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Velocidad de congelacion y calidad

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  1. 1. FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL NUEVO CHIMBOTE - PERÚ "AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN" “VELOCIDAD DE CONGELACION Y CALIDAD” CURSO: INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS CICLO: VII DOCENTE: Ing. G. Rodriguez Paucar. INTEGRANTES:  CORTEZ CRUZ Cristhian.  MUÑOZ ROJAS, Andrea Gisela.  VEGA VIERA, Jhonas Abner
  2. 2. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 1 INDICE I. INTRODUCCCION........................................................................2 II. FUNDAMENTO TEÓRICO ...............................................................3  SISTEMAS DE CONGELACIÓN .................................................4  TIEMPO DE CONGELACIÓN.....................................................4  ECUACIÓN DE PLANCK ..........................................................4  FACTORES QUE INFLUYEN EN EL TIEMPO DE CONGELACIÓN......5  VELOCIDAD DE CONGELACIÓN...............................................6  ALMACENAMIENTO DE ALIMENTOS CONGELADOS.....................6  CAMBIOS EN LA CALIDAD DE LOS ALIMENTOS CONGELADOS DURANTE SU ALMACENAMIENTO ............................................6 III. OBJETIVOS..............................................................................7 IV. PROCEDIMIENTO......................................................................8  MEDIDA DE VELOCIDAD DE CONGELACION EN REFRIGERADORA DOMESTICA .........................................................................8 V. MATERIAL Y MÉTODOS...............................................................11 VI. RESULTADOS.........................................................................12  RESULTADOS DE LA VELOCIDAD DE CONGELACION DE LA PAPA CON NITROGENO LIQUIDO...................................................12  RESULTADOS DE LA VELOCIDAD DE CONGELACION DE LA ZANAHORIA NITROGENO LIQUIDO........................................14  RESULTADOS DE LA VELOCIDAD DE CONGELACION DE LA NARANJA NITROGENO LIQUIDO............................................16  RESULTADOS DRIPP............................................................18  VELOCIDAD DE CONGELACION EN PAPA ................................21 VII. CONCLUSIONES .....................................................................25 VIII. DISCUSIONES........................................................................26 IX. DISCUSIONES........................................................................28
  3. 3. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 2 VELOCIDAD DE CONGELACION Y CALIDAD I. INTRODUCCCION La capacidad de retención de agua (CRA) es un parámetro que mide la habilidad del músculo para retener el agua libre por capilaridad y fuerzas de tensión. Este parámetro está directamente relacionado con la jugosidad, así cuando el alimento tiene una alta CRA, es jugoso y es calificado con una alta puntuación en el análisis sensorial [1]. Hay que destacar también que la habilidad del músculo para retener agua tiene una importante influencia sobre la textura [2]. Este aspecto es especialmente importante a la hora de evaluar el deterioro de carnes y pescados, ya que, conforme avanza el tiempo de almacenamiento, las proteínas del músculo sufren procesos de desnaturalización y degradación que conllevan a un ablandamiento de la textura. El procesado de los productos cárnicos y de la pesca provoca también variaciones de este parámetro. En este sentido, procesos como el salado, ahumado o marinado implican un aumento de los valores de CRA, debido al efecto que tiene la adición de sal y a la reducción en el contenido en humedad que provoca este tipo de tratamientos [3]. Los tratamientos térmicos y la congelación también tienen un efecto importante sobre la CRA, ya que provocan la desnaturalización y agregación de las proteínas, así como la ruptura de células musculares. En el caso de la congelación, la formación de hielo provoca la rotura del tejido muscular y una redistribución del agua. Estas modificaciones producen el descenso en la CRA que se manifiesta, después de la descongelación, por la formación de exudado, lo que provoca una pérdida de peso considerable y textura reseca. Existe un gran número de métodos para determinar la CRA en carne y pescado. La mayoría de los métodos utilizados se basan en la aplicación de una fuerza que favorece la salida de agua del músculo. En ese sentido se han desarrollado diferentes procedimientos analíticos, como son los métodos basados en la pérdida de peso por goteo, centrifugación, prensado, etc. El conocimiento de la velocidad de congelación, es fundamental para mantener la calidad de los productos sometidos a este proceso, tal es así que el diámetro y la forma de los cristales de hielo que se forman, esta en función de la velocidad, y tiene relación inversa con la misma, es decir que a mayor velocidad de congelación, menor es el tamaño y diámetro de los cristales de hielo. Para conservar la estructura de los alimentos, es necesario controlar la velocidad de congelación, de manera que el producto pase la temperatura inicial de congelación a otra menor para producir la congelación de alta proporción de agua entre –4ºC y –7ºC aproximadamente. Durante la descongelación, los productos que son congelados rápidamente liberarán menor cantidad de exudado que los congelados lentamente cuyos tejidos se habrán desorganizado.
  4. 4. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 3 La forma de expresar la velocidad de congelación es mediante la medición de los grados/tiempo (ºC/min), o velocidad de avance del frente de hielo a medida que se va formando. II. FUNDAMENTO TEÓRICO La congelación de alimentos es una forma de conservación que se basa en la solidificación del agua contenida en éstos. Por ello uno de los factores a tener en cuenta en el proceso de congelación es el contenido de agua del producto. En función de la cantidad de agua se tiene el calor latente de congelación. El calor latente del agua es la cantidad de calor necesario para transformar 1 kg de líquido en hielo, sin cambio de temperatura, en este caso es de 80 kcal/kg. Otros factores son la temperatura inicial y final del producto pues son determinantes en la cantidad de calor que se debe extraer del producto. En alimentación se define la congelación como la aplicación intensa de frío capaz de detener los procesos bacteriológicos y enzimáticos que alteran los alimentos. La congelación retrasa el deterioro de los alimentos y prolonga su seguridad evitando que los microorganismos se desarrollen y ralentizando la actividad enzimática que hace que los alimentos se echen a perder. Cuando el agua de los alimentos se congela, se convierte en cristales de hielo y deja de estar a disposición de los microorganismos que la necesitan para su desarrollo. No obstante, la mayoría de los microorganismos (a excepción de los parásitos) siguen viviendo durante la congelación, así pues, es preciso manipular los alimentos con cuidado tanto antes como después de ésta.
  5. 5. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 4 SISTEMAS DE CONGELACIÓN Para congelar un alimento, el producto debe exponerse a un medio de baja temperatura durante el tiempo suficiente para eliminar los calores sensible y latente de fusión del producto. La eliminación de estos calores produce una disminución de la temperatura del producto así como la transformación del agua de su estado líquido al estado sólido. El proceso de congelación puede lograrse mediante sistemas de contacto directo o indirecto. En la mayoría de los casos, el tipo de sistema utilizado dependerá de las características del producto, tanto antes de la congelación como después de ella. Existe una gran variedad de circunstancias que hacen prácticamente imposible la utilización de un contacto directo entre el producto y el medio refrigerante. TIEMPO DE CONGELACIÓN El tiempo de congelación, junto con la selección de un adecuado sistema de congelación, es un factor crítico para asegurar la óptima calidad del producto. El tiempo de congelación requerido para un producto establece la capacidad del sistema, además de influir de forma directa en la calidad del mismo. El método utilizado para calcular los tiempos de congelación es decisivo a la hora de seleccionar el sistema de congelación más adecuado para cada producto. ECUACIÓN DE PLANCK La primera ecuación, y la más utilizada, para calcular tiempos de congelación fue propuesta por Planck (1913) y posteriormente adaptada al caso de alimentos por Ede (1949). La ecuación es: Donde es obvio que el tiempo de congelación tF aumentará cuando aumente la densidad, el calor latente de fusión HL y la dimensión característica a. Por otro lado, el tiempo de congelación disminuirá al aumentar el gradiente de temperatura, el coeficiente de transmisión de calor por convección hc y la conductividad térmica k del producto congelado.
  6. 6. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 5 Las constantes P´ y R´ se utilizan para considerar el efecto de la forma del producto. La dimensión a es la anchura del producto para una lámina infinita, el diámetro para un cilindro infinito y el diámetro para una esfera. Las limitaciones de la ecuación de la ecuación de Planck se deben principalmente al desconocimiento de los valores de los diferentes componentes de la ecuación. Los valores de densidad de alimentos congelados son difíciles de obtener o de medir. En la mayoría de las ocasiones, los calores latentes de fusión se consideran como el producto del calor latente del agua por el contenido en agua del producto alimentario. Aunque la temperatura de congelación inicial se encuentra tabulada para muchos alimentos, las temperaturas iniciales y final del producto no se tienen en cuenta en los cálculos del tiempo de congelación. Además, no es sencillo encontrar valores precisos de la conductividad térmica k de muchos de los productos congelados. Sin embargo, a pesar de todos estos inconvenientes la ecuación de Planck sigue siendo la más utilizada para calcular tiempos de congelación. Los demás métodos empíricos existentes son modificaciones de la ecuación de Planck surgidos con el fin de evitar algunas de sus limitaciones. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL TIEMPO DE CONGELACIÓN Existen varios factores que influyen en el tiempo de congelación que influirán en el diseño del equipo utilizado para la congelación de los alimentos. Uno de estos factores es la temperatura del medio de congelación, de tal manera que los tiempos de congelación disminuirán de manera significativa cuanto menor sea ésta. De acuerdo con la ecuación de Planck, el tamaño del producto afectará directamente al tiempo de congelación, aunque este factor no puede ser utilizado para modificar dichos tiempos, ya que también dependen de la forma del producto. El parámetro que más influye en el tiempo de congelación es el coeficiente de transmisión de calor por convección hc. Este parámetro puede utilizarse para variar los tiempos de congelación mediante modificaciones en el diseño del equipo, debiendo analizarse cuidadosamente su influencia. Las propiedades del producto (TF, k) influirán en los cálculos según lo indicado en la ecuación de Planck.
  7. 7. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 6 VELOCIDAD DE CONGELACIÓN La velocidad de congelación (ºC/h) de un producto o envase se define como la diferencia entre la temperatura inicial y final dividida entre el tiempo de congelación. Teniendo en cuenta que la temperatura puede variar de diferente manera durante la congelación en distintos puntos del producto, se ha definido una velocidad local de congelación para un determinado punto, como la diferencia entre la temperatura inicial y la temperatura deseada dividida entre el tiempo transcurrido hasta que dicha temperatura se alcanza en dicho punto. ALMACENAMIENTO DE ALIMENTOS CONGELADOS Aunque la eficacia de la congelación de alimentos depende directamente del proceso de congelación, la calidad del alimento congelado varía significativamente en función de las condiciones de almacenamiento. La temperatura de almacenamiento de los alimentos congelados es una variable muy importante ya que la influencia de aquellos factores que reducen la calidad del producto es menor cuanto menor es la temperatura. Sin embargo, en realidad deben utilizarse las menores temperaturas posibles que permitan alargar la vida del producto sin consumir energía de refrigeración que resulte ineficaz. El factor más importante que influye sobre la calidad de los alimentos congelados son las fluctuaciones en la temperatura de almacenamiento. La vida de los alimentos congelados se reduce significativamente si se ven expuestos a variaciones de la temperatura de almacenamiento, que produce cambios en la temperatura del producto. CAMBIOS EN LA CALIDAD DE LOS ALIMENTOS CONGELADOS DURANTE SU ALMACENAMIENTO Un término normalmente utilizado para describir la duración de almacenamiento de alimentos congelados es la vida práctica de almacenamiento (en inglés, practical storage life, PSL). La vida práctica de almacenamiento es el periodo de almacenamiento, una vez congelado, durante el cual el producto mantiene sus propiedades características y permanece apto para el consumo u otras posibles utilizaciones. La temperatura típica de almacenamiento de alimentos comerciales es de -18ºC. Sin embargo, para alimentos marinos se aconseja utilizar temperaturas inferiores con el fin de mantener la calidad.
  8. 8. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 7 Otro término que se utiliza normalmente para definir la vida de almacenamiento de los alimentos congelados es la vida de alta calidad (en inglés, high quality life, HQL). Tal como está definida, la HQL es el tiempo transcurrido entre la congelación de un producto de alta calidad y el momento en que, por valoración sensorial, se observa una diferencia estadísticamente significativa (P<0.01) con respecto a la alta calidad inicial (inmediatamente después de la congelación). La diferencia observada se define como diferencia apenas advertida (en inglés, just noticeable difference, JND). En un test triangular realizado para detectar sensorialmente la calidad de un producto, la diferencia apenas advertida se alcanza cuando el 70% de los catadores distingue satisfactoriamente el producto de la muestra, la cual se ha almacenado en condiciones tales que no existe degradación del producto durante el periodo considerado. La temperatura típica utilizada para los experimentos de control es de -35ºC. III. OBJETIVOS Obtener las curvas de congelación para diferentes productos alimentarios, y comparar los resultados obtenidos con la curva de congelación de agua pura. Obtener los valores de tiempo de congelación necesarios utilizando las ecuaciones anteriores para diferentes tipos de congeladores.
  9. 9. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 8 IV. PROCEDIMIENTO a. MEDIDA DE VELOCIDAD DE CONGELACION EN REFRIGERADORA DOMESTICA La cámara de congelación de la refrigeradora domestica hasta – 20°C Las muestra solidas en rodajas o trozos de 1 a 2 cm de espesor Data Trace en cada muestra, la toma de datos es cada 1 min. La congelación hasta que se logren -15°C La congelación y evaluar visualmente las muestras
  10. 10. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 9 Medida de agua exudada en muestras de congelación  Las muestras congeladas, acondicionadas en un embudo y probeta para su descongelación a temperatura ambiente  Proceder a la descongelación y medir la cantidad de agua exudada  Comparar la textura de las muestras sometidas a las distintas formas de congelación Retirar colocar Muestras del congelador, liofilizador… En embudo y probeta (son sensor) Sellar Reposa x 24 h. aprox Medir Anotar Tener preparado la zona de medición del exudado Sellar todo herméticamente Refrigerar muestra
  11. 11. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 10 POLLO NITROGENO LIQ. CARNE LIOFILIZADOR. PAPA REFRI. DOMESTIC Descongelar a °T ambiente
  12. 12. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 11 V. MATERIAL Y MÉTODOS - Material Pollo Papa Para llevar a cabo la parte experimental son necesarios los siguientes aparatos y reactivos:  Recipientes de plástico o metálicos que sirvan de depósito para la congelación de materiales líquidos  Productos alimentarios para congelar (zumos de frutas, solución de café, trozos de carne y de manzana)  Data Trace para medir la temperatura de las muestras y del medio  Microprocesador para adquisición de datos conectado a un ordenador, que permita almacenar los datos de la variación con el tiempo de la temperatura de la muestra que se está congelando. - Procedimiento experimental Las etapas del procedimiento experimental a seguir serán las siguientes: a) Preparar las muestras sólidas que se desean congelar. Los productos líquidos pueden colocarse en recipientes con las mismas dimensiones que el modelo cilíndrico utilizado en dicho experimento. b) Insertar Data Trace en cada una de las muestras y comenzar la toma de datos de la temperatura a intervalos de 1 minuto. Cuando se alcance el tiempo de congelación teórico de cada una de las muestras observar si se han congelado completamente. En caso contrario continuar hasta que se alcance el punto de congelación completa.
  13. 13. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 12 VI. RESULTADOS.  RESULTADOS DE LA VELOCIDAD DE CONGELACION DE LA PAPA CON NITROGENO LIQUIDO o Se pasó a tomar medición de la papa su tamaño, longitud y altura. Aquí observamos a las papas antes de ser sometidas a baja temperatura en el N2. 30” 60” 80” 120” 4.7cm 4cm 4.5cm 4.4cm 4.2cm
  14. 14. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 13 Podemos apreciar que conforme más tiempo dejemos a la papa para su congelación en el nitrógeno líquido esta aumentara su volumen, ocasionando que haya rajaduras, es decir, ruptura de sus membranas. A su vez, podemos apreciar que un enfriamiento rápido, no ocasiona daños a los nutrientes de los alimentos y evita la formación de cristales grandes. A mayor tiempo permanezcan sometidos a la misma temperatura, mas aumentara su volumen y se rajara más. Graficamos el comportamiento de la velocidad de congelación para la papa sometida a ciertos intervalos de tiempo
  15. 15. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 14  RESULTADOS DE LA VELOCIDAD DE CONGELACION DE LA ZANAHORIA NITROGENO LIQUIDO Aquí observamos a las zanahorias antes de ser sometidas a baja temperatura en el N2. PARA LA PAPA: Según lo mostrado en la gráfica, apreciamos que al introducir el sensor al centro térmico, nos tomara una cierta temperatura mayor a la temperatura de la formación de hielo por la parte de las paredes del alimento que se aproxima a los 0ºC y además apreciaremos el tiempo en que demora hasta llegar a su formación de hielo. También apreciamos que la zanahoria se congela más rápido que la papa por sus compuestos solutos que presenta y su cantidad de agua libre. A los 30”: al transc. 4.8 min. Tinicial = 26.8C Tfinal= 25.8ºC Velocidad de cong.:12.5 ºC/h A los 60”: al transc. 5.91 min Tinicial = 24.2ºC Tfinal= 0.3ºC Velocidad de cong.:129.89 ºC/h A los 80”: al transc. 9.31 min. Tinicial = 21.6 ºC Tfinal= -0.85ºC Velocidad de cong.:396.18 ºC/h A los 120”:al trans. 11min. Tinicial = 21.6C Tfinal= - 0.1C Velocidad de cong.:685.26 ºC/h Veloc. cong promed= 305.96ºC/h
  16. 16. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 15 80” 30” 120” 60” Observamos que al estar sometido en el nitrógeno líquido por 30”, congelo a la zanahoria y hubo un hinchamiento por aumento leve de su volumen. A los 60”, apreciamos unas leves rajaduras por el congelamiento rápido y aumento un poco más su volumen. A los 80”, hubo más tiempo de congelarse y presento mayor rajadura de su membrana, como podemos apreciarlo en las imágenes. A los 120”, presento aún más el aumento de volumen de la zanahoria lo que ocasiono que se destruya su estructura y se rompa. A los 30”: al transc. 1.67 min. Tinicial = 23.2ºC Tfinal= 9.2ºC Velocidad de cong=525 ºC/h A los 60”: al transc. 10.73min Tinicial = 19.6ºC Tfinal= 6.6ºC Velocidad de cong=86.09 ºC/h A los 80”: al transc. 22.25 min. Tinicial = 23.9ºC Tfinal= -24.8ºC Velocidad de cong=253.65 ºC/h A los 120”:al trans. 49.55min. Tinicial = 23.8C Tfinal= 5.1C Velocidad de cong=41.10 ºC/h Veloc. de cong. promed=226.46 ºC/h
  17. 17. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 16  RESULTADOS DE LA VELOCIDAD DE CONGELACION DE LA NARANJA NITROGENO LIQUIDO Aquí observamos a las naranja antes de ser sometidas a baja temperatura en el N2. 30” 120” 40” 20” 90” 50”
  18. 18. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 17 Tiempo (seg) Temperatura (°C) °Tcascara °Tmedia °Tcentro 10 17 22 26 20 8 18.2 22.4 30 3.8 10 22.2 40 3 15 24 50 2.7 14 24 90 4.8 5.8 11 120 4.4 5 15 Observamos que al estar sometido en el nitrógeno líquido por 40”, no lo congelo a la naranja esto se debe a su cascara q actúa como un fuerte protector de la fruta. A los 120”, apreciamos unas leves rajaduras por el congelamiento rápido y aumento un poco más su volumen de congelación y hubo más tiempo de congelarse y presento mayor rajadura de su membrana, como podemos apreciarlo en las imágenes. A los 20”: al transc. 2 min. Tinicial cascara = 8°C Tpulpa (medio)= 18.2°C Tcentro= 26°C A los 30”: al transc. 1 min Tinicial cascara = 3.8°C Tpulpa (medio)= 10°C Tcentro= 22.2°C A los 40”: al transc. 2 min. Tinicial cascara = 3°C Tpulpa (medio)= 15°C Tcentro= 24°C A los 50”: al transc. 2.5 min. Tinicial cascara = 2.7°C Tpulpa (medio)= 14°C Tcentro= 24°C A los 90”: al transc. 1.5 min. Tinicial cascara = 4.8°C Tpulpa (medio)= 5.8°C Tcentro= 11°C A los 40”: al transc. 2.3 min. Tinicial cascara = 4.4 °C Tpulpa (medio)= 5°C Tcentro= 15°C 0 5 10 15 20 25 30 0 20 40 60 80 100 120 140 Temperatura°C Tiempo °Tcascara °Tmedia °Tcentro
  19. 19. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 18 RESULTADOS DRIPP Medida de agua exudada en las muestras congeladas Dripp de la papa: Dripp del pollo:
  20. 20. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 19 Dripp de carne de res: Dripp papa Dripp (pollo) Dripp Carne de res:
  21. 21. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 20 Hallamos % de exudado Muestra Peso inicial Peso final Exudado carne de res 145,77 136,88 2,5 pollo 134,52 120,12 40 papa 92,38 88,23 3 Muestra Peso inicial Peso final Exudado % de esxudado carne de res 145,77 136,88 2,5 6,0986 pollo 134,52 120,12 40 10,7047 papa 92,38 88,23 3 4,4923 0 10 20 30 40 carne de res pollo papa Exudado 2.5 40 3 exudado(ml) Exudado
  22. 22. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 21 VELOCIDAD DE CONGELACION EN PAPA Esta grafica muestra el tiempo de congelación al cabo de 2 dias, monitoreando la temperatura cada 1 min. Al cabo de 50 horas se mantuvo la congelación de la papa a -15°C, después de ese tiempo viene la etapa de descongelación.
  23. 23. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 22 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 0 100 200 300 400 500 600 Series1 A B Fig 2 Evaluacion de la temperatura en el centro térmico de la papa con el tiempo durante el proceso de congelación. En la Figura 2 se presentan la curva de temperatura en función del tiempo durante la congelación para las papas sometidas a tratamiento en refrigeradora domestica. A partir de las mismas se puede apreciar que la papa fresca tarda de de 6 a 8 horas en alcanzar la temperatura de -15°C en el centro térmico. Se aprecia que la curva de congelamiento de la papa se acerca a la del agua en cuanto al modelamiento sin embargo se sabe que el agua se congela a 0°C C D
  24. 24. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 23 ESTIMACION DEL TIEMPO DE CONGELACION El conocimiento del tiempo de congelación es muy importante para el diseño del proceso de congelación ya que puede convertirse en el tiempo de residencia del producto en el equipo y además se relaciona con la velocidad de refrigeración. Los factores que determinan la velocidad de refrigeración son:  Temperatura del medio refrigerante  Coeficiente efectivo de transferencia de calor  Forma y tamaño del producto  Propiedades físicas del sistema  Temperatura inicial y final, HR √ ( ) ( )
  25. 25. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 24 ESTIMACION DEL DRIPP DE LA PAPA % 𝑑𝑟𝑖𝑝𝑝 𝑤 𝑤 𝑥 % Pesos de la papa: W1 = 48 ml W2 = 35 ml % 𝑑𝑟𝑖𝑝𝑝 𝑚𝑙 𝑚𝑙 𝑥 % % Mediante el porcentaje de dripp obtenido se puede concluir que la papa sufrio daño en su tejido celular, ya que la congelación fue lenta, (Lenta: < 1cm/h, por ejemplo un congelador doméstico con el aire inmóvil a -18 ºC) y La congelación lenta puede dañar los productos alimenticios porque el proceso destruye sus células.
  26. 26. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 25 VII. CONCLUSIONES  Observamos que del alimento que se obtuvo mayor dripp fue de la papa, por las razones: se refrigero en un refrigerador doméstico, por su contenido de agua; seguido de la papa  La descongelación es mas lenta que la congelación, debido a que el agua tiene una conductividad térmica 4 veces menor que el hielo.  Las modificaciones del tejido muscular son tanto mayores cuanto mas lentamente tiene lugar el proceso de congelación, es decir, de este modo puede difundir cada vez mas agua de las fibras musculares en los espacios intercelulares.  Se obtuvo la curva de congelación de la papa y la comparamos con los resultados obtenidos con la curva de congelación del agua pura.  Los tiempos de congelación se pueden calcular muy precisamente por la ecuación de Salvadori Mascheroni que cabe resaltar presenta la ventaja de no necesitar valores de las propiedades térmicas del alimento congelado ni del cálculo de la entalpía efectiva del cambio de fase.  Se estimó con la ecuación de Bartlett el porcentaje de agua sin conglar a la temperatura de -18°C. A la temperatura inicial de congelación Tic no se ha formado hielo en cantidad apreciable,. Entonces, se calcula la fracción molar de agua no congelada cuyo valor es de 0,9877. Luego se calcula la masa molecular equivalente del extracto seco que resulto de 275.32 kg/kmol. Finalmente, se calcula la fracción de agua no congelada a -18°C. Los valores calculados con las ecuaciones de Bartlett y Tchigeov se presentan en la Tabla 5  La temperatura inicial de congelación calculada para la papa fresca, es de - 1.286 °C y la obtenida experimentalmente a partir de la curva de congelación es de -1.27 °C
  27. 27. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 26 VIII. DISCUSIONES  Cuando la congelación es lenta, el agua retenida se congela formando cristales grandes. Pero hay que distinguir entre el agua retenida en el interior de las células y el agua retenida en los espacios intercelulares.  El agua presente en los espacios intercelulares tiene una concentración menor en nutrientes que la que hay en el interior de las células. Por ello congela antes haciendo que el fluido extracelular se concentre en nutrientes, lo que provoca una salida de agua de las células circundantes para compensar esa concentración.  El tiempo de congelación es aproximadamente proporcional a la inversa de la diferencia entre la temperatura inicial (Ti) y la del refrigerante (Ta) (o sea a 1/(Ti -Ta)) Siempre que se baje la temperatura del refrigerante disminuirá proporcionalmente al tiempo En congelación industrial de alimentos hay dos clasificaciones en cuanto a la temperatura del refrigerante (Mascheroni, 2000)  La velocidad de congelación y descongelación es uno de los factores más importante que influye en la calidad de los alimentos. Así, frecuentemente se requiere estimar tiempos de congelación y descongelación para determinar procedimientos adecuados para la producción o distribución de alimentos congelados. Ya que muchas de las fórmulas son aplicables para congelación y descongelación, el termino "tiempo de congelación" se usará en lugar de tiempo de congelación o tiempo de descongelación.  Si la velocidad de retirada del calor es lenta, la solidificación de agua tiene lugar entorno a pocos núcleos que dan origen a cristales de hielo grandes que destruyen en proporción significativa el tejido del alimento. Puesto que la concentración de solutos es menor en los líquidos intersticiales (entre células) que en el interior del citoplasma, la nucleación comienza y se extiende en estos espacios, acarreando la destrucción de células, el vaciado del citoplasma y,lo que es peor, la sucesiva concentración de fluidos en los solutos que contienen (por ir congelándose el disolvente y tener tiempo de
  28. 28. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 27 migrar hacia los núcleos) lo que puede dar lugar a zonas del alimento que no llegan a congelarse nunca.  Por otra parte, se tiene "el tiempo nominal de congelación" (dado por el International Institute of Refrigeration, 1972), es el tiempo para que el centro térmico de un producto dado y con dimensiones especificadas pase de 0 °C, que es la temperatura inicial uniforme, a una temperatura 10 °C más baja que el punto inicial de congelación. Luego "el tiempo real de congelación" es el tiempo total, necesario para bajar la temperatura del centro térmico desde el valor inicial del producto hasta una temperatura dada. La "velocidad de congelación" de un alimento, se refiere a la razón entre la distancia mínima de la superficie al centro térmico y el tiempo que se demora en que la superficie alcance a 0°C y el centro térmico llegue a una temperatura 10`C más bajo que la temperatura donde se inicia la formación de hielo en dicho centro.  Según José A. Barreiro y Aleida J. Sandoval B. Durante la descongelación en el cual se debe suministrar energía al alimento ocurre el proceso contrario: primero funde el agua extracelular y está por efecto osmótico es transferida hacia adentro de la célula en donde se encontrara las soluciones más concentradas en sales.  La congelación usa el descenso de la temperatura para prolongar el periodo de conservación del alimento, en este proceso se forma cristales de agua o hielo en el interior de los alimentos paralizando así toda actividad metabólica del mismo. Los microorganismos, principales factores de deterioro, se paralizan con este proceso al alcanzar temperaturas de -10C. La temperatura habitual del congelador doméstico suele mantenerse en - 18C, a estas temperaturas ningún microorganismo puede desarrollarse.
  29. 29. INGENIERA DE PROCESOS ALIMENTARIOS GiselaVEGA VIERA, Jhonas Abner. / MUÑOZ ROJAS, Andrea / CORTEZ CRUZ Cristhian Página 28 IX. DISCUSIONES  Singh Paul y Heldman Dennis. 1998. Introducción a la Ingeniería de Alimentos. Ed. Acribia S.A. – España.  Pierre Mafart. 1994. Ingeniería Industrial Alimentaria-Volumen I y II. Editorial Acribia. Zaragoza – España.  Haye, George. 1992. Manual de datos para la Ingeniería de Alimentos. Editorial Acribia. Zaragoza . España.  Fellows, Peter. 1994. Tecnología del procesado de los Alimentos; Edit. Acribia, España  Cheftel, J.C. et.al. 1983. Introducción a la Bioquímica y Tecnología de Alimentos.; Editorial Acribia, España  Primo Yufera, 1982. Química Agrícola III, Alimentos.; Editorial Alhambra, España  http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmac euticas/castroe12/parte07/02-03.html  http://www.academia.edu/3724588/Tema9-Congelacion  http://www4.frba.utn.edu.ar/sectip/proyecciones/pdf/v11_1_2.pdf  Tecnología de los alimentos. Operaciones Unitarias en la Ingeniería de alimentos. Albert Ibarz, Gustavo Barboza- Canovas. Ediciones Mundi – Prensa. Madrid – España. 2005.  José A. Barreiro y Aleida J. Sandoval B. Operaciones de conservación de alimentos por bajas temperaturas

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