Practica 4 Curva de Congelación Aguaymanto

8/10/2019 Practica 4 Curva de Congelacin Aguaymanto

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DETERMINACIN DE CURVAS DE CONGELACIN DE ALIMENTOS Y

ESTIMACIN DE TIEMPO DE CONGELACIN Y DESCONGELACIN

REFRIGERACIN YCONGELACIN DE LOS PAI

INGENIERA AGROINDUSTRIAL 1

IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES

A continuacin presentamos las temperaturas tanto del aguaymanto y del medio de

congelacin (C) para determinar la curva de congelacin del mismo.

Cuadro 1.Datos para la determinacin de la curva de congelacin de aguaymanto

Tiempo(min)

Temperatura (C) Tiempo(min)

Temperatura (C)

Aguaymanto Medio Aguaymanto Medio

0 17.9 -19.4 61 -5.0 -12.3

1 14.4 -19.8 62 -5.2 -12.9

2 11.8 -20.1 63 -5.2 -13.3

3 9.2 -20.6 64 -5.3 -14.0

4 6.7 -20.8 65 -5.5 -14.2

54.4 -21.2

66-5.6 -14.6

6 2.2 -21.5 67 -5.9 -15.1

7 -0.4 -21.9 68 -6.2 -15.3

8 -1.1 -22.1 69 -6.3 -15.6

9 -2.6 -22.3 70 -6.4 -16.0

10 -2.5 -22.3 71 -6.6 -16.4

11 -2.2 -22.4 72 -6.8 -16.7

12 -2.2 -22.2 73 -7.0 -16.8

13 -2.2 -21.7 74 -7.2 -17.1

14 -2.1 -21.4 75 -7.4 -17.5

15 -2.1 -21.3 76 -7.7 -17.7

16 -2.0 -21.1 77 -7.9 -18.0

17 -2.0 -20.8 78 -8.1 -18.2

18 -1.9 -20.5 79 -8.4 -18.4

19 -1.8 -20.1 80 -8.8 -18.6

20 -1.8 -19.8 81 -9.2 -18.9

21 -1.8 -19.3 82 -9.6 -19.2

22 -1.8 -18.9 83 -10.1 -19.4

23 -1.8 -18.5 84 -10.7 -19.4

24 -1.7 -18.0 85 -11.2 -19.7

25 -1.7 -17.5 86 -11.7 -19.8

26 -1.5 -16.9 87 -12.2 -20.0

27 -1.5 -16.3 88 -12.7 -20.2

28 -1.6 -15.7 89 -13.7 -20.7

29 -1.7 -15.1 90 -14.8 -20.9

Tiempo Temperatura (C) Tiempo Temperatura (C)


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(min) Aguaymanto Medio (min) Aguaymanto Medio

30 -1.7 -14.5 91 -15.1 -21.0

31 -1.8 -13.8 92 -15.6 -21.0

32 -1.8 -13.0 93 -16.1 -21.2

33 -1.8 -12.1 94 -16.7 -21.3

34 -1.9 -11.0 95 -17.1 -21.4

35 -1.9 -10.2 96 -17.6 -21.6

36 -2.0 -9.2 97 -18.1 -21.7

37 -2.0 -8.3 98 -18.5 -21.7

38 -2.0 -7.5 99 -19.1 -22.0

39 -2.0 -6.7 100 -19.4 -22.0

40 -2.0 -5.9 101 -19.7 -22.1

41 -2.0 -5.3 102 -20.1 -22.3

42 -2.0 -4.9 103 -20.3 -22.443 -2.0 -4.5 104 -20.7 -22.4

44 -2.2 -4.3 105 -20.9 -22.5

45 -2.5 -4.0 106 -21.1 -22.6

46 -2.8 -1.9 107 -21.3 -22.6

47 -3.0 -2.6 108 -21.7 -22.7

48 -3.2 -3.4 109 -21.8 -22.7

49 -3.3 -4.5 110 -22.0 -22.8

50 -3.6 -5.4 111 -22.1 -22.8

51 -3.8 -6.2 112 -22.3 -22.8

52 -4.1 -7.0 113 -22.4 -22.9

53 -4.3 -7.7 114 -22.4 -23.0

54 -4.4 -8.5 115 -22.7 -23.1

55 -4.5 -9.1 116 -22.8 -23.2

56 -4.5 -9.7 117 -22.9 -23.3

57 -4.7 -10.5 118 -23.1 -23.3

58 -4.8 -10.5 119 -23.2 -23.4

59 -4.8 -11.3 120 -23.3 -23.5

60 -5.0 -12.1 121 -23.5 -23.5


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Figura 1.Curva de congelacin del aguaymanto.

Las curvas de congelacin obtenidas en la prctica tienen el parecido con la estructura

terica de una curva de congelacin para alimentos (ver Figura 7 en Anexos) como

muestra Lewis (1993). La existencia de solutos disueltos hace que la curva de congelacin

tenga esta estructura determinada.

Observamos en la Figura 1 la curva de congelacin del aguaymanto, podemos notar que

tena una temperatura aproximada de 18 C al momento de colocarlo en la cmara de

congelacin.

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

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

0 20 40 60 80 100 120 140

TEMPERATURA(C)

TIEMPO (min)

CURVA DE CONGELACIN DEL AGUYMANTO


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congelacin lenta, de tal manera que se puedan observar las etapas del proceso de

congelacin.

En las curvas de congelacin del nctar se puede observar claramente las etapas de la

congelacin. De 1- 2 se produce la liberacin del calor sensible por lo que la temperatura

disminuye uniformemente por debajo de 0 C. El punto 2 nos muestra la etapa de

sobreeenfriamiento. De 23 se produce un calentamiento debido a la liberacin de calor

de los ncleos formados es por ello que se ve un incremento de la temperatura. El punto 3

corresponde a la temperatura de inicio de congelacin; la temperatura no permanece

constante del punto 3 4, por que a medida que se forman los cristales de hielo se va

concentrando los solutos en solucin lo que origina una depresin continua de latemperatura de congelacin (Gruda, 1986).

Lewis (1993) menciona que los slidos ocasionan que la temperatura de congelacin sea

menor a 0C, esto se corrobora con lo observado Figura 1, siendo el descenso en la

temperatura de congelacin proporcional a la concentracin de slidos en el alimento.

El punto de congelacin de un alimento es aquella temperatura en la que coexisten, en

equilibrio, el agua y pequeos cristales de hielo. El punto de congelacin de un alimento

es ms bajo que el del agua pura, debido a la presencia de solutos disueltos. Muchos

alimentos comienzan a congelar a una temperatura por debajo de -1C (Fellows, 1994).

En el caso de frutas, Fellows (1994) menciona que la temperatura de inicio de

congelacin est en el rango de0.9 a -2.7 C (ver Cuadro 1 en Anexos).

Segn lo menciona Lewis (1993) las temperaturas eutcticas para alimentos estn

normalmente por debajo de -30 C. Para fines prcticos, muchos alimentos se consideran

congelados a -15 C, temperatura a la que entre el 90% y el 95% del agua presente estar

en forma de hielo. En la prctica no se lleg a menores temperaturas de congelacin. Es

decir, no se complet bien la grfica.


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A continuacin procederemos a determinar el tiempo de congelacin del aguaymanto

mediante el modelo de plank, los datos para los clculos se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 2. Datos para la determinacin del tiempo de congelacin del aguaymanto

Datos del Aguaymanto congelado

Densidad del aguaymanto congelado (Kg/m3) 1055.27

Calor latente de fusin del aguaymanto (J/Kg) 268000

Coeficiente convectivo (W/m2C) 38.5

Conductividad trmica del aguaymanto congelado

(W/mC)1.972

Temperatura de congelacin (C) -19.4

Temperatura del medio de congelacin (C) -23.5

Dimetro del aguaymanto (m) 0.015

0.166666667 0.041666667

* +

A continuacin procederemos a determinar el tiempo de congelacin del aguaymanto

mediante el modelo de Nagaoka, los datos para el clculo se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 3. Datos para la determinacin del tiempo de congelacin del Aguymanto


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Datos del Aguaymanto

Densidad del aguaymanto congelado (Kg/m ) 1055.27

Calor latente de fusin del aguaymanto (J/Kg) 268000

Coeficiente convectivo (W/m C) 38.5

Conductividad trmica del aguaymanto congelado(W/mC)

1.972

Temperatura de congelacin (C) -19.4

Temperatura del medio de congelacin (C) -23.5

Temperatura final en el centro (C) -2.8

Temperatura inicial (C) 17.9

Dimetro del aguaymanto 0.015 0.166666667 0.041666667Calor especfico del material no congelado (KJ/kgC)

3.562614

Calor especfico del material congelado (KJ/kgC) 1.709254063

A continuacin procedemos a calcular el nuevo calor latente de fusin mediante Nagaoka

[ ]

*

+

A continuacin procederemos a determinar el tiempo de congelacin para el aguaymanto

mediante el mtodo de Pham.


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Tabla 4.Datos de la densidad y calor especfico del aguymanto antes y despus de

congelacin

Datos del aguaymanto

Densidad del aguaymanto sin congelar (Kg/m )

1910.24

Densidad del aguaymanto congelado (kg/m ) 1055.27

Calor especfico del aguaymanto sin congelar (KJ/KgC) 3.562614

Calor especfico del aguaymanto congelado (KJ/KgC) 1.709254063

Procedemos a determinar la temperatura media de congelacin:

Procedemos a calcular el cambio entlpico volumtrico H1,en el periodo de enfriamiento:

( )

Procedemos a calcular el cambio entlpico volumtrico (J/m3) H2,durante el cambio de fase

y periodo de postenfriamiento:

[ ( )]

A continuacin se procede a calcular el nmero de Biot


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Se conoce que el factor forma para una esfera infinita es: Finalmente procedemos a determinar el tiempo de congelacin, mediante la ecuacin:

*

+

V.CONCLUSIONES

VI. BIBLIOGRAFIA

FELLOWS, P. 1994. Tecnologa del procesado de los alimentos: Principios y prcticas.

Editorial Acribia. Zaragoza, Espaa.

GRUDA, Z; POSTOLSKI, J. 1986. Tecnologa de la congelacin de los alimentos.

Editorial Acribia S.A. Zaragoza, Espaa.

LEWIS. 1993. Propiedades fsicas de los alimentos y de los sistemas de procesado.

Editorial Acribia S.A. Zaragoza, Espaa


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VII. ANEXOS

Cuadro 1: Contenido de agua y temperaturas de congelacin de diversos alimentos

Alimento Contenido en agua

(%)

Temperatura de congelacin

(C)

Verduras

Frutas

Carne

Pescado

Leche

Huevos

78 - 79

8795

5570

6581

87

74

-0.8 a -2.8

-0.9 a -2.7

-1.7 a -2.2

-0.6 a -2.0

-0.5

-0.5

Fuente: Fellows (1994)

Figura 7:Curva de congelacin para un alimento

Fuente: Lewis (1993)


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