UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS HUMANAS

ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN

TEMA: “MÉTODOS DE CONGELAMIENTOY REFRIGERADORES COMEERCIALES”

DOCENTE: ING. HUGO CAÑARI MARTICORENA

PRESENTAN: CONDOR HUARANGA, LIZBETH. PANEZ ALANIA, LEONEL.

PAYANO LEÓN, GABY NOEMI.

INTRODUCCIÓN

• El congelamiento desde hace casi cuarenta años, fue adoptado como la solución por excelencia para el manejo de grandes volúmenes de producción de alimentos para exportación o largos periodos de conservación.

• La industria partió con la premisa de que “entre más rápido sea el proceso de congelamiento de un producto, más posibilidades tendrá un alimento de llegar a su consumo final como si estuviera recién recolectado o sacrificado”.

• Entre más tiempo pase entre el inicio del congelamiento del alimento y el momento de su total congelación, más factible será que se destruya su tejido celular por efectos del congelamiento mismo y por la proliferación de microorganismos.

• Si el proceso de congelamiento es lento, los cristales de hielo se hacen más grandes y se origina el rompimiento de los tejidos.

• Industrialmente hay diferentes formas de congelar los productos y existen muchas variables a tener en cuenta para determinar el tiempo de congelación de cada cual; de igual manera, los procesos y cuidados dependen de lo que se quiera congelar.

GUISANTES CONGELADOS

DEFINICIÓN DE CONGELACIÓN

• La congelación es un proceso de conservación de alimentos basado en la solidificación del agua contenida en dichos alimentos.

PIZZA CONGELADA

FACTORES QUE AFECTAN EL PROCESO DE CONGELAMIENTO

• 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.

• Otros factores son la temperatura inicial y final del producto pues son determinantes en la cantidad de calor que se debe extraer del producto.

CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE CONGELAMIENTO.

1. Por funcionamiento:

- Por cargas " batch ".

- Continuos  " in line ".

 

2. Según el sistema de transferencia de calor:

- Aire.

- Contacto.

- Criogénico.

3.- Según la forma de trabajar:

- Envasado.

- No envasado.

I. MÉTODO DE CONGELAMIENTO POR AIRE

• Túneles de congelación: Son cámaras de congelación con sistemas de recirculación de aire a velocidades altas, para conseguir una importante velocidad de congelación.  Se utilizan bandejas o carros para sustentar o disponer el producto dejando espacios para que circule el aire.  A veces estos túneles se diseñan específicamente para un producto. 

Carrito transportador en un túnel de congelación.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS TÚNELES DE CONGELACIÓN.

• Las ventajas: se pueden utilizar para varios productos y son más versátiles, modificando las velocidades de circulación del aire, tipos de bandejas y tiempo de residencia. 

• Las desventajas: se necesita mucha mano de obra para mover las bandejas o carros.  Para subsanar estas desventajas están los túneles mecanizados.  Estos sistemas tienen los inconvenientes de roturas de maquinaria.

CONGELADORES DE CINTA

• Los primeros que aparecieron,  eran cintas transportadoras de malla que circulaban por cámaras donde el aire circulaba a altas velocidades horizontalmente, interesaba conseguir un flujo continuo de producto, pues aumentaba la transferencia de calor y  aspectos mecánicos.

• En los actuales el flujo de aire es vertical.  De esta forma no se forman los " Channellings " o canales por los que circula más aire.  Para evitar los channellings se debe distribuir homogéneamente el producto.  Si aumenta la velocidad del aire lo suficiente, para productos pequeños y no envasados, este sistema puede pasar a ser un sistema de congelación de lecho fluidizado.

• Una variante son los congeladores de espiral que presentan menos problemas de engranajes y por tanto mecánicas.  Además ocupan menos espacio al colocarse verticalmente.

CONGELADOR DE CINTA EN ESPIRAL

• Los túneles de congelamiento son las máquinas más implementadas en Latinoamérica, estos son utilizados en la industria para congelar principalmente frutas y verduras, pero también algunas compañías los usan para congelar carnes como la de pollo. En algunos países también se utiliza para congelar atunes. La congelación en estos túneles suele ser lenta, lo cual origina cristales de hielo grandes que traen como consecuencia el ya mencionado rompimiento del tejido celular.  

• El túnel básico de congelamiento consiste en unas cámaras en cuyo interior se introducen estantes con ruedas donde son colocadas las frutas, las verduras o lo que se quiera congelar. Durante el viaje a través de túnel, los productos están todo el tiempo en contacto con aire frío. El aire es enfriado al circular en serpentines refrigerantes, que se enfrían mediante refrigeración mecánica convencional.

II. SISTEMAS DE CONGELACIÓN POR CONTACTO

Hay dos tipos:

1.- Contacto directo (por aire e inmersión)

2.- Contacto indirecto (por contacto de placas)

Sistemas de contacto indirecto En numerosos sistemas de congelación de alimentos, el

producto y el refrigerante están separados por una barrera durante todo el proceso de congelación.

Aunque muchos sistemas utilizan una barrera impermeable entre el producto y el refrigerante, se considera incluido dentro de los sistemas de congelación indirecta cualquier sistema de contacto que no sea directo, por ejemplo aquellos donde el material del envase hace de barrera.

• Congeladores de placas: es el sistema de congelación indirecta más común. El producto se congela mientras se mantiene entre dos placas refrigeradas. En la mayoría de los casos la barrera entre el producto y el refrigerante incluirá tanto a la placa como el material del envase.

La transmisión de calor a través de la barrera puede aumentarse mediante la

utilización de presión.

• Máquinas congeladoras de placas de contacto hay de dos tipos: horizontales y verticales; las horizontales se utilizan para congelar bandejas o cajas, es decir, se utilizan más cuando el producto ya está empacado, por ejemplo en el caso de los cortes de carnes, o carne deshuesada que se coloca en bandejas, estas se colocan entre las placas de la maquina y se congela. Las congeladoras de placas verticales, se utilizan generalmente para empacar producto a granel, o sea, productos que no están embalados, de igual manera el producto desnudo se coloca entre las placas y se congela, luego una vez congelado se retira y se empaca.

• Las placas son unos estantes de aluminio que tienen perforaciones en su interior, dentro de ellas circula el líquido refrigerante, que habitualmente es amoniaco, aunque también puede ser un freón.

• Las máquinas de placas de contacto son consideradas un sistema eficiente dentro de los procesos de congelación, ya que gracias a su velocidad de congelamiento los productos logran conservar las perseguidas características de calidad y frescura que generalmente se desean.

III. CONGELAMIENTO POR INMERSIÓN.

• En el método de congelación por inmersión el producto es sumergido en soluciones a bajas temperaturas y congelación criogénica en las que el dióxido de carbono o nitrógeno liquido se rocía directamente sobre los productos en la cámara frigorífica.

La superficie exterior del producto puede alcanzar temperaturas muy bajas sumergiendo el alimento dentro de un refrigerante líquido.

Una de las mayores desventajas de los sistemas de congelación por inmersión es el costo del refrigerante, ya que éste pasa del estado líquido a vapor mientras se produce la congelación del producto, resultando muy difícil recuperar los vapores que se escapan del compartimiento.

El uso del nitrógeno dentro de la industria de la congelación posee ya varios usuarios alrededor del mundo, hoy es posible conseguir en el mercado diferentes máquinas para congelamiento que trabajan con este componente, es el caso del congelador de nitrógeno líquido rotatorio continuo y el congelador de nitrógeno liquido discontinuo. La implementación de un sistema de congelamiento con N2 puede ahorrar hasta el 20% en relación con lo que podría costar una instalación de congelamiento tradicional. Pero el problema es que en los procesos de congelamiento con N2, solamente el compuesto -nitrógeno liquido- representa cerca del 90 % de los costos totales de congelamiento.

• Antiguamente se introducía el producto en una solución de salmuera a bajas temperaturas.

• Esta solución es un buen conductor, hace contacto con todo el producto, provocando una transferencia de calor rápida y el producto es congelado totalmente en corto tiempo ( se congela en unidades individuales en vez de forma masiva).

• Una desventaja importante es la extracción de los jugos del producto por diferencia de concentración.

• También puede existir una penetración excesiva de sal en el producto, provocando cambio de sabor ( si usamos concentración de azúcar en frutas, es favorable).

Actualmente el proceso consiste en introducir el producto en un baño de líquido refrigerante y se transporta a su través, mientras que el líquido refrigerante se evapora absorbiendo calor del producto.

Los refrigerantes más comunes son el nitrógeno, el dióxido de carbono y el Freón.

Funcionamiento de un Refrigerador

Tipos de Refrigeradores Comerciales

Refrigerador por absorciónEn el año 2000, en Alemania, se realizó el primer prototipo de un refrigerador que mantuviera los alimentos por más tiempo, en lugares donde es escasa la disponibilidad de una red eléctrica. El funcionamiento se basó en un ciclo termodinámico de absorción, utilizando como refrigerante agua y como absorbente el mineral zeolita.

Wine cellar

Son refrigeradores especiales para el almacenamiento y la conservación apropiada de los vinos. Poseen un sistema termoeléctrico, ya que al no usar compresor disminuyen el ruido y las vibraciones, previniendo la formación de burbujas de aire dentro de las botellas. La temperatura ideal para conservar vinos que estarán un tiempo prolongado es de 13 °C. Mientras que los vinos que se encuentran listos para servir deben estar entre los 4,5 a 18,5 °C.

Greenfreeze

Es un sistema de refrigeración que no daña la capa de ozono. Desde hace más de una década, la organización ecologista Greenpeace inició el desarrollo de los refrigeradores "Greenfreeze". Estos aparatos, que utilizan gases naturales como el ciclopentano en la espuma aislante y el isobutano como refrigerante, son totalmente inofensivos y no dañan la capa de ozono ni contribuyen al calentamiento global.

Sistema "no frost"

Conserva los alimentos por más tiempo, sin un congelamiento excesivo. Suprime la tarea de descongelación del "freezer". Los congeladores que no poseen esta técnica tienen que deshelar por lo menos dos veces al año, porque se produce la formación de escarcha debido a que solo el calor se extrae del interior, pero no la humedad del aire. El sistema “no frost” enfría el calor del aire y la humedad la evapora de manera automática dentro del aparato, evacuando el agua de condensación hacia un recipiente que está encima del compresor.

Refrigerador portátil

Mantiene frescos las bebidas y los alimentos en cualquier lugar que se encuentre. Sirve para transportar alimentos o bebidas que necesiten frío o bien mantenerse calientes. A pesar de su pequeño tamaño, tienen una capacidad que va entre los 12 y los 40 litros, pueden conseguir enfriar a 20 °C por debajo de la temperatura ambiente o también calentar hasta los 65 °C. Estos aparatos pueden conectarse a 12 voltios en la batería de un auto, a corriente eléctrica (230 voltios) o se puede empalmar a un balón de gas.

Refrigerador con TV, internet, radio y Mp3

Ahora el usuario ya no se aburrirá más en la cocina, ya que desde hace un tiempo se encuentra en el mercado un refrigerador con pantalla LCD, altavoces, conexión a Internet, televisor, radio y lector de MP3. Estas funciones no excluyen su uso normal, ya que este aparato sigue manteniendo en los alimentos el sabor y el valor de sus nutrientes, mediante el sistema de enfriamiento rápido o "jet freezing".

LG Electronics México se coloca a la vanguardia en refrigeradores. Con tres puertas, este aparato cuenta con “tecnología diferenciada; sistemas de múltiples salidas de aire; mecanismos de enfriamiento desde la parte frontal y por los costados del aparato; charolas de cristal templado que soportan más de cien kilogramos; desodorante cuatro veces más eficiente usando tecnología nano, y eliminador de bacterias, entre otras cosas”, enfatizó Karla Yoon, gerente de Marketing de la firma.

Refrigerador Samsung tiene pantalla LCD removibleLos refrigeradores vienen con una pantalla LCD inalámbrica que te puedes llevar contigo al salir de la cocina, presenta un panel ICE inalámbrico de 10.4" que viene con función de calendario, agenda, y tablero de mensajería para mantener en orden la cocina y tu vida en general. Entre las características de este modelo se incluye un sistema twin-cooling, zona coolSelect, y el sistema de salud Silver Nano que mantiene todo fresco por un largo período de tiempo. Aún no hay información sobre costo y disponibilidad.

En un futuro muy cercano la informática sustituirá muchas de las funciones de la tradicional ama de casa. Ya se está buscando la comercialización de refrigeradores inteligentes que llevan el inventario de los alimentos, y pueden conectarse por Internet con el supermercado para solicitar aquellos productos que hagan falta. Tan es una perspectiva real, que las principales compañías de sistemas de red ya han desarrollado prototipos para controlar la comunicación entre electrodomésticos, así que, por ejemplo, dentro de un tiempo bien podrá darse el caso de que para hacer el pastel de fresas, tu horno de microondas le solicite al refrigerador los materiales necesarios y éste compre los que hagan falta directamente en el supermercado.