procesado de alimentos
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Procesado de los Alimentos
a Temperatura Ambiente
Ing. RAUL CHAVEZ ZAVALETA
FACULTAD DE INGENIERIA
UNIVERSIDAD NACIONAL“JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION”
Preparación de la materia prima
La mayor parte de los alimentos pueden contener,
en el momento de su recolección o sacrificio
diversos contaminantes, o componentes no
comestibles.
Sus características físicas además, pueden ser muy
diversas (por ejemplo, tamaño, forma o color
distintos).
Preparación de la materia prima
Por ello resulta imprescindible someter al alimento
a una o mas operaciones de lavado, limpieza,
clasificación o pelado, que los prepare para las
operaciones subsiguientes de elaboración, que
permitan obtener un alimento de calidad elevada y
uniforme.
Preparación de la materia prima
Se eliminan diversas sustancia que contaminan
el alimento, dejando su superficie en
condiciones adecuadas para su elaboración
posterior.
Lavado
Tipo de contaminante
Ejemplos
Metales Ferrosos y no ferrosos, tornillos, virutas
Minerales Tierra, aceites minerales, grasa, piedras
Plantas Hojas, ramas, semillas, cortezas
Animales Pelo, huesos, excrementos, sangre, insectos, larvas
Productos químicos Fertilizantes, pesticidas, herbicidas
Células microbianas Mohos, levaduras, trozos putrefactos
Productos microbianos
Colores, aromas, toxinas
Lavado
No debe confundirse con sustancias adulterantes,
añadidas intencionalmente.
La presencia de contaminantes (o de cuerpos
extraños) en alimentos procesados es la principal
causa de litigios contra las compañías de
alimentación.
Lavado
Insectos; 25%
Metales; 24%
Cristal; 10%
Polvo / residuos; 7%
Animales; 6%
Telas; 5%
Tabaco; 4%
Sin clasificar; 19%
Tipos de contaminantes que han dado lugar a acciones legales en Gran Bretaña (1988-1994)
Son considerados también operaciones de limpieza:
El pelado de la fruta y verdura.
En el procesado de diversos productos vegetales,
el escaldado contribuye también a la limpieza del
producto.
Lavado
Las operaciones de limpieza deben realizarse a la
menor oportunidad antes del proceso de
elaboración, para:
1. Evitar averías en las instalaciones, por piedras,
huesos u objetos metálicos
2. Ahorrar tiempo y dinero que consumiría el
procesado de los componentes desechables.
Lavado
Además la eliminación de estas pequeñas
cantidades de alimentos contaminados con
microorganismos evita perdidas posteriores
producidas por la proliferación de los
microorganismos durante el almacenamiento o
espera antes de su elaboración.
Lavado
Los métodos de lavado se clasifican en:
Métodos húmedos (por ejemplo, remojo, ducha,
lavado por flotación, lavado por ultrasonidos)
Métodos secos (separación por aire, por
magnetismo, o por otros métodos físicos).
Lavado
La elección de uno u otro sistema de lavado viene
determinada por la naturaleza del producto y por
los tipos de contaminantes que tiene.
La eliminación de la mayor parte de los
contaminantes presentes en los alimentos suele
requerir la utilización de mas de un sistema de
lavado.
Lavado
Eficaz eliminando la tierra de algunos productos
vegetales como zanahorias y otras raíces, y del
polvo y residuos de pesticidas de verduras y
frutos blandos.
No se origina polvo, así como deteriora menos
los alimentos.
Lavado húmedo
Resulta ser mas flexible si se combina con la
utilización de detergentes y sustancias
esterilizantes a diversas temperaturas.
Cuando los tiempos de lavados y temperatura
del agua no son controlados adecuadamente se
pueden acelerar los fenómenos de alteración
química y microbiológica.
Lavado húmedo
Originan grandes volúmenes de efluentes que
generalmente llevan en suspensión una elevada
concentración de sólidos.
La utilización de este sistema de lavado con
frecuencia añade un gasto de elaboración
adicional, por compra de agua limpia y por el
pago por la eliminación de grandes volúmenes de
efluentes o bien por la construcción de plantas de
tratamiento de aguas en el interior de la planta.
Lavado húmedo
Siempre que es posible, el agua utilizada se
reaprovecha, previo un proceso de filtración y
cloración.
Lavado húmedo
Se emplea para productos de pequeño tamaño, de
mayor consistencia mecánica y menor contenido
en agua (cereales, nueces, avellanas, etc.)
Tras su limpieza, la superficie de los alimentos esta
seca, mejorando su conservación hasta su
deshidratación.
Genera un efluente concentrado y seco cuya
eliminación resulta mas barata.
Limpieza en seco
Reduce el riesgo de alteraciones químicas y
microbiológicas.
Inversión adicional para evitar la formación de
polvo (riesgos para la salud, recontaminaciones,
explosiones).
Limpieza en seco
Los principales tipos de instalaciones utilizadas
para la limpieza en seco son:
Los clasificadores de aire.
Los separadores magnéticos.
Los separadores de criba.
Limpieza en seco
Consiste en la agrupación de los alimentos en
lotes basándose en alguna propiedad física
mesurable.
Al igual que la limpieza, la clasificación debe
aplicarse cuanto antes en el proceso de
elaboración para asegurar un producto de calidad
uniforme.
Clasificación
Las cuatro principales propiedades físicas en las
que se basa la clasificación son:
el tamaño,
la forma
el peso y
el color.
Clasificación
Clasificación por forma
Determina su eventual adecuación para un
determinado proceso de elaboración o incluso
su precio de venta.
Clasificación
Clasificación por tamaño
También llamado tamizado es la separación de
sólidos en dos o mas fracciones según sus
diferencias de tamaño.
Para esta clasificación se usan tamices
estáticos, rotativos o vibratorios, con orificios
de tamaño fijo o variable.
Clasificación
Clasificación por color
Se han desarrollado considerablemente
sistemas de visión y clasificación que tienen
menores costos de operación y mayor exactitud
que los métodos manuales.
Clasificación
Clasificación por color
En algunos sistemas se dejan caer los
vegetales desde las cintas transportadoras, y
se toman datos a razón de 1000 veces por
segundo utilizando un haz de luz laser o haces
de helio-neon concentrados y un espejo que
gira a alta velocidad. La maquina detecta
diferencias en la reflectividad de un producto.
Ejemplo: clasificación de tomates.
Clasificación
Clasificación por color
Los alimentos particulados de pequeños
tamaños también pueden clasificarse a
velocidades elevadas (hasta 16 ton/hora)
usando un equipo de clasificación por color
controlado que es controlado por un
microprocesador. Ejemplo: semillas de cebolla.
Clasificación
Clasificación por peso
La clasificación por peso es mas exacta que
por otros métodos y es por ello que se emplea
para la clasificación de aquellos alimentos de
mayor valor (por ejemplo, huevos y frutas
tropicales).
Los granos, las nueces (nueces, avellanas y
frutos semejantes) y las legumbres, se
clasifican por aspiración.
Clasificación
Clasificación por peso
Los guisantes y las judías de lima, por
flotación en salmuera (densidad 1,1162 –
1,1362). Aquellas unidades demasiado
maduras, almidonosas se hunden, mientras
que las mas verdes flotan.
Clasificación
El termino gradación se usa a menudo para indicar
lo mismo que el de clasificación, pero su significado
riguroso seria “el conseguir una evaluación de la
calidad global en un alimento usando distintos
atributos”.
Clasificación por calidad
La gradación es llevada a cabo por parte de
operarios que tienen la formación para inspeccionar
simultáneamente distintas variables. Por ejemplo:
Las manzanas se seleccionan con la ayuda de
unas tarjetas en color que muestran las
características requeridas para las distintas
calidades, dependiendo de la distribución de
color en la pieza de fruta, la apariencia de la
superficie, presencia de golpes, el tamaño y la
forma.
Clasificación por calidad
Las paltas se clasifican según su forma, daños,
color en calidades diferentes destinadas cada
una a un uso diferente.
Clasificación por calidad
Es una operación imprescindible en el procesado de
muchas frutas y verduras en el que para mejorar el
aspecto del producto final se requiere la eliminación
del material no comestible.
Durante el pelado el producto no debe sufrir daños
y después la superficie del mismo debe quedar
limpia.
Pelado
PELADORA A VAPOR
Existen cinco métodos de pelado:
Pelado al vapor.
Pelado a cuchillo.
Pelado por abrasión.
Pelado caustico.
Pelado a la llama.
Pelado
Pelado a vapor
Alimentos como por ejemplo raíces (remolacha,
zanahoria, etc.) se introducen en lotes en
recipientes a presión que rueda a 4-6 rev/min, al
que se halla conectado un flujo de vapor a alta
presión.
La mayor parte del material salta al liberarse el
vapor y la ducha de agua solo se precisa para
liberar los restos de piel que permanecen
adheridos.
Pelado
Pelado a vapor
Se logran grandes capacidades de producción
(hasta 4500 kh/hora), bajo consumo de agua,
escasas perdidas de peso en el producto y buen
aspecto de los alimentos pelados por este método.
Pelado
PATATAS
ZANAHORIA
REMOLACHA
APIO
Ventajas
- pérdidas mínimas en peladuras.
- recipiente de doble pared para separar el
condensado y el producto.
- muy buena y rápida distribución del vapor.
- reducción de los tiempos de pelado.
- válvulas de evacuación de vapor optimizadas.
Opciones
opcionalmente con o sin
cesta
Funcionamiento
El producto, una vez las piedras retiradas y lavado, es
llevado al recipiente de pesaje de la peladora a vapor
mediante un dispositivo de transporte. Las dos tapas
de vaciado se abren una tras otra, una vez que se
haya alcanzado el peso prereglado para actuar contra
la formación de un puente. En el recipiente a presión
se pela con una presión de vapor de 16 bares. Unos
cortos tiempos de apertura y un gran diámetro de la
válvula de escape de vapor optimizan la separación
de la peladura al relajarse.
Funcionamiento
Gracias a recipientes de doble pared el vapor
entrante se distribuye de manera homogénea y
rápida al rededor de todo el producto, por lo que el
tiempo real de pelado con vapor se reduce
drásticamente. El condensado se almacena en el
doble fondo. Durante todo el proceso de pelado, el
producto no entra en contacto con el condensado. De
esa manera es posible acortar aún más los tiempos
de pelado y reducir las pérdidas en peladuras.
Pelado a cuchillo
La piel de la fruta y verdura se retira al presionar
estas en rotación contra unas cuchillas fijas. En
otros casos son unas cuchillas rotatorias las que
retiran la piel del alimento que permanece
estacionario.
Pelado
Pelado por abrasión
El alimento entra en contacto con un superficie
abrasiva (rodillos) que arrancan la piel que es
arrastrada por una corriente abundante de agua.
Pelado caustico
Se sumerge el alimento en una solución al 10% de
hidróxido sódico a 100 – 120 ºC, que reblandece la
piel, siendo esta posteriormente eliminada en unos
discos o rodillos de goma.
Pelado
Pelado a la llama
Una cinta sinfín transporta en producto en rotación
a través de un horno a una temperatura superior a
1000 ºC.
Por ejemplo, a su paso por el horno, la ultima capa
de la cebolla y las raíces mas finas se queman,
luego la piel chamuscada es eliminada mediante
una ducha de agua a alta presión.
Pelado
Reducción de tamaño
Operación unitaria en la que el tamaño medio de los
alimentos sólidos es reducido por la aplicación de
fuerzas de impacto, compresión o absorción.
Ventajas de la reducción de tamaño, en el procesado
son :
Aumento de la relación superficie/volumen.
Obtención de partículas de un tamaño
predeterminado es conveniente en algunos
procesos. (Por ej. Recubrimiento con azúcar o
especies)
Reducción de tamaño de alimentos sólidos
Tamaño de partícula de los productos que van ha
mezclarse es homogéneo, el mezclado de los
ingredientes resulta mas eficaz. (Por ej. Sopas
deshidratadas, mezclas para pasteles).
Reducción de tamaño de alimentos sólidos
Corte en rodajas y filetes.
Rebanadoras a alta velocidad cortan en el pan
para las hamburguesas.
Pepinos son cortados para preparar conservas.
Corte en dados.
Cuchillas cortan las papas para luego pasen al
proceso de fritura.
Reducción de tamaño en alimentos fibrosos
Trituradoras.
Molinos de martillo modificado que usan cuchillas
en vez de martillos
Equipos para hacer pulpa.
Usan una combinación de compresión y de
esfuerzo cortante para la extracción de zumo de
frutas y vegetales, aceite de cocina.
Reducción de tamaño en alimentos fibrosos
Molinos de bolas.
Cilindros de acero horizontal, lleno hasta su
mitad con bolas de acero de 2,5-15 cm de
diámetro, en un lento movimiento de rotación
pulverizan frutos secos.
Molinos de disco. (disco único o disco doble)
Para la molturación a pequeño tamaño de
partícula o para desgarrar.
Reducción de tamaño en alimentos secos
Molinos de martillos.
Se usan ampliamente para materiales cristalinos
y fibrosos como el azúcar y las especias.
Molinos de rodillos.
El espacio entre los rodillos se gradúa. Usados
para moler trigo.
Reducción de tamaño en alimentos secos
La emulsificación consiste en la formación de una
emulsión estable mediante la mezcla intima de dos
o mas líquidos no miscibles de forma que uno (la
fase dispersa) se dispersa en forma de pequeñas
gotitas en el otro (la fase continua).
Reducción de tamaño en alimentos líquidos (emulsificación
y homogeneización)
La homogeneización consiste en la reducción de
tamaño (de 0,5 a 30 µm) y el incremento del
numero de partículas solidas o liquidas en la fase
dispersa, por aplicación de grandes fuerzas de
cizalla, con objeto de lograr contacto intimo entre
los componentes y la estabilidad de ambas
sustancias.
Reducción de tamaño en alimentos líquidos (emulsificación
y homogeneización)
La homogeneización, por tanto, es una operación
mas drástica que la emulsificación.
Ambas operaciones se emplean para cambiar las
propiedades funcionales o la palatabilidad de los
alimentos y no afectan, o muy poco, a su valor
nutritivo o vida útil.
Reducción de tamaño en alimentos líquidos
(emulsificación y homogeneización)
Como ejemplos de productos emulsificados pueden
citarse la margarina y cremas para untar bajas en
grasa, salsas de aliño de ensaladas, mayonesa,
salchichas, helados y pasteles.
Reducción de tamaño en alimentos líquidos
(emulsificación y homogeneización)
Los cuatro tipos principales de homogeneizadores
son los siguientes:
Mezcladoras a gran velocidad.
Homogeneizadores a presión.
Molinos coloidales.
Maquinaria para Reducción de tamaño en
alimentos líquidos (emulsificación y homogeneización)
Homogeneizadores ultrasónicos.
Homogeneizadores hidrocortantes o de
hidrocizalla y microfluidizadores.
Maquinaria para Reducción de tamaño en
alimentos líquidos (emulsificación y homogeneización)
Los mas importantes son:
Viscosidad y Textura.
En la leche la emulsificación reduce el tamaño
medio de los glóbulos de grasa de 4 µm a menos
de 1µm y el aumento en la viscosidad que ello
provoca.
Efectos sobre los alimentos
Los mas importantes son:
Color, Aroma, Valor nutritivo y Vida útil.
La homogeneización aumenta la blancura de la
leche debido a que el mayor numero de glóbulos
de grasa incrementa la cantidad de luz reflejada
y dispersa.
La emulsificación mejora el flavor y el aroma ya
que provoca la dispersión de los componentes
volátiles, incrementando su contacto con las
papilas gustativas.
Efectos sobre los alimentos
Mezclado y Moldeo
Operación unitaria en la que, a partir de uno o mas
componentes, dispersando uno en el seno del otro,
se obtiene una mezcla uniforme.
Por analogía con las emulsiones, al componente
mayoritario suele denominársele fase continua y al
minoritario, fase dispersa.
Sin embargo, la utilización de estos términos no
implica la existencia de emulsificación cuando se
emplea en este contexto.
Mezclado
El mezclado no tiene un efecto conservador sobre
el alimento y se utiliza tan solo como una ayuda
en el proceso de elaboración para modificar la
comestibilidad o calidad de los alimentos.
En algunos alimentos, es necesario un mezclado
adecuado para asegurar que la proporción de
cada uno de los ingredientes cumple la
legislación.
Mezclado
Aunque la acción del mezclado no ejerce por si
misma ningún efecto sobre el valor nutritivo ni
sobre la vida útil de los alimentos, si puede hacerlo,
de una forma indirecta, permitiendo que algunos
ingredientes reaccionen entre si.
La naturaleza e intensidad de las reacciones en
cuestión depende de los componentes involucrados
y del calor generado por el movimiento del
contenido durante la operación.
Efectos del Mezclado sobre los alimentos
Su principal efecto consiste en homogeneizar los
productos al conseguir una optima distribución de
los diversos ingredientes.
Efectos del Mezclado sobre los alimentos
El moldeo es aquella operación unitaria realizada
generalmente después de una operación de
mezclado, en la que se confiere a alimentos muy
viscosos o pastosos, diversas formas y tamaños.
Esta operación colabora en el proceso de
elaboración diversificando y haciendo mas cómoda
la utilización de los productos de panadería y
pastelería y de snacks.
No afecta el valor nutritivo o la vida útil de los
alimentos.
Moldeo
Separación y Concentración de componentes de
los alimentos
Existen dos aplicaciones principales para la
centrifugación:
La separación de líquidos inmiscibles.
Por ejemplo: el desnatado de la leche,
clarificación de aceites.
La separación de sólidos de líquidos.
Empleado para jugos diversos, recuperar
levaduras, aceites.
Centrifugación
Consiste en la eliminación de sólidos insolubles de
una suspensión de alimentación haciéndola pasar a
través de un material poroso o “medio filtrante”.
El liquido resultante se denomina “filtrado”
mientras que los sólidos separados constituyen la
“torta de filtración”.
Filtración
Esta operación se utiliza para clarificar líquidos por
eliminación de pequeñas cantidades de partículas
solidas (por ejemplo, de vino, cerveza, aceites y
jarabes).
Filtración
Las principales aplicaciones de la extracción por
presión son la obtención de productos de origen
vegetal para:
Consumo directo (por ejemplo, zumo de frutas).
Procesamiento posterior (por ejemplo, zumo de
uva para vino, aceites vegetales).
Extracción por presión
En una primera etapa se reduce el tamaño para
producir una pulpa o harina.
En una segunda etapa se utiliza una prensa.
Por ejemplo la salsa de soja.
Extracción por presión
Implica la separación de un componente que es
deseado (el soluto) de un alimento mediante un
liquido (el disolvente), que es capaz de disolver el
soluto.
Por ejemplo tenemos la extracción de aceites
con el empleo del hexano a partir de semillas
oelaginosas.
Esto conlleva mezclar el alimento y el disolvente
en una o varias etapas y durante un tiempo
determinado, y posteriormente separar el
alimento del disolvente.
Extracción mediante disolventes
Son operaciones unitarias en las que el agua y
algunos de los solutos de una disolución se separan
de forma selectiva mediante una membrana
semipermeable.
La aplicación mas importante de la osmosis inversa
“hiperfiltración” es la concentración de suero en la
fabricación de queso.
Concentración por membranas (hiperfiltración y
ultrafiltración)
Mediante las operaciones unitarias de separación y
concentración de componentes de los alimentos,
se pretende eliminar componentes del alimento, y
se utilizan para alterar o mejorar las propiedades
sensoriales de los productos resultantes.
Por ejemplo, clarificación de zumos, separación de
nata, etc.).
Efectos sobre los alimentos
Tecnología de fermentación y
enzimas
Los alimentos fermentados son uno de los
alimentos procesados mas antiguos y durante
milenios han constituido una parte tradicional de la
dieta de la mayoría de los países.
Así por ejemplo tenemos productos como el yogurt,
queso, bebidas alcohólicas, etc.
Fermentación
En la fermentación de alimentos, se hace uso de la
acción controlada de microorganismos
seleccionados para modificar su textura,
desarrollando en ellos delicados aromas o flavores.
Fermentación
Fermentaciones lácticas
Bacterias y hongos convierten ácidos como el
málico en acido láctico, cambiando por ejemplo
la suavidad en los vinos.
Fermentaciones alcohólicas
La fermentación alcohólica ocurre por la acción
de microorganismos, en este caso levaduras,
sobre los hidratos de carbono o glúcidos en
particular sobre los azucares.
Fermentación
Los avances en biotecnología han tenido un efecto
importante en el numero y tipo de nuevas enzimas
disponibles para el procesado de alimentos o la
producción de ingredientes especiales.
Enzimas
También ha habido un crecimiento rápido del uso
de enzimas para reducir costes, para aumentar el
rendimiento en la obtención de extractos a partir
de materias primas, para mejorar el manejo de
materiales, para aumentar la vida de los productos
y para mejorar sus características organolépticas.
Enzimas
Irradiación
Son radiaciones ionizantes los rayos gama de los
isotopos, o comercialmente y en menor
extensión, los rayos-X y los electrones.
En la actualidad se utilizan en mas de 38 países
para mejorar la conservación de los alimentos,
mediante destrucción de microorganismos o
inhibición de las transformación bioquímicas.
Irradiación
Las principales ventajas de la irradiación son las
siguientes:
Los alimentos no son sometidos a la acción del
calor y por tanto, sus características
organolépticas apenas se modifican.
Permite el tratamiento de alimentos envasados y
congelados.
Los alimentos frescos pueden conservarse con
una única manipulación sin precisar la utilización
de conservantes químicos.
Irradiación
Las principales ventajas de la irradiación son las
siguientes:
Las necesidades energéticas del proceso son
muy bajas.
Las perdidas de valor nutritivo de los alimentos
tratados por este sistema son comparables a las
de los métodos de conservación.
El proceso puede controlarse automáticamente y
tiene costes de operaciones bajos.
Irradiación
Las principal desventaja de este método es el
elevado coste de la instalación y algunos reparos
expresados son los siguientes:
El proceso puede usarse para eliminar altas
concentraciones de bacterias en alimentos que
de otra forma serian invendibles.
Irradiación
La posibilidad de que algunas especies
microbianas desarrollen resistencia a las
radiaciones.
Preocupaciones referentes a la seguridad de los
operarios.
Irradiación
La irradiación provoca la ionización de la molécula
de agua presente en los alimentos frescos o
alimentos con elevado contenido de agua.
Los electrones expulsados de las moléculas de agua
rompen los enlaces químicos y los productos
resultantes se recombinan dando lugar a hidrogeno
y peróxido de hidrogeno, radicales de hidrogeno,
radicales de hidroxilo y radicales hidroperoxi.
Irradiación
Los radicales libres formados durante la irradiación
tienen una vida extremadamente corta (10 -5 s)
pero suficiente para provocar la destrucción de la
célula bacteriana.
Irradiación
La dosis de irradiación administrada a un alimento
depende de la resistencia de los organismos
presentes y del objetivo del tratamiento.
Esterilización.
Reducción de agentes patógenos.
Prolongación de la vida del producto.
Control de la maduración
Desinsectación
Inhibición de la germinación
Aplicaciones de la Irradiación
Procesado mediante campos eléctricos, presión
hidrostática elevada, luz o ultrasonido.
Cuando se aplica a un alimento liquido un campo
eléctrico con una fuerza en el rango de 12 a 35 KV
cm -1 y con un pulso corto (1-100 µs), se produce
un efecto letal pronunciado en los
microorganismos.
Los mecanismos concretos por los que tiene lugar
la destrucción no se conocen bien todavía.
Procesado mediante campo eléctrico pulsante
Se realizaron experimentos usando presiones
hidrostáticas elevadas para conservar leche, zumos,
carnes y frutas.
Se demostró que los microorganismos de estos
productos se podían destruir con presiones de 658
Mpa (6500 atm) durante 10 minutos.
Procesado a alta presión
En general cuando se aplica una presión elevada
(hasta 1000 Mpa, o 10,000 bares) a un alimento
sumergido en un liquido, la presión se distribuye
instantánea e uniformemente a través del mismo.
La presión elevada causa la destrucción de los
microorganismos.
Procesado a alta presión
El efecto antimicrobiano de la luz a longitudes de
onda en la zona UV (luz ultravioleta) se debe a la
absorción de energía por parte de los dobles
enlaces conjugados en las moléculas de las
proteínas y de los ácidos nucleídos, lo cual modifica
el metabolismo celular.
Procesado mediante luz pulsante
Es muy utilizada para:
La purificación del agua.
Evitar el crecimiento de moho en la superficie de
los productos de pastelería.
La purificación del aire.
Procesado mediante luz pulsante
Las ondas de ultrasonidos son similares a las ondas
sonoras con la diferencia de que su frecuencia es
superior a los 16 KHz y no pueden ser detectadas
por el oído humano.
Procesado mediante ultrasonidos
Los ultrasonidos producen cambios rápidos y
localizados de presión y temperatura que provocan
rupturas, cavitación, adelgazamiento de las
membranas celulares, calentamiento localizado y
generación de radicales libres, los cuales tienen un
efecto letal sobre los microorganismos.
Procesado mediante ultrasonidos
Procesado de los Alimentosmediante
Aplicación de Calor.
Ing. RAUL CHAVEZ ZAVALETA
Tratamiento térmico por agua o
vapor
Es un calentamiento de corta duración destinado a
inactivar las enzimas propias de un alimento de
forma que se detenga su actividad metabólica y
cese la degradación del alimento.
Entre las enzimas que producen estas
degradaciones se encuentran la catalasa,
lipooxigenasas y la peroxidasa.
Escaldado
Si estas enzimas están en la piel del alimento, basta
un tratamiento superficial en el que se produzca un
calentamiento muy localizado.
Las maquinas para escaldado pueden ser a base de
vapor o agua caliente.
Escaldado
La pasteurización es un tratamiento térmico
relativamente suave en el que el alimento se
calienta a temperaturas inferiores a 100 ºC.
En alimentos poco ácidos (ph<4.5, como la leche)
se usa para minimizar posibles riesgos para la salud
por microorganismos patógenos y para prolongar la
vida util de los alimentos durante días.
Pasteurización
En alimentos ácidos (ph>4.5, como la fruta
embotellada) se usa para prolongar la vida útil de
los alimentos durante meses pro destrucción de
microorganismos responsables del deterioro
(levaduras u hongos) y por inactivacion de enzimas.
Pasteurización
La esterilización por el calor es aquella operación
unitaria en la que los alimentos son calentados a
una temperatura suficientemente elevada y durante
un tiempo suficientemente largo como para destruir
en los mismos la actividad microbiana y
enzimática.
Los alimentos estabilizados por este sistema,
poseen una vida útil superior a seis meses
mantenidos a temperatura ambiente.
Esterilización por calor
También llamada concentración por ebullición,
consiste en la eliminación en forma de vapor de
parte del agua presente en alimentos líquidos.
Este proceso incrementa el contenido de sustancias
solidas en el alimento, lo que conlleva a una mejora
de la conservación del mismo debida a una menor
actividad del agua.
Evaporación
Se usa evaporación para concentrar alimentos (por
ejemplo, zumo de fruta, leche, café) antes de un
proceso de secado, congelación o esterilización,
para asi reducir el peso y el volumen a tratar.
Evaporación
Aunque la destilación es muy habitual en la
industria química, no lo es tanto en la industria
alimentaria, y se encuentra casi exclusivamente en
los procesos de producción de bebidas alcohólicas y
en la separación de distintos componentes volátiles
que proporcionan aroma y flavor.
Destilación
Cuando se caliente un alimento que contiene
componentes con distinta volatilidad aquellos con
una presión de vapor mayor (mas volátiles) se
separan en primer lugar. Estos se denominan
“destilados” mientras que los componentes menos
volátiles se denominan “colas” o residuos.
Destilación
Es un proceso que combina distintas operaciones
unitarias como el mezclado, la cocción, el amasado
y el moldeo.
Los extrusores se clasifican de acuerdo al método
de operación (extrusores en frio o extrusores con
cocción) y al método de construcción (de tornillo
único o de tornillos gemelos).
Extrusión
Los principios de operación son similares en todos
los casos, la materia prima se alimenta al extrusor y
el tornillo o tornillos arrastran la misma por el
interior del cilindro, de forma que el espacio libre
disminuye y el material se comprime.
Mas adelante el tornillo trabaja el material hasta
conseguir una masa plástica semisólida.
Extrusión
Tratamiento térmico mediante
aire caliente
Operación unitaria mediante la cual se elimina la
mayor parte del agua de los alimentos, por
evaporación, aplicando calor.
El objetivo principal de la deshidratación consiste
en prolongar la vida útil de los alimentos por
reducción de su actividad de agua.
Deshidratación
La deshidratación reduce también su peso y
volumen, lo que reduce los gastos de transporte y
almacenamiento.
La deshidratación latera en cierto grado, tanto las
características organolépticas, como el valor
nutritivo de los alimentos.
Deshidratación
El horneado y el asado son esencialmente la misma
operación, ya que en ambas se hace uso del aire
caliente para modificar la comestibilidad de los
alimentos.
El horneado se plica normalmente a frutas y
alimentos harinosos. El asado a las carnes, frutos
secos y verduras.
Horneo y asado
El horneado posee un objetivo secundario, que es la
conservación del alimento por destrucción de su
carga microbiana y por reducción de la actividad de
agua en su superficie.
No obstante, la vida útil de la mayor parte de los
alimentos sometidos a esta operación seria corta si
no se complementan mediante la refrigeración o el
envasado.
Horneo y asado
Tratamiento térmico mediante aceites calientes
La fritura es una operación unitaria destinada a
modificar las características organolépticas del
alimento.
Un objetivo secundario de la fritura es el efecto
conservador que se obtiene por destrucción térmica
de los microorganismos y enzimas presentes en el
alimento y por reducción de la actividad del agua.
Fritura
La vida útil de los alimentos sometidos a fritura
depende esencialmente de su contenido de agua
residual.
Por ejemplo los donuts, rebozados tienen corta vida
útil.
En cambio las patatas fritas, snacks a base de maíz
se conservan hasta doce meses a temperatura
ambiente.
Fritura
Tratamiento térmico mediante energía directa y
radiante
Los atractivos del calentamiento dieléctrico (sea por
microondas o radiofrecuencia) residen en la elevada
velocidad de calentamiento y en que no provoca
cambios en la superficie del alimento.
Las aplicaciones industriales mas importantes de
este sistema es la descongelación y atemperado de
los alimentos, la deshidratación y el horneado.
Calentamiento dieléctrico
Esta tecnología, también llamada calentamiento por
resistencia o electro-calentamiento, consiste en
hacer pasar una corriente eléctrica alterna a través
de un alimento, de forma que la resistencia
eléctrica del mismo causa que esta energía se
transforme directamente en calor.
Calentamiento ohmico
se usan para:
Precalentamiento de productos antes de su
enlatado.
Pasteurización de alimentos con partículas para
rellenado en caliente.
Calentamiento ohmico
La energía infrarroja es una radiación
electromagnética emitida por los objetos calientes.
Esta radiación emite una energía que calienta los
productos que la absorben.
El rápido calentamiento de la superficie de los
alimentos retiene en su interior, tanto la humedad,
como los compuestos aromáticos.
Calentamiento infrarrojo
La principal aplicación comercial de la energía
radiante es la desecación de alimentos de bajo
contenido en agua (por ejemplo cortezas de pan,
cacao, harinas, granos, malta, pasta para sopa y
te).
Calentamiento infrarrojo
Procesado de los Alimentos
que implican Eliminación de
Calor.Ing. Raúl Chávez Zavaleta
La refrigeración es aquella operación unitaria en la
que la temperatura del producto se mantiene entre
-1ºC y 8 ºC .
La refrigeración se utiliza para reducir la velocidad
de las transformaciones microbianas y bioquímicas
que en el alimento tienen lugar prolongando de
esta forma la vida útil tanto de los alimentos frescos
como elaborados.
Refrigeración
Dado que los alimentos refrigerados poseen
prácticamente todo el valor nutritivo y las
características organolépticas del alimento original,
son considerados por el consumidor como alimentos
adecuados, fáciles de preparar, de alta calidad,
“frescos” y “saludables”.
Refrigeración
Una reducción en la concentración de oxigeno y/o
un aumento de la concentración de dióxido de
carbono en la atmosfera de almacenamiento que
rodea un alimento reduce la velocidad de
respiración de las frutas y vegetales frescos e
inhibe el crecimiento de microbios e insectos.
Almacenamiento y envasado en atmosferas
controladas o modificadas
Consiste en el uso de gases para remplazar al aire
alrededor de alimentos que no respiran, sin ningún
control posterior después del almacenamiento o
envasado.
Almacenamiento y envasado en atmósferas
modificadas
En cambio aquí en atmosferas controladas la
composición del gas alrededor de alimentos que
respiran se controla constantemente.
Almacenamiento y envasado en atmósferas
controladas
La congelación es aquella operación unitaria en la
que la temperatura del alimento se reduce por
debajo de su punto de congelación, con lo que una
proporción elevada del agua que contiene cambia
de estado formando cristales de hielo.
Cuando la congelación y el almacenamiento se
realizan adecuadamente, las características
organolépticas y el valor nutritivo del alimento
apenas si resultan afectados.
Congelación
La primera fase de la liofilización es la congelación
del alimento en una instalación convencional.
Los alimentos de pequeño tamaño se congelan
mas rápidamente dando lugar a cristales de hielo
muy pequeños que dañan menos su estructura.
En los alimentos líquidos se procura que la
congelación sea lenta, con objeto de que se
forme una red cristalina que da lugar a la
formación de unos canales por los que el vapor
de agua puede escapar.
Liofilización
El siguiente paso consiste en eliminar el agua por
secado lo que provoca la deshidratación del
alimento.
Los alimentos sometidos a liofilización tienen una
vida útil muy superior a 12 meses.
Liofilización
La concentración de los alimentos líquidos por
congelación consiste, en esencia, en la
cristalización fraccionada del agua a hielo y la
eliminación posterior de este por separación
mecánica o por lavado en columna.
La concentración por congelación es el sistema que
mas se aproxima al objetivo ideal de separar el
agua del alimento sin afectar a otros componentes.
Concentración por congelación
Las bajas temperaturas que se utilizan en el
proceso permiten retener la mayor parte de los
componentes volátiles del aroma. El costo es
superior.
Concentración por congelación