada a -20ºC: 89%- Calor latetnte de congelación (

c ): 248 KJ/Kg

- Coeficiente de convección del aire (h): 150 W/m2

ºC- Conductividad del vacuno congelado (K): 0,48 W/m ºC- Densidad del vacuno congelado (): 970 Kg/m3


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3. 1000 Kg de carne de vacuno cortada en bloques 30x10x10 cm secongela desde 10ºC hasta -18ºC en un tunel de aire forzado a -25ºC.Calcúlese la carga total de refrigeración, tiempo de congelación,

potencia frigorifica y velocidad de congelación.

Datos:-Calor latente de fusión (c): 306 KJ/Kg- Cp por encima del punto de congelación: 3.42 KJ/Kg ºC- Cp por debajo del punto de congelación: 1.95 KJ/Kg ºC

- Contenido de humedad de la carne: 75%- Proporción de agua congelada a -18ºC: 90%- ºT inicio de congelación: -1ºC- Coeficiente de convección del aire (h): 30 W/m2 ºC- Conductividad del vacuno congelado: 1,55 W/m ºC- Densidad del vacuno congelado (): 1000 Kg/m3


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3. 100 Kg de tomate de 5 cm de diametro se congela desde 15ºC hasta -18ºC en una camara de convección natural a -21ºC. Calcúlese la cargatotal de refrigeración, tiempo de congelación, potencia frigorifica y

velocidad de congelación.

Datos:-Calor latente de fusión (c): 766 Kcal/Kg- Cp por encima del punto de congelación: 0,96 Kcal/Kg ºC- Cp por debajo del punto de congelación: 0,485 Kcal/Kg ºC

- Contenido de humedad del tomate: 95%- Proporción de agua congelada a -18ºC: 96%- ºT inicio de congelación: -0,6ºC- Coeficiente de convección del aire (h): 6,5 W/m2 ºC- Conductividad del tomate congelado: 1,76410-4 Kcal/s m ºC- Densidad del tomate congelado (): 940 Kg/m3


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- Rodriguez Somolinos, F; Aguado Alonso, J; Calles Martín, J.A; CañizaresCañizares, P; López Perez, B; Santos Lopez, A; Serrano Granados, D.P.

Capitulo 3: Conservación de Alimentos por el Frio. Congelación. Capitulo4:Refrigeración y Atmosferas Protectoras. En Ingeniería de la industria

Alimentaría, Volumen III: Operaciones de Conservación de Alimentos. 2002. Ed.Síntesis, S.A, Madrid. ISBN: 84-7738-939-X

-Leal Afanador, J.A. Refrigeración aplicada en la industria de alimentos. Bogotá(Colombia): Editorial UNISUR., 1993, 444p.

-Madrid-Vicente, A. Refrigeración, congelación y envasado de los alimentos.España: Editorial A. M. V., 1994, 227p. ISBN: 8487440584.

-Mallet, C.P. Tecnología de los alimentos congelados. España: Editorial A. M. V.,1994, 379p. ISBN: 8487440460.

-Postolski, J.; Zbigniew, G. Tecnología de la congelación de los alimentos.España: Editorial Acribia, 1986, 631p. ISBN: 8420005835.

-López Gómez, A. Las instalaciones frigoríficas en las industrias agro-
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conservacion por bajas temperaturas5

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