UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA

REFRIGERACIÓN

TEMA: “MÉTODOS DE CONGELAMIENTO”

DOCENTE: ING. AGUSTÍN BARRERA

PRESENTAN: APONTES SANTOS, JUAN EDUARDO CUBÍAS ALAS, MARVIN ALONSO ROMERO MARTÍNEZ, WILLIAM GUILLERMO

INTRODUCCIÓN

• El congelamiento desde hace casi cuarenta años, fue adoptado como la solución por excelencia para el manejo de grandes volúmenes de producción de alimentos para exportación o largos periodos de conservación.

• La industria partió con la premisa de que “entre más rápido sea el proceso de congelamiento de un producto, más posibilidades tendrá un alimento de llegar a su consumo final como si estuviera recién recolectado o sacrificado”.

• Entre más tiempo pase entre el inicio del congelamiento del alimento y el momento de su total congelación, más factible será que se destruya su tejido celular por efectos del congelamiento mismo y por la proliferación de microorganismos.

• Si el proceso de congelamiento es lento, los cristales de hielo se hacen más grandes y se origina el rompimiento de los tejidos.

• Industrialmente hay diferentes formas de congelar los productos y existen muchas variables a tener en cuenta para determinar el tiempo de congelación de cada cual; de igual manera, los procesos y cuidados dependen de lo que se quiera congelar.

GUISANTES CONGELADOS

DEFINICIÓN DE CONGELACIÓN

• La congelación es un proceso de conservación de alimentos basado en la solidificación del agua contenida en dichos alimentos. Además puede definirse como la aplicación intensa de frío capaz de detener los procesos bacteriológicos y enzimáticos que destruyen los alimentos.

PIZZA CONGELADA

FACTORES QUE AFECTAN EL PROCESO DE CONGELAMIENTO

• Uno de los factores a tener en cuenta en el proceso de congelación es el contenido de agua del producto. En función de la cantidad de agua se tiene el calor latente de congelación.

• Otros factores son la temperatura inicial y final del producto pues son determinantes en la cantidad de calor que se debe extraer del producto.

CONGELAMIENTO DE FRUTAS, VERDURAS Y

CARNES

1. CONGELAMIENTO DE FRUTAS

La mayoría de la fruta se puede congelar muy bien. Sin embargo en muchos tipos de frutas puede darse la decoloración, tales como el durazno, manzanas y peras (esto se da cuando la conservación se da por tiempos prolongados de congelamiento).

En ese caso se debe efectuar un tratamiento adecuado, el más reconocido es la aplicación directa de ácido ascórbico.

• La mayoría de las frutas tienen mejor textura y sabor (el sabor y textura pueden perderse con el paso del tiempo) si se envasan en azúcar o en almíbar.

• El método usado para preparar la fruta dependerá del uso que se le quiera dar (es decir con almíbar o con o sin azúcar).

• Lo ideal para el congelamiento de frutas es llevarlo a cabo con la fruta lo más fresca posible para lograr mantener sus propiedades.

2. CONGELAMIENTO DE VEGETALES

• La selección de los vegetales a congelar es el principal paso para poder llevar a cabo un exitoso proceso de congelación, además el tiempo que trasciende desde que el vegetal es cortado hasta cuando empieza la congelación es importante, pues de ello dependerá que las propiedades de los vegetales se conserven al máximo.

• Es conveniente escaldar (pasar por agua caliente) las verduras antes de llevar a cabo la congelación, pues esto frenará el desarrollo de enzimas, las cuales causan la pérdida del color y sabor de la verdura.

• Si se calientan demasiado las verduras , perderán la textura y las vitaminas y minerales solubles al agua.

3. CONGELAMIENTO DE CARNES

• Para llevar a cabo el proceso de congelamiento en carnes, es preferible hacerlo con carne sacada de un animal de sacrificio reciente, siempre con el objetivo de conservar las propiedades alimenticias y evitar la contaminación con los alrededores.

• Muchas empresas alimenticias que se dedican al negocio de carnes congeladas no se limitan a simplemente congelarla de la manera más higiénica, sino que también les dan cierto tratamiento a las carnes no solo para que no pierdan su sabor y propiedades.

• Entre los tratamientos que podemos mencionar están el marinado y adobo de carnes, logrando innovaciones en la industria alimenticia.

• Sin embargo, en la actualidad aún se usan métodos tan arcaicos (como una cubeta con cubitos de hielo) para conservar carnes, en especial pescados y mariscos.

• Las carnes requieren más cuidado que las frutas y verduras, pues son más susceptibles a contaminación por microorganismos que pueden causar múltiples enfermedades en el humano si no se les manipula durante el proceso de congelación adecuadamente.

CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE CONGELAMIENTO.

1. Por funcionamiento:

- Por cargas " batch ".

- Continuos  " in line ".

 

2. Según el sistema de transferencia de calor:

- Aire.

- Contacto.

- Criogénico.

3.- Según la forma de trabajar:

- Envasado.

- No envasado.

I. MÉTODO DE CONGELAMIENTO POR AIRE

• Túneles de congelación: Son cámaras de congelación con sistemas de recirculación de aire a velocidades altas, para conseguir una importante velocidad de congelación.  Se utilizan bandejas o carros para sustentar o disponer el producto dejando espacios para que circule el aire.  A veces estos túneles se diseñan específicamente para un producto. 

Carrito transportador en un túnel de congelación.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS TÚNELES DE CONGELACIÓN.

• Las ventajas: se pueden utilizar para varios productos y son más versátiles, modificando las velocidades de circulación del aire, tipos de bandejas y tiempo de residencia. 

• Las desventajas: se necesita mucha mano de obra para mover las bandejas o carros.  Para subsanar estas desventajas están los túneles mecanizados.  Estos sistemas tienen los inconvenientes de roturas de maquinaria.

CONGELADORES DE CINTA

• Los primeros que aparecieron,  eran cintas transportadoras de malla que circulaban por cámaras donde el aire circulaba a altas velocidades horizontalmente, interesaba conseguir un flujo continuo de producto, pues aumentaba la transferencia de calor y  aspectos mecánicos.

• En los actuales el flujo de aire es vertical.  De esta forma no se forman los " Channellings " o canales por los que circula más aire.  Para evitar los channellings se debe distribuir homogéneamente el producto.  Si aumenta la velocidad del aire lo suficiente, para productos pequeños y no envasados, este sistema puede pasar a ser un sistema de congelación de lecho fluidizado.

• Una variante son los congeladores de espiral que presentan menos problemas de engranajes y por tanto mecánicas.  Además ocupan menos espacio al colocarse verticalmente.

CONGELADOR DE CINTA EN ESPIRAL

• Los túneles de congelamiento son las máquinas más implementadas en Latinoamérica, estos son utilizados en la industria para congelar principalmente frutas y verduras, pero también algunas compañías los usan para congelar carnes como la de pollo. En algunos países también se utiliza para congelar atunes. La congelación en estos túneles suele ser lenta, lo cual origina cristales de hielo grandes que traen como consecuencia el ya mencionado rompimiento del tejido celular.  

• El túnel básico de congelamiento consiste en unas cámaras en cuyo interior se introducen estantes con ruedas donde son colocadas las frutas, las verduras o lo que se quiera congelar. Durante el viaje a través de túnel, los productos están todo el tiempo en contacto con aire frío. El aire es enfriado al circular en serpentines refrigerantes, que se enfrían mediante refrigeración mecánica convencional.

II. SISTEMAS DE CONGELACIÓN POR CONTACTO

Hay dos tipos:

1.- Contacto directo (por aire e inmersión)

2.- Contacto indirecto (por contacto de placas)

Sistemas de contacto indirecto En numerosos sistemas de congelación de alimentos, el

producto y el refrigerante están separados por una barrera durante todo el proceso de congelación.

Aunque muchos sistemas utilizan una barrera impermeable entre el producto y el refrigerante, se considera incluido dentro de los sistemas de congelación indirecta cualquier sistema de contacto que no sea directo, por ejemplo aquellos donde el material del envase hace de barrera.

• Congeladores de placas: es el sistema de congelación indirecta más común. El producto se congela mientras se mantiene entre dos placas refrigeradas. En la mayoría de los casos la barrera entre el producto y el refrigerante incluirá tanto a la placa como el material del envase.

La transmisión de calor a través de la barrera puede aumentarse mediante la

utilización de presión.

• Máquinas congeladoras de placas de contacto hay de dos tipos: horizontales y verticales; las horizontales se utilizan para congelar bandejas o cajas, es decir, se utilizan más cuando el producto ya está empacado, por ejemplo en el caso de los cortes de carnes, o carne deshuesada que se coloca en bandejas, estas se colocan entre las placas de la maquina y se congela. Las congeladoras de placas verticales, se utilizan generalmente para empacar producto a granel, o sea, productos que no están embalados, de igual manera el producto desnudo se coloca entre las placas y se congela, luego una vez congelado se retira y se empaca.

• Las placas son unos estantes de aluminio que tienen perforaciones en su interior, dentro de ellas circula el líquido refrigerante, que habitualmente es amoniaco, aunque también puede ser un freón.

• Las máquinas de placas de contacto son consideradas un sistema eficiente dentro de los procesos de congelación, ya que gracias a su velocidad de congelamiento los productos logran conservar las perseguidas características de calidad y frescura que generalmente se desean.

III. CONGELAMIENTO POR INMERSIÓN.

• En el método de congelación por inmersión el producto es sumergido en soluciones a bajas temperaturas y congelación criogénica en las que el dióxido de carbono o nitrógeno liquido se rocía directamente sobre los productos en la cámara frigorífica.

La superficie exterior del producto puede alcanzar temperaturas muy bajas sumergiendo el alimento dentro de un refrigerante líquido.

Una de las mayores desventajas de los sistemas de congelación por inmersión es el costo del refrigerante, ya que éste pasa del estado líquido a vapor mientras se produce la congelación del producto, resultando muy difícil recuperar los vapores que se escapan del compartimiento.

El uso del nitrógeno dentro de la industria de la congelación posee ya varios usuarios alrededor del mundo, hoy es posible conseguir en el mercado diferentes máquinas para congelamiento que trabajan con este componente, es el caso del congelador de nitrógeno líquido rotatorio continuo y el congelador de nitrógeno liquido discontinuo. La implementación de un sistema de congelamiento con N2 puede ahorrar hasta el 20% en relación con lo que podría costar una instalación de congelamiento tradicional. Pero el problema es que en los procesos de congelamiento con N2, solamente el compuesto -nitrógeno liquido- representa cerca del 90 % de los costos totales de congelamiento.

• Antiguamente se introducía el producto en una solución de salmuera a bajas temperaturas.

• Esta solución es un buen conductor, hace contacto con todo el producto, provocando una transferencia de calor rápida y el producto es congelado totalmente en corto tiempo ( se congela en unidades individuales en vez de forma masiva).

• Una desventaja importante es la extracción de los jugos del producto por diferencia de concentración.

• También puede existir una penetración excesiva de sal en el producto, provocando cambio de sabor ( si usamos concentración de azúcar en frutas, es favorable).

Actualmente el proceso consiste en introducir el producto en un baño de líquido refrigerante y se transporta a su través, mientras que el líquido refrigerante se evapora absorbiendo calor del producto.

Los refrigerantes más comunes son el nitrógeno, el dióxido de carbono y el Freón.

ALGUNOS PROBLEMAS EN EL PROCESO DE CONGELAMIENTO

En el proceso de congelamiento de los pollos por ejemplo, se presentan problemas que deben regularse según sean las prioridades:

Por aire: El principal problema se ve en el resecamiento de la piel de las aves, y daños mayores en la epidermis.

Por inmersión : No se tienen los problemas anteriores pero se corre un mayor riesgo de infecciones bacteriológicas.