UNFV – FOPCA

CURSO : PRACTICA DE INGENIERÍA DE PROCESOS

“AGOTADO Y SELLADO”

PROFESOR PRACTICAS: Ing. Gustavo Castro Morales

OPERACIONES DE ACONDICIONAMIENTO DE MP

ENVASADO Y ADICIÓN DE LIQUIDO DE GOBIERNO

AGOTADO

SELLADO

ESTERILIZADO

ENFRIADO

ALMACENAMIENTO

ESQUEMA GENERAL PARA ELABORAR UNA CONSERVA ENLATADA

LIQUIDO DE COBERTURA

PROPÓSITOS:Conseguir el llenado uniforme y permitir la formación de vacío homogéneo.

Aumentar la transferencia de calor (Sobre todo en los esterilizadores con agitación de envases).

Garantizar un peso constante.Mejorar las características sápidas

Llenado

Manual

Mecánico

· No muy recomendable· Menor precisión· Demasiada mano de obra· Cuando el llenado se realiza en función del

número de piezas, en productos delicados o que requieren acomodado especial

· Cuando se adicionan otros productos i.e. cebollas, zanahorias etc.

Para líquidosPara sólidos latas de frutas

Sólidos líquidos

JugosNéctaresJarabes,

salmueras

Frutas en almíbarAtesHortalizas en salmuera

· Es higiénico.· Proceso versátil· El espectro crítico de estas llenadoras es la apertura del pistón· Presencia de impurezas· Las pastas tienden a dejar aire atrapado en el

envase Reducen la transferencia de calor Llenado deficiente vacío deficiente

CARACTERÍSTICAS QUE DEBE REUNIR UNA MÁQUINA ENLATADORA EFICIENTE

Proporcionar un volumen-peso constante.

Evitar el derramamiento o salpicadura de envases.

Accionarse sólo en presencia de envases.

Versátil para diferente tamaño de envase.

De fácil limpieza.

OPERACIÓN DE AGOTAMIENTO(TÚNEL DE AGOTAMIENTO)

AGOTADO (“EXHAUST”)

Eliminación del aire del envase antes de proceder a su cerrado hermético.

Calentamiento de la lata y su contenido antes de sellarse, eleva la temperatura inicial de la conserva.

Tratamiento del contenedor bajo un vacío producido mecánicamente.

RAZONES DEL VACIO

Existen dos buenas razones para desear un vacío parcial en el bote:

1.La presión positiva en el bote aumenta considerablemente durante el tratamiento térmico. El vacío parcial que pueda existir en un bote contribuye a reducir dicha presión, reduciendo simultáneamente por tanto la posibilidad de que se produzcan deformaciones en la sutura.

2. Después del procesado y enfriamiento, el vacío hace que la tapa y el fondo del bote permanezcan cóncavos. Los botes con tapa y fondo convexos, denominados botes abombados, son inmediatamente considerados como sospechosos de poseer un contenido alterado. Los botes no evacuados pueden parecer abombados, pero realmente poseen un contenido inocuo. Esto ocurre cuando el espacio de cabeza del bote se expande a consecuencia de un aumento considerable de la temperatura sobre aquella a que se realizó el envasado, o debido a que el bote se ha expuesto a presiones atmosféricas más bajas, como las que existen a elevadas altitudes. El vacío evita que esto ocurra.

CONTINUA…….

LA PRESIÓN EN EL INTERIOR DE LA LATA

PROPÓSITOS DEL AGOTADO

Eliminar el aire de los contenidos de la lata. Reducción de la corrosión de la hojalata (ya

que la corrosión sucede en presencia de O2). Inhibir el desarrollo de microorganismos

aerobios. Favorecer la formación de vacío para que los

centros de las latas o tapas metálicas se vean cóncavos condición de sanidad.

Evitar el sobrellenado y facilitar la transferencia de calor.

Evitar la tensión excesiva en el envase durante el proceso

PRESIÓN Y ESPACIO DE CABEZA EN PRODUCTOS ENVASADOS

Espacio de cabeza.- Volumen no ocupado por el contenido (liquido

de gobierno + alimento) en un envase hermético es la parte más importante del sistema

“Contenido-recipiente”.

VARIABLES RELACIONADOS CON EL ESPACIO DE CABEZA Y LA OBTENCIÓN

DE UN AGOTADO EFICIENTE:

A) Tipo y concentración relativa de gas en el espacio de cabeza:

En la mayoría de los elementos envasados consistente en :

En la Mayoría éstos se substituyen por N2 u otro gas inerte (se emplea en alimentos muy susceptibles a la oxidación, donde aún pequeñas concentraciones de O2 pueden ocasionar cambios de color, sabor, rancidez, etc. (ejm.: leche en polvo, aguacate deshidratado).

AireVapor de Agua

B) Volumen del espacio de cabeza.- Generalmente se supone que no debe exceder el 10% del total de la capacidad del envase. El 90% debe ser el llenado estándar establecido por la FDA. Este volumen afecta el proceso térmico. Si es pequeño la velocidad de calentamiento decrece y el tiempo requerido para destruir a un mínimo determinado de microorganismos aumenta. Si ese volumen de espacio de cabeza es muy grande el envase se ve vacío.

C) El vacío (condición de presión ) en el espacio de cabeza : Vacío .- Término usado para denotar la presión interna de un recipiente hermético. Es una medida del grado o magnitud en que el aire se ha eliminado del recipiente.

Vacío = 0 La presión en el espacio de cabeza = presión atmosférica.

Vacío = 30 (inch. Hg) Todo el aire se ha eliminado del recipiente.

Vacuómetro. Aditamento que mide la diferencia entre la presión atmosférica y la presión del recipiente. Usualmente calibrado para leer en pulgadas de mercurio.

Es un instrumento con un punzón que emerge (sale) a través de un tubo de plástico suave. El punzón es forzado a través del centro de la tapa de la lata. El tubo hace un sello de aire hermético y evita la pérdida del vacío. El dispositivo se construye para indicar la presión y el vacío, ya que las latas SIEMPRE EXHIBIRAN UN VACÍO NEGATIVO, ya que poseen una presión diferencial con respecto a la presión atmosférica.

VACUOMETRO CONTINUA…

• Ejm.- Si la presión atmosférica (Patm) exterior es de 29.5 inch Hg y la del interior de la lata es de 17 inch Hg por tanto el vacío del interior de la lata será de, la diferncia 29.5 - 17 = 12.5 inch Hg valor indicado en la carátula del vacuómetro.

La presión atmosférica decrece a medida que aumenta la altitud sobre el nivel del mar. El vacío en un producto envasado puede variar mucho si se procesa a nivel del mar y se comercializa en lugares muy altos o viceversa.

En algunos productos la adecuación del proceso térmico se basa en un alto vacío inicial en el recipiente.

La presión interna es un criterio muy importante durante la esterilización, especialmente crítica en los envases de vidrio sellados: Presiones excesivas (poco vacío) →

Aflojan el cerrado Existen normas oficiales para cada

producto alimenticio envasado con especificaciones que establecen límites a estas variables.

1 mm Hg = 0.3937 inch Hg.

EFECTO DE LA TEMPERATURA DE CIERRE O SELLADO EN EL GRADO

DE VACÍO PRODUCIDO

A medida que aumenta la temperatura(liquido de cobertura caliente) será mayor la expansión del aire, habrá un mayor desplazamiento del aire con el vapor (del túnel) → aumenta el vacío en el interior de la lata después de sellada y enfriada.

Temperatura usual de agotado para frutas: 82-96 °C, Ésta es la temperatura del exhauster o túnel de agotado.

Temperatura en el centro de la lata: 76.6°C – 82°C.

A medida que aumenta la temperatura del agotado aumenta el vacío obtenido en los envases

después del enfriamiento.

Los envases que abandonan la planta procesadora en condiciones “buenas” desarrollan una presión interna ligera durante el almacenamiento en un clima cálido. Se observan abombamientos ligeros.

Los envases son más propensos a colapsarse durante su transportación en épocas frías. La baja temperatura aumenta el vacío y se incrementa el efecto de la presión atmosférica sobre las paredes del recipiente. Si los envases grandes se someten a un agotado excesivo pueden deformarse e incluso colapsarse.

EL VACIO EN EL ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE

RELACIÓN TEMPERATURA – VACÍO EN EL ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE

EFECTO DEL ESPACIO DE CABEZA EN EL GRADO DE VACÍO

PRODUCIDOVolumen del Espacio de CABEZA.- A

medida que aumenta el volumen del espacio de cabeza aumenta el vacío (hasta cierto límite). Si se rebasa este límite disminuye el vacío debido a que la relación entre el volumen que produce el vapor y el aire que hay que desplazar se reduce mucho cuando el volumen del espacio de cabeza se incrementa demasiado(mucha altura).

El espacio de cabeza adecuado depende del tamaño de la lata, experimentalmente se ha determinado que es de un 6 – 10% en relación con la altura total.

Cuando el espacio de cabeza es muy pequeño o la temperatura de agotado es baja, aumenta el riesgo de abombamiento.

Se observa en la grafica que el vacío aumenta en relación al incremento altura solo hasta un máximo

de ahí decrece desfavorablemente.

MÉTODOS DE AGOTADO

1.- AGOTADO TÉRMICO Y/O LLENADO EN CALIENTE.-

Se calienta el contenido del recipiente a 85°C – 90 °C antes de cerrarlo. Se produce el vacío con la evaporación y concentración de los contenidos, la condensación del vapor de agua después del sellado y enfriamiento genera el vacío en el espacio de cabeza.

MÉTODOS DE AGOTADO1 continuación

Se adapta mejor para productos que se calientan rápidamente (aquellos envasados en jarabes o salmueras). No es adecuado para alimentos sólidos o que transfieren el calor por conducción.

Se emplean también exhausters (túneles de vapor). Se calienta el producto hasta ebullición, se sella, esteriliza y enfría. El vapor producido durante el calentamiento y el proporcionado por el túnel desplaza al aire y ocupa el espacio de cabeza.

MÉTODOS DE AGOTADO

2.- AGOTADO MECÁNICO.- Una porción de aire en el espacio de cabeza del recipiente se extrae mediante una bomba de vacío directamente al cerrar. Se utiliza en productos muy sensibles al calor, pasteurizados, secos o que necesariamente requieren un vacío (Ejm.- Leche en polvo).

MÉTODOS DE AGOTADO2 Continuación

Generalmente es la técnica con la que se obtiene vacío más alto. Se adapta a una amplia variedad de alimentos envasados. Sin embargo, no es eficiente para productos líquidos con grandes cantidades de aire disuelto u ocluido.

MÉTODOS DE AGOTADO

3.- DESPLAZAMIENTO DEL AIRE DEL ESPACIO DE CABEZA POR VAPOR:

Se inyecta vapor en el espacio de cabeza para que “barra” el aire y lo sustituya. Se cierra el recipiente inmediatamente, se produce el vacío cuando se condensa el vapor en el espacio de cabeza. Se usa en productos muy viscosos, sólidos (sopas concentradas, frijoles refritos).

MÉTODOS DE AGOTADO3 Continuación

Lo más eficiente y práctico para obtener el vacío deseado es la combinación del agotado térmico y desplazamiento por vapor o de llenado en caliente y desplazamiento por vapor o bien llenado al vacío seguido de desplazamiento por vapor.

TÚNEL DE AGOTAMIENTO

EL ENVASE METÁLICO(TRATAMIENTO TÉRMICO)

ENVASE: Recipiente destinado a contener un producto, con la misión específica de protegerlo de su deterioro,

contaminación o adulteración.

EMBALAJE ó ENVASE SECUNDARIO: material utilizado para proteger el envase o el producto de los daños físicos o agentes externos, durante el almacenamiento y el transporte.

FUNCIONES DEL ENVASE EN ALIMENTOS

1. CONSERVACIÓN: Evitar el deterioro físico-químico Aislar de la acción de los microorganismos Proteger de las adulteraciones

2. ACONDICIONAMIENTO PARA EL TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN.

3. PRESENTACIÓN PARA EL CONSUMO.

4. INFORMACIÓN PARA EL CONSUMIDOR.

• Razones para envasar:Protección al producto de la

contaminación por insectos, microorganismos o polvo.

Protección al producto contra factores ambientales: Luz, O2, otros gases, fluctuaciones de temperatura.

Evitar que el producto gane o pierda humedad o retardar este proceso.

Facilitar su manejo.

CARACTERÍSTICAS QUE DEBEN TENER LOS ENVASES:

No debe afectar las características del producto (por interacciones al interior del envase).

Debe soportar el proceso de llenado, esterilización y distribución requeridos.

Debe ser estético y funcionalCosto moderado.De ser posible, debe ser reciclable

o reutilizable.

MATERIALES UTILIZADOS EN LA ELABORACIÓN DE ENVASES.

Materiales Solos

Combinaciones para producir envases

Rígido

Semirígido

Flexibles

Latas metálicas

Envases de vidrio

Envases de plástico

MATERIALES METÁLICOSHojalataChapa cromadaAluminioPROPIEDADES GENERALES:Elevada resistencia mecánicaBaja toxicidadBuena barrera frente a gases, humedad y vapores.

Resistencia a altas temperaturasIdóneos para periodos prolongados de almacenamiento.

BaratosSuperficie apta para decoración

ENVASES METÁLICOS DE TRES PIEZASHasta hace poco se usaba casi exclusivamente acero con recubrimiento de Sn (hojalata). El Sn sufre mucha menos corrosión que el acero, protegiendo a la vez al alimento y al envase.

Actualmente se utiliza también distintos tipos de aceros con otros recubrimientos metálicos (p.ej. Cr) y recubrimientos polímeros (lacas, resinas -enamel-). Estos materiales se llaman acero sin estaño (TFS, tin-free steel).

Muy buenas propiedades mecánicas y térmicas. Corrosión.

ENVASES METÁLICOS DE DOS PIEZASSe fabrican en aluminio con recubrimiento polímero.El cuerpo se fabrica en una sola pieza por

estampación y sobre él se inserta la tapa, de modo similar a los envases de tres piezas. Suelen incorporar troquelados para fácil apertura.

Es ligero, resistente a la corrosión, fácil de dar forma y con buenas propiedades térmicas.

No gran resistencia mecánica.La resistencia a la corrosión atmosférica proviene

de la formación de una capa de óxido de Al que protege al metal.

Este mecanismo no actúa lo suficiente a bajas conc. de O2, como ocurre en el interior del envase en contacto con el alimento. Se precisa recubrimiento polímero.

Tiene menor resistencia mecánica que el acero, se usa para bebidas carbónicas, que le aportan rigidez, pero no es adecuado para tratamientos térmicos intensos (más frecuentes en semiconservas).

 

SELLADO(CIERRE DE LA LATA)

CIERRES DE LATAS

Los cierres de latas pueden ser de dos tipos:

Fijos (difíciles de abrir)

De apertura fácil

CIERRES FIJOSSe usan en latas de hojalata o de acero sin estañó (TFS) se construyen invariablemente de acero, sea hojalata o TFS, pueden ser redondos o de la forma del cuerpo del envase.La unión formad por el cierre(tapa) y el cuerpo de la lata proporcionan un sellado hermético mediante una juntura doble.El cierre se construye para resistir la presión interna de lata generada durante su tratamiento en el autoclave y es importante que recupere su perfil original al enfriarse. La resistencia depende del espesor y del templado del metal usado en su construcción y de la profundidad/forma del avellanado .La resistencia a la deformación por presión interna se logra mediante uno o mas anillos circulares de expansión.

CIERRES O TAPAS FIJOS

CIERRES O TAPAS FÁCILES DE ABRIR

Son envases de fácil apertura y sus cierres se construyen normalmente de hojalata y para algunos productos, de aluminio.

La apertura se facilita practicando una muesca redonda cerca de la doble junta y una anilla que permite retirar el recuadro de hojalata introducido en la muesca. Una vez retirado el recuadro el contenido de la lata puede verterse del recipiente.

CIERRES O TAPAS ABRE FÁCIL

SELLADO DE LAS LATASLos cierres o las tapas de las latas se sellan en una cerradora mediante un doble enganche por “sertido”. La primera moleta engancha el borde de la tapa sobre el borde del cuerpo y la segunda completa el cierre presionando ambos bordes.

CONTINUA……

Lata en la selladora

Rulina o moleta de segundo

paso

Rulina o moleta

de primer paso

Mandril

Base

Las tapas se unen a los cuerpos de las latas por sertido en una operación dos etapas. El cuerpo y la tapa se presionan entre un mandril y una placa base. Rotan con el mandril. La rulina de primer paso se aproxima y engrana con el mandril formando los ganchos del cuerpo y la tapa. La rulina de segundo paso aprieta estos ganchos para completar el cierre.  En las máquinas cerradoras de alta velocidad y en las utilizadas para botes no cilíndricos, el cuerpo del envase, la tapa, el mandril y la placa base permanecen estacionarios y las rulinas rotan en torno a ellos. Los cierres de los envases metálicos deben ajustarse estrictamente a ciertas dimensiones y es necesario controlarlos con frecuencia.

FORMACIÓN DEL DOBLE GANCHO

Primer paso

Segundo paso

FORMACIÓN DEL DOBLE GANCHO

Compuesto termoplástico

CONTINUA…….

Durante el tratamiento térmico el compuesto termoplástico aplicado previamente en la zona del cierre, se funde rellenando los espacios que quedaron después del sello en esta zona.

DIMENSIONES CARACTERÍSTICAS DEL SELLADO(DOBLE GANCHO)

DIMENSIONES DEL SERTIDO DE ALGUNAS LATAS

LA AUTOCLAVE…….

GRACIAS POR SU ATENCIÓN