Uso obligatorio de lentes de seguridad

U N IV E R S IDA D DE C O S T A R IC A
FACULTAD DE CIENCIAS AGROALIMENTARIAS
ESCUELA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
7 de marzo del 2016
Estimados estudiantes y usuarios del laboratorio de Química
En seguimiento de los lineamientos del Manual de Seguridad de los laboratorios de
la Universidad de Costa Rica, les informo que para el trabajo en el laboratorio de
Química de la Escuela es obligatorio lo siguiente:
• Uso de gabacha manga larga, hasta la rodilla y cerrada
• Uso de lentes de seguridad
• Vestimenta: no enaguas, pantalonetas o zapatos abiertos
• Cabello recogido

El inclumplimiento de alguna de estas normas de seguridad requerirá por parte de
los responsables del Laboratorio solicitarles su acatamiento, o en su defecto que no
se pueda realizar el trabajo en el laboratorio.
Agradezco el acatamiento a estas instrucciones
Eduardo ThompsonVicente
CoordinadorAcadémico Laboratorio de Química
Escuela de tecnología de Alimentos
Ciudad Universitaria Rodrigo Facio
2015
Índice

Secado por contacto con una superficie caliente ....................................................................4
Deshidratación osmótica.........................................................................................................9
Liofilización..........................................................................................................................13
Secado con aire caliente: Secado en cabina ..........................................................................17
Rehidratación de alimentos deshidratados............................ ¡Error! Marcador no definido.
Escaldado ..............................................................................................................................21
Producción de vacío en latas.................................................................................................23
Determinación del valor F0 ...................................................................................................26
Pasteurización .......................................................................................................................27
Evaluación de empaque ........................................................................................................28
Sistema de refrigeración - Cálculo de cargas de refrigeración .............................................30
Tiempos de refrigeración y congelación...............................................................................31
Secado por contacto con una superficie caliente
M.Sc. Marta Buistamante
1. Introducción
El secado por contacto con una superficie caliente consiste en aplicar una capa delgada, con espesor
uniforme, de un producto líquido o pastoso sobre una superficie caliente. Ahí permanece por un lapso
muy corto (de segundos a algunos minutos), durante el cual se lleva a cabo la deshidratación.
Normalmente la superficie caliente consta de un cilindro hueco, construido de acero inoxidable, que gira
lentamente sobre su eje horizontal. La superficie es totalmente lisa e internamente el tambor es calentado
con vapor saturado a una determinada presión. La transferencia del calor (sensible y latente) requerido
para la evaporación se da por conducción.
Los secadores de tambor, como se les conoce comúnmente, pueden ser simples, dobles o gemelos. En las
unidades simples, que se componen de un solo cilindro, la alimentación se realiza generalmente por la
parte inferior, cuando el tambor pasa superficialmente por un recipiente con el producto por secar
(abrebadero). En las unidades dobles, los tambores giran hacia adentro en sentido contrario y el material
es aplicado entre los dos tambores, de forma que la distancia entre los cilindros permite regular el espesor
de la capa. En todos los casos el producto seco es separado por medio de un sistema de cuchillas que lo
raspan, formándose una lámina de producto muy delgada y quebradiza que se tritura para formar hojuelas.

Las variables que se controlan en este sistema de secado son: presión del vapor (define la temperatura del
tambor), velocidad de rotación de los tambores (define el tiempo de residencia) y distancia entre los
cilindros, en el caso del sistema doble. Además debe acondicionarse el producto para lograr
características físicas, como viscosidad, y una tensión superficial, adecuadas para una buena formación de
la capa de producto con el espesor deseado.
La deshidratación se lleva a cabo en dos fases: la primera es de velocidad de secado constante: en esta el
producto alcanza la temperatura de ebullición del agua a la presión de trabajo y la velocidad de
evaporación es menor o igual a la velocidad de salida de agua. En la segunda etapa, de velocidad de
secado decreciente, se incrementa la temperatura del producto hasta alcanzar la temperatura del tambor,
pues la velocidad de evaporación es mayor que la velocidad de salida del agua. Por lo tanto, alimentos
termosensibles pueden verse negativamente afectados en esta última etapa. Cabe destacar que, estos
equipos, además de otros tipos de secadores por contacto con una superficie caliente, permiten trabajar en
condiciones de vacío, utilizando entonces temperaturas bajas de secado con la consiguiente protección de
la calidad de los productos; sin embargo, estos equipos son extremadamente caros.
En general, el secado por contacto con una superficie caliente, y específicamente en los secadores de
tambor, implica menores consumos energéticos, en relación con otros métodos de deshidratación, de
manera que la operación es menos costosa. Sin embargo, este método no es siempre el más adecuado por
la alta demanda económica de la instalación. Además, su uso se limita a productos menos sensibles al
calor. En frutas, por ejemplo, las altas temperaturas requeridas pueden impartir un sabor a cocido y un
color diferente al de la fruta fresca. Además, el alto contenido de azúcar de algunas frutas, hace difícil la
remoción del producto de los tambores.
Un ejemplo de productos elaborados utilizando esta tecnología son los cereales infantiles de la marca
comercial Gerber. Además, se utilizan para el secado de suero de leche, puré de papa y de otros
tubérculos, pasta de tomate, pasta de frijoles, purés de frutas, etc.
1.1 Balance de materiales en secadoresde tambor
Se deben considerar dos secciones: la correspondiente al sistema de calentamiento y la de la materia
prima sometida al tratamiento. En el primer caso, la masa del vapor alimentado, “mv”, es idéntica a la
masa del condensado que sale, “mc”.
mv = mc (1)
Con respecto a la materia prima en proceso, la masa que se alimenta, “mpo”, es igual a la sumatoria de la
masa del producto terminado “mpf”, y del agua evaporada,“mev”.
mpo= mpf + mev (2)
1.2 Balance energético en secadores de tambor
La fuente energética del secador es el vapor vivo (saturado) proveniente de la caldera. Por lo tanto, el
calor suministrado o transferido al producto (Qs) es:
Qs =mv hfg + mc (hfv-hfc) (3)
Donde:

hfg = Entalpía de vaporización del agua a la presión absoluta de alimentación, o sea, a la presión
manométrica adicionada con la presión del medio (kJ/kg).
hfv = Entalpía de líquido saturado a la temperatura del vapor (kJ/kg ºC)
hfc = Entalpía de líquido saturado a la temperatura del condensado (kJ/kg ºC).
NOTA: Se usa el valor leído de las tablas de vapor saturado. Esto es una aproximación, dado que cuando se cede calor sensible, el
condensadoestaríaen la condición delíquidosubenfriado.
El calor aprovechado, (Qa) se mide como el calor sensible de la materia prima desde la temperatura de
alimentación hasta la de ebullición del agua en el medio, aumentado con el calor latente aprovechado en
la eliminación del agua:
Qa =mpo cpo (Tpf-Tpf) + mevhfg (4)
Donde:
cpo = Capacidad calórica de la materia prima (ecuación 5) (kJ/kg ºC)
Tpf = Temperatura de producto al final del secado. Como esta temperatura es difícil determinar se usa
la temperatura de ebullición del agua a la presión atmosférica (°C).
Tpo = Temperatura del producto alimentado al secador (°C).
hfg = Entalpía de vaporización del agua a la temperatura de ebullición del producto. Como esta
temperatura es difícil determinar se usa la temperatura de ebullición del agua a la presión atmosférica
(°C).
La capacidad calórica de la materia prima, es una función de las características fisioquímicas de sus
componentes. En el caso particular de un puré o papilla de yuca, está definida por la siguiente ecuación:
cp = 0.4 + 0.6 H (5)
Donde:
H = Contenido de humedad en la muestra de alimentación (g agua /100 g de muestra). La yuca fresca
tiene, un porcentaje aproximado de sólidos del 38.7%
El calor perdido (Qp), se obtiene por diferencia, de la siguiente forma:
Qp =Qs - Qa (6)
El rendimiento térmico del equipo de proceso “”, es el cociente entre la masa evaporada y la masa de
vapor consumido.
= mev/mv (7)
El calor transferido, también está relacionado con condiciones de diseño mecánico y de operación del
sistema:
Qs = U A T (8)
Donde:
U = Coeficiente global de transferencia de calor del equipo (kJ/m2
ºC h)
A = Área de intercambio térmico (m2
)
T = Diferencia entre el gradiente logarítmico de temperatura del producto y la temperatura del vapor
(ºC)
2. Objetivos
• Dominar el funcionamiento de un secadorde tambores
• Establecer balances de materiales y de energía en secadores de tambor

• Determinar el efecto de la presión de vapor y de la velocidad de rotación de los tambores sobre las cinéticas de
deshidratación y sobre la calidad de los productos.
3. Metodología
3.1 Equipos y materiales
• Campana escaldadora
• Molino de carne
• Secador de tambores
• Tina para baño maría
• Cronómetros
• Termómetros
• Balanza
• Hielo
• Yuca (4 kg)
• Bolsas de polietileno de alta densidad o frascos
herméticos
• Recipientes y utensilios
3.2 Procedimiento
3.2.1 Ensamblaje del equipo
Con ayuda del asistente de planta los estudiantes ensamblarán el equipo de la siguiente manera:
• Asegúrese de que los buchings de los ejes longitudinales, los piñones de los tambores y el regulador de
velocidad están bien engrasados.No debe haber sonidos anormales.
• Ajuste, en frío, la distancia entre los tambores utilizando un calibrador de lámina, de manera que quede una luz
de 1 mm.
• Abra la llave del vapor hasta que empiece a salir por la trampa de vapor.
• Inmediatamente accione el motor para que los cilindros se calienten uniformemente, ajuste la presión del vapor
(utilizando el regulador de presión) de acuerdo con la temperatura deseada.
• Con el motor de los cilindros apagado o con los cilindros rotando hacia afuera (en reversa) ajuste la luz entre los
cilindros dejando una distancia uniforme, dependiendo del espesor de la capa de producto deseada. Para purés
se recomienda 0.008 pulgadas (0.2 mm).
• Coloque los contenedores laterales y baje las cuchillas. Coloque el una muestra del producto por secar y ajuste
las cuchillas de manera que el producto se remueva en toda la superficie de los tambores de manera uniforme y
que las cuchillas no están rayando los discos.
• Proceda a deshidratarel producto.
• Ajuste la velocidad de giro de los tambores dependiendo del tiempo de residencia requerido
• MEDIDAS DE SEGURIDAD: No deje las cuchillas ajustadas a presión cuando no se está deshidratando
material, ni accione el motor con las cuchillas ajustadas. Nunca ajuste los tambores tan cerca el uno del otro de
manera que vayan a estar en contacto mientras rotan. No permita que caiga ningún objeto duro entre los
tambores pues dañaría su superficie. Nunca mantenga la válvula de vapor abierta sin que los tambores estén
girando. Los tambores no pueden lavarse con agua fría mientras están calientes.
3.2.2 Pruebas de secado
El trabajo se llevará a cabo en dos subgrupos seleccionados por el profesor. Cada subgrupo llevará a cabo
las siguientes actividades:
• Pese 3 kg. de trozos grandes de yuca pelada y cocínela con vapor (campanas escaldadoras, normalmente 20-30
minutos) hasta que esté suave.
• Prepare un puré o una papilla espesa haciendo pasar la yuca por un molino coloidal (molino de carne) y con la
adición de agua (usualmente 600 ml de agua caliente/kg de papilla). El agua puede irse adicionando poco a
poco en el mismo molino. Esta papilla debe mantenerse en baño maría para evitar que gelatinicen los almidones
y para minimizar el choque térmico entre los tambores y la materia prima en proceso.

• Determine la humedad de la papilla por el método de estufa: Tome dos muestras de la papilla de
aproximadamente 10 gr. cada una y póngalas en la estufa al vacío a 60 - 70 ºC, hasta que las muestras alcancen
peso constante.Siga los cuidados requeridos para este tipo de medición.
• Distribuya la papilla en seis recipientes (previamente enumerados y pesados), péselos y manténgalos en baño
maría a temperatura constante.
• Precaliente el equipo fijando la presión del vapor que se mantendrá constante durante toda la operación. El
primer subgrupo trabajará a 65 psig y el segundo subgrupo a 45 psig.
• Ajuste la velocidad de rotación de los tambores a velocidad baja de acuerdo con la escala del regulador de
velocidad. Mida la velocidad de rotación de los tambores. Mida la temperatura del puré del primer recipiente e
inmediatamente aliméntelo controlando el tiempo y el volumen de condensado de vaporproducido.
• Pese el recipiente después de vaciada la papilla, para obtener la cantidad exacta de materia prima alimentada.
• Repita los pasos f y g con las otras cuatro velocidades. En la velocidad más alta seleccionada el producto debe
salir húmedo y en la más baja debe salir excesivamente seco. El recipiente con papilla no utilizado, se prepara
en caso de que sea necesario repetir alguna condición.
• Tome dos muestra de aproximadamente 10 gr de hojuelas de cada muestra deshidratada y determine su
contenido de humedad por el método de estufa (al vacío a 60-70 ºC, hasta peso constante).
• Al terminar retire las cuchillas raspadoras, los contenedores, laterales y cierre el suministro de vapor. Para
disminuir la presión interna se puede abrir ligeramente la llave de purga y después de diez minutos aparar el
motor del sistema de rotación de los tambores.
• Mida el área de secado (superficie de los tambores en la que se seca el producto)(m2).
• Limpie el aparato. Los tambores no pueden lavarse con agua fría mientras están calientes, USE AGUA
CALIENTE.
• Evalúe la calidad de los productos obtenidos, tanto secos como rehidratados con la cantidad de agua requerida
para reconstituirlos al contenido de agua original de la papilla fresca.
4. Resultados y cálculos
Los dos subgrupos deben intercambiar sus resultados de forma que todos estén incorporados en los
reportes.
• Haga los balances de materia y energía del proceso y calcule los coeficientes globales de transferencia del calor
y la eficiencia de los procesos.Presente los resultados esquemáticamente.
• Construya las curvas de deshidratación: Grafique el contenido de humedad de las muestras contra la velocidad
de rotación y el tiempo de residencia, a las dos presiones ensayadas (ambas curvas en una sola figura).
5. Bibliografía
• BRENNAN J.G., BUTTERS J.R., COWELL N.D., LILLEY A.E. 1998. Las Operaciones en la Ingeniería
Química. Acribia.
• BRENNAN J.G.1994. Food Dehydration: A Dictionary and Guide. Butterworth-Heinemann Ltd.
• CHEFTEL J., CHEFTEL H.1976. Introducción a la Bioquímica y Tecnología de Alimentos. Acribia.
• EARLE R.L. 1985. Unit Operations in Food Processing. Pergamon Press.
• FELLOWS P. 1994. Tecnología del Procesado de los Alimentos. Acribia.
• FELLOWS P. 2000. Food Processing Technology. CRC Press.

• FRYER P.J., PYLE D.L., RIELLY C.D. eds. 1997. Chemical Engineering for the Food Industry. Blackie
Academic and Professional.
• GEANKOPLIS C.J. 1998. Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias. CECSA.
• HELDMAN D., LUND D. eds. 1992. Handbook of Food Engineering. Dekker Inc.
• HERMIDA BUN J. 2000. Fundamentos de Ingeniería de Procesos Agroalimentarios. Ediciones Mundi-Prensa.
• IBARZ A., BARBOSA-CANOVAS G. 2003. Unit Operations in Food Engineering. CRC Press.
• VAN’T LAND C.M. 1991. Industrial Drying Equipment. CRC Press.
• LEVY A., KALMAN H. 2000. Handbook of Conveying and Handling of Particulate Solids. Elsevier.
• LEWIS M.J. 1993. Propiedades Físicas de los Alimentos y de los Sistemas de Procesado. Acribia.
• McCABE W., SMITH J., HARRIOT P. 1993. Unit Operations of Chemical Engineering. 5 ed. McGraw-Hill
Inc. (o las versiones en español).
• MUJUMDAR A.S. 2004. Handbook of Industrial Drying. 2 ed. Marcel Dekker Ltd.
• PERRY P.H., GREEN D.W. 1999. Perry´s Chemical Engineer’s Handbook. 7 ed. McGraw-Hill Inc.
• POTTER N., HOTCHKISS J. 1995. Food Science. 5 ed. Chapman & Hall.
• SARAVACOS G., KOSTARAPOULOS A. 2002. Handbook of Food Processing Equipment. Kluwer
Academic.
• SINGH P., HELDMAN D. 1993. Introduction to Food Engineering. 2 ed. Academic Press Inc.
• SMITH P.G. 2003. Introduction to Food Process Engineering. Kluwer Academic.
• VALENTAS K., ROTSTEIN E., SING P. eds.1997. Handbook of Food Engineering Practice. CRC Press.
• WALAS S. 1990. Chemical Process Equipment: Selection and Design. Butterworth-Heinemann.
• Otros libros de Ingeniería de alimentos, ingeniería química, operaciones unitarias y procesamiento de alimentos,
disponibles en las bibliotecas del CITA o Luis Demetrio Tinoco, o indicados por los profesores. Por medio de
conexiones a Internet de la UCR se puede tener acceso a varias bases de datos de texto completo (libros).
FOODnetBASE es la más importante, pero hay otras relevantes como AGRICULTUREnetBASE o
MechanicalEngineeringnetBASE: http://www.crcnetbase.com/
Deshidratación osmótica
M.Sc. Marta Bistamante
1. Introducción
La deshidratación osmótica, conocida también como concentración osmótica, es un proceso muy antiguo,
que ha sido poco estudiado, pero que se ha aplicado con éxito principalmente a frutas. Se basa en el
fenómeno conocido como ósmosis, que consiste en el flujo de un solvente, generalmente agua, a través de
una membrana semipermeable, desde una solución diluida (con menor presión osmótica) hacia una
solución concentrada (con mayor presión osmótica). El soluto no es capaz de pasar por la membrana
semipermeable, o lo hace muy lentamente, de manera que el proceso más importante es la transferencia
de agua a la solución concentrada.
Como técnica de deshidratación consiste en sumergir el alimento (frutas, carnes, hortalizas), normalmente
en trozos, en una solución osmótica (que posee una alta presión osmótica). Los alimentos contienen
sólidos (azúcares, ácidos orgánicos, etc.) en solución diluida y su estructura celular actúa como una
membrana selectiva. Durante el proceso se producen diferentes fenómenos de transferencia de masa: el
más importante es la salida de agua de las células hacia la solución y en menor grado una entrada del
soluto de la solución hacia el producto. Adicionalmente se presenta una migración de sólidos del
producto, como ácidos orgánicos, sales minerales y vitaminas, en una proporción extremadamente baja
pero que afecta la calidad del producto final. Esto indica que durante el proceso el producto aumenta su
contenido de sólidos solubles, tanto por la pérdida de agua, lo cual provoca la concentración de los
sólidos naturales, como debido a la entrada de sólidos provenientes de la solución osmótica. La
concentración de sólidos solubles de la solución también se va modificando conforme el proceso

transcurre, produciéndose su dilución causada por el agua que pierde el producto y por la pérdida de
soluto que está incorporándose al producto.
El objetivo de la deshidratación osmótica es lograr una máxima disminución de la humedad con una
mínima ganancia de sólidos, produciéndose así una reducción óptima del peso. Al igual que en cualquier
proceso es importante ser eficientes, buscando productos de buena calidad; esto se logra controlando:
• Las características del alimento: composición, pretratamiento, forma, tamaño.
• Las características de la solución osmótica: composición y concentración.
• Las condiciones del proceso: tiempo, temperatura, agitación y la relación alimento - solución.
La deshidratación osmótica no permite remover la cantidad de agua necesaria para asegurar la estabilidad
de los alimentos, sin embargo elimina una cantidad importante por medio de un proceso que tiene un
requerimiento energético inferior con respecto al empleo de aire caliente (el agua no cambia de estado),
de manera que en algunos casos produce un ahorro en el costo energético total del proceso. Además, los
productos deshidratados osmóticamente y luego secados con aire caliente hasta la humedad de
conservación, en muchos casos poseen mejores características sensoriales, y en general mejor calidad que
los alimentos deshidratados únicamente con aire caliente.
Alternativamente al secado con aire caliente, los productos deshidratados osmóticamente pueden
estabilizarse por medio de la incorporación de aditivos químicos (preservantes, acidulantes, etc.),
sometiéndolos a un proceso de congelación, o envasándolos al vacío con un líquido de cobertura luego de
pasteurizarlos.
La deshidratación osmótica de frutas presenta además otras ventajas:
• La alta concentración de azúcar en los alrededores previene el pardeamiento enzimático de las frutas, generando
un mejor color con menor cantidad de sulfito e incluso sin él. Además, se obtiene un excelente sabor y textura
similar a la del producto fresco.
• Hay mayor retención de aromas naturales por parte del producto deshidratado osmóticamente, aún después del
secado tradicional.
• Reduce el tiempo de exposición del producto a altas temperaturas, minimizando los daños que provoca.
• El uso de siropes de azúcar como agente osmótico reduce la pérdida de saborde la fruta fresca.
• La remoción de ácidos sumado a la entrada de azúcar durante el tratamiento osmótico, producen suavidad y
dulzor mayores que la fruta seca tradicional.
• El costo energético de la deshidratación osmótica es muy bajo comparado con el secado clásico, pues en este
proceso no interviene un cambio de estado en el agua.
Las principales desventajas del tratamiento osmótico son el problema de la utilización de los almíbares
residuales y la pegajosidad en algunos productos que tienen azúcar. Además, dependiendo del
producto, en ocasiones se pueden presentar problemas de rancidez.
2. Objetivos
• Analizar las características de la solución osmótica durante el proceso.
• Construir y analizar cinéticas de deshidratación osmótica: pérdida de agua, ganancia de sólidos y pérdida de
peso.
• Analizar la calidad de un producto deshidratado por ósmosis y secado posteriormente con aire caliente y
compararlo con la calidad del mismo producto secado únicamente con aire caliente.

3. Materiales
Marmita Groen
Secador de cabina National
Balanza
Bolsas de PE alta densidad
Refractómetro
20 kg de piña
Gaza
Cintas de colores
4. Metodología
4.1 Preparación de las materias primas
Piña:
• Lave y pele manualmente las piñas
• Trocee manualmente en octavos de rodaja sin corazón de 1.0 cm de espesor.
• Prepare 2.5 kg de trozos de piña para la prueba de ósmosis y el resto (alrededor de 2.5 kg) para secar solo con
aire caliente.
• Determine el contenido de sólidos solubles (ºBrix).
Solución osmótica:
• Pese la cantidad de sacarosa y de agua necesarias para preparar una solución de 70 ºBrix, en una relación piña -
solución de 1 : 1.
• Mezcle el azúcar con el agua y caliente con agitación constante hasta que la solución esté traslúcida.
• Ajuste la concentración a 70 ºBrix.
• Ajuste la temperatura de la solución a 90-95 ºC. El proceso se llevará a cabo a 70 ºC, se calienta a una
temperatura superior para compensar la caída de temperatura al adicionar el producto.
4.2 Procedimiento
Construcción de curvas de deshidratación osmótica
• Prepare 8 bolsas de gasa con aproximadamente 90 g. de trozos de piña cada una. La muestra debe ser pesada
con exactitud (±0,1 gramos). Cierre cada bolsa con una banda de hule, sin ajustar para no presionar la fruta, de
forma que el producto quede muy holgado dentro de la bolsa. A cada bolsa colóquele una cinta de diferente
color para diferenciarla.
• Coloque las ocho bolsas y los trozos de piña sobrantes dentro de la solución osmótica (70 ºBrix, 70 ºC),
evitando adicionar el jugo que se acumula en el fondo del recipiente. Empiece a tomar el tiempo de proceso.
Mantenga una agitación manual suave durante todo el proceso.
• Saque las bolsas periódicamente, al inicio cada 5 minutos (mida exactamente el tiempo de las extracciones),
espaciando la toma de muestras cuando los cambios observados disminuyan.
• Extraiga con cuidado los trozos de piña de la bolsa de gaza, enjuáguelos superficialmente con agua y escúrralos
en un escurridor de vegetales.Pese el producto y mida el contenido de sólidos solubles.
• Concluya el proceso cuando haya extraído todas las muestras.
• Construya los tres tipos de curvas de transferencia de masa (% P vs tiempo, %GS vs tiempo y %PA vs tiempo)
utilizando las siguientes relaciones matemáticas:
% P = (Po - Px) / Po * 100
% GS = Px * (1 - fHx) - Po * (1 - fHo) * 100
Po

%PA = (Po - fHo) - (Px * fHx) * 100
Po
donde,
% P: Cambio de peso (%)
%GS. Ganancia de soluto (%)
%PA: Pérdida de agua (%)
Poi y Px: Peso inicial y masa en cada tiempo de proceso (g)
fHi y fHx: Fracción de humedad inicial y en cada tiempo de proceso (%humedad/ 100)
Para conocer el contenido de humedad en cada tiempo se puede aplicar, para piña, la siguiente relación
(factor de correlación de 0.9983):
humedad (%) = 98.90 - 0.99 (ºBrix)
Secado con aire caliente
• Seque con aire caliente la piña que concluyó el proceso osmótico, previamente enjuagada y escurrida, junto con
los trozos de piña fresca reservados solo para el secado con aire caliente. Aplique 85 ºC durante 4 horas, luego
reduzca la temperatura a 60 ºC.
• Extraiga el producto con una humedad de 10-12 %. Evalúe la calidad sensorial de ambos productos, definiendo
los atributos que crea convenientes.
• Guarde la mayor cantidad de producto posible, empacado en un material impermeable a la humedad y
bien sellado. Estas muestras serán utilizadas en la práctica de rehidratación que se llevará a cabo
posteriormente.
En el análisis de los resultados incluya el efecto que podría haberse observado si se modifican las
condiciones de la prueba: pretratamiento, forma y tamaño de los trozos, composición y concentración de
la solución osmótica y temperatura,agitación y relación alimento - solución durante el proceso.
6. Referencias
Química. Acribia.
• HELDMAN D., LUND D. eds.1992. Handbook of Food Engineering. Dekker Inc.
• McCABE W., SMITH J., HARRIOT P. 1993. Unit Operations of Chemical Engineering. 5 ed. McGraw -Hill

Academic.
Liofilización
M.Sc. Marta Buistamante
• Introducción
La liofilización es un proceso de deshidratación en el cual se crean las condiciones necesarias para que el
agua en estado sólido (hielo) se transforme en vapor de manera directa (sublimación). Esto sucede cuando
la presión de la atmósfera alrededor del alimento se encuentra por debajo de 610.5 Pa. La operación se
lleva a cabo en tres fases (figura 1): en la primera el alimento se congela, luego se genera vacío en la
cámara en la que se encuentra el alimento y finalmente se eleva la temperatura con el fin de provocar el
cambio de estado.
El equipo consta de una cámara hermética con bandejas en las que se coloca el producto, un sistema de
refrigeración que mantiene el alimento congelado, una fuente de calor (usualmente son las placas sobre
las que se coloca el producto, o pueden ser sistemas de radiación o mixtos de radiación y contacto), una
bomba de vacío y un condensador pues la bomba de vacío no está en capacidad de eliminar cantidad
fuertes de gases condensables (vapor proveniente del producto). Hay equipos discontinuos (por tandas) y
continuos, en estos últimos las bandejas con el alimento se ubican en carros.
Algunas características importantes de esta operación son las siguientes:
• La congelación del producto, obteniendo cristales de hielo y una solución concentrada de solutos, puede hacerse
en el mismo liofilizador o en otro sistema externo más eficiente. El tipo y velocidad de congelación repercute
sobre la estructura final del producto,pues define el tamaño de los poros y el daño celular.

• La liofilización, se lleva a cabo mientras se mantenga un gradiente de presión de vapor de agua entre el entorno
y el hielo contenido en el producto. Los factores que afectan la velocidad del secado son: la velocidad de
movimiento de vapor de agua desde la superficie del hielo a través de la capa porosa del producto seco y la
velocidad de transmisión de calor a la capa de hielo. Conforme el secado evoluciona, la capa de hielo retrocede
gradualmente hacia el centro, dejando vacíos los espacios donde se encontraban los cristales de hielo. Así, la
sublimación del hielo ocurre primero en la superficie del producto y el centro del núcleo de hielo va
disminuyendo de tamaño con el tiempo. De esta forma se alcanzan contenidos de humedad muy bajos.
• La temperatura en la tercera etapa determina la velocidad de sublimación; sin embargo, debe elegirse en función
de la calidad del producto. Se usan temperaturas de hasta 100 ºC; sin embargo, son condiciones típicas de 35 ºC
a 80 ºC. Es usual trabajar con temperaturas entre 20 y 30 ºC cuando los alimentos son sensibles al calor, lo cual
hace los procesos más prolongados.
• Al removerse el hielo debe eliminarse el vapor que se forma para mantener la presión de vapor por debajo de la
presión de vapor en la superficie del hielo. Es importante tener un buen control del suministro de calor durante
la sublimación, de manera que la generación de vapor dentro de la cámara no genere un aumento de la presión
por encima del punto triple, en cuyo caso el producto se podría descongelar.
• El proceso puede durar de 6 a 10 horas hasta alcanzar un 15 % de humedad, pero en este tipo de productos se
busca un 2 a 8 % de humedad. Esto se puede lograr manteniendo el producto en las placas caliente (20 ºC –
60 ºC) con vacío, lo cual tarda de 2 a 6 horas; o, por el costo del equipo, se puede usar otro sistema de secado.
• Para sacar el producto del liofilizador se recomienda introducir un gas inerte, como el nitrógeno, para romper el
vacío con el fin de evitar que el producto absorba rápidamente humedad.
Las condiciones aplicadas en la liofilización minimizan la intensidad de varias reacciones degradativas
que a menudo se presentan con los otros métodos de secado. Entre estas reacciones se pueden mencionar
el oscurecimiento no-enzimático (reacciones de Maillard), desnaturalización de proteínas y reacciones
enzimáticas. Además, la baja razón de difusión de moléculas permite una mayor retención de compuestos
volátiles. Se ha demostrado que hay retención del 80-90% de estos compuestos al liofilizar jugos de
naranja y mora. Además, la ausencia de agua libre en estado líquido durante la liofilización hace que no
se presenta migración de sólidos solubles arrastrados por flujo capilar.
Por lo tanto, con este proceso se pueden obtener productos de excelente calidad si se utilizan las
condiciones apropiadas. Específicamente, permite una alta conservación del sabor, máxima retención del
valor nutricional, daño mínimo de la estructura y textura del producto, poco cambio en la forma,
estructura y apariencia del producto final, además de una estructura abierta (porosa) que permite una
rápida y completa rehidratación.
Sin embargo, la liofilización requiere de un alto capital de inversión y altos costos de operación (frío +
vacío), puesto que es un proceso que involucra un fuerte consumo energético. Además, se requiere de
empaques especiales que eviten la oxidación y la entrada de agua a los productos. Por lo tanto, los
productos liofilizados tienen un precio alto, por lo que esta tecnología se aplica usualmente para cierto
tipo de alimentos, por ejemplo de militares y astronautas. Además, tiene gran aplicación para la
estabilización de cultivos microbianos de uso de laboratorio e industrial.
• Objetivos
• Analizar el funcionamiento de un liofilizador.
• Analizar el proceso de liofilización, aplicado a frutas y hortalizas.
• Analizar la calidad de los productos obtenidos y compararlos con los productos secados con aire caliente.

• Materiales
• Liofilizador
• Secador National
• Congelador de placas o cámara de congelación
• 4 kg de piña
• 1 kg de zanahoria
• Utensilios varios
• Metodología
4.1 Preparación de las materias primas
• Lave, pele y trocee las zanahorias en rebanadas de 1 cm de espesor.
• Lave, pele y trocee la piña en octavos de rodajas sin corazón de 1 cm de espesor.
4.2 Procedimiento
Separe las muestras en dos partes,una para liofilizar y la otra para secar con aire caliente.
Liofilización
• Ponga las muestras por liofilizar en las bandejas del equipo y colóquelas en el congelador de placas, cubiertas
con plástico.
• Ponga a enfriar el liofilizador de la siguiente manera:
• Cierre la salida del drenaje
• Apague el interruptor de la ventilación (VENT)
• Conecte el interruptor general de refrigeración
• Conecte al mismo tiempo los interruptores del condensador (CONDENSER) y el de refrigeración de
las placas (SHELF). Permita que la temperatura llegue a –40 ºC.
• Inicie el proceso de liofilización de la siguiente manera:
• Coloque las bandejas con el producto pre-congelado en la cámara y ciérrela herméticamente.
• Deje que el producto permanezca en la cámara hasta que esté totalmente congelado
• Conecte la bomba de vacío (VACUM)
• Cuando el vacío ha alcanzado 250 micrones, apague la refrigeración de las placas (SHELF)
• Accione el sistema de calentamiento de las placas para lograr un secado más rápido. Para esto,
seleccione la temperatura de 30ºC en el control automático (HEAT CONTROLLER)
• Cuando el producto está seco (aproximadamente 8 horas) apague el sistema de calentamiento, la
bomba de vacío y los interruptores del sistema de refrigeración.
• Para romper el vacío conecte el interruptor de ventilación (VENT)
• Extraiga el producto y empáquelo, lo más pronto posible, en un material impermeable a la humedad.
• Drene el aparato
• Asegúrese que el equipo queda limpio.
Secado con aire caliente
• Coloque las muestras restantes de zanahoria y piña en las bandejas del secador.
• Seque a 70 ºC hasta que los productos alcancen 10-12 % de humedad.

Guarde la mayor cantidad de producto posible, empacado en un material impermeable a la humedad y
bien sellado. Estas muestras serán utilizadas en la práctica de rehidratación que se llevará a cabo
posteriormente.
Evaluación de las muestras
Evalúe la calidad sensorial de los productos secos (con aire caliente y liofilizado), definiendo los atributos
que crea convenientes.
• Datos
Punto triple: 0.00990 ºC y 610.5 Pa (4.59 mm Hg / 4.579 torr).
Conversión de 1 torr = 133.32 Pa.
• Referencias
Química. Acribia.
• HELDMAN D., LUND D. eds. 1992. Handbook of Food Engineering. Dekker Inc.
• McCABE W., SMITH J., HARRIOT P. 1993. Unit Operations of Chemical Engineering. 5 ed. McGraw-Hill
Academic.
•
•

Secado con aire caliente: Secado en cabina
M. Sc. Marta Bustamante
1. Introducción
El secado con aire caliente es uno de los procesos de conservación de alimentos más utilizados en el
ámbito mundial. Dentro de este método se incluyen diferentes procedimientos: cabina, atomización, lecho
fluidizado, sistemas neumáticos, etc. El procedimiento más usado para el secado de productos sólidos es
el que utiliza una cabina o cuarto dentro del cual se coloca el alimento por secar, normalmente en
bandejas, y se hace pasar una corriente de aire caliente con condiciones de temperatura, velocidad y
humedad controladas.
La forma en la que un alimento pierde agua en un sistema de este tipo, varía dependiendo de las
características del alimento y no es constante. Este comportamiento puede ser analizado por medio del
estudio minucioso de las cinéticas o curvas de secado (figura 1). En estas curvas es posible apreciar 3
fases de secado que se describen en el cuadro 1.
Figura 1. Curvas de secado modelo
Cuadro 1. Características de las fases de un proceso de secado modelo
Fase de
secado
Características
A - B • Periodo de estabilización: las condiciones de la superficie del producto se equilibran con las del aire
de secado
• Normalmente constituye una proporción despreciable del ciclo total de secado. En muchas
ocasiones no se aprecia.
B -C • Periodo de velocidad de secado constante: el agua que se evapora en la superficie del producto es
agua libre renovada por la salida capilar del agua libre interna. Por lo tanto, la superficie del
producto se mantiene saturada de agua líquida dado que el movimiento de agua desde el interior del
sólido a la superficie ocurre a la misma velocidad que la evaporación en la superficie.
• La velocidad de secado permanece prácticamente constante porque la temperatura en la superficie y
la presión de vapor del agua en el producto son constantes y porque la salida capilar de agua es
rápida.
• La temperatura de la superficie del producto es igual a la temperatura de bulbo húmedo del aire.
• La velocidad de secado está limitada por la transferencia de calor a través de la capa límite del
aire(capa delgada de aire estático alrededor del producto), por lo tanto esta fase puede acelerarse si

se aumenta el área superficial del producto, si se aumenta la diferencia de temperaturas seca y
húmeda y si se incrementa la velocidad del aire.
C - D • Periodo de velocidad de secado decreciente: se inicia cuando se alcanza el punto en donde la
superficie del producto ya no recibe más agua libre (punto crítico en donde el producto alcanza la
humedad crítica), por lo tanto la presión de vapor en la superficie se reduce y la velocidad de secado
desciende. En esta fase la velocidad de movimiento de humedad desde el interior del producto hasta
la superficie disminuye y la superficie comienza a secarse.
• El fenómeno que limita la velocidad de secado es la transferencia de agua o de vapor desde el
interior a la superficie. De hecho, esta agua está ligada a los constituyentes del alimento y su
desplazamiento a través de la capa seca es muy lento.
• Puede acelerarse la velocidad de secado en esta fase si se aumenta la temperatura pues se
suministra calor de desorción e incrementa la presión de vapor de agua del producto y fraccionando
el producto.El aumento en la velocidad del aire no tiene influencia en la velocidad de secado.
• El aumento en la temperatura se produce espontáneamente porque el enfriamiento por evaporación
se va haciendo despreciable y la temperatura del producto se va incrementando desde la de bulbo
húmedo del aire hasta la de bulbo seco.
• Pueden observarse dos fases de velocidad decreciente (C-E y E-D). En la primera la superficie se
seca y disminuye la velocidad de secado, en la segunda el plano de evaporación se desplaza hacia el
interior del sólido y la velocidad de secado se reduce aún más.
• La velocidad de secado está influenciada principalmente por la velocidad de movimiento de la
humedad dentro del sólido, por esta razón el efecto de los factores externos es mucho menor,
especialmente de la velocidad
Las cinéticas de secado constituyen una herramienta fundamental para el diseño de procesos de secado y
para el dimensionamiento de equipos. Por ejemplo, permiten evaluar las zonas en donde el producto es
más susceptible al daño térmico y utilizar temperaturas mayores en la fase donde la temperatura del
producto es inferior, de manera de acelerar el proceso global. Además, permiten establecer la velocidad
máxima de secado como criterio para establecer el flujo de aire requerido en un secador.
La eficiencia del proceso de secado y la calidad de los productos obtenidos dependen tanto de las
condiciones del aire (temperatura, velocidad y humedad), como de características del alimento (estructura
y composición, tamaño, forma y carga en bandeja, y pretratamientos).
Una mayor temperatura y velocidad y una menor humedad del aire de secado tienden a acelerar la razón
de pérdida de agua y, por lo tanto, generan tiempos de secado menores. El mismo efecto se observa al
secar el producto troceado de manera que tenga una mayor área superficial expuesta al aire de secado. En
este sentido, es importante determinar la forma y el tamaño más adecuados, que dependen también de las
características deseadas en el producto final, y de la carga en bandejas. La carga en bandejas se expresa
como el peso de producto que se coloca en las bandejas por unidad de área (Kg/m2
). Los alimentos en
trozos se colocan en una sola capa, sin dejar espacio entre los trozos. Los alimentos particulados
(semillas, granos, productos rayados) se colocan en capas con un espesor determinado, que asegure que el
producto se seca igual en las diferentes partes del lecho (arriba, abajo y en el centro).
2. Objetivos
• Construir y analizar cinéticas de secado y elegir condiciones de proceso.
• Analizar un sistema de secado con aire caliente tipo cabina.
• Evaluar el efecto sobre la evolución del secado de zanahoria reyada y sobre la calidad del producto seco
• Determinar la carga en bandejas de zanahoria rayada apropiada para el secado con aire caliente
3. Materiales
Secador piloto Troceadora Hobart

Secador “National”
Balanza
Balanza de humedad
Campana escaldadora
10 kg de zanahoria
Recipientes, cuchillos, peladores.
4. Metodología
4.1 Preparación de la materia prima
• Lave las zanahorias, pélelas manualmente y rállelas en la troceadora.
• Escalde el producto durante 5 minutos con vapor, enfríe por inmersión en agua y escurra.
• Determine el contenido de humedad inicial en la balanza de humedad.
4.2 Efecto de la temperatura en el secado de zanahoria
• Seque, en el secador piloto, hasta alcanzar un 10% de humedad, muestras de 135 g de zanahoria rallada y
escaldada a las siguientes condiciones del aire de secado:
• Temperatura: 60 ºC, 75 ºC y 90 ºC
• Velocidad: 2.5 m/s
• Humedad: ambiental
• Evalúe las características de calidad que usted considere importantes, de la zanahoria seca y rehidratada
(inmersión en agua por 6 minutos a temperatura ambiente y escurrido).
• Construya los tres tipos de curvas de secado.
• El equipo registra automáticamente la variación del peso del producto en función del tiempo. Con estos
datos calcule la humedad del producto en cada tiempo de secado mediante la siguiente relación derivada
del balance de materia seca (MSo = MSx = MSf):
fHx = 1 - Mo (1- fHo)
Mx
donde,
fHo y fHx: Fracción (%/100) inicial de humedad del producto y contenido en cualquier
momento x.
Mo, Mx: Masa inicial del producto y masa en cualquier momento x.
• Exprese el contenido de humedad en cada punto en base seca y grafique la curva de humedad en función
del tiempo.
• Mediante el cálculo de los valores de H (base seca)/t, grafique la velocidad de secado en función del
tiempo.
• Grafique las curvas de velocidad de secado en función de la humedad
• Determine la temperatura óptima de secado de la zanahoria rallada y escaldada considerando calidad del
producto y eficiencia del proceso.
4.3 Análisis del proceso de deshidratación en un secador de cabina.
Estas pruebas se efectuarán en el secado National con una temperatura de secado de 75 ºC hasta que el
producto alcance aproximadamente un 10 % de humedad.
a) Determinación de la carga máxima en bandejas.

• En áreas iguales de las bandejas del secador coloque 4 masas variables de producto de manera que obtenga
espesores aproximados de 0.5 cm, 1.0, 2.0 cm, 3.0 cm. Anote el área superficial que ocupa el producto y su
peso en cada prueba.
• Para cada espesor de capa, extraiga el producto de la zona central centro de la masa, y coloque una bandeja
pequeña con el producto, con el mismo espesor, previamente pesada. Durante el secado extraiga cada bandeja,
periódicamente (inicialmente cada 3 minutos, extendiendo el tiempo entre medidas dependiendo de los cambios
de masa detectados), pésela y colóquela de nuevo en el secador. Estos procesos de pesado deben realizarse en el
menor tiempo posible.
• Construya las cinéticas de secado (humedad contra tie mpo) para cada espesor, siguiendo el método descrito en
la sección anterior.
• Seleccione la carga en bandejas adecuada para el secado de este producto.
b) Evaluación del secador
• Analice el secador utilizado (National): materiales de construcción (equipo y bandejas), sistema de
acondicionamiento de aire, controles, distribución del aire, sistema de recirculación, dimensiones de las
bandejas y espacio entre bandejas.
• Determine el flujo de aire en la entrada del aire al secador, midiendo la velocidad del aire en varios puntos del
ducto de entrada, así como el área transversal de ese ducto (Flujo = velocidad (m/s) * área (m2)).
5. Cuestionario.
• Dimensione un secador con capacidad para 100 kg. de zanahoria seca (10 % de humedad): tamaño y número de
bandejas, tamaño y número de carritos, tamaño de la cámara, flujo de aire requerido y velocidad del aire
correspondiente entre bandejas, energía requerida. Las condiciones ambientales son 25 ºC y 85 % de humedad
relativa.
6. Referencias
Todos los libros de Ingeniería de Alimentos contienen esta temática,además:
• CHEFTEL, J. CHEFTEL, H, BESANCON, P. 1983.Introducción a la Bioquímica de los Alimentos. Acribia.
Zaragoza. 404 p.
• FELLOWS, P. 1994. Tecnología del procesado de alimentos. Acribia. Zaragoza. 549 p.
• BRENNAN, J. BUTTERS, J. COWELL, N. LILLY, A. 1980. Las operaciones en la ingeniería de alimentos.
Acribia. Zaragoza. 540 p.
• BRENNAN, J.G.1994. Food Dehydration: a dictionary and guide. Butterworth-Heinemann Ltd. London. 189 p.
• MCCABE, W. Smith, J. Harriot, P. 1993. Unit Operations of Chemical Engineering. 5 ed. McGraw -Hill Inc.
New York. 1130 p.
• POTTER, N. HOTCHKISS, J. 1995. Food Science. 5 ed. Chapman & Hall. New York. 608 p.
• SINGH, P. HELDMAN, D. 1993. Introduction to Food Engineering. 2 de, Academic Press Inc. New
Escaldado
Licda. Eliana Mora
• Objetivos
• Estudiar los métodos para el escaldado de los alimentos.

• Determinar el efecto del tiempo sobre el grado de cocción y de inactivación enzimática en un proceso de
escaldado.
• Marco teórico
El escaldado es un tratamiento térmico a 95-100°C que dura varios minutos, y que se aplica antes del
procesado de frutas y vegetales para destruir la actividad enzimática. El escaldado no constituye un
método de conservación, sino tan sólo un pretratamiento normalmente aplicado en las manipulaciones de
preparación de materia prima o previa a otras operaciones de conservación (Mafart,1994; Fellows, 1994).
Además de la inactivación de enzimas, otros de los objetivos del escaldado son: facilitar la rehidratación
de alimentos deshidratados, reducir la carga microbiana, reducir el gas ocluido en los tejidos, facilitar el
llenado de los envases y la producción de vacío por llenado en caliente, eliminar sabores extraños y
mejorar la textura (Fellows, 1994; Brennan et al., 1980).
El escaldado se puede realizar por inmersión en agua caliente o en una atmósfera de vapor saturado, en
operaciones continuas o discontinuas.
• Equipo
• Escaldador
• Marmita
• Cronómetro
• Regla
• Procedimiento
Para cada parte de la práctica se utilizarán 12 papas (24 en total) y una más se utilizará como testigo.
4.1 Escaldado en agua caliente
• Mida el diámetro de las 12 papas por su eje más corto.
• Coloque agua en la marmita y abra la llave de vapor. Cuando el agua empiece a ebullir, introduzca las
papas en el agua y empiece a tomar el tiempo.
• A los dos minutos saque una muestra de dos papas e introdúzcalas en un recipiente con agua fría hasta que
alcancen la temperatura ambiente. Pártalas a la mitad, por su eje más corto, mídales el halo de cocción y
determine la presencia/ausencia de catalasa colocando en la zona del halo y en el centro de cada papa una
gota de solución de peróxido de hidrógeno.
• Repita los puntos 3 y 4 a los siguientes tiempos: 4, 6, 8, 10 y 12 minutos.
4.2 Escaldado en vapor de agua
• Mida el diámetro de las 12 papas por su sección más angosta.
• Introduzca las papas en una cesta y coloque la cesta en el escaldador. Ponga la tapa al escaldador.
• Abra la llave para que entre vapor al escaldadory empiece a tomar el tiempo.
• Pasados 2 minutos cierre la llave de vapor del escaldador, detenga el tiempo en forma parcial, y tome u na
muestra de 2 papas, las cuales debe colocar en agua fría. Tape el escaldador y reanude el proceso, tomando
muestras (como en el punto 4) a los 4, 6, 8, 10 y 12 minutos, o sea, cada 2 minutos.
• Cuando las papas estén frías, pártalas a la mitad, mida el halo de cocción y determine la presencia de
catalasa.
• Resultados
5.1 Escaldado en agua caliente
• Obtenga el diámetro promedio de las 12 papas.
• Obtenga el halo de cocción promedio para cada tiempo de inmersión.

• Grafique el halo de cocción en función del tiempo de escaldado.
• Aproxime el tiempo de escaldado para el tamaño promedio de papas utilizado.
5.2 Escaldado en vapor de agua
Realice los mismos pasos que en el punto 5.1.
Producción de vacío en latas
(Adaptada de Bonilla y del Barco, 1979)
Licda. Eliana Mora
1. Objetivos
• Estudiar los métodos de producción de vacío en latas.
• Realizar la determinación de vacío en latas con la ayuda de un vacuómetro.
2. Introducción
Al calentar un recipiente sellado que contenga un alimento, se origina una presión interior debido a los
siguientes efectos:
• El contenido de la lata se expande.
• Aumenta la presión de vapordel agua.
• La expansión sufrida por el aire y otros gases en el espacio de cabeza (espacio libre) y en el alimento mismo.
Esto puede traer como consecuencias el debilitamiento del sello doble, y la producción de un sello
defectuoso, a través del cual pueden penetrar los microorganismos.
La presión de vapor del agua dentro del recipiente depende de la temperatura, pero la presión del aire
contenido en el envase se puede reducir:
• Asegurando que el alimento esté exento de gases (por escaldado y vacío).
• Produciendo vacío en el espacio libre superior antes de cerrar el recipiente.
Además de reducir la presión dentro del recipiente o lata durante el proceso térmico, la eliminación del
oxígeno es importante porque: se minimiza la corrosión interna de las latas, ayuda a la penetración de
calor y ayuda a la apariencia del producto.
El vacío dentro de una lata o recipiente se puede provocar por varios métodos:
• Vacío mecánico: el recipiente se llena en frío y se sella bajo la acción de un vacío producido en forma
mecánica. Este tipo de vacío se aplica a alimentos sensibles al calor o con productos secos.
• Vacío en caliente: el envase lleno, con o sin la tapa encima, se hace pasar a través de un baño de agua caliente o
una cámara de vapor, en la que el producto se calienta hasta una temperatura de 85-95oC. Inmediatamente
después los envases se llenan. Con frecuencia este método se aplica después de haber llenado en caliente.
• Llenado en caliente: el recipiente se llena con un alimento líquido o fluido a temperaturas cercanas al punto de
ebullición del agua o del alimento. Se obtiene un espacio de cabeza lleno con vapor de agua a una presión de
una atmósfera. Al sellar el recipiente y enfriarlo, el vapor que se condense producirá el efecto de vacío.
• Vacío por chorro de vapor: consiste en la aplicación de un chorro de vapor de agua a la parte superior del
recipiente lleno. Debido a que por este método no se llegan a eliminar los gases ocluidos, por lo general debe ir
precedido por un vacío previo o un llenado en caliente.

3. Equipo
• Selladora de latas • Marmita
• Escaldador • Vacuómetro
4. Datos teóricos
La Ciudad Universitaria Rodrigo Facio se encuentra bajo una presión atmosférica de aproximadamente
670 mm de Hg (26,38 plg Hg), por lo que el agua tendrá una temperatura de ebullición de 96,5o
C,
aproximadamente. Enlatando agua a un grado por abajo de la temperatura de ebullición, o sea, a 95,5o
C,
se tiene una presión de vapor de 25,46 plg Hg. Suponiendo una temperatura final de conservación de
22o
C, en que el agua tiene una presión de vapor de 0,78 plg Hg, el vacío máximo a lograr es de 24,68 plg
Hg (25,46 - 0,783 plg Hg).
La presión de vapor de los líquidos (o fluidos en general), es una función de la temperatura. Si se trata del
agua, y a una temperatura de conservación de 22o
C, se obtiene el vacío teórico logrado a cada
temperatura, si se resta a cada presión de vapor, las 0,783 plg Hg que corresponden a la presión de vapor
en almacenamiento. La información se presenta en el Cuadro 1.
Cuadro 1: Presión de vapor del agua y vacío teórico (máximo) producido al sellar latas a diferentes
temperaturas.
Temperatura (o
C) Presión de vapor (Pa) Presión de vapor (plg
Hg)
Vacío máximo (plg Hg)
50 12 349 3,646 2,863
60 19 940 5,887 5,104
70 31 190 9,208 8,425
80 47 390 13,991 13,208
90 70 140 20,707 19,924
5. Procedimiento
5.1 Llenado en caliente
Para esta parte se utilizarán 10 latas.
• Marque en todas las latas un espacio de cabeza definido entre 8 y 12 mm.
• Llene dos latas con agua a 50oC hasta la marca indicada, colóqueles la tapa y séllelas inmediatamente.
• Repita el punto 2. para las temperaturas de 60oC, 70oC, 80oC y 90oC.
• Enfríe las latas hasta temperatura ambiente (aproximadamente 22oC) colocándolas en un recipiente con
agua fría (no utilice hielo).
• Una vez que las latas se hallan enfriado, determine el vacío en cada una de ellas haciendo uso del
vacuómetro.
5.2 Vacío en cámara de vapor
En esta parte se utilizan 12 latas.
• En dos latas marque un espacio de cabeza de 5 mm. Llene las latas con agua a temperatura ambiente hasta
la marca indicada y póngales la tapa encima (no las selle).
• Coloque las latas en el escaldador y aplíqueles vapor durante 5 minutos. Cierre la llave de vapor e
inmediatamente proceda a sellar las latas, cuidando de no derramar su contenido.
• Repita los pasos 1. y 2. para espacios de cabeza de 10, 15 y 20 mm.
• Proceda a enfriar las latas sumergiéndolas en agua fría.

• Una vez que se han enfriado todas las latas, determine el vacío en cada una de ellas utilizando un
vacuómetro.
6. Resultados
6.1 Llenado en caliente
• Calcule el vacío promedio alcanzado para cada una de las temperaturas utilizadas.
• Grafique el vacío promedio en función de la temperatura.
• Para cada temperatura de referencia, calcule el porcentaje de vacío logrado con respecto al vacío teórico a
esa temperatura.
6.2 Vacío en cámara de vapor
• Calcule el vacío promedio para cada espacio de cabeza utilizado.
• Grafique el vacío promedio en función del espacio de cabeza.
• Grafique el porcentaje de vacío en función de la temperatura.
• Según el vacío teórico que se puede lograr (24,68 plg de Hg), calcule el porcentaje de vacío alcanzado en
cada caso,y grafique el porcentaje de vacío en función del espacio de cabeza.
Determinación del valor F0
Licda. Eliana Mora
• Introducción
Para comparar la capacidad relativa de esterilización de los procesos térmicos, se define una unidad de
letalidad designada por el símbolo F. Este valor es la suma de todos los efectos letales expresado en
minutos a alguna temperatura. Es decir, es una combinación de la relación tiempo/temperatura recibida
por un alimento. F es un térmico general, pero que se identifica con dos variables: z (resistencia térmica)
como superíndice y T (temperatura de proceso) como subíndice.
Entonces, F es el equivalente en minutos a alguna temperatura dada del calor letal de un proceso con
respecto a la destrucción de un organismo caracterizado por un valor de z. El valor F0 es sólo un valor de
referencia cuando T = 121,1 ºC (250 ºF) y z = 10ºC (18 ºF).
• Objetivo
• Determinar el valor F0 de un producto de baja acidez envasado en un recipiente metálico y procesado
térmicamente.
• Equipo
• Selladora de latas
• Autoclave pequeña (termo-simulador)
• Conectores para los termopares
• Registrador de temperatura
• Termopares tipo J
• Procedimiento
• Con base en las características del producto a analizar, determine el punto frío del mismo.
• Prepare 4 latas con el termopar respectivo,para realizar la toma de datos de penetración de calor.
• Registre los parámetros de proceso definidos para el producto a analizar.

• Resultados
• Efectúe los cálculos correspondientes para determinar el valor F0 del producto evaluado.
• Justifique si el valor F0 obtenido experimentalmente garantiza la inocuidad del producto bajo las condiciones de
proceso establecidas.
• Bibliografía
NATIONAL CANNERS ASSOCIATION RESEARCH LABORATORIES. 1968. Laboratory Manual for
Food Canners and Processors. Vol. II. The AVI Publishing Company, Inc, Connecticut. USA
Pasteurización
Lic. Manuel Montero
1. Objetivos
• Observar y comprender el funcionamiento de un pasteurizador de placas.
• Estudiar algunas de las variables que se pueden controlar durante un proceso continuo de pasteurización.
2. Equipo
• Pasteurizador de placas • Cronómetro
• Termómetro • Probeta
• Cinta métrica •
3. Procedimiento
A. Dibuje e identifique cada una de las partes del pasteurizador de placas:
• Tanque de alimentación del producto.
• Tanque de alimentación del agua caliente.
• Recipiente de expansión.
• Celda de mantenimiento.
• Tanque de recepción del producto pasteurizado.
• Válvula de paso.
• Sección de recuperación.
• Sección de calentamiento.
• Sección de enfriamiento.
• Tuberías de entrada y salida del producto y del agua a cada intercambiador.
• Termómetros.
• Dispositivos del panel de control: encendido,controladores de temperatura, registradores de temperatura.
B. Experiencia
• Proceda a llenar con agua el tanque de alimentación del sistema de calefacción (recipiente de expansión) hasta
la altura de la rosca.
• Llene con agua el tanque de alimentación del producto.
• Coloque la válvula de paso en la posición que permita la descarga del producto hacia el tanque de quesos.
• Indique una temperatura de 75°C en el regulador de la temperatura del agua caliente, o sea, 4°C por arriba de la
temperatura de pasteurización deseada (se asume una temperatura de pasteurización de 71-72°C).
• Encienda el equipo y la bomba N°2. Coloque el flujo de producto en 200 L/hr con el regulador de la izquierda.
El regulador de la derecha debe permanecer en 0.

• Espere a que se estabilicen las temperaturas y realice la lectura de todos los termómetros del sistema, midiendo
además, la temperatura de entrada y de salida, la velocidad de flujo y el tiempo de retención del producto.
• Desconecte el calentador y haga circular agua fría por el sistema para disminuir su temperatura.
4. Resultados
• Realice un diagrama DETALLADO del pasteurizador de placas utilizado en la práctica.
• Describa el funcionamiento del pasteurizador de placas.
• Haga los cálculos teóricos necesarios para obtener una temperatura de 71°C en el producto, con un tiempo de
retención de 15 segundos. Presente en una tabla las condiciones del sistema antes y después de los ajustes
realizados.
• Realice un comentario sobre las condiciones de operación teóricas obtenidas.
Evaluación de empaque
MSc. Ileana Alfaro
Evaluación la velocidad de Transmisión de vapor de agua a través de materiales de
empaque
• Objetivos
Objetivo general
Estudiar las propiedades de transmisión de vapor de agua de materiales de empaque utilizados en
alimentos y analizar el posible efecto del tipo de empaque en la estabilidad del producto a ser empacado.
Objetivos específicos
• Medir la transmisión de vapor de agua a través de los distintos empaques.
• Determinar la velocidad de transmisión de vapor de agua (VTVA) y el coeficiente de permeabilidad de vapor
de agua para los distintos empaques.
• Materiales
• Desecante cloruro de calcio anhidro (CaCl2)
• Frascos con tapa de rosca.
• Recipientes plásticos perforados con tapa.
• Termómetros
• Balanza.
• Cronómetro.
• Centrífuga para vegetales.
• Material de empaque
• Micrómetro
• Metodología
• Mida el diámetro de la tapa en milímetros (mm)
• Pese en él frasco aproximadamente 20 gramos del desecante.
• Coloque una lámina del material de empaque sobre la parte superior del frasco y asegúrela con la tapa.
• Anote el peso del frasco con el desecante y con la lámina del material de empaque.
• Mida el grosor del material de empaque utilizado con la ayuda de un micrómetro.
• Ponga un litro de agua en el fondo de un desecador.
• Coloque los frascos con los materiales de empaque en el desecadory genere un vacío parcial.
• Preparare de esa manera 2 desecadores y coloque un desecador en la incubadora, y deje el segundo
desecadora temperatura ambiente.
• A las 24 horas saque los frascos de los desecadores y péselos (asegúrese de limpiar el agua que se ha
condensado en la parte exterior del frasco, es decir en las paredes y en el fondo).
• Coloque los frascos de nuevo en el desecadory genere nuevamente un vacío parcial.
• Repita los pasos 6 y 7 a las 48, 72, y 144 horas.

• Tratamiento de los resultados
• Para cada temperatura analizada grafique la pérdida o ganancia de peso del sistema en función el tiempo.
• Calcule la velocidad de transmisión de vaporde agua (VTVA) para cada tipo de empaque.
• VTVA se define como los gramos de vapor de agua transmitidos a través de 1 m2 de material de empaque
en un periodo de 24 horas.
VTVA = 24m/t A
m: ganancia o pérdida de masa (kg).
t: tiempo (h).
A: área del material de empaque (m2
)
• Calcule el coeficiente de permeabilidad del vapor de agua para cada material de empaque.
V: cantidad de vapor (g)
G: grosor de empaque (m)
A: área (m2
)
T: Tiempo (s)
∆P: Diferencia de presión a través de la película (Pa)
Para este caso se va a asumir que la diferencia de presión a través del material de empaque es igual a la
presión del vapor saturado a la temperatura ambiente (se asume que el desecante en el beaker crea un
ambiente donde la presión de vapor de agua es 0 kPa).
• Cuestionario
• ¿Por qué hubo diferencias entre los materiales de empaque utilizados?
• ¿Qué pasaría si la temperatura cambiara bruscamente? ¿Por qué? ¿Este factor tiene algún significado en la
escogencia del material de empaque?
• ¿Cambiaría el VTVA si se seleccionara un tiempo diferente para hacer los cálculos? Explique.
• ¿Qué pasaría con el VTVA y con el coeficiente de permeabilidad si algo provoca un cambio en la presión
del vaporde agua, y/o un cambio en el grosordel material de empaque?
• ¿Sería de interés para el tecnólogo de alimentos hacer los mismos cálculos para el oxígeno o algún otro gas
en lugar del vapor de agua?. Explique.
Evaluación de sello en materiales de empaque flexibles
• Objetivos
Objetivo general
Analizar el efecto de las condiciones de sellado (temperatura-tiempo) sobre la calidad del sello
(posibilidad de fugaz) en diferentes tipos de empaque.
Objetivos específicos
• Definir los requerimientos de temperatura y tiempo que se necesita para lograr un sellado sin fugaz en
diferentes tipos de empaque .
• Conocer y aplicar una prueba cualitativa para determinar la sellabilidad en sellos de material flexible
• Materiales
• Material de empaque.
• Desecador con sistema de vacío
• Trampa de vacío

• Metodología
• Escoja 1 de los materiales proporcionados (LDPE, PP, HDPE, doypack-transparente y metálico)
• A través de pruebas preliminares establezca condiciones de sellado en tiempo y temperatura para el
empaque.
• Acondicione el tamaño de las bolsas al espacio en el desecador
• Llene las bolsas con 15 gramos del producto que se le suministra y séllelas
• Utilice la prueba de inmersión e agua en vacío para definir si se logró un buen sellado.
• En caso de mostrar fugaz, realice una nueva prueba de sellado corrigiendo los parámetros establecidos
• Compare los resultados con los otros empaques
Sistema de refrigeración - Cálculo de cargas de refrigeración
M. Sc. Ileana Alfaro
• Objetivo general
Ilustrar de manera práctica los principales conceptos y cálculos asociados a la operación unitaria de
refrigeración.
• Introducción
Los sistemas mecánicos de refrigeración y congelación deben dimensionarse según las necesidades de
operación (enfriar, congelar o mantener una temperatura baja), la naturaleza de los materiales (en este
caso alimentos), su masa, temperatura inicial y otras propiedades. Para una operación y diseño óptimos de
los sistemas, se requiere de un equilibrio entre el capital de inversión y los costos operativos. Los análisis
de cargas térmicas y capacidad de los sistemas son ejemplos de las principales labores desarrolladas con
el fin de dimensionar los sistemas. Adicionalmente, el diseño de las instalaciones debe realizarse
adecuadamente,según las necesidades del proceso.
• Metodología
3.1 Evaluación de una cámara de congelación
• Identifique cada uno de los componentes del sistema mecánico de congelación y realice un esquema detallado
donde se muestre cada uno de los componentes y sus características.
• Según las características del refrigerante y el sistema analizado, ¿cuál es la carga máxima de calor que se puede
extraer de la cámara? Determine los siguientes datos y asuma que el ciclo es ideal (líquido y vapor saturado, no
hay subenfriamiento ni sobrecalentamiento, la presión de evaporación y condensación es constante)
• Tipo de compresor
• Temperatura y presión de descarga (en condensador)
• Temperatura y presión de succión (en evaporador)
• Capacidad del compresor
• A partir de los valores de presión en los componentes del sistema de la cámara de refrigeración analizada,
elabore el ciclo correspondiente en el diagrama de presión – entalpía. Calcule los trabajos de compresión y
condensación,asícomo el coeficiente de rendimiento (COP).
• Determine si el ciclo real presenta sobrecalentamiento y/o subenfriamiento y repita los puntos c y d.
3.2 Cálculo de cargas térmicas de refrigeración
• Elabore un listado de la información que requiere para realizar el cálculo de la carga de refrigeración en el
sistema analizado. Debe incluir datos de los siguientes factores: productos (calor inicial, calor de respiración),
paredes,cambios de aire, personas,iluminación, motores y equipos.

• Para la cámara de refrigeración evaluada, realice un análisis de cargas a las condiciones actuales de trabajo.
Indique los supuestos (si son necesarios) y muestre todos los cálculos. Analice si el sistema se encuentra
sobredimensionado.
Tiempos de refrigeración y congelación
M. Sc. Ileana Alfaro
• Objetivo general
Ilustrar de manera práctica los principales conceptos y cálculos asociados a la operación unitaria de
refrigeración.
• Objetivos específicos
• Determinar los tiempos de congelación a partir de las curvas de congelación y refrigeración
• Comparar los tiempos de congelación y refrigeración determinados experimentalmente con aquellos obtenidos
por medio de las ecuaciones de predicción
• Introducción
Los sistemas mecánicos de refrigeración y congelación deben dimensionarse según las necesidades de
operación (enfriar, congelar o mantener una temperatura baja), la naturaleza de los materiales (en este
caso alimentos), su masa, temperatura inicial y otras propiedades. Para una operación y diseño óptimos de
los sistemas, se requiere de un equilibrio entre el capital de inversión y los costos operativos. Los análisis
de cargas térmicas y capacidad de los sistemas, así como los cálculos de tiempos de enfriamiento son
ejemplos de las principales labores desarrolladas con el fin de dimensionar los sistemas.
• Metodología
4.1 Tiempos de congelación
• Elabore curvas de congelación:
• Prepare 3 cubos del alimento, de 2 cm de lado.
• Coloque un termopar en el centro térmico de los cubos.
• Coloque en el medio de congelación (congelador de placas y sistema hielo seco-etanol) y registre las
temperaturas (por unidad de tiempo) hasta igualar la temperatura del medio (incluir mediciones del medio
de congelación).
• Construya la curva de congelación.
• Determine gráficamente el tiempo para llegar a -10 °C.
• Determine el tiempo de congelación por medio de ecuaciones de predicción (suponga que el coeficiente de
transferencia de calor superficial para el congelador de placas es de 170 W/m2 K y para el sistema hielo
seco-etanoles de 1500 W/m2 K).
4.2 Tiempos de refrigeración
• Elabore curvas de refrigeración:
• Prepare 3 cubos del alimento, de 2 cm de lado.
• Coloque un termopar en el centro térmico de los cubos.
• Coloque en la cámara de refrigeración y registre las temperaturas (por unidad de tiempo) hasta igualar la
temperatura del medio (incluir mediciones del medio de refrigeración).
• Construya la curva de refrigeración.
• Determine gráficamente el tiempo para llegar a 2 °C.

• Determine el tiempo de refrigeración por medio de ecuaciones de predicción (suponga que el coeficiente de
transferencia de calor superficial para este sistema es de 7 W/m2 K).

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