2009
CORONEL CALLE LUIS R.
UCV
14/12/2009
TIEMPO DE PERMANENCIA DEL AJI
PIMIENTO ENLATADO EN EL PROCESO DE
ESTERILIZACIÓN
ENLATADO:
Es un procedimiento para conservar alimentos envasándolos en recipientes
herméticamente cerrados, calentándolos para destruir los microorganismos
patógenos causantes del deterioro y sus esporas. Es posible emplear
temperaturas cercanas a 250 °F (121°C), que aceleran considerablemente la
destrucción de microorganismos y esporas, la temperatura está en función al
proceso y en función al PH del producto.
En el enlatado, el calor se transfiere a través de las paredes de los recipientes a
las sustancias alimenticias solidas por conducción y a los alimentos líquidos por
convección. La rapidez de calentamientos de los alimentos depende de la
naturaleza del medio de calentamiento, el coeficiente de conducción
(conductividad térmica) de la lata y el alimento y de si la convección hace circular
o no el alimento dentro de la lata.
A causa de la resistencia térmica y la capacidad calorífica del alimento y el
recipiente la temperatura del alimento cambia más lentamente que la cámara de la
autoclave. En particular de un punto cerca del centro del recipiente es el que
cambia más lentamente.
VELOCIDAD LETAL.
Las esporas de C. BOTULIMUN son destruidas a un ritmo de un ciclo log cada 0.2
minutos en una solución amortiguadora de fosfato a 250 °F, a otras temperaturas,
el tiempo de procesamiento puede ajustase a un tiempo equivalente a 250°F con
la siguiente formula.
( 250) /18
0
0
( 250) /18
10
: .
: 250 .
: .
T
T
T
T
F F
F Minutos de procesamientoaT
F Minutos de procesamientoa F
Factor deconversión
En general el factor de conversión de la ecuación anterior se conoce como
la velocidad letal.
EL Fo se conoce como la letalidad de un proceso.
Cabe mencionar que según la literatura que estudia los procesos enlatados para el
PH mayor a 4.5 se debe preocupar por eliminar las esporas del C. BOTULINUM,
menores a este PH ya no se deben considerar por lo que el tratamiento será a
menor temperatura.
Se debe tener en cuenta que el producto de estudio es el pimiento rojo y que en
condiciones normales tiene un PH de 5.86 por lo que desde un punto de vista se le
aplicaría una esterilización porque el C. BOTULINUM estaría presente, pero no
hay que dejar de lado que para conservar este alimento en el tiempo se le agrega
el liquido de gobierno el cual contiene ácidos y al agregarle al pimiento el pH
queda alrededor de 3.8 y con este pH sería pasteurizable.
VELOCIDAD LETAL
No se puede calcular simplemente una sola
velocidad letal para el proceso y multiplicarla por el tiempo de procesamiento. En
vez de ello, se calculan velocidades letales a varios intervalos a lo largo del
proceso, y luego se integra esta velocidad con respecto al tiempo.
La larga experiencia de la preparación industrial de conservas, así como los
numerosos estudios de laboratorio, demostraron que el margen de seguridad es
ampliamente suficiente cuando se aplican tratamientos térmicos capaz de reducir
de 1012 a 100 por ml el número de esporas inicialmente presentes en la cepa de C.
BOTULINUM la más termoreisitente que jamás se haya aislado. La elección de C.
BOTULINUM se debe a que esta especie es el germen patógeno, o más bien
exactamente toxinógeno, más resistente al calor, por el contrario la toxina
botulínica es termolábil y no resiste un calentamiento de unos 100° C. Otras
especies forman esporas cuya resistencia al calor es muy superior a la de las
esporas de C. BOTULINUM , pero no son patógenas ni toxigenogenas y la
supervivencia accidental de algunas de sus esporas puede, sobre todo si las
condiciones de temperatura y del medio le son favorables, afectar a la
conservación del producto, pero no a la salud del eventual consumidor.
( 250)/1810 TVELOCIDAD LETAL L
En la práctica, los tratamientos térmicos que se aplican son en general
sensiblemente más fuertes que el mínimo; de tos formas tal no se puede alcanzar
la esterilización absoluta, pero si la salubridad y estabilidad bacteriológica del
producto, esto es lo que se llama “esterilización práctica” o “esterilización
comercial”.
Los numerosos datos que se dispone con relación a las cargas microbianas de los
comestibles más diversos permiten asegurar que adoptando precauciones
apropiadas de higiene desde la cosecha, matanza o captura hasta el momento del
tratamiento térmico, el número de esporas termo resistentes no sobrepasa las
cinco por gramo.
Las esporas de C. BOTULINUM y otras bacterias esporuladas termoresistentes,
afectan especialmente a las conservas poco acidas con PH mayor o igual a 4.5.
Los productos ácidos, por ejemplo las frutas y zumos de frutas, son más fáciles de
esterilizar y además no son apropiados al desarrollo de C. BOTULINUM.
3
2 7
:
5.86
( ) 1207
3,945
:
0,586
:
1,432 10
:
25 41,367
30.6 51,035
e
DATOS DEL AJI PIMIENTO
PH
KgDENSIDAD
m
CALOR ESPECIFICO
JC
Kg C
CONDUCTIVIDADTERMICA
WK
m K
DIFUSIVIDADTERMICA
DF m s
ENTALPIAS
KJC
Kg
KJC
Kg
Hay que recordar que para PH menores a 4.5 no se debe tener en
consideración las esporas de C. BOTULINUM. Porque no se pueden
desarrollar.
Con PH inferiores a 4.5 pueden permitir proliferación de otros micro-
organismos, levaduras, mohos, bacterias anaerobias facultativas del genero
Bacillus Coagulans (B. THERMOACIDURANS) suceptibles de alterar el
producto, pero sin peligro para el consumidor.
Por lo general para productos cuyo ph es inferior a 4 un calentamiento
moderado es suficiente para asegurar la conservación; una regla práctica
frecuentemente empleada, consiste en comprobar que el producto alcanzo
los 85 °C inclusive en el centro del envase.
Para productos con ph intermedio (4 a 4.4) se adaptan en general a
tratamientos de 95-100 °C. Lo que hay que revisar es que el ph no resulte
modificado ni por el calentamiento ni por ciertos tratamientos.
Para el producto que se tomo como estudio tiene un ph superior a 4.5 pero
al agregarle el líquido de gobierno (conservante) el ph reduce a 3.8 lo que
hace que se le aplique temperaturas de 95 °C aproximadamente en el
centro del envase.
En el autoclave se tiene un consumos de entre 20 y 30 BHP dependiendo del tipo
de proceso. Sacando un promedio se tiene
25 BHP es equivalente a 862.5 lb/hr que es igual a 0,1086 Kg/s
Cálculo de la velocidad de vapor sabiendo que utiliza dos entradas de vapor de 1
pulgada esto hace un diámetro de 0.0508m.
Entonces la velocidad del vapor saturado es.
2
3
: ( / )
: ( / )
: ( / )
: .
e
e
v QV
D
V VELOCIDAD m s
v voluménespecifico m kg
Q flujo kg s
D Diámetro dela tuberia
3
100 1.6729
101
105 1.4194
1.6222
e
e
e
volumenespecifico
T v
v
mv
kg
Número de REYNOLS
Reynolds mayor de 4000 turbulento.
NUMERO DE NUSSELT
2
1.6222 0.1086
0.508
68.31
V
mV
s
3
Re
: ( / )
: ( / )
: ( )
: cos ( / .
V D
Densidad kg m
V velocidad m s
D diámetro m
vis idad dinámica kg m s
4
4
4
cos
( )
100 6.82 10
101
110 6.16 10
6.754 10 / .
vis idad dinámica
T C
kg m s
4
992.76 68.31 0.0508Re 5100716.8
6.754 10
4/50.023 Re
Re :
: Pr
: 0.3( )
0.4( )
nNu pr
REYNOLDS
PR Númerode ant
n cuandoel fluido seenfria
cuandoel fluido secalienta
Pr
( )
100 4.53
101 Pr
110 4.04
Pr 4.48
Número de ant
T C PR
CALCULANDO LA TEMPERATURA EN EL INTERIOR DE LA LATA
La lata en estudio es formato A-10
Sus dimensiones son
Longitud:17.8 cm
Radio: 7.675 cm
4/5 0.40.023 (5100716.8) 4.48
9735.18
Nu
Nu
2: ( / )
: ( / )
: ( )
Nu kh
D
h coeficientedetransferencia decalor w m C
k coeficientedeconductividad w m C
D Diámetro m
?
100 0.63
101
110 0.637
0.6307.
k
T C K
K
WK
m C
2
9735.18 0.6307
0.0508
120865.7
h
Wh
m C
:
: .
. .
: .
120865.7 0.0767557.7
160.65x
h rBi
k
Bi número debiot
h coeficientedetransferencia decalor
r radio
k conductividad termica
Bi
120865.7 0.08966.9
160.65y
h rBi
k
Bi
Tratando a la lata como un cilindro
Para el espesor de la lata se tomara como la longitud (y)
Para desarrollarlo por la grafica de Gurney- Lurie para una placa.
1
1
1
, : var ar
xn
x
km
h x Bi
m n iables parautiliz las graficas deGurney Lurie
2
7
2
1 10.01733 0
57.7
0.1535 0.076750.5
1 0.1535
1
1.432 10 5 600.007293
0.07675
0.30
x
Y
mBi
xn
x
Número de Fourier
tX
x
X
Y
2
7
2
1 10.01495 0
66.9
17.8 8.90.5
1 17.8
1
1.432 10 5 600.005423
0.089
0.35
y
Y
mBi
yn
y
Número de Fourier
tX
y
X
Y
0
1
1
1000.30 0.35
100 40
93.7
X Y
T TY Y Y
T T
T
T C
GRÁFICA DE GURNEY-LURIE PARA PLACA
GRÁFICA DE GURNEY-LURIE PARA CILINDRO.
De acuerdo al ejercicio anterior se seguirán haciendo los cálculos tomando
tiempos de cinco en cinco.
Consideraciones.
Según estudios para Ph menores de 4.5 se adoptan en general a tratamientos
entre 95-100 °C
Por lo tanto las temperaturas en el centro del embase están en ciertos rangos
aceptables.
TIEMPO DE CALENTAMIENTO
Con el cuadro anterior para alcanzar la temperatura de aproximadamente 95 °C
está entre el tiempo de 10 y 15 minutos para nuestro caso tomamos el mayor.
T Xx Yx Xy Yy Yx*Yy T°C
0 40
5 0.007293 0.30 0.005423 0.35 0.105 93.7
10 0.014586 0.25 0.010847 0.34 0.085 94.9
15 0.021879 0.24 0.01627 0.33 0.079 95.3
20 Enfriamiento(se desea a 40°c) 40
: .
: .
: .
: .
: .
: .
x
X
y
y
T Tiempo
X Númerode Fourier para el radio del envase
Y Factor del la gráfica deGurney Lurie
X Númerode Fourier para la mitad del envase
Y Factor del la gráfica deGurney Lurie
T C Temperatura al centrodel envase
TIEMPO DE PROCESAMIENTO
Temperatura base 212°F ó 100°C
Ph (3.7<ph<4.5)
Z:10°C
Tiempo de procesamiento
Para ciertos mohos y hongos el D212 es cercano al 0.07
Por lo tanto Dt será:
Con respecto a “N” de acuerdo a la literatura el número de esporas
termoresitentes no sobrepasa de los cinco por gramo. Cada envase tiene
2100 gr por lo tanto en el envase existen por lo menos 10500.
También para un adecuado proceso se requiere una reducción de
microorganismos de
10-9 esto quiere decir que por cada 109 existe por lo menos un
microorganismo.
0.221 13.02 2.87 3minTF utos
:
.
: log .
T T
T
F D N
D Tiempoque se requierea la temperaturaT para quela cuenta se redusca
enuna decima de su valor inicial
N Númerodeciclos de reducción por alcanzar
100
10212 10
T
TD D
100 95
100.07 10 0.221minTD utos
9
log( ) log( )
log(10500) log(10 ) 13.02
O iN N N
N
Temperatura de enfriamiento
CÁLCULO DEL Fo
El Fo es el calentamiento en el punto crítico (centro del envase) en minutos a 100
°C o 112°F y se calculará por el método general.
100
10
( )
10T
LETALIDAD DEL PROCESO L
L
log 2 log 2
: lim .
2 : .
:
2
tT T fc TB T
z
T temperatura del a ento
T temperatura deenfriamiento
TB temperatura a la desconección
TBfc
T T
95
2 40
100
1001.8
95 40
10
log 95 40 log 1.8 100 4010
3min
T C
T C
TB C
fc
Z
t
t utos
T T °C L T*L LETALIDAD (FO)
0 40 0 0 0
5 93.7 0.23 1.15 1.15
10 94.9 0.30 1.5 2.65
15 95.3 0.34 1.7 4.35
20 40 0 0 4.35
Fo mínimo
BIBLIOGRAFIA.
1. Introducción a la bioquímica tecnológica de alimentos- Jean Claude
Cheftel, Henri Cheftel y Pierre Besacon. Volumen II.
2. Ingeniería de alimentos – Sharma. Mulvaney. Rizxi