Procesos térmicos tomate cátsup UNAM

PROCESOSTÉRMICOS.SALSA CÁTSUP
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
CUAUTITLÁN
PROYECTO PROCESOS TÉRMICOS
“SALSA DE TOMATE CÁTSUP”
Profesora: María Guadalupe López Franco
Alumnos:
Díaz Méndez Rosario Berenice
Melo Cruz Johanny
Reza Ángeles Minerva Angélica
Silva Solano Alan Ingvar
Grupo: 1601
Fecha de entrega: 28-11-2011

INTRODUCCIÓN
Los métodos de conservación tradicionales de alimentos basados en tratamientos térmicos (escaldado,
pasteurización o esterilización) conllevan en muchas ocasiones una disminución de la calidad nutricional
y organoléptica del alimento. Este aspecto, unido al hecho de que el consumidor demanda alimentos
cada vez más frescos y naturales, menos procesados pero de rápida preparación y que, además de tener
una vida útil prolongada mantengan sus cualidades nutricionales y sensoriales, ha llevado a los
investigadores y a las empresas de la industria alimentaria a perfeccionar los tratamientos térmicos y a
desarrollar otros alternativos.
La esterilización es uno de los tratamientos más agresivos ya que sus elevadas temperaturas, de más de
100 ºC mantenidas en algunos casos hasta 20 minutos, afectan al valor nutricional y organoléptico del
alimento. Su finalidad es inactivar toda forma de vida en el producto. Actualmente este tipo de
tratamiento apenas se utiliza y ha sido reemplazado por el UHT. En este proceso se alcanzan
temperaturas elevadas de hasta 150ºC, aunque durante espacios muy cortos de tiempo, menos de 5
segundos, seguido de un rápido enfriamiento. Además de alargar la vida útil del producto y garantizar su
seguridad al consumo, este tratamiento afecta menos a la calidad sensorial y nutricional.
CONSERVACIÓN DE TOMATE PARA SU POSTERIOR UTILIZACIÓN EN LA ELABORACIÓN
DE PURÉ DE TOMATE (CÁTSUP).
TOMATE
Pertenece a la familia de las solanáceas, es una baya generalmente redonda, de tamaño que varía entre 6
y 12 cm de diámetro, es de color rojo intenso cuando está madura, la cascara es delgada, traslucida, lisa
y brillante; la pulpa tiene un alto contenido acuoso, es carnosa, de color rojo y de sabor, color y olor
particular.
COMPOSICIÓN QUÍMICA
Tabla 1 composición química de tomate.
% Humedad 94.2
% Proteína 1.0
% Lípidos 0.2
% CHO’s 3.0
% Fibra 1.8
% Cenizas 0.6

PROPIEDADES TERMOFÍSICAS:
Estas propiedades definen físicamente a una sustancia y varían con respecto a la temperatura estas son:
Calor específico (Cp), Densidad (ρ), Conductividad térmica (Kt) y Difusividad térmica (𝜶).
Propiedad termo física Valor
Capacidad calorífica Cp 3.98 KJ/Kg °K
Conductividad térmica KT 0.596 W/m°C
Difusividad térmica α 0.1444 x 10-6m2/s
Densidad 𝜌 1033 Kg/m3
PRODUCCIÓN DE FRIO
Frio: El enfriamiento es un proceso de eliminación de calor de un cuerpo o un espacio, el cual puede
ocurrir por medio de un abatimiento de la temperatura sin que el cuerpo sufra un cambio de estado físico
a temperatura constante. De manera natural los cuerpos pueden enfriarse hasta la temperatura de los
ambientes naturales, sin embargo, se requieren de medios o técnicas especiales para lograr mantener el
cuerpo a una temperatura inferior al ambiente. Con base a lo anterior existen métodos de enfriamiento
basados en procesos tanto naturales como artificiales.
Producción de frio: La producción de frío es básicamente un fenómeno endotérmico (absorción de
calor), en donde la fuente de calor es el producto o el espacio a enfriar, lo que provoca el abatimiento de
su temperatura. Existe una gran diversidad de métodos de producción de frío, los cuales en su mayoría
están basados en la extracción de calor de un cuerpo o un espacio por intermedio de la absorción del
mismo por un fluido (refrigerante), el cual lo utiliza a su vez y de manera espontánea, para cambiar de
estado de agregación, como la evaporación, fusión, sublimación, etc. cuyas transiciones se desarrollan a
bajas temperaturas.
MÉTODOS DE PRODUCCIÓN DE FRÍO.
FUSIÓN. Es necesario que esta transición se desarrolle a una temperatura suficientemente baja, en
donde interviene el calor latente de fusión. El hielo juega un papel preponderante sobre todo en los
países en vías de desarrollo para la conservación de pescados y mariscos, de aves, etc. Para la
conservación de frío se substituye frecuentemente al hielo - cuya temperatura de fusión no es muy baja
(0°C) - por una mezcla eutéctica de numerosas sales y de agua, en una concentración bien definida del
soluto en el solvente, en donde intervienen los calores latentes de fusión- la temperatura de una mezcla
eutéctica que se funde o se congela, permanece constante - en donde las temperaturas pueden ser
inferiores a 0 °C.
VAPORIZACIÓN. En este método se utiliza el calor latente de evaporación, que por lo general es más
grande que el de fusión. Este procedimiento es el más utilizado a nivel industrial, comercial y
doméstico. El fluido que se vaporiza para la producción de frío se le conoce como frigorígeno o

refrigerante. En este caso se puede obtener un sistema de enfriamiento abierto, en donde el vapor
resultante de la vaporización no se recupera, sobre todo en los casos en donde el refrigerante no es caro
y no presenta problemas de impacto ambiental, como por ejemplo el uso del nitrógeno líquido y
refrescar el aire caliente y seco por medio de la vaporización directa del agua en el aire.
En el sistema de enfriamiento cerrado, el vapor del refrigerante, generalmente costoso y algunas veces
tóxico, se recircula con el objeto de volverlo a licuar para vaporizarlo de nuevo. Este tipo de sistema está
formado por un recipiente aislado térmicamente, el cual limita el espacio frío, y en cuyo interior se
coloca un intercambiador de calor, en donde se introduce el refrigerante líquido el cual se vaporiza a una
temperatura T0 inferior a la temperatura del interior Tr a la cual se quiere mantener el espacio. A este
intercambiador se le conoce como evaporador.
SUBLIMACIÓN. La sublimación es el cambio del estado sólido al estado vapor, este calor latente es
más grande que el de vaporización, debido a que contiene además del calor latente de vaporización el de
fusión. Normalmente se utiliza en un sistema abierto bajo presión atmosférica, siendo el refrigerante más
utilizado el anhídrido carbónico (CO2), el cual en estado sólido tiene una temperatura de transición de -
78.5 °C (hielo seco).
EXPANSIÓN DE UN GAS PREVIAMENTE COMPRIMIDO. Esta expansión se puede realizar en:
a).- En un motor de gas comprimido, en donde se extrae la energía mecánica del gas que se expande.
Esta extracción de energía provoca un enfriamiento intenso del gas expandido.
b).- En una válvula, en donde el gas que experimenta esta expansión (expansión Joule-Thomson) no
produce ningún trabajo al exterior. Este enfriamiento es limitado, ya que según el estado termodinámico
del gas antes de la expansión, el gas se puede enfriar, recalentarse o permanecer a una temperatura
constante después de esta expansión.
El primer procedimiento se usa muy frecuentemente para la producción de frío a muy bajas temperaturas
(criogenia) inferiores a los 120 °K, como en el caso de la licuefacción del aire, del hidrógeno, del helio,
etc.
REFRIGERANTES
El refrigerante es una substancia que es capaz de producir un efecto de enfriamiento sobre el medio que
lo rodea, sea un espacio o un cuerpo y que de manera general fluye y evoluciona en un ciclo al interior
de un circuito de una máquina frigorífica. En el caso de producción de frío por medio de vaporización,
estas substancias deben tener una temperatura de ebullición, a presión normal, inferior a la temperatura
ambiente.
SELECCIÓN DEL REFRIGERANTE.
Para cada uno de los diferentes métodos de producción de frío existen para determinadas condiciones de
funcionamiento uno o varios refrigerantes apropiados, que garantizan un óptimo de eficiencia y

seguridad, en relación con sus propiedades químicas y físicas, existiendo ciertas condiciones mínimas y
propiedades que deben satisfacer, tales como:
a) Comportamiento indiferente frente a los materiales utilizados. El refrigerante no debe
combinarse o reaccionar con los materiales utilizados para la construcción de la máquina
frigorífica.
b) Estabilidad química. El refrigerante no debe de sufrir ningún tipo de transformación química,
dentro del dominio de temperaturas y presiones de operación.
c) Ausencia de toxicidad. Es importante que el refrigerante no tenga efectos nocivos sobre la salud,
ni sobre el medio. No todos los refrigerantes satisfacen esta condición.
d) No debe ser explosivo ni inflamable. Por motivos de seguridad se exige que el refrigerante esté
operando fuera de los dominios de peligrosidad, en lo referente a los riesgos de explosión y
flamabilidad.
e) Fácil detección de fugas. Por aspectos de seguridad, operación y economía, es necesario que la
circulación del refrigerante se realice en conductos herméticos y que las fugas en caso de ocurrir
deben ser inmediatamente detectadas, prefiriéndose aquellos refrigerantes que tengan un olor
penetrante.
f) Ningún efecto sobre el lubricante. Si en el circuito del ciclo de refrigeración se utiliza algún tipo
de lubricante, el refrigerante no le debe ocasionar ningún cambio químico, ni influir en sus
propiedades lubricantes.
g) La presión de evaporación debe ser superior a la presión atmosférica. En el caso de la
refrigeración por vaporización, la presión de evaporación del refrigerante, debe ser dentro de lo
posible, algo superior a la presión atmosférica. De esta manera se evita la introducción de aire al
interior del sistema.
h) Baja presión de condensación. La generación de altas presiones de condensación, requiere de
estructuras que soporten esta presión, aumentando el costo. Se sugiere trabajar el refrigerante a
condiciones de operación no muy próximas del punto crítico, con el objeto de realizar más
fácilmente la condensación.
i) Gran potencia frigorífica específica. Entre mayor sea su capacidad o potencia de enfriamiento, se
requerirá una menor cantidad de refrigerante en circulación para una potencia de enfriamiento
determinada.
j) Costo y disponibilidad. El refrigerante no debe ser muy costoso y debe estar disponible en el
mercado, sobre todo si se requiere de un abastecimiento continuo, como en el caso de los ciclos
de refrigeración abiertos.
Existen refrigerantes inorgánicos como el agua y el amoniaco y refrigerantes orgánicos como los
hidrocarburos halogenados.
PROPIEDADES DE LOS REFRIGERANTES.
 Propiedades térmicas. Las propiedades térmicas en general, permiten conocer el comportamiento
de las substancias frente a los cambios de estado o bien el análisis de los diferentes factores externos que
intervienen para que estos cambios se produzcan.

 Presión de Vapor. Para compuestos puros, el equilibrio entre las fases del refrigerante líquido y
el refrigerante vapor, permite la determinación de la temperatura de evaporación y de condensación, así
como de las presiones en función de estas temperaturas.
 Volumen específico y densidad. El volumen específico es el valor inverso de la densidad, y
ambos varían en función de la temperatura y de la presión, siendo más importante este efecto si el
refrigerante se encuentra en fase vapor. Conociendo el volumen específico se puede determinar la
cantidad de vapor generado por la vaporización de una cierta masa de refrigerante líquido.
 Calor específico. El calor específico indica la cantidad de calor necesaria para absorberse o
disiparse, para obtener la variación de un grado de temperatura de una cierta masa de una substancia.
Este valor es muy importante sobre todo para el dimensionamiento de los intercambiadores de calor.
 Calor latente. El calor latente indica la cantidad de calor necesaria por unidad de masa de la
substancia, para efectuar una transición de un estado de agregación a otro. En el caso de los refrigerantes
existen grandes variaciones de estos calores.
MÉTODOS DE PRODUCCIÓN DE FRÍO BASADOS EN LA EVAPORACIÓN DE UN
REFRIGERANTE.
En la refrigeración industrial, comercial y doméstica la mayor parte de las máquinas frigoríficas operan
en un ciclo cerrado, bajo el principio de producción de frío basado en la evaporación del refrigerante
líquido.
Estos métodos se diferencian por la forma en que los vapores que se producen en el evaporador son
extraídos. Dentro de estos sistemas tenemos los ciclos de compresión, de eyecto-compresión y de
sorción.
SISTEMA DE COMPRESIÓN DE VAPOR. Los vapores son aspirados y comprimidos por medio de un
dispositivo mecánico llamado compresor.
SISTEMA A EYECTO-COMPRESIÓN. En este caso los vapores son aspirados por medio de un
eyector, en donde el refrigerante hace la función de vapor motriz y una depresión en el eyector permite
su aspiración a baja presión.
SISTEMA A SORCIÓN. Los vapores son retenidos por un material líquido o sólido, lo que provoca su
aspiración a la salida del evaporador. Existen dos formas por las cuales estos materiales pueden fijar a
los vapores, uno en donde el vapor se fija al material por medio de uniones de naturaleza física,
resultando en un fenómeno superficial, al que se conoce con el nombre de adsorción, en donde por lo
general ocurre entre un sólido y un vapor, aunque este fenómeno se puede presentar también aunque con
menos frecuencia entre un líquido y un vapor. En la adsorción el material que adsorbe se le conoce

como adsorbente y al material adsorbido como adsorbato. La otra forma es que el vapor se solubiliza al
interior del material y en donde posteriormente ocurre una reacción química. Este fenómeno se le
conoce con el nombre de absorción y ocurre tanto en materiales líquidos como en sólidos. En este tipo
de sistema el refrigerante en forma vapor es adsorbido o absorbido por un líquido o sólido, a la salida del
evaporador.
EQUIPOS DE PRODUCCIÓN DE FRIO
 MÁQUINA DE COMPRESIÓN FRIGORÍFICA: Se basa en un ciclo cuyo fluido de trabajo es
un refrigerante, el cual es llevado cíclicamente a unas condiciones tales que se produzca su evaporación
a baja temperatura siendo capaz de producir ‘frío’. Para completar el ciclo frigorífico es necesaria la
intervención de un compresor de refrigerante que consume una potencia eléctrica.
Máquina Frigorifica
SISTEMA DE ABSORCIÓN: La máquina de absorción se basa en el mismo principio que la máquina
de compresión, si bien en lugar de utilizar un compresor para absorber los vapores del refrigerante del
evaporador y llevarlos hasta una presión tal que se pueda ceder el calor absorbido en el evaporador,
utiliza un sistema basado en un absorbedor, una bomba de líquido y un generador. Básicamente, la
energía necesaria para completar el ciclo de absorción es la potencia térmica a suministrar al generador.
Sistema de Absorción

ALMACENAMIENTO REFRIGERADO
Existe la conservación mediante la refrigeración y la congelación.
El almacenamiento refrigerado se considera cuando se emplean temperaturas superiores a la de
congelación que van entre -2ºC y 15ºC.
El almacenamiento congelado se caracteriza porque los alimentos se conservan en estado congelado. Las
temperaturas deben ser inferiores a los -18ºC.
La refrigeración permite conservar alimentos durante días y hasta semanas. El almacenamiento
congelado los conserva durante meses y aún años. Esta última técnica de conservación es bastante
benigna con respecto a los cambios de sabor, textura, sabor y valor nutritivo, siempre y cuando no se
prolonguen demasiado. La refrigeración aplicada lo más pronto posible y durante el transporte, la
conservación en bodegas, la venta y el almacenamiento anterior al consumo, permite mantener sus
características de calidad prácticamente intactas.
En el almacenamiento refrigerado, además de mantener la temperatura dentro de un rango ligeramente
superior a la de congelación, pero regulada, es crítico mantener la circulación de aire, el control de la
humedad y la modificación de los gases atmosféricos.
La refrigeración presenta ventajas relacionadas con la disminución de la velocidad de ciertas reacciones
químicas y físicas, y lo más importante, retarda el desarrollo de microorganismos.
METODOLOGÍA DE CONSERVACIÓN DE HORTALIZAS (TOMATE)
Almacenamiento
Las y hortalizas se almacenan bajo refrigeración. Al aplicar el frío, se disminuye la respiración de estos
productos, prolongando su vida útil. De esta manera, es posible prolongar La temporada de elaboración
de estos productos. Además de la aplicación de frío, se puede controlar la composición de la atmósfera
interna del cuarto de conservación.
1- Conservación por refrigeración:
El resultado de la conservación depende de lo siguiente:
•Temperatura de refrigeración.
•Humedad relativa.
•Circulación del aire.
•Tiempo de conservación.
En la conservación temporal de las hortalizas, es importante distinguir la temperatura mínima tolerada,
la temperatura crítica y el punto de congelación.
 La temperatura mínima tolerada es aquella que, en la conservación a largo plazo, no afecta el
producto.
 La temperatura crítica es aquélla bajo la cual las frutas sufren alteraciones. Ambas temperaturas
dependen de la clase de producto.
 Abajo de la temperatura crítica se encuentra el punto de congelación.

Durante la conservación temporal, la humedad relativa debe ser lo suficientemente elevada para reducir
las pérdidas de peso por la transpiración, y lo suficientemente baja para evitar la proliferación de
microorganismos. En general, las hortalizas de hoja como las espinacas y las lechugas necesitan
humedad relativa más elevada que la mayoría de las demás hortalizas.
La circulación del aire sirve para transportar el calor del producto almacenado hacía el evaporador del
sistema de refrigeración. La circulación del aire debe ser alta, pero no tanto que provoque la evaporación
del agua de los tejidos superficiales del producto. Por esto, la circulación debe ser más reducida para las
hortalizas que contienen mayor cantidad de agua en sus tejidos.
La respiración del producto vegetal consiste en la absorción de oxígeno y la expulsión de bióxido de
carbono. La intensidad de la respiración es deprimida por bajos porcentajes de oxígeno y elevados
porcentajes de bióxido de carbono en la atmósfera. Por esto, mediante la introducción de bióxido de
carbono en el cuarto hermético, se logra establecer en pocas horas la composición deseada de la
atmósfera, que disminuye la respiración. Este sistema se emplea con productos de escasa intensidad
respiratoria y con pocas reservas nutritivas, como la coliflor y las hortalizas de hoja. Este sistema es el
más adecuado cuando se realiza la conservación a temperaturas próximas a O °C.
En comparación con la refrigeración normal, la conservación en atmósfera controlada tiene además las
ventajas de mantener mejores características de sabor y presentación, causar menos pérdidas y no
necesitar mantener una temperatura tan baja en la refrigeración.
CONGELACIÓN
La Congelación empieza donde termina la refrigeración. La congelación permite mantener una gran
variedad de alimentos a disposición de los consumidores y ofrece el mayor número de ventajas como
ninguna otra técnica. Esto ha hecho que se consuman cada vez más alimentos congelados. Los alimentos
que se van a congelar se comportan de manera diferente debido a sus diferencias en composición. Los
alimentos de mayor concentración de sólidos demorarán más en quedar completamente congelados.
Las altas concentraciones de sólidos provocan desnaturalización de las proteínas y producen una
precipitación más rápida de los sólidos insolubles cuando se reconstituyen los productos. La formación
de cristales también afectará la integridad de los tejidos donde se encontraba el agua que se congeló.
Estos cristales serán más grandes y romperán más los tejidos si la congelación es lenta. El que sea lenta
también afectará el desarrollo de los MO. La congelación rápida deja casi intactos los tejidos y al
descongelar no se detectará daños apreciables. La temperatura de congelación de -18ºC es recomendada
porque evita daños importantes de textura, reacciones químicas, enzimáticas y desarrollo de MO
patógenos y esto influye en la reducción de costos. A esta temperatura o más bajas no se detienen las
reacciones enzimáticas pero se hacen más lentas así como los otros tipos de reacciones.
En general existen algunos factores que determinan la velocidad de congelación, los cuales a su vez
ayudan a determinar la calidad del alimento. Uno de estos factores lo constituyen las resistencias a la
transmisión del calor; el otro es la diferencia de temperatura entre el producto y el medio de

enfriamiento. Las resistencias dependen de factores como la velocidad del aire, el espesor y composición
del producto, agitación y el grado de contacto entre el alimento y el medio de enfriamiento.
Existen situaciones en general, que si se logran, aumentan la velocidad de congelación; estas son:
1. Cuanto mayor sea la diferencia de temperaturas entre el alimento y el refrigerante
2. Cuanto más delgado sea el alimento y su envase.
3. Cuanto mayor sea la velocidad del aire refrigerado o del refrigerante circulante.
4. Cuanto más íntimo sea el contacto entre el alimento y el medio de enfriamiento.
5. Cuanto mayor sea el efecto de refrigeración o capacidad térmica del refrigerante.
6. Finalmente el envasado de alimentos impone ciertos requisitos especiales.
Sistemas de congelación
Para congelar rápidamente frutas y hortalizas, se utilizan los siguientes sistemas de congelación:
• Por aire forzado.
• Por contacto indirecto con el congelante
• Por contacto directo con el congelante
En la industria de los alimentos se emplean los siguientes métodos continuos de congelación por aire
forzado:
1) Túnel con vagones, que se utiliza tanto para el producto a granel como para el producto empacado.
2) Túnel con una banda transportadora, para productos empacados y a granel.
3) Túnel en que la materia prima a granel se traslada por el aire forzado mismo, que atraviesa la capa del
producto en congelación.
Las frutas y hortalizas de tamaño chico como fresas, habichuelas y chícharos se congelan a granel y se
envasan después en bolsas de plástico. La mejor calidad se obtiene con el método en el cual el aire
atraviesa la capa del producto a granel. La velocidad del aire debe ser tal, que las partículas estén en
movimiento en el plano vertical. De esta manera, se logra la óptima transportación del calor, resultando
en tiempos cortos de congelación. Además, el producto no forma conglomerados.
En la congelación por contacto indirecto, el producto se pone bajo presión en contacto con placas
metálicas enfriadas. El medio congelante se introduce dentro de estas placas, de modo que el producto
esté en contacto con la pared fría, sin entrar en contacto con el medio congelante.
La congelación por contacto directo se efectúa por inmersión del producto en el medio congelante o por
aspersión del medio sobre el producto. Este sistema se utiliza tanto para el producto a granel como para
el envasado. El medio congelante puede ser una salmuera, una solución de azúcar o un gas licuado como
el nitrógeno o bióxido de carbono. En este último caso, se logran tiempos de congelación cortos porque
sus puntos de ebullición son respectivamente-196 °C y -78 °C. Utilizando gases en estado líquido se
emplea el sistema por aspersión.
Después de su congelación, el producto debe ser introducido en el almacén frigorífico. La temperatura
interna del producto debe permanecer a -18 °C como mínimo, durante el tiempo de su transporte y
almacenamiento. A esta temperatura, la actividad microbiológica está bloqueada. Sin embargo, algunas
enzimas de las hortalizas continúan su actividad aún a temperaturas más bajas En este caso, es

conveniente inactivar las enzimas antes de la congelación mediante el escaldado o un tratamiento
químico.
Para el almacenamiento a largo plazo, es decir, durante más de 6 meses, es preciso almacenar el
producto a -30 °C. Si el producto es almacenado a temperaturas superiores a -18 °C, el efecto de la
congelación rápida puede ser anulado. En este caso, se forman cristales grandes de hielo.
CURVA DE CONGELACIÓN
La curva de congelación representa gráficamente el curso típico del proceso de congelación de
alimentos. El diagrama varía según la influencia de los siguientes factores: método de congelación,
tamaño, forma, composición química y propiedades físicas del producto, y tipo de envasado (o ausencia
de éste). De la curva de congelación del agua pura pueden determinarse tres etapas o fases.
1º fase: en éste se produce la refrigeración del producto a congelar la temperatura desciende en forma
rápida hasta la temperatura crioscópica o temperatura de congelación, no existe cambio de estado. Se
conoce esta fase con el nombre de zona de pre-enfriamiento.
2º fase: es el período de cambio de fase. Una vez que se alcanza el punto de congelación no se observa
variación de temperatura retirándose gradualmente el calor latente de solidificación, es decir, se produce
gradualmente un cambio de estado. La curva adquiere una condición isotérmica.
3º fase: se denomina período de templado, una vez alcanzada la conversión total de agua en hielo
nuevamente se inicia un gradual y permanente descenso de la temperatura. En alimentos, este
comportamiento en es tan claro, ya que la conversión de parte del agua en hielo implica un incremento
en la concentración de diversas sales en el agua líquida remanente, consecuentemente se produce un
descenso en el punto de congelación.
Curva de congelación

 EQUIPOS DE CONGELACIÓN
El cuarto de congelación recibe carne a 5 °C y el equipo frigorífico envía fuertes corrientes de aire entre
-30 y -40 °C. Si la corriente es suficientemente fuerte, el cambio de estado del agua que está entre los
tejidos cambia de estado formando pequeños cristales. Si el cambio es lento, en el período de cambio de
estado el agua se reúne en gotas que forman cristales grandes que rompen fibras de los tejidos
musculares y cambian la estructura y el gusto de la carne. Se ofrecen en el mercado cámaras
prefabricadas y túneles, cada uno con el equipo necesario para congelar a variadas temperaturas, con
velocidad del aire de hasta 6 m/sec y HR 95%. El proceso de congelación dura para media canal entre 12
y 18 h. La carne congelada se envuelve con una capa de tejido de algodón y otra de plástico con
indicaciones. El costo del congelado es mucho mayor que el enfriado.
Cuartos de Congelación
Entre los alimentos que se suelen congelar o refrigerar en túneles de congelación se incluyen
principalmente a las carnes. La congelación rápida, en túneles de congelación, tiene como principal
ventaja que al ser un proceso rápido, provoca la formación de cristales de hielo más pequeños, puesto
que así se estropean mucho menos las células de los tejidos de la carne. De esta manera, al llegar el
momento de descongelarlos, conservan mucho mejor sus propiedades originales.
Túneles de Congelación

TIPOS DE REFRIGERADORES
 Por aire. El aire retira la mayor cantidad posible de calor cuando entra en contacto con una gran
superficie de la carne. La transferencia de calor depende de la conductividad térmica de la carne y de su
espesor mínimo. A mayor velocidad del aire se logra mayor capacidad de refrigeración.
El aire frío circula a gran velocidad (5 a 15 m.s-1) en un espacio relativamente estrecho en los laterales
del producto. La velocidad del aire y el tiempo de permanencia en el túnel permiten controlar la
temperatura final del producto.
 Por agua. El agua presenta una elevada capacidad de retirar calor, gracias a su alto coeficiente de
película. Se pueden emplear sistemas de aspersión o inmersión. El caudal regula la transferencia de calor
directamente.
TIPOS DE CONGELADORES
 POR AIRE.
 De aire estático: La congelación con aire inmóvil no se debe emplear comercialmente, ya que la
velocidad es muy baja y va en disminucion de la calidad del producto. El almacenamiento congelado es
la única aplicación práctica de los congeladores de aire estático.
 De ráfagas (Blast freezing): Permite lograr cortos tiempos de congelación por efecto de las altas
velocidades empleadas. Se pueden emplear de forma discontinua, continua o mixta. Hay varias
configuraciones que dependen del producto y de la capacidad del sistema. Los productos que son de alta
densidad y que se congelan en paquetes grandes se colocan en bandejas o sistemas de transporte y
exponen a aire frío de alta velocidad.
En los sistemas por lotes: las bandejas se cargan y descargan de un compartimiento de congelación. La
capacidad del sistema se establece por el tamaño del compartimiento y el tiempo de congelación.
Congelador por aire de lotes Discontinuos.
 El Túnel de congelado continuo es un sistema para congelar productos individualmente, a
diferencia de los Túneles de Congelado Estático donde la mercadería se estiba en cajas, bolsas ó formas
similares y donde no es necesario evitar que el producto se “pegue” uno con el otro. Si se necesita que el

producto se congele individualmente se deberá instalar un Túnel de Congelado Continuo. El sistema
consiste en colocar el producto en una cinta transportadora que está dentro de un túnel de congelado, que
además contiene un gabinete aislado, evaporadores especialmente diseñados para optimizar el
descongelamiento y motoventiladores axiales de alto rendimiento, además de los dispositivos de
comando, control y descongelamiento.
En el primer tramo de la cinta transportadora se realiza el lecho fluido que consiste en congelar la parte
exterior de cada producto individualmente, logrando que cada uno se congele separado de los otros. En
el segundo tramo el producto se terminará de congelar en su totalidad y hasta el centro del mismo. La
cinta posee un variador de frecuencia para controlar la velocidad de la cinta de acuerdo a la cantidad y al
producto que se esté congelando.
La cantidad de kg/h a congelar varía de acuerdo al tipo y diámetro del producto.
Para lograr que el producto se congele a alta velocidad e individualmente se debe colocar grandes
evaporadores con generosa separación entre aletas y motoventiladores que logren vencer una alta
presión de columna de agua, manteniendo el caudal de aire y su velocidad.
Congelador por aire de túnel continuo.
 En un congelador continuo está diseñado para reducir al mínimo las pérdidas de peso del
producto y para asegurar calidad con la dirección apacible durante el sistema de congelación. Los
productos se alimentan uniformemente desde la cadena de producción directamente sobre la correa del
congelador del cargamento. La cual, transporta rápidamente el producto en la zona de temperatura
congelación baja. La correa tuerce en espiral hacia arriba o hacia abajo a lo largo del tambor rotativo
hasta que alcance la tapa o la parte inferior donde el producto congelado se descarga suavemente
Congelador por aire en espiral continuo.

 En un congelador de lecho fluidizado, el sistema se basa en un flujo de aire frío, que congela las
partículas de alimento en forma individual rápidamente. Esto permite su flujo libre y facilidad en el
manipuleo y reempaque. Es adecuado para alimentos de tamaño pequeño y uniforme (jitomates). La
velocidad del gas frío, debe ser tal que permita la fluidización de las partículas, sin que escapen del
sistema.
Congelador por aire de lecho fluidizado (Continuo)
 De contacto indirecto
 Congelador de placas. El alimento es congelado por medio de la conducción por placas metálicas
que están unidas a tubos por los que circula un refrigerante. La velocidad de congelación depende del
espesor del alimento y del tamaño de las placas.
El contacto es por los dos lados del producto y con aplicación de presión para incrementar el coeficiente
de transferencia de calor superficial al máximo posible. En el sistema por lotes la carga y descarga se
hacen manualmente. En los sistemas continuos la carga es automática manteniendo una estación dada en
posición abierta mientras los paquetes se llevan a la estación desde un transportador. Luego de llenada la
estación se coloca hacia arriba mientras se llena una nueva estación. Al completarse el ciclo en la
cámara el producto congelado sale de la estación y entra producto no congelado.
Congelador por contacto Indirecto de Placas.

 De contacto directo
El alimento es congelado por medio de la conducción de un refrigerante que cubre al alimento. Se
obtienen altas transferencias de calor. Los alimentos pueden estar protegidos por láminas de empaque.
Los sistemas empleados son los de inmersión y aspersión de gases licuados.
 Congelador de aspersores. Es un equipo compacto de alto rendimiento, para congelación rápida
por cloruro sodio (salmuera líquida). Específico y aceptado, de gran utilidad para algunos procesos de
congelación en cárnicos y el sector pesquero.
Congelador por contacto directo por aspersión.
.
 Congelador de superficie. Estos sistemas operarán más eficazmente porque no existen barreras a
la transmisión de calor entre el refrigerante y el producto. Los refrigerantes que se utilizan en estos
sistemas pueden ser aire a baja temperatura y altas velocidades o líquidos refrigerantes que cambian de
fase en contacto con la superficie del producto. En cualquier caso, los sistemas se diseñan para alcanzar
una rápida congelación, aplicándose el término de congelación rápida individual.
Congelador por contacto directo (Congelador de superficie).

 Congelador de inmersión. Hay contacto directo del producto con el refrigerante. El proceso
consiste en introducir el producto en un baño de líquido refrigerante y se transporta a su través, mientras
que el líquido refrigerante se evapora absorbiendo calor del producto. El refrigerante más usado es el
nitrógeno líquido, tiene un punto de ebullición muy bajo (- 196 C) que origina velocidades de
congelación muy altas. Su uso eficiente se obtiene en flujo contracorriente, el producto contacta
inicialmente nitrógeno gaseoso frío y reduce su temperatura considerablemente antes de ser expuesto a
un spray de nitrógeno líquido. Otros refrigerantes son el dióxido de carbono líquido (punto de ebullición
– 98 C) y el R-12 (punto de ebullición – 30 C). La recuperación de estos dos últimos es más exitosa que
la del nitrógeno líquido.
Una de las mayores desventajas de los sistemas de congelación por inmersión es el costo del
refrigerante, ya que éste pasa del estado líquido a vapor mientras se produce la congelación del
producto, resultando muy difícil recuperar los vapores que se escapan del compartimento.
Congelador por contacto directo (Congelador de inmersión).
COEFICIENTE CONVECTIVO DE TRANSFERENCIA DE CALOR EN DISTINTOS EQUIPOS DE
CONGELACIÓN

VELOCIDAD Y TIEMPO DE CONGELACION DEL TOMATE
El tiempo de congelación es un parámetro básico para el diseño de los sistemas de congelación y
determina las condiciones en las que el alimento se expone a este proceso para alcanzar la temperatura
final deseada y la calidad deseada.
Generalmente se entiende como tiempo de congelación el requerido para que el producto pase de su
temperatura inicial hasta que se haya establecido la final, midiendo esta temperatura en la localización
en la que el enfriamiento se produzca mas lentamente.
El tiempo de congelación es directamente proporcional a la dimensión característica del producto, por lo
tanto para disminuir los tiempos de congelación se deberá reducir su espesor o su diámetro. La forma del
producto ejercerá una gran influencia sobre el tiempo de congelación, ya que la velocidad de
congelación de una esfera es mayor que la del cilindro del mismo diámetro y que la de la placa del
mismo espesor.
En el proceso de congelación intervienen dos mecanismos de transmisión de transferencia de calor:
transmisión de calor por convección desde el medio enfriador hasta la superficie del producto,
transmisión de calor por conducción en la masa del producto.
DETERMINACION DEL TIEMPO DE CONGELACION DEL TOMATE
Un jitomate (de forma esférica) va a ser congelado a -20°C en un túnel de congelación. El coeficiente
convectivo de tomate es 34.41 W/m2K (dato bibliográfico) la temperatura inicial del jitomate es de 4°C,
el jitomate tiene un diámetro de 5.5 cm y las propiedades termofísicas del jitomate son: densidad de
1033Kg/m3; KT de 0.596 W/m °K, y un % de humedad de 93.4%, el cálculo del tiempo de congelación
se utiliza la ecuación aproximada de Planck:
𝑡 =
𝜆𝜌
( 𝑇𝑖𝑐 − 𝑇 𝑚𝑑 )
(
𝑃𝑎
ℎ
+
𝑅𝑎2
𝐾 𝑇
)
𝜆 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑙𝑎𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑠𝑖𝑜𝑛 = 0.934 × 335𝐾𝐽 𝐾𝑔⁄ = 312.89 𝐾𝐽 𝐾𝑔⁄
a =diámetro de la esfera=0.055m
ρ =densidad del alimento
Tic=Temperatura inicial de congelación del alimento °K
Tmd=Temperatura del medio °K.
P (factor de forma) = 1/6
R (factor de forma) = 1/24

𝑡 =
(312.89𝐽 𝐾𝑔⁄ )(1000)(1033𝐾𝑔 𝑚3⁄ )
(277𝐾 − 253𝐾)
(
1
6
× 0.055𝑚
34.41𝐽 𝑠⁄ 𝑚2 𝐾⁄
+
1
24
× (0.055𝑚)2
0.059𝐽 𝑠⁄ 𝑚𝐾⁄
)
𝑡[=]
𝐽
𝐾𝑔
×
𝐾𝑔
𝑚3
×
1
𝐾
×
𝑠𝑚3
𝐾
𝐽
[=] 𝑠
𝑡 = 32357.83𝑠 ×
1ℎ
3600𝑠
= 8.98ℎ ≈ 9ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠
Por lo que el tiempo requerido para enfriar un jitomate con las características anteriores es de 9 horas.

PURE DE TOMATE (CÁTSUP).
De acuerdo a la norma oficial mexicana NMX-F-346-S-1980 se entiende por salsa de tomate cátsup, el
producto elaborado con el jugo y pulpa de tomates (Lycopersicum esculentum L.) sanos, limpios, de
madurez adecuada, concentrado y adicionado de vinagre, edulcorantes nutritivos, sal yodatada, especias
y condimentos opcionales y sometido a un tratamiento térmico adecuado antes o después de envasarse.
COMPOSICIÓN QUÍMICA
% Humedad 73
% Proteína 2
% Lípidos 0.2
% CHO’s 24
% Fibra 0.4
% Cenizas 0.8
PROPIEDADES TERMO FÍSICAS
Calor específico 4.052 KJ/Kg°C
Densidad 1018.1 Kg/m3
Conductividad Térmica 0.596 W/m°C
Difusividad térmica 0.1444 m2/s
DIAGRAMA DE PROCESO ELABORACIÓN DE SALSA DE TOMATE (CÁTSUP).

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO.
 Selección de la materia prima: Se eligen los tomates maduros, deben tener color rojo porque es
una condición necesaria para que el puré sea bueno y cumpla con la función de dar color al puré, deben
ser sanos para que no se altere la calidad del producto.
 Pesado: Se pesan los tomates con el fin de llevar un control en la formulación para la
elaboración de tomate.
 Lavado: Los tomates son enjuagados por un rociador de agua en el tanque de lavado para descargar
los residuos sucios y de tierra.
 Escaldado: Es un tratamiento térmico en el que se mantienen los tomates a una temperatura próxima
a 95°C durante algunos minutos, los tomates son colocados dentro de un conducto pre calentador el cual
permitirá la fácil obtención de las cáscaras de la pulpa de tomate.
 Pelado: Con esta práctica conseguimos desprender la piel del tomate, para posteriormente someterlo a
molienda.
 Molienda: Se lleva a cabo este proceso con el fin de extraer el jugo de los tomates se
pretende producir la menor lesión de la piel, sin llegar al centro del grano, puesto que las semillas
poseen taninos muy astringentes que afectan negativamente el sabor.
 Mezclado: Se lleva a cabo para integrar los componentes del puré.
 Homogeneizado: Se utiliza para prevenir la separación de sólidos en la mezcla
 Pasteurización: Se usa este proceso térmico con el fin de inactivar las enzimas presentes en el
puré con el fin de alargar su vida de anaquel.
 Envasado: Este método se utiliza para incrementar la vida comercial, así como alargar las
propiedades organolépticas y físicas del puré.
 Esterilización: Este proceso se utiliza con el fin de eliminar o inactivar cualquier
microorganismo que perjudique la salud del consumidor.
La Esterilización Es un proceso más drástico, en la que se somete al producto a temperaturas de entre 115º
y 127º C durante tiempos en torno a los 20 minutos. Para llevarlo acabo se utilizan autoclaves o
esterilizadores. La temperatura puede afectar el valor nutricional (se pueden perder algunas vitaminas) y
organoléptico de ciertos productos. Existen dos procesos de esterilización:
a) Introduciendo el género en autoclave (especie de olla a presión). Las temperaturas alcanzadas
son altas para garantizar la esterilización del producto.
b) UHT, esta técnica es utilizada principalmente para leche, consiste en pasar la leche a través de
finas láminas donde se produce temperaturas en torno a los 80°C por 15”, posteriormente es
enfriado a 0°C.
 MÉTODOS Y EQUIPOS DE ESTERILIZACIÓN:
Calor Húmedo:
El calor húmedo produce desnaturalización y coagulación de proteínas. Estos efectos se debe
principalmente a dos razones:

*El agua es una especie química muy reactiva y muchas estructuras biológicas son producidas por
reacciones que eliminan agua.
*El vapor de agua posee un coeficiente de transferencia de calor mucho más elevado que el aire.
Autoclave:
Se realiza la esterilización por el vapor de agua a presión. El modelo más usado es el de Chamberland.
Esteriliza a 120º a una atmósfera de presión (estas condiciones pueden variar) y se deja el material
durante 20 a 30 minutos.
Autoclave
El equipo, consta de una caldera de cobre, sostenida por una camisa externa metálica, que en la parte
inferior recibe calor por combustión de gas o por una resistencia eléctrica, esta se cierra en la parte
superior por una tapa de bronce. Esta tapa posee tres orificios, uno para el manómetro, otro para el
escape de vapor en forma de robinete y el tercero, para una válvula de seguridad que funciona por
contrapeso o a resorte.
Esquema de funcionamiento de una autoclave
Funcionamiento:
1.- Fase de Purgado: Se coloca agua en la caldera, procurando que su nivel no alcance a los objetos que
se disponen sobre una rejilla de metal, se cierra asegurando la tapa, sin ajustar los bulones, a medida que

la resistencia calienta el agua de fondo, se va produciendo vapor que desplaza el aire, haciéndolo salir
por la válvula de purgado que está abierta, hasta que todo el aire se desaloje y comience la salida de
vapor en forma de chorro continuo y abundante. Esta fase termina cuando se alcanza la temperatura de
esterilización.
2.- Fase de Esterilización: Una vez cerrada la válvula de purgado y alcanzada la temperatura de
esterilización previamente seleccionada se inicia el proceso de esterilización.
3.- Fase de descarga: Terminando el proceso de esterilización, deja de funcionar la resistencia
calefactora con lo que deja de producirse vapor y la presión y temperatura empiezan a bajar poco a poco.
Tyndalización:
Esterilización por acción discontinua del vapor de agua, se basa en el principio de Tyndal. Las bacterias
que resisten una sesión de calefacción, hecha en determinadas condiciones, pueden ser destruidas
cuando la misma operación se repite con intervalos separados y en varias sesiones.
Se efectúa por medio del autoclave de Chamberland, dejando abierta la válvula de escape, o sea
funcionando a la presión normal. Puede también realizarse a temperaturas más bajas, 56º u 80º se ocupa
para evitar la descomposición de las sustancias a esterilizar, por las temperaturas elevadas.
Calor seco:
El calor seco produce desecación de la célula, esto puede ser tóxico por niveles elevados de electrolitos
y la fusión de membranas. Estos efectos se deben a la transferencia de calor desde los materiales a los
microorganismos que están en contacto con éstos.
La acción destructiva del calor sobre proteínas y lípidos requiere mayor temperatura cuando el material
está seco o la actividad de agua del medio es baja.
 PROCESO DE ESTERILIZACIÓN COMERCIAL:
Este procesamiento incluye los siguientes pasos:
1. El blanqueado, que es un tratamiento con agua caliente o vapor destinado a ablandar el producto
de modo que la lata pueda llenarse mejor. También se destruyen enzimas que puedan alterar el
color, sabor o la textura del producto.
2. Las latas se llenan en toda su capacidad, de modo que quede el menor espacio muerto posible.
3. Para eliminar la mayor parte del aire disuelto las latas se calientan en una caja con vapor.
4. Son selladas
5. Las latas se esterilizan con vapor a presión
6. Se enfrían, para lo cual se les rocía agua o son sumergidas en ella.
7. Las latas son rotuladas para su venta.

Proceso de esterilización comercial en el enlatado
 CUANTIFICACIÓN DEL PROCESO DE ESTERILIZACIÓN
Tiempo de reducción del clostridium botullinum para salsa de tomate enlatada.
La práctica histórica ha definido ciertas “unidades” aceptadas internacionalmente como referencia para
comparar distintos tratamientos térmicos. Para la esterilización de alimentos enlatados la unidad
adoptada es:
Temperatura: 250°F
Tiempo, medido a ésta temperatura en minutos: Fo
Donde el valor de Fo, corresponde al tiempo de reducción del microorganismo patógeno que se vaya a
eliminar a las temperaturas de 250°F, para determinar este tiempo es necesario conocer el valor de la
temperatura (z) y este término es dependiente del tipo de microorganismo.
Tabla 4-Tiempos de reducción térmica de algunos microorganismos

En el proceso de esterilización de cátsup enlatada, se ha medido la temperatura en el centro de la lata y
se han registrado junto con la temperatura promedio como sigue:
tiempo Temperatura
0-15 min 150 °F = 65.5°C
15-30min 205 °F = 96.1°C
30-45 min 220 °F = 104.4°C
45-50min 245 °F = 118.3°C
El valor de F0 para clostridium Botulinum es de 2.50 minutos y Z de 10. Con estos datos se lleva a
cabo una evaluación del proceso para determinar si fue adecuado.
𝐹0 = 𝑡 .10
𝑇°𝐶−121.1
𝑍°𝐶
Dónde:
F0= Es el tiempo preciso para la destrucción de un microorganismo especifico. (Minutos)
t= tiempo (minutos) requerido para la destrucción de los microorganismos después de aplicado el
proceso térmico.
T= temperatura (°C)
Z= Incremento de 10 veces la tasa de muerte térmica. (°C)
𝐹0 = 15 × 10
65.5−121.1
10 = 0.00004 𝑚𝑖𝑛
𝐹0 = 15 × 10
96.1−121.1
10 = 0.0474 𝑚𝑖𝑛
𝐹0 = 15 × 10
104.4−121 .1
10 = 0.3006 𝑚𝑖𝑛
𝐹0 = 5 × 10
118.3−121 .1
10 = 2.624 𝑚𝑖𝑛
∑ 𝐹0 = 2.972 𝑚𝑖𝑛
Po lo que el tiempo de esterilización utilizado en la salsa cátsup es el adecuado para evitar y eliminar la
contaminación por clostridium botullinum, ya que el valor de ΣF0=2.972 min es mayor a el valor
reportado de F0=2.5 del clostridiunm botullinum.

BIBLIOGRAFÍA:
 Choi, Y. and M.R. Okos. 1986. Effects of temperature and composition on the thermal properties of
foods. In Food Engineering and Process Applications, 1:93-101. M. LeMaguer and P. Jelen, eds.
Elsevier Applied Science Publishers, londres.
 www.codexalimentarius.net/download/standards/.../CXS_281s.pdf
 http://www.fagro.edu.uy/~alimentos/cursos/frutas/Materiales_Disponibles/Unidad11/equipos-de-
congelacion.pdf
 http://www.riraas.net/documentacion/CD_03/PONENCIA01.pdf

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