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LECCIN N 04TRATAMIENTOS TERMICOS EN AGROINDUSTRIA

OBJETIVOS:

Identificar y conocer las principales tcnicas que se utilizan en el tratamiento trmico en laagroindustria

Conocer las reacciones de los microorganismos ante la aplicacin de fuentes de calor. Conocer los efectos que se puede tener en los nutrientes con la aplicacin de tratamientos

trmicos.

Conocer los principales equipos y tcnicas que se utilizan en el tratamiento trmico1. TRATAMIENTOS POR CALOR

El principal objetivo de todos los tratamientos trmicos es el de asegurar la destruccin de todos losmicroorganismos vivos que pueden deteriorar la calidad o de perjudicar la salud del consumidor.Cada microorganismo tiene su propia resistencia al calor y aunque a 300 C se les mata a todos, nose le puede aplicar esta temperatura a los productos por las alteraciones organolpticas que estossufriran.Lo que se pretende intentar con los tratamientos trmicos es eliminar la mayor parte de losmicroorganismos sin alterar demasiado las caractersticas propias del producto.

A determinadas temperaturas slo se acaba con ciertos microorganismos pero las caractersticas se

conservan mejor. Las enzimas son bastante sensibles al calor y es de los elementos que ms prontose degradan

Para disear un proceso trmico hay que conocer la termoresistencia de los microorganismospertenecientes al producto, la naturaleza del alimento y los parmetros que le vienen asociados(conductividad del calor, alteraciones por calor, velocidad de transmisin de calor...).

Todos los tratamientos trmicos en los que se apliquen altas temperaturas y tiempos prolongados seva a producir una destruccin de microorganismos y enzimas. Los que apliquen temperaturas altaspero tiempos cortos consiguen lo mismo salvo que se conservan mucho mejor las caractersticasorganolpticas del alimento.

Segn lo que se quiera conseguir, el tratamiento ser ms o menos severo. En algunos casos

eliminar la flora microbiana pero solo superficialmente, en otros eliminaremos slo los que sonperjudiciales para la salud y en otros ser necesario eliminar todos los microorganismos.

Ventajas del calor:

Los tratamientos por calor se pueden controlar de forma muy exacta, tanto en duracin como en latemperatura aplicada al producto.Se destruyen componentes antinutricionales del alimento (componentes del alimento que disminuyenla disponibilidad de algunos nutrientes).

1.1 CLASIFICACION DE LOS TRATAMIENTOS TERMICOS.

1.1.1 Escaldado.En esta operacin no se produce una destruccin fuerte de microorganismos, se realizacon vapor de agua o con agua caliente a una temperatura de unos 85-95C/ 5 minutos. Seaplica a frutas y verduras (delicadas).


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Objetivo

Facilitar procesos posteriores (por ejemplo, elimina gases por la estructura porosa deltejido vegetal lo cual permite hacer el vaco en una conserva).

El escaldado nos va a eliminar todas las enzimas, lo que nos asegura que no se estropeena corto plazo.--> Para este proceso se suele reducir el tamao de las piezas.

1.1.2 Pasterizacin.

Se aplica sobre todo en lquidos. Las temperaturas no suelen sobrepasar los 100 C, lostiempos son ms largos que los del escaldado.Objetivo

Este proceso reduce la carga microbiana, eliminamos slo los microorganismospatgenos, por lo que aun van a quedar algunos en el producto.

1.1.3 Esterilizacin.

Proceso similar pero realizado a temperaturas superiores (115-120 C /10 minutos), portanto los alimentos se ven ms alterados que con la pasterizacin (sabores distintos).

Objetivo

Se pretende destruir todos los microorganismos, tanto los patgenos como los quepueden afectar al estado de los alimentos, lo que nos proporciona una vida til de unos 6meses.

Hay que tener cuidado de no exponer los productos tratados a lugares contaminadosporque el producto se recargara de microbios de nuevo.

Dentro de la esterilizacin existe:

HTST (Alta Temperatura en Poco Tiempo) UHT (Temperatura Ultra Alta).

Temperaturas de 140 C nos permiten reducir los tiempos de tratamiento de minutos asegundos con la consiguiente mejora en la calidad del producto (manteniendo lo msposible su nivel de calidad inicial, en color, forma, sabor, etc.).Slo se puede conseguir en lquidos ya que los slidos necesitan ms tiempo para que elcalor penetre hasta el interior del producto, y esa a temperatura se quemara.

1.2 PENETRACION DEL CALOR.

Para saber cunto tiempo se ha de someter a un alimento al calor, se estudia la velocidad depenetracin del calor del producto en su envase.

Hay microorganismos que resisten a 105 C y tenemos que saber cul es la parte del envaseque tarda ms en alcanzar esa temperatura, para ello emplearemos termopares. Todo esto vaa ser funcin de la forma del envase y del alimento que haya dentro.Los envases en los que el calor se transmite por conduccin el punto de calentamiento mstardo est casi en el centro geomtrico del envase.

La conduccin, como forma nica de transmisin del calor se va a producir en alimentosslidos ya que el calor se transmite de partcula a partcula, lo cual lo hace ms lento ynecesita de un incremento (gradiente) de temperatura entre las partculas para que se lleve acabo. Tambin va a depender de las caractersticas de los alimentos.

En el resto de casos se va a producir una combinacin de conduccin y de conveccin(transmisin de calor por corrientes que se originan en el interior del envase debido al cambio


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de densidad de los lquidos al calentarse). Cuanto ms liquido exista mayor transmisin porconveccin va a haber.Hay otros mtodos de transmisin del calor como son las radiaciones, microondas, lser,infrarrojos...

1.3 FUENTES Y MTODOS DE APLICACIN DEL CALOR.

Van a existir varios mtodos pero el principal criterio de seleccin es el del costo, tambin estel de la seguridad de las instalaciones, el riesgo de contaminacin de los alimentos y loscostes de mantenimiento.Normalmente, lo que ms se usa es gas y/ocombustibles lquidos debido a que la electricidades bastante ms costosa.

La electricidad tiene las ventajas de dar seguridady de brindar control de los procesos.Como combustibles slidos se emplean laantracita y la madera, tambin se emplean

residuos agrcolas aunque en menor proporcin.1.3.1 METODOS DE CALENTAMIENTO

Los mtodos de calentamiento pueden ser:

Directos.

El calor produce productos de combustin en contacto con los alimentos (carne a laparrilla, o en el proceso de tostado de las galletas, en el que los quemadores estnen contacto con las galletas, por ej.)En estos mtodos la transmisin del calor es ms segura y proporciona una serie decaractersticas determinadas, pero el producto puede verse contaminado por

partculas extraas. Lo ms empleado es el gas porque se quema prcticamentetodo l sin dejar apenas residuos, lo que no sucede con combustibles slidos olquidos.

Indirectos.

Se van a emplear intercambiadores de calor. Se genera calor en un punto externo alrea de procesado con un primer intercambiador de calor y despus, en un segundointercambiador de calor, se calienta el producto. Se podrn emplear tambinresistencias elctricas o Infrarrojos.

1.4 EFECTOS DEL CALOR SOBRE LOS MICROORGANISMOS

El calor desnaturaliza las protenas y las enzimas que son vitales para el control delmetabolismo de los microorganismos por lo que acaban muriendo.

El que se necesite una mayor o menor tiempo para destruir los microorganismos depende desu concentracin (su contaminacin). Su disminucin se realiza de forma exponencial.

Curva de Destruccin Trmica, TDT:

Es la curva que nos refleja el tiempo "D" necesario para destruir el 90% de losmicroorganismos existentes en un alimento. Un valor grande de D supone una gran resistenciaal calor.A temperaturas cada vez mayores, el tiempo de destruccin disminuye.Si enfrentamos D con la temperatura obtenemos el valor de Z, incremento de la temperatura

necesario para disminuir 10 veces el valor de D (es decir, el tiempo preciso para minorar lacarga de microorganismos en un 90 %):Para caracterizar la resistencia de un microorganismo o de una enzima se van a emplear losvalores de Z y de D.


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1.4.1 FACTORES QUE DETERMINAN LA RESISTENCIA AL CALOR DE UN

MICROORGANISMO.Tipo de organismo (Termfilo, Mesfilo o Sicrfilo).Las condiciones en laboratorio y en la industria van a ser las mismas en cuanto a lacondicin del organismo.

1.4.2 FACTORES DE INCUBACIN Y CRECIMIENTO DEL MICROORGANISMO.

Las condiciones estarn dadas por:

Condiciones durante el tratamiento trmico (pH). Las condiciones en laboratorio y en la industria van a ser distintas en cuanto a

esos factores del medio en elque se van a encontrar. Por ej.Las bacterias como elclostridium, salmonela... van asoportar peor los medios cidos

y las levaduras Las resistenmejor.

Actividad del agua (humedad detratamiento). El calor hmedonormalmente es ms efectivoque el calor seco.

Composicin del alimento.

La presencia de grasas, protenas, coloides y sacarosa va a aumentar la resistencia

de los microorganismos a la destruccin (aunque en el caso de la sacarosa, una altaconcentracin tiene la propiedad de absorber agua restando actividad del agua a losorganismos)Hay algunos enzimas muy resistentes a pH cidos (en frutas por ejemplo), por lo quehabr que determinar si van a afectar a los alimentos o bien no merecer la penaaplicar ms calor o ms tiempo de aplicacin para destruirlos.En funcin de la resistencia aplicaremos el tratamiento correspondiente, en laprctica se cogen muestras de los diferentes microorganismos y realizamos pruebascon ellas para ver cuanto tiempo resisten los patgenos ms resistentes.Si logramos eliminarlos, habremos eliminado tambin a todos los dems (menosresistentes).

Los componentes aromticos, las vitaminas y los pigmentos, en un tratamiento

trmico, siguen las mismas pautas que los microorganismos pero sus valores de D yde Z son ms altos; entonces lo ideal ser aplicar altas temperaturas en pocotiempo.

A partir de las curvas TDT, podremos elegir la combinacin Temperatura/Tiempoptimos (los que supongan menor coste). Estaser la base de los procesos de UHT y HTST.

En los alimentos van a existir cambios nutricionales en protenas, grasas, almidn,aunque a veces pueden llegar a ser beneficiosos (las protenas coagulangelatinizando o gelificando algunos productos, otras veces se destruyencomponentes antinutricionales).


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2. ESCALDADO Y PASTEURIZACIN.

2.1 ESCALDADO.

Es un tratamiento trmico empleado para la destruccin de la actividad enzimtica. Se empleaen verduras y frutas como paso previo a otros procesos: no constituye un nico mtodo deconservacin si no que es ms un pretratamiento entre la materia prima y las operacionesposteriores. Suele ser previo a esterilizaciones, congelacin y deshidratacin.En alguna otra industria, patatas fritas, tambin hay escaldado pero su funcin en este caso es lade facilitar la labor de pelado (diferente a la de disminuir la actividad enzimtica). En algn casose suele combinar con el pelado o limpieza del producto, no siempre se puede, as se ahorraespacio y energa.

El escaldado se lleva a cabo porque hay procesos en los cuales las temperaturas que sealcanzan son insuficientes para inactivar las enzimas. Si no las destruimos se van a produciralteraciones en los productos. En el caso de las conservas s se alcanzan estas temperaturas ylas enzimas quedan inactivadas.Es en el final de los procesos

donde los alimentos pueden quedaralterados y, por tanto, lainactivacin deber realizarsedurante el procesado.Lo que nos marca la inactivacinson los valores D y T. Las enzimasms peligrosas son laslipoxigenasas, polifenoloxidasas,poligalacturonasas, florofilcasas. Lonormal es tomar como referencia ala enzima ms resistente al calor;una vez eliminada sta tendremosla seguridad de haber destruido al

resto. Lo que tambin se puedehacer es medir el valor de lascatalasas y peroxidasas, que sonms resistentes al calor que losmicroorganismos y ms fcilmente identificables.

Las funciones del escaldado tambin son las de:

Reducir el nmero de microorganismos en la superficie del alimento (as el tratamientoposterior no va a ser tan fuerte).

Ablandamiento de tejidos. En unos casos va a ser beneficioso (carnes, guisantes...), pero enotros casos cambia las caractersticas del alimento.

Facilita el llenado de los envases. Elimina aire en los espacios intercelulares.

2.2 TIPOS DE ESCALDADO

2.2.1 Escaldadores de Vapor.

El alimento pasa a travs de una atmsfera de vapor saturado. Retiene mejor losnutrientes.La forma ms sencilla es una cinta transportadora por la que traslada el alimento y porencima hay vapor saturado.


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El tiempo se regula controlando la velocidad de la cinta; las dimensiones normalessuelen ser 15 m de largo, 1,5 m de ancho y unos 2 m de alto.Suelen ir cerrados para que no haya prdidas de vapor ni haya chorro energtico. No esconveniente que haya mucho vapor. Lo ideal es que tanto la salida como la entrada selleve a cabo a travs de vlvulas hidrostticas. Suelen incorporar equipos para reciclar elvapor.Tienen el problema de que el calentamiento de las distintas capas del alimento no esuniforme, como hay que buscar una combinacin de tiempo y temperatura para inactivarlas enzimas, algunas partes van a quedar ms recalentadas lo que supone una prdidade caractersticas del alimento.

Para evitar este efecto indeseable se puede aplicar el mtodo IOB, el cual consiste enrealizar el escaldado en 2 etapas, en la primera se calienta una capa muy fina y semantiene a temperatura constante durante un tiempo; en la segunda fase ese calor va allegar a todo el alimento produciendo la inactivacin total. Adems, se va a conseguiruna reduccin de los costes energticos (se pierde una dcima parte del vapor), tambinse reducen las prdidas de nutrientes porque el proceso seca el producto y al aplicarvapor se recupera la humedad por absorcin (un 5% ms que con el mtodo inicial).El equipo necesario suele constar de una cinta elevadora para entrar en la primera fase,el calor se mantiene mientras se mueve con cintas transportadoras y por ltimo, paradirigirse al enfriamiento se emplea otra cinta elevadora. Posee una capacidad de unos4500 Kg/h. Su retencin de nutrientes es mejor (medida en funcin de la retencin decido ascrbico) alcanzando el 75-85% de cido ascrbico.

2.2.2 Sistema de Lecho Fluidizado.

Consta de una cinta o de una malla perforada en el seno de una mezcla de fluido yvapor que consigue que el producto sobrenade y a la vez se vaya calentando. Lacorriente de calor fluye de forma uniforme y continuo. La duracin del tratamiento esmenor y mucho ms uniforme porque las partculas van separadas, se mueven y rotanindependientemente por lo que el calor accede a ellas rpidamente. Adems, el productose va mezclando y homogeneizando. El volumen de efluentes (gases) y agua residual esmenor, tendremos menores prdidas de vitaminas, elementos termolbiles, etc.No se suele emplear en industria porque es un sistema caro, tanto el equipo como elcoste de realizar el escaldado.

2.2.3 Escaldadores de Agua Caliente.

El alimento pasa por un bao de agua caliente (70-100 C) durante un tiempodeterminado, despus del calentamiento el producto se enfra. Se van a perdernutrientes solubles aunque a cambio los productos van a ganar peso. Ambos mtodos


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(el de vapor y el de agua) necesitan de instalaciones muy sencillas y bastante baratas.Hay una serie de tendencias a la reduccin del consumo de energa, reduccin deprdidas de componentes solubles, de volumen del producto y de produccin de fluente;se debern respetar las medidas higinicas.

El sistema ms comn es el llamado de Bobina, de Tambor o de Cilindro.El sistema consiste en un tambor rotatorio, perforado y parcialmente sumergido. Eltiempo de tratamiento lo determina la velocidad de rotacin.

Tambin existen otros sistemas como el escaldador de Tubo, que consiste en unatubera metlica que contiene el alimento en movimiento y el agua caliente pasa por ellay en el mismo sentido (lo arrastra). El tiempo de tratamiento ser funcin de la longituddel tubo y de la velocidad de arrastre del agua. El espacio que ocupan es menor queotros tipos de escaldadores y tienen una alta capacidad (para el espacio que ocupan).Su inconveniente estriba en que son algo ms caros y su utilidad se basa tambin en laadaptacin del alimento al roce con las paredes.Otro mtodo (tambin empleado en escaldadores de vapor) es el IOB; se le aplica alalimento un precalentamiento, despus el escaldado y por ltimo un enfriado. El tiempo

de tratamiento disminuye, tambin el coste energtico, las prdidas de calidad y laemisin de efluentes.El agua caliente produce turbulencias que pueden provocar daos. El calentamiento eneste sistema se va a producir en un lugar estanco (sin movimiento, luego se reducen losdaos).

Para conseguir el precalentamiento y el enfriamiento se emplean intercambiadores decalor con reciclado del flujo de calor: se va a aprovechar el mismo flujo de agua paracalentar y para enfriar. El rendimiento es mucho mayor que el escaldado tradicional (16-20 Kg producto/Kg vapor frente a 0,25-0,50 Kg producto/Kg vapor).

El ltimo sistema que se va a mencionar es el sistema Contracorriente, es difcil verlo enla industria porque es muy caro debido a que es necesario impulsar el agua en sentido

contrario al del alimento. Es un sistema rpido y uniforme.

3. EFECTOS SOBRE LOS NUTRIENTES

En todos los tratamientos trmicos van a existir prdidas de elementos (los ms termolbiles). Sevan a desnaturalizar con el calor al igual que las vitaminas, protenas, etc., sin embargo, el escaldadoes un proceso tan suave que las prdidas van a ser mnimas; lo que nos interesar es reducir loselementos solubles que se pierden (vitaminas solubles, sales, almidn...).Se perdern ms o menos en funcin del producto, de la preparacin del alimento (cortado o entero)ya que perder ms cuanto mayor sea la relacin Superficie/Volumen. El proceso de escaldado quese le aplique tambin influir en las prdidas (cada uno es diferente), del tiempo y la temperaturaempleados, del mtodo de enfriamiento (es distinto si se hace con agua fra o con aire, etc.)

Para conocer cul es la prdida de nutrientes se hace un anlisis de cido ascrbico, vitamina C,que es sensible al calor y nos indica fcilmente la prdida.

El escaldado tiene la ventaja de que algunas veces mejora el color del producto porque el agualimpia y elimina los restos de la superficie haciendo cambiar el ndice de refraccin de la luz yconsiguiendo un brillo ms intenso y una mejor presencia. Sin embargo, va a tener el inconvenientede que se produce una prdida de pigmentos en funcin del tratamiento y la temperatura, siendo losproductos verdes los que ms se resienten. Para minorar la prdida se emplea el carbonato deSodio o el xido de Calcio que protegen la clorofila si se adicionan al agua de escaldado.Las patatas suelen sufrir un pardeamiento enzimtico (debido a las polifenoloxidadasas), lo que sesuele hacer es mantener al alimento en una salmuera antes del escaldado, teniendo mucho cuidadode no pasarnos con la concentracin de la sal (son bajas concentraciones) para no generar saboresextraos. Para reducir la prdida de sabor se recomienda tratamientos cortos.

La textura sufre cambios, se ablanda, lo cual es beneficioso cuando se llenan envases aunque no loes tanto para otros procesos. Las prdidas de textura se reducen con el empleo de cloruro de Calcio,


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que junto a las pectinas - espesantes - del producto (frutas principalmente) dan lugar al pectatoclcico proporcionndole firmeza y estabilidad al producto.

4. PASTEURIZACIN.

4.1 Concepto

Es un tratamiento trmico relativamente suave (a temperatura inferior a los100 C). Lo que se vaa conseguir es un aumento de la vida til del producto (varios das para la leche y hasta envarios meses para las frutas).Hay inactivacin enzimtica, destruccin de microorganismos (mohos, bacterias noesporuladas); hay prdidas nutricionales y sensoriales.Lo que determina la intensidad del tratamiento y la vida til del alimento es su acidez (pH).En productos con pH > 4,5 (la leche) ser necesario destruir las bacterias patgenas.En productos con pH < 4,5 ser necesario destruir la actividad enzimtica y todos losmicroorganismos que afectan a la calidad del alimento.

La intensidad del tratamiento ser la necesaria para la destruccin de los patgenos, por lo cualtendremos que emplear los valores de termorresistencia de los microorganismos ms resistentesal calor. En la industria lo que se hace es practicar distintas pruebas para averiguar lastemperaturas y los tiempos requeridos para la eliminacin.

Por ejemplo:

En leche cruda.Hay una enzima (fosfatasa alcalina) que est siempre presente en la leche y que posee unosvalores de resistencia trmica similar al de los patgenos ms resistentes.Si conseguimos hacer desaparecer a la fosfatasa (mediante la aplicacin de calor durante untiempo) habremos conseguido tambin destruir a los patgenos.

Huevo pasterizado.En este caso la enzima que se puede medir es la - amilasa y su actividad. Esta enzima poseeuna resistencia similar a la de la salmonela.

La pasterizacin se emplear en algunos productos en los que un tratamiento trmico mssevero producira daos organolpticos graves (latas de jamn cocido...). Ser convenienteguardarlos en la nevera ya que no habremos terminado con todos los microorganismos, es unasemiconserva.

Esta tcnica se emplea cuando se desea la destruccin de alguna especie patgena en especialpor su peligrosidad, o cuando queremos favorecer a unos organismos frente a otros. En losejemplos anteriores, se empleara para destruir los bacilos tuberculosos en la leche y los de lasalmonela en los huevos, tambin para la fabricacin de yogures, quesos, vinos (los mostos no

se suelen pasterizar salvo para obtener vinos homogneos al emplear cepas de levadurasdeterminadas).Tambin se emplea en productos en los que sus caractersticas fsico - qumicas (pH) nopermiten tratamientos ms fuertes (frutas, zumos, mermeladas...)

En general va a ser necesario combinar la pasterizacin con otras tcnicas:

Envasado, con cierre hermtico y/o asptico. Refrigeracin, en la leche pasterizada. Acidificacin, se disminuye el pH para impedir la proliferacin de microorganismos. Se suele

aplicar un tratamiento de fermentos lcticos para que el mismo producto vaya desarrollandolos cidos.

Azcar, para la fabricacin de frutas confitadas, leche condensada, mermeladas... (sedisminuye la actividad del agua).

Salado, se emplea sal comn o bien nitritos (en carnes).


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4.2 Equipos para la pasterizacin.

Existen dos tipos de equipos en funcin del estado en que se encuentre el alimento: envasado ysin envasar. Todos los alimentos se pueden pasterizar dentro del envase pero hay alguno quetambin se le puede pasterizar antes, son los productos lquidos (leche, zumos, cerveza...) y losproductos viscosos (mermelada, huevo...).Se suele preferir hacerlo antes de envasar porque es ms fcil aplicar el tratamiento, un HTST,los alimentos conservan mejor sus caractersticas organolpticas.Tambin es ms adecuado en envases grandes, el calor tardara mucho en alcanzar el interiordel envase.

4.3 Pasterizacin de productos Envasados.

a) En Continuo.

El producto es conducido por cintas transportadoras que lo introducen en tneles detratamiento; estos tneles estn divididos en tres zonas (calentamiento, pasterizacin yrefrigeracin), en todas ellas la variacin de temperatura progresa de forma muy gradualgracias a unas duchas o atomizadores. Esto es importante porque los envases suelen ser devidrio y si el cambio de temperatura es muy brusco pueden estallar. La diferencia mximaentre la temperatura del envase de vidrio y la de calentamiento no debe superar los 20 C, ycon la de enfriamiento, 10 C.El agua se suele recircular para aprovechar mejor la energa (el agua empleada para enfriarse calienta en contacto con los envases y despus es redirigida hacia la zona decalentamiento).En el enfriamiento se trata de disminuir la temperatura hasta los 40 C, as conseguimosevitar corrosiones internas en envases metlicos al evaporarse el agua, tambin para poderponer las etiquetas (es una temperatura relativamente fra).No slo se puede hacer el tratamiento con agua sino tambin con vapor al que vayamosdando un aumento gradual de temperatura (es ms rpido), sin embargo, la fase deenfriamiento se sigue haciendo con agua fra (por inmersin o con duchas de agua)


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b) En Discontinuo.

b.1. Bao Mara.En la industria se puede ajustar perfectamente tanto los tiempos como las temperaturasde tratamiento.

b.2.Con Aire CalienteLo que se emplea son estufas de aire caliente, empleado para productos que no resistenla inmersin en agua.

4.4 Pasterizacin de productos No Envasados.

Se realiza en intercambiadores de calor (de placas o tubulares); en el caso de productosviscosos se emplean intercambiadores tubulares mayor seccin para disminuir el rozamiento; enel caso de productos viscosos y pegajosos se emplean intercambiadores tubulares de superficierascada.

El huevo lquido tiene el inconveniente de que si nos pasamos de temperatura la clara coagula.Para evitarlo hay que controlar las temperaturas de forma muy precisa (aproximadamente de50C), sin embargo, para acabar con los microorganismos se le deben aplicar temperaturas msaltas; la manera en que se consiguen esas temperaturas es emplear intercambiadores de calortubulares ondulados que producen turbulencias que nos permiten subir la temperatura.

El realizar una desaireacin de los productos suele ser bueno para disminuir el riesgo deoxidaciones (se atomizan en una cmara de vaco). Despus se les debe envasar enenvasado asptico (esterilizado).

4.5 Efectos sobre los alimentos.

4.5.1 Zumos de frutas.

Deterioro del color producido por el pardeamiento enzimtico; hay polifenoloxidasasque destruyen el color por oxidacin, podremos desairear el producto antes depasterizar.Prdida de componentes voltiles (bajo punto de evaporacin). Para evitarlo, lo que sehace es extraer antes los aromas (por destilacin), procesar el producto y al finalvolverlos a aadir.

4.5.2 Leche.Cambio de color, el cual no es efecto de la pasterizacin si no debido a lahomogeneizacin asociada a la pasterizacin.Variacin del sabor, lo hace ms suave. No hay prdidas importantes de elementos nutritivos; lo que ms se pierde soncarotenos, vitamina C y aproximadamente el 5% de las protenas sricas. La mayora

de las prdidas se producen por oxidacin, por lo que una desaireacin previareducira el efecto de prdida.

5. ESTERILIZACIN.

Es un proceso en el que se calienta a una temperatura y tiempo lo suficientemente altos como paraque se consiga una total desactivacin enzimtica y destruccin total de microorganismos. Seobtienen productos con vida til muy prolongada, superior a 6 meses en general.Al ser un tratamiento fuerte vamos a afectar a sus caractersticas nutricionales y organolpticas. Lainvestigacin actual se encamina a la disminucin de las prdidas de caractersticas originales(aumento de la temperatura y disminucin del tiempo).

5.1 Esterilizacin de productos envasados.La temperatura y tiempo de tratamiento sern funcin de la resistencia trmica de losmicroorganismos, de la velocidad de penetracin del calor, de las condiciones de calentamiento,el pH del medio, el tamao del envase y del estado fsico del alimento.


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La resistencia al calor de los microorganismos viene determinada principalmente por el pH delalimento.pH > 4,5 alimento de acidez baja.3,7 < pH


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Llenado en fro.Cuando los envases llegan fros al cerrado, lo que se puede hacer es calentarlos hastalos 80-85 C para crear vapores de arrastre y posteriormente se cierran.

Extraccin en vaco.Se hace el vaco en la cabeza del envase con una bomba de vaco, despus se cierra.

5.1.3 Corriente de vapor.

Se proyecta un chorro de vapor sobre la zona de cerrado consiguiendo el arrastre del aire.Este se suele emplear para lquidos porque su superficie es muy lisa y el aire se arrastrafcilmenteEs conveniente aplicar un pretratamiento porque al estar ya caliente el producto, el tiempode tratamiento se reduce.

5.1.4 El cerrado.

Es conveniente que sea hermtico. Hay varios tipos de envases:

Hojalata. Aluminio. Vidrio. Se emplea para conservas, la tapa suele ser de otro material, normalmente

metlico.Plsticos rgidos. Se emplean para, postres lcteos, bolsas flexibles.

Lo ms comn son latas y los envases de vidrio. Muchos de los materiales plsticos noresisten las altas temperaturas y se funden.El proceso de calentamiento se puede realizar de varias formas, una de las msempleadas es el uso de vapor saturado, que depende del calor latente de vaporizacin. Elvapor saturado se encuentra en contacto con las paredes de los botes, all se condensatransfiriendo el calor al interior de las paredes.El vapor saturado se encuentra justo en el punto de condensacin, por debajo de esta

temperatura tenemos agua, pero si seguimos calentando tendremos vapor a mayorestemperaturas.H2O 100C vapor + agua (se sigue calentando) vapor sobrecalentado (se deja enfriar)vapor saturado (calentamiento) vapor recalentado.El mejor vapor es el saturado, el sobrecalentado no va a condensar tanto vapor y latransmisin de calor es menos eficiente.

El vapor saturado lo podemos emplear tanto en continuo como en discontinuo,

a) Discontinuo.Es el caso del autoclave, se introducen en l las latas de forma vertical u horizontal.


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b) Continuo.Las latas entran por una lado y van saliendo por el otro de forma continuada, losautoclaves poseen aperturas y puertas especiales que mantienen constante latemperatura cuando las latas van saliendo.Pueden funcionar con vapor saturado con agua, se les puede aplicar aire ensobrepresin y a veces se puede emplear mezclas de vapor + agua.

En ambos mtodos ser importante que no quede aire en la lata y se consiga unabuena distribucin del vapor. En caso de mezclas, la densidad del aire y la del vapor, aveces, es diferente, el calentamiento que se produce es diferente lo cual es daino ypara evitarlo se homogeneizan los gases. Los continuos tienen ms ventajas porquese controla mejor, los alimentos son ms uniformes, el calentamiento del envase esms gradual, los problemas de abombamiento son menores. Sin embargo, el mayorinconveniente es que son muy caros.

5.1.5 Autoclaves.

Tienen que estar construidos de manera que se permita la eliminacin del aire en elproducto, esto se hace con vapor. Las lneas de salida se sitan por el lado contrario aldel vapor. Se debe evitar que las latas queden sumergidas en el agua de condensacinporque en el interior del agua no se va a producir una eficiente transmisin de calor.Para evitarlo se emplean cestas suspendidas en las que el agua siempre est pordebajo de ellas.Una vez esterilizados los envases hay que enfriarlos con agua, el vapor existente secondensa provocando un vaco que hay que contrarrestar con la introduccin de aire apresin.

Cuando el alimento ha llegado a los 100 C, la presin disminuye y se puede disminuir lasobrepresin de aire, podemos tambin enfriar hasta los 40 C.

La humedad que queda se seca para evitar corrosiones. Las temperaturas msconvenientes rondan los 127-130 C.


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5.1.6 Agua caliente.Se usa envases de vidrio y envases plsticos; el vidrio tiene menor conductividadtrmica que el metal y, por tanto, el tiempo de procesado ser mayor. Adems, atemperaturas muy altas, los envases pueden estallar. Lo podemos arreglar contratamientos ms suaves como un bao Mara progresivo.

Bolsas flexibles, son polmeros (ms flexibles), por lo tanto hay un ahorro energtico. Sesuelen procesar horizontalmente y el grosor del alimento es ms uniforme.

5.1.7 Calentamiento por llama.

Se realiza a presin atmosfrica y en platos giratorios, las temperaturas que se alcanzanson de 1100-1200 C. Son temperaturas mucho mayores y se consiguen velocidades depenetracin ms altas; los tiempos de tratamiento son mucho menores al igual que lasprdidas, adems, se ahorra energa. No hace falta emplear salmueras por lo quetenemos un ahorro aadido por la reduccin de azcar o de sal empleado y unaminoracin del 20-30 % en los costes de transporte.

5.2 Esterilizacin de productos no envasados.Tanto los lquidos como los productos viscosos daban muchos problemas de esterilizacin en losenvases (baja velocidad de penetracin del calor, prdidas nutricionales y organolpticas, bajaproductividad...), todos esos problemas se resolvieron al aplicar la esterilizacin antes delenvasado (el envasado posterior debe ser asptico).

Los tiempos se hicieron ms cortos y las temperaturas ms altas, las distancias que el productodeba recorrer se volvieron ms cortas: es la base de los sistemas UHT; el tratamiento es tanrpido que sus resultados se pueden asemejar a los de la congelacin y a los de la irradiacin.Los alimentos tienen una vida til ms larga sin necesidad de frigorfico.

Estos procesos estn tan automatizados que las prdidas de energa son mnimas y se consigue

una alta productividad.Los inconvenientes ms importantes son el elevado costo de los equipos (son difciles deamortizar porque los productos fabricados no poseen alto valor aadido) y la complejidad de unaplanta de esterilizado (tanto los envases como el interior de la maquinaria deben ser aspticos).El proceso de UHT se aplica con los mismos criterios que con la esterilizacin, sin embargo, lavelocidad de tratamiento es mayor, con la consecuente minoracin de las prdidas de nutrientes.En este proceso de UHT nos vamos a fijar especialmente en la destruccin de las enzimasporque a esas altas temperaturas las enzimas aguantan ms que los microorganismos. Ladestruccin de los microorganismos se va a producir en la etapa final del calentamiento

El lquido se calienta en un intercambiador de calor, en capas finas de lquido y con un fuertecontrol de tiempos y temperaturas. Despus el lquido se enfra, bien en otro intercambiador obien en una cmara de vaco (se enfra mucho ms rpido y se desairea el producto, lo cual

puede interesar en caso de posibilidad de oxidaciones porque aumentan los costes).El envasado se suele hacer en tetrabrick, que tiene mayores ventajas sobre otros tipos deenvases (costes de almacn, transporte, etc.), es totalmente impermeable multicapa, y asptico -se le esteriliza con agua oxigenada -. Las maquinas van a mantener su limpieza con filtros deaire y con luz UV.El mayor problema lo presentan los alimentos slidos y las piezas grandes; esto es debido a queno se consiguen formar las mismas turbulencias que en lquidos para transmitir la conveccin. Lamisma generacin de turbulencias puede llegar a daar el producto y, adems, se ensucian lasmaquinas. Otro problema que aparece es la sobrecoccin de las superficies, quedando el interiorintacto.Las piezas grandes no entran fcilmente por las conducciones - son finas - o las placas -estrechas -. El proceso va a depender del tipo de alimento, de la tendencia a formar capasadheridas a las superficies, de la sofisticacin del proceso (con mayores o menores controles) y

por ltimo pero uno de los ms influyentes el coste.Caractersticas comunes a todos los sistemas UHT.Todos trabajan a temperaturas mayores a los 132 C (132 - 143 C).


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Se pone en contacto con un volumen pequeo de producto una gran superficie de contacto parala transferencia del calor.Se mantiene un rgimen turbulento al atravesar las conducciones.Necesidad de bombas para impulsar el lquido, reparto homogneo del producto por la superficiede intercambio.Todos los sistemas, sobre todo las superficies de calentamiento, deben estar perfectamentelimpios.

5.2.1 Tipos de UHT.

5.2.1.1 Calentamiento directo.Inyeccin de vapor, Uperisacin

El vapor se introduce a presin en el producto lquido, el cual est ya precalentado(65-75 C). En dcimas de segundo se alcanzan temperaturas de 140-150 C loscuales se mantienen duranteun pequeo periodo detiempo. Una vez eliminados

los microorganismos, ellquido se enfra rpidamenteen cmaras de vaco hastalos 70C, en estas cmarashay sistemas de eliminacindel vapor condensado y decomponentes voltiles, deesta manera se consigueque la humedad de salidasea la misma que entradadel producto.

Ventajas:

Tanto el calentamiento como el enfriamiento son muy rpidos, las prdidasnutricionales y organolpticas son muy bajas.

Inconvenientes:

En el enfriamiento es fcil perder sustancias voltiles. Esterilizar al vapor es unproceso caro, slo es adecuado para productos de baja viscosidad. El control delas condiciones del proceso no es completo, en el interior de los equipos existenzonas con muy diferentes presiones, va a costar mucho mantener el equipo en lazona de presin baja.A pesar de las prdidas se obtiene un producto de alta calidad.

Infusin de vapor.

* El producto lquido y precalentado:

Una vez atomizado, forma una pelcula que va cayendo hacia una cmara dondese encuentra el vapor a presin baja, luego se produce un calentamiento muyrpido hasta los 142-146 C que se mantiene 3 segundos.Al final se enfra en cmaras de vaco hasta los 75-70 C. El calor que se ganasirve para calentar el producto inicial.

Ventajas:

Al ser un proceso rpido hay una alta retencin de nutrientes y de productostermolbiles. El control de la produccin es mejor. Se adapta a alimentos msviscosos y, adems, no hay riesgos de sobrecalentamiento.


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Inconvenientes:

Los atomizadores pueden dar problemas de bloqueos y en algunos casos hayseparacin de componentes del producto.

5.2.1.2 Calentamiento indirecto.

Son ms frecuentes porque son ms baratos, ms verstiles y las condiciones seadaptan mejor.

Intercambiadores de Placas.Las temperaturas y las presiones son ms altas, los aparatos tienenondulaciones para aumentar la turbulencia. Dentro de las placas fluye el lquidocalefactor.

Ventajas:

Es un equipo relativamente barato, ocupa poco espacio, con un bajo consumo

de agua, bajo consumo energtico, la velocidad de produccin es flexible porquepodemos poner varias placas. Los aparatos son de fcil inspeccin.

Inconvenientes:

Las juntas no aguantan presiones muy elevadas y son sensibles a las altastemperaturas por lo que hay que reemplazarlas a menudo; las placas son muyfinas y los productos no pueden ir a velocidades superiores a 2 m/s (se puedenproducir sobrecalentamientos y depsitos de los productos sobre las placas, loque supone un coste aadido). Los lquidos viscosos transitan difcilmente, hayque hacer una esterilizacin previa de todo el conjunto.

Intercambiadores Tubulares.

El lquido circula por una tubera la cual est calentada por el flujo caliente deotra tubera circundante a la primera de esta manera se aumenta la superficie deintercambio calrico:

Ventajas:

La tubera es continua luego se puede procesar en continuo, la asepsia es msfcil de conseguir porque la limpieza es ms sencilla.Son admisibles altas presiones, mucho mayores que las que soportaran losintercambiadores de calor de placas.Se facilita la formacin de turbulencias y se evitan incrustaciones en las paredes.

Inconvenientes:

La inspeccin de las superficies interiores es complicada, no podemosemplearlos para fluidos viscosos (slo para los de baja viscosidad). Si hay algnfallo en el sistema es necesario pararlo por completo.

Intercambiadores tubulares de Superficie rascada.

Es un sistema similar al anterior pero con la particularidad de que en el interiordel tubo hay un rotor con una o varias palas rascadoras. Su presencia evita elinconveniente de incrustaciones en las paredes que aparecen al tratar productosviscosos.Se suele emplear para yogures con trozos de fruta

Inconveniente:

Es mucho ms caro que los tubulares normales


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Intercambiadores Jpiter o intercambiadores de doble cono.

Su aplicacin del calor se puede hacer de forma directa e indirecta, consiste enun depsito cnico con camisa (calentamiento directo) que se combina con untratamiento de inyeccin (indirecto). Es el ms adecuado cuando existenpartculas grandes (como en las salsas) ya que trata los slidos y los lquidos porseparado.Se llena el depsito y se elimina el aire en las camisas. Se calienta tanto lacamisa como el interior del recipiente (se emplea vapor) hasta alcanzar los 85-90C. Una vez alcanzados, se introduce un lquido de coccin en la cuba, la cualva a girar lentamente para no estropear el producto. Deja de entrar el vapor (elcalentamiento se detiene) y empieza la fase de enfriamiento: el lquido decoccin pasa a un depsito a parte y el lquido que tenan los slidos se puedeusar como subproducto (los slidos que quedan se les termina de enfriarhaciendo pasar por ellos una corriente de agua fra) o bien incorporrselo paramezclarlos con el giro de la cuba hasta homogeneidad. Despus se los lleva auna zona asptica y se envasan.

Otros.Prcticamente todos ellos se emplean muy poco de forma industrial.

* Microondas.* Calentamiento por induccin.* Calentamiento por IR.* Calentamiento hmnico.

Lo que se hace es pasar una corriente elctrica por los alimentos, los cualesoponen resistencia a su paso y se produce un calentamiento. Se establecen enlugares que no sean conductores de electricidad para evitar prdidas. Elcalentamiento el bastante rpido y uniforme. Se usa poco.

5.2.2 Efectos sobre los alimentos.

El primer efecto que se produce es sobre el color. Para los diferentes tipos de alimentos.

En carnes:Van a tener tratamiento en envase (latas), no se les va a poder aplicar UHT. Poseenhemoxihemioglobina (pigmento rojo) la cual pasa a meta- hemioglobina (color marrnpardo). Adems, tambin se producen reacciones de Maillard (pardeamientos). Existecaramelizacin de los azcares (colores marronceos, casi negro). Estos cambios de colorestn admitidos por la legislacin slo para la venta de carne cocida.A veces se les aade nitritos y nitratos de Sodio para minorar el riesgo de aparicin delChlostridium botulinum y ayudan a mantener el color rojo.

En frutas y verduras:La clorofila pasa a feofitina que tiene mucho menos color (hay una prdida de color). Loscarotenoides pasan a hepxidos y los antocianos pasan a pigmentos marrones.

Las latas con el tiempo pueden llegar a aportar partculas de hierro o de estao los cualespueden alterar el color.Al lquido de gobierno se le puede aadir algn tipo de sal (cido ctrico, E.D.E.T.A.) oalgn colorante artificial admitido (no es lo ms normal en el caso de zumos de frutas).

En la leche:Van a existir cambios de color, sobre todo al caramelizar los azcares, hay reacciones deMaillard (pardeamientos). Al homogeneizar la leche las partculas de casena se hacen

mucho menores haciendo que suba el ndice de refraccin de la luz dando la impresin detener un color ms blanco.

Si se les hubiera aplicado UHT.


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El primer efecto ,del UHT se notara en las reacciones de Maillard y en la caramelizacinde los azcares (no se producen). Para poderlo aplicar a las carnes antes se han dereducir a pastas de carne.

El segundo efecto, que se produce es sobre el sabor y el aroma. Para los diferentes tiposde alimentos.

En carnes:El calor degrada los compuestos de la carne al producirse reacciones de pirolisis(desaminaciones, descarboxilaciones de aminocidos, oxidaciones y descarboxilacionesde lpidos y reacciones de Maillard). Los productos resultantes de estas reacciones danlugar a ms de 600 tipos distintos de saborizantes.

En frutas y verduras:Hay una prdida de compuestos voltiles (mucho ms en frutas que en verduras).

En la leche:Se obtienen sabores a cocido; al desnaturalizarse los productos se forma hidrxido de

azufre, lactonas y metil-cetonas, sustancias de caracterstico sabor a cocido.El tercer efecto, que se produce es sobre la textura. Para los diferentes tipos dealimentos.

En carnes:Los cambios en la textura se deben a la coagulacin de las protenas en el interior delmsculo; la carne reduce su capacidad de retencin de agua, se encoge y se vuelve msrgida.Tambin se puede producir un ablandamiento de la misma por la hidrlisis del colgeno(pasa a convertirse en gelatina y el reparto de grasas se extiende a toda la pieza). Esto seproduce, por ejemplo, en el jamn cocido, que es un tipo de carne mucho ms blando queun jamn curado.

Para disminuir estos efectos sobre la textura se emplean polifosfatos (aditivo). En frutas y verduras:

La rigidez en estos productos es debida a las pectinas, a las hemicelulasas y en algunoscasos al almidn. Los cambios en la textura se producen al hidrolizarse las pectinas (sepierde capacidad espesante y rigidizante), el almidn con el calor se gelatiniza (disminuyeel espesor) y las hemicelulasas se disuelven. Todo ello da lugar a un ablandamiento; parareducirlo se pueden adicionar sales de calcio para que reaccionen con las pectinas dandolugar a pectatos de calcio (insolubles) y as no sean tan sensibles a los tratamientostrmicos.

La adicin se puede realizar en el lquido de escaldado o en el lquido de gobierno delproducto (salmuera).

Para cada producto se emplea una sal distinta (tomate CaCl, fresasCaOH, etc.)

En la leche:Hay pequeos cambios de viscosidad por alteracin de la caseina (tiene tendencia acoagular).Si se les hubiera aplicado UHT.Todos estos cambios hubieran sido menores.El cuarto efecto, que se produce es sobre el valor nutricional. Para los diferentes tipos dealimentos.

En carnes:Se van a producir hidrlisis de hidratos de carbono, de lpidos, etc. Aunque van a seguirestando disponibles para el consumo (en molculas menores), luego en realidad no hay

prdidas.En cuanto a protenas, el problema es mayor (sobre todo en carnes), tambin hay prdidasde aminocidos (10-20%), dando lugar a un descenso en la calidad de las protenas del 6-9%.


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Las prdidas ms significativas son las de las vitaminas, tiamina: 50-75%, cidoPantotnico: 20-35%.

En frutas y verduras:Lo ms importante tambin es la prdida de vitaminas (las hidrosolubles porque pasan allquido de gobierno o el de escaldado). Si se quedan en el de gobierno, podremosconsumirlo y as reducir la prdida en esas vitaminas.

La soja es un caso opuesto a esto, ya que su valor nutritivo aumenta por el tratamientocalrico porque destruye el inhibidor de la tripsina, facilitando su consumo yaprovechamiento.

En la leche, no hay cambios significativos. Si se les hubiera aplicado UHT.Todos estos cambios hubieran sido mucho menores, las cuales se limitan a vitaminastermolbiles (sobre todo las del grupo B: piridoxina, tiamina).

6. EXTRUSIN.

Es un sistema en el que se van a combinar bastantes operaciones distintas (mezclado, amasado,formado cortado y en algunos casos el secado)

Un extrusor consiste en una bomba de tornillo o en un tornillo sinfn para el mezclado, en el quelos productos se comprimen para dar lugar a una masa semislida, la cual es forzada a salir poruna pequea abertura para darle forma. Posteriormente es cortada para darle su tamaodefinitivo.

Durante este proceso, la masa se calienta dando lugar al efecto conocido como: coccin -extrusin, extrusin - coccin o bien extrusin en caliente.

Es un proceso bastante moderno y que esta en continua evolucin. El objetivo de la extrusin no

slo va a ser el de alargar su vida til (como en los procesos vistos en los otros temas), si no quegracias a l podemos llegar a fabricar productos nuevos al cambiar los insumos y variando laforma (temperatura, tiempo, presin...) de extrusin.

En los procesos de extrusin con calor se alcanzan temperaturas muy altas en cortos periodos detiempo, es similar al HTST, consiguiendo reducir el contenido microbiano y la actividad enzimtica.Otro de los motivos por los que se alarga la vida til de los productos es el de la baja cantidad deagua empleada para su fabricacin.

6.1 Ventajas sobre los otros sistemas No se producen efluentes (residuos), se emplea toda la masa que se introduce. Es fcil de integrar en las lneas de proceso. Es fcil de automatizar para la fabricacin en continuo. Alta productividad. Bajos costes de funcionamiento. Es muy verstil, se puede producir una alta gama de productos con pequeas

alteraciones en el proceso de extrusin. Los productos que se producen por este sistema no se pueden conseguir de otra

manera (salvo los copos de maz del desayuno, su sistema de produccin se haadaptado a la extrusin por ser ms efectiva).

En la extrusin van a influir dos elementos:

1. Propiedades reolgicas de las materias primas:Humedad inicial (es necesario conocerla para saber si deberemos adicionar ms omenos agua en el proceso), la granulometra y composicin qumica.

2. Condiciones del proceso:


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Temperatura, tiempo de procesado, presin en el cuerpo del extrusor (barril), dimetrode salida de la masa, velocidad de corte. La temperatura y la presin sern funcin deldiseo interior del aparato. Podremos variar la velocidad de giro del eje.

Ejemplo:En productos ricos en almidn (patata, cereales), la extrusin en caliente va produciruna serie de efectos que se describen a continuacin.

En este tipo de extrusin se emplea un alto contenido de agua. Las fuerzas cortantes alas que se ve sometida la masa por el eje helicoidal dan lugar a altas temperaturas(superiores a 100C); el agua mientras est en el interior del barril no se va evaporarporque la presin es muy alta. Con el calor, el almidn se gelatiniza absorbiendo aguay produciendo una masa bastante plstica y viscosa.

Al ir saliendo por el cabezal del extrusor, la masa pasa de una alta presin (en elinterior del aparato) a la presin atmosfrica normal manteniendo la temperaturasuperior a los 100 C, el agua se va a evaporar repentinamente haciendo que elproducto se expanda.

En productos ricos en protenas (como la harina de soja), el proceso es similar pero eneste caso son las protenas las que se expanden, se producen uniones entre cadenasproteicas dando lugar a estructuras fibrosas. Con la extrusin el ndice de solubilidaddel N2 va a bajar (mide el nivel de protenas), luego se va a perder algo de calidadnutricional.

6.2 Equipos de Extrusin.Todos ellos funcionan con el mismo principio, se parte de materia en forma granular (harina,smola...), se introduce en el interior del barril del extrusionador, all esta el eje (o ejes)helicoidal que transporta el material y a la vez lo comprime y amasa. Una vez formado unamasa homognea, se le obliga a pasar por una serie de cabezales para darle forma y porltimo se le corta al tamao deseado.

6.3 Tipos de extrusores:Van a existir 2 tipos de extrusores:

a) En funcin del modo de operacin:

En fro.Al presionar la masa, sta se va a calentar por la friccin. Para reducir la friccin loque se hace es eliminar las rugosidades y las hendiduras de la superficie interna,la camisa que rodea al cuerpo va a ser de agua fra. Con respecto al eje, se puedereducir su dimetro y su velocidad de giro.La masa, al salir al exterior no va a sufrir expansin (el agua no se evapora) y va adar productos hmedos y de mayor densidad.

Su estructura es flexible (spaghetti), pastosa (salchicha de Franckfurt, dulces deregaliz, baritas de pescado, gulas...).

En caliente.Es el sistema en el que se van a alcanzar temperaturas muy altas gracias alempleo de varios mecanismos.Con camisa de vapor alrededor del barril.Eje con vapor interior.El movimiento de la masa. La friccin de la masa con las hendiduras de lasparedes y con el eje.La masa se va a calentar ms cuanto mayor sea el dimetro del eje, cuanto mscorto sea el extrusor (la compresin es mayor), cuanto ms pequeo sea eldimetro del cabezal. La temperatura la vamos a poder modificar con alteraciones

en el dimetro de la salida. Los productos expandidos (gusanitos, bolas dequeso...) se fabrican con altas presiones y apertura de cabezal pequea; son, portanto, productos con baja densidad, baja humedad (el agua se evapora). El que el


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producto sea ms o menos expandido lo controlaremos con la presin y latemperatura.Si queremos productos de mayor densidad bajaremos la presin de trabajo,bajaremos la temperatura y aumentaremos la apertura de salida. Son productos enlos que van a quedar restos de agua, por lo que se les aplica un secado posterior.Lo que se suele buscar es pre -gelatinizar los almidones y despus combinar elproducto de extrusin con otro proceso (fritura).En ambos casos las prdidas nutricionales son reducidas (son procesos HTST).

b) En funcin del sistema de tornillo.

b.1 Eje simple.Cuanto mayor sea su esfuerzo cortante, mayor ser el calor que se generar en lamasa. El eje en su movimiento de giro atraviesa distintas fases con distintasmisiones: Fase de mezcla las materias primas se combinan hasta formar una masa

homognea. Fase de amasado aumenta la compresin hasta tener textura plstica.

Fase de coccin la compresin es mxima con un gran aumento de latemperatura.El movimiento de la masa en el extrusor depende de la friccin desarrollada en elinterior del barril (con las paredes). Los materiales fluyen debido a la presin del eje,ms o menos rpido en funcin de la velocidad de giro. La velocidad de salida ladetermina el tamao del cabezal.

Estos aparatos son bastante baratos en cuanto al coste de operacin y bastantesimples en la forma de funcionamiento.

b.2 Doble eje.

Poseen 2 ejes helicoidales que se mueven formando una figura similar a un ocho.Hay diferentes tipos en funcin de cmo sean los ejes (cmo se entrelazan, cmo semueven...).

El movimiento de los ejes va a transportar el producto, lo va a amasar ms y seelimina la rotacin de los materiales en el barril (su giro es ms controlado). Son mscaros pero tienen ms ventajas.

Permite trabajar con alimentos especiales (aceitosos, de alta humedad ygomosidad). El control de los mismos es mejor.Permite un movimiento de avance y de retroceso (los de eje simple slo admitenavance). Se puede efectuar el control del proceso variando el avance y el retroceso,o modificando la presin.

Despus de estar avanzando (alta temperatura y alta presin) podemos retroceder(baja la presin), as parte del agua se evapora (baja la temperatura). De estamanera podremos aadir otros ingredientes que no soportan el calentamiento previo.Por ltimo volvemos a avanzar.Un eje doble nos permite trabajar simultneamente con productos de diferentegranulometra.

Su parte final es ms corta, lo que nos permite ahorrar espacio.La diferencia de precios es considerable, por lo que slo se adquiere este tipo deextrusor cuando el producto a fabricar no se puede hacer con uno simple.

6.4 Aplicaciones del extrusionado.

Hay tres industrias que lo usan, las de derivados de cereales (Snacks, cereales del desayuno),las de fabricacin de productos ricos en protenas (Soja) y las de productos de confitera.


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Panes tostados de color no acentuado, se hace la masa de forma similar a la del pan, aunquecon este sistema es ms rpido, y, por tanto, ms barato.Se emplean: harina, leche en polvo, almidn de maz, azcar y agua. La masa se mezcla y seextrusiona a alta presin y temperatura, es decir, el producto se ha expandido con lo que seconsigue el mismo efecto que el de la fermentacin (hinchado y formacin de alvolos) pero sinusar levaduras.

El producto obtenido es bastante seco y con la forma similar a la definitiva aunque aun le quedaalgo de humedad y no posee su color tostado caracterstico. Para corregir estas carencias se leaplica un tostado (se elimina la humedad y se le da el color a tostado).

El empleo de este mtodo de fabricacin proporciona un ahorro del 66% de los costesenergticos y el proceso es ms simple ya que requiere un menor nmero de mquinas (soloson necesarias el extrusionador y el horno de tostado).

Copos de Maz.El proceso normal que se llevaba a cabo tradicionalmente consista en romper granos de mazen trozos grandes de endospermo y despus se cuecen a alta presin (el almidn gelatiniza) y

se secan hasta un 21% de humedad. Se dejan reposar y por ltimo se laminan y se tuestan.Opcionalmente se pueden rociar de chocolate, jarabes de glucosa.En total el proceso llegaba a durar unas 5h.

Al aplicar la extrusin, el proceso es mucho ms corto y el producto es mucho ms homogneo:se emplea smola de maz para realizar la extrusin a baja temperatura. Obtenemos bolitas demasa, las cuales se dejan secar, se laminan y por ltimo se tuestan. De forma opcional sepueden rociar con los mismos productos de antes.

Como se puede observar, el proceso es ms corto y los copos tendrn todos aproximadamente elmismo tamao, funcin del tamao de las bolitas, el cual es predefinido en el extrusionador.

6.4.1 Ventajas:

El bajo coste de energa: se consume un 50% menos. Como contrapartida, el equipo es mscaro que los tradicionales.El procesado es mucho ms veloz(unos minutos), por lo que la productividad es muchomayor y la amortizacin de los equipos es ms rpida.El bajo coste de la materia prima (un 20% menor, aproximadamente).Uniformidad en el producto obtenido.Podemos modificar el proceso fcilmente (en materia prima, en la temperatura y en lapresin) para obtener productos distintos.

Arroz inflado y rejillas.Se procesan de forma similar al anterior.

Snacks.

Se fabrican a partir de harinas y smolas de productos almidonosos, patata, trigo y sobretodo maz (es el que proporciona el sabor ms apreciado).Se les aaden saborizantes, grasas, aceite, sal y azcar. La masa se extrusiona para darproductos expandidos (secos, los cuales se pueden baar o rociar de otras sustancias) yproductos hmedos, los cuales recibirn un tratamiento posterior, frecuentemente de fritura ode tostado.Productos con base proteica vegetal, PVT (Productos Vegetales Texturizados).

Son productos dedicados principalmente a la diettica. Como materia prima se sueleemplear soja, con alto contenido graso y proteico.Con este producto lo que se hace es un extrusionado en caliente, ya que el calor del procesoconsigue la inactivacin de enzimas, sobre todo de la lipoxidasa, lo que reduce elenranciamiento, y de las ureasas, que atacan a las protenas. Tambin eliminamos a la

enzima que destruye a la tripsina, uno de los Aminocidos esenciales, por lo que mejoramossu calidad nutricional. El proceso tambin mejora su sabor y alarga su vida til. Partimos desoja en forma de harina desengrasada, con pH ajustado y se mezcla con agua. El ajuste depH se produce porque si lo extruimos a pH bajo (5,5), aumenta la maleabilidad de la masa.


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Sin embargo, si lo hacemos a pH alcalino, el producto es mucho ms rgido y mucho msseco. El pH elegido estar en funcin del producto final elegido. Se le aaden saborizantes,colorantes, cal.Se le da consistencia a la masa, se alcanzan temperaturas de 60-104 C; el productoobtenido son unas fibras, hebras expandidas que son enfriados y secados despus de laextrusin (todava contienen algo de agua) hasta una humedad del 6-8 %.

Productos de confitera.Son los llamados productos masticables gelatinizados (tambin gomas de frutas), son deconsistencia gomosa. Se obtienen a partir de la mezcla de almidones con glucosa (en formalquida) y otros azcares (sacarosa por ejemplo). La extrusin que se les aplica es con caloraunque el producto no sufre una gran expansin: los almidones se gelatinizan y los azcaresse disuelven en la gelatina o en el agua quedando esta retenida; es el exceso de agua la quese evapora en el proceso y da lugar a la expansin.Se suele emplear el extrusor de doble tornillo para formar una primera masa y una vez questa posea consistencia plstica, se descomprime. Se adicionan los colorantes ysaborizantes, se vuelve a comprimir y se extruye.Podremos jugar con los valores de temperatura, presin, bocas de salida, velocidad de

corte... para obtener diferentes productos.6.4.2 Efectos sobre los alimentos.

El calentamiento, al ser aplicado en tiempos reducidos, va a producir tambin reducidosefectos sobre los alimentos. El color y sabor naturales son ms o menos constantes, solo sealteran a muy altas temperaturas y presiones. Los colorantes y aromatizantes artificiales, alno encontrarse dentro de las clulas del producto estn ms desprotegidos y, por tanto, sepierden ms. Se pueden dar prdidas importantes de sabor porque parte del sabor sevolatiliza junto con el agua al evaporarse. En casos extremos se van a producir reaccionesde Maillard (pardeamientos) que alteran el color y algo el sabor.La presencia de iones metlicos (desprendidos de latas, por ejemplo) producen prdidas desabor.

Los aromas artificiales se podrn aadir junto con la masa inicial (si es extrusin en fro); sila hacemos en caliente no lo podramos hacer porque se evaporaramos junto al agua, eneste caso empleamos saborizantes microencapsulados, la capa protectora se disuelve en laboca.Otros posibles remedios son emplear saborizantes vegetales (van protegidos en el interiorde clulas) o bien aadir el sabor baando el producto final en el saborizante, con elinconveniente de que el sabor no queda bien repartido (es ms intenso en el exterior).

La calidad nutricional se pierde muy poco; la prdida ser funcin del producto, delprocesado y de la humedad de la masa.Las prdidas sern mucho mayores en el extrusionado en caliente, y aun en este caso lasprdidas son mnimas (vitaminas y algn aminocido esencial). Como caso extremo,podemos plantear la posibilidad de un extrusionado a 154 C; las prdidas de uno de los

aminocidos ms delicados frente al calor (la tiamina), son slo del 5%; tambin se pierdenpequeas cantidades de riboflavina. Las vitaminas A y C se pierden en un 50%.

Los productos de soja a los que se le aplique extrusin con calor pueden dar lugar a algunareaccin de Maillard con prdidas de cualidades protenicas. Si la extrusin es en fro seproduce un beneficio nutritivo porque aumenta la digestibilidad de las protenas.

7. TOSTADO.

Es una operacin en la que se emplea el aire caliente o la radiacin con el objetivo de modificar lacapacidad digestible del alimento: ahora deseamos modificar el producto original.No vamos a querer eliminar todo lo posible el agua si no que vamos a secar la superficie y en elinterior va a quedar humedad.

El nivel de microorganismos va a ser bajo, al igual que la aw (actividad del agua) en la parte externa.En la parte interna tambin se consigue minorar el nmero de microorganismos aunque la reduccinde la aw es mucho menor.


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Como consecuencia, los productos van a tener una vida til algo ms larga. Para alcanzar una vidatil realmente larga, el tostado se ha de combinar con la refrigeracin y el envasado (as se minora elriesgo de mohos pero sube el de endurecimiento en los panes).

El aporte de calor se puede hacer de las siguientes maneras:

Por radiacin (en hornos refractarios) Por conduccin (por contacto directo). Por conveccin (por corrientes de aire caliente).

Lo ms comn es combinar los tres mtodos con predominio de alguno de ellos, siendo en lamayora de los casos la conveccin el predominante.

En este proceso va a existir una capa de aire sobre el producto que va a resultar negativa porquedificulta la transmisin del calor e impide una completa evaporacin del agua. El que esa capa deaire sea ms o menos gruesa ser funcin de la forma del alimento y de la velocidad del aire en elhorno. De estos dos parmetros slo vamos a poder modificar el segundo; los hornos poseenventiladores que mueven y desplazan esa capa de aire reduciendo su grosor.

La mayora de los alimentos tienen una baja conductividad del calor (galletas, panes, productoscrnicos...) por lo que el calor no penetra rpidamente en el alimento (en la rapidez influye tamaodel alimento).El que el calor llegue ms o menos al interior va a depender ms del tiempo de tratamiento que de latemperatura del aire: una temperatura muy alta va a formar una costra superficial que impide odisminuye la penetracin del calor.

El tamao del producto ser el que determine tanto los tiempos como las temperaturas de horneado.En el horneado, la humedad ms externa de la pieza se evapora y se aleja de la ella (las corrientesde aire suelen arrastrarla, es un aire seco que crea gradiente de humedades). La humedad delinterior se desplaza hacia la parte ms superficial para compensar la sequedad producida por el airecaliente y seco.

La rapidez con la que la humedad sale al exterior depender de la temperatura y del producto. Elagua llega a la superficie aproximadamente a la misma velocidad a la que se evapora, la textura esms o menos constante.

En el tostado, el secado de la humedad superficial es mucho ms rpido, se hace a alta temperatura(la humedad interior no sale a la velocidad suficiente para compensar la perdida). La zona deevaporacin superficial va creciendo y la zona externa se seca por completo formando la corteza, esdecir, hay un cambio de textura.

El tostado requiere un calentamiento superficial rpido para que se forme la corteza; al resecarse seforma una capa impermeable que protege la humedad interior.

En algunos casos hay vapor sobrecalentado que, en contacto con la masa, se enfra y se lica sobre

la superficie de la pieza formando una pelcula protectora, ralentiza las reacciones, la corteza es msfina (el espesor de la capa seca es menor), ms crujiente y ms dorada. En el tostado, el calor seusa para eliminar la humedad (sobre todo de la parte externa), para calentar el alimento, para formarla corteza y al final para sobrecalentar la corteza y el vapor de agua formado.

7.1 Equipos de calentamiento

a) Hornos de calentamiento directo.

Son aquellos en los que el aire y los productos de combustin van recirculando (bien porconveccin natural o forzada) y estn en contacto con el alimento.La temperatura se controla con variaciones en la velocidad de flujo del aire y de salida delcombustible (suele ser gas). Lo ms normal es emplear gas natural o gas ciudad. Tambin

se pueden emplear combustibles lquidos (fuel, propano o butano). Los combustibles slidos(lea o carbn) estn siendo desechados de la produccin industrial. En los hornoscontinuos, la llama puede estar por encima o por debajo de la cinta transportadora delproducto. En los hornos discontinuos, la llama est por debajo.


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Ventajas:

Los tiempos son ms cortos. La eficacia energtica es mejor, todo el calor de la combustin se dedica a calentar el

producto.

Los quemadores permiten un buen control del proceso. La puesta en marcha de los hornos es rpida.

Inconvenientes:

Hay un mayor riesgo de contaminacin del alimento. Hay un mayor riesgo de obturacin de los quemadores.

b) Hornos de calentamiento indirecto.

Tambin van a quemar combustible pero el calor generado se emplea para calentar aire opara producir vapor, los cuales circulan por tuberas que son calentadas y son, al fin y alcabo, las que realmente calientan las cmaras del horno.

Estos hornos tambin pueden ser elctricos, con radiadores de placas calentadas porinduccin (y son estas las que calientan el horno, son muy raros de ver debido a que laelectricidad es bastante ms cara que el gas o los combustibles slidos). Tienen la ventajade que el proceso se puede controlar mucho mejor.

7.2 Efectos sobre los alimentos.

El mayor cambio se produce sobre la textura. El que estos cambios sean ms o menos grandesdepende del tiempo, la temperatura y del tipo de producto (humedad, grasa, hidratos de carbono,protenas que posea...).

En todos los productos horneados se va a formar corteza (ms o menos fina/gruesa). Hayalgunos productos que se hornean con un contenido bajo de humedad para dar lugar a formasaplanadas y finas (galletas); en este caso, la corteza, aun siendo fina, se extiende tanto porencima como por debajo abarcando la totalidad de la pieza.

Efectos sobre las carnes:En el interior de la carne existen grasas, las cuales ante el calor, se funden dando lugar adispersiones por todo el alimento o bien se pierden por goteo. El colgeno se hace solubley forma gelatinas que se quedan en la parte inmediatamente inferior a la superficie de lapieza.Las protenas se desnaturalizan perdiendo capacidad de retencin de agua (la carneencoge y se vuelve seca), se forma una costra ms o menos porosa (la coagulacin y ladegradacin de protenas ayudan a su formacin).

Efectos sobre productos de panificacin:La estructura granular del almidn cambia, pasando a formar gelatinas.

Calentamiento rpido.En el exterior se forma rpidamente una corteza impermeable, lacual ayuda a mantener la humedad del producto y protege a los saborizantes,aromatizantes y elementos nutritivos. Se forma un gradiente de humedades, seco en elexterior y hmedo en el interior. Al sacarlo del horno, la diferencia de humedades tiende aigualarse lo que da lugar a un reblandecimiento de la corteza (la calidad disminuye). Si laatmsfera est seca, el producto va a acabar totalmente duro y seco.

Calentamiento lento. La corteza no se forma rpidamente, hay mayores prdidas deagua interna, el producto es ms seco en su interior. Se va a emplear vapor, disminuye la

hidratacin de la superficie, la corteza se mantiene elstica ms tiempo, se expandemejor, se eliminan roturas en la masa: el producto queda ms brillante, con corteza msfina y crujiente. Las reacciones de Maillard dan color dorado o si son a alta temperatura,tonos tostados por la caramelizacin de los azcares.


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Se han identificado muchos compuestos aromticos en el horneado que se combinan conlos de la fermentacin. El color final depender tambin del tiempo y temperaturaaplicados, y de la cantidad y del tipo de azcares.El valor nutritivo variar ms en la superficie del producto, cuanto mayor sea la relacinsuperficie/volumen, menos prdidas se van a producir (y viceversa). Las vitaminas sufrenpocas prdidas, tan solo la vitamina C se ve especialmente afectada (despus se le puedeaadir como mejorante). Con pH > 7 se libera niacina. La tiamina se pierde en funcin delpH y de la temperatura de horneado (15% panadera, 50% pastelera - galletera).

8. TRATAMIENTOS POR FRIO8.1 Refrigeracion.

Un alimento se conserva con el fro porque se va a disminuir la velocidad de reaccin de losprocesos biolgicos, enzimticos, el metabolismo de los microorganismos, etc.El fro consigue alargar la vida til de los alimentos durante un tiempo determinado. Estetiempo ser funcin del fro aplicado y del tipo de alimento.Aun as, la prolongacin de la vida til por fro es menor (si la refrigeracin se aplica como

tratamiento nico) que la que se conseguira con los otros tratamientos trmicos.Podemos bajar la temperatura hasta valores prximos al punto de congelacin, pero sin llegara alcanzarlo (en el caso de congelacin, s que se supera este valor). En la refrigeracin no sedebe alcanzar el punto de congelacin por la formacin de cristales, ya que el proceso no esrpido y estos cristales son gruesos y daan los tejidos.

Nota: aunque en la cmara haya valores de temperatura inferiores a los 0 C, eso no significael producto est congelado (hay sales en el agua del alimento, o bien el agua est asociada aalgn elemento).

Al descender la velocidad de reaccin, tambin se consigue disminuir la aw. En la congelacines muy importante que haya muy bajas temperaturas y que no se rompa la cadena de fro.

Refrigeracin:Operacin por la que se reduce la temperatura de un alimento hasta los -1 y 8 C. Se empleapara disminuir la velocidad de reaccin bioqumica y microbiolgica, es decir, para aumentar lavida til de los alimentos, tanto los frescos (verduras, carnes) como los elaborados (leche).

Inconveniente

Poseen un bajo tiempo de conservacin.

Ventaja

Llos cambios sobre los alimentos son mnimos. Al descongelar poseen una calidad similar a

los alimentos frescos.Es habitual combinar la refrigeracin con otras tcnicas de conservacin que no seandemasiado drsticas.

El suministro de alimentos refrigerados hasta el consumidor implica poseer una serie deelementos bastante sofisticados y bien refrigerados para mantener la cadena de fro se debeconsiderar lo siguiente:

Almacenaje. Transporte. Mostrador de venta.

El proceso ser tanto ms complicado y problemtico cuanto menor sea la vida til de los

productos. En cuanto a los alimentos preparados, muy susceptibles de deteriorarse (algunosproductos crnicos, pastas frescas...) es muy importante que las condiciones higinicas seextremen.Los alimentos, en funcin de la temperatura de almacn, se dividen en:


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-1 / +1 C: carnes y pescados frescos, pescado ahumado, embutidos y carne picada. 0 /+5 C: carnes pasteurizadas y enlatadas, leche (fresca o pasterizada), productos lcteos

(nata, yogures), ensaladas preparadas, verduras, sndwichs, pastas frescas. 0 /+8 C: carnes curadas, mantequillas, quesos curados y la mayor parte de frutas y

verduras.

Existen algunos productos a los que si se les aplican ciertas temperaturas (3-10 C) se daanpor fro (quemaduras), se suele dar en frutas tropicales (pia, mangos...) Estos daos no songraves pero existen y alteran principalmente al aspecto de la fruta.

Al disminuir la temperatura, los microorganismos detienen su crecimiento: retrasa sureproduccin. Los organismos Sicrfilos son capaces de soportar bajas temperaturascontinuando con su reproduccin (5 / 15C). Sin embargo los Termfilos y los Mesfilos a esastemperaturas detienen su crecimiento. Aunque los sicrfilos son capaces de soportar las bajastemperaturas, y por tanto de afectar a los alimentos, tenemos la ventaja de que estosmicroorganismos no son patgenos.

Como conclusin se puede decir que la refrigeracin no evita totalmente el desarrollo de

microorganismos pero consigue evitar el crecimiento de los que son patgenos. Su crecimientova a variar de forma logartmica con la temperatura, las tasas de respiracin y de metabolismodisminuyen con la temperatura.

8.2 Factores que afectan a los alimentos.A) En cuanto a Alimentos Frescos:

Tipo de alimento.

Hay alimentos que tienen una mayor tendencia a degradarse que otros; suele ser funcin dela variedad del producto y de las condiciones de produccin (en frutas y vegetales). Tambinva a influir la parte de la planta empleada para fabricar el alimento (las partes que crecenms rpidamente son las que tienen mayores tasas metablicas y por tanto las que tienen

menor vida til).Estado de recogida del alimento.

En frutas y verduras, el estado de recogida es muy importante porque cuanto ms maduro,cuanto ms daado externamente, cuanto ms contaminado microbianamente y cuantosmenos tratamientos antifngicos se le hayan aplicado aun producto menos tiempo aguanta(menor vida til),

Temperatura de transporte y de venta.

Humedad relativa de las cmaras refrigeradas.

Las cmaras industriales estn preparadas para mantener la humedad relativa correcta,consiguiendo un ptimo mantenimiento de los productos, pero los frigorficos domsticos noconsiguen este objetivo resecando bastante los productos

B) En cuanto a Alimentos Preparados:

Tipo de alimento.

Grado de inactivacin enzimtica del procesado. Control higinico del proceso. Envase del producto.

C) En cuanto a productos crnicos:

Los tejidos animales respiran de forma aerobia en cantidades muy bajas una vez el animalest muerto, la respiracin que tienen mayoritariamente es anaerobia (transforman el


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glucgeno en cido lctico), lo que da lugar a un descenso del pH y a la aparicin delfenmeno del rigor mortis (rigidez en los tejidos).Lo beneficioso de la refrigeracin es la minoracin de la tasa de respiracin anaerobia y portanto del rigor mortis.Equipos de refrigeracin.

Son equipos mecnicos, suelen estar fabricados de cobre por su buena capacidad detransmisin trmica, y todos constan de las siguientes partes:

Evaporador. Compresor. Condensador. Vlvula de expansin.

El funcionamiento de estos equipos se basa en un intercambio de fases que lleva aparejadouna absorcin o una emisin de calor.El proceso de enfriamiento hace pasar al refrigerante (lquido) por el evaporador, el cualdisminuye la presin por lo que pasa a gas absorbiendo calor del medio (ste se enfra).

El refrigerante (gas) pasa por el compresor, donde la presin aumenta; el gas llega alcondensador (la presin se sigue manteniendo alta) y all el gas refrigerante pasa de nuevo alquido, preparado para reiniciar el ciclo en el evaporador.

Propiedades de los Refrigerantes.

Bajo punto de vaporizacin, el cambio de estado se alcanza fcilmente. (a temperaturabaja)

Alto calor latente de vaporizacin, de esta manera el lquido necesita absorber muchocalor para transformarse en gas y as genera mucho fro.

Debe tener alta densidad para que el compresor tenga el menor tamao posible. No debe ser txico, en caso de fugas. No debe ser miscible con el aceite del compresor.

No debe ser inflamable. No debe suponer un gran coste.

9. REFRIGERANTES MECNICOS.

El medio refrigerador puede ser aire o agua. El aire, al igual que sucede en los hornos, se posasobre los alimentos formando una pequea capa aislante, por lo que en las cmaras existenventiladores para forzar la conveccin y aumentar la transferencia de calor.Los vehculos refrigerados no sirven para el enfriamiento del producto que transportan, estos debenir ya fros ya que no suelen tener potencia suficiente para ello. Tan slo pueden mantener latemperatura a la que llegan los productos.Para reducir costes en lugares donde hay varias cmaras, se puede establecer un punto central degeneracin de fro.

Existe una tcnica de generacin de fro llamada Vacum Cooling (enfriamiento en vaco), se empleapara la mayor parte de los alimentos y sobre todo para los que tengan una gran superficie (las hojasde las verduras por ejemplo) el proceso consiste en disminuir la presin hasta los 0,5 Kpa(aproximadamente), a esta presin el agua se evapora de la superficie de los alimentos (suelen irlavados previamente) gracias al calor que roban de los mismos (de las hojas), quedando losproductos enfriados. La relacin que existe entre la disminucin de la humedad y el descenso de latemperatura es de aproximadamente de 5 C por cada 1% de descenso de la humedad.

Otra tcnica de refrigeracin, aunque no se emplea mucho, es la llamada Hidrocooling (Inmersin enagua fra). El producto se enfra y se lava. El motivo de que no se emplee mucho son los efectossecundarios ya que el producto sale mojado y hay que secarlo, bien con calor (no sera practicohaber realizado el enfriamiento), bien por centrifugacin (se pueden producir daos en el productopor golpeo).

Para productos semislidos (mantequillas, margarinas...) se enfran por medio del contacto consuperficies metlicas fras.


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10. SISTEMAS CRIOGNICOS.Un lquido criognico es un refrigerante, es decir, aporta fro por medio de cambios de fase(producido por la absorcin de calor); es un sistema similar a los procesos vistos antes pero conmucha mayor capacidad de enfriamiento. Este enfriamiento se produce por dos motivos principales:el cambio de fase y el equilibrio de temperatura al que tienden el producto y el refrigerante. Losfluidos empleados para la criogenizacin son:

CO2 (l), el cual pasa a estado gaseoso a - 78 C. CO2 (s), el cual se sublima a estado gaseoso a - 78 C. N2 (l), el cual pasa a estado gaseoso a - 196 C.

El enfriamiento debido al equilibrio de temperatura en estos elementos es el siguiente:

CO2 (l), supone el 13% del enfriamiento total. CO2 (s), supone el 15% del enfriamiento total. N2 (l), supone el 52% del enfriamiento total.

El CO2 tiene el inconveniente de la toxicidad ambiental que produce; el N2 tambin, aunque sloen algunos casos.La forma de actuar de estos refrigerantes es similar: se inyectan en el aire en forma finamentepulverizada, lo que ayuda a una rpida sublimacin a gas y por tanto un enfriamiento rpido sindeshidratacin. Si se aplica un exceso de CO2 (s) se forma nieve, la cual tambin sigue actuandosobre el producto. Este fenmeno se puede aprovechar para disminuir los costes del transporte yaque podemos emplear un vehculo aislado en vez de uno frigorfico. Ahorramos en potenciarefrigeradora y en espacio.Otro de los empleos que podemos darle a la nieve criognica es la refrigeracin de los procesosde fabricacin de embutidos, ya que cada transformacin aplicada a la carne supone uncalentamiento.Hay un proceso, caro y que se emplea muy poco, llamado Molienda Criognica, que elimina elpolvo de CO2.

En alimentos multicapa se emplea para enfriar una capa antes de superponer la siguiente, estopermite que las capas no se mezclen aunque trabajemos en periodos cortos (si espersemos a


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que se enfriaran por si solas los tiempos de fabricacin seran excesivos, disminuyendo elrendimiento del trabajo).Con todo, el empleo mayoritario que le podemos dar a la criogenia es la congelacin.

10.1 EFECTOS SOBRE LOS ALIMENTOS.Cambios mnimos en sus propiedades (evita los cambios o los retarda). Es un procesorecomendable para grasas, aceites.El sabor permanece igual.No hay cambios de color, salvo en determinados productos(frutas tropicales), muy sensiblesque van a sufrir quemaduras por el fro.El cambio ms notable es la textura, se endurecen los productos, se solidifican.Los olores se van a mezclar slo en el caso de que alimentos con capacidad de emisinestn prximos a alimentos con capacidad de absorcin de olores. Por lo general esto noocurre en la industria aunque s puede suceder a escala domstica.Pueden existir prdidas de vitaminas hidrosolubles cuando lavamos las verduras (previo alrefrigerado), siendo las ms sensibles la vitamina C (en vegetales), y la vitamina B(enanimales). Tambin puede haber prdidas de vitamina B si se realiza un cocido previo.De todo el proceso de refrigeracin, la parte ms importante para mantener la calidad del

producto es no romper la cadena de fro, desde el fabricante pasando por el transporte yllegando hasta el consumidor.

11. CONGELACIN.

Esta es una tcnica reciente (en los pases clidos), es similar a la refrigeracin pero mucho msacentuada. Es una tcnica costosa (aplicable slo en pases desarrollados). Si se hace bien cambiamuy poco las caractersticas y aumenta mucho la vida til del producto, mucho ms que larefrigeracin.Este enfriamiento va ms all del punto de congelacin del producto (no slo del agua que contiene).En este proceso, la mayor parte del producto est en estado slido. En teora deberan alcanzarselos -50,-60 C pero, debido a los altsimos costes que supondra industrialmente, "slo" se llega a los-20, -30 C, en los que el producto se congela por completo en un 90% y las diferencias con el 100%

son escasas.Hay que sealar que para que los productos alcancen esas temperaturas rpidamente, las cmarasde congelacin deben estar algo ms fras (-40C aproximadamente).

Todos los congelados poseen una temperatura de equilibrio, de unos -18C, y es la temperatura quetiene toda la masa del producto despus de la estabilizacin trmica en condiciones adiabticas.Se dice que un alimento est sobrecongelado cuando en el centro trmico de la pieza se alcanza latemperatura de equilibrio.La congelacin ayuda a detener el deterioro porque el agua disminuye su actividad casi porcompleto. En el poco agua que queda sin congelar existe tal concentracin de solutos que es casiimposible desarrollar alguna actividad metablica. Este efecto se ve acentuado si adems le hemosdado algn tratamiento trmico.Algunos productos frescos siguen respirando y generando un cierto calor que habr que eliminar.

Una vez alcanzado el punto de congelacin, hay que eliminar el calor latente de cristalizacin paradisminuir la formacin de cristales de hielo. La presencia de grasas y de otros alimentos va a permitirque se solidifiquen a una temperatura mayor que el agua. Los cristales de hielo se van a formar atemperaturas algo ms bajas que las normales si fuese agua pura, dependiendo de la composicindel producto, as ser la temperatura de congelacin.

Carne : -1 C. Verduras: -1,5 - -2,7 C. Frutos Secos: -7C.

11.1 Formacin de los cristales de hielo.

Los cristales de hielo son una fase slida organizada que se forma a partir de una solucin, de

un lquido puro o un vapor. En los alimentos vamos a tener generalmente una solucin.

Fases de la congelacin


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Este proceso tiene 2 fases:

Fase 1 Nucleacin: Formacin del ncleo de hielo por una combinacin de molculas en una partcula msordenada y de tamao suficiente como para dar lugar a un cristal.Crecimiento de los cristales: alrededor del ncleo, esta agregacin puede ser homognea oheterognea. La homognea tiene lugar en sistemas puros (no se da en alimentos), requiereenfriamientos fuertes; la heterognea se produce cuando hay cuerpos extraos que facilitan laformacin de ncleos (nucleantes) disminuyendo la energa necesaria para que la nucleacinse produzca, cuanto menor sea la temperatura, mayor nmero de cristales se formarn..En algunos alimentos la nucleacin y la cristalizacin pueden ser simultneos aunquenormalmente es posible controlar la proporcin Ncleos/Crecimiento. Los cristales, si entran encontacto, tendern a unirse y a aumentar de tamao por la agregacin de molculas al ncleodebido a que necesitan mucha menor energa que para la simple formacin de ncleos. Lanucleacin se consigue a temperaturas mucho menores que el crecimiento (para esto, bastacon temperaturas cercanas al punto de congelacin), a pesar de ello se recomienda trabajar alas temperaturas ms bajas posibles.

Fase 2 : CristalizacinEl tamao de los cristales ser inversamente proporcional al nmero de cristales.El hielo ocupa ms volumen que el agua lquida (aproximadamente un 9% mayor) luego alcongelar los alimentos se hinchan, aunque el valor de la expansin tambin es funcin de lascaractersticas del alimento (contenido hmedo, disposicin celular, concentracin de solutos,temperatura de congelacin del producto): a mayor cantidad de agua, mayor expansin; losvegetales tienen espacios y huecos intercelulares que son ocupados por el agua y el hielo alexpandirse por lo que el incremento de volumen no se nota; a mayor concentracin de solutoslos puntos de congelacin se hacen ms bajos y haciendo que la expansin se reduzca o sedificulte.

En cuanto a la temperatura de congelacin del alimento, la transferencia de calor se hacedesde el alimento hacia el exterior (la transferencia de fro se hace desde el exterior hacia el

alimento), esta trasferencia depende de: Conductividad trmica del alimento: cuanto mayor sea, mayor ser la rapidez de

congelacin. (K) rea de intercambio calrico: cuanto mayor sea, mayor ser la rapidez de congelacin. (A) Distancia que tenga que recorrer el fro hasta el ncleo del alimento. (X) Diferencias de temperatura entre el medio y el producto. (T) Efecto aislante de la capa lmite situada alrededor del producto, es estacionaria (se debe

reducir al mnimo)

11.2 Equipos de congelacion

Van a existir congeladores mecnicos - en los que hay cambio de fase de forma cont

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