El documento describe los conceptos clave de la transferencia de calor en productos alimenticios, incluyendo las propiedades térmicas como la conductividad térmica, calor específico y densidad. Explica procesos como la pasteurización, esterilización y cocción que modifican la temperatura de los alimentos para reducir microorganismos y mejorar la digestión. También presenta ejemplos numéricos de cálculos de transferencia de calor entre alimentos.

1. TRANSFERENCIA DE CALOR EN
PRODUCTOS ALIMENTICIOS
Presentado por:
Cristhian Alexander Vega L.
Carlos Alberto G.
Ing. Víctor Manuel Martínez

2. RESUMEN
las propiedades térmicas de los alimentos y bebidas dependen
fuertemente de la composición química y la temperatura en la cual
se desarrollan. El diseño del almacén y equipos también son
necesarios para estimar procesos de calentamiento, refrigeración,
congelamiento o secado de alimentos y bebidas. Para cálculos de
transferencia de calor se incluyen la densidad, calor específico,
conductividad térmica, difusividad térmica y demás propiedades
que permite su evaluación.

3. INTRODUCCIÓN
• La conductividad térmica relaciona la tasa de transferencia de calor de la
conducción con el gradiente de la temperatura. La conductividad térmica de
un alimento depende de factores tales como composición, estructura, y
temperatura. Se han realizado trabajos para adaptar la conductividad
térmica de alimentos y de bebidas.
• Los valores experimental determinados de la difusividad térmica de
alimentos son escasos. Sin embargo con valores apropiados de la
conductividad térmica, calor específico y densidad, la difusividad térmica se
puede calcular usando la ecuación:

4. • El calor específico es una medida de la energía requerida para elevar la
temperatura de un alimento un grado. Por lo tanto, el calor específico de
alimentos o de bebidas se puede utilizar para calcular la carga de calor
impuesta ante el equipo de refrigeración de alimentos y de bebidas.
• La densidad es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.
La porosidad configura la densidad de los alimentos granulares tales como el
pan, el arroz y los cereales. Para otros alimentos, la porosidad es cero.

5. ANÁLISIS
Si el alimento es un organismo vivo como fruta fresca o vegetales (hortalizas),
estos generan calor a través de la respiración y pierden humedad por la
transpiración. Ambos procesos se deben de incluir en los cálculos de
transferencia de calor y se debe usar como referencia tablas de propiedades
termo físicas medidas para alimentos.

6. PUNTO DE CONGELACIÓN
• El punto de congelación inicial de un alimento es algo más bajo que el punto
de congelación del agua pura debido a sustancias disueltas en el agua del
alimento.
• En el punto de congelación inicial, algo del agua en el alimento se cristaliza, y
la solución restante se concentra.

7. El alimento en general se componen mayoritariamente de agua congelada, sólidos
sin disolver y estos por ultimo se concentran y así va bajando la temperatura de
congelación.
Guisantes congelados

8. TABLAS DE PROPIEDADES TÉRMICAS DE
LOS ALIMENTOS
Los componentes comúnmente encontrados en los alimentos incluyen: agua,
proteína, grasa, carbohidratos, fibra y cenizas. Gracias a los experimentos
realizados por los profesionales Choi y Okos (1986) existen tablas de
componentes a los que desarrollaron modelos matemáticos para determinar
las propiedades térmicas de éstos como función de la temperatura en el
rango de -40 a 149° C.

15. • Una naranja con un diámetro de 0,12 m tiene una temperatura
superficial de 5 °c se encuentra dentro de una nevera portátil y
esta congelada con una capa de hielo con espesor de 0,01 m. la
temperatura de la superficie del hielo esta a -2 °c. Determine el
flujo de calor entre la superficie de la naranja y del hielo si este
tiene una conductividad térmica de 1,7 W/m °c
EJERCICIO

16. Datos:
T1= 5°c
T2= -2 °c
D1= 0.12 m
R1= 0.06 m
R2= 0.07 m
K= 1.7 W/m
°c
R.Cond = r2−r1/4.π.k.r2
R.cond= 0.111 °c/W
• ESFERAS HUECAS
q = T1-T2 / R.cond
q = 63.06 W

17. • Un limón fresco de un 91.8 % de agua con diámetro interno de
0,06 m. Se encuentra a una temperatura inicial de 19 °c Es
puesto de repente en un recipiente cubico con una temperatura
en su espacio de 45 °c
• Determine el tiempo necesario para que el alimento empiece la
transpiración a partir de una temperatura de 30 °c ; sabiendo
que el coeficiente por convección del aire es de 1.47 W/m² °c
EJERCICIO 2

18. Datos:
Ti= 19°c
T∞= 45 °c
T= 30 °c
Di= 0.06 m
r= 0.03 m
h= 1.47 W/m² °c
Tabla.
K= 0.525 W/m °c
∞ = 1.12 m²/hr
V= (4/3).π.r³
A=4.π.r²
L = V/A = r/3 = 0.01 m
Bi = h.L/K = 0.028 < 0.1
f° = ∞.ø/L²
T∞
Ti
h= 1.47 W/m² °c

19. ln( 𝑇 − 𝑇∞/ 𝑇𝑖 − 𝑇∞) = −𝐵𝑖. 𝑓°
f° = ∞.ø/L²
ø = 𝐿²[ ln( 𝑇 − 𝑇∞/ 𝑇𝑖 − 𝑇∞) /−𝐵𝑖. ∞]
ø = 1.75𝑥10¯3ℎ𝑟.3600 seg/1 hr
Bi= 0.028 < 0.1
∞ = 1.12 m²/hr
L = 0.01 m
ø = 6.31 seg
Ti
T∞

20. LA PASTEURIZACIÓN
• Es el proceso térmico realizado en líquidos (generalmente alimentos con el
objetivo de reducir la presencia de agentes patógenos como por ejemplo
ciertas bacterias, protozoos, mohos, levaduras, etc. Que puedan contener los
alimentos

21. PROCESOS DE PASTEURIZACIÓN
• Proceso VAT: El proceso consiste en calentar grandes cantidades
de liquido en un recipiente estando a 63 °C durante 30 minutos
• Proceso HTST: Este método es el empleado en los líquidos a
granel, como la leche, los zumos de fruta, la cerveza, etc.
• Proceso UHT = El proceso UHT es de flujo continuo y mantiene la
leche a una temperatura superior más alta que la empleada en el
proceso HTST, y puede rondar los 138 °C durante un período de al
menos dos segundos

22. ESTERILIZACIÓN COMERCIAL
• Es el proceso en el cual a un alimento que ha sido enlatado se le
adiciona una temperatura especifica muy elevada

23. COCCIÓN
• Mediante la cocción modificamos los componentes físicos y
bioquímicos del alimento, mediante uno o varios de estos
procesos: ablandamiento, coagulación, hinchamiento o
disolución. (arroz, harina, legumbres secas...) o son más fáciles
de absorber.
• Así pues, con la cocción de las verduras conseguiremos la
destrucción de la pectina o del almidón y con ello lograremos
que el alimento se ablande, facilitando la digestión.

24. EL ESCALDADO
• El escaldado es un tratamiento térmico que se aplica, sobre
todo, a productos vegetales los cuales son sometidos de 50 a 70
C

25. VENTAJAS Y DESVENTAJAS
• La ventaja de esterilizar los alimentos es para disminuir la
población de microorganismos a una determinada temperaturas
• Aumentar el índice de longevidad del alimento
• Si se expone a muy altas temperaturas por largos períodos se
pierden vitaminas
• Cambios de sabor ,textura y olor

26. BIBLIOGRAFÍA
• chapman , A. (1992). Transmisión del calor. Madrid.
• Koehler, G. (1998). Agricultura y Productos Básicos.
• kreith & mark , F. (1999). Principios de Transferencia de calor Pag.2.
• Okos, C. y. (1986). Tablas Propiedades térmicas de los alimentos . slide.
• Propiedades Térmicas de los Alimentos. (1990). Ferroice.
• Microbiología e higiene de los alimentos", Hayes P.R., Ed. Acribia
S.A., Zaragoza, España,1993.
• Continuous Thermal Processing of Foods: Pasteurization and Uht
Sterilization" Michael J. Lewis, N. J. Heppe
• Revista comsumer (2015)
• Introducción a la tecnología de alimentos 2 edición.664