FACULTAD DE INGENIERA ARQUITECTURA Y URBANISMOESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA AGROINDUSTRIAL Y COMERCIO EXTERIOR

PRACTICA N 1 CURVA DE CONGELACION DE ALIMENTOS

Curso:

Refrigeracin Y Congelacin de Alimentos

Docente: Ing. Augusto Mechato Anastasio

Alumno :Montenegro Livia Kevin Hans

Ciclo:VIII

Pimentel, Mayo del 2015

PRACTICA N 01CURVAS DE CONGELACIN DE ALIMENTOS

I. INTRODUCCIN :

Existen muchas tcnicas para la conservacin de alimentos, una de las ms utilizadas es la Congelacin, el fundamento de sta se basa en la solidificacin del agua durante el proceso, generando una alta concentracin de slidos solubles lo que provoca una baja en la cantidad de agua libre. El agua en la congelacin es muy importante ya que el agua es el componente mayoritario en los alimentos; su contenido vara dependiendo de su composicin, pero esencialmente la cantidad de grasa presente usualmente, a mayor cantidad de grasa menor ser el contenido de agua. En los productos de origen vegetal su contenido oscila normalmente entre 75 y 95 %; en la carne vacuno no grasa es de alrededor del 75%; mientras que en la carne de cerdo puede oscilar entre 39 y 57% para la carne grasa y no grasa respectivamente; para aves est cerca del 75%; para carne de pollo y en pescado depende tambin de la cantidad de grasa n la especie, hallndose normalmente en rangos entre 55 y 80%.El componente que en lo primordial congela al enfriar suficientemente los alientos es el agua. El proceso de congelacin se caracteriza por el cambio de fase del agua presente en los alimentos del estado lquido al estado slido. Los otros componentes usuales en los alimentos, como carbohidratos, protenas, grasas y minerales, no llevan este cambio de fase marcado; solo los lpidos pueden tambin solidificar en este proceso.El proceso de orientacin y formacin cristalina durante el enfriamiento produce absorcin de energa, la cual se denomina entalpia de cristalizacin, mientras que el cambio de fase es exotrmico y se denomina calor latente de congelacin o fusin, el cual tiene lugar cuando el agua cambia de fase, de lquido a slido

II. OBJETIVO:

Realizar una comparacin de la curva de congelacin de la fruta (manzana) con la curva de congelacin de la carne. Observar si existe modificaciones en la estructura del producto (manzana, carne) por efecto de la congelacin.

Obtener las curvas de congelacin para diferentes productos alimentarios, y comparar los resultados obtenidos con la curva de congelacin de agua pura.

Obtener los valores de tiempo de congelacin necesarios utilizando las ecuaciones anteriores.

III. Fundamento Terico :

3.1.- Curvas de Congelacin de Alimentos:

Uno de los procesos ms utilizados en la conservacin de alimentos es lacongelacin. Ello es debido a dos factores fundamentales, uno es que muchosmicroorganismos no pueden crecer a las bajas temperaturas utilizadas en lacongelacin. Adems, cuando un alimento se congela, parte del agua setransforma en hielo, por lo que la actividad del agua del alimento desciende. Este descenso de la actividad de agua influye en el crecimiento de muchosmicroorganismos, y hace que no se puedan desarrollar en condiciones deactividad de agua ms baja.La congelacin de los alimentos puede realizarse de distintos modos, ydependiendo de ello, la calidad del alimento congelado variar. As, si lacongelacin es instantnea se logra que existan muchos puntos del alimentodonde empieza la formacin de hielo; es decir, existe una gran nucleacin, y loscristales de hielo que se forman son de pequeo tamao, por lo que los tejidos del alimento quedarn poco afectados. Por contra, si la congelacin es lenta, existe poca nucleacin, y los pocos cristales de hielo formados irn creciendo con el tiempo. Esto acarrea el que se formen cristales de gran tamao que pueden afectar la calidad final del producto congelado.

3.2.-Temperatura de Congelacin:

La temperatura de congelacin es aquella en la que empiezan a formarse losprimeros cristales de hielo; es decir, la temperatura en la que coexisten enequilibrio cristales de hielo y agua lquida. Para el agua pura esta temperatura corresponde a 0C (273 K). Sin embargo, el agua de los alimentos contiene slidos solubles, y es conocido que el efecto de estos slidos hace descender el punto de congelacin del agua. Por ello, la temperatura a la que se inicia la congelacin de los alimentos es inferior a los 0C. Es evidente que para un alimento la concentracin de slidos solubles del agua no congelada va aumentando a medida que se avanza en su congelacin, lo que determina el que la temperatura de congelacin vare con el tiempo. Por esta razn, desde el punto de vista de clculos posteriores, se suele utilizar la temperatura inicial de congelacin, correspondiente a la aparicin de los primeros cristales de hielo.Al inicio de la congelacin la solucin acuosa es diluida, por lo que en una primera aproximacin podra calcularse la temperatura inicial de congelacin (TC) aplicando la ley de Raoult, en la que el descenso crioscpico se expresa como : DT = T -T = K 0 (1)en la que: mS = g soluto/ 1000 g aguaMS = Masa molecular del solutoKA = 1,86 C mol/g (constante criognica del agua)T0A = temperatura de congelacin del agua pura

Cabe resaltar que para alimentos, MS es una masa molecular equivalente de lossolutos contenidos en el alimento.

Contenido en aguaTemperatura de congelacin

Producto( % )( C )

Carne55-70-1,0 a -2,2

Frutas87-95-0,9 a -2,7

Arndano85,1-1,11

Ciruela80,3-2,28

Frambuesa82,7-1,22

Melocotn85,1-1,56

Pera83,8-1,61

Fresa89,3-0,89

Huevo74-0,5

Leche87-0,5

Pescados65-81-0,6 a -2,0

isotonicos-1,8 a -2,0

Hipotnicos-0,6 a -1,0

Verduras78-92-0,8 a -2,8

Cebolla85,5-1,44

Esprrago92,6-0,67

Espinaca90,2-0,56

Zanahoria87,5-1,11

Zumos

Arndano89,5-1,11

Cereza86,7-1,44

Frambuesa88,5-1,22

Fresa91,7-0,89

Manzana87,2-1,44

Manzana en pur82,8-1,67

Manzana concentrado 49,8-11,33

Mosto de uva84,7-1,78

Naranja89,0-117

Tomate en pulpa92,9-0,72

Fuente: Lewis (1993)

En la bibliografa existen ecuaciones empricas que permiten determinar latemperatura inicial de congelacin para ciertos alimentos, nicamente en funcinde su contenido de humedad (Levy, 1979).Conocida la humedad del alimento, se puede calcular la fraccin molar del agua, y una ecuacin que permite el clculo de la temperatura inicial de congelacin es:

siendo: T0A = temperatura de congelacin del agua pura (273 K) = calor latente de congelacin del agua (6003 kJ/kmol)R = constante de gases (8,314 kJ/kmol.K)

X = fraccin molar del agua no congeladaEn la Tabla 1 se dan los valores de temperatura inicial de congelacin paraciertos alimentos.

IV. Materiales y Mtodos

Materiales :

Recipientes de plstico o metlicos que sirvan de depsito para la congelacin de materiales lquidos Productos alimentarios para congelar: trozos de carne (250 g) y de manzana (250 g) Data Logger para medir la temperatura de las muestras y del medio Microprocesador para adquisicin de datos conectado a una computadora, que permita almacenar los datos de la variacin con el tiempo de la temperatura de la muestra que se est congelando.

Mtodos :

Las etapas del procedimiento experimental a seguir sern las siguientes:

Preparar las muestras slidas que se desean congelar. En cubos de 2cm x 2cm. Insertar Data Logger en cada una de las muestras y comenzar la toma de datos de la temperatura a intervalos de 10 segundo. Cuando se alcance el tiempo de congelacin terico de cada una de las muestras observar si se han congelado completamente. En caso contrario continuar hasta que se alcance el punto de congelacin completa.

V. RESULTADOS :

CURVA DE CONGELACION DE LA MANZANA

A continuacin se presenta la curva de congelado de la manzana y de la carne. Para esta prctica se utiliz manzana y carne cortadas limpia de cascara y grasa respectivamente con un corte cuadrado tamao de 2x2.En los grafico 1 podemos observar la curva de congelacin de la manzana que esta esta tiene una relacin entre temperatura y tiempo, la manzana comenz con una temperatura de 26.4C y llego a una temperatura mxima de -7.6 C . Grafico 1: Curva de congelacin de la manzana

Fuente: elaboracin propia

CURVA DE CONGELACION DE LA CARNEEn el grafico 2 observamos la curva de congelacin de la carne en la cual esta comenz a una temperatura de 23.7C y llego a una temperatura mxima de congelacin de -15.5

GRAFICA 2: Curva de congelacin de carne

Fuente: elaboracin propia

VI. Discusiones :

Lewis (1993) indica que el tiempo efectivo de congelacin viene definido como el tiempo requerido para reducir la temperatura del punto de enfriamiento desde la temperatura ambiente hasta15 C. Esto depende del tamao y de la naturaleza del producto, as como del mtodo de congelacin utilizado. Los tiempos de congelacin estn comprendidos entre menos de 1 minuto hasta ms de 48 horas para grandes piezas de carne utilizando aire fro. En nuestra prctica se utiliz una cmara de congelacin la cual garantiza una congelacin lenta, de tal manera que se puedan observar las etapas del proceso de congelacin.

Las curvas de congelacin obtenidas en la prctica tienen el parecido con la estructura terica de una curva de congelacin para alimentos (ver el cuadro mostrado en el fundamento terico) como muestra Lewis (1993). La existencia de solutos disueltos hace que la curva descongelacin tenga esta estructura determinada.

El tiempo de congelacin depende del tamao y de la naturaleza del producto, as como el tipo de mtodo de congelacin utilizado. Los tiempos de congelacin estn comprendidos entre menos de 1 minuto hasta ms de 48 horas para grandes piezas de carne utilizando aire fro. En nuestra prctica se utiliz una refrigeradora en la Planta de Lcteos, de tal manera que se puedan observar las etapas del proceso de congelacin.

VII. CONCLUSIONES :

El punto de inicio de congelacin o punto crioscopico de la manzana fue de -1.2 C y su punto eutctico fue de -7.6 C El punto de inicio de congelacin o punto crioscopico de la carne fue de -1.1 C, y su punto de eutctico fue de -15.5C. En la carne llegamos a tener donde podemos observar que su curva existen subidas y bajadas Se pudo observar las diferentes etapas en el proceso de congelado desde la eliminacin de calor sensible hasta el punto de inicio de congelacin de los productos. Se observo una modificacin en la estructura de la manzana y de la carne sin embargo se noto una mayor modificacin en el caso de la manzana.

VIII. RECOMENDACIONES : Tener en cuenta los equipos a utilizar que se encuentren en buen estado y calibrados para que as no tengamos resultado errneos y desfavorables para los resultados de nuestra prctica. Someter a diversas materias primas; para as poder obtener ms resultados que sern favorables para nosotros en nuestro aprendizaje y poder comparar con los ya obtenidos en esta prctica. Tratar deno romper lacadena defro para queel medioexterno noafecta los resultados de la grfica.

IX. CUESTIONARIO :

Al zumo de fruta aadir azcar hasta concentraciones de 14, 16 y 18Brix, y a cada una realizar su curva de congelacin y comparar y discutir los resultados con la curva de congelacin del zumo de fruta inicial.

En el grafico 3 observamos la diferentes curvas de congelacin del zumo de fruta tanto a un brix inicial de 12 Bx y a 14 Bx.

Grafico 3: Curva de zumo de fruta Fuente: elaboracin propia

En el Grafico 4 observamos la curva de congelacin del zumo a brix de 16 y 18 respectivamente Grafico 4 : Curva de zumo de frutaFuente: elaboracin propia

En este Grafico observamos las 4 curvas de congelacin a diferentes grados brix 12, 14, 16, 18.Grafico 5: Curva de zumo de frutas en grados brix

Fuente: elaboracin propia

X. BIBLIOGRAFIA :

GRUDA,Z;POSTOLSKI,J.1986.Tecnologadelacongelacindelosalimentos.Editorial AcribiaS.A.Zaragoza,Espaa LEWIS.1993.Propiedadesfsicasdelosalimentosydelossistemasdeprocesado.Editorial AcribiaS.A.Zaragoza,Espaa PLANK, R.1984. ElEmpleo delFrio enlaIndustria dela Alimentacin. Editorial Revert. Espaa

XI. ANEXOS :

Muestras slidas que se desean congelar. En cubos de 2cm x 2cm

Muestra congelada a una temperatura de -15.5C

Tomando los clculos en el DATA LOGGER