Equipos de Refrigeración y Congelación de Alimentos

Universidad del Valle de Guatemala Facultad de Ingeniería Ingeniería en Ciencias de Alimentos

Curso: Ingeniería de Alimentos1QA 3007Profesor: Ing. Henry Cukier !!

Abril

CADENA DE FRIO

Serie de etapas de almacenamiento y comercialización de los productos La temperatura en todas las operaciones debe ser cercana o igual a la del producto inicial Su mantenimiento garantiza que los productos no se deterioren antes de tiempo

Cadena de fríoRefrigeración o

congelación

Almacenamiento in situTransporte

Almacenamiento mayorista

Transporte

Almacenamiento minoristaExhibición de venta

Transporte y almacenamiento por el

consumidor

CICLO DE REFRIGERACION Tipos de Refrigeradores

Por aire Por agua Por vacío

Tipos de congeladores

Por aire De contacto indirecto De contacto directo

Proceso de congelamiento Consiste en remover la energía térmica de un producto alimenticio hasta reducir la temperatura por debajo del punto de congelamiento del agua. La energía térmica que se remueve es primordialmente el calor latente de fusión requerido para convertir en hielo el agua que se encuentra en el producto.

CONGELAMIENTO Y ALMACENAJE

El congelamiento es un método de preservación que depende de la reducción de la temperatura en la cual se empiezan a formar cristales de hielo, de tal manera que las reacciones que causan el deterioro del alimento se ven reducidas al mínimo.

Estas curvas comparan la relación entre t iempo y temperatura del producto.

La primera característica es la depresión en la temperatura de congelamiento. La segunda característica es un descenso gradual en la temperatura durante la remoción del calor latente de fusión.

CURVAS DE CONGELAMIENTO Descenso de la temperatura de congelamiento

La formación de cristales de hielo dan como resultado una concentración de solutos en la fase acuosa. Los cristales son agua pura en su estado sólido. El resultado de un incremento en la concentración de soluto en la fase líquida causa un descenso en la temperatura de congelamiento, que es una temperatura menor a la que se formarían los cristales de hielo. Estos cambios suceden contínuamente por lo que el descenso de la temperatura gradualmente es resultado de esto.

LIQUIDO EN LOS ALIMENTOSEn alimentos congelados la temperatura de congelamiento es típicamente por debajo de la temperatura eutéctica, la cual está usualmente en un rango de -55 a -75oC. Es importante mencionar que todos los productos alimenticios congelados, inclusive a -40oC van a contener pequeñas fracciones de agua no congelada.

TIEMPO DE CONGELAMIENTO

Tiempo requerido para reducir la temperatura de un producto de su temperatura de congelamiento inicial hasta 5 grados abajo de esa temperatura.

EFECTO DE LA VELOCIDAD DE CONGELACION EN LA CALIDAD DEL PRODUCTO

La formación de cristales grandes causan mayor daño a la estructura del producto que tiene un impacto negativo en los atributos del mismo. Como puede predecirse un congelamiento más rápido y la formación de cristales pequeños dan como resultado un producto más atract ivo después de congelado.

SISTEMAS DE CONTACTO INDIRECTO

Sistema de bandejas Sistema de contacto indirecto Sistema de gabinete Sistema contínuo

SISTEMA DE GABINETEEl producto es empacado previamente y los empaques son colocados en bandejas antes de ingresarlos en el sistema. Este tipo de proceso usualmente es por lotes y el tiempo de congelamiento es definido por el tiempo de residencia de los paquetes. El ambiente se mantiene a baja temperatura y se realiza una corriente de aire interior por medio de ventiladores

CONGELADOR DE GABINETE CONGELADOR DE PLACAS

En este tipo de sistema el producto se mantiene entre dos placas durante todo el tiempo de reducción de la temperatura. Las placas son la barrera entre el medio refrigerante y el producto.

CONGELADOR DE PLACAS

CONGELADOR DE PLACAS CONGELADOR DE PLACAS SISTEMA DE CONTACTO DIRECTO

Congeladores por aire Sistema contínuo en espiral Sistema contínuo de lecho fluidizado Sistema contínuo de inmersión

SISTEMAS DE CONTACTO DIRECTO

El contacto directo entre el producto y el medio de enfriamiento es utilizado para reducir la temperatura de una manera apropiada y efectiva. En estos sistemas no hay una barrera entre el producto y el medio de enfriamiento.

CONGELADORES POR AIRE

Utilizan aire a alta velocidad, estos son sistemas contínuos donde el producto se está trasladando todo el tiempo y hace contacto en contracorriente con el aire.

CONGELADORES POR AIRE CONGELADORES POR AIRE

SISTEMA DE ESPIRAL CONTINUO

En este tipo de sistema el producto es transportado en una banda espiral, donde la velocidad de la banda define el tiempo de congelamiento.

SISTEMA DE LECHO FLUIDIZADO

SISTEMA CONTINUO DE INMERSION

Para los productos donde se requiere una congelación rápida, se utiliza nitrógeno líquido o dióxido de carbono. El producto es transportado por un depósito donde se encuentra el refrigerante para hacer un contacto directo y así bajar la temperatura rápidamente.

SISTEMA CONTINUO DE INMERSION

SISTEMA CONTINUO DE INMERSION

FACTORES QUE INFLUYEN EN EL TIEMPO DE CONGELAMIENTO

1.Conductividad térmica del producto (k)

2.Coeficiente de transferencia de calor convectivo (h)

3.Area de transferencia (geometría)

4.Temperatura del medio de congelamiento (TF)

5.Tamaño del producto definido como el espesor (L)

ECUACION DE PLANK

Congelamiento y calidad del producto

Un producto no congelado puede tener un 70% de agua y 30% de sólidos. En un rango de temperatura de 5 grados menos que la temperatura in ic ia l de congelamiento puede tener un 30% de agua no congelada. Conforme la temperatura va disminuyendo el porcentaje de agua congelada aumenta hasta llegar a un punto donde un pequeña parte del agua está sin congelar.

INFLUENCIA DE LA VELOCIDAD DE CONGELAMIENTO

A una velocidad baja los cristales que se forman son más grandes. El movimiento de agua de una célula a otra provoca una deshidratación de la célula y cambios irreversibles. Los cristales grandes dentro del producto puede provocar un cambio de textura en el producto. Velocidades muy rápidas provocan quebraduras en el producto por el esfuerzo de stress.

ALMACENAMIENTO

La calidad de un alimento congelado está influenciada directamente por sus condiciones de almacenamiento. Los cambios en la calidad disminuyen al disminuir la temperatura. La experiencia ha establecido que una temperatura de almacenamiento de -18oC es aceptada como una temperatura segura para alargar la vida útil de un producto congelado.

CAMBIOS EN LA CALIDAD

Actividad microbiana (despreciable a –18oC) Reacciones bioquímicas Reacciones enzimáticas

ATRIBUTOS DE CALIDAD A EVALUAR

Degradación de pigmentos Pérdida de vitaminas Actividad enzimática Oxidación de lípidos

CAMBIOS EN LA CALIDAD POR VARIACION DE LA TEMPERATURA DE CONGELAMIENTO

Un incremento en la temperatura resulta en la conversión de hielo a liquido, con la posibilidad de recristalización cuando la temperatura baje de nuevo. Los cristales pequeños tienden a derretirse, y al recristalizarse se forman cristales más grandes que tienen un impacto directo en la calidad.

QUEMADURA DE CONGELAMIENTO

La baja temperatura del aire provoca una humedad relativa en el ambiente muy baja, creando un gradiente de presión de vapor significativo entre el aire y la superficie del producto, dando como consecuencia una pérdida de humedad que tiene un impacto negativo en la calidad.