presentación de proceso de escamoles

1. DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DEDETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE
PROCESO EXPERIMENTAL Y SIMULADOPROCESO EXPERIMENTAL Y SIMULADO
PARA EL ENLATADO DE ESCAMOLESPARA EL ENLATADO DE ESCAMOLES
(L(LIOMETOPUMIOMETOPUM APICULATUM)APICULATUM)
PRESENTA:
Sandra Vianey Salas García
ASESORA: Dra. Alicia Grajales Lagunes
CO-ASESORA: I.A. Ma. Alicia De Anda Salazar
11 de Julio de 2011

2. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
 Entomofagia
 México y el mundo
 2000 especies (540 en México)

3. ESCAMOLESESCAMOLES
 Náhuatl. azcatl: hormiga y mol:
guiso. “Guiso de hormiga”.
 Hormigas (Liometopum
apiculatum y Liometopum
occidentale).
 Pupas casta reproductora.

4. CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS

5. PROBLEMÁTICAPROBLEMÁTICA
 Estacionales.
 Vida de anaquel muy corta.
 Alto costo.

6. JUSTIFICACIÓNJUSTIFICACIÓN
 Alternativa para
combatir la
desnutrición que
existe actualmente.
 Alto contenido de
proteínas, vitaminas y
minerales.
 Estacionales.
 Altamente
perecederos

7. HIPÓTESISHIPÓTESIS
Es factible aplicar un proceso de enlatado a los
escamoles, manteniendo en niveles aceptables su
estructura, sus propiedades nutritivas y
sensoriales del producto terminado.

8. OBJETIVO GENERALOBJETIVO GENERAL
Caracterizar el proceso para la obtención de dos productos
enlatados (escabeche y salmuera) a base de escamoles
(Liometopum apiculatum) utilizando 2 temperaturas (115 y
121 °C) y 2 tipos de esterilización (vapor e inmersión en
agua).

9. OBJETIVOS ESPECÍFICOSOBJETIVOS ESPECÍFICOS
 Identificar experimentalmente el punto frío en diferentes posiciones de la lata.
 Obtener la evolución de temperatura en el punto frío (determinado anteriormente).
 Determinar el tiempo de proceso experimental y simulado.
 Validar el tiempo de proceso experimental, de acuerdo a lo establecido por la NOM-130-
SSA1-1995.
 Determinar la composición química, las propiedades fisicoquímicas (Aw y pH) y la
evaluación sensorial.
 Calcular las propiedades térmicas del producto enlatado: calor específico (Cp), conductividad
térmica (k) y la densidad (ρ) en función de la temperatura y la composición química del
producto terminado aplicando las ecuaciones de Choi y Okos.
 Estimar las propiedades térmicas k y coeficiente global de transferencia de calor (h) por
medio de regresión no lineal, aplicando una simulación dinámica, a través del software
COMSOL Multiphysics 3.5.
 Validar los resultados del tiempo de proceso experimental con los resultados obtenidos
mediante la simulación.
 Diseñar la etiqueta para el producto terminado de acuerdo a la NOM-051-SCFI-1994.

10. MATERIALES Y MÉTODOSMATERIALES Y MÉTODOS
*Durante esterilización2
Validación tiempo de
proceso
(microbiológicamente)
Determinación
del tiempo de
proceso
experimental
Evolución de temperatura en tres
posiciones de la lata
Determinación del punto frío
Llenado de la lata
Agotamiento
Enfriamiento
Cierre
Esterilización*
Formulación de productos
salmuera y escabeche
1

11. Determinación de la composición química
Parámetros fisicoquímicos (Aw, pH)
Evaluación sensorial
Propiedades térmicas (Cp, k, ρ)
Análisis realizados en el
producto terminado
Simulación4
Estimación de parámetros por regresión no lineal
Simulación en COMSOL (Choi y Okos)
Determinación del tiempo de proceso simulado
3

12. RESULTADOSRESULTADOS
Identificación punto frío y transferencia de calorIdentificación punto frío y transferencia de calor
a) ½, b)1/3 c) Entre ½ y 1/3.

13. a) ½, b)1/3 c) Entre ½ y 1/3.

14.  a) ½, b)1/3 c) Entre ½ y 1/3.

15. Evolución de la temperatura en el punto fríoEvolución de la temperatura en el punto frío
 a) Productos en salmuera
 b) Productos en escabeche

16. CONDICIONES VELOCIDAD DE
CALENTAMIENTO
EN MIN
(fc)
1/2
VELOCIDAD DE
CALENTAMIENTO
EN MIN
(fc)
1/3
VELOCIDAD DE
CALENTAMIENTO
EN MIN
(fc)
ENTRE (1/2 Y 1/3)
UBICACIÓN
PUNTO FRÍO
Salmuera vapor
115 °C
22 13 29.5 ½ y 1/3
Salmuera vapor
121 °C
27.5 25.5 28.5 ½ y 1/3
Salmuera inmersión
115 °C
32 24.3 29.7 ½
Salmuera inmersión
121 °C
29.5 17.1 24.7 ½
Escabeche
Vapor
115 °C
9.1
50.2
13.1
22.6
9
29.5
½
Escabeche
Vapor
121 °C
9.9
29.5
8.7
26.7
13
22.8
½
Escabeche
inmersión
115 °C
10.2
31.4
6
17.3
8
28.6
½
Escabeche
inmersión
121 °C
11.8
41.2
9.7
38.7
8
28.6
½

17. Evolución de la temperatura en el punto fríoEvolución de la temperatura en el punto frío
con respecto del tiempo para salmuera.con respecto del tiempo para salmuera.
 a) vapor a 121 °C y b) inmersión a 121 °C.

18.  a) vapor a 121 y b) inmersión a 115 °C.

20. Tiempos de proceso experimentalesTiempos de proceso experimentales
obtenidosobtenidos
115 ºC 121 ºC
Salmuera Inmersión 53.13±0.69 30.15±1.8
Vapor 54.98±0.14 31.69±0.1
Escabeche Inmersión 18.2±0.3 12.69±0.33
Vapor 17.32±0.125 11.93±0.28

21. Validación microbiológicaValidación microbiológica
MICROORGANISMO RESULTADO
Productos en salmuera pH > 4.6
Mesófilos aerobios NEGATIVO
Mesófilos anaerobios NEGATIVO
Termófilos aerobios NEGATIVO
Termófilos anaerobios NEGATIVO
Productos en escabeche pH < 4.6
Lactobacilos, hongos y levadura NEGATIVO
Termófilos de descomposición ácida NEGATIVO
Lactobacilos, hongos y levaduras NEGATIVO

22. Comparación entre el tiempo de proceso:
experimental y simulado con Choi y Okos y
estimación de parámetros
TPE TPC TPR
115 ºC 121 ºC 115 ºC 121 ºC 115 ºC 121 ºC
Salmuera Inmersión 53.13±0.69 30.15±1.8 53.5+0.5 37.75+1.75 53.85+0.35 30.935+2.435
Vapor 54.98±0.14 31.69±0.1 47.25+1.75 35+3 55.16+0.16 31.75+ 0.25
Escabeche Inmersión 18.2±0.3 12.69±0.33 48.5+5 36.5+3.5 18.7+0.4 15.2+1.2
Vapor 17.32±0.125 11.93±0.28 42.25+1.75 28.5+1.5 18.8+0.2 16.45+3.95

23. Composición químicaComposición química
PRODUCTOS %H % Ceniza % P % Grasas % ART
Salmuera
Inmersión 115 ºC
82.97+ 0.081 1.34+ 0.037 5.78+ 0.018 6.17+ 0.015 3.61+ 0.005
Salmuera Vapor
115 ºC
84.37+ 0.0 1.23+ 0.0081 6.0+ 0.062 5.76+ 0.017 2.64+ 0.114
Salmuera
Inmersión 121 ºC
82.92+ 0.087 1.32+ 0.037 5.95+ 0.049 7.18+ 0.018 2.63+ 0.016
Escabeche Vapor
121 ºC
84.40+ 0.053 0.82+ 0.054 4.20+ 0.012 6.55+ 0.02 3.89+ 0.107
Salmuera Vapor
121 ºC
85.55+ 0.0.2 1.23+ 0.020 5.26+ 0.306 5.55+ 0.014 2.41+ 0.05
Escabeche
inmersión 115 ºC
83.84+ 0.04 0.81+ 0.008 5.06+ 0.025 6.43+ 0.014 4.30+ 0.015
Escabeche
Inmersión 121 ºC
84.47+ 0.18 1.0+ 0.031 5.09+ 0.024 5.84+ 0.017 4.0+ 0.010
Escabeche Vapor
115 ºC
84.57+ 0.155 0.834+ 0.003 4.71+ 0.021 5.82+ 0.018 3.94+ 0.005

24. Parámetros fisicoquímicosParámetros fisicoquímicos
pH Aw
115 ºC 121 ºC 115 ºC 121 ºC
Salmuera Inmersión 6.29+0.5 6.14+0.05 0.986+0.001 0.983+0.0015
Vapor 6.24+0.5 6.23+0.05 0.985+0.003 0.985+ 0.0025
Escabeche Inmersión 4.52+0.2 4.64+0.35 0.977+ 0.002 0.992+0.0055
Vapor 4.23+0.5 4.34+0.02 0.987+0.0045 0.985+0.001

25. EtiquetaEtiqueta

26. Evaluación sensorial del producto terminadoEvaluación sensorial del producto terminado
a
b b b b b b
b

27. Propiedades térmicasPropiedades térmicas

28. Parámetros obtenidos por regresión linealParámetros obtenidos por regresión lineal
(k y h)(k y h)
kChoi y Okos
( W/m ºC)
krnl
( W/m ºC)
hrnl*10-9
( W/m2 ºC)
115 ºC 121 ºC 115 ºC 121 ºC 115 ºC 121 ºC
Salmuera Inmersión 0.6345
+0.0011
0.6376
+0.0011
0.6988
+0.027
0.7094
+0.070
9.858
+0.308
9.339
+0.66
Vapor 0.6353
+0.00025
0.6430
+0.0024
0.6042
+0.019
0.8717
+0.25
9.466
+0.72
9.703
+0.022
Escabeche Inmersión 0.6379
+0.0025
0.6426
+0.00047
4.541
+0.95
2.6007
+0.28
7.310
+0.88
9.754
+0.21
Vapor 0.6397
+0.0031
0.6435
+0.0012
1.894
+1.11
1.733492
+0.25
9.673
+0.40
9.650
+0.028

29. Análisis de varianzaAnálisis de varianza
VARIABLE
DE
RESPUESTA
GRADOS
DE
LIBERTAD
SUMA DE
CUADRADOS
VARIANZA CONSTANTE
DE FISHER
PROBABILIDAD
ksim_rnl
Regresión 6 25.0034 4.16723
7.11234 0.005Residual 9 5.27323 0.585915
Total 15 30.2766 2.01844
hrnl
Regresión 6 6.68532 1.20532
1.62264 0.247Residual 9 7.23192 0.742813
Total 15 13.9172 0.927816
kchoi_Okos
Regresión 6 0.000163131 2.71885e-005
4.07631 0.030Residual 9 6.00288e-005 6.66987e-006
Total 15 0.00022316 1.48773e-005
Dif_k
Regresión 6 24.9718 4.16197
7.13323 0.005Residual 9 5.25116 0.583463
Total 15 30.223 2.01487
pH
Regresión 6 13.0511 2.17518
65.2977 0.001Residual 9 0.299806 0.0333118
Total 15 13.3509 0.890059
Aw
Regresión 6 0.000146108 2.43514e-005
0.848647 0.564Residual 9 0.00025825 2.86944e-005
Total 15 0.000404358 2.69572e-005
Tiempo_proc
Regresión 6 4152.41 692.068
754.81 0.0001Residual 9 8.25189 0.916877
Total 15 4160.66 277.377

30. Coeficientes modelo de regresión linealCoeficientes modelo de regresión lineal
VARIABLE
DE
RESPUEST
A
COEFICIENTES DE REGRESIÓN DEL MODELO LINEAL
b0 b1 b1 b2 b2 b3 b4 b4 b4 b4 b5 b5 b6 b6
ksim_rnl
P(t)
1.71
9.31E-
06
1.01
0.0006
1
-1.01
0.0006
1
-0.43
0.055
0.43
0.055
-0.24
0.26
-0.48
0.042
0.48
0.042
0.48
0.042
-0.48
0.042
-0.33
0.13
0.33
0.13
0.24
0.25
-0.24
0.25
kchoi_Okos
P(t)
0.63
5.57E-
24
0.0017
0.031
-0.0017
0.031
0.0011
0.12
-0.0011
0.12
0.0025
0.0046
-0.00045
0.53
0.00045
0.53
0.00045
0.53
-
0.000445
0.53
-0.00030
0.66
0.00030
0.66
0.00049
0.49
-0.00049
0.49
Dif_k
P(t)
1.06
0.0003
4
1.01
0.0006
1
-1.01
0.0006
1
-0.43
0.054
0.43
0.054
-0.24
0.25
-0.48
0.041
0.48
0.041
0.48
0.041
-0.48
0.041
-0.34
0.13
0.34
0.13
0.24
0.25
0.24
0.25
pH
P(t)
5.3
1.3E-15
-0.92
1.1E-08
0.92
1.1E-08
-0.066
0.19
0.066
0.19
0.0061
0.89
-0.087
0.11
0.087
0.11
0.087
0.11
-0.087
0.11
0.042
0.41
-0.042
0.41
0.0064
0.89
-0.0064
0.89
T_Proc
P(t)
28.76
9.7E-16
-14.17
7.52E-
13
14.17
7.5E-13
0.17
0.49
-0.17
0.49
-7.35
2.6E-10
-0.63
0.035
0.63
0.035
0.63
0.035
-0.63
0.035
4.76
1.6E-08
-4.76
1.6E-08
0.041
0.87
-0.041
0.87

31. CONCLUSIONESCONCLUSIONES
 Los resultados totalmente inéditos
 Se logró obtener los mecanismos de transferencia de calor
para ambos tipos de productos
 El tiempo de proceso obtenido de manera experimental y
simulada fue menor para los productos de escamoles en
escabeche que para los productos de escamoles elaborados
en salmuera.
 Las ecuaciones de Choi y Okos se ajustaron para el
producto de escamoles en salmuera por sus características
termodinámicamente ideales.

32.  La simulación realizada por regresión no lineal se ajustó
para ambos productos independientemente del tipo de
esterilización y la temperatura.
 Con la validación de los tiempos de proceso se garantiza la
condición de esterilidad comercial para ambos productos.
 La obtención de los parámetros k (conductividad térmica) y
h (coeficiente convectivo de transferencia de calor) por
regresión no lineal permitirá obtener los tiempos de
proceso para tamaños y formas de latas diferentes siempre
y cuando sea el mismo material de envase.
 Los escamoles enlatados siguen siendo un alimento rico en
proteínas.
 Todos los productos fueron aceptados por el consumidor,
aunque la mayor preferencia la obtuvieron los productos en
escabeche.

33. GRACIAS POR SUGRACIAS POR SU
ATENCIÓNATENCIÓN