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Conservación de
alimentos por frío
Refrigeración / Congelamiento.
Eduardo Umaña Cerros, Ing.
Conservación de
alimentos por frío
Autoría de los contenidos:
Ing. Eduardo Umaña Cerros
Consultor de Industrias de Alimentos en
Sistema de Calidad, Inocuidad y Tecnología.
Documento desarrollado por:
FIAGRO Y FUSADES PROINNOVA
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Eikon Creative
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Agropecuaria-FIAGRO y la Fundación para
el Desarrollo Económico y Social -FUSADES
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Mercedes Llort de Wise
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Presidente FUSADES PROINNOVA
Antonio Cabrales
Comisión PROINNOVA
Francisco de Sola
Álvaro Ernesto Guatemala
Roberto Rivera Campos
Pedro Argumedo
Federico Huguet
Alfredo Frech
José Manuel Dutriz Gutiérrez
José Luis Montalvo
Director PROINNOVA
Samuel Salazar
Director de Proyectos
Rafael Vega
Publicación gracias al apoyo de
Conservación
de alimentos por frío
I.CIENCIA Y TECNOLOGÍA
I. CIENCIA Y TECNOLOGÍA
I.
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1. Introducción a la Refrigeración y Congelamiento como medio de
Conservación de alimentos.
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2. Terminología, Definiciones y Explicaciones.
2.1. Refrigeración
2.2. Centro térmico
2.3. Tiempo de refrigeración
2.4. Características del agua
2.5. Actividad del agua
2.6. Precongelación
2.7. Congelación
2.8. Curva de congelación
2.9. Principios de termodinámica en la formación del hielo
2.10. Cristalización del hielo
2.11. Velocidad de congelación
2.12. Duración de la congelación
2.13. Velocidad de avance del frente de congelación
2.14. Tiempos de congelación
2.15. Fin de la congelación
2.16. Temperatura de equilibrio
2.17. Desecación de los alimentos congelados
2.18. Reducción de la temperatura de almacenamiento
2.19. Modificaciones de los alimentos durante la congelación
2.20. Duración del almacenamiento
2.21. Conservación de Alta Calidad
2.22. Duración práctica del almacenamiento
2.23. Modificaciones de los alimentos durante el almacenamiento
2.24. Descongelación
2.25. Procesos que provocan el deterioro de los alimentos
2.26. Higiene de productos refrigerados y congelados
2.27. Embalaje de los alimentos congelados
2.28. Materiales de Embalaje para alimentos
2.29. La medida de la temperatura
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I.
Conservación
de alimentos por frío
I.CIENCIA Y TECNOLOGÍA
3. Propiedades Térmicas de los Alimentos.
3.1. Propiedades térmicas de los componentes de los alimentos
3.2. Propiedades térmicas de los alimentos
3.3. Contenido de agua
3.4. Punto de congelación inicial
3.5. Fracción de hielo
3.6. Densidad
3.7. Calor específico
3.8. Entalpía
3.9. Conductividad térmica
3.10. Difusividad térmica
3.11. Calor de respiración
3.12. Transpiración de frutas y vegetales frescos
3.13. Coeficiente superficial de transferencia de calor
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4. Tiempos de Enfriado y congelado de alimentos.
4.1. Termodinámica de la refrigeración y congelación
4.2. Tiempos de refrigeración para alimentos y bebidas
4.3. Tiempos de congelación para alimentos y bebidas
4.3.1 Ecuación de Plank
4.3.2 Modificaciones a la ecuación de Plank
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5. Sistemas y Métodos de congelación industrial de alimentos
Técnicas de congelación.
5.1. Congelamiento por ráfaga o aire forzado (Blast freezing)
5.1.1 Cuartos de conservación en cámara frigorífica
5.1.2 Túneles estacionarios de células de congelación
de ráfaga
5.1.3 Congelador para carretillas (Túnel para carretillas)
5.1.4 Congeladores de banda transportadora recta
5.1.5 Congeladores de banda transportadora recta
de pasos múltiples
5.1.6 Congeladores de lecho fluidizado
5.1.7 Congeladores de lecho fluidizado de banda
5.1.8 Congeladores de banda de espiral
5.1.9 Congelador de espiral de flujo de aire vertical
5.1.10 Congelador de espiral de circulación de aire divida
5.1.11 Congeladores de choque
5.1.12 Congeladores de cajas
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I.
Conservación
de alimentos por frío
I.CIENCIA Y TECNOLOGÍA
5.2. Congeladores de contacto directo.
5.2.1 Congeladores manuales y automáticos de la placa
5.2.2 Congelador especializado de contacto directo
5.3. Congeladores criogénicos o de inmersión.
5.3.1 Congelador de nitrógeno líquido
5.3.2 Congelador de dióxido e carbono
5.4. Congeladores crío-mecánicos
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6. Atmósfera Modificada como técnica complementaria a la
refrigeración y congelamiento de alimentos
6.1. Atmósfera Controlada (AC)
6.2. Atmósfera Modificada (AM)
6.3. Características de las cámaras
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7. Microbiología de los alimentos refrigerados y congelados
7.1. Fundamentos de microbiología básica
7.2. Como crecen los microorganismos
7.3. Factores intrínsecos
7.4. Factores extrínsecos
7.5. Temperatura
7.6. Prevención de contaminación
7.7. Prevención del crecimiento microbiano
7.8. Destrucción de microorganismos
7.9. Limpieza y sanitización
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8. Diseño de Instalaciones Refrigeradas
8.1. Diseño del almacén frigorífico
8.2. Categorías de almacén refrigerado
8.3. Funcionalidad
8.4. Funciones del diseño
8.5. Levantamiento del suelo por congelación
8.6. Aislamiento
8.7. Tipos de aislamiento
8.8. Sistemas de refrigeración (Equipamiento)
8.9. Selección del refrigerante
8.10. Inspección y mantenimiento
8.10.1. Sistema básico
8.10.2. Aberturas
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Conservación
de alimentos por frío
I.TECNOLOGÍA APLICADA
II.
II. TECNOLOGÍA APLICADA
Tecnología de Refrigeración y Congelamiento Aplicada
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APLICACIÓN A PRODUCTOS VEGETALES
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1. Métodos para pre enfriar frutas, vegetales y flores
1.1 Enfriamiento húmedo (aspersión o inmersión)
1.2 Enfriamiento por aire forzado
1.2.1 Métodos comerciales de enfriamiento por aire
1.3 Pre enfriamiento evaporativo por aire forzado
1.4 Enfriamiento por paquetes de hielo (PACKAGE ICING)
1.5 Enfriamiento al vacío
1.6 Refrigeración o enfriamiento de flores de cortadas
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2. Selección del producto y mantenimiento de la calidad
2.1 Manejo post cosecha
2.2 Enfriamiento
2.3 Transporte
2.4 Almacenaje de algunos vegetales y frutas
2.4.1 Espárragos
2.4.2 Bróculi ó brócoli
2.4.3 Repollo
2.4.4 Zanahorias
2.4.5 Coliflor
2.4.6 Maíz tierno o elote
2.4.7 Pepinos
2.4.8 Lechuga
2.4.9 Melones
2.4.10 Sandías
2.4.11 Okra
2.4.12 Cebollas
2.4.13 Perejil
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Conservación
de alimentos por frío
I.TECNOLOGÍA APLICADA
II.
2.4.14 Pimentón o chile dulce
2.4.15 Pimentones y chile picante secos
2.4.16 Papas
2.4.17 Loroco (flor) [Fernaldia pandurata]
2.4.18 Chipilín (hoja) [Crotalaria longirostrata]
2.4.19 Izote (flor) [Yucca elephantipes]
2.4.20 Pito (flor) [Erythrina berteroana]
2.4.21 Yuca (cassava) [Manihot esculenta]
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3. Frutas
3.1 Cítricos: Madurez y calidad
3.1.1 Cítricos: Enfriamiento -refrigeración
3.1.2 Cítricos: Transporte
3.1.3 Cítricos: Almacenaje
3.1.4 Naranjas
3.1.5 Limones
3.2 Bananos-Plátanos
3.2.1 Hermeticidad
3.2.2 Refrigeración
3.3 Aguacates
3.4 Mangos
3.5 Piñas o ananás
3.6 Jocotes [Spondias mobin, Spondias pupurea]
3.7 Nance [Byrsonima crassifolia]
3.8 Marañón [Anacardium occidentale]
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APLICACIÓN PRODUCTOS CARNICOS
1.CARNES ROJAS
1.1. Carnes en canal
1.2. Carne vacuna en cajas
1.3. Tiempos de congelamiento de carne deshuesada
1.4. Refrigeración de canal porcina
1.5. Recortes de carne de cerdo
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Conservación
de alimentos por frío
I.TECNOLOGÍA APLICADA
II.
1.6. Refrigeración de becerros y corderos
1.7. Carnes procesadas
1.8. Productos de carne congelados
1.9. Calidad de la carne congelada
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2.AVES
2.1. Procesamiento de aves de corral
2.2. Enfriamiento
2.3. Descontaminación de carcasas
2.4. Transformación posterior
2.5. Congelamiento.
2.5.1 Efecto sobre la calidad del producto
2.5.2 Métodos de congelamiento
2.5.3 Descongelado
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3.PESCADO
3.1.Productos pesqueros
3.1.1. Cuidado a bordo del barco
3.1.2. Formación de hielo
3.1.3. Congelamiento de productos pesqueros
3.1.4. Congelado
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APLICACIÓN A PRODUCTOS DERIVADOS
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1.LACTEOS
1.1.Producción y procesamiento de la leche
1.1.2. Recepción almacenamiento de leche
1.1.3. Separación y clasificación
1.1.4. Pasteurización y homogenización
1.1.5. Almacenaje y distribución de la leche
1.1.6. Refrigeración
1.2. Elaboración de mantequilla
1.3. Elaboración de queso
1.4. Postres congelados de leche (sorbete y otros)
1.5. Esterilización de alta temperatura (UHT) y
Empaque Aséptico (AP)
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Conservación
de alimentos por frío
I.TECNOLOGÍA APLICADA
II.
2.HUEVOS Y PRODUCTOS DE HUEVOS
2.1.Huevos con cascarón
2.1.1. Estructura de huevo y composición
2.1.2. Calidad de huevo y seguridad
2.1.3. Procesamiento de huevo de cáscara
2.1.4. Efecto de refrigeración sobre calidad de huevo
y seguridad
2.1.5. Embalaje
2.1.6. Transporte
2.2.Productos de huevo
2.2.1. Productos refrigerados de huevo
2.2.2. Productos congelados de huevo
2.2.3. Productos de huevo deshidratados
2.2.4. Calidad en productos de huevos
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3.JUGOS DE FRUTAS
3.1.Jugo de naranja
3.1.1. Concentrado de naranja
3.1.2. Almacenamiento en cámaras frigoríficas
3.1.3. Métodos de concentración
3.1.4. Control de calidad
3.1.5. Jugo enfriado
3.1.6. Refrigeración
3.2.Otros jugos cítricos
3.2.1. Jugo de toronja
3.2.2. Mezcla jugo de toronja y naranja
3.2.3. Jugo de mandarina
3.3.Jugos no cítricos
3.3.1. Jugo de piña
3.3.2. Jugo de manzana
3.3.3. Jugo de uvas
3.3.4. Fresa y otros jugos de baya
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Conservación
de alimentos por frío
II.
I.TECNOLOGÍA APLICADA
4.PRODUCTOS DE PANADERIA
4.1. Almacenaje de ingredientes
4.2. Mezcla
4.3. Fermentación
4.4. Formado de pan
4.5. Fermentacion final
4.6. Cocción u horneado
4.7. Enfriamiento del pan
4.8. Cortar y envoltura (enrollado)
4.9. Pan congelado
4.10.Descongelacion de pan
4.11. Congelación de otros productos de panadería
4.12.Panadería congelada de prefermenteados
4.13.Masas y pastas retardadas
4.14.Opción de refrigerantes
5. ALIMENTOS PREPARADOS, PRECOCIDOS
Y LISTOS PARA CONSUMO
5.1.Platos principales, comidas completas preparadas
5.1.1. Características generales de la planta
5.1.2. Preparación, elaboración.
Operaciones unitarias
5.1.3. Ensamble (montaje), llenado y empacado
5.1.4. Envase, enfriado (refrigerado), congelado
5.1.5. Almacenamiento de productos terminados
y transporte
5.1.6. Carga refrigerada
5.1.7. Sistemas de refrigeración
5.2.Hortalizas
5.2.1. Produccion internacional
5.3. Frutas
5.4. Otros alimentos preparados (etnicos)
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Conservación
de alimentos por frío
II.
I.TECNOLOGÍA APLICADA
APLICACIONES INDUSTRIALES
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6. FABRICACION DE HIELO
6.1. Fabricas de hielo
6.1.1. Hielo en escamas
6.1.2. Hielo en tubular(tubito)
6.2. Almacenamiento termico y almacenaje de hielo
6.1.1. Almacenamiento termico
6.1.2. Almacenaje de hielo
6.3. Sistemas de entrega
6.4. Hielo comercial
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213
Conservación
de alimentos por frío
III.
III. Distribución de
Productos refrigerados y
Congelados
II. Distribución de Productos refrigerados
y Congelados
214
1. Transporte terrestre: Contenedores, Ferrocarril,
Camiones y rastras.
1.1 Vehículos
1.1.1 Breve descripción de los tipos principales
1.2 Equipamiento.
1.2.1 Refrigeración y calefacción mecánica
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217
2. Transporte marino
2.1 Diseño del sistema de refrigeración.
2.1.1 Consideraciones a tomar cuenta en el diseño de equipos
2.1.2 Consideraciones en planeamiento inicial
2.2 Refrigeración con hielo
2.3 Refrigeración con agua de mar
2.4 Proceso de congelación y conservación en cámara frigorífica
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222
3. Transporte aéreo
3.1 Flete aéreo de perecederos
3.2 Frutas y vegetales
3.3 Productos marinos
3.4 Animales
3.5 Contenedores para embarque aéreo
3.6 Carga del contenedor aéreo
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225
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226
Bibliografía
228
*Consultor asociado de FUSADES: PROinnova/FIAGRO
Conservación de alimentos por frío
Refrigeración / Congelamiento.
Eduardo Umaña Cerros, Ing.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
I.
1.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Introducción a la Refrigeración y Congelamiento
como medio de Conservación de alimentos
Desde hace muchos años y con el objeto de dar solución a problemas
de estacionalidad de producción, la conservación de alimentos se ha
convertido cada vez mas en una práctica más frecuente. Tratamientos
tradicionales como la deshidratación, la salazón, la fermentación y otros
son prueba de esta tendencia y aunque permiten incrementar el tiempo
de conservación alteran considerablemente las características naturales
del producto.
Con el avance tecnológico en la conservación de alimentos, se ha
solucionado en gran parte el problema de la estacionalidad. Este avance
se ha ido adaptando a la demanda de los consumidores, que cada vez
son más exigentes en aspectos de calidad sensorial, nutricional y sanitaria.
La Conservación de alimentos apunta hacia tecnologías limpias, que
ayuden a mantener en la medida de lo posible los atributos de calidad
y las características naturales de los productos.
Los métodos de conservación han evolucionado desde las maneras
más rudimentarias de conservar alimentos como el secado al sol hasta
tecnologías mas recientes como la liofilización, la deshidratación osmótica
o el uso de muy bajas temperaturas de refrigeración o congelamiento
en atmósferas modificadas o controladas.
En el actual mercado global existe la tendencia que orienta a tecnologías
de consumo en fresco o procesado al mínimo, con tecnologías medias,
en las que el congelamiento, el ultra congelamiento y la refrigeración
misma juegan el papel principal.
16
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I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Introducción a la Refrigeración y Congelamiento
como medio de Conservación de alimentos
Con los avances tecnológicos y científicos recientes, se ha podido ahondar
el conocimiento de los principales mecanismos químicos, bioquímicos,
fisiológicos y microbiológicos causantes del deterioro de la calidad
sensorial, nutricional o sanitaria, y así permitir el desarrollo de tecnologías
fundamentadas en métodos de conservación.
-Los métodos de conservación químicos:
utilizan azúcares, ácidos, sal, etc.
-Los métodos de conservación biológicos:
utilizan fermentación alcohólica, láctica, acética, etc.
-Los métodos de conservación físicos:
1.Aumento de energía del producto como tratamientos térmicos o radiación;
2.reducción de temperatura como refrigeración o congelamiento;
3.reducción del contenido de agua como liofilización, concentración,
deshidratación;
4.aplicación de barreras como diversos tipos de envasado que aumentan
significativamente el tiempo de conservación de los alimentos.
Se estima que las tecnologías de refrigeración y congelamiento de
alimentos son muy eficaces por ser tecnología limpia y por preservar
significativamente la calidad sensorial y nutricional de los alimentos,
además de poderse realizar con costes asumibles comercialmente.
También, se debe de agregar que los consumidores cada vez son más
susceptibles en aspectos de contaminación. Por tal razón los procesos
que incluyen tratamientos químicos experimentan bajo crecimiento ante
el auge de los tratamientos físicos que se ven muy beneficiados, no sería
extraño que en futuro cercano sea más exigible el uso de tecnologías
limpias y amigables con el medio ambiente.
La conservación de alimentos por frío con más de un siglo de evolución
y aplicación comercial, es cada vez más utilizada en muchos productos
alimenticios. Se estima que en mercados desarrollados cada vez es
mayor el porcentaje de alimentos consumidos o utilizados para otros
procesos, que han sido congelados en alguna etapa previa a su uso o
comercialización.
18
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Introducción a la Refrigeración y Congelamiento
como medio de Conservación de alimentos
La aplicación del frío, ya sea por refrigeración o congelamiento, protege
la calidad de los alimentos a un coste muy competitivo. En los mercados
en donde ya es utilizada esta tecnología, observa crecimiento constante
y se generaliza a cada vez más mercados como países cuando éstos
encuentran las ventajas que ofrece este mecanismo de conservación.
Mucho son los beneficios que esta técnica ofrece que se busca armonizar
el entorno con la infraestructura necesaria para su aplicación. Esto hace
necesaria la adquisición de equipos de congelamiento, almacenes
frigoríficos, transportes frigoríficos, equipamientos y otros con el objetivo
de que ayuden a garantizar estabilidad en la temperatura de los productos
y no romper la cadena de frío que garantice la preservación de la calidad.
En la tecnología disponible para conservación de alimentos por frío, se
ha confirmado que bajas temperatura como refrigeración son para
comercialización a corto y mediano plazo; y la congelación es para
comercialización a largo plazo. La técnica en sí al igual que los mercados,
se desarrolla notablemente extendiéndose a cada vez más productos,
haciendo a éstos más atractivos para el consumidor, combinando la
refrigeración o el congelamiento con la appertización (envasado o enlatado
y esterilizado de conservas), deshidratación u otros mecanismos de
conservación.
Es necesario conocer y comprender el funcionamiento del mecanismo
de conservación de alimentos por frío, ya sea de refrigeración o
congelamiento, para aprovechar las bondades de estas tecnologías. Es
importante aclarar que el congelamiento no mejorará la calidad del
producto final, por lo que la calidad de la materia prima es muy importante.
Otros factores que influirán en la calidad de los productos congelados
son: el proceso aplicado, el embalaje utilizado, los tiempos y temperaturas
usadas en la cadena de frío, así como la descongelación y cocción final
(si es necesaria) antes del consumo.
En el proceso de refrigeración o congelación es muy importante tomar
en cuenta los numerosos factores que en forma conjunta influyen
seriamente en la calidad del producto que se lleve al consumidor.
Con el trabajo de ésta información técnica, se pretende ayudar a
comprender y aplicar reglas esenciales de este mecanismo de
conservación de alimentos por refrigeración y congelamiento.
19
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Introducción a la Refrigeración y Congelamiento
como medio de Conservación de alimentos
La aplicación del frío, ya sea por refrigeración o congelamiento, protege
la calidad de los alimentos a un coste muy competitivo. En los mercados
en donde ya es utilizada esta tecnología, observa crecimiento constante
y se generaliza a cada vez más mercados como países cuando éstos
encuentran las ventajas que ofrece este mecanismo de conservación.
Mucho son los beneficios que esta técnica ofrece que se busca armonizar
el entorno con la infraestructura necesaria para su aplicación. Esto hace
necesaria la adquisición de equipos de congelamiento, almacenes
frigoríficos, transportes frigoríficos, equipamientos y otros con el objetivo
de que ayuden a garantizar estabilidad en la temperatura de los productos
y no romper la cadena de frío que garantice la preservación de la calidad.
En la tecnología disponible para conservación de alimentos por frío, se
ha confirmado que bajas temperatura como refrigeración son para
comercialización a corto y mediano plazo; y la congelación es para
comercialización a largo plazo. La técnica en sí al igual que los mercados,
se desarrolla notablemente extendiéndose a cada vez más productos,
haciendo a éstos más atractivos para el consumidor, combinando la
refrigeración o el congelamiento con la appertización (envasado o enlatado
y esterilizado de conservas), deshidratación u otros mecanismos de
conservación.
Es necesario conocer y comprender el funcionamiento del mecanismo
de conservación de alimentos por frío, ya sea de refrigeración o
congelamiento, para aprovechar las bondades de estas tecnologías. Es
importante aclarar que el congelamiento no mejorará la calidad del
producto final, por lo que la calidad de la materia prima es muy importante.
Otros factores que influirán en la calidad de los productos congelados
son: el proceso aplicado, el embalaje utilizado, los tiempos y temperaturas
usadas en la cadena de frío, así como la descongelación y cocción final
(si es necesaria) antes del consumo.
En el proceso de refrigeración o congelación es muy importante tomar
en cuenta los numerosos factores que en forma conjunta influyen
seriamente en la calidad del producto que se lleve al consumidor.
Con el trabajo de ésta información técnica, se pretende ayudar a
comprender y aplicar reglas esenciales de este mecanismo de
conservación de alimentos por refrigeración y congelamiento.
I.
2.
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
2.1. Refrigeración
La refrigeración consiste en la conservación de los productos a bajas
temperaturas, pero por encima de su temperatura de congelación. De
manera general, la refrigeración se enmarca entre -1º C y 8º C. De esta
forma se consigue que el valor nutricional y las características
organolépticas casi no se diferencien de las de los productos al inicio de
su almacenaje. Es por esta razón que los productos frescos refrigerados
son considerados por los consumidores como alimentos saludables.
La refrigeración evita el crecimiento de los microorganismos termófilos
que crecen a una temperatura arriba 45°C como Bacillus y Clostridium
además de algunas algas y hongos y de muchos mesófilos que crecen
en temperaturas de entre -5 a -7 °C como bacterias.
Sin embargo, lograr un buen producto congelado depende de la
temperatura y las otras condiciones de almacenaje. La vida útil de los
vegetales refrigerados depende de la variedad, la parte almacenada, las
condiciones de su recolección y la temperatura durante su transporte,
entre otras. Para los alimentos procesados depende del tipo de alimento,
intensidad del procesamiento recibido (fundamentalmente sobre los
microorganismos y enzimas), higiene en la elaboración, el envasado y
el envase, entre otros.
En el caso de las frutas, como producto vegetal vivo, su velocidad de
respiración varía con la temperatura, o sea a mayor temperatura mayor
respiración y viceversa; en las frutas de patrón climatérico se produce
durante su almacenamiento un incremento brusco de su actividad
respiratoria. Entre estas frutas se cuentan el aguacate, el mango y la
papaya. Las frutas de patrón no climatérico no presentan el anterior
comportamiento, encontrándose entre ellas la naranja, la toronja y la
piña. La respiración de los vegetales es similar a la de las frutas de patrón
no climatérico.
20
21
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
I.
I.
Cuando la temperatura de algunas frutas y vegetales desciende de un
determinado valor se producen en ellos cambios indeseables las cuales
son conocidas como daños por frío, por ejemplo la quemadura de bananos
o plátanos al enfriarlos debajo de temperaturas de 13 a 14 °C/55 57°F.
En los tejidos animales, al cesar el suministro de sangre oxigenada como
consecuencia del sacrificio, cesa la respiración aeróbica y se inicia la
respiración anaeróbica mediante la cual el glucógeno se transforma en
ácido láctico provocando una disminución del pH. Con ello se inicia un
proceso denominado rigor mortis. Como resultado de este proceso el
tejido muscular se endurece haciéndose inextensible. Para que este
proceso se desarrolle y el producto llegue a adquirir la coloración y textura
adecuadas, el mismo debe desarrollarse en condiciones de refrigeración
para frenar el desarrollo de los microorganismos.
Independientemente del tipo de alimento la refrigeración puede aplicarse
sola o en combinación con otras técnicas, tales como la irradiación, las
atmósferas modificadas y controladas o el envasado en atmósferas
modificadas, entre otras. La refrigeración encuentra gran aplicación en
la elaboración de comidas preparadas en los que se aplican los sistemas
de cocción-enfriamiento.
2.2. Centro térmico
Es el punto del producto en el que la temperatura es la más elevada
en el proceso de congelación.
2.3. Tiempo de refrigeración
La determinación del tiempo de refrigeración constituye un elemento de
importancia práctica, ya que permite conocer el tiempo necesario para
que un producto alcance una temperatura dada en su centro térmico
partiendo de una temperatura inicial, una temperatura del medio de
enfriamiento, configuración geométrica, tipo de envase, etc. Este resultado
puede emplearse en el cálculo de la carga por productos correspondiente
a la carga térmica. Para el trabajo práctico existen tablas y figuras las
que de manera rápida y sencilla permiten determinar el tiempo de
enfriamiento de determinados productos en condiciones específicas. Con
tales determinaciones se facilita la operación de enfriamiento o congelación
de cargas de productos a condiciones establecidas.
22
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
I.
2.4. Características del agua
I.
El agua es el constituyente más abundante en la mayoría de los alimentos
en estado natural por ello desempeña un papel esencial en la estructura
y demás caracteres de los productos de origen vegetal y animal.
El agua presente en un alimento puede estar como agua libre o como
agua ligada, ésta última puede estar más o menos fuertemente unida
de manera compleja a otros constituyentes. Es por ello que el estado
del agua presente en un alimento es tan importante para su estabilidad
así como para el riesgo de deterioro.
Las propiedades del agua que determinan el comportamiento de los
alimentos, son:
- el descenso de la presión de vapor,
- elevación del punto de ebullición,
- descenso del punto de congelación,
- descenso de la tensión superficial,
- aumento de la viscosidad y
- gradientes de presión osmótica a través de membranas semipermeables.
La mayoría de estas propiedades juegan papel importante en procesos
de conservación de alimentos por refrigeración o congelamiento.
2.5. Actividad del agua aw
I.
La actividad del agua es una medida de la mayor o menor disponibilidad
del agua en los diversos alimentos, la cual se define por el descenso de
la presión parcial del vapor de agua, donde pw es la presión parcial del
vapor de agua del alimento y po es la presión de vapor del agua pura
a la misma temperatura:
aw = pw / po
La actividad de agua constituye una medida relativa con respecto a un
estado estándar tomado como comparación. El estado estándar escogido
es el del agua pura al cual su actividad se toma igual a la unidad, por
lo cual la actividad de un alimento es siempre menor que la unidad. Esto
es debido a que las especies químicas presentes disminuyen la capacidad
de vaporización del agua.
2.6. Pre congelación
Es el tiempo que transcurre entre el momento en que el producto, a su
temperatura original, es sometido a un proceso de congelación y el
instante en que comienza la cristalización del agua (temperatura
crioscópica), este variará acorde al sistema de congelación utilizado
(rápido o lento).
23
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
I.
2.7. Congelación
El principio de la conservación de los alimentos por el sistema de
congelación se basa en el mismo principio que el de la refrigeración la
ventaja que presenta es que en cuanto más baja es la temperatura más
se aleja de las condiciones ideales en las que pueden multiplicarse los
microorganismos, por lo que el alimento se altera cada vez menos.
La congelación consiste en la aplicación de temperaturas a los alimentos
por debajo de cero grados centígrados, de forma que parte del agua del
alimento se convierte en hielo. Al mismo tiempo, como el agua se
solidifica, se produce una desecación del alimento, lo que contribuirá de
forma significativa a una mejor conservación. Lógicamente, este efecto
será más importante cuanto más baja sea la temperatura.
La temperatura de elección a nivel internacional es de -18ºC/0ºF, ya que
por debajo de ésta se estima que no es posible la proliferación de
bacterias (significativamente), por lo que disminuye la posibilidad de
alteración y se reducen los riesgos para la salud. Hay que destacar que,
después de la refrigeración, la congelación es el tratamiento que menos
modificaciones produce en los alimentos. De forma que después de la
descongelación los alimentos son casi idénticos a los productos crudos
empleados como materia prima.
No toda el agua presente en el alimento puede separarse en forma de
cristales como consecuencia de la congelación. En el alimento existe
una fracción del agua no congelable a la que corresponde una actividad
de agua muy baja (de hasta 0,3). Esta agua, la cual se encuentra
fuertemente unida a las estructuras moleculares, es denominada agua
ligada y representa entre el 5 y el 10% de la masa total de agua contenida
en el alimento.
El agua libre o no ligada, por su parte, representa la mayor parte del
agua contenida en los alimentos. No obstante, esta agua no sale
espontáneamente de los tejidos. Esta agua se encuentra en forma de
geles tanto en el interior de la célula como en los espacios intercelulares,
estando su retención influenciada por el pH y las fuerzas iónicas. Durante
la congelación el agua es removida de su posición normal dentro de los
tejidos y convertida en hielo. Este proceso es parcialmente revertido
durante la descongelación dando lugar a la formación de exudado.
24
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
I.
2.8. Curva de congelación
El proceso de congelación en los alimentos es más complejo que la
congelación del agua pura. Los alimentos al contener otros solutos
disueltos además de agua, presentan un comportamiento ante la
congelación similar al de las soluciones. La evolución de la temperatura
con el tiempo durante el proceso de congelación es denominada curva
de congelación. La curva de congelación típica de una solución se
muestra en la siguiente figura.
talización del agua (temperatura crioscópica), este variará acorde al
sistema de congelación utilizado (rápido o lento).
Curva de congelación
TEMPERATURA
A
B
D
S
E
C
E
TIEMPO
Esta curva posee las siguientes secciones:
AS: el alimento se enfría por debajo de su punto de congelación qf inferior
a 0º C. En el punto S, al que corresponde una temperatura inferior al
punto de congelación, el agua permanece en estado líquido. Este
subenfriamiento puede llegar a ser de hasta 10º C por debajo del punto
de congelación.
SB: la temperatura aumenta rápidamente hasta alcanzar el punto de
congelación, pues al formarse los cristales de hielo se libera el calor
latente de congelación a una velocidad superior a la que este se extrae
del alimento.
25
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
BC: el calor se elimina a la misma velocidad que en las fases anteriores,
eliminándose el calor latente con la formación de hielo, permaneciendo
la temperatura prácticamente constante. El incremento de la concentración
de solutos en la fracción de agua no congelada provoca el descenso del
punto de congelación, por lo que la temperatura disminuye ligeramente.
En esta fase es en la que se forma la mayor parte del hielo.
CD: uno de os solutos alcanza la sobresaturación y cristaliza. La liberación
del calor latente correspondiente provoca el aumento de la temperatura
hasta la temperatura del soluto.
DE: la cristalización del agua y los solutos continúa.
EF: la temperatura de la mezcla de agua y hielo desciende.
En realidad la curva de congelación de los alimentos resulta algo diferente
a la de las soluciones simples, siendo esa diferenciación más marcada
en la medida en que la velocidad a la que se produce la congelación
es mayor.
I.
2.9. Principios de termodinámica en la formación del hielo
Todos los alimentos (vegetales, animales) son como soluciones acuosas
diluidas. La cantidad de agua del alimento define la formación de hielo
en relación directa a mayor temperatura de congelamiento. La temperatura
de congelación de un alimento es aquella temperatura a la que aparecen
los primeros cristales de hielo estables. La formación de un cristal de
hielo requiere primeramente de una nucleación, ésta puede ser
homogénea o heterogénea, ésta última es la más frecuente en el caso
de los alimentos, donde los núcleos se forman sobre partículas en
suspensión o sobre la pared celular.
La cristalización que se origina durante la congelación de un alimento
es la formación de una fase sólida sistemáticamente organizada a partir
de una solución. El proceso de cristalización comprende las etapas de
nucleación y la de crecimiento de los cristales. La cristalización del hielo
se produce cuando el sistema se encuentra lo suficientemente sub
enfriado. El subenfriamiento es la diferencia de temperaturas por debajo
del punto inicial de congelación del sistema.
La nucleación es la combinación de moléculas dentro de una partícula
ordenada de tamaño suficiente para sobrevivir sirviendo a su vez de sitio
para el crecimiento cristalino.
26
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
En la cristalización del hielo, la remoción de calor debido al cambio de
fase constituye el mecanismo determinante de todo el crecimiento de
los cristales.
La duración del período de subenfriamiento depende de las características
del alimento y de la velocidad a la que se remueve el calor. Si el
subenfriamiento resulta marcado se producirá una gran cantidad de
núcleos que originaran cristales pequeños. Cuando la situación es
contraria a la antes descrita se producirán pocos núcleos y con ello
pocos cristales grandes.
I.
Durante la mayor parte de la meseta de congelación (en el tramo BC de
la figura anterior: Curva de congelación) la formación de los cristales de
hielo es controlada por la transferencia de calor. La velocidad de transporte
de masa controla la velocidad de crecimiento de los cristales en el final
del período de congelación donde las soluciones remanentes se
encuentran más concentradas. A medida que la temperatura desciende
se van saturando las diferentes sustancias disueltas que luego cristalizan.
La temperatura a la cual el cristal de un soluto se encuentra en equilibrio
con el líquido no congelado y los cristales de hielo, es denominada
temperatura eutéctica. Como los alimentos constituyen una mezcla
compleja de sustancias, se emplea el término temperatura eutéctica
final, el cual corresponde a la temperatura eutéctica más baja de los
solutos del alimento. La máxima formación de cristales de hielo es
obtenida a esta temperatura.
2.10. Cristalización del hielo
Una vez comienza el agua a congelar, la cristalización es función de la
velocidad de enfriamiento, al mismo tiempo que de la velocidad de
difusión del agua a partir de las disoluciones que bañan la superficie
de los cristales de hielo. Si la velocidad de congelación es débil, entonces
se forman pocos núcleos de cristalización y los cristales de hielo crecen
ampliamente. Si la velocidad de congelación aumenta, el número de
cristales de hielo aumenta mientras su tamaño disminuye. Es importante
que la congelación lenta puede producir a un exudado excesivo en la
descongelación, mientras que una congelación muy rápida permite
preservar la textura de ciertos productos.
Características Cristalización:
- Cristalización Lenta: cristales crecen ampliamente.
- Cristalización Rápida: más cristales pero más pequeños.
27
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
I.
2.11. Velocidad de congelación
La calidad de los alimentos congelados se encuentra influenciada por
la velocidad con que se produce la congelación, así entre más rápido
se produzca el congelamiento mejor calidad en el producto congelado
se obtiene.
Diversas características de calidad están relacionadas con el tamaño
de los cristales el cual es una consecuencia de la velocidad con que se
produce la congelación. El principal efecto de la congelación sobre la
calidad de los alimentos es el daño que ocasiona en las células el
crecimiento de los cristales de hielo. La congelación prácticamente no
provoca deterioro desde el punto de vista nutritivo. La resistencia de
diversos tejidos animales y vegetales a la congelación es muy diversa;
así, frutas y vegetales, por ejemplo, presentan una estructura muy rígida
por lo que la formación de los cristales de hielo puede afectarlos con
mayor facilidad que a las carnes.
La congelación de los tejidos se inicia por la cristalización del agua en
los espacios extracelulares puesto que la concentración de solutos es
menor que en los espacios intracelulares.
-Congelación Lenta.
Cuando la congelación es lenta la cristalización extracelular aumenta la
concentración local de solutos lo que provoca, por ósmosis, la
deshidratación progresiva de las células. En esta situación se formarán
grandes cristales de hielo aumentando los espacios extracelulares,
mientras que las células plasmolizadas (pierden agua por estar expuesta
una presión osmótica mayor) disminuyen considerablemente su volumen.
Este desplazamiento del agua y la acción mecánica de los cristales de
hielo sobre las paredes celulares provocan afecciones en la textura y
dan lugar a la aparición de exudados durante la descongelación.
28
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
-Congelación Rápida
Cuando la congelación es rápida la cristalización se produce casi
simultáneamente en los espacios extracelulares e intracelulares. El
desplazamiento del agua es pequeño, produciéndose un gran número
de cristales pequeños. Por todo ello las afecciones sobre el producto
resultaran considerablemente menores en comparación con la congelación
lenta. No obstante, velocidades de congelación muy elevadas pueden
provocar en algunos alimentos, tensiones internas que pueden causar
el agrietamiento o rotura de sus tejidos, congelar demasiado rápido
tomates u otros vegetales o frutas con alto contendido de agua.
Existen diversa maneras de definir la velocidad de congelación siendo
estas: el tiempo característico de congelación o duración de la congelación,
el tiempo nominal de congelación, la velocidad media de
congelación, etc.
I.
Por definición: Velocidad de Congelación (° C/h)
Es el cociente de la diferencia entre la temperatura inicial y temperatura
final por la duración de la congelación.
2.12. Duración de la congelación
I.
Es el tiempo transcurrido desde el principio de la fase de precongelación
hasta la obtención de la temperatura final. Este tiempo (lo que dura)
depende, por una parte de las temperaturas inicial y final y de la cantidad
de calor a extraer, y por otra de las dimensiones (espesor) y forma del
producto, como de los parámetros de transmisión térmica.
2.13. Velocidad de avance del frente de congelación (cm/h)
Otra forma de expresar la rapidez de la congelación es por medio de la
velocidad a la que se desplaza el frente de hielo a través del producto.
Esta es mayor cerca de superficie que hacia el centro.
29
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
I.
2.14. Tiempos de congelación
I.
La duración real del proceso de congelación depende de diversos
factores, unos son relativos al producto a congelar y otros al equipo
utilizado, de estos los más importantes son:
- Dimensiones y forma del producto (espesor).
-Temperatura inicial y final.
- Temperatura del refrigerante.
- Otros: Coeficiente de transferencia de calor superficial del producto,
Variación de entalpía (la entalpía consiste en energía sensible debajo
del punto de congelación) y Conductividad térmica del producto.
El conocimiento del tiempo de congelación es de gran importancia para
el diseño del proceso. Este tiempo es un dato necesario para determinar
la velocidad de refrigeración requerida en relación con la capacidad del
sistema de congelación. La predicción del tiempo de congelación puede
basarse en métodos numéricos y en métodos aproximados.
2.15. Fin de la congelación
I.
I.
El proceso de congelación termina cuando la mayor parte del agua
congelable se transforma en hielo en el centro térmico del producto. En
la mayoría de casos la temperatura del centro térmico coincide en ese
momento con la temperatura de almacenamiento. Si el producto se retira
antes de ese momento resultará una congelación lenta en el centro del
mismo y perdida de la calidad del producto congelado.
Almacenar productos insuficientemente enfriados podría perjudicar otros
que se encuentren en el almacén, es recomendable proseguir un
enfriamiento hasta lograr una temperatura de equilibrio como de -18° C.
2.16. Temperatura de equilibrio
Cuando la temperatura de la superficie de un producto es casi la misma
que en el centro térmico del mismo; esto en condiciones en las que
ninguna cantidad de calor es aportada ni extraída del producto.
2.17. Desecación de los alimentos congelados
Por corriente de aire frío, el producto que no está protegido, cierta
proporción de agua contenida en la superficie se evapora en el curso
de la congelación (1 a 2 % o más se reflejan como mermas por enfriamiento
o congelación). La proporción es menor cuanto más rápida es la
congelación. Embalajes impermeables al vapor de agua y en contacto
con los productos evitan pérdidas de agua.
30
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
I.
2.18. Reducción de la temperatura de almacenamiento
Período durante el cual temperatura se reduce, desde la temperatura a
la que la mayor parte de el agua congelable se ha transformado en hielo
a la temperatura final deseada. La temperatura final puede ser la
temperatura de almacenamiento alcanzada por todo el producto, incluso
el “centro térmico” o bien la temperatura de equilibrio.
19. Modificaciones de los alimentos durante la congelación.
La congelación provoca el aumento de la concentración de los solutos
presentes en productos e inversamente del descenso de la temperatura,
la velocidad de las reacciones aumenta, a pesar de la disminución de
la temperatura de acuerdo con la ley de acción de masas. Este incremento
en la velocidad de las reacciones se produce a temperaturas entre -5º
C y -15º C/ 23ºF a 5ºF. Este incremento en la concentración de los
solutos provoca cambios en la viscosidad, el pH, el potencial redox del
líquido no congelado, fuerza iónica, presión osmótica y tensión superficial,
entre otros.
La acción de esos factores asociados al efecto de la desaparición de
una parte del agua líquida, provoca cambios desfavorables en el alimento,
siendo un ejemplo de ello la agregación o incremento de las proteínas.
Estos efectos pueden ser limitados cuando el paso a través del citado
rango de temperaturas se realiza de forma rápida. Este rango es
denominado como zona de peligro o zona crítica.
Como el volumen del hielo es superior al del agua líquida, la congelación
de los alimentos provoca una dilatación, como por ejemplo al congelar
agua en un recipiente se produce un levantamiento o alzamiento de
hielo como una montaña. Esta dilatación puede variar en correspondencia
con el contenido de agua, la disposición celular, la concentración de
solutos y la temperatura del medio de congelación. Estas variaciones
que se originan en el volumen provocan tensiones internas de gran
magnitud sobre los tejidos lo que puede provocar desgarraduras internas
(y hasta la rotura completa en caso de los tejidos vegetales), lo que
originan pérdida de líquido durante la descongelación.
31
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
I.
2.19. Modificaciones de los alimentos durante la congelación.
La congelación provoca el aumento de la concentración de los solutos
presentes en productos e inversamente del descenso de la temperatura,
la velocidad de las reacciones aumenta, a pesar de la disminución de
la temperatura de acuerdo con la ley de acción de masas. Este incremento
en la velocidad de las reacciones se produce a temperaturas entre -5º
C y -15º C/ 23ºF a 5ºF. Este incremento en la concentración de los
solutos provoca cambios en la viscosidad, el pH, el potencial redox del
líquido no congelado, fuerza iónica, presión osmótica y tensión superficial,
entre otros.
La acción de esos factores asociados al efecto de la desaparición de
una parte del agua líquida, provoca cambios desfavorables en el alimento,
siendo un ejemplo de ello la agregación o incremento de las proteínas.
Estos efectos pueden ser limitados cuando el paso a través del citado
rango de temperaturas se realiza de forma rápida. Este rango es
denominado como zona de peligro o zona crítica.
Como el volumen del hielo es superior al del agua líquida, la congelación
de los alimentos provoca una dilatación, como por ejemplo al congelar
agua en un recipiente se produce un levantamiento o alzamiento de
hielo como una montaña. Esta dilatación puede variar en correspondencia
con el contenido de agua, la disposición celular, la concentración de
solutos y la temperatura del medio de congelación. Estas variaciones
que se originan en el volumen provocan tensiones internas de gran
magnitud sobre los tejidos lo que puede provocar desgarraduras internas
(y hasta la rotura completa en caso de los tejidos vegetales), lo que
originan pérdida de líquido durante la descongelación.
32
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
I.
El efecto principal que la congelación ocasiona sobre los alimentos es
el daño que provoca en las células el crecimiento de los cristales de
hielo. Cuando la velocidad de congelación es lenta, los cristales de hielo
crecen en los espacios extracelulares, lo que deforma y rompe las
paredes de las células que los contactan. La presión de vapor de los
cristales de hielo es inferior a la del interior de las células, lo que provoca
la deshidratación progresiva de las células por ósmosis y el engrosamiento
de los cristales de hielo. De esta forma se originan grandes cristales de
hielo y el aumento de los espacios extracelulares. Las células
plasmolizadas disminuyen considerablemente su tamaño.
Esta deshidratación celular disminuye las posibilidades de una nucleación
intracelular. La ruptura de las paredes celulares resulta de la acción
mecánica de los grandes cristales de hielo y del encogimiento excesivo
de las células.
Durante la descongelación, las células son incapaces de recuperar su
forma y turgencia originales y el alimento se reblandece y el material
celular se pierde por goteo. La expulsión de una parte del contenido
celular puede provocar el contacto entre enzimas y sus sustratos que
en ocasiones se encuentran en compartimentos separados. Este es el
caso, por ejemplo, de la polifenoloxidasa y los polifenoles responsables
de oxidaciones enzimáticas en alimentos no escaldados previamente,
provocan una aceleración del pardeamiento enzimático durante la
descongelación e incluso durante el almacenamiento.
2.20. Duración del almacenamiento
I.
Las reacciones físicas y químicas que se producen en un alimento
congelado conducen a una pérdida de calidad que es gradual, acumulativa
e irreversible, de manera que al cabo de cierto tiempo el producto deja
de ser apto para el consumo debido a la transformación sufrida.
2.21. Conservación de alta calidad
“High Quality Life”: el tiempo que transcurre entre el momento en que
se congela un producto de excelente calidad y el momento en que se
detecta, por apreciación sensorial, una diferencia estadísticamente
significativa en relación con la calidad inmediatamente antes de la
congelación.
33
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
I.
2.22. Duración práctica del almacenamiento
I.
La duración del almacenamiento del producto en estado congelado,
contado a partir de la congelación, es el período durante el cual el
producto conserva sus propiedades características y es válido para el
consumo en el estado o en la transformación a la cual se le destina.
2.23. Modificaciones de los alimentos durante el almacenamiento
I.
Las reacciones de deterioro constituyen afectaciones durante el
almacenaje de los productos congelados. Los cambios químicos y
bioquímicos durante el almacenamiento en congelación son lentos. Si
las enzimas no resultan previamente inactivadas, la rotura de la membrana
celular por los cristales de hielo puede favorecer la acción de estas.
Entre estos cambios se tienen: degradación de pigmentos, pérdidas
vitamínicas, actividad enzimática residual y oxidación de lípidos.
Se entiende por recristalización del hielo como un fenómeno que provoca
crecimiento de los cristales de mayor tamaño a expensas de los más
pequeños, siendo la fuerza impulsora para este fenómeno la diferencia
de energía superficial entre dos cristales en contacto. Sin embargo, la
recristalización migratoria, la cual es la de mayor incidencia en los
alimentos se produce fundamentalmente como consecuencia de
fluctuaciones en la temperatura de almacenamiento, como por ejemplo
pérdida de temperatura en cámaras que produzcan descongelamiento
en un apagón prolongado y luego al recuperar temperatura se re congela
produciéndose tal efecto.
Cuando se incrementa la temperatura del producto congelado se produce
la descongelación parcial de los cristales. Si después de ello la temperatura
desciende, la congelación del agua descongelada no provoca el
surgimiento de nuevos núcleos cristalinos, sino el crecimiento de los
cristales ya existentes. Ello provoca una pérdida de calidad en el producto
similar a la que se produciría si la descongelación hubiese sido lenta,
ello reviste de importancia la conservación de la cadena de frío.
2.24. Descongelación
Cuando un alimento se descongela, la capa superficial de hielo se funde
formando una capa de agua líquida cuyas propiedades térmicas son
inferiores a las del agua en estado sólido. Como consecuencia de ello
34
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
se acelera la velocidad con que se transfiere calor hacia el interior del
alimento, aumentando este efecto aislante en la medida que la capa de
alimento descongelado se incrementa. Es por ello que la descongelación
de un alimento, (para igual gradiente de temperatura), es más lenta que
su congelación.
El daño celular provocado por la congelación lenta y la re-cristalización
originan la pérdida de componentes celulares, lo que se manifiesta como
un exudado en el que se pierden diversos compuestos de valor nutricional.
I.
La descongelación debe ser concebida de manera que resulten mínimos
los siguientes fenómenos: crecimiento microbiano, pérdida de líquido,
pérdidas por deshidratación y pérdidas por reacciones de deterioro. La
descongelación controlada suele efectuarse a una temperatura ligeramente
superior a la del punto de descongelación, por ejemplo a temperatura
de refrigeración.
Como se indica con anticipación, el mantenimiento prolongado del
producto a temperaturas ligeramente inferiores a 0º C resulta desfavorable
pues el producto queda expuesto a concentraciones relativamente altas
de solutos y se favorece el desarrollo de microorganismos psicrófilos.
2.25. Procesos que provocan el deterioro de los alimentos
Los procesos que provocan el deterioro de los alimentos son de carácter:
físico, químico, bioquímico y microbiológico.
Procesos físicos: entre estos factores el más destacado es la pérdida
de agua la cual se produce cuando el producto almacenado se encuentra
directamente al ambiente de la cámara. Junto con el agua se produce
la pérdida de componentes volátiles los que en cantidades casi
imponderables condicionan en gran medida el aroma y el sabor de
los productos.
Procesos químicos: están dados por reacciones químicas, pudiendo
señalarse entre estas la oxidación de las grasas, lo cual provoca rancidez
en los productos. Nutricionales: se dice que el valor nutricional de los
alimentos congelados está bien preservado, además que éste método
de conservación degrada menos que los otros, siempre que se apliquen
las reglas de la técnica moderna. Para ello se debe realizar un
congelamiento y almacenamiento “rápido”.
35
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
Procesos bioquímicos: corresponden a las reacciones de esta naturaleza,
pudiendo señalarse entra estas a la acción de las enzimas. Un ejemplo
típico de ello es la acción de la enzima polifenoloxidasa, la que provoca
el oscurecimiento de los productos. La composición química y bioquímica
de los alimentos puede ser modificada por: lixiviado o por oxidación, en
los procesos que preceden o siguen a la congelación.
Procesos microbiológicos: están dados por la acción de los
microorganismos patógenos que provocan el deterioro de los productos.
La conservación de alimentos (cualquier medio) busca prolongar la
preservación del alimento, matando microorganismos o inhibiendo su
actividad y su multiplicación. En la congelación y almacenamiento se
acaba con ciertos microorganismos, pero no suficiente como para reducir
sustancialmente la contaminación microbiana. El estado higiénico del
producto antes de la congelación es por lo anterior de mucha importancia.
En el curso de la congelación algunos microorganismos pueden morir.
No así algunos patógenos son muy resistentes, aunque con congelación
no se pueda inactivarlos, podrían llegarse a destruir. Los alimentos
congelados antes de distribuirlos son almacenados a temperaturas de
-18 a -26 ó -30°C/0 a -22°F a tales temperaturas ciertos micro organismos
(m.o.) pueden morir lentamente, en todo caso se dice que se inhibe toda
multiplicación microbiana.
Para frenar la acción de estos procesos de deterioro antes referidos se
buscan condiciones de almacenaje que retarden averías de los productos.
Entre estas condiciones se encuentran la temperatura, la humedad
relativa, la circulación del aire, la composición de la atmósfera de
la cámara.
De estas, la temperatura constituye el factor de mayor incidencia. A
medida que la temperatura disminuye todos los procesos causantes del
deterioro se ven disminuidos, lo que trae como consecuencia la
prolongación de la vida útil de los productos almacenados. A medida
que la humedad relativa aumenta la evaporación disminuye pues el
gradiente para la transferencia disminuye, sin embargo, ello beneficia
el desarrollo de los microorganismos.
La humedad relativa podrá ser más alta en la medida en que la temperatura
sea más baja. No obstante, esta temperatura de conservación tiene
límites basado en un análisis económico así como en la posible influencia
sobre el producto. Cuando la circulación del aire aumenta las pérdidas
por evaporación se incrementan lo que a su vez provoca en los productos
una superficie desecada poco favorable para el desarrollo de los
microorganismos.
I.
36
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
I.
2.26. Higiene de productos refrigerados y congelados
I.
Los alimentos y productos alimenticios son contaminados por organismos
presentes en la cadena de operaciones de producción: (antes de la
refrigeración o congelación) por contacto con los aparatos, las manos
de los obreros, los embalajes, el aire y el agua. El frío de refrigeración
o congelación nunca es un sustituto de las Buenas Prácticas de
Manufactura e Higiene, lo alimentos congelados y refrigerados aún así
son los que menos imputaciones reciben en materia de envenenamientos.
2.27. Embalaje de los alimentos congelados
Debe de soportar una temperatura baja y cumplir con exigencias de
embalajes para alimentos, además deben de ajustarse a otras
consideraciones técnicas.
Exigencia Alimenticia
Exigencia Técnica
• No contener sustancias tóxicas
• Permitir congelación rápida
•Ser químicamente inerte y estable
• Resistir el agua, ácido
•No comunicar mal sabor u olor
• No adherirse al contenido congelado
•Proteger de bacterias y suciedad
• Ofrecer aislamiento
•Impermeable a agua (gaseosa) y oxígeno
• Proteger de sublimación (cambiar agua de
estado solido a gas sin pasar por líquido)
y deshidratación
•Se pueda empacar automáticamente
• Adherirse estrechamente al producto
(no bolsas de aire, favorecen sublimación)
•Diversas formas y tamaños
• Ser opaco a la luz como sea posible
•De fácil formación de tarimas
• Reflectante, reduce penetración de calor
•Fácil de abrir y cerrar
• Permitir penetración de micro-ondas
37
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Terminología, Definiciones y Explicaciones
I.
2.28. Materiales de embalaje para alimentos
I.
Hay cada vez más variedades de materiales que son usados para
embalar los alimentos refrigerados y/o congelados, como: películas y
hojas, papel, cartón parafinado o plastificado, hojas de aluminio, moldes
de aluminio, plásticos formados térmicamente y combinaciones laminadas
de estos diversos materiales. En películas y hojas existen muchas:
polietileno, polipropileno, poliéster, poliestireno, policloruro de vinilo PVC,
película celulósica, poliamida, hojas de aluminio, otros materiales
laminados y coextruídos.
2.29. La medida de la temperatura
La medida de la temperatura es de mucha importancia en la congelación,
descongelación, almacenamiento, transporte y distribución de productos
refrigerados o congelados. Es obvia la dificultad de medir la temperatura
en el producto ya congelado, independiente el tipo o naturaleza del
producto ya sea de origen vegetal o animal. La temperatura del aire se
puede medir por equipos como termómetro indicador colocado en el
equipo, almacén o medio de transporte.
Medir la temperatura persigue los objetivos básicos siguientes:
- Obtener una temperatura exacta a la hora de la medición.
- Medir temperaturas significativas y representativas.
I.
3.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Propiedades Térmicas de los Alimentos
Las propiedades térmicas de alimentos y bebidas se deben de conocer
para desarrollar los cálculos de transferencia de calor involucrados en
el diseño del almacén y equipos de refrigeración; también son necesarios
para estimar procesos de calentamiento, refrigeración, congelamiento o
secado de alimentos y bebidas.
Porque las propiedades térmicas de alimentos y bebidas dependen
fuertemente de la composición química y la temperatura, también por la
alta disponibilidad de los mismos es casi imposible determinarlas y
tabularlas experimentalmente para todas las posibles condiciones y
composiciones.
Las propiedades térmicas de los alimentos se las puede encontrar
disponibles en Holland et al. (1991) y USDA (1975). Esa información
tabulada consiste en fracciones de masa de los principales componentes
de los alimentos. Con esta información disponible se pueden calcular en
conjunción con la temperatura usando modelos matemáticos las
propiedades térmicas de los constituyentes individuales.
Las propiedades termo físicas a menudo se requieren para cálculos de
transferencia de calor (incluyen densidad, calor específico, entalpía,
conductividad térmica y transmisión térmica). Adicionalmente, si el alimento
es un organismo vivo como fruta fresca o vegetales (hortalizas), estos
generan calor a través de la respiración y pierden humedad por la
transpiración. Ambos procesos se deben de incluir en los cálculos de
transferencia de calor y se debe usar como referencia tablas de
propiedades termo físicas medidas para alimentos.
38
39
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Propiedades Térmicas de los Alimentos
I.
3.1. Propiedades térmicas de los componentes de los alimentos
I.
Los componentes comúnmente encontrados en los alimentos incluyen:
agua, proteína, grasa, carbohidratos, fibra y cenizas. En Choi y Okos
(1986) existen tablas de componentes a los que desarrollaron modelos
matemáticos para determinar las propiedades térmicas de éstos como
función de la temperatura en el rango de -40 a 300° F, también lo hicieron
para determinar propiedades termicas del agua y del hielo. Referirse a
Composition data from USDA (1996), son tablas que listan componentes
de varios alimentos, incluyen agua en porcentaje de masa, proteína,
grasa, carbohidratos, fibra y cenizas.
3.2. Propiedades térmicas de los alimentos
En general, las características termo físicas de un alimento o de una
bebida se comportan bien cuando su temperatura está sobre su punto
de congelación inicial. Sin embargo, debajo del punto de congelación
inicial, las características termo físicas varían grandemente debido a los
procesos complejos implicados durante el congelamiento. El punto de
congelación inicial de un alimento es algo más bajo que el punto de
congelación del agua pura debido a sustancias disueltas en el agua del
alimento. En el punto de congelación inicial, algo del agua en el alimento
se cristaliza, y la solución restante se concentra. Así, el punto de
congelación de la porción no congelada del alimento se reduce más a
fondo. La temperatura continúa disminuyendo mientras que la separación
de los cristales de hielo aumenta la concentración de solutos en la
solución y presiona el punto de congelación más lejos. Así, el hielo y las
fracciones del agua en el alimento congelado dependen de la temperatura.
Porque las características termofísicas del hielo y del agua son
absolutamente diferentes, las características termofísicas de alimentos
congelados varían dramáticamente cuando se le baja la temperatura.
Además, las características termofísicas del alimento sobre y debajo del
punto de congelación son drásticamente diferentes.
40
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Propiedades Térmicas de los Alimentos
I.
3.3. Contenido de agua
I.
Porque el agua es el componente predominante en la mayoría de los
alimentos, el contenido en agua influencia perceptiblemente las
características termofísicas de alimentos. Los valores medios del contenido
de agua (por ciento por la masa) se dan en la tabla Composition data
from USDA (1996). Para las frutas y vegetales, el contenido en agua
varía con el cultivo así como con la etapa del desarrollo o de la madurez
cuando está cosechado, las condiciones cada vez mayor, y la cantidad
de humedad perdida después de cosecha. En general, los valores dados
en la tabla Composition data from USDA (1996) se aplican a los productos
maduros poco después cosecha. Para la carne fresca, los valores del
contenido en agua en la tabla son a la hora de matanza o después del
período generalmente del envejecimiento o añejamiento (maduración).
Para los productos curados o procesados, el contenido en agua depende
del proceso o del producto particular.
3.4. Punto de congelación inicial.
Los alimentos y las bebidas no congelan totalmente a una sola
temperatura, sino algo sobre una gama de temperaturas. De hecho, los
alimentos altos en contenido de azúcar o envasados en altas
concentraciones de jarabe nunca se pueden congelar totalmente, no así
se deben de almacenar a una temperatura uniforme típica para alimento
congelado. Así, no hay un punto de congelación distinto para los alimentos
y las bebidas, sino un punto de congelación inicial en el cual la cristalización
comienza. El punto de congelación inicial de un alimento o de una bebida
es importante no solamente para determinar las condiciones de almacenaje
apropiadas del alimento, sino también para calcular características termo
físicas. Durante el almacenaje de frutas y vegetales frescos, por ejemplo,
la temperatura de la materia se debe guardar sobre su punto de
congelación inicial para evitar de daños al congelar. En adición, porque
hay cambios drásticos en las características termofísicas de alimentos
es porque se congelan, el punto de congelación inicial de un alimento
se debe saber para modelar sus características termofísicas exactamente.
La tabla de Composition data from USDA (1996) reporta valores iniciales
de punto de congelación.
41
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Propiedades Térmicas de los Alimentos
I.
3.5. Fracción de hielo
I.
Para predecir las características termo físicas de los alimentos congelados,
que dependen fuertemente de la fracción del hielo en el alimento, la
fracción total del agua que se ha cristalizado debe ser determinada.
Debajo del punto de congelación inicial, la fracción total del agua que
se ha cristalizado en un alimento es una función de la temperatura. En
general, los alimentos se componen mayoritariamente de agua, los
sólidos disueltos, y los sólidos sin disolver. Durante el congelamiento,
como algo del agua líquida se cristaliza, los sólidos disueltos en el agua
líquida restante cada vez más se concentran, así va bajando la temperatura
de congelación.
3.6. Densidad.
I.
Modelar la densidad de alimentos y de bebidas requiere el conocimiento
de la porosidad del alimento, tan bien como la fracción y la densidad
totales de los componentes del alimento. La porosidad se requiere para
modelar la densidad de los alimentos granulares almacenados en bulto,
tal como granos y arroz. Para otros alimentos, la porosidad es cero.
3.7. Calor específico.
El calor específico es una medida de la energía requerida para cambiar
la temperatura de un alimento por un grado. Por lo tanto, el calor específico
de alimentos o de bebidas se puede utilizar para calcular la carga de
calor impuesta ante el equipo de refrigeración por refrigerar (enfriar) o
congelar de alimentos y de bebidas. En alimentos no congelados, el
calor específico llega a ser levemente más bajo mientras que la
temperatura se eleva de 32°F a 68°F. Para los alimentos congelados,
hay una disminución grande del calor específico pues la temperatura
disminuye. Las listas de la tabla Composition data from USDA (1996)
determinaron de forma experimental los valores del calor específico
para varios alimentos arriba y bajo cero.
42
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Propiedades Térmicas de los Alimentos
I.
3.8. Entalpía.
I.
El cambio en la entalpía de un alimento se puede utilizar para estimar
la energía que se debe agregar o quitar para efectuar un cambio de
temperatura. Sobre el punto de congelación, la entalpía consiste en
energía sensible debajo del punto de congelación, la entalpía radica en
energía sensible y latente.
3.9. Conductividad térmica.
I.
La conductividad térmica relaciona la tasa de transferencia de calor de
la conducción con el gradiente de la temperatura. La conductividad
térmica de un alimento depende de factores tales como composición,
estructura, y temperatura. Se han realizado trabajos para adaptar la
conductividad térmica de alimentos y de bebidas.
3.10. Difusividad térmica.
Los valores experimental determinados de la difusividad térmica de
alimentos son escasos. Sin embargo con valores apropiados de la
conductividad térmica, calor específico y densidad, la difusividad térmica
se puede calcular usando la ecuación:
Donde: k es conductividad térmica
p es densidad
c es calor específico
I.
3.11. Calor de respiración.
Todos los alimentos vivos respiran. Durante la respiración, el azúcar y
el oxígeno combinan para formar el CO2, H2O, y calientan como sigue:
C6H12O6 + 6O2 _ 6CO2 + 6H2O + 2528 Btu
En la mayoría de los productos almacenados en planta, pocas células
se desarrollan y la parte mayor de energía de respiración es liberada
como calor, que debe considerado al refrigerar y almacenar alimentos
vivos (Becker et el al. 1996a).
El calor de respiración varía según tipo o clase de alimento:
- Las frutas, los vegetales u hortalizas, las flores, los bulbos, tallos y
hojas verdes son materias de almacenaje con significativo calor de la
respiración.
43
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Propiedades Térmicas de los Alimentos
- Productos secos o deshidratados, tales como semillas y nueces, tienen
tasas de respiración muy bajas.
- Los productos con tejidos finos jóvenes, muy sensibles y activamente
creciendo, tales como espárrago, bróculi y espinaca, tienen altos índices
de la respiración, al igual que las semillas no maduras tales como
guisantes verdes y maíz dulce.
-Las frutas de rápido crecimiento, tales como fresas, frambuesas, y las
zarzamoras, tienen tasas de respiración mucho más altas que las frutas
que son lentas para desarrollar, por ejemplo manzanas, las uvas, y los
cítricos.
-En general, la mayoría de vegetales, con excepción de bulbos y de
raíces, tienen una alta tasa de respiración inicial para los primeros un
o dos días después de la cosecha. Dentro de algunos días, la tasa de
respiración baja rápidamente a la tasa del equilibrio.
-Las frutas que no maduran durante almacenaje, tal como cítricos y uvas,
tienen índices bastante constantes de respiración.
-Frutas que maduran en almacenaje, tal como manzanas, melocotones,
y aguacates, aumentan su tasa de respiración. En las temperaturas
bajas del almacenaje, alrededor de 32°F, el índice de la respiración
aumenta raramente porque no ocurre ninguna maduración. Sin embargo,
si las frutas se almacenan a temperaturas más altas (50 a 60°F), hay
aumentos de la tasa de respiración y eso se debe a la maduración,
entonces ésta se ve frenada.
-Frutas suaves, tales como arándanos, higos, y fresas, tienen una
disminución de la respiración en el tiempo a 32°F. Aún si éstos se
infectan con pudrición por organismos, la tasa de respiración
siempre aumenta.
-Para las frutas como mangos, aguacates o plátanos, la maduración
significativa ocurre a temperaturas sobre 50°F.
-Los vegetales u hortalizas como cebollas, ajo y col pueden aumentar
la producción del calor después de un período de almacenaje largo.
44
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Propiedades Térmicas de los Alimentos
I.
3.12. Transpiración de frutas y vegetales frescos.
I.
El componente más abundante de frutas y de vegetales frescos es el
agua, que existe como fase líquida continua en la fruta o el vegetal
(hortaliza). Algo de esa agua se pierde a través de la transpiración, que
implica el transporte de la humedad a través de la piel del alimento, la
evaporación, y el transporte total convectivo de la humedad a los
alrededores del producto (Becker et el al. 1996b).
El índice de la transpiración en frutas y vegetales frescos afecta la calidad
del producto. La humedad transpira continuamente desde instalaciones
durante la manipulación y el almacenaje de los productos. Una cierta
pérdida de humedad (agua) es inevitable y puede ser tolerada. Sin
embargo, bajo ciertas condiciones, mucha humedad se puede perder y
causar marchites o arrugamiento. La pérdida que resulta en masa afecta
no solamente el aspecto, la textura, y el sabor de la materia, sino que
también reduce el volumen vendible (Becker et el al. 1996a).
Muchos factores afectan el índice de la transpiración de las frutas y de
los vegetales frescos; la pérdida de humedad es conducida por una
diferencia en la presión del vapor de agua entre la superficie del producto
y el ambiente. Becker et el al. 1996a refieren que la superficie del
producto se puede asumir para ser saturada, y la presión del vapor de
agua en la superficie de la materia son así iguales a la presión de la
saturación del vapor de agua evaluada en la temperatura superficial del
producto. Sin embargo, también reportan que las sustancias disueltas
en la humedad de la materia tienden para bajar la presión del vapor en
la superficie que se evapora levemente.
La evaporación en la superficie del producto es un proceso endotérmico
que enfría la superficie, así baja la presión del vapor en la superficie y
reduce la transpiración.
La respiración dentro de la fruta o del vegetal, por otra parte, tiende a
aumentar la temperatura del producto, levantando la presión del vapor
en la superficie y aumentando la transpiración.
Además, la tasa de respiración es en sí mismo una función de la
temperatura de la materia. También, los factores tales como estructura,
permeabilidad de la piel, y circulación de aires superficiales también
afectan la tasa de la transpiración.
3.13. Coeficiente superficial de transferencia de calor.
Aunque el coeficiente superficial de transferencia de calor no es una
característica térmica de un alimento o de una bebida, es necesario para
el diseño de equipos de transferencia de calor para procesamiento de
los alimentos y bebidas donde está implicada la transferencia
por convección.
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Tiempos de refrigeración y
4.
congelamiento de alimentos
La conservación del alimento es uno de los usos más significativos de
la refrigeración. El alimento que se refrigera y que se congela reduce con
eficacia la actividad de microorganismos y de enzimas, así retarda el
deterioro. Además, la cristalización del agua reduce la cantidad de agua
líquida en alimento e inhibe el crecimiento microbiano (Heldman 1975).
La mayoría de las operaciones que refrigeran y congelan comercialmente
alimentos y bebidas utilizan transferencia térmica de convección por flujo
de aire; solamente un número limitado de productos es refrigerado o
congelado por transferencia térmica de la conducción en congeladores
de la placa. Para que las operaciones en que se refrigeran o enfrían por
flujo de aire y que congelan convectivamente sean rentables y el equipo
de refrigeración debe cumplir con los requisitos específicos del uso
específico para refrigerar o congelar en particular. El diseño de tal equipo
de refrigeración requiere la valoración de los tiempos de enfriamiento refrigeración y de congelación de alimentos y de bebidas, así como las
capacidad de cargas correspondientes de refrigeración.
Los métodos numerosos para predecir los tiempos de refrigeración y de
congelación de alimentos y de bebidas se han propuesto basados en
análisis numéricos, analíticos y empíricos. Seleccionar un método apropiado
de la valoración de los muchos métodos disponibles puede ser desafiador.
45
46
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Tiempos de refrigeración y congelamiento de alimentos
I.
4.1. Termodinámica de la refrigeración y congelación
I.
Refrigerar y congelar alimentos es un proceso complejo. Antes de
congelar, el calor sensible se debe quitar del alimento para disminuir su
temperatura al punto de congelación inicial del alimento. Este punto de
congelación inicial es algo más bajo que el punto de congelación del
agua pura debido a sustancias disueltas en la humedad dentro del
alimento. En el punto de congelación inicial, una porción del agua dentro
del alimento se cristaliza y la solución restante se concentra, reduciendo
el punto de congelación de la porción no congelada del alimento más
lejano. Mientras que la temperatura disminuye, la formación del cristal
de hielo aumenta la concentración de los solutos en la solución y presiona
el punto de congelación más lejos. Así, el hielo y las fracciones del agua
en el alimento congelado, y por lo tanto las características termofísicas
del alimento, dependen de temperatura. Porque la mayoría de los
alimentos tiene forma irregular y tienen características termofísicas
dependientes de la temperatura, soluciones analíticas exactas para
determinar sus tiempos de refrigeración y de congelación no pueden ser
exactamente derivadas. La mayoría de las investigaciones se ha centrado
en desarrollar métodos de predicción semi analítico/ semi empírico que
determinan tiempos de congelamiento y de congelación utilizando
simplificación de asunciones.
4.2. Ti e m p o s d e r e f r i g e r a c i ó n p a r a a l i m e n t o s y b e b i d a s
Antes de que un alimento pueda ser congelado, su temperatura se debe
reducir a su punto de congelación inicial. Este proceso de enfriamiento,
también conocido como preenfriado o chilling, que solamente quita el
calor sensible sin ocurrir ningún cambio de fase.
Número Biot: La refrigeración convectiva por flujo de aire en alimentos
y bebidas está influenciada por el cociente de la resistencia externa del
traspaso térmico a la resistencia interna del traspaso térmico. Este
cociente (es el número Biot) es:
BI = hL/k
Donde: h es el coeficiente de transferencia del calor de convección,
L es la dimensión característica del alimento y
k es la conductividad térmica del alimento (véase sección de
Propiedades Térmicas de los Alimentos).
47
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Tiempos de refrigeración y congelamiento de alimentos
En cálculos del tiempo de enfriamiento, la dimensión característica L se
toma como la distancia más corta del centro térmico del alimento a su
superficie. Así, en cálculos del tiempo de enfriamiento, L es mitad del
grueso de la capa o coraza externa o el radio de un cilindro o de
una esfera.
Cuando el número Biot se aproxima a cero (Bi < 0.1), la resistencia
interna al traspaso térmico es mucho menor que la resistencia externa
y se puede utilizar un parámetro de aproximación para determinar el
tiempo de refrigeración de un alimento (Heldman 1975).
Cuando el número de Biot es muy grande (Bi >40) la resistencia interna
al traspaso térmico es mucho mayor que la resistencia externa y la
temperatura superficial del alimento se puede asumir igual a la temperatura
del medio de refrigeración. Para esta situación, las soluciones de la serie
de la ecuación de la conducción del calor de Fourier están disponibles
para las formas geométricas simples.
Cuando el número Biot está entre 0.1 < Bi < 40, ambos la resistencia
interna al traspaso térmico y el coeficiente de la transferencia del calor
de convección deben ser considerados. En este caso, las soluciones de
la serie, que incorporan funciones transcendentales para explicar la
influencia del número de Biot, se pueden encontrar disponibles para
formas geométricas simples.
Los métodos simplificados para predecir los tiempos de refrigeración de
alimentos y de bebidas se pueden encontrar disponibles para los alimentos
de formas regulares e irregulares sobre una amplia gama de los números
de Biot.
48
I.
CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Tiempos de refrigeración y congelamiento de alimentos
I.
4.3. Ti e m p o s d e c o n g e l a c i ó n p a r a a l i m e n t o s y b e b i d a s
I.
Según lo referido al principio de este tema (Tiempos de refrigeración
y congelamiento de alimentos), el congelado de alimentos y bebidas
no es un proceso isotérmico, sino que es proceso que ocurre sobre
una gama de temperaturas.
Esta sección aborda el método básico de la valoración de tiempo de
congelación de Plank y sus modificaciones; métodos que calculan tiempo
de congelación como la suma del preenfriado, el cambio de fase y
tiempos de subenfriamiento, así como métodos para los alimentos de
formas irregulares.
Estos métodos referidos se dividen en tres subgrupos:
- dimensionalidad equivalente del tra