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REFRIGERACIÓN DE LOS
     PRODUCTOS
  HORTOFRUTÍCOLAS
REFRIGERACIÓN

• “CUALQUIER PROCESO DE ELIMINACIÓN DE
  CALOR”. Más específicamente se define como
  “LA RAMA DE LA CIENCIA QUE TRATA CON LOS
  PROCESOS DE REDUCCIÓN Y
  MANTENIMIENTO DE LA TEMPERATURA DE
  UN ESPACIO O MATERIAL A TEMPERATURA
  INFERIOR CON RESPECTO DE LOS
  ALREDEDORES CORRESPONDIENTES”.
OBJETIVO DE LA REFRIGERACIÓN

• Reducir la temperatura de las
  frutas y hortalizas, así como las
  flores de ornato, y mantenerla
  constante, por eliminación continua
  del calor generado por el proceso
  respiratorio.
• Al bajar la temperatura se reduce
  el ritmo respiratorio y la
  actividad metabólica del producto,
  se retarda la maduración o la
  senescencia y se prolonga la vida
  útil.
OBJETIVO DE LA REFRIGERACIÓN


• Retardar el crecimiento de
  microorganismos patógenos, los que
  reducen considerablemente la vida útil
  del producto.
LIMITACIONES DE LA REFRIGERACIÓN
           DE LOS PRODUCTOS
            HORTOFRUTÍCOLAS
• En teoría una temperatura ligeramente
  superior al punto de congelación del
  producto sería ideal, sin embargo, ciertos
  productos, particularmente los
  provenientes de regiones tropicales,
  empiezan a exhibir daños a partir de
  cierta temperatura. De manera que, para
  cada producto, habrá que determinar su
  temperatura óptima de refrigeración.
•
FACTORES A CONTROLAR DURANTE EL
  ALMACENAMIENTO REFRIGERADO

•   TEMPERATURA
•    HUMEDAD RELATIVA
•   VENTILACIÓN
•    CIRCULACIÓN DEL AIRE.
•   ESTIBA
•    PATRÓN DE ESTIBAMIENTO
•   SANIDAD Y PURIFICACIÓN DEL AIRE
CONSTRUCCIÓN DE UN ALMACÉN
           REFRIGERADO


• Las unidades de refrigeración están
  construidas de varios materiales pero
  todas deben estar perfectamente
  aisladas para evitar la entrada de calor al
  almacén.
CARACTERÍSTICAS QUE DEBE
        REUNIR EL AISLANTE

•   BAJA CONDUCTIVIDAD DE CALOR
•   RESISTENCIA A LA HUMEDAD
•   FÁCIL DE INSTALAR
•   ECONÓMICO
•     NO CONTENER SUSTANCIAS VOLÁTILES QUE
    PUEDAN AFECTAR ADVERSAMENTE A LA
    FRUTA
CARGA DE REFRIGERACIÓN, CARGA DE
         ENFRIAMIENTO O
          CARGA TÉRMICA


• La velocidad a la cual debe ser
  el calor eliminado de un
  espacio o material refrigerado
  a fin de producir y mantener
  las condiciones deseadas de
  temperatura
FUENTES DE CALOR
• El calor transmitido por
  conducción a través de paredes
  aisladas.

• El calor que debe ser
  eliminado del aire caliente que
  llega al espacio a través de
  puertas que se abren y se
  cierran.
FUENTES DE CALOR
• El calor que debe ser eliminado
  del producto refrigerado para
  reducir la temperatura del
  producto a la temperatura de
  almacenamiento.
• El calor cedido por la gente que
  trabaja en el espacio y por
  motores, alumbrado y otros
  equipos que producen calor y que
  operan en dicho espacio.
UNIDADES EN LAS QUE SE EXPRESA
    LA CARGA DE REFRIGERACIÓN

• Comúnmente la carga de
  refrigeración se expresa en toneladas
  de refrigeración.
• Este es un término histórico que viene
  de los días en que se usaba
  directamente el hielo.
• La tonelada estándar de
  refrigeración es la cantidad de calor
  absorbida por una tonelada de hielo
  al derretirse a 0°C (32°F) en 24 horas.
UNIDADES EN LAS QUE SE
            EXPRESA
    LA CARGA DE REFRIGERACIÓN
• Se requieren 144 BTU´s para derretir 1 lb de
  hielo a 0°C, ó 288 000 BTU’s para derretir una
  tonelada de hielo a 0°C (144 BTU’s x 2000 lb.).
  Puesto que, según la definición, una tonelada
  de hielo debe derretirse en 24 horas, una
  tonelada de refrigeración absorbe 12 000
  BTU’s por hora, o sea, 12 660 Kj/hora.
CONSIDERACIONES A TOMAR PARA EL
    CÁLCULO DEL TONELAJE DE
         REFRIGERACIÓN
• Los requisitos de refrigeración de cualquier
  planta de almacenamiento deben basarse en
  los máximos previsibles de la carga de
  refrigeración.
• Este máximo se demanda por lo común,
  cuando la temperatura exterior es alta, y están
  entrando en la planta productos relativamente
  calientes para ser sometidos a los procesos de
  preenfriamiento y almacenamiento.
CONSIDERACIONES A TOMAR PARA EL
      CÁLCULO DEL TONELAJE DE
           REFRIGERACIÓN

• El máximo en la carga de
  refrigeración depende de la
  cantidad de producto recibido cada
  día, la temperatura del producto
  en el momento de ser introducido
  en la cámara de refrigeración, el
  calor específico del producto y la
  temperatura final que se desee
  alcanzar.
CONSIDERACIONES A TOMAR PARA EL
      CÁLCULO DEL TONELAJE DE
           REFRIGERACIÓN

• El proceso de enfriamiento
  requiere de cierto tiempo, durante
  cuyo intervalo se produce una
  cantidad de calor como
  consecuencia de la respiración de
  los productos almacenados. A este
  tipo de calor se le llama “CALOR
  VITAL”.
ALMACENAMIENTO DE PERAS A –1.1°C.- SE
NECESITA DISPONER DE LOS SIGUIENTES DATOS Y
               CONDICIONES:
               CONDICIONES                              DATOS

           CALOR ESPECÍFICO                 PERAS, 0.86; RECIPIENTES DE
                                                    MADERA, 0.5

   CARGA DE CALOR POR BAJAR LA                        74.5 kj/m3
   TEMPERATURA DEL AIRE DE 30 C A –
   1.1 C (50% DE HUMEDAD RELATIVA)



   CARGA DE CALOR POR BAJAR LA                        15.3 kj/m3
   TEMPERATURA DEL AIRE DE 7.2 C A –1-
   1 C, 70% DE HUMEDAD RELATIVA



        OTRAS CARGAS DE CALOR:           LUCES, 2 400 w/h, VENTILADORES, 3
                                         hp.  DOS   CARROS      ELEVADORES
                                         ELÉCTRICOS 36 920 kj CADA UNO POR
                                         8 HORAS. DOS OPERADORES, EN
                                         TURNOS DE 8 HORAS, 1 000 kj/h CADA
                                         UNO
CÁLCULO DEL TONELAJE DE REFRIGERACIÓN EN PERAS
                    (-1.1°C)
              CONDICIONES                                    DATOS
      DIMENSIONES DE LA CÁMARA                          15 X 15 X 4.5 M
 ÁREA DE LA SUPERFICIE          EXTERNA,                     720 m2
 INCLUYENDO EL PISO.
 DIMENSIONES INTERNAS                                   14.7 X 14.7 X 4.2
              VOLUMEN                                        908 m3
             AISLAMIENTO                   7.6 cm. DE POLIURETANO, CON UNA
                                           CONDUCTIVIDAD (K) DE 1.3 kj/m2/cm. DE
                                           GROSOR/ C.        COEFICIENTE      DE
                                           TRANSMISIÓN (U) = 1.1 kj/h m2/ C.



  CONDICIONES AMBIENTALES DURANTE LA       30 C Y 50% DE HUMEDAD REALTIVA
               COSECHA
 TEMPERATURA DE LA FRUTA                   21 C EN LA COSECHA Y –1.1 C EN EL
                                           ALMACENAMIENTO
 CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO               600 CARGAS DE 500kg DE FRUTA CADA UNA:
                                           300 000kg EN TOTAL
 VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO                 PRIMER DÍA, DE 21 C A 4.5 C; SEGUNDO DÍA,
                                           DE 4.5 C A –1.1 C.
 CAMBIOS DE AIRE POR APERTURAS DE                        SEIS POR DÍA
 PUERTAS DURANTE EL ENFRIAMIENTO


 CAMBIOS   DE   AIRE        DURANTE   EL                  1.8 POR DÍA
 ALMACENAMIENTO
PROCEDIMIENTO

• SE CALCULA LA CARGA DURANTE LAS
  OPERACIONES DE ENFRIAMIENTO Y DE LLENADO
  DE LA CÁMARA:
•
• DIFERENCIA DE TEMPERATURA:
•
• (DT Ó ΔT) = 30°C –(-1.1°C) = 31.1°C. Se supone
  que la DT es de 31°C EN TODAS LAS SUPERFICIES.
  EL CALOR ESPECÍFICO SE DESIGNA COMO Ce.
PROCEDIMIENTO
• 1.- SE CALCULA LA CARGA DE TRANSMISIÓN
  DEL EDIFICIO:
• AREA DE LA SUPERFICIE EXTERNA X
  COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN DE CALOR DEL
  POLIURETANO X LA DIFERENCIA DE
  TEMPERATURA EN TODAS LAS SUPERFICIES:
• AREA (720 m2) X U (1.1kj) X DT (31.1°C) X
  24horas = 591.149 kj/24h.
PROCEDIMIENTO
• 2.- SE CALCULA LA CARGA POR CAMBIO
  DE AIRE, APERTURA DE PUERTAS:

• VOLUMEN X CARGA DE CALOR X
  NÚMERO DE CAMBIOS DE AIRE
• (908 m3) X (74.5 kj) X (6/día) = 405.876
  KJ/24h.
3.- SE CALCULA LA CARGA DEL
              PRODUCTO:
• ENFRIAMIENTO DEL PRODUCTO (REMOCIÓN
  DEL CALOR DE CAMPO O CALOR SENSIBLE):
• Primer día
• PESO DE LA FRUTA X CE DE LAS PERAS X DT
  (DE 21°C A 4.5°C) EN EL PRIMER DÍA X FACTOR
  DE CONVERSION A kj
• (100 000kg) X (0.86) X (16.5) X (4.186) = 5
  939.934 KJ/24h.
• PESO DE RECIPIENTES X CALOR ESPECÍFICO DE
  LOS RECIPIENTES X DT (DE 21°C A 4.5°C) X
  FACTOR DE CONVERSION A kj:
• (12 700kg) X (0.5) X (16.5) X (4.186) = 438
  588.15 KJ/24h.
Segundo día
• PESO DE LA FRUTA X CE X DT (4.5°C A –1.1°C)
  EN EL SEGUNDO DÍA X FACTOR kj:
• (100 000kg) X (0.86) X (3.4) X (4.186) =
  2 015.977 KJ/24h.
• PESO DE RECIPIENTES X CALOR ESPECÍFICO DE
  LOS RECIPIENTES X DT (DE 4.5°C A -1.1°C) X
  FACTOR DE CONVERSION A kj:
• (12 700kg) X (0.5) X (3.4) X (4.186) = 90
  375.74 KJ/24h.
CALOR DE RESPIRACIÓN DURANTE EL
       ENFRIAMIENTO (CALOR VITAL)

•   Primer día
•   TEMPERATURA PROMEDIO, 13°C;
    VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN: 12.206
    kj/t/24h).
•   TONELADAS MÉTRICAS DE FRUTA X
    VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN):
•   (100) X (12 206) = 1 220 600 kj/24h.
Segundo día
• TEMPERATURA PROMEDIO 1.7°C;
  VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN: 1 741
  kj/t/24h.
• TONELADA MÉTRICA DE FRUTA X
  VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN:
•     (100) X (1 741) = 174 100 kj/t/24h.
MÁXIMO ACUMULADO EN LA CÁMARA
   ANTES DE QUE SE COMPLETE EL
          ENFRIAMIENTO:
• PESO TOTAL DE FRUTA – EL PESO CARGADO
  EN DOS DÍAS:
• (300 000) – (200 000kg) = 100 000kg Ó 100
  TONELADAS;
• VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN A –1.1°C:
  812kj/t/24horas.
• TONELADA MÉTRICA DE FRUTA X VELOCIDAD
  DE RESPIRACIÓN:
•    (100) X (812) = 81 200kj/24horas.
4.- CARGAS MISCELÁNEAS DE CALOR:

• LUCES- watts X kj por watt X horas:
• (2 400) X (3.6) X (8) = 69120 kj/24h.
• VENTILADORES – hp X kj por hp X 24horas:
•      (3) X (3 112) X 24 = 224 064kj/24h.
• CARROS ELEVADORES:
• (2) x 36 920 kj DURANTE 8 HORAS = 73 840 kj/24h.
• MANO DE OBRA – OPERADORES X kj POR HORA X
  HORA:
•      (2) X (1000) X (8) = 16 000kj/24h.
5.- CARGA TOTAL DE CALOR DURANTE EL
           ENFRIAMIENTO:
  TRANSMISIÓN DEL     591149
  EDIFICIO            kj/24h.
  CAMBIOS DE AIRE        405 876
                          kj/24h.
  ENFRIAMIENTO DEL     8 543 353
  PRODUCTO                kj/24h.
  CALOR PRODUCIDO POR 1 475 900
  RESPIRACIÓN         kj/24h.
  CALOR DE ORIGEN        383 024
  MISCELANEO              kj/24h.
• SUBTOTAL: 11 399 302 kj/24h
• MÁRGEN DE ERROR (10%) = 1 139 930 kj/24h
• REQUERIMIENTO TOTAL: 12 539 232 kj/24h
•    SI SE SUPONE QUE EL EQUIPO DE
  REFRIGERACIÓN OPERA DURANTE 18 HORAS
  DIARIAS, SE TIENE QUE:
• 12 539 232 / 18 = 696 624 kj/24h
• COMO UNA TONELADA DE REFRIGERACIÓN
  ABSORBE 12 660 kj/h: 696 624 / 12 660 = 55
  TONELADAS DE REFRIGERACIÓN ES LA
  CAPACIDAD REQUERIDA
CARGA DURANTE LA OPERACIÓN
    NORMAL DE ALMACENAMIENTO.

•   CONDICIONES AMBIENTALES
    EXTERIORES PROMEDIO: 7.2°C CON
    UNA HUMEDAD RELATIVA DE 70%;
    TEMPERATURA DE ALMACENAMIENTO
    = -1.1°C;
•   DT = 7.2 – (-1.1) = 8.3°C
• 1.- CARGA DE TRANSMISIÓN DEL EDIFICIO:
• AREA X U X DT X HORA :
• (720 m2) X (1.1 kj) X (8.3) X (24) = 157 766
  kj/24h.

• 2.- CAMBIO DE AIRE POR LA APERTURA DE
  PUERTAS:
• VOLUMEN X CARGA DE CALOR X CAMBIOS DE
  AIRE:
•     (908 m3) X (15.3 kj) X (1.8) = 25 006
  kj/24h.
3.- CARGA DEL PRODUCTO (RESPIRACIÓN):

• VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN A –1.1°C X
  TONELADA MÉTRICA DE FRUTA :
•    (812 kj/t/24h) X (300) = 243 600 kj/24h.
4.- CARGAS MISCELÁNEAS:
LUCES: watts (2 400) X kj por watt   34 560 kj/24h.
  (3.6) X horas (4) =


ABANICOS: hp 3 X kj por hp           224 064 kj/24h.
(3 112) X hora (24) =


MANO DE OBRA: UN OPERARIO             4 000 kj/24h.
 X kj POR HORA (1000) X
 HORAS (4) =
5.- CARGA TOTAL DURANTE EL
         ALMACENAMIENTO:
TRANSMISIÓN DEL   157 766 kj/24h.
    EDIFICIO
 CAMBIO DE AIRE    25 006 kj/24h.

  CARGA DEL       243 600 kj/24h.
   PRODUCTO
 (RESPIRACIÓN)
 MISCELÁNEOS      262 624 kj/24h.
• SUBTOTAL: 688 996 kj/24h.
• MARGEN DE SEGURIDAD, 10%: 68 899 kj/24h.
• REQUERIMIENTO TOTAL: 757 895 kj/24h.
•    SUPONIENDO QUE EL EQUIPO DE
  REFRIGERACIÓN OPERE DURANTE 18 HORAS
  DIARIAS, SE TIENE QUE:
•    757 895 / 18 = 42 105 kj/h
•    42 10 / 12 660 Kj = 3.3 TONELADAS DE
  REFRIGERACIÓN ES LA CAPACIDAD
  REQUERIDA DURANTE EL PERÍODO NORMAL
  DE ALMACENAMIENTO DE PERAS.
FACTORES A CONTROLAR EN LA
REFRIGERACIÓN DE FRUTAS Y HORTALIZAS

• CIRCULACIÓN DEL AIRE Y TEMPERATURA DE
  LA FRUTA
•     La circulación de aire es necesaria en el
  almacén para que se produzca el enfriamiento
  y se mantenga una temperatura uniforme en
  todo el cuarto.
•     Si es poco el aire que circula éste se
  entibiará antes de llegar a todos los sitios del
  cuarto y se presentarán puntos calientes.
• POR REGLA GENERAL EN UN
  ALMACENAMIENTO SE CIRCULAN 1000
  ft3/min POR CADA TONELADA DE
  REFRIGERACIÓN. ESTE FLUJO SE CALCULA
  CONSIDERANDO QUE LA DIFERENCIA EN LA
  TEMPERATURA A LA QUE SALE EL AIRE Y
  REGRESA AL CONDENSADOR ES DE 10°F.
• CUANDO LA FRUTA SE HA ENFRIADO Y LA
  CARGA DE REFRIGERACIÓN NECESITADA
  ES PEQUEÑA, POR EJEMPLO 1/5 DEL
  ORIGINAL, EL FLUJO SE CALCULA CON
  BASE EN UNA DIFERENCIA DE 2°F.

•      ES IMPORTANTE QUE LA MÁXIMA
    SUPERFICIE DEL RECIPIENTE ESTÉ
    EXPUESTA AL AIRE, POR LO CUAL LOS
    PATRONES DE ESTIBAMIENTO SON
    IMPORTANTES.
• LA FRUTA NUNCA ESTARÁ TAN FRÍA
  COMO EL AIRE QUE CIRCULA
  ALREDEDOR DE ELLA, POR LO CUAL ES
  NECESARIO QUE SE TOME LA
  TEMPERATURA DE LA FRUTA Y NO LA DEL
  AIRE QUE CIRCULA.
HUMEDAD

• EL SECRETO PARA MANTENER ALTAS HUMEDADES
  RELATIVAS ES OPERAR EL EVAPORADOR A UNA
  TEMPERATURA TAN CERCANA COMO SEA POSIBLE A
  LA DEL CUARTO Y ASÍ SE MINIMIZA LA
  CONDENSACIÓN DE LA HUMEDAD SOBRE LA
  SUPERFICIE FRÍA DEL EVAPORADOR.
•     LOS RECIPIENTES DE LA FRUTA, AL ESTAR SECOS,
  REDUCIRÁN LA HUMEDAD DEL ALMACÉN. SI ES
  NECESARIO SE PUEDEN USAR HUMIDIFICADORES
  QUE ESPARCEN AGUA EN FINAS GOTAS.
VENTILACION
• SE UTILIZA EXCLUSIVAMENTE CUANDO NO
  HAY OTRA ALTERNATIVA PARA ELIMINAR EL
  ETILENO O RESTOS DE SO2 POSTERIOR A LA
  FUMIGACIÓN.
•    SIN EMBARGO, ESTA PRÁCTICA AUMENTA
  LA CARGA DE REFRIGERACIÓN, POR LO QUE
  SE HAN BUSCADO OTROS MÉTODOS DE
  REMOCIÓN DE ETILENO Y SO2.
EFECTOS FISIOLÓGICOS DE LA
            REFRIGERACIÓN
        EN FRUTAS Y HORTALIZAS
•   POSITIVOS

• REDUCCIÓN DEL METABOLISMO DE LAS
  FRUTAS, PROLONGANDO ASÍ SU VIDA DE
  ALMACENAMIENTO.
• MECANISMO FUNGISTÁTICO Y
  BACTERIOSTÁTICO.
NEGATIVO



• OCASIONA DAÑO POR FRÍO A ALGUNOS
  PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS.
DAÑO POR FRÍO

• UN DESÓRDEN FISIOLÓGICO INDUCIDO POR
  LA BAJA TEMPERATURA Y QUE ES DIFERENTE
  AL DAÑO POR CONGELACIÓN, ES DECIR,
  SIEMPRE OCURRE A TEMPERATURAS POR
  ARRIBA DEL PUNTO DE CONGELACIÓN DE LOS
  TEJIDOS. LA SINTOMATOLOGÍA DEPENDE DEL
  PRODUCTO, PERO UN SÍNTOMA GENERAL ES
  LA APARICIÓN DE ÁREAS OSCURAS EN LOS
  TEJIDOS.
EJEMPLOS

• MANZANA.- Escaldado suave (“listón de
  Jonathan”) caracterizado en algunas
  variedades, por la aparición de áreas
  oscuras bien definidas en la piel, en otras
  abarca la mayor parte de la pulpa.
EJEMPLOS

• PLÁTANO Y AGUACATE.- OSCURECIMIENTO DE
  LOS PAQUETES VASCULARES DE LA PULPA. EN
  PLÁTANO TAMBIÉN OCURRE EN LA PIEL QUE
  ADQUIERE UNA APARIENCIA OPACA,
  SIMULTÁNEAMENTE HAY UNA LENTA
  HIDRÓLISIS DEL ALMIDÓN Y UNA
  INCAPACIDAD DE LA PULPA PARA MADURAR.
  TAMBIÉN SE MANIFIESTA EN UNA
  MADURACIÓN HETEROGÉNEA
EJEMPLOS

• MANGO, JITOMATE, PEPINO, MELÓN
  (ALGUNAS VARIEDADES), PAPAYA Y
  CÍTRICOS.- EL SÍNTOMA TÍPICO ES EL
  HUNDIMIENTO DE CIERTAS ÁREAS
  SUPERFICIALES POR DESECACIÓN LLAMADO
  “PICADO”.
•    EN TODAS ELLAS ES INMINENTE EL ATAQUE
  FUNGAL.
ATMÓSFERAS CONTROLADAS (AC) Y
            MODIFICADAS (AM)
• SON AMBIENTES QUE DIFIEREN DE LA
  ATMÓSFERA NORMAL (N2: 78%; O2: 21%; CO2:
  0.03%) CON RESPECTO A LA COMPOSICIÓN Y
  CONCENTRACIÓN DE LOS GASES QUE LAS
  COMPONEN.

•      CONSISTEN EN LA REMOCIÓN O ADICIÓN
    DE GASES QUE RESULTAN EN UNA
    COMPOSICIÓN QUE USUALMENTE
    INVOLUCRA LA REDUCCIÓN DE LOS NIVELES
    DE O2 Y/O LA ELEVACIÓN DE LA
    CONCENTRACIÓN DE CO2.
DIFERENCIA ENTRE AC Y AM

• La única diferencia entre las AC’s y las AM’s es
  que las primeras pueden monitorearse y su
  composición y concentración de gases pueden
  controlarse con precisión, mientras que en las
  segundas no se puede ejercer dicho control
  de gases.
•     El uso de las AC’s o AM’s debe ser
  considerado como un complemento al manejo
  de la temperatura y humedad relativa
  adecuados.
• EL POTENCIAL DE BENEFICIO O RIESGO
  QUE CONSTITUYE EL USO DE AC’s Y AM’s
  DEPENDE DEL PRODUCTO
  HORTOFRUTÍCOLA, LA VARIEDAD, LA
  EDAD FISIOLÓGICA, LA COMPOSICIÓN
  ATMOSFÉRICA, LA TEMPERATURA Y LA
  DURACIÓN DEL PERÍODO DE
  ALMACENAMIENTO
GASES COMÚNMENTE UTILIZADOS
            PARA LA
    GENERACIÓN DE AC’S Y AM’S

• CO2

• CO

• C2H4
• EL PRETRATAMIENTO CON ALTAS
  CONCENTRACIONES DE CO2 PUEDE SER
  UTILIZADO EN ALGUNAS FRUTAS PARA
  DISMINUIR SU METABOLISMO Y ASÍ,
  SOPORTEN LAS BAJAS TEMPERATURAS DE
  REFRIGERACIÓN. MÁS A MENUDO ES
  COMBINADO CON BAJAS CONCENTRACIONES
  DE O2.
• EL MONÓXIDO DE CARBONO (CO) Se
  utiliza, menos frecuentemente, en
  ocasiones muy limitadas como un
  componente de las AM’s Para retrasar la
  decoloración marrón y para controlar la
  pudrición en algunos productos
  hortofrutícolas.

•     EL ETILENO C2H4 En los cuartos de
    maduración para madurar
    homogéneamente a algunos productos
    hortofrutícolas y para el
    desverdecimiento de algunos cítricos.
INSTALACIONES PARA EL ESTABLECIMIENTO
DE ATMÓSFERAS CONTROLADAS Y MODIFICADAS


• Los cuartos se construyen de manera similar a los de
  refrigeración convencional, o sea, con barreras
  adecuadas de aislamiento, suficiente superficie fría
  que asegure alta humedad y circulación de aire
  dentro del cuarto para enfriar la fruta en un tiempo
  razonable.
•      Los cuartos de AC requieren de una mayor
  hermeticidad, sobre todo si la atmósfera deseada se
  va a alcanzar en forma natural, sin emplear un
  sistema generador de gas.
HERMETICIDAD

• La forma más antigua y efectiva de lograr
  hermeticidad es colocando sobre las paredes y
  el techo un revestimiento de lámina
  galvanizada sellada al piso, cuidando que las
  juntas de las hojas metálicas queden bien
  selladas con laca, goma o brea. También se
  puede emplear mastique.
•     Otra forma es mediante el uso de madera
  o poliuretano de alta y uniforme densidad.
CONSIDERACIONES A TOMAR SOBRE
              LA
   HERMETICIDAD DE LAS AC’S
• Si la estructura que confiere
  hermeticidad se coloca en las
  paredes interiores del cuarto
  puede haber fuga de humedad y, en
  tal caso, el H2O se condensa en el
  espacio aislado, reduciéndose la
  eficiencia del aislamiento (el H2O
  conduce mejor al calor), y si la
  unidad empleada es de madera, se
  favorecen las pudriciones de la
  misma.
• Es mejor colocar dicha estructura
  sobre las paredes externas y, de
  esta manera, actúa como barrera
  al vapor.
•    Para comprobar que el cuarto
  tiene suficiente hermeticidad se
  puede generar un vacío de una
  pulgada de Hg. Si al cabo de una
  hora el vacío es de 1/5 ó 1/10 de su
  valor original se considera que el
  cuarto posee suficiente
  hermeticidad (equivalente a un
  cambio de aire por mes a cuarto
IMPORTANTE


• DURANTE LA PRUEBA SE DEBE CHECAR
  LA TEMPERATURA Y PRESIÓN
  BAROSTÁTICA PARA EVITAR ERRORES.
SISTEMAS GENERADORES DE AC

• PROCESO TECTROL.- Consiste en eliminar
  el O2 por combustión con gas propano y
  el exceso de CO2 generado se elimina
  mediante absorbentes o adsorbentes y,
  de esta manera se introduce al cuarto,
  previo enfriamiento.
MÉTODO ATLANTIC RESEARCH
      CORPORATION
• Es un sistema que emplea un
  catalizador. El equipo consta
  de una bomba de aire, una
  sección de precalentamiento,
  una cama catalizadora y un
  enfriador.
MÉTODO ATLANTIC RESEARCH
      CORPORATION
• El catalizador se calienta a 200 –
  210ºC con un calentador eléctrico
  para activarlo. El propano se
  introduce, la reacción comienza
  sobre el catalizador alcanzándose
  temperaturas de 590 – 650ºC. El CO2
  Se elimina de la misma manera que
  en el caso anterior.
ADICIÓN DE N2


• Es el método más simple de generación
  de una atmósfera deseada. Consiste en
  adicionar N2 cada vez que se requiera y
  eliminar cantidades en exceso de CO2.
• A medida que el CO2 se elimina del
  cuarto por absorción ó adsorción y
  el O2 se reduce por consumo en
  respiración debe permitirse la
  entrada de aire para mantener el
  mismo volumen. Cuando no se
  emplean adsorbentes líquidos el
  aire debe purificarse para evitar
  aromas desagradables del
  recipiente y la fruta.

•      Las concentraciones de O2 y CO2
    Se checan constantemente, para lo
    cual existen analizadores
MÉTODOS PARA ELIMINAR EL CO2


• Colocación de sacos de Ca(OH)2 En el
  interior del cuarto o en una cámara
  aislada a través de la cual se circula el
  aire. La conversión de Ca(OH)2 a
  carbonato libera una pequeña cantidad
  de calor, por lo cual el aire debe enfriarse
  antes de alcanzar la fruta.
ABSORCIÓN EN H2O
• El aire proveniente del cuarto se pasa a
  través de un rocío de agua en el que el
  CO2 se absorbe. El agua se expone al aire
  bajo en CO2 hasta que se establece el
  equilibrio. Sin embargo, al exponer esta
  agua al aire externo, ésta absorbe más
  O2, el cual es liberado en el cuarto, por lo
  que no es posible mantener Muy bajas
  concentraciones de O2.
ELIMINACIÓN DE CO2
• Absorción de agua con un álcali.- En este caso
  se emplea NaOH que pasa a carbontao y
  bicarbonato. Esta solución se recambia
  periódicamente.
• Proceso Sulzer.- Se coloca K2CO3 En el cuarto
  el cual se reactiva pasando aire a través de él.
• Soluciones de Etanolaminas al 40%. - Se
  puede regenerar calentando a 110°C Para
  convertir el carbonato a bicarbonato. No es
  muy recomendable este método ya que es
  muy corrosivo.
• Colocación de mallas moleculares
  de silicato de calcio y aluminio.

• Adición de carbón activado al
  cuarto de almacenamiento.

• Estos dos últimos métodos
  adsorben también vapor de agua,
  por lo cual debe cuidarse la
  humedad relativa. Con el uso
  reducen su capacidad readsortiva
  pero se reactivan con el calor.
ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO

• ALMACENAMIENTO DE FRUTAS BAJO UNA
  PRESIÓN INFERIOR A LA ATMOSFÉRICA.

•      REPORTADA POR PRIMERA VEZ EN
    1966 POR BURG Y BURG, LOGRARON UN
    RETRASO EN LA MADURACIÓN DE LOS
    PRODUCTOS.
PRINCIPIO
• Con el vacío generado las
  concentraciones de O2 se reducen y, por
  lo tanto, el ritmo respiratorio también. La
  producción de C2H4 que se alcance a
  producir disminuye. El C2H4 que se
  alcance a producir difunde desde el
  interior de la fruta y se elimina del
  almacén, así como otras substancias
  volátiles tales como ésteres de peso
  molecular bajo y aldehídos que pueden
  tener un efecto tóxico sobre las frutas a
  ciertas concentraciones.
CONSIDERACIONES A TOMAR EN
          CUENTA EN EL
   ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO
• Con esta técnica es necesario
  almacenar la fruta antes de que
  comience a generar grandes
  cantidades de C2H4 ya que, por
  ejemplo, una manzana madura
  puede llegar a tener una
  concentración interna de 100 ppm
  ( /L). Bajo una presión de 0.1 atm Su
  concentración se reduciría a 10 ppm
  ( /L) y no se retardaría su
• Si la fruta se mantiene a
  temperatura alta la cantidad de
  C2H4 que se produce es tan grande
  que no se obtendría ningún efecto
  benéfico por almacenamiento
  hipobárico.
•         Debido a que con esta técnica
  se elimina mucho agua es necesario
  mantener la humedad relativa alta
  para evitar la desecación, por
  tanto, se introduce aire
  humidificado a las cámaras, a
ETILENO EN LA TECNOLOGÍA
POSTCOSECHA DE LOS PRODUCTOS
       HORTOFRUTÍCOLAS



  • CONSIDERACIONES TÉCNICAS
ETILENO
•   La efectividad de este gas para
    alcanzar una maduración de los
    productos hortofrutícolas más
    rápida y uniforme depende de :
•   TIPO DE FRUTA A TRATAR
•   GRADO DE MADUREZ
•   TEMPERATURA
•   HUMEDAD RELATIVA
•   CONCENTRACIÓN DE ETILENO
•   DURACIÓN DE LA EXPOSICIÓN
• En general, las condiciones óptimas para
  la maduración de los productos son:


• TEMPERATURA: 18 – 25ºC
• HUMEDAD RELATIVA: 90 A 95%
• CONCENTRACIÓN DE ETILENO: 10 A 100 ppm.
• DURACIÓN DEL TRATAMIENTO: 24 a 72 HS. (DEPENDIENDO
  DEL TIPO DE FRUTO Y ESTADO DE MADUREZ)
• CIRCULACIÓN DEL AIRE: SUFICIENTE PARA ASEGURAR LA
  DISTRIBUCIÓN DEL ETILENO DENTRO DE LA CÁMARA DE
  MADURACIÓN.
• VENTILACIÓN: INTERCAMBIOS DE AIRE ADECUADOS PARA
  EVITAR LA ACUMULACIÓN DE CO2 LA CUAL REDUCE LA
  EFECTIVIDAD DEL C2H4.
CANTIDAD DE ETILENO NECESARIA

• Se    utilizan  concentraciones
  menores      en  cámaras   bien
  selladas que mantendrán la
  concentración de etileno, o en
  cámaras donde se utiliza el
  sistema de flujo continuo.
• Las concentraciones altas se
  utilizan en cámaras con fugas
  para compensar la caída en las
  concentraciones     del     gas
PRECAUCIÓN

• LAS CONCENTRACIONES MAYORES DE
  100 ppm NO ACELERAN EL PROCESO DE
  MADURACIÓN. LA ADICIÓN DE UNA
  DEMASIADO ALTA CONCENTRACIÓN DE
  ETILENO PUEDE CREAR UNA MEZCLA
  EXPLOSIVA DE AIRE – GAS.
TEMPERATURA

• El control de la temperatura es crítico para
  lograr una buena maduración con etileno.
•     TEMPERATURA ÓPTIMA: 18 – 25°C.
•     A menor temperatura se retrasa la
  maduración.
•     A mayores temperaturas, por encima de
  los 25°C, se puede acelerar el crecimiento
  bacteriano y la pudrición.
• Por arriba de los 30°C se inhibe el proceso de
  maduración.
TEMPERATURA
• Los frutos que han sido almacenados en frío
  deben calentarse a 20 °C para asegurar una
  maduración rápida.
•          A medida que se dispara la
  maduración aumenta el calor
  derivado de la respiración de los
  frutos, por lo que se debe
  proporcionar a la cámara de
  maduración termostatos y un equipo
  de refrigeración para asegurarse de
  que el calor por respiración no
SISTEMAS DE TRATAMIENTO
            CON ETILENO

• SISTEMA DE INYECCIÓN.- Se inyecta la
  concentración de etileno preestablecida
  a intervalos regulares.


• Las inyecciones pueden ser aplicadas por
  peso o por flujo utilizando un dispositivo
  que registra la descarga de etileno en
  pies cúbicos por metro.
SISTEMA DE INYECCIÓN
• La aplicación requerida de etileno se realiza
  ajustando el regulador para proporcionar una
  velocidad de flujo apropiada, sincronizando la
  provisión de gas.
• Cualquier tubería que conduzca al gas dentro
  de la cámara debe hacer tierra para evitar
  posibles descargas que provoquen ignición
  electrostática a grandes concentraciones de
  etileno.
SISTEMA DE FLUJO CONTINUO

• Se introduce el etileno a la cámara
  continuamente mediante un regulador
  de dos estados y pasando el etileno a
  través de una válvula medidora y un
  flujómetro.

• Se cambia el aire cada 6 horas.
EFECTOS INDESEABLES DEL
                 ETILENO
•   SENESCENCIA ACELERADA.
•   INDUCCIÓN DE FISIOPATÍAS EN LAS HOJAS.
•   FORMACIÓN DE ISOCUMARINAS.
•   GERMINACIÓN.
•   ABSCISIÓN DE HOJAS, FLORES Y FRUTOS.
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•   INDUCCIÓN DE FISIOPATÍAS EN FRUTOS.
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ELIMINACIÓN DE ETILENO
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• REMOCIÓN QUÍMICA:
   – PERMANGANATO DE POTASIO (KMnO4)
   – LÁMPARAS DE LUZ ULTRAVIOLETA.
   – CARBÓN ACTIVADO O BROMINADO.
   – OXIDANTES CATALÍTICOS.
   – SISTEMAS BACTERIANOS
   – CLORURO DE PLATA.
   – ATMÓSFERAS CONTROLADAS (CO2).
   – ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO.
PRODUCTOS MÍNIMAMENTE
     PROCESADOS
PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS
   MÍNIMAMENTE PROCESADOS
• Sometimiento de frutas y
  hortalizas a un proceso más
  leve que el procesamiento, que
  consiste en una selección,
  lavado, cortado, algunos son
  sometidos a una centrífuga,
  envasado, pesado, etiquetado
  con fecha probable de
  caducidad y el precio.
PRODUCTOS MÍNIMAMENTE
     PROCESADOS
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  • 1. REFRIGERACIÓN DE LOS PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS
  • 2. REFRIGERACIÓN • “CUALQUIER PROCESO DE ELIMINACIÓN DE CALOR”. Más específicamente se define como “LA RAMA DE LA CIENCIA QUE TRATA CON LOS PROCESOS DE REDUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA TEMPERATURA DE UN ESPACIO O MATERIAL A TEMPERATURA INFERIOR CON RESPECTO DE LOS ALREDEDORES CORRESPONDIENTES”.
  • 3. OBJETIVO DE LA REFRIGERACIÓN • Reducir la temperatura de las frutas y hortalizas, así como las flores de ornato, y mantenerla constante, por eliminación continua del calor generado por el proceso respiratorio. • Al bajar la temperatura se reduce el ritmo respiratorio y la actividad metabólica del producto, se retarda la maduración o la senescencia y se prolonga la vida útil.
  • 4. OBJETIVO DE LA REFRIGERACIÓN • Retardar el crecimiento de microorganismos patógenos, los que reducen considerablemente la vida útil del producto.
  • 5. LIMITACIONES DE LA REFRIGERACIÓN DE LOS PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS • En teoría una temperatura ligeramente superior al punto de congelación del producto sería ideal, sin embargo, ciertos productos, particularmente los provenientes de regiones tropicales, empiezan a exhibir daños a partir de cierta temperatura. De manera que, para cada producto, habrá que determinar su temperatura óptima de refrigeración. •
  • 6. FACTORES A CONTROLAR DURANTE EL ALMACENAMIENTO REFRIGERADO • TEMPERATURA • HUMEDAD RELATIVA • VENTILACIÓN • CIRCULACIÓN DEL AIRE. • ESTIBA • PATRÓN DE ESTIBAMIENTO • SANIDAD Y PURIFICACIÓN DEL AIRE
  • 7. CONSTRUCCIÓN DE UN ALMACÉN REFRIGERADO • Las unidades de refrigeración están construidas de varios materiales pero todas deben estar perfectamente aisladas para evitar la entrada de calor al almacén.
  • 8. CARACTERÍSTICAS QUE DEBE REUNIR EL AISLANTE • BAJA CONDUCTIVIDAD DE CALOR • RESISTENCIA A LA HUMEDAD • FÁCIL DE INSTALAR • ECONÓMICO • NO CONTENER SUSTANCIAS VOLÁTILES QUE PUEDAN AFECTAR ADVERSAMENTE A LA FRUTA
  • 9. CARGA DE REFRIGERACIÓN, CARGA DE ENFRIAMIENTO O CARGA TÉRMICA • La velocidad a la cual debe ser el calor eliminado de un espacio o material refrigerado a fin de producir y mantener las condiciones deseadas de temperatura
  • 10. FUENTES DE CALOR • El calor transmitido por conducción a través de paredes aisladas. • El calor que debe ser eliminado del aire caliente que llega al espacio a través de puertas que se abren y se cierran.
  • 11. FUENTES DE CALOR • El calor que debe ser eliminado del producto refrigerado para reducir la temperatura del producto a la temperatura de almacenamiento. • El calor cedido por la gente que trabaja en el espacio y por motores, alumbrado y otros equipos que producen calor y que operan en dicho espacio.
  • 12. UNIDADES EN LAS QUE SE EXPRESA LA CARGA DE REFRIGERACIÓN • Comúnmente la carga de refrigeración se expresa en toneladas de refrigeración. • Este es un término histórico que viene de los días en que se usaba directamente el hielo. • La tonelada estándar de refrigeración es la cantidad de calor absorbida por una tonelada de hielo al derretirse a 0°C (32°F) en 24 horas.
  • 13. UNIDADES EN LAS QUE SE EXPRESA LA CARGA DE REFRIGERACIÓN • Se requieren 144 BTU´s para derretir 1 lb de hielo a 0°C, ó 288 000 BTU’s para derretir una tonelada de hielo a 0°C (144 BTU’s x 2000 lb.). Puesto que, según la definición, una tonelada de hielo debe derretirse en 24 horas, una tonelada de refrigeración absorbe 12 000 BTU’s por hora, o sea, 12 660 Kj/hora.
  • 14. CONSIDERACIONES A TOMAR PARA EL CÁLCULO DEL TONELAJE DE REFRIGERACIÓN • Los requisitos de refrigeración de cualquier planta de almacenamiento deben basarse en los máximos previsibles de la carga de refrigeración. • Este máximo se demanda por lo común, cuando la temperatura exterior es alta, y están entrando en la planta productos relativamente calientes para ser sometidos a los procesos de preenfriamiento y almacenamiento.
  • 15. CONSIDERACIONES A TOMAR PARA EL CÁLCULO DEL TONELAJE DE REFRIGERACIÓN • El máximo en la carga de refrigeración depende de la cantidad de producto recibido cada día, la temperatura del producto en el momento de ser introducido en la cámara de refrigeración, el calor específico del producto y la temperatura final que se desee alcanzar.
  • 16. CONSIDERACIONES A TOMAR PARA EL CÁLCULO DEL TONELAJE DE REFRIGERACIÓN • El proceso de enfriamiento requiere de cierto tiempo, durante cuyo intervalo se produce una cantidad de calor como consecuencia de la respiración de los productos almacenados. A este tipo de calor se le llama “CALOR VITAL”.
  • 17. ALMACENAMIENTO DE PERAS A –1.1°C.- SE NECESITA DISPONER DE LOS SIGUIENTES DATOS Y CONDICIONES: CONDICIONES DATOS CALOR ESPECÍFICO PERAS, 0.86; RECIPIENTES DE MADERA, 0.5 CARGA DE CALOR POR BAJAR LA 74.5 kj/m3 TEMPERATURA DEL AIRE DE 30 C A – 1.1 C (50% DE HUMEDAD RELATIVA) CARGA DE CALOR POR BAJAR LA 15.3 kj/m3 TEMPERATURA DEL AIRE DE 7.2 C A –1- 1 C, 70% DE HUMEDAD RELATIVA OTRAS CARGAS DE CALOR: LUCES, 2 400 w/h, VENTILADORES, 3 hp. DOS CARROS ELEVADORES ELÉCTRICOS 36 920 kj CADA UNO POR 8 HORAS. DOS OPERADORES, EN TURNOS DE 8 HORAS, 1 000 kj/h CADA UNO
  • 18. CÁLCULO DEL TONELAJE DE REFRIGERACIÓN EN PERAS (-1.1°C) CONDICIONES DATOS DIMENSIONES DE LA CÁMARA 15 X 15 X 4.5 M ÁREA DE LA SUPERFICIE EXTERNA, 720 m2 INCLUYENDO EL PISO. DIMENSIONES INTERNAS 14.7 X 14.7 X 4.2 VOLUMEN 908 m3 AISLAMIENTO 7.6 cm. DE POLIURETANO, CON UNA CONDUCTIVIDAD (K) DE 1.3 kj/m2/cm. DE GROSOR/ C. COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN (U) = 1.1 kj/h m2/ C. CONDICIONES AMBIENTALES DURANTE LA 30 C Y 50% DE HUMEDAD REALTIVA COSECHA TEMPERATURA DE LA FRUTA 21 C EN LA COSECHA Y –1.1 C EN EL ALMACENAMIENTO CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO 600 CARGAS DE 500kg DE FRUTA CADA UNA: 300 000kg EN TOTAL VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO PRIMER DÍA, DE 21 C A 4.5 C; SEGUNDO DÍA, DE 4.5 C A –1.1 C. CAMBIOS DE AIRE POR APERTURAS DE SEIS POR DÍA PUERTAS DURANTE EL ENFRIAMIENTO CAMBIOS DE AIRE DURANTE EL 1.8 POR DÍA ALMACENAMIENTO
  • 19. PROCEDIMIENTO • SE CALCULA LA CARGA DURANTE LAS OPERACIONES DE ENFRIAMIENTO Y DE LLENADO DE LA CÁMARA: • • DIFERENCIA DE TEMPERATURA: • • (DT Ó ΔT) = 30°C –(-1.1°C) = 31.1°C. Se supone que la DT es de 31°C EN TODAS LAS SUPERFICIES. EL CALOR ESPECÍFICO SE DESIGNA COMO Ce.
  • 20. PROCEDIMIENTO • 1.- SE CALCULA LA CARGA DE TRANSMISIÓN DEL EDIFICIO: • AREA DE LA SUPERFICIE EXTERNA X COEFICIENTE DE TRANSMISIÓN DE CALOR DEL POLIURETANO X LA DIFERENCIA DE TEMPERATURA EN TODAS LAS SUPERFICIES: • AREA (720 m2) X U (1.1kj) X DT (31.1°C) X 24horas = 591.149 kj/24h.
  • 21. PROCEDIMIENTO • 2.- SE CALCULA LA CARGA POR CAMBIO DE AIRE, APERTURA DE PUERTAS: • VOLUMEN X CARGA DE CALOR X NÚMERO DE CAMBIOS DE AIRE • (908 m3) X (74.5 kj) X (6/día) = 405.876 KJ/24h.
  • 22. 3.- SE CALCULA LA CARGA DEL PRODUCTO: • ENFRIAMIENTO DEL PRODUCTO (REMOCIÓN DEL CALOR DE CAMPO O CALOR SENSIBLE): • Primer día • PESO DE LA FRUTA X CE DE LAS PERAS X DT (DE 21°C A 4.5°C) EN EL PRIMER DÍA X FACTOR DE CONVERSION A kj • (100 000kg) X (0.86) X (16.5) X (4.186) = 5 939.934 KJ/24h. • PESO DE RECIPIENTES X CALOR ESPECÍFICO DE LOS RECIPIENTES X DT (DE 21°C A 4.5°C) X FACTOR DE CONVERSION A kj: • (12 700kg) X (0.5) X (16.5) X (4.186) = 438 588.15 KJ/24h.
  • 23. Segundo día • PESO DE LA FRUTA X CE X DT (4.5°C A –1.1°C) EN EL SEGUNDO DÍA X FACTOR kj: • (100 000kg) X (0.86) X (3.4) X (4.186) = 2 015.977 KJ/24h. • PESO DE RECIPIENTES X CALOR ESPECÍFICO DE LOS RECIPIENTES X DT (DE 4.5°C A -1.1°C) X FACTOR DE CONVERSION A kj: • (12 700kg) X (0.5) X (3.4) X (4.186) = 90 375.74 KJ/24h.
  • 24. CALOR DE RESPIRACIÓN DURANTE EL ENFRIAMIENTO (CALOR VITAL) • Primer día • TEMPERATURA PROMEDIO, 13°C; VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN: 12.206 kj/t/24h). • TONELADAS MÉTRICAS DE FRUTA X VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN): • (100) X (12 206) = 1 220 600 kj/24h.
  • 25. Segundo día • TEMPERATURA PROMEDIO 1.7°C; VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN: 1 741 kj/t/24h. • TONELADA MÉTRICA DE FRUTA X VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN: • (100) X (1 741) = 174 100 kj/t/24h.
  • 26. MÁXIMO ACUMULADO EN LA CÁMARA ANTES DE QUE SE COMPLETE EL ENFRIAMIENTO: • PESO TOTAL DE FRUTA – EL PESO CARGADO EN DOS DÍAS: • (300 000) – (200 000kg) = 100 000kg Ó 100 TONELADAS; • VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN A –1.1°C: 812kj/t/24horas. • TONELADA MÉTRICA DE FRUTA X VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN: • (100) X (812) = 81 200kj/24horas.
  • 27. 4.- CARGAS MISCELÁNEAS DE CALOR: • LUCES- watts X kj por watt X horas: • (2 400) X (3.6) X (8) = 69120 kj/24h. • VENTILADORES – hp X kj por hp X 24horas: • (3) X (3 112) X 24 = 224 064kj/24h. • CARROS ELEVADORES: • (2) x 36 920 kj DURANTE 8 HORAS = 73 840 kj/24h. • MANO DE OBRA – OPERADORES X kj POR HORA X HORA: • (2) X (1000) X (8) = 16 000kj/24h.
  • 28. 5.- CARGA TOTAL DE CALOR DURANTE EL ENFRIAMIENTO: TRANSMISIÓN DEL 591149 EDIFICIO kj/24h. CAMBIOS DE AIRE 405 876 kj/24h. ENFRIAMIENTO DEL 8 543 353 PRODUCTO kj/24h. CALOR PRODUCIDO POR 1 475 900 RESPIRACIÓN kj/24h. CALOR DE ORIGEN 383 024 MISCELANEO kj/24h.
  • 29. • SUBTOTAL: 11 399 302 kj/24h • MÁRGEN DE ERROR (10%) = 1 139 930 kj/24h • REQUERIMIENTO TOTAL: 12 539 232 kj/24h • SI SE SUPONE QUE EL EQUIPO DE REFRIGERACIÓN OPERA DURANTE 18 HORAS DIARIAS, SE TIENE QUE: • 12 539 232 / 18 = 696 624 kj/24h
  • 30. • COMO UNA TONELADA DE REFRIGERACIÓN ABSORBE 12 660 kj/h: 696 624 / 12 660 = 55 TONELADAS DE REFRIGERACIÓN ES LA CAPACIDAD REQUERIDA
  • 31. CARGA DURANTE LA OPERACIÓN NORMAL DE ALMACENAMIENTO. • CONDICIONES AMBIENTALES EXTERIORES PROMEDIO: 7.2°C CON UNA HUMEDAD RELATIVA DE 70%; TEMPERATURA DE ALMACENAMIENTO = -1.1°C; • DT = 7.2 – (-1.1) = 8.3°C
  • 32. • 1.- CARGA DE TRANSMISIÓN DEL EDIFICIO: • AREA X U X DT X HORA : • (720 m2) X (1.1 kj) X (8.3) X (24) = 157 766 kj/24h. • 2.- CAMBIO DE AIRE POR LA APERTURA DE PUERTAS: • VOLUMEN X CARGA DE CALOR X CAMBIOS DE AIRE: • (908 m3) X (15.3 kj) X (1.8) = 25 006 kj/24h.
  • 33. 3.- CARGA DEL PRODUCTO (RESPIRACIÓN): • VELOCIDAD DE RESPIRACIÓN A –1.1°C X TONELADA MÉTRICA DE FRUTA : • (812 kj/t/24h) X (300) = 243 600 kj/24h.
  • 34. 4.- CARGAS MISCELÁNEAS: LUCES: watts (2 400) X kj por watt 34 560 kj/24h. (3.6) X horas (4) = ABANICOS: hp 3 X kj por hp 224 064 kj/24h. (3 112) X hora (24) = MANO DE OBRA: UN OPERARIO 4 000 kj/24h. X kj POR HORA (1000) X HORAS (4) =
  • 35. 5.- CARGA TOTAL DURANTE EL ALMACENAMIENTO: TRANSMISIÓN DEL 157 766 kj/24h. EDIFICIO CAMBIO DE AIRE 25 006 kj/24h. CARGA DEL 243 600 kj/24h. PRODUCTO (RESPIRACIÓN) MISCELÁNEOS 262 624 kj/24h.
  • 36. • SUBTOTAL: 688 996 kj/24h. • MARGEN DE SEGURIDAD, 10%: 68 899 kj/24h. • REQUERIMIENTO TOTAL: 757 895 kj/24h. • SUPONIENDO QUE EL EQUIPO DE REFRIGERACIÓN OPERE DURANTE 18 HORAS DIARIAS, SE TIENE QUE: • 757 895 / 18 = 42 105 kj/h • 42 10 / 12 660 Kj = 3.3 TONELADAS DE REFRIGERACIÓN ES LA CAPACIDAD REQUERIDA DURANTE EL PERÍODO NORMAL DE ALMACENAMIENTO DE PERAS.
  • 37. FACTORES A CONTROLAR EN LA REFRIGERACIÓN DE FRUTAS Y HORTALIZAS • CIRCULACIÓN DEL AIRE Y TEMPERATURA DE LA FRUTA • La circulación de aire es necesaria en el almacén para que se produzca el enfriamiento y se mantenga una temperatura uniforme en todo el cuarto. • Si es poco el aire que circula éste se entibiará antes de llegar a todos los sitios del cuarto y se presentarán puntos calientes.
  • 38. • POR REGLA GENERAL EN UN ALMACENAMIENTO SE CIRCULAN 1000 ft3/min POR CADA TONELADA DE REFRIGERACIÓN. ESTE FLUJO SE CALCULA CONSIDERANDO QUE LA DIFERENCIA EN LA TEMPERATURA A LA QUE SALE EL AIRE Y REGRESA AL CONDENSADOR ES DE 10°F.
  • 39. • CUANDO LA FRUTA SE HA ENFRIADO Y LA CARGA DE REFRIGERACIÓN NECESITADA ES PEQUEÑA, POR EJEMPLO 1/5 DEL ORIGINAL, EL FLUJO SE CALCULA CON BASE EN UNA DIFERENCIA DE 2°F. • ES IMPORTANTE QUE LA MÁXIMA SUPERFICIE DEL RECIPIENTE ESTÉ EXPUESTA AL AIRE, POR LO CUAL LOS PATRONES DE ESTIBAMIENTO SON IMPORTANTES.
  • 40. • LA FRUTA NUNCA ESTARÁ TAN FRÍA COMO EL AIRE QUE CIRCULA ALREDEDOR DE ELLA, POR LO CUAL ES NECESARIO QUE SE TOME LA TEMPERATURA DE LA FRUTA Y NO LA DEL AIRE QUE CIRCULA.
  • 41. HUMEDAD • EL SECRETO PARA MANTENER ALTAS HUMEDADES RELATIVAS ES OPERAR EL EVAPORADOR A UNA TEMPERATURA TAN CERCANA COMO SEA POSIBLE A LA DEL CUARTO Y ASÍ SE MINIMIZA LA CONDENSACIÓN DE LA HUMEDAD SOBRE LA SUPERFICIE FRÍA DEL EVAPORADOR. • LOS RECIPIENTES DE LA FRUTA, AL ESTAR SECOS, REDUCIRÁN LA HUMEDAD DEL ALMACÉN. SI ES NECESARIO SE PUEDEN USAR HUMIDIFICADORES QUE ESPARCEN AGUA EN FINAS GOTAS.
  • 42. VENTILACION • SE UTILIZA EXCLUSIVAMENTE CUANDO NO HAY OTRA ALTERNATIVA PARA ELIMINAR EL ETILENO O RESTOS DE SO2 POSTERIOR A LA FUMIGACIÓN. • SIN EMBARGO, ESTA PRÁCTICA AUMENTA LA CARGA DE REFRIGERACIÓN, POR LO QUE SE HAN BUSCADO OTROS MÉTODOS DE REMOCIÓN DE ETILENO Y SO2.
  • 43. EFECTOS FISIOLÓGICOS DE LA REFRIGERACIÓN EN FRUTAS Y HORTALIZAS • POSITIVOS • REDUCCIÓN DEL METABOLISMO DE LAS FRUTAS, PROLONGANDO ASÍ SU VIDA DE ALMACENAMIENTO. • MECANISMO FUNGISTÁTICO Y BACTERIOSTÁTICO.
  • 44. NEGATIVO • OCASIONA DAÑO POR FRÍO A ALGUNOS PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS.
  • 45. DAÑO POR FRÍO • UN DESÓRDEN FISIOLÓGICO INDUCIDO POR LA BAJA TEMPERATURA Y QUE ES DIFERENTE AL DAÑO POR CONGELACIÓN, ES DECIR, SIEMPRE OCURRE A TEMPERATURAS POR ARRIBA DEL PUNTO DE CONGELACIÓN DE LOS TEJIDOS. LA SINTOMATOLOGÍA DEPENDE DEL PRODUCTO, PERO UN SÍNTOMA GENERAL ES LA APARICIÓN DE ÁREAS OSCURAS EN LOS TEJIDOS.
  • 46. EJEMPLOS • MANZANA.- Escaldado suave (“listón de Jonathan”) caracterizado en algunas variedades, por la aparición de áreas oscuras bien definidas en la piel, en otras abarca la mayor parte de la pulpa.
  • 47. EJEMPLOS • PLÁTANO Y AGUACATE.- OSCURECIMIENTO DE LOS PAQUETES VASCULARES DE LA PULPA. EN PLÁTANO TAMBIÉN OCURRE EN LA PIEL QUE ADQUIERE UNA APARIENCIA OPACA, SIMULTÁNEAMENTE HAY UNA LENTA HIDRÓLISIS DEL ALMIDÓN Y UNA INCAPACIDAD DE LA PULPA PARA MADURAR. TAMBIÉN SE MANIFIESTA EN UNA MADURACIÓN HETEROGÉNEA
  • 48. EJEMPLOS • MANGO, JITOMATE, PEPINO, MELÓN (ALGUNAS VARIEDADES), PAPAYA Y CÍTRICOS.- EL SÍNTOMA TÍPICO ES EL HUNDIMIENTO DE CIERTAS ÁREAS SUPERFICIALES POR DESECACIÓN LLAMADO “PICADO”. • EN TODAS ELLAS ES INMINENTE EL ATAQUE FUNGAL.
  • 49. ATMÓSFERAS CONTROLADAS (AC) Y MODIFICADAS (AM) • SON AMBIENTES QUE DIFIEREN DE LA ATMÓSFERA NORMAL (N2: 78%; O2: 21%; CO2: 0.03%) CON RESPECTO A LA COMPOSICIÓN Y CONCENTRACIÓN DE LOS GASES QUE LAS COMPONEN. • CONSISTEN EN LA REMOCIÓN O ADICIÓN DE GASES QUE RESULTAN EN UNA COMPOSICIÓN QUE USUALMENTE INVOLUCRA LA REDUCCIÓN DE LOS NIVELES DE O2 Y/O LA ELEVACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE CO2.
  • 50. DIFERENCIA ENTRE AC Y AM • La única diferencia entre las AC’s y las AM’s es que las primeras pueden monitorearse y su composición y concentración de gases pueden controlarse con precisión, mientras que en las segundas no se puede ejercer dicho control de gases. • El uso de las AC’s o AM’s debe ser considerado como un complemento al manejo de la temperatura y humedad relativa adecuados.
  • 51. • EL POTENCIAL DE BENEFICIO O RIESGO QUE CONSTITUYE EL USO DE AC’s Y AM’s DEPENDE DEL PRODUCTO HORTOFRUTÍCOLA, LA VARIEDAD, LA EDAD FISIOLÓGICA, LA COMPOSICIÓN ATMOSFÉRICA, LA TEMPERATURA Y LA DURACIÓN DEL PERÍODO DE ALMACENAMIENTO
  • 52. GASES COMÚNMENTE UTILIZADOS PARA LA GENERACIÓN DE AC’S Y AM’S • CO2 • CO • C2H4
  • 53. • EL PRETRATAMIENTO CON ALTAS CONCENTRACIONES DE CO2 PUEDE SER UTILIZADO EN ALGUNAS FRUTAS PARA DISMINUIR SU METABOLISMO Y ASÍ, SOPORTEN LAS BAJAS TEMPERATURAS DE REFRIGERACIÓN. MÁS A MENUDO ES COMBINADO CON BAJAS CONCENTRACIONES DE O2.
  • 54. • EL MONÓXIDO DE CARBONO (CO) Se utiliza, menos frecuentemente, en ocasiones muy limitadas como un componente de las AM’s Para retrasar la decoloración marrón y para controlar la pudrición en algunos productos hortofrutícolas. • EL ETILENO C2H4 En los cuartos de maduración para madurar homogéneamente a algunos productos hortofrutícolas y para el desverdecimiento de algunos cítricos.
  • 55. INSTALACIONES PARA EL ESTABLECIMIENTO DE ATMÓSFERAS CONTROLADAS Y MODIFICADAS • Los cuartos se construyen de manera similar a los de refrigeración convencional, o sea, con barreras adecuadas de aislamiento, suficiente superficie fría que asegure alta humedad y circulación de aire dentro del cuarto para enfriar la fruta en un tiempo razonable. • Los cuartos de AC requieren de una mayor hermeticidad, sobre todo si la atmósfera deseada se va a alcanzar en forma natural, sin emplear un sistema generador de gas.
  • 56. HERMETICIDAD • La forma más antigua y efectiva de lograr hermeticidad es colocando sobre las paredes y el techo un revestimiento de lámina galvanizada sellada al piso, cuidando que las juntas de las hojas metálicas queden bien selladas con laca, goma o brea. También se puede emplear mastique. • Otra forma es mediante el uso de madera o poliuretano de alta y uniforme densidad.
  • 57. CONSIDERACIONES A TOMAR SOBRE LA HERMETICIDAD DE LAS AC’S • Si la estructura que confiere hermeticidad se coloca en las paredes interiores del cuarto puede haber fuga de humedad y, en tal caso, el H2O se condensa en el espacio aislado, reduciéndose la eficiencia del aislamiento (el H2O conduce mejor al calor), y si la unidad empleada es de madera, se favorecen las pudriciones de la misma.
  • 58. • Es mejor colocar dicha estructura sobre las paredes externas y, de esta manera, actúa como barrera al vapor. • Para comprobar que el cuarto tiene suficiente hermeticidad se puede generar un vacío de una pulgada de Hg. Si al cabo de una hora el vacío es de 1/5 ó 1/10 de su valor original se considera que el cuarto posee suficiente hermeticidad (equivalente a un cambio de aire por mes a cuarto
  • 59. IMPORTANTE • DURANTE LA PRUEBA SE DEBE CHECAR LA TEMPERATURA Y PRESIÓN BAROSTÁTICA PARA EVITAR ERRORES.
  • 60. SISTEMAS GENERADORES DE AC • PROCESO TECTROL.- Consiste en eliminar el O2 por combustión con gas propano y el exceso de CO2 generado se elimina mediante absorbentes o adsorbentes y, de esta manera se introduce al cuarto, previo enfriamiento.
  • 61. MÉTODO ATLANTIC RESEARCH CORPORATION • Es un sistema que emplea un catalizador. El equipo consta de una bomba de aire, una sección de precalentamiento, una cama catalizadora y un enfriador.
  • 62. MÉTODO ATLANTIC RESEARCH CORPORATION • El catalizador se calienta a 200 – 210ºC con un calentador eléctrico para activarlo. El propano se introduce, la reacción comienza sobre el catalizador alcanzándose temperaturas de 590 – 650ºC. El CO2 Se elimina de la misma manera que en el caso anterior.
  • 63. ADICIÓN DE N2 • Es el método más simple de generación de una atmósfera deseada. Consiste en adicionar N2 cada vez que se requiera y eliminar cantidades en exceso de CO2.
  • 64. • A medida que el CO2 se elimina del cuarto por absorción ó adsorción y el O2 se reduce por consumo en respiración debe permitirse la entrada de aire para mantener el mismo volumen. Cuando no se emplean adsorbentes líquidos el aire debe purificarse para evitar aromas desagradables del recipiente y la fruta. • Las concentraciones de O2 y CO2 Se checan constantemente, para lo cual existen analizadores
  • 65. MÉTODOS PARA ELIMINAR EL CO2 • Colocación de sacos de Ca(OH)2 En el interior del cuarto o en una cámara aislada a través de la cual se circula el aire. La conversión de Ca(OH)2 a carbonato libera una pequeña cantidad de calor, por lo cual el aire debe enfriarse antes de alcanzar la fruta.
  • 66. ABSORCIÓN EN H2O • El aire proveniente del cuarto se pasa a través de un rocío de agua en el que el CO2 se absorbe. El agua se expone al aire bajo en CO2 hasta que se establece el equilibrio. Sin embargo, al exponer esta agua al aire externo, ésta absorbe más O2, el cual es liberado en el cuarto, por lo que no es posible mantener Muy bajas concentraciones de O2.
  • 67. ELIMINACIÓN DE CO2 • Absorción de agua con un álcali.- En este caso se emplea NaOH que pasa a carbontao y bicarbonato. Esta solución se recambia periódicamente. • Proceso Sulzer.- Se coloca K2CO3 En el cuarto el cual se reactiva pasando aire a través de él. • Soluciones de Etanolaminas al 40%. - Se puede regenerar calentando a 110°C Para convertir el carbonato a bicarbonato. No es muy recomendable este método ya que es muy corrosivo.
  • 68. • Colocación de mallas moleculares de silicato de calcio y aluminio. • Adición de carbón activado al cuarto de almacenamiento. • Estos dos últimos métodos adsorben también vapor de agua, por lo cual debe cuidarse la humedad relativa. Con el uso reducen su capacidad readsortiva pero se reactivan con el calor.
  • 69. ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO • ALMACENAMIENTO DE FRUTAS BAJO UNA PRESIÓN INFERIOR A LA ATMOSFÉRICA. • REPORTADA POR PRIMERA VEZ EN 1966 POR BURG Y BURG, LOGRARON UN RETRASO EN LA MADURACIÓN DE LOS PRODUCTOS.
  • 70. PRINCIPIO • Con el vacío generado las concentraciones de O2 se reducen y, por lo tanto, el ritmo respiratorio también. La producción de C2H4 que se alcance a producir disminuye. El C2H4 que se alcance a producir difunde desde el interior de la fruta y se elimina del almacén, así como otras substancias volátiles tales como ésteres de peso molecular bajo y aldehídos que pueden tener un efecto tóxico sobre las frutas a ciertas concentraciones.
  • 71. CONSIDERACIONES A TOMAR EN CUENTA EN EL ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO • Con esta técnica es necesario almacenar la fruta antes de que comience a generar grandes cantidades de C2H4 ya que, por ejemplo, una manzana madura puede llegar a tener una concentración interna de 100 ppm ( /L). Bajo una presión de 0.1 atm Su concentración se reduciría a 10 ppm ( /L) y no se retardaría su
  • 72. • Si la fruta se mantiene a temperatura alta la cantidad de C2H4 que se produce es tan grande que no se obtendría ningún efecto benéfico por almacenamiento hipobárico. • Debido a que con esta técnica se elimina mucho agua es necesario mantener la humedad relativa alta para evitar la desecación, por tanto, se introduce aire humidificado a las cámaras, a
  • 73. ETILENO EN LA TECNOLOGÍA POSTCOSECHA DE LOS PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS • CONSIDERACIONES TÉCNICAS
  • 74. ETILENO • La efectividad de este gas para alcanzar una maduración de los productos hortofrutícolas más rápida y uniforme depende de : • TIPO DE FRUTA A TRATAR • GRADO DE MADUREZ • TEMPERATURA • HUMEDAD RELATIVA • CONCENTRACIÓN DE ETILENO • DURACIÓN DE LA EXPOSICIÓN
  • 75. • En general, las condiciones óptimas para la maduración de los productos son: • TEMPERATURA: 18 – 25ºC • HUMEDAD RELATIVA: 90 A 95% • CONCENTRACIÓN DE ETILENO: 10 A 100 ppm. • DURACIÓN DEL TRATAMIENTO: 24 a 72 HS. (DEPENDIENDO DEL TIPO DE FRUTO Y ESTADO DE MADUREZ) • CIRCULACIÓN DEL AIRE: SUFICIENTE PARA ASEGURAR LA DISTRIBUCIÓN DEL ETILENO DENTRO DE LA CÁMARA DE MADURACIÓN. • VENTILACIÓN: INTERCAMBIOS DE AIRE ADECUADOS PARA EVITAR LA ACUMULACIÓN DE CO2 LA CUAL REDUCE LA EFECTIVIDAD DEL C2H4.
  • 76. CANTIDAD DE ETILENO NECESARIA • Se utilizan concentraciones menores en cámaras bien selladas que mantendrán la concentración de etileno, o en cámaras donde se utiliza el sistema de flujo continuo. • Las concentraciones altas se utilizan en cámaras con fugas para compensar la caída en las concentraciones del gas
  • 77. PRECAUCIÓN • LAS CONCENTRACIONES MAYORES DE 100 ppm NO ACELERAN EL PROCESO DE MADURACIÓN. LA ADICIÓN DE UNA DEMASIADO ALTA CONCENTRACIÓN DE ETILENO PUEDE CREAR UNA MEZCLA EXPLOSIVA DE AIRE – GAS.
  • 78. TEMPERATURA • El control de la temperatura es crítico para lograr una buena maduración con etileno. • TEMPERATURA ÓPTIMA: 18 – 25°C. • A menor temperatura se retrasa la maduración. • A mayores temperaturas, por encima de los 25°C, se puede acelerar el crecimiento bacteriano y la pudrición. • Por arriba de los 30°C se inhibe el proceso de maduración.
  • 79. TEMPERATURA • Los frutos que han sido almacenados en frío deben calentarse a 20 °C para asegurar una maduración rápida. • A medida que se dispara la maduración aumenta el calor derivado de la respiración de los frutos, por lo que se debe proporcionar a la cámara de maduración termostatos y un equipo de refrigeración para asegurarse de que el calor por respiración no
  • 80. SISTEMAS DE TRATAMIENTO CON ETILENO • SISTEMA DE INYECCIÓN.- Se inyecta la concentración de etileno preestablecida a intervalos regulares. • Las inyecciones pueden ser aplicadas por peso o por flujo utilizando un dispositivo que registra la descarga de etileno en pies cúbicos por metro.
  • 81. SISTEMA DE INYECCIÓN • La aplicación requerida de etileno se realiza ajustando el regulador para proporcionar una velocidad de flujo apropiada, sincronizando la provisión de gas. • Cualquier tubería que conduzca al gas dentro de la cámara debe hacer tierra para evitar posibles descargas que provoquen ignición electrostática a grandes concentraciones de etileno.
  • 82. SISTEMA DE FLUJO CONTINUO • Se introduce el etileno a la cámara continuamente mediante un regulador de dos estados y pasando el etileno a través de una válvula medidora y un flujómetro. • Se cambia el aire cada 6 horas.
  • 83. EFECTOS INDESEABLES DEL ETILENO • SENESCENCIA ACELERADA. • INDUCCIÓN DE FISIOPATÍAS EN LAS HOJAS. • FORMACIÓN DE ISOCUMARINAS. • GERMINACIÓN. • ABSCISIÓN DE HOJAS, FLORES Y FRUTOS. • ENDURECIMIENTO DE ESPÁRRAGOS. • INDUCCIÓN DE FISIOPATÍAS EN FRUTOS. • FALLO EN EL DESARROLLO DE ALGUNAS FLORES.
  • 84. ELIMINACIÓN DE ETILENO • VENTILACIÓN • REMOCIÓN QUÍMICA: – PERMANGANATO DE POTASIO (KMnO4) – LÁMPARAS DE LUZ ULTRAVIOLETA. – CARBÓN ACTIVADO O BROMINADO. – OXIDANTES CATALÍTICOS. – SISTEMAS BACTERIANOS – CLORURO DE PLATA. – ATMÓSFERAS CONTROLADAS (CO2). – ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO.
  • 86. PRODUCTOS HORTOFRUTÍCOLAS MÍNIMAMENTE PROCESADOS • Sometimiento de frutas y hortalizas a un proceso más leve que el procesamiento, que consiste en una selección, lavado, cortado, algunos son sometidos a una centrífuga, envasado, pesado, etiquetado con fecha probable de caducidad y el precio.
  • 89. BUENAS PRÁCTICAS DE HIGIENE Y MANUFACTURA