TECNOLOGÍA DE CONSERVACIÓNDE ALIMENTOS

GUÍA DEL PROFESORSECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA

SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUPERIOR E INVESTIGACIÓN CIENTÍFICASUBSISTEMA DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS

COORDINACIÓN GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS

ELABORÓ: (GRUPO DE DIRECTORES DE LA CARRERA DE PROCESOS AGROINDUSTRIALES) REVISÓ: (COMISIÓN ACADÉMICA NACIONAL DEL

ÁRE ....................)

APROBÓ:COORDINACIÓN GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS

FECHA DE ENTRADA EN VIGOR: SEPTIEMBRE 2001

Revisión no. 0. Fecha de revisión: septiembre, 2001. Página 1 de 1797 F-CADI-SA-MA-11-GP-A

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I. DIRECTORIO

(Anotar el nombre del funcionario actual)

SECRETARÍO DE EDUCACIÓN PÚBLICA

(Anotar el nombre del funcionario actual)

SUBSECRETARIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR E INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA

DR. ARTURO NAVA JAIMESCOORDINADOR GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS

RECONOCIMIENTOSM.C. PATRICIA RANGEL ABOYTES

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL SUROESTE DE GUANAJUATO

TECNOLOGÍA DE CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS D.R. 2003

ESTA OBRA, SUS CARACTERÍSTICAS Y DERECHOS SON PROPIEDAD DE LA: COORDINACIÓN GENERAL DE UNIVERSIDADES TECNOLÓGICAS (CGUT) FRANCISCO PETRARCA No. 321, COL. CHAPULTEPEC MORALES, MÉXICO D.F.LOS DERECHOS DE PUBLICACIÓN PERTENECEN A LA CGUT. QUEDA PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN PARCIAL O TOTAL POR CUALQUIER MEDIO, SIN AUTORIZACIÓN PREVIA Y POR ESCRITO DEL TITULAR DE LOS DERECHOS.

ISBN (EN TRÁMITE)IMPRESO EN MÉXICO.

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ÍNDICE

# CONTENIDO PAGINA

I. DIRECTORIO Y RECONOCIMIENTOS 2

II. ÍNDICE 3

III. INTRODUCCIÓN DE LA ASIGNATURA 4

IV. UNIDADES TEMÁTICAS

UNIDAD I. FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA DESCOMPOSICIÓN DE ALIMENTOS Y SU PREVENCIÓN

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UNIDAD II. OPERACIONES PREVIAS A LA CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS 20UNIDAD III. REFRIGERACIÓN 68UNIDAD IV. CONGELACIÓN 93UNIDAD V. DESHIDRATACIÓN 103UNIDAD VI. EVAPORACIÓN/CONCENTRACIÓN 121UNIDAD VII. PROCESAMIENTO TÉRMICO DE LOS ALIMENTOS 134UNIDAD VIII. ADITIVOS EN EL PROCESAMIENTO DE LOS ALIMENTOS 152

V. REFERENCIAS 175

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III. INTRODUCCIÓN DE LA ASIGNATURA

En general los alimentos son perecederos, por lo que necesitan ciertas condiciones de tratamiento, conservación y manipulación. Su principal causa de deterioro es el ataque por diferentes tipos de microorganismos (bacterias, levaduras y mohos). Esto tiene implicaciones económicas evidentes, tanto para los fabricantes (deterioro de materias primas y productos elaborados antes de su comercialización, pérdida de la imagen de marca, etc.) como para distribuidores y consumidores (deterioro de productos después de su adquisición y antes de su consumo). Se calcula que más del 20% de todos los alimentos producidos en el mundo se pierden por acción de los microorganismos.

Por otra parte, los alimentos alterados pueden resultar muy perjudiciales para la salud del consumidor. La toxina botulínica, producida por una bacteria, Clostridium botulinum, en las conservas mal esterilizadas, embutidos y en otros productos, es una de las sustancias más venenosas que se conocen (miles de veces más tóxica que el cianuro). Otras sustancias producidas por el crecimiento de ciertos mohos son potentes agentes cancerígenos. Existen pues razones poderosas para evitar la alteración de los alimentos. A los métodos físicos, como el calentamiento, deshidratación, irradiación o congelación, pueden asociarse métodos químicos que causen la muerte de los microrganismos o que al menos eviten su crecimiento.

Las técnicas de conservación han permitido que alimentos estacionales sean de consumo permanente. Los dos factores más importantes en la conservación de alimentos son: temperatura y tiempo.

La conservación de los alimentos como medio para prevenir tiempos de escasez ha sido una de las preocupaciones de la humanidad. Para conseguir aumentar la despensa, la experiencia había demostrado, a lo largo de la historia, que existían muy pocos sistemas fiables. Sólo el ahumado, las técnicas de salazón y salmueras, el escabeche, y el aceite, podían generar medios que mantuvieran los alimentos en buen estado.

El objetivo de esta asignatura es que el educando conozca los factores que determinan la descomposición de alimentos así como la forma de control. Que elabore diagramas de flujo con condiciones de operación y tipo de equipo empleado en las diferentes técnicas de conservación de alimentos.

Esta guía tiene como objetivo presentar información, ejercicios, prácticas y proyectos que permitan al educando alcanzar el objetivo de la asignatura, obteniendo como resultado un aprendizaje que pueda ser aplicado en asignaturas posteriores y en el desempeño de las actividades del campo laboral.

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CAPITULO 1PRINCIPIOS APLICABLES A LA

CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS

INTRODUCCIÓN

El propósito de esta unidad es que el educando conozca los factores que causan deterioro en los alimentos frescos y procesados. Una vez que identifique estos factores el educando conocerá los principios generales de los métodos de conservación y tendrá una visión sobre la aplicación de éstos para mantener las características nutritivas y sensoriales de los alimentos.En el desarrollo de este tema se realizarán prácticas en las que los educandos identifican el factor de deterioro en ciertos productos alimenticios, también aplicarán dos de los métodos de conservación usados en la industria de alimentos.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE1. Reconocer los métodos para controlar la descomposición de alimentos. 1.1. Definir ciencia y conservación de alimentos. 1.2. Listar los factores de descomposición de los alimentos. 1.3. Describir en forma general los principios aplicables a la conservación de alimentos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)1.1.1. Registrar los conceptos de ciencia y conservación de alimentos.1.2.1. Relacionar los factores de descomposición de alimentos con el deterioro producido en éstos.1.3.1 Reconocer los principios aplicables a la conservación de alimentos.

EVIDENCIA FINAL – ACTIVIDADPráctica 1. Agentes de la descomposición de alimentos.Práctica 2. Métodos de conservación de alimentos I. Elaboración de aceitunas en Salmuera.Práctica 3. Métodos de Conservación de alimentos II. Atmósferas Controladas.

Objetivo de Aprendizaje:Reconocer los métodos para controlar la descomposición de alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Definir ciencia y conservación de alimentos.

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Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor indicará a los alumnos la definición de ciencia y conservación de alimentos.Ciencia y Conservación de AlimentosIMPORTANCIA DE LA CIENCIA DE LOS ALIMENTOS

Ciencia de la leche Ciencia de la carne Química de cereales Cosechas vegetales Horticultura Microbiología de alimentos

Áreas de estudio de la Conservación de Alimentos Producción de materias primas alimenticias Manejo Procesamiento Distribución Comercialización Consumo final

“Conservación de alimentos”“Propiedades de los materiales alimentarios y su relación al procesamiento y a la sanidad”

Criterio de Aprendizaje:Listar los factores de descomposición de los alimentos.

Didáctica de Enseñanza:Di. El Profesor mencionará algunos de los factores de descomposición de los alimentos. Los educandos participarán indicando otros factores así como el principal deterioro que causan al alimento. Está información se complementará con la realización de la Pa1.

Factores de Descomposición de alimentosLa descomposición de los alimentos comienza desde el momento de ser cosechado, es progresiva y en ocasiones lenta. La temperatura, el aire, la luz, el oxígeno y la humedad son factores que intervienen en la descomposición de los alimentos, aunado a esto los nutrientes propios del alimento como son los carbohidratos, los aceites y la humedad propia del alimento.Estos factores no trabajan aisladamente. Las bacterias, los insectos y la luz pueden actuar simultáneamente para descomponer los alimentos desde la recolección hasta el almacenamiento. La humedad y el aire (O2), contribuyen en la proliferación de los microorganismos y las bacterias. La transformación y conservación de los alimentos es una alternativa para prevenir su descomposición.Los insectos y roedores son destructivos en los granos y cereales primordialmente, no dejando de lado las frutas y hortalizas. En los granos se controlan por medio de una fumigación con productos químicos. El frío no controlado en frutas y hortalizas provoca quebrantamientos, sin embargo la congelación debidamente controlada no causa estos defectos.

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Las propiedades organolépticas se ven afectadas por la descomposición del alimento notándose un cambio en el color, olor, textura, sabor y apariencia física, sumándose la pérdida de las propiedades nutricionales del alimento.La acción de las enzimas determina el oscurecimiento de frutos y hortalizas que adquieren un color castaño cuando quedan expuestas al aire y la transformación de la pectina en ácido péctico en la fruta demasiado madura es provocada también por las enzimas presentes de forma natural en el alimento. La descomposición de los alimentos grasos se debe a la acción de las enzimas lipasas, fosfolipasas y lipoxidasas.Entre las causas principales de la descomposición de alimentos se incluyen las siguientes: 1) el crecimiento y la actividad de microorganismos, especialmente bacterias, levaduras y mohos; 2) la actividad de las enzimas naturales de los alimentos; 3) los insectos, parásitos y roedores; 4) la temperatura, tanto alta como baja; 5) la humedad y sequedad; 6) el aire y, más particularmente, el oxígeno; 7) la luz; y 8) el tiempo. Estos factores no trabajan aisladamente. Las bacterias, los insectos y la luz, por ejemplo pueden actuar simultáneamente para descomponer los alimentos en el campo o en la bodega. Asimismo, factores como el calor, la humedad y el aire pueden influir en la proliferación y actividad de las bacterias, lo mismo en la actividad química de las enzimas naturales de los alimentos. Existen miles de géneros y especies de microorganismos, no todos ellos provocan la descomposición de los alimentos y muchos tipos se emplean para su conservación. Los microorganismos capaces de descomponer los alimentos se encuentran en todas partes: en el suelo, el agua y el aire, en la piel del ganado y las plumas de las aves, en el interior de los intestinos y todas las demás cavidades del cuerpo animal. Las bacterias son el grupo de microorganismos quizá más importante en la descomposición de los alimentos elaborados. Las bacterias se clasifican, en parte, por el modo en que se desdoblan y utilizan los elementos nutricios. Las levaduras son algo más grandes, la mayoría de las levaduras tienen formas esféricas o elipsoidales. Los mohos son más grandes aun y de estructura más compleja, crecen en forma de redes de fibras entrelazadas llamadas micelios. Las bacterias, levaduras y los mohos atacan prácticamente a todos los componentes de los alimentos; algunos fermentan los azúcares e hidrolizan los almidones y la celulosa. Además éstos prosperan en condiciones calurosas y húmedas. El factor más importante es la tremenda velocidad con que las bacterias y otros microorganismos pueden multiplicarse.Como los microorganismos poseen enzimas que fermentan, vuelven rancios y pudren a los alimentos, las plantas y los animales sanos y libres de infección. La actividad enzimática a menudo se intensifica después de la cosecha y el sacrificio. Esto se debe a que las reacciones enzimáticas son controladas y equilibradas con mucha precisión en la planta o el animal que vive y funciona normalmente, pero este equilibrio se pierde cuando el animal es sacrificado o la planta retirada del campo. A menos que estas enzimas sean inactivadas por el calor, sustancias químicas, la radiación o algún otro medio, siguen catalizando reacciones. Los insectos son especialmente destructivos en los granos de cereales, las frutas y las hortalizas. Las materias alimenticias almacenadas son particularmente vulnerables a los ataques de roedores comensales. No es ninguna coincidencia que algunas de las poblaciones más densas de ratas y ratones y las pérdidas económicas más elevadas debidas a roedores que se han registrado hayan tenido lugar en almacenes y bodegas. También son responsables de gran parte de la suciedad ( de deyecciones, pelos y orina) que se encuentran en materias alimenticias, estos contaminantes son difíciles de separar a un costo económico, y pueden dar por resultado y rechazo absoluto del alimento para el consumo humano, su pérdida total o

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relegación a materias para piensos de animales. Tanto los ratones como las ratas roen materiales no comestibles, inclusive alambres eléctricos; por lo tanto, su presencia en bodegas y almacenes puede constituir un peligro constante de incendio. La humedad que aparece en la superficie de los productos como resultado de leves cambios en la humedad relativa puede constituir una causa principal de la formación de costras y terrones, como también de defectos superficiales incluyendo manchas, cristalización y glutinosidad. La cantidad más pequeña de condensación en la superficie de un alimento puede convertirse en una auténtica alberca para la proliferación de bacterias o el desarrollo de mohos.Además de los efectos destructores que pueden ejercer al aire y el oxígeno en las vitaminas, los colores, los sabores, y otros componentes de los alimentos, el oxígeno es esencial al crecimiento de los mohos. Todos los mohos son aerobios y por eso se les encuentra desarrollándose en la superficie de los alimentos u otras sustancias o dentro de las grietas de estos materiales. La luz destruye algunas vitaminas, particularmente la riboflavina, vitamina A y vitamina C, la luz puede deteriorar muchos colores en los alimentos. Dentro de las diversas radiaciones que componen la luz solar, únicamente las de la parte ultravioleta del espectro son altamente bactericidas y fungicidas. La luz visible posiblemente sea débilmente bactericida y es innegable que la mayoría de los microorganismos crecen mejor en la oscuridad, pero las radiaciones infrarrojas de gran longitud de onda surten muy pocos efectos directos. El desarrollo de microorganismos, la acción de las enzimas de los alimentos, la destrucción por insectos, los efectos del calor, el frío, la humedad, el oxígeno y la luz, todos estos progresan con el tiempo. Cuanto mayor sea el tiempo, mayores serán las influencias destructoras, pero no se puede negar que algunos alimentos sean mejorados por el transcurso del tiempo. Pero para la gran mayoría de los alimentos el tiempo es un enemigo y nada puede sustituir a la frescura.

Resumen de los Factores de Descomposición de Alimentos1. CRECIMIENTO Y ACTIVIDAD DE M.O.´S. ( BACTERIAS, LEVADURAS Y

MOHOS). No todos provocan descomposición , algunos son utilizados para conservación ( ácido láctico), otros se utilizan en la producción de alcohol. Sin embargo, la proliferación de los m.o.´s en los alimentos es generalmente la causa principal de la descomposición de éstos.

2. ENZIMAS NATURALES DE LOS ALIMENTOS. Las plantas y los alimentos sanos y libres de infección, que se emplean como alimento, tienen sus propias enzimas cuya actividad en gran parte, sobrevive a la recolección y sacrificio. A menos que éstas enzimas sean inactivadas por el calor, sustancias químicas, la radiación o algún otro medio, siguen catalizando reacciones químicas en los alimentos.

3. INSECTOS, PARÁSITOS Y ROEDORES. Los insectos son especialmente destructivos en los granos de cereales, las frutas y las hortalizas, tanto en el campo como durante el almacenamiento, En cuanto a parásitos se puede mencionar a la triquinosis que entra al puerco que come desperdicios alimenticios sin cocer.

4. CALOR Y FRÍO. El frío y el calor no controlados pueden causar el deterioro de los alimentos. 10-38°C, arriba de 10°C, arriba 2 por reacciones químicas.

Congelación Descongelación : Produce quebramientos en los

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Vegetales.5. HUMEDAD Y SEQUEDAD. La humedad que aparece en la superficie de los

productos como resultado de leves cambios en la humedad relativa puede construir una causa principal de la formación de costras y terrones, manchas, cristalización y glutinosidad.

6. AIRE Y OXÍGENO. El aire y oxígeno tiene efecto destructor sobre vitaminas, colores y sabores. El oxígeno es esencial para el crecimiento de lo alimentos.

7. LUZ. La luz destruye algunas vitaminas ( riboflavina, vitamina A y C) y deteriora muchos colores en los alimentos.

8. TIEMPO. Después de la recolección, sacrificio o la fabricación de un alimento hay un periodo en que su calidad está al máximo , pero éste es sólo un período transitorio.

Criterio de Aprendizaje:Describir en forma general los principios aplicables a la conservación de alimentos.

Didáctica de Enseñanza:Di. El Profesor solicitará a los educandos que indiquen los métodos más comunes de conservación de alimentos. Los educandos participarán mostrará a los educandos diversos reactivos en el laboratorio, indicando la información que contiene la etiqueta de los mismos.

Principios Aplicables a la Conservación de AlimentosPor su composición química, los alimentos son muy susceptibles a la descomposición provocada por actividad microbiana o enzimática. Los elevados contenidos de humedad y carbohidratos en muchos de ellos los hace todavía más vulnerables al ataque de los agentes de la descomposición cómo luz, temperatura, aire, microorganismos, humedad del aire entre otros.La conservación de alimentos son métodos de tratamiento que tratan de prolongar el tiempo de duración del alimento, de tal forma que mantengan en grado aceptable su calidad, incluyendo color, sabor y aroma, así como evitar la pérdida de nutrientes (como vitaminas y proteínas). Hay métodos muy variables que proporcionan un amplio margen de tiempo de conservación que incluyen desde los de corta duración cuando se trata de métodos domésticos de cocción y refrigeración, hasta el enlatado, congelación y deshidratación que permiten ampliar la vida del producto por varios años. El envasado determina en gran medida las posibilidades dentro de las técnicas de conservación.Los métodos de conservación en alimentos se basan en eliminar o reducir las condiciones para que el agente de la descomposición se presente, así la adición de un ácido y las altas temperaturas ocasionan la eliminación de microorganismos ó el uso de un envase color ámbar protege contra la acción de la luz a los alimentos susceptibles a descomponerse por este factor.La finalidad de estos principios es la inactivación o control de los m.o.´s que son la causa principal de la descomposición.

Calor: la mayoría de las bacterias, levaduras y mohos crecen mejor en temperaturas entre 16 y 38°C.Termófilos 65-83°CMayoría bacterias mueren 83-93°C

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Esterilización ------ calor húmedo 120°C, tiempo 15 min. El alimento puede ser guardado en su envase durante un año o más.Contenido de ácido 93°C 15 minPasteurización ----- 63°C. 30 min.

Frío: bacterias psicrófilas crecen hasta 0°C.< 10°C crecimiento lento-10°C congelación ----- cesa la multiplicación de m.o.´sLa disminución de la actividad microbiana con el descenso de la temperatura es la base de la conservación por refrigeración y congelación.HR. mayor produce una mayor población m.o.´s

Ácido: Si está suficientemente concentrado, el ácido desnaturaliza las proteínas bacterianas al igual que las del alimento, de manera que los m.o.´s son sensibles al ácido.Fermentación bajo control --- El ácido producido por un tipo de organismo durante la fermentación a menudo inhibe la proliferación de otro tipo de microorganismos.El grado da acidez tolerable en los alimentos, desde el punto de vista del sabor, nunca es suficiente en sí para asegurar la esterilidad de los alimentos.

Azúcar y sal: Las bacterias, levaduras y mohos están cubiertos por membranas celulares. Cuando las bacterias, levaduras y mohos se colocan en un almíbar o salmuera, el agua en sus células sale por la membrana y entra al almíbar o la sal muera ----- OSMOSIS.m.o.´s almíbar o salmuera

80% agua 40-30% aguaEquilibrio deshidratación parcial PLASMÓLISISPLASMÓLISIS: colocar microorganismos en agua destilada, levaduras y mohos más resistentes que bacterias.

Humo: La acción preservativa deriva generalmente de una combinación de factores. El humo contiene sustancias químicas preservativas, tales como pequeñas cantidades de formaldehído y otros materiales que provienen de la quema de madera. El humo está generalmente acompañado por el calor que ayuda a matar microorganismos. Este calor tiende a secar hasta cierto punto el alimento, lo cual contribuye más a su conservación.

Aire: A fin de controlar los organismo generadores de la descomposición, eliminamos aire en los organismos que lo requieren, para los que no lo toleran lo suministramos.

Productos químicos: Muchos productos químicos pueden destruir los microorganismos retener su crecimiento, pero no se permite el uso de la mayoría de estos alimentos.Aditivos GRAS “ Generally recognozided as safe”

Radiaciones: Los microorganismos pueden ser inactivados en grado variable por diferentes clases de radiaciones. Rayos X, ,microondas, radiación UV.Las dosis requeridas para esterilizar completamente la mayoría de los alimentos e inactivar sus enzimas naturales son generalmente excesivas, o por lo menos están en el límite, desde el punto de vista de calidad, todos pueden originar defectos de sabor, color, textura o nutrición en una amplia variedad de productos alimenticios.

Control de enzimas y otros factores: Los m.o.´s se controlan por medio de calor, frío, deshidratación, ciertos productos químicos y radiaciones y estos son también los

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principales medios empleos para controlar e inactivar los tipos dañinos de enzimas naturales de los alimentos.Para controlar otros factores, se emplea un tipo de envase que proporcione buena protección.

Atmósferas ControladasEn México existe un alto potencial en la actividad hortofrutícola (frutas, hortalizas y ornamentales) cuyos problemas de cosecha, acondicionamiento, acopio, almacenamiento, comercialización y distribución la han limitado considerablemente por tratarse de productos perecederos.La frigoconservación es y ha sido la forma más eficaz para manejar los productos hortofrutícolas en estado fresco, siendo las atmósferas controladas (A.C.) uno de sus principales coadyuvantes.En la antigüedad fueron los chinos los primeros en utilizar las atmósferas modificadas en la conservación de litchis que envasaban en vasijas de barro cerradas herméticamente. Alrededor de 1819-1820 Jackes Berard y Nyce en Cleaveland, E.U.A., hicieron las primeras observaciones y trabajos científicos sobre los efectos de las atmósferas modificadas sobre la maduración de frutas. Kidd y West en 1927 establecieron las primeras bases sólidas de esta tecnología en su publicación: “Gas storage of fruit” . A partir de entonces en los países desarrollados ha habido estudios que han generado todo un desarrollo tecnológico y una infraestructura de almacenamiento muy amplia, sin embargo, la tecnología de las A.C. es relativamente nueva en México, su aplicación a nivel comercial se limita exclusivamente a la conservación de manzana en solo dos regiones productoras y no se ha expandido como en otros países , debido, quizás , a la falta de información técnica en cuanto a los principios fisiológicos que operan, producción y manejo del equipo, así como el desconocimiento de las variables que deben controlarse.Las atmósferas controladas y modificadas (A.C y A.M), actúan como coadyuvante de la refrigeración; técnicamente implican la adición y sustracción de ciertos componentes gaseosos, que dan como resultado una cámara cuya atmósfera contiene una composición diferente a la normal, la cual se mantiene a los niveles requeridos.A diferencia de las A. C., en las atmósferas modificadas no se busca tener un control rigurosos de la composición gaseosa.Es necesario, hacer hincapié en que el manejo de un almacén con A.C. debe estar guiado por un amplio conocimiento y dominio de los principios fisiológicos de la maduración y senecencia de los productos perecederos que se manejan.Cualquier producto hortofrutícola es un ser viviente, cuyas manifestaciones vitales no se interrumpen al cosecharlo. Las frutas, hortalizas y ornamentales son estructuras vegetales integradas por órganos, tejidos y células donde ocurren procesos fisiológicos catalizados por enzimas. Los cambios que se experimentan durante la maduración son el resultado de todos procesos. La maduración implican una serie de cambios físicos y químicos irreversibles, que hacen que el producto adquiera una apariencia, sabor y texturas especiales, que lo hacen apto para su consumo.Los cambios más evidentes en el producto son referentes primeramente al color, debido a un proceso degradativo de la clorofila o a la síntesis de carotenos o antocianinas, o bien a un

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proceso simultáneo de degradación y síntesis. En cuanto a los cambios que se presentan en la textura del fruto; son resultado de la despolimerización y desesterificación de pectinas, ó a la hidrólisis de almidones, o bien la síntesis de lignina. Por lo que toca al sabor, el incremento de azucares simples y disminución de ácidos orgánicos y polifenoles son los responsables.En el proceso madurativo ocurren reacciones de biodegradación (catabolismo) y de biosíntesis (anabólicas). Algunos autores lo consideran como el preámbulo de la senecencia y muerte del producto (son productos perecederos), en donde los procesos anabólicos (de síntesis) ceden ante los procesos catabólicos (degradativos) llevando al envejecimiento y finalmente a la muerte de los tejidos.Todos estos cambios se disparan en forma irreversible por la acción de una hormona endógena que es el etileno, ocurriendo esto en todas las células; estos cambios implican demanda de energía y consumo de reservas a través del metabolismo oxidante (respiración). Cualquier fruto de hecho todo ser vivo demanda energía la cual emplea para:a) llevar a cabo todas las reacciones que mantienen la organización celular.b) para transportar metabolitos por los tejidos.c) para mantener la permeabilidad selectiva de las membranas subcelulares.En órganos, tejidos y células vegetales, la respiración puede ocurrir en presencia de oxigeno (respiración aerobia) o en ausencia (respiración anaerobia o fermentación). La respiración aerobia es la principal abastecedora de energía, siendo un proceso esencialmente inverso a la fotosíntesis :

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 673 kcal/mol

Desde luego que en este proceso intervienen, aunque en otros sitios dentro de la célula, algunos eventos importantes como: la glicólisis, ciclo de Krebs, fosforilación oxidativa y cadena transportadora de electrones.

Observando la ecuación de la respiración de arriba, resulta obvio que la presencia de oxigeno favorece el proceso de respiración (del izquierda a derecha), y en cambio el CO2 la desfavorece. La composición de estos gases en la atmósfera de almacenamiento puede afectar la vida de los productos. Una alteración o modificación de las concentraciones de los gases respiratorios, oxigeno y bióxido de carbono, puede extender la vida de almacenamiento. La disminución respiratoria no es el único efecto de las A. C., el bajar de concentración de oxigeno limita la síntesis autocatalítica de etileno en su última etapa (ACC C2 H4) por otro lado, el aumento de CO2 implica mayor oportunidad de este gas en su competencia por el sitio activo del etileno en los complejos activos de la maduración.Todo anterior en conjunto hace difícil de alcanzar la concentración umbral de etileno necesaria para desencadenar el proceso madurativo en forma irreversible.Por otro lado, con poco oxigeno se dificulta la degradación completa de la clorofila, en virtud de que se afecta el proceso de óxido-reducción de feofitinas y/o clorofilinas También cabe mencionar que las elevadas concentraciones de CO2 y/o bajas de O2, ejercen efectos de fungicidas, lo cual significa poder usar humedades relativas mayores en las cuartos de almacenamiento sin el peligro de pudriciones y con todo esto reducir las pérdidas fisiológicas de peso y los problemas de marchitamiento de los productos.En resumen al hablar de A.C. o A. M. la idea es mantener los frutos (refrigerados de preferencia ) en un ambiente diferente al normal, esencialmente con una mejor concentración

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de oxigeno y mayor de CO2 y N2 para reducir su metabolismo y deterioro pero sin causar daños de consecuencia al producto.Si durante el uso de A.M. o A.C. se pasan ligeramente los límites de tolerancia, se puede provocar un aumento de la susceptibilidad a ciertas fisiopatías, dependiendo del tipo de producto y de las temperaturas y condiciones del almacén.Otros problemas que se pueden acentuar son la maduración irregular, el desarrollo de sabores y aromas desagradables y hasta aumentar la susceptibilidad al ataque de microorganismos.De hecho al bajarse la concentración de oxígeno por debajo del punto crítico se manifiesta la respiración anaerobia (efecto Pasteur), con lo cual se desvía el metabolismo hacia la producción de acetaldehídos y etanol, desarrollándose aromas indeseables, lo cual implica células muertas o dañadas, oxidación de fenoles y obscurecimiento de tejidos. Además las altas concentraciones de CO2 activan las enzimas málicas que son las responsables de la degradación del ácido málico hasta CO2, etanol y ácido láctico.

Si los alimentos deben guardarse por un corto tiempo, solamente conviene seguir dos reglas muy sencillas:

1. Mantenga el alimento vivo el mayor tiempo posible2. Si hay que matar el alimento, limpio, cúbralo y enfríelo.

Evidencia Final:Pa1. Agentes de descomposición de alimentos.

Práctica 1. Agentes de descomposición de alimentos.Instrucciones: Evaluar diferentes alimentos en estado de descomposición.Elaborar un listado de los agentes de la descomposición.Explicar la presencia del agente de la descomposición.

REACTIVOS, MATERIALES Y EQUIPOMicroscopio Porta y cobre objetosEspátulaCajas petriDiversos alimentos en estado de descomposición que se señalan en la tabla 1.

METODOLOGÍA1. Observar visualmente los alimentos y describir su apariencia física, hasta donde sea posible evaluar sensorialmente . 2. Observar en el microscopio cada uno de los alimentos en estado de descomposición e identificar el agente causal.3. Hacer un listado comparando las diferencias encontradas entre los diferentes alimentos y

listar los agentes de la descomposición.

RESULTADOS1. Reportar en el la tabla 1 los efectos causados por los microorganismos, insectos, roedores, temperatura, humedad, aire y luz, según sea el caso para cada alimento y describir el daño.

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2. Reportar en el tabla 2 las propiedades organolépticas deterioradas en el alimento, y explicar su causa.3. Identificar al agente de la descomposición.4. Realizar esquemas de lo observados.

TABLA 1. Análisis de alimentos en estado de descomposición.ALIMENTO DESCRIPCIÓN AGENTE DE LA DESCOMPOSICIÓNFruta.Cereal.Hortaliza.Huevo.Carne Fresca.Leche

Productos Lácteos.

TABLA 2. Cambios de los alimentos en estado de descomposición.ALIMENTO PROPIEDADES DETERIORADAS RIESGOS A LA SALUDFruta.Cereal.Hortaliza.Huevo.Carne Fresca.Hortaliza LecheProductos Lácteos.

Aceite Vegetal.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. ¿Por qué se presentó el agente de descomposición?

Por las condiciones a las que estuvo expuesto el alimento y por la falta de aplicación de métodos de conservación.

2. Sugiera los métodos necesarios para evitar la descomposición.Aplicación de frió, calor, ácido, deshidratación, eliminación de oxigeno, azúcar, sal, aditivos, etc.

3. ¿Cuál es el impacto económico que se puede tener en el mal manejo del control de plagas y microorganismos en los alimentos?Puede haber grandes perdidas del alimento, ya que las plagas y microorganismos dañan a este y si no se controla el daño cada vez es mayor.

4. ¿En los tipos de alimentos cuáles son los más susceptibles a la descomposición ?. Por qué?

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Los de mayor contenido de humedad como por ejemplo frutas y hortalizas ya que si no se controlan las condiciones que son desfavorables a estas es muy rápida su descomposición.

5. ¿De los factores que alteran a los alimentos cuáles son los que perjudican a las frutas y hortalizas?.Hongos, levaduras, oxigeno.

6. ¿Por qué las oleaginosas se ven alteradas por la presencia de luz y oxígeno?Por que este tipo de alimentos contiene ácidos grasos que son fáciles de reaccionar u oxidarse con la presencia o la exposición a la luz y oxigeno.

Evidencia Final:Pa2. Métodos de conservación de alimentos I: Conservación de aceitunas en salmuera.

Práctica 2. Métodos de conservación de alimentos I: Conservación de aceitunas en salmuera.Instrucciones: Aplicar la conservación en la aceituna en función de los principios de preservación. Explicar las causas por las que se descompone un alimento.Explicar los agentes de la descomposición que se presentan en el producto en cuestión.

REACTIVOS, MATERIALES Y EQUIPOMicroscopio Porta y cobre objetosEspátulaCajas petriDiversos alimentos en estado de descomposición que se señalan en la tabla 1.

METODOLOGÍA1. Observar visualmente los alimentos y describir su apariencia física, hasta donde sea posible evaluar sensorialmente . 2. Observar en el microscopio cada uno de los alimentos en estado de descomposición e identificar el agente causal.4. Hacer un listado comparando las diferencias encontradas entre los diferentes alimentos y

listar los agentes de la descomposición.

RESULTADOS1. Reportar en el la tabla 1 los efectos causados por los microorganismos, insectos, roedores, temperatura, humedad, aire y luz, según sea el caso para cada alimento y describir el daño.2. Reportar en el tabla 2 las propiedades organolépticas deterioradas en el alimento, y explicar su causa.3. Identificar al agente de la descomposición.4. Realizar esquemas de lo observados.TABLA 1. Análisis de alimentos en estado de descomposición.ALIMENTO DESCRIPCIÓN AGENTE DE LA DESCOMPOSICIÓNFruta.Cereal.Hortaliza.Huevo.

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Carne Fresca.Leche

Productos Lácteos.

TABLA 2. Cambios de los alimentos en estado de descomposición.ALIMENTO PROPIEDADES DETERIORADAS RIESGOS A LA SALUDFruta.Cereal.Hortaliza.Huevo.Carne Fresca.Hortaliza LecheProductos Lácteos.

Aceite Vegetal.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1 ¿ Cómo afecta el grado de madurez de la fruta en el tiempo de penetración de la lejía?Al estar mas maduros los tejidos son un poco o son mas suaves por lo tanto es mas facil que la lejía penetre.2 ¿ Qué efecto tiene la aireación en el color en la elaboración de aceitunas maduras en salmuera y a que se debe?El color se acentúa o uniformiza debido a que hay contacto con el aire.3 ¿ Cómo afecta el tiempo de lavado en la calidad final del producto?Si el tiempo de lavado es muy prolongado, el reblandecimiento de los tejidos es mayor y la lejía penetra con mas facilidad, pero la textura también se modifica.4.¿ Existen diferencias marcadas entre el producto final y el elaborado por Ud.? ¿Cuáles son y por qué?Si, por que los productos que están en el mercado ya tienen un proceso estandarizado y aquí solo se hizo una prueba. Las diferencias son en cuanto a la textura, sabor, etc.5. ¿Por qué es inestable la aceituna a la que no se aplica ningún tratamiento?Por que hay la presencia de enzimas (catalasas, peroxiodasas) que con la acción del oxigeno hay una oxidación y otro factor es el tiempo.6. Discuta otras observaciones de su interés.

Evidencia Final:Pa3. Métodos de conservación de alimentos II: Atmósferas controladas.

Práctica 3. Métodos de conservación de alimentos II: Atmósferas controladas.Instrucciones: Explicar los principios y los aspectos tecnológicos de las Atmósferas controladas.

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Aplicar las Atmósferas Controladas como técnica de conservación de productos en seco.

MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOCámara de CO2 .Charolas planas.CO2 grado médico o grado industrial 99.5% de pureza.Frutas: Mango, plátano, limón, guayaba, aguacate (dos de cada una).

METODOLOGÍALavar y desinfectar la cámara de CO2 y las frutas.Calcular el flujo de CO2 y O2 para tener la concentración recomendada de acuerdo a la tabla 1, o revisar el manual de operación de la cámara.

TABLA 1. Condiciones de A.C recomendadas para diferentes frutas.PRODUCTOS. RANGO DE TEMPERATURA (°C) O2 (%). CO2 BENEFICIO +

Manzana 0-5 2-3 1-2 AChabacano 0-5 2-3 2-3 CCereza 0-5 3-10 10-12 BHigos 0-5 5 15 BKiwi 0-5 2 5 ANectarina 0-5 1-2 5 ADurazno 0-5 1-2 5 BPera 0-5 2-3 0-1 ACiruela 0-5 1-2 0-5 BFresa 0-5 10 15-20 ANueces y frutas secas.

0-25 0-1 0-100 A

Aguacate 5-13 2-5 3-10 BPlátano 12-15 2-5 2-5 AToronja 10-15 3-10 5-10 CLimón 10-15 5 0-5 BLima 10-15 5 0-10 BOlivo 8-12 2-5 5-10 CNaranja 5-10 10 5 CMango 10-15 5 5 CPapaya 10-15 5 10 CPiña 10-15 5 10 C

+ A= Excelente, B = Bueno, C= Regular.Fuente: Corrales, 1986.

Introducir las frutas a las cámaras de CO2 .Ajustar los controles de flujo para las concentraciones deseadas de CO2 y O2.

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Poner durante ocho días y revisar periódicamente.Dejar una fruta de cada tipo en atmósfera normal que servirá como testigo.

RESULTADOSLlenar y explicar el contenido de la tabla 2.TABLA 2. Evaluación de productos sometidos en A.C.

PRODUCTOProducto 1 A.CTestigo Prod. 1Producto 2. A.CTestigo Prod.1Producto n A.CTestigo Prod. n.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. ¿ Por que las atmósferas controladas prolongan la vida del producto ?

Por que al modificar la concentración de gases en la atmósfera de almacenamiento (oxígeno y bióxido de carbono), se retardan las reacciones de maduración (disminución de respiración).

2. ¿ En que casos se recomienda el empleo de las A.C?Cuando se busca extender el tiempo de almacenamiento de productos hortofrutícolas en estado fresco.

3. ¿ Cómo afecta la concentración de CO2 en la calidad final del producto?Si se aumenta mucho la concentración de CO2 y se diminuye la de oxígeno se puede manifestar la respiración anaerobia, y el metabolismo se se desvía hacia la producción de acetaldehído y etanol, desarrollándose aromas indeseables, muerte o daño de células, oxidación de fenoles y oscurecimiento de tejidos.

4. ¿ Por que cada producto tiene una concentración diferente de CO2?Porque cada producto tiene un metabolismo y madurez diferente.

5. Mencione ejemplos de productos en los cuales se utilicen las atmósferas controladas.Manzana, plátano, durazno, pera, ciruela.

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Evaluación Final: Entregar reporte de Pa1, Pa2 y Pa3.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NODiagrama de bloques: de la práctica: Indicando cada una de las etapas y las variables más importantes en la determinación.Resultados y Cálculos: Presentar los resultados más relevantes de la práctica. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas empleadas.Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Cuestionario: Se debe resolver completamente cada una de las preguntas expuestas en éste.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

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CAPITULO 2OPERACIONES PREVIAS A LA

CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS

INTRODUCCIÓN

Esta unidad tienen como objetivo que el educando identifique las operaciones previas a la conservación de alimentos, conociendo lo que se debe hacer con la materia prima cuando se recibe en la industria de alimentos, las etapas de preparación y los tratamientos que se deben dar a ésta antes de entrar a procesado, teniendo mayor énfasis en los factores que influyen en las operaciones de mondado y escaldado. Identificará los equipos en cada una de estas operaciones previas.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE1. Identificar las etapas principales del envasado de alimentos. 1.1. Indicar las etapas y equipos usados en el envasado de alimentos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)1.1.1. Listar las etapas del proceso y equipos usados en el envasado de alimentos.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE2. Reconocer las operaciones previas a la conservación de alimentos.

2.1. Explicar las operaciones generales previas a la conservación de alimentos y su distribución en planta.

2.2. Explicar la operación de mondado y sus métodos de aplicación. 2.3. Explicar la operación de escaldado y sus métodos de aplicación.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)2.1.1. Discutir las operaciones que deben realizarse antes de la conservación de alimentos.

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2.2.1. Reconocer los diferentes métodos de mondado y la aplicación de cada uno de éstos.

2.3.1. Reconocer los objetivos de la operación de escaldado.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE 3. Identificar los diferentes materiales y características de los envases usados en alimentos.

3.1. Indicar los materiales y características de los envases de alimentos, así como su uso específico.

3.2. Indicar los equipos usados en el envasado de alimentos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)3.1.1. Relacionar el material y características del envase con su uso en alimentos.3.2.1. Reconocer los equipos para el envasado de alimentos.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE 4. Expresar la importancia de la extracción de aire en el envasado de alimentos.

4.1. Describir la operación de extracción de aire y su importancia en el envasado de alimentos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)4.1.1. Reconocer el objetivo de la extracción de aire en el envasado de alimentos.

EVIDENCIA PARCIAL – ACTIVIDADTa1. Cuestionario sobre escaldado.

EVIDENCIA FINAL – ACTIVIDADPa 4. Distribución de equipos de operaciones previas a la conservación de alimentos.Pa 5. MondadoPa 6. EscaldePa 7. Identificación de Polímeros usados en empaques de alimentos.Pa 8. Evaluación del cierre hermético y algunas determinaciones del contenido.

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Objetivo de Aprendizaje:Identificar las etapas principales del envasado de alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Indicar las etapas y equipos usados en el envasado de alimentos.

Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor indicará a los educandos las etapas y equipos empleados en el envasado de alimentos.

Envasado de AlimentosLos envases y las tapas se suministran “comercialmente limpios”. Los envases metálicos y los de vidrio se lavan mediante duchas de agua caliente o con cepillos rotatorios. Luego se les transporta boca abajo, para que escurran, y permanecen invertidos hasta su uso, a fin de limitar la recontaminación. Todas las maquinas llenadoras deben: Asegurar un llenado exacto, Evitar verter el contenido, incluso a la máxima velocidad de llenado, Incluir un mecanismo de seguridad, para impedir el paso al producto, si no hay un envase que llenar, Ser flexibles, para poder utilizar diferentes tamaños de envase y distintas velocidades de llenado, y Estar diseñadas de manera que permitan mantenerlas en condiciones sanitarias adecuadas.

Entre los componentes líquidos de los productos alimenticios tratados térmicamente se encuentran las salmueras y jarabes. Éstos poseen las siguientes características deseables: Mejoran la transmisión de los alimentos en cuyo relleno participan, Contribuyen a conservar el alimento, porque son osmóticamente activos, Como desplazan el aire de los sólidos o las pastas, facilitan la transmisión de calor y reducen la fatiga debida a la presión de los envases durante el procesado, Mejoran el sabor y la aceptación, Proporcionan un medio adecuado para incorporar pequeñas cantidades de ingredientes, como colorantes y aromatizantes, En algunos alimentos (como las manzanas, peras, patatas, etc.), los jarabes y salmueras inhiben el pardeamiento.

Los ingredientes viscosos, como las pastas de pescado, la carne, los purés, etc., plantean problemas de llenado porque tienden a arrastrar aire al interior del envase, reduciendo la velocidad de transmisión de calor al alimento y provocando un llenado no uniforme.Los ingredientes sólidos de naturaleza delicada, como las fresas o las rodajas de remolacha, o aquellos otros (como. los espárragos) en los que la orientación afecta a la transmisión de calor, se envasan manualmente

Objetivo de Aprendizaje:Reconocer las operaciones previas a la conservación de alimentos.

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Criterio de Aprendizaje:Explicar las operaciones generales previas a la conservación de alimentos.

Didáctica de Enseñanza:Di. El Profesor mencionará algunas operaciones previas a la conservación de los alimentos, solicitando a los educandos que participen. Se integrará la información y el profesor explicará y hará un resumen.

Operaciones Previas a la Conservación de AlimentosEl procesamiento de los alimentos es la selección y combinación de operaciones unitarias para formar procesos unitarios y procesos totales más complejos.

PRODUCCIÓN DE MATERIA PRIMA. El aspectos esencial a tomar en cuenta en relación con la producción de la materia prima para la obtención de productos de primera calidad es cultivar las variedades más adecuadas bajo condiciones específicas y cosecharlas en un correcto grado de madurez.

Seleccionar cultivos --------- Procesado Seleccionar razas --------- Uso de la carne Seleccionar razas --------- Producción de leche

MANEJO DE MATERIALES. Esto incluye operaciones tan variadas como la cosecha manual y mecánica en el campo, el transporte por camión refrigerado de productos perecederos a través de grandes distancias, el transporte de ganado vivo por carros de ferrocarril y el traslado neumático de la harina desde los carros de ferrocarril hasta las bajos bodega de almacenamiento de la panadería.

Es importante considerar los siguientes aspectos durante estas operaciones: Mantenimiento de condiciones sanitarias. Reducción al mínimo de pérdidas del producto. Mantenimiento de la calidad de las materias primas. Reducción al mínimo del crecimiento bacteriano Regulación de traslados y entregas a fin de reducir al mínimo el tiempo perdido.

LAVADO Y LIMPIEZA. Estas operaciones eliminan suciedad, tierra, bacterias superficiales, mohos y otros contamínate. La limpieza puede ser sencilla como la eliminación de la mugre de las cáscaras del huevo por medio de un cepillo abrasivo o puede ser muy complicada, como lo es la eliminación de m.o.´s. Esto se logra haciendo pasar a través de una membrana micro porosa.

La limpieza puede hacerse por medio de cepillos, aire de alta velocidad, vapor, agua, proceso de vacío de vacío, atracción magnético, etc.

Eviscerado Aspersión ----------- frutas blandas Rotación ----------- frutas más resistentes.

SEPARACIÓN. Esta operación puede consistir en la separación de un sólido de otro sólido. En la separación de un sólido de un líquido ( filtración) o de un líquido de un sólido, como el

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exprimir el jugo de un fruta. Puede tratarse de la separación de un líquido de otro líquido, como el quitar el aceite del agua.

Uno de los métodos más comunes de separación en la industria alimentaria es la clasificación manual de unidades individuales, como frutas y hortalizas.

Foto celda ---------- clasificación en la base al calor.Cribas ---------- clasificación en base al tamaño.

Inspección, selección y clasificación

DESINTEGRACIÓN. Esta abarca una amplia escala de operaciones que se emplean para subdividir grandes masas de alimentos en unidades o partículas más pequeñas.

Puede emplear corte, molienda, trituración. Homogeneización, etc. Corte. Frutas, hortalizas, carne Molienda. Carne molida Homogenización. Leche

Distribución de Equipos de las Operaciones Previas a la Conservación de AlimentosPara planificar la ubicación de las instalaciones es necesario escoger el lugar donde se ubicara una instalación de producción la cual es una de las decisiones más importantes del diseño. El propósito de planificar la ubicación es escoger la capacidad del sistema de tal manera que el total de los costos de la producción y la distribución se reduzcan al mínimo. Tratándose de una instalación nueva o una ampliación, se contraen costos fijos de capital, por concepto de construcción, terreno y equipo, así como costos variables de operaciones ( salarios, impuestos, adquisición de materiales y energía y distribución). La decisión de la ubicación requiere que se equilibren todos estos costos.La planificación de la ubicación de las instalaciones se ve afectada y en ocasiones se complica con los esfuerzos de los gobiernos locales, que quieren convencer a los administradores que se ubican en la jurisdicción de ese gobierno.La planificación de la distribución de la planta implica decisiones en cuanto a la forma en que se arreglará el espacio material de las instalaciones. Al planificar la distribución, las decisiones en cuanto a proceso y equipo se traducen en arreglos materiales para la producción. Se debe proporcionar espacio para : Instalaciones Productivas, como estaciones de trabajo y equipo para manejar materiales.Instalaciones No productivas, como áreas de almacenaje e instalaciones para mantenimiento.Instalaciones de Apoyo, como oficinas sanitarios, salas de espera, cafeterías y estacionamientos.Elección del flujo del proceso: determina como pasaran los materiales y los productos por el sistema. Los diseños de ensamblaje, las gráficas de ensamblados, las láminas de ruta y los cuadros de flujo del proceso se usan para analizar el flujo del proceso. El análisis para llevar a establecer otras secuencias de operaciones, a combinarlas o a suprimirlas para reducir los costos de manejo de materiales y almacenaje. Una buena distribución de planta es aquella que proporciona condiciones de trabajo aceptables y permite la operación más económica, a la vez que mantiene las condiciones óptimas de seguridad y bienestar para los trabajadores.Los objetivos y principios básicos de una distribución de planta son los siguientes:

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Integración total. Consiste en integrar en lo posible todos los factores que afectan la distribución, para obtener una visión de todo el conjunto y la importancia relativa de cada factor.Mínima distancia de recorrido. Al tener una visión general de todo el conjunto, se debe tratar de reducir en lo posible el manejo de materiales, trazando el mejor flujo.Utilización del espacio cúbico. Aunque el espacio es de tres dimensiones, pocas veces se piensa en el espacio vertical. Esta opción es muy útil cuando se tienen espacios reducidos y su utilización deber ser máxima.Seguridad y bienestar para el trabajador. Este debe ser uno de los objetivos principales en toda distribución.Flexibilidad. Se debe obtener una distribución que pueda reajustarse fácilmente a los cambios que exija el medio, para poder cambiar el tipo de proceso de la manera más económica, si fuera necesario.Tipos de proceso y sus característicasCualquiera que sea la manera en que esté hecha una distribución de planta, afecta el manejo de los materiales, la utilización del equipo, los niveles de inventario, la productividad de los trabajadores, e inclusive la comunicación de grupo y la moral de los empleados. El tipo distribución está determinado en gran medida por:El tipo de producto (ya sea un bien o un servicio, el diseño del producto y los estándares de calidad).El tipo de proceso productivo (tecnología empleada y tipo de materiales que se requieren).El volumen de producción ( tipo continuo y alto volumen producido o intermitente y bajo volumen de producción)Existen tres tipos básicos de distribución.Distribución por proceso. Agrupa a las personas y al equipo que realizan funciones similares. Hacen trabajos rutinarios en bajos volúmenes de producción. El trabajo es intermitente y guiado por órdenes de trabajo individuales. Estas son las principales características de la distribución de proceso.Son sistemas flexibles para trabajo rutinario, por lo que son menos vulnerables a los paros. El equipo es poco costoso, pero se requiere mano de obra especializada para manejarlo, lo cual proporciona mayor satisfacción al trabajador. Por lo anterior, por lo anterior el costo de supervisión por empleado es alto, el equipo no se utiliza a su máxima capacidad y el control de la producción es más complejo.Distribución por producto. Agrupa a los trabajadores y al equipo de acuerdo con la secuencia de operaciones realizadas sobre el producto o usuario. Las líneas de ensamble son características de esta distribución con el uso de transportadores y equipo muy automatizado para producir grandes volúmenes de relativamente pocos productos. El trabajo es continuo y se guía por instrucciones estandarizadas. Sus principales características son: Existe una alta utilización del personal y del equipo, el cual es muy especializado y costoso. El costo del manejo de materiales es bajo y la mano de obra necesaria no es especializada. Como los empleados efectúan tareas rutinarias y repetitivas, el trabajo se vuelve aburrido. El control de la producción es simplificado, con operaciones interdependientes, y por esta razón la mayoría de este tipo de distribución es inflexible.Distribución por componente fijo. Aquí la mano de obra, los materiales y el equipo acuden al sitio de trabajo, como en la construcción de un edificio o un barco. Tienen la ventaja de que

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el control y la planeación del proyecto puede realizarse usando técnicas como el CPM ( ruta crítica) y PERT.Actualmente hay muchos avances en la implantación de distribuciones flexibles. Esto es, distribuciones de fácil y económica adaptación a un cambio de proceso y por producto, lo cual haría a una empresa mucho más competitiva en su área.Métodos de distribución. Diagrama de recorrido y SLP.La distribución de una planta debe integrar numerosas variables interdependientes. Una buena distribución reduce al mínimo posible los costos no productivos, como el manejo de materiales y el almacenamiento, mientras que permite aprovechar al máximo la eficiencia de los trabajadores. El objetivo de cada una de las distribuciones es :Distribución por proceso. Reducir al mínimo posible el costo del manejo de materiales, ajustando el tamaño y modificando la localización de los departamentos de acuerdo con el volumen y la capacidad de flujo de los productos. Distribución por producto. Aprovechar al máximo la efectividad del trabajador agrupando el trabajo secuencial en módulos de trabajo que producen una alta utilización de la mano de obra y del equipo, con un mínimo de tiempo ocioso.Los método para realizar la distribución por proceso o funcional son el diagrama de recorrido y el SLP (systematic layout planing).Método del diagrama de recorrido. Es un procedimiento de prueba y error que busca reducir al mínimo posible los flujos no adyacentes colocando en la posición central a los departamentos más activos. Se desarrolla una carta o diagrama de recorrido para mostrar el número de movimientos efectuados entre departamentos y así identificar los departamentos más activos. La solución se logra por medio de una serie de pruebas usando círculos para denotar los departamentos y líneas conectoras para representar las cargas transportadas en un periodo de tiempo. Se llaman departamentos adyacentes aquellos que en la distribución hayan quedado juntos, arriba, abajo, a los lados o en forma diagonal. La preparación de hortalizas para su tratamiento industrial tiene suma importancia si han de elaborarse productos de calidad. La alteración de hortalizas se inicia desde el momento de su recolección y solo puede reducirse al mínimo mediante la manipulación de técnicas de tratamiento correctas. Las mismas incluyen:Recepción en la factoría.Acarreo.Limpieza.Lavado.Inspección.Recorte.Pelado.Corte en laminas o en forma de dados.Escaldado, etc.Existen métodos generales para la realización de estas operaciones aunque para hortalizas se precisa maquinara especial. Cuando se diseña y construye una línea de tratamiento para la preparación de hortalizas, la principal consideración económica es el costo de la operación y la cantidad de tiempo que se va utilizar el equipo. Los costos de fabricación del equipo son casi siempre secundarios a los costos de funcionamiento.

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Los costos de funcionamiento por unidad de producto vegetal tratado tienen en cuenta el uso de energía, la mano de obra empleada, la cantidad y el tipo de agua empleada y el costo de la eliminación del efluente.La energía utilizada es de dos tipos: la eléctrica que se usa para mover motores que accionan las bombas y las partes mecánicas móviles de las maquinas y los transportadores y la energía usada en la preparación de alimentos destinados a la manipulación industrial que es el calor; en forma de vapor o agua caliente.El gasto del agua es un aspecto importante en el diseño y funcionamiento de una planta industrial. Según aumenta el costo de la purificación del agua va siendo más corriente el empleo de la misma para más de una operación. Por ejemplo: es frecuente que el agua procedente de la operación del escaldado, una vez fría vuelva ser usada para lavado. Las autoridades locales cobran por el tratamiento del efluente recibido de las factorías según sean los compuestos químicos y la demanda de oxigeno biológico. Estos costos van aumentando hasta el punto de que muchas empresas se ven forzadas a tratar su propio efluente antes de salir de la planta. Estos factores aumentan la demanda de procesos y de equipo que reduzcan el consumo de agua y la demanda de oxigeno biológico del efluente.

Criterio de Aprendizaje:Explicar la operación de mondado y sus métodos de aplicación.

Didáctica de Enseñanza:Ex. El profesor explicará la operación de mondado.

MondadoPELADO. El pelado de raíces de hortalizas es la operación más importante, debiéndose llevar a cabo de forma que no origine una gran cantidad de residuos lo cual hace disminuir la rentabilidad.Los métodos empleados para pelar hortalizas tales como zanahorias y patatas se clasifican en mecánicos, químicos y térmicos.Métodos mecánicos. Se lleva a cabo por medio de maquinas llamadas peladoras abrasivas. La cantidad de piel es eliminada viene determinada por el tiempo de permanencia en la maquina peladora.Métodos químicos. (Pelado con sosa) La inmersión de algunas hortalizas ,en soluciones calientes de hidroxilo sódico provoca el pelado mediante la cocción química de la piel y del tejido subyacente. La peladora a base de sosa consta de un baño de hidróxido sódico, un intercambiador de calor para calentar la solución y un mecanismo para el transportar el vegetal a través del baño. El pelado depende de la temperatura de la solución, de su concentración y del

Ventajas Bajo costo energético Baja inmersión Buen aspecto de los alimentos

Desventajas Mayor perdidas de vapor 25mayor que 18.8%.

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Grandes cantidades de efluentes diluidos. Escasa capacidad ya que los alimentos deben contar individualmente con la superficie

abrasiva.

Pelado a cuchillo. En este sistema de pelado la piel de la fruta y verdura se retira al presionar estas en rotación contra unas cuchillas fijas. En otros casos son unas cuchillas rotatorias las que retiran la piel de los alimentos , que permanece estacionario (cítricos).Pelado a la llama. Se usa principalmente para las cebollas . Una cinta sin fin transporta el producto, a su paso por el horno la última capa de la cebolla y las raíces más finas se queman y la piel chamuscada es eliminada mediante una ducha de agua a alta presión.Pelado térmico (Agua Caliente). El agua caliente se emplea para parar el pelado de remolacha de mesa y de tomates.Pelado con vapor. La materia prima se somete a la acción de vapor a gran presiónDurante un corto periodo de tiempo, de esta forma la piel y el tejido subyacente sufre un calentamiento intenso. Cuando se reduce súbitamente la presión, la humedad presente en los tejidos hierve instantáneamente separando la piel de las hortalizas.Eliminación de la piel. La eliminación de la piel resulta más efectiva cuando las frutas y hortalizas se introducen en una lavadora giratoria con pulverizadores a gran presión.Mondado El mondado de frutas consiste en eliminar la cáscara de las frutas para dar una textura suave y agradable a los productos terminados. El mondado se puede realizar utilizando agua caliente, vapor, soluciones alcalinas e inclusive energía de microondas. El uso de hidróxido de sodio es muy común al 3% en agua en ebullición. El problema de esta última técnica es la eliminación de los desechos y la cantidad grande de agua utilizada. Las cáscaras de frutas y hortalizas pueden separarse por medio de esta técnica. Los duraznos, los chabacanos y otras frutas parecidas son pasadas por una solución caliente de lejía o sosa. Esta ablanda la cáscara al punto en que puede ser fácilmente desprendida de la fruta por la acción suave de unos dedos mecánicos o por chorros de agua.En esta práctica se utilizarán guayabas para evaluar el uso de agua caliente e hidróxido de sodio en la eficiencia del mondado.Los métodos empleados para pelar hortalizas, tales como zanahorias y patatas, se clasifican en químicos térmicos y mecánicos. Las maquinas que eliminan la piel mediante frotación son llamadas comúnmente peladoras abrasivas. Estas máquinas presentan muchas configuraciones aunque el tipo más común es el que emplea grupo de rodillos abrasivos.La cantidad de piel eliminada viene dada por el tiempo de permanencia en la máquina peladora que puede ser ajustado por el tiempo de la velocidad de la barrera situada en el centro. Los rodillos giran sobre sus ejes y alrededor de la barrera central. Esto permite que el agua pulverizada procedente del centro de la barrera realice limpieza de estos rodillos abrasivos sin contactar con las hortalizas.Con este método se realiza la abrasión, tan solo, en la superficie plana, las grietas tales cono los ojos de las patatas tienen que ser eliminados manualmente. Generalmente, el rendimiento del producto pelado con peladoras mediante abrasión es menor que con otros procedimientos mecánicos.Las peladoras provistas de hojas de cuchillo montadas en las paredes exteriores de un tambor giratorio en el que cae el producto realizan un trabajo similar a las peladoras a abrasivas: La

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diferencia es la suavidad el corte cuando se emplean cuchillos afilados, en comparación{no con el corte áspero de la abrasión.El producto que sale de las peladoras mecánicas puede ser húmedo o seco dependiendo del producto y del tipo de maquina empleada. La inmersión de algunas hortalizas, tales como las raíces, en soluciones calientes de hidróxido sódico provocará el pelado mediante la erosión química de: la piel y del tejido subyacente. La peladora ha base de lejía consta de un baño de solución de hidróxido sódico un intercambiador de calor para calentar la solución cáustica y un mecanismo para transportar el vegetal a través del baño.El pelado depende de la temperatura de la solución, de su concentración y del tiempo que dura en la inmersión. Schult y Smith, recomendaron la adición de un agente humidificador para aumentar la penetración inicial del cáustico en la piel del vegetal.En la Tabla 1 se incluyen las condiciones típicas para el pelado con lejía de algunas hortalizas corrientes.

TABLA 1. Condiciones para el pelado con lejía de algunas hortalizas.HORTALIZA CONCENTRACIÓN TEMPERATURA TIEMPOZanahoriaPatatasBattasCebollasTomates.

55-1812201

9560958090

1-32-73-51-20.5

El agua caliente se emplea para preparar el pelado de remolacha de mesa y de tomates. La remolacha de mesa se cuece con el agua casi hirviendo durante 30 minutos (dependiendo de su tamaño) en cuyo momento la piel puede ser retirada mediante la frotación suave en un limpiador con dedos de goma. Los tomates son escaldados con agua hirviendo durante 30 segundos con lo que la piel aparece suelte y formando bolsas. Los tomates pasan después a una maquina con muchos rodillos finos que pellizcan la piel y la arrancan. Esto supone una alternativa al pelado de tomates con lejía.Cuando las hortalizas son sometidas a la acción del vapor a gran presión durante un periodo muy corto de tiempo, la piel y el tejido subyacente sufren un calentamiento intenso. Cuando se reduce súbitamente la presión, la humedad presente en los tejidos hierve instantáneamente separando la piel de las hortalizas. Este sistema se emplea para el pelado con vapor de raíces.Tanto con peladoras a base de lejía como las de vapor, las hortalizas salen de la máquina con la piel suelta aunque no totalmente eliminada. La eliminación de la piel resulta más eficaz cuando las hortalizas se introducen en una lavadora giratoria con pulverizadores a gran presión. El agua enfría también a las hortalizas y elimina la lejía de su superficieCon frecuencia se compara la eficacia del pelado de los distintos métodos de eliminación de la piel para determinar cual es el mejor. El resultado se expresa normalmente en forma de porcentaje de rendimiento de las hortalizas peladas. La comparación solo es valida si las hortalizas tienen el mismo tamaño.

Criterio de Aprendizaje:Explicar la operación de escaldado y sus métodos de aplicación.

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Didáctica de Enseñanza:Ex. El profesor explicará la operación de escaldado.

EscaldadoEl escalde es un tratamiento térmico corto que se utiliza para inactivar enzimas en frutas y hortalizas y que se utiliza como operación previa en congelación y refrigeración principalmente. Se utiliza como medio de calentamiento agua líquida o vapor,El escalde o precocción debe realizarse a una temperatura y un tiempo que asegure la destrucción de la enzima que causa el deterioro más termoresistente. La naturaleza de las enzimas puede diferir del alimento a otro por tanto las condiciones óptimas de precocción deben establecerse experimentalmente; por ejemplo para los productos vegetales destinados a la congelación, la temperatura de escalde para este fin debe fijarse mediante pruebas, generalmente se aplica entre 70 y 100°C con un tiempo de duración entre 1 y 5 minutos.El escaldado tiene otras ventajas dependiendo del tratamiento al que se someten posteriormente las hortalizas: los productos destinados a enlatar son escaldados con el objeto de que se retraigan los vegetales y conseguir el peso correcto de llenado en la lata y eliminarlos gases de los espacios intercelulares ya que en caso de persistir provocarían oxidación del producto, corrosión de las latas y un llenado imperfecto en la lata.La inactivación de enzimas es importante también cuando se conservan hortalizas mediante congelación y desecación. Evita la decoloración el reblandecimiento y la aparición de malos olores y sabores durante el almacenamiento posterior.Él escalde presenta junto a las ventajas mencionadas anteriormente algunas desventajas: ablandamiento excesivo de ciertos tejidos, perdidas de nutrientes (vitaminas hidrosolubles, sales, minerales y azúcares), por difusiones en el agua; transformación de una parte de la clorofila en feofitina, destrucción o formación de compuestos aromáticos. Esto dependerá de las condiciones en que se realiza él escalde.El escalde comúnmente se hace por inmersión en agua caliente; se necesita agua poco calcárea y si fuese necesario ablanda por permutación y mantenida limpia por renovación adecuada. El escalde en agua es barato; es indispensable para legumbres que se necesitan limpiar de sabores desagradables o pigmentos no deseables. Se puede asociar con tratamiento químico, tal como la adición de carbonato de sodio o de sosa para aumentar el pH, el cual protege un poco a la clorofila. Sin embargo consume mucho agua produce grandes volúmenes de residuales.La precocción con vapor, también conocida cómo blanqueo, aunque es más costosa y más lenta, reduce efectivamente la carga microbiana de la superficie del producto.La eficacia del escalde puede lograrse mediante el control del proceso, determinando la presencia de las enzimas termoresistentes, siendo más común la catalasa y la peroxidasa que se encuentran ampliamente distribuidas en los tejidos vegetales. La peroxidasa es la enzima más termoresistente del deterioro y se manifiesta por la aparición de un color de aspecto parduzco, cuando se pone en contacto el producto con guayacol y peróxido de hidrógeno. Los alimentos que no se escaldan exhiben cambios relativamente muy rápidos en sus propiedades tales cómo color, sabor y en valor nutritivo cómo resultado de la actividad enzimática.Después de cosechados los productos hortícolas siguen respirando y experimentan cambios como consecuencia de alteraciones, iniciadas con frecuencia por las enzimas de la planta, que

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comienzan a descomponer los tejidos vegetales. El tiempo transcurrido entre la recolección e inactivación de estas enzimas puede ser crítico para la calidad del producto final. Este lapso de tiempo es más importante cuando se trata de hortalizas ricas en hojas con un crecimiento activo como lo son: espinacas, y cultivos como guisantes y judías verdes, que pueden ser lesionadas durante la recolección. Los jugos provenientes del tejido lesionado constituyen un substrato ideal para el desarrollo microbiano. Los microorganismos pueden originar calentamiento y provocar cambios de olor y sabor.Las temperaturas máximas utilizadas en los procesos de congelación y deshidratación resultan insuficientes para la inactivación de enzimas. Si el alimento no se escalda se producen durante su almacenamiento, cambios no deseados sobre su valor nutritivo y características organolépticas. Sin embargo, en los procesos de esterilización por calor el tiempo necesario para alcanzar la temperatura de esterilización puede que sea ya suficiente para inactivar las enzimas, por lo que el escalde resulta innecesario. Un escaldado insuficiente puede provocar un deterioro mayor que cuando esta operación se omite, ya que posible que el calor aplicado sea suficiente para romper los tejidos, pero no para inactivar sus enzimas, lo que en consecuencia acelera las reacciones enzimáticas.La resistencia térmica de las enzimas se caracteriza por sus valores D y z. Entre las enzimas responsables de pérdidas en el valor nutritivo y alteraciones en las características organolépticas de frutas y hortalizas se encuentran: la lipooxigenasa, la polifenoloxidasa, la poligalacturonasa, y la clorofilasa. La peroxidasa y la catalasa son enzimas más resistentes al calor y pueden servir como indicadores de que las hortalizas han experimentado un escaldado correcto.Williams y col. (1986) investigaron las enzimas indicadoras del escaldado para la elaboración de frutas congeladas , señalando que la inactivación de la catalasa precisa solamente el 50%-70% del tratamiento térmico preciso para la inactivación de la peroxidasa.El proceso de escaldado comercial calienta las hortalizas tan rápidamente como es posible y después las enfría rápidamente a la temperatura ambiente. La rapidez en el calentamiento y enfriamiento reduce al mínimo el reblandecimiento de los tejidos. Sin embargo, algunas hortalizas reciben un escaldado a muy bajas temperaturas para que adquieran la textura precisa.Los dos métodos de escaldado más empleados comercialmente son escalde por agua y escalde por vapor. Ambos tipos de instalaciones son sencillas y baratas. En los últimos años se han introducido importantes mejoras en las instalaciones con objeto de reducir el consumo energético y la pérdida de componentes solubles. El éxito comercial de un determinado sistema de escaldado reside precisamente en aumentar el rendimiento del producto. En algunos sistemas la fase de enfriamiento puede provocar mayores pérdidas de nutrientes que el propio escaldado. Por ello, cuando se comparan dos sistemas, la operación de enfriamiento debe también tomarse en consideración. Los sistemas por vapor afectan menos al contenido de nutrientes, siempre que el enfriamiento se efectúa mediante aire frío o ducha de agua fría. El enfriamiento por inmersión en un chorro de agua corriente incrementa sustancialmente las pérdidas por lavado (se lavan los componentes solubles del alimento); y el enfriamiento por aire provoca perdidas de peso por evaporación lo que puede resultar un desventaja mayor que la ventaja que supone una pérdida de nutrientes.En la Tabla 2 se describen las ventajas y desventajas de los tipos de escaldadores convencionales. El escaldado a vapor es normalmente el método de elección para alimentos

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de gran superficie relativa, ya que las pérdidas por lavado son en ellos menores, que por escaldado en agua caliente.

TABLA 2. Ventajas y desventajas de los diversos tipos de escaldadores convencionales.

INSTALACIÓN VENTAJAS DESVENTAJAS

Escaldadores a vapor convencionales.

Menor pérdida de componentes hidrosolubles.Menor volumen de efluentes.Fáciles de limpiar y esterilizar

Menor capacidad limpiadora (se requiere el uso de sistemas de lavado).Gastos de inversión mayores.Escaldado poco uniforme.

Escaldadores por agua caliente.

Menores inversiones y mayor eficacia energética que los escaldadores a vapor.

Pérdidas muy elevadas en compuestos hidrosolubles: vitaminas, minerales y carbohidratos.Gastos elevados por un mayor consumo de agua.Riesgo de contaminación de bacterias termófilas.

Un escaldador a vapor está constituido, en esencia de por una cinta sin fin de malla que transporta el producto en una atmósfera de vapor. El tiempo de permanencia del alimento se controla variando la velocidad de la cinta. Una instalación típica de este tipo mide 15 m. de longitud X 1.5 m. de ancho. Constituye la forma tradicional de escaldar que supone el mantenimiento del producto en agua caliente de 85 a 100 °C, hasta que son inactivadas las enzimas y el producto se traslada a una sección de escurrido-enfriamiento.El escaldador del tipo “reel bancker” es un método muy utilizado, en el que el alimento entra en un tambor cilíndrico de malla, parcialmente sumergido en agua caliente, dotado de unas plataformas, a modo de estanterías, sujetas a la cara interna del cilindro, que mantienen al alimento en movimiento en su interior. En estos escaldadores el tiempo de calentamiento se controla modificando la velocidad de rotación.Los escaldadores de tubo (Pipe blanches) consisten en una tubería metálica aislada, con bocas de carga y descarga, por las que se recircula agua caliente. En este caso el tiempo de escalde se halla determinado por la longitud de la tubería y la velocidad de circulación de agua.Las mejoras conseguidas en los escaldadores de agua caliente se basan en el principio IQB, que permite disminuir el consumo energético y reducir al mínimo el flujo de efluentes. En este, el escaldador tiene 3 secciones: la de precalentamiento, escalde y de enfriamiento, en donde el producto permanece allí durante todo el proceso, y no se somete al deterioro físico.

Evidencia Parcial:Ta1. Cuestionario de la operación escaldado.

1. Defina la operación de escaldado2. ¿Cuáles son los factores que determinan el tiempo de escaldado?

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3. ¿Cuáles son las enzimas responsables de los cambios en las características sensoriales de frutas y hortalizas?

4. Mencione los 3 principales objetivos del escaldado.5. ¿Cuáles son los métodos de escaldado más empleados comercialmente?6. Describa cada uno de estos métodos. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de cada

uno?7. ¿Cuáles son los factores que más influyen sobre el proceso de escaldado?8. ¿Cuál es el efecto del escaldado sobre los nutrientes de los alimentos?9. ¿Cuál es el efecto del escaldado sobre el color y aroma de los alimentos?10. ¿Cuál es el efecto del escaldado sobre la textura de los alimentos?

Evaluación Parcial:Entrega de Ta1. Cuestionario contestado.

1. Defina la operación de escaldado:Es un tratamiento corto que se utiliza para inactivar enzimas en frutas y hortalizas.

2. ¿Cuáles son los factores que determinan el tiempo de escaldado?El tipo de fruta o verduraSu tamañoLa temperatura de escaldadoEl sistema de calentamiento

3. ¿Cuáles son las enzimas responsables de los cambios en las características sensoriales de frutas y hortalizas?

Lipooxigenasa, polifenoloxidasa, poligalacturonasa y clorofilasa.4. Mencione los 3 principales objetivos del escaldado.

Inactivación de enzimasReducir carga microbianaReblandecimiento de tejidos

5. ¿Cuáles son los métodos de escaldado más empleados comercialmente?Escaldado por vapor y por agua caliente.

6. Describa cada uno de estos métodos. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de cada uno?

Ver Tabla 27. ¿Cuáles son los factores que más influyen sobre el proceso de escaldado?

Tiempo y temperatura.8. ¿Cuál es el efecto del escaldado sobre los nutrientes de los alimentos?Durante el escaldado se pierden minerales, vitaminas hidrosolubles y otros componentes hidrosolubles. Las pérdidas vitamínicas se deben en su mayor parte al efecto del lavado, la termodestrucción y en menor grado, a la oxidación.Las pérdidas de ácido ascórbico se utilizan como medida de la calidad del alimento y por tanto, de la intensidad del escaldado.9. ¿Cuál es el efecto del escaldado sobre el color y aroma de los alimentos?El escaldado hace que la superficie de los alimentos sea más brillante, ya que elimina de ella el polvo, modificando de esta forma la longitud de onda de la radiación reflejada. La temperatura y el tiempo de escaldado influyen sobre los cambios provocados por éste en los pigmentos. Por ello, al agua de escaldado se le suele añadir carbonato sódico u óxido

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de calcio, con objeto de proteger la clorofila y retener de esta forma el color de diversos alimentos vegetales.10. ¿Cuál es el efecto del escaldado sobre la textura de los alimentos?Uno de los objetivos del escaldado consiste en reblandecer la textura de los vegetales para facilitar el llenado de los envases. Sin embargo, si los alimentos van a desecarse o congelarse, las condiciones de tiempo-temperatura necesarias para lograr la inactivación enzimática provocan, en algunos alimentos y en las piezas de mayor tamaño, pérdidas de textura excesivas. Para mantenr el grado de firmeza de los tejidos, se añade cloruro cálcico al agua de escaldado. El cloruro cálcico se combina con la pectina dando lugar a complejos de pectato cálcico.

Evidencia Final:Pa4. Distribución de equipos de operaciones previas a la conservación de alimentos.

Práctica 4. Distribución de equipos de operaciones previas a la conservación de alimentos.Instrucciones: Elaborar un plano que muestre la distribución de la planta de Frutas y Hortalizas.Realizar la distribución del equipo con que se cuenta en la planta de Frutas y Hortalizas, tomando en cuenta que se debe facilitar su uso para los diferentes procesos.

MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOCinta métricaLápiz y libretaRegla

METODOLOGÍA1. Tomar medidas de la nave o planta.2. Medir los diferentes equipos.3. Realizar un plano especificando y recomendando los mejores lugares donde se pueden instalar las máquinas y equipos de trabajo, para facilitar la elaboración de diferentes procesos (almíbares, ates, deshidratación, escabeches, entre otros).

RESULTADOSElaborar un plano donde se muestre la distribución del equipo de la planta.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1.-¿En qué criterios te basaste para la distribución de la planta?

De acuerdo al proceso, tipos de productos a elaborar, manejo de la materia prima, para la obtención del producto terminado.

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Para que el proceso sea mas rápido y lleve una secuencia.2.-¿Qué consideraciones deben establecerse para los servicios?

Buena y adecuada instalación de vapor.Instalación de luz de manera apropiada para los equipos.Disposicisión de agua y drenajes apropiados para el proceso.

3.-¿Cuál es la importancia de las operaciones previas a la conservación?Obtener un producto con una mayor vida de anaquel, es decir estas son importantes

para que el producto final tenga las características adecuadas.4.-¿Qué consideraciones deben hacerse para seleccionar un equipo?

El tipo de proceso a realizar, el costo, el voltaje que tenga, entre otras.

Evidencia Final:Pa 5. Mondado de Frutas.

Práctica 5. Mondado de Frutas.Instrucciones: Elaborar un plano que muestre la distribución de la planta de Frutas y Hortalizas.Realizar la distribución del equipo con que se cuenta en la planta de Frutas y Hortalizas, tomando en cuenta que se debe facilitar su uso para los diferentes procesos.

MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOVaso de precipitados de un litro, vasos de precipitados de 250 mlparrilla eléctrica o un mechero de Bunsentres cucharas.Hidróxido de sodio fenolftaleína.1 Kg de Guayaba en grado de madurez media.½ Kg de papas.½ Kg de zanahorias.

MÉTODOLOGÍA1. Preparar (por equipo) Vasos de precipitados donde se van a introducir las siguientes sustancias: Agua sola (dos vasos). Solución de Sosa al 1% m/v. (dos vasos) Solución de sosa al 3 % m/v. (dos vasos)2. Una vez que los vasos tengan su contenido, proceder a calentar un vaso de cada sustancia a 60°C y el otro 93°C.3. En cada tratamiento anterior sumergir la fruta en agua o solución alcalina y dejarla los siguientes tiempos 0, 2 y 4 minutos.4. Evaluar para cada tratamiento la facilidad con que se desprende la cáscara cuando se enjuaga con agua con la siguiente escala: Dificultad para el desprendimiento. Regular para el desprendimiento. Buen desprendimiento.5. Utilizar fenolftaleína para eliminar el exceso de álcali.

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6. Enjuagar nuevamente con agua.7. Evaluar sensorialmente la textura y aroma para cata tratamiento.

RESULTADOSVaciar los resultados para cada variable (facilidad de desprendimiento, sabor, aroma) con las escalas anteriormente señaladas en el formato que se presenta en la tabla 1. Es decir se presentaran tres cuadros que tengan el efecto de los tratamiento en el desprendimiento de la cáscara , así como el efecto en el aroma y textura.

TABLA 1. Tratamientos del experimento de mondado.TIEMPO(MI

N)AGUA SOSA AL 1% SOSA AL

3%60°C 93°C 60°C 93°C 60°C 93°C

0

2

4

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. Comparar los tratamientos de mondado con agua caliente con respecto a los que utilizan sosa y explicar las causas de los resultados.

En los tratamientos que se utiliza sosa se observa que hay desprendimiento de la epidermis debido a que la sosa en solución caliente ayuda a esto, en los tratamientos con agua a cierta temperatura es mas difícil el desprendimiento.

2. Que importancia tiene el mondado como operación previa a la conservación de alimentos.Eliminación de la cáscara de la fruta u hortaliza para darle una textura suave y agradable a los productos terminados.

3. ¿Como afecta la temperatura al desprendimiento de la cáscara?Depende de que tan adherida este la cáscara al vegetal, o al tipo de ésta, se puede utilizar una mayor o menor temperatura para su adecuado desprendimiento. Depende del tiempo y concentración.

4. ¿Cómo afecta la concentración de mondado en el desprendimiento de la cáscara?La concentración también depende del tipo de fruta u hortaliza, algunas requieren mayor concentración y otras menor. Esto esta asociado con la temperatura y tiempo.

5. ¿Cómo afecta el tiempo de exposición en el mondado?Depende de la fruta u hortaliza ya que algunas requieren mayor tiempo y otras menos. A mayor tiempo, mayor penetración de sosa y mejor desprendimiento de la cáscara.

6. ¿Que cuidados deben darse para tener éxito en el mondado?Aplicar la concentración de sosa adecuada.Controlar la temperatura.

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Verificar el tiempo.Enjuagar con agua de inmediato que sale de la lejía.

Evidencia Final:Pa 6. Escaldado.

Práctica 6. Escaldado.Instrucciones: Estudiar el efecto del tiempo y la temperatura en el escalde con agua para inactivación de enzimas que causan el deterioro.

MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPO2 Tubos de ensaye2 vasos de precipitados de 250 ml2 tripies 2 mecheros2 vidrio de reloj1 Espátula1 Termómetro1 gotero1 balanza analítica1 mortero con pistilo1 pipeta de 10 ml 1 pipeta de 5 ml1 piseta 4 cajas petri.Agua destilada carbonato de calcio peróxido de hidrógeno guayacol200 g de espinacas 200 g de papas

MÉTODOLOGÍAINACTIVACIÓN DE CATALASA EN ESPINACAS1. Colocar en cada vaso de precipitados 300 ml de agua y calentar hasta llevar a temperatura de 60°C en un vaso y 93°C en el otro.2. Poner muestras de 5 g espinacas dentro del agua a diferentes temperaturas (63°C y 93°C) y diferentes tiempos de escalde (0, 30,60,180 y 240 segundos), después de transcurrido el tiempo sacar y escurrir.3. Después del tratamiento térmico moler la hoja de espinaca en un mortero añadiendo 1.5 g de carbonato de calcio.4. Colocar cuidadosamente el tejido molido en el fondo de un tubo de ensaye y cubrirlo con 5 ml de agua destilada. Añadir 1 ml de peróxido de hidrógeno al 3% y agitar.5. La presencia de un flujo continuo de burbujas es evidencia de la presencia de actividad de la catalasa.INACTIVACIÓN DE LA PEROXIDASA EN PAPA

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1. Colocar en vasos precipitados 300 ml de agua.2. Cortar cubos de papa de 1 cm X 1 cm X 1 cm Colocar cada cubo a diferentes temperaturas(60 y 93°C), cada una con diferentes tiempos de escalde(0,30,60,180 y 240 segundos.3. Una vez transcurrido el tiempo de escalde sacar y escurrir el cubo de papa. Posteriormente colocarlo en una caja petri y añadir unas gotas de solución de guayacol al 0.5%.4. Posteriormente adicionar sobre las papas unas gotas de peróxido de hidrógeno al 0.5%5. Si no hay desarrollo de color pardo después de 3 minutos , se considera que no hay actividad de peroxidasa en el tejido.

RESULTADOSElaborar una tabla comparativa para cada vegetal, que ilustre el efecto de cada tratamiento en la inactivación de cada enzima. Describir el contenido de cada tabla.

TABLA 1. Efecto del tiempo y temperatura de escalde en la inactivación de catalasa en espinaca.

TIEMPO DE ESCALDE TEMPERATURA DE60 °C

ESCALDE93°C

03060180240

Nota: Prueba positiva + ó negativa -

TABLA 2. Efecto del tiempo y temperatura de escalde en la inactivación de Peróxidasa.TIEMPO DE ESCALDE TEMPERATURA DE

60 °CESCALDE

93°C03060180240

Nota: Prueba positiva + ó negativa -

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Describir los efectos observables sobresalientes en cada tratamiento. Por ejemplo si hay cambios de firmeza significativos.Elija el mejor tratamiento para escaldar papas y para escaldar espinacas en agua, mencionando los valores de tiempo y temperatura.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. ¿ Cómo afecta la temperatura de escalde en la inactivación de enzimas?

Si no se aplica una temperatura adecuada, por ejemplo si esta es menor no se da la inacivación de la enzima, ni hay buen reblandecimiento de los tejidos; por lo contrario si es mayor la temperatura hay un exceso de reblandecimiento de tejidos.

2. ¿ Cómo afecta el tiempo de escalde en la inactivación de enzimas?Si el tiempo no es adecuado no se lleva bien el escalde, por ejemplo, si el tiempo es menor no hay activación de enzimas y si es mayor hay daños a los nutrientes y en general al vegetal, todo esto asociado a la par con la temperatura.

3. ¿ Qué enzima es más termoresistente catalasa o peroxidasa? ¿Por qué?La peroxidasa.

4. A que se deben efectos adversos al prolongar los tiempos y temperaturas de escalde.Al tipo de vegetal a escaldar, el contenido de nutrientes y su estabilidad, repercusión

en sus características (textura, sabor, color, perdida de nutrientes, etc.).5. ¿Cuál es el principio bioquímico de la determinación de peróxidasa y catalasa.

Peroxidasa. Se utiliza el guayacol como indicador, el cual al oxidarse adquiere un color rojo, que en el caso de una muestra mal escaldada indicaría que la enzima aún está activa.Guayacol + H2O2 Guayacol

oxidado+ H2O2 + O2

(aceptor de O2) peroxidasa (rojo)

Catalasa. La catalasa provoca la reacción 2H2O2 2H2O + O2, por lo que si hay presencia de ctalasa, al adicional el H2O2 forma las burbujas que indican presencia de la enzima.

6. Discuta otras observaciones de su interés.

Evaluación Final: Entregar reporte de Pa4, Pa5 y Pa6.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NODiagrama de bloques de la práctica: Indicando cada una de las etapas y las variables más importantes en la determinación.Resultados y Cálculos: Presentar los resultados más relevantes de la práctica. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas empleadas.Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.

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Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Cuestionario: Se debe resolver completamente cada una de las preguntas expuestas en éste.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

Objetivo de Aprendizaje:Identificar los diferentes materiales y características de los envases usados en alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Indicar los materiales y características de los envases de alimentos, así como su uso específico.

Didáctica de Enseñanza:Ex. El profesor explicará a los educandos sobre los materiales y características de los envases usados en alimentos.

Envasado y EmpaquetadoEl envasado debe considerarse parte integral del procesado y conservación de los alimentos. El éxito de la mayor parte de los métodos de conservación depende de un envasado adecuado, es decir, de que evite la contaminación microbiológica de los alimentos térmicamente tratados o la rehumidificación de los sometidos a secado. El empaquetado juega un papel importante en el mantenimiento de la calidad y en la extensión de la vida útil de los productos frescos, de los manufacturados y de las bebidas alcohólicas y no alcohólicas.Las funciones principales del envasado son las de acomodar el producto y protegerlo contra los diversos riesgos que pueden afectar desfavorablemente su calidad durante la manipulación, distribución y almacenamiento.Las consideraciones más importantes al momento de elegir el material de envasado para un determinado fin son las siguientes:Deterioro por Agentes MecánicosUn envasado y empaquetado adecuados pueden reducir la incidencia y la extensión de las lesiones mecánicas. La selección de materiales de envasado rígidas y fuertes(vidrio, madera, cartón de fibra) puede reducir las lesiones debidas a cargas de compresión.Características de permeabilidadEl grado de permeabilidad de un envase al vapor de agua a los gases y a los compuestos volátiles responsables del olor ofrece también importancia considerable. Envasado en atmósfera modificada.Grasas y aceites

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Los alimentos grasos necesitan ser envasados en recipientes impermeables a las grasas, para evitar que las grasas y aceites salgan al exterior, alteren el aspecto del envase y probablemente dañen la decoración y la etiqueta.CAMBIOS DE TEMPERATURA: El envase debe ser capaz de soportar los cambios de temperatura a los que probablemente va a ser sometido, sin que se vean perjudicados su aspecto y función.Transmisión de LuzMuchos componentes de los alimentos son sensibles a la radiación electromagnéticas, particularmente en las regiones del azul y UV del espectro. La exposición a la luz puede causar perdidas de vitaminas, decoloraciones y acelerar el enranciamiento de las grasas. Para evitar lo anterior se puede utilizar materiales de envasado opacos o materiales coloreados que filtran las radiaciones de longitud de onda corta.Consideraciones químicas y bioquímicasEl material de envasado debe ser químicamente compatible con el alimento que va a estar en contacto, de manera que:

1. No suponga riesgos sanitarios.2. No se produzca cambios perjudiciales de la calidad del alimento o de la integridad del

envase, como consecuencia de la reacción química entre ellos.EJEMPLO: Alimentos Ácidos-Hojalata.

Consideraciones microbiológicas y biológicasUna de las funciones del envase es evitar o reducir la contaminación microbiana del contenido.Productos esterilizados Se debe evitar la contaminación post-proceso.

Recipientes metálicos y de vidrio herméticamente sellados proporciona una excelente barrera contra la contaminación biológica.

Características de materiales de envaseLos envases deben diseñarse pensando en la protección mecánica del producto, así como en protección que evite las alteraciones posibles del producto, pudiendo resumirse que las características que puede tener un envase son las siguientes: Grado alimenticio Características mecánicas adecuadas. Permeabilidad al vapor de agua Permeabilidad a los gases (nitrógeno, oxigeno, bióxido de carbono, etc.) Permeabilidad de los aromas Permeabilidad al agua y a las grasas Protección a la luzGeneralmente los alimentos han sido envasados en materiales como vidrio, latas metálicas o cartón, en bolsas o sobres de papel y cada vez más en envases plásticos, rígidos o películas plásticas.De estos, el vidrio a tenido una utilización muy amplia debido a la gran barrera de protección a los alimentos que este ofrece, sin embargo materiales como el aluminio en laminación proporciona una excelente barrera a muchos factores desagradables de los alimentos. En los últimos años la tendencia a utilizar polímeros se ha incrementado debido a los avances en su

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desarrollo, habiéndose logrado materiales con una gran capacidad de barrera al oxigeno y en general a los gases, con una ventaja: un costo más reducido.Cuando se requiere envasas un alimento, la determinación del envase debe realizarse tomando en cuenta los requerimientos del producto a envasas, es decir no existe el envase ideal que pueda contener cualquier producto.La selección de un envase depende de varios factores, como son: costo, necesidades técnicas de operación en equipos de envasado, transporte, vida de anaquel, apariencia y primordialmente que el envase proteja efectivamente al producto. En cuanto a protección del producto es donde el tipo de envase cambia de acuerdo al producto envasado, ya que cada producto tiene necesidades específicas y diferentes.Envases de vidrioLa resistencia mecánica del vidrio esta dada más que por su composición química por el proceso de manufactura. Los recipientes de vidrio pueden ser utilizados para hornos de microondas. También pueden ser usados como retorta, es decir para procesos de autoclave (temperatura de pasteurización), para procesar el contenido y también para ser servido en la mesa. Cualquier pigmentación del vidrio es indiferente para la energía de microondas, sin embargo debe tenerse cuidado de quitar la tapa del recipiente ya que la presión interior podría hacer explotar el dicho recipiente.Cuando se habla de envases de vidrio, la resistencia mecánica se determina basándose en tres factores: la distribución del vidrio, la forma del envase y el grado de recocido, siendo los principales tipos de fractura por: impacto, choque térmico opresión interna. Es importante mencionar que un envase no solo tiende a quebrarse por un agente externo (golpes, choques térmicos, presión interior) sino por las tensiones internas que el envase posee

Defectos en los envases de vidrioEn el proceso de manufactura de los envases de vidrio, se generan defectos en los mismos provocados por diversas causas como son: temperatura inadecuada en el molde, desgaste del molde, fallas mecánicas de la maquina formadora, fallas en la composición de vidrio, fallas del recosido, etc. Las imperfecciones o defectos de los envases de vidrio no solo provocan rupturas, sino muchas otras consecuencias como mala Maquinabilidad, defectos de apariencia reacción con los productos envasados. En la Tabla 3 se presentan los efectos en la deficiencia de los envases de vidrio.

TABLA 3. Efectos en la deficiencia de calidad en los envases de vidrio.DEFECTOS EN EL ENVASE

MaquinabilidadDimensiones erróneas, recocido deficiente, choque térmico cuando se envasa en caliente, distribución no uniforme del vidrio, corona inclinada, burbujas.

Apariencia Incrustaciones (trozos de vidrios o piedras, puntos negros), pliegues, rebabas, arrugas.

Reacción con el productoPuntos negros que reaccionan con el producto dando coloración y sabor. Corona mal formada, que no proteja el producto ante intercambio gaseoso.

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Los defectos en envases de vidrio pueden ser clasificados en cuatro categorías: Defectos críticos: son aquellos que dan como resultado un daño personal al consumidor o

producen una adulteración del producto. Defectos mayores A: con un defecto de este tipo el envase es incapaz de realizar su propia

función o provoca interrupciones en la línea de llenado del producto. Defectos mayores B: es un defecto que no impide que el envase realice su función pero de

cómo resultado interrupciones de la línea de llenado del producto. Defectos menores: irregularidades que no interrumpen la operación de la línea de llenado,

sin embargo afectan la apariencia del producto.De igual manera los tipos de defectos de los envases de vidrio se pueden clasificar por el área donde aparecen; en la corona, el cuerpo, la base y de tipo general. De lo anterior puede concluirse que los tres aspectos más importantes en la revisión de un envase de vidrio son:1. Revisión de dimensiones Imperfecciones de las coronas, diámetros, grosor de paredes, capacidad al derrame.2. Resistencia del envase Rotura durante el llenado y lavado automático Rotura por choque térmico durante proceso de esterilización y llenado en caliente Rotura por choque mecánico, durante el manejo y transporte3. Revisión de la compatibilidad y funcionalidad de las coronas y las tapas

Vida útil del envase de vidrioLos envases de vidrio son muy nobles para su reutilización, un caso común es el envase de bebidas como los refrescos, donde los envases son utilizados una y otra vez, siendo sometidos a lavado antes de proceso de llenado, cada marca de refrescos tiene un envase diseñado especialmente en forma, pero con las mismas características que otros envases utilizados para ese fin. Sin embargo en los últimos años existe la tendencia a utilizar envases genéricos, estandarizados y desechables. Estos últimos resultan más económicos por dos razones: Costo: a mayor volumen, menos gastos, mayor productividad. Los envases se diseñan con menor resistencia, ya que son generalmente utilizados una

sola vez.

Una característica muy importante que no debe alterarse en un envase es la capacidad interior (cm3), dado que al alterar este factor, al introducir el producto en le envase pueden suceder dos cosas: que no puede introducirse el contenido declarado o que el envase luzca vacío. Esto puede ser serio, sobre todo cuando se trata de productos que son afectados por la cantidad de aire contenida dentro del envase, o debido a que por reglamentación se debe llenar a una cantidad mínima declarada en la etiqueta. Para evitar lo anterior el fabricante del envase de vidrio compensa en desgaste de molde con una mayor cantidad de vidrio, logrando de esta forma que la capacidad interior del envase permanezca constante.

Formas en nomenclatura de los envases de vidrioEn la concepción de un diseño para un envase de vidrio deben considerarse factores: Forma estética, estabilidad y funcionalidad en líneas de llenado. Tipo de corona, de acuerdo al requerimiento del producto y/o equipo de tapado disponible.Por otra parte el vidrio debido a su resistencia, no tiene los problemas de los envases plásticos como el colapsamiento, resistencia a la comprensión y estabilidad en líneas de llenado, por lo

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que prácticamente puede diseñarse cualquier forma por caprichosa que parezca. Las diferentes partes de los envases tienen un nombre específico haciendo notar que el fondo sea utilizado para colocar la información del fabricante y el numero del molde (Figura 1).

FIGURA 1. Números y símbolos regularmente utilizados en el fondo de los envases para su identificación.

Corona del envaseUna de las partes más importantes por su función dimensiones y eficiencia es sin duda la boca o corona del envase. Los envases se conocen básicamente de dos tipos: de boca ancha y de cuello angosto, sin embargo ambos pueden tener bocas de diseños similares. Existen diversas formas de corona, cada una con características particulares y usos muy definidos, siendo la mas utilizada la corona de cuerdo continua.Las coronas son identificadas en base a dos números, uno que la identificara en una serie o tipo de corona y el otro que identifica el diámetro de la corona. También con el fin de identificar adecuadamente las diferentes dimensiones de las coronas se les ha asignado una letra estándar a las mismas.

Cubicación de envasesEn muchas ocasiones los productos se presentan como familias, es decir el mismo producto envasado en diferentes gramajes (ejemplo: 100, 250, 450, 1000 gr) o capacidades, y generalmente los envases son de forma similar. Cuando se tiene un envase de X capacidad y se requiere determinar que tamaño tendrá un envase con una capacidad diferente se procede a hacer una cubicación, la cual toma como datos iniciales, la capacidad original, la altura y el diámetro, y a partir de estos se obtiene, para una capacidad diferente los nuevos datos de altura y diámetro

Envases de plástico

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5 2

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Logotipo del

fabricante

No de planta

Fecha de manufactura

No de lote

El consumo de plásticos como material de empaque, envase y embalaje, se ha venido incrementando a escala mundial, por razones muy sencillas, empezando por el costo que es generalmente más económico que otros materiales de empaque utilizados tradicionalmente.El desarrollo de diferentes materiales plásticos, con características físicas de resistencia mecánica, apariencia y barrera a gases a permitido que cada vez un mayor número de productos recurran a su utilización, haciendo énfasis en la industria de los alimentos donde propiedades como resistencia de envasado a altas temperaturas alta barrera a humedad, barrera a gases como oxigeno, bióxido de carbono no solo han sustituido a envases de vidrio y latas, sino que han brindado además más beneficios al consumidor final, como un manejo más seguro del producto en comparación con la fragilidad del vidrio o la posible degradación o descomposición de los alimentos sin la posibilidad de verificar su vigencia solo hasta abrir el envase, como en el caso de las latas.Y se mencionan los envases de vidrio y las latas, porque hasta hace poco tiempo eran las únicas alternativas para conservar por mayor tiempo los alimentos procesados, incluso sin refrigerar, ahora los envases de vidrio están siendo desplazados por envases plásticos de PVC, polietileno, polipropileno, PET o envases formados por varias capas de materiales plásticos, que unen sus propiedades físicas para lograra envases con características especiales.

Clasificación de los plásticosLos polímeros pueden clasificarse de diversas formas de acuerdo a:a) Su origen: naturales y sintéticos b) Su estructura molecular: homopolímeros, copolimeros, terpolimeros, tetrapolimeros,

pentapolimeros y multipolimeros.c) La configuración de sus cadenas: atácticos, isotácticos y sindiotácticos.d) Su comportamiento frente al calor: termoplásticos y termofijos.

Plásticos termoplásticos: estos plásticos pueden ser procesados por algún método y después pueden ser reutilizados, fundiendo y moldeando nuevamente, las características del plástico se conservan, sin embargo después de varias reutilizaciones se empiezan a degradar, por lo que el reciclaje de los termoplásticos se efectúan mezclando un pequeño porcentaje de plástico reciclado con plástico nuevo.Plásticos termofijos: este tipo de plásticos tienen la característica de que una vez que se forma la pieza fabricada de este material, no puede ser utilizada la resina directamente como los termoplásticos, ya que no se reblandece ante el calentamiento, los polímeros tipos de este tipo son: la baquelita (fenol, formaldehído), la melanina, la urea, resinas epoxicas, uretanos rígidos o espumas, etc.e) Su aplicación y uso: plásticos, fibras textiles, elastomeros o hules, pinturas, barnices,

recubrimientos y adhesivos

Características de los plásticosComo se ha mencionado los plásticos resultan una alternativa de envase en lugar de otros materiales tradicionales, sin embargo decir plástico es tan general que puede no decir nada sobre las características de los mismos. De antemano se aclara que no existe el plástico perfecto que funcione para toda aplicación, por lo que cuando se diseña un material de empaque, debe hacerse pensando en las necesidades especificas del productor. Los diferentes plásticos han sido desarrollados para cubrir necesidades especificas por lo que existe una gran

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cantidad de ellos. En empaque, los plásticos se utilizan básicamente para la manufactura de recipientes, botellas, garrafas, vasos, sobres, bolsas, estuches y tapas, también son muy utilizados como elementos de protección en embalajes en forma de películas. Para el caso de los recipientes rígidos, las características que generalmente se buscan son: Resistencia mecánica del recipiente que evite colapsamientos. Permeabilidad a gases (bióxido de carbono, oxigeno, nitrógeno, vapor de agua. Evitar monómeros residuales. Resistencia a envasado a altas temperaturas. Que no altere el olor y/o el sabor del producto. Evitar migración del producto a través de las paredes del envase. Transparencia.

Y para bolsas y sobres, que se pueden fabricar de uno o varios polímeros laminados, logrando características muy favorables para la conservación del producto, y que generalmente están orientados a: Permeabilidad de gases. Que no imparta olores y/o sabores Protección ante la luz y rayos ultravioleta Buen deslizamiento en máquinas Buen sellado Resistencia al rasgado, función.

Particularmente en lo que respecta a la permeabilidad a gases de los plásticos, resulta una propiedad de mucha importancia para el envasado de alimentos, ya que como se ha mencionado estos (principalmente el oxigeno) reducen la vida útil de los alimentos. por sus características de uso los plásticos se pueden clasificar en:Plásticos estructurales: donde su mayor participación consiste en brindar cuerpo y resistencia al recipiente final. En esta clasificación se encuentran todos los plásticos mencionados a continuación:

POLICARBONATO PCPolietileno PEPolipropileno PPPoliestireno PSCloruro de polivinilo PVCPolietilen tereftalato PET

Plásticos de barrera: estos polímeros son utilizados para brindar una barrera a gases o humedad, y en varias ocasiones no se presentan solos en un envase, sino que se presentan con otros plásticos en estructuras coextruidas, dentro de esta clasificación se encuentran:CLORURO DE POLIVINILIDENO PVDCEtil vinil alcohol EVOHCopolimero acrilonitrilo metacrilato BAREXPolietileno tereftalato PET

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Plásticos para sello: polímeros utilizados para lograr sellos adecuados en estructuras flexibles incluso en presencia de contaminaciones de producto tan complicadas como productos con gran contenido de grasa.POLIETILENO BAJA DENSIDAD LDPEPolietileno lineal LLDPEEtil vinil acetato EVAIonómero SURLYN

Usos comunes de los diferentes plásticosA continuación se enumeran las diferentes aplicaciones de los materiales plásticos en la industria de los envases y embalajes: Polietileno baja densidad (LDEP):

Formas: piezas sólidas y película.Características: en piezas sólidas es un material blando y traslucido, con

resistencia ala elongación. En películas se presentan con buena transparencia y alta resistencia a la elongación buena barrera a humedad y muy pobre barrera a gases.

Usos: es el material más económico que se encuentra en el mercado es comúnmente utilizado para la fabricación de bolsas de plástico, frascos para bebidas o infantiles, tapas con sello de inviolabilidad y en película como elemento de sello en estructuras flexibles, así como también en películas termoencogibles usadas en charolas. Polietileno alta densidad (HDPE):

Formas: piezas sólidas y película.Características: en piezas sólidas es un material rígido y traslucido, con poco

brillo y de muy poca barrera a gases, en película es un material fácilmente rasgable y rígida. Usos: ampliamente utilizado para la fabricación de botellas elaboradas por

proceso de extrusión, tapas de cuerda largas (cosméticos) y bolsas de plástico. Polietileno lineal (LLDPE):

Formas: películaCaracterísticas: altamente elongable utilizado como agente de sello en

presencia de grasas.Usos: material utilizado para la fabricación de películas estirables propias para

sujetar estibas, así como también es utilizado como elemento de sello en estructuras flexibles donde se envasara producto con contenido de grasa. Polipropileno (PP/BOPP):

Formas: piezas sólidas y películaCaracterísticas: el polipropileno es un material de alta memoria, es decir que al

doblarse este tiende a recobrar la forma original. En envases rígidos presenta una apariencia traslúcida. En películas es un material altamente transparente de alta resistencia a la punción y baja resistencia al rasgado. Presenta una pobre barrera a gases y humedad.

Usos: este material tiene tres aplicaciones típicas: para la elaboración de envases rígidos donde el llenado del producto se realiza en caliente (jarabes y mieles), para fabricación de tapas donde por su alta resistencia mecánica permite que las tapas no se fracturen soportando la presión del torque. Y finalmente para la elaboración de películas plásticas muy utilizadas para envolver caramelos, frituras, dulces y que a desplazado casi en su totalidad al celofán, ya que es más económico y con altas propiedades de transparencia. Poliestireno cristal (C-PS):

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Formas: piezas sólidas y hojas para termoformadoCaracterísticas: material transparente y quebradizo. No presenta barrera a

gases o humedad.Usos: este material es utilizado para la elaboración de estuches, ya que su alta

transparencia lo hace muy atractivo, sin embargo es un material frágil y quebradizo (estuches de cassettes) Poliestireno medio impacto:

Formas: hojas para termoformadoCaracterísticas: material menos quebradizo que el poliestireno cristal.Usos: este material tiene mayor aplicación en envases como para lácteos, y

envases termoformados para galletas y repostería. Cloruro de polivinilo (PVC):

Formas: piezas sólidas y películas.Características: altamente transparente y con brillo fracturable. En película es

un material rígido fácilmente rasgable.Usos: uno de los primeros plásticos para extrusión de envases rígidos que tuvo

la característica de ser transparente y por tal razón durante muchos años fue la mejor alternativa para envases rígidos para aceites comestibles, agua purificada, etc. En cuanto a película una aplicación muy generalizada a sido en la fabricación de sello de garantía en forma de bandas, así como también en películas para termoencogibles (charolas) y para películas estirables utilizadas en estibas. Poliester o polietilen teraftalato (PET):

Formas: el PET es un poliéster grado botella, utilizado para envases rígidos, sin embargo también se encuentra en forma de película siendo esta forma a la que se le conoce como poliester.

Características: es una material que tiene una buena barrera a gases y humedad, de gran resistencia al rasgado. Altamente transparente y brillante, no se fractura.

Usos: en envases tiene un gran uso en bebidas carbonatadas y agua purificada, envases para enjuagues bucales, tarros para alimentos que no sean envasados a temperaturas mayores a 60º C, ya que a esta temperatura el envase se deforma rápidamente. Cuando se requiere de llenado a temperaturas mayores se tiene la alternativa del PET cristalizado (CPET). Que permite un llenado de hasta 85º C. A nivel de película su característica de alta barrera a gases lo hace idóneo para el envasado de productos que requieren una buena barrera al oxigeno, o que requieren de conservar una atmósfera modificada por ejemplo con nitrógeno. Policarbonato (PC):

Formas: envases rígidosCaracterísticas: altamente transparente, rígido, resistente a altas temperaturas,

no posee barrera a gases y es muy estable dimensionalmente, polímero considerado como polímero de ingeniería y es un material de alto costo comparado casi con el vidrio.

Usos: biberones y CD. Etil vinil alcohol (EVOH):

Formas: co-extruido en envases semirigidos y co-extruido en películas.Características: es uno de los materiales de mayor barrera al oxigeno,

altamente higroscópico, entre mayor presencia de humedad se tiene, este polímero pierde barrera significativamente al oxigeno. Este material solo se utiliza co-extruido con capas

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externas de alguna poliolefina (LDPE) que funciona como barrera a la humedad manteniendo de esta forma la barrera a gases

Usos: en envases semirigidos para mayonesas y catsup, en películas para productos que requieren una alta barrera a gases, como embutidos y algunas frituras, que son envasados en un sistema de atmósfera modificada. Cloruro de polivinilideno (PVDC):

Formas: como recubrimiento de otros plásticosCaracterísticas: muy alta barrera al oxigenoUsos: como recubrimiento de películas de PVC, para mejorar

substancialmente su barrera al oxigeno.

Envases flexiblesEn los últimos años se han venido desarrollando envases de películas plásticas o de combinación de plásticos, papeles y hojas de aluminio, las cuales tienen un costo significativamente menor a los envases tradicionales de vidrio, metal o envases rígidos de plástico, a estos envases se les conoce como envases flexibles. Las estructuras de estor envases pueden elaborarse a partir de varios procesos dependiendo del tipo de estructura que se trate, de tal manera que se puedan desarrollar:a) Películas plásticas sencillas. Estructuras que se conforman de un solo polímero en forma

de película.b) Películas plásticas co-extruidas. Estas estructuras se forman de varias películas plásticas

unidad en el proceso de extrusión, brindando cada una de ellas sus características Fisicoquímicos especificas.

c) Laminaciones. Estructuras elaboradas a partir de diferentes materiales como plásticos, hojas de aluminio y papel.

d) Recubrimientos. Generalmente son películas plásticas recubiertas de algún compuesto que brinda barrera a gases.

e) Metalizados. Son películas plásticas con un recubrimiento de aluminio colocado por sublimación y que brinda la película barrera a gases y apariencia metálica.

Los envases desarrollados a partir de estructuras flexibles pueden definirse como: sobres, si en su fabricación se parten de dos películas que se unen con tres o cuatro sellos, formando un cuerpo plano, también se tienen las bolsas, que son aquellas que se elaboran a partir de un tubo o de una película que sellada por sus costados forma un tubo. Otra manera de determinar si es un sobre o una bolsa es por el peso contenido, así se tiene que un sobre contiene de 1 a 150 gr, mientras que la bolsa contiene de 80 a 5 Kg

PelículasCuando se habla de películas generalmente se hace referencia a materiales plásticos presentados en grosores que no excedan a 0.010" (0.254mm) ya que a los grosores mayores se les conoce como hojas Algunas películas son procesadas de tal forma que adquiere la característica a encogerse cuando la película es calentada, dando una buena apariencia del producto, inmovilizándolo y dándole una buena protección en el transporte. Para empaque, esta película se utiliza envolviendo al producto sellándola con calor, y que posteriormente al pasarlo por un horno que actúa sobre el plástico este se encoge. Generalmente el porcentaje de encogimiento en una

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película de polietileno es de densidad de 60% en sentido maquina y de un 20% en sentido transversal. Esta película resulta muy rentable cuando se elimina la caja de cartón corrugado substituyéndola por una charola del mismo cartón sin divisiones y envuelta en plástico termoencogible.Por su parte las películas restirables pueden reemplazar a la encogibles cuando se trata de envolver producto pesados. La luz es una agente que además de degradar el color de los producto expuestos, facilita la descomposición de los mismos para evitar estos daños generados por la luz visible y los rayo ultravioleta, las películas pueden pigmentarse para filtrar estos rayos.

LaminacionesA partir de elementos como papeles, películas y foils se pueden elaborar estructuras que unen las propiedades de los diferentes componentes logrando materiales con características especiales. En una laminación se pueden unir no solamente polímeros, también se unen papeles y hojas de aluminio. Una laminación se logra cuando se unen varias películas, papeles y/o foils, obteniendo así una sola lamina de varios estratos, existen algunas laminaciones ya muy clásicas en el medio de los empaques, algunas sencillas y otras más complejas.

NOMBRE COMPOSICIÓNPolibond Polietileno y papel bondPoliglassine Polietileno y papel glassinePolifan Polietileno y celofánCelopolial Polietileno, aluminio y celofán

Celofán: tiene una excelente claridad y brillantes, fácil de maquinar y resistente, permite impresione en cualquier tipo de diseño y se encuentra en diversos grosores, presenta un aceptable sello térmico en una amplio rango de temperaturas y además puede obtenerse en diferentes grados de permeabilidad al oxigeno y al vapor de agua. Como el celofán es una celulosa reacciona ante la presencia de la humedad, variando dimensionalmente. Para evitar el efecto antes mencionado el celofán es tratado con glicerina o con glicol permitiendo estas sustancias una buena estabilidad dimensional.

Hoja o foil de aluminio: Cuando se requiere un empaque en una estructura flexible (bolsa, sobre) o como elemento de un sello de garantía en la boca de una frasco, que proteja al producto de la acción total de los gases, no existe una mejor barrera que el aluminio presentada en hojas llamadas foils.

RecubrimientosUn recubrimiento como su nombre lo indica consiste en añadir un elemento en la superficie de una estructura o película fabricada anteriormente. Los recubrimientos más utilizados en la actualidad son: ceras, barnices, PVDC, lacas para sellado térmico y la mentalización con aluminio. Cada recubrimiento puede proporcionar diferentes características de barrera al sustrato original. Ceras. Proporciona en los papeles barrera a grasas y humedad.

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Barnices. Muy utilizados en foils de aluminio como una protección a la oxidación del mismo o al ataque del producto envasado, los barnices más utilizados son el vinílico y el nitrocelulosico, siendo el vinílico el de mayor resistencia.

PVDC. El cloruro de polivinilideno o Sarán, es un recubrimiento que brinda una alta barrera al oxigeno al vapor de agua, aromas, buena resistencia a las grasas y solventes. Normalmente es aplicado sobre celofán.

Lacas para termosellado. Utilizadas cuando se requiere de sellar las estructuras por medio de mordazas calientes.

Metalizados Una recubrimiento de mucha utilización es la metalización de películas plásticas, el cual consiste en depositar una capa de aluminio en la superficie de la película, brindando una apariencia metálica incrementando sensiblemente la barrera a los gases. Por costo es mas económico el metalizas una película que agregar una hoja de aluminio laminado, aunque si bien es cierto que la barrera no puede ser comparada con la brindada por una hoja de aluminio, sin embargo la barrera brindada por el metalizado es en muchas aplicaciones suficientemente alta para decidirse a eliminar la costosa hoja de aluminio.Puntos críticos en los envases flexiblesSe ha hablado sobre las bondades de las estructuras flexibles su bajo costo y su protección adecuada al producto, sin embargo es importante mencionar que existen algunos aspectos que deben ser cuidados y que dependerá de ello el que el envase cubra las expectativas para las cuales fue diseñado. El sustrato de sello debe ser elegido correctamente sobre todo en el caso de productos con

contenido de grasas, de lo contrario el sello no podrá efectuarse o tendera a abrirse en un relativo corto tiempo.

Las mordazas de sellado deben seleccionarse de acuerdo a la estructura y al producto envasado, pudiendo haber mordazas planas y acanaladas. Cuando las mordazas presentan canales es muy importante que los canales se ajusten, pues de lo contrario con la presión que se ejerce en el sellado puede ocasionar que la película se corte.

El sellado puede ser seleccionado entre un sello homogéneo y un selle pelable. En el caso de un sello homogéneo los elementos de sello son fundidos y homogeneizados formando una sola capa, que al momento de abrir el sobre este debe romperse o cortar con tijeras. Un sello pelable es aquel que fácilmente se abre al aplicar una fuerza perpendicular al sello, como en el caso de bolsas de cereales o frituras.

Cuando un producto envasado en una estructura requiere de una alta barrera a gases, deben considerarse que los sellos del sobre deben estar bien hechos.

Debe definirse como sello el equipo, ya que podría ser cara interna de la estructura con cara interna de la estructura con vara interna, o cara interna contra cara externa.

Tapas liners y cierres inviolablesLas tapas en principio cumplen con dos objetivos:a) Sellar, afín de que el contenido no salga o penetre en elementos extraños.b) Facilitar el abrir y serrar el envase el número de veces que sea necesario.Ya en términos más específicos las tapas deben presentar las siguientes características:

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Inercia química, no debe modificar las características sensoriales del contenido ni reaccionar con el ni aportarles sustancia que, aunque no se detecten, puedan ocasionar algún trastorno al consumidos.

Sellado hermético, prevenir cualquier tipo de derrame o fuga material líquido, así como un intercambio gaseoso que degrade el producto envasado.

Apariencia satisfactoria después de largos periodos de almacenamiento. Absorber cualquier diferencia entre el cierre y la superficie del envase. No debe adherirse al envase cuando se abra el recipiente.Un cierre se comportara correctamente si además de estar constituida por un material impermeable, se ajusta perfectamente en la boca del envase y se estable la adecuada compresión entre su línea y la zona superior de la boca del recipiente.

Tipos de tapasEn la actualidad las tapas son fabricadas básicamente de los siguientes materiales: aluminio, hojalata y plástico. Y dado el sistema de cierre las tapas pueden dividirse en:a) Tapas de rosca.b) Tapas de presión.c) .Tapas de ancla (twist off)d) Tapas coronae) Tapas de vacíof) Tapas inviolables y de seguridad.

Otra característica muy importante es que existen tapas diseñadas especialmente para sistemas herméticos y otras que no necesariamente requieren de esta característica. Existe una división entre cierres normalizados y cierres de garantía. Un cierre normalizado, puede abrirse y serrarse de nuevo un numero ilimitado de veces. Se cuentas entre ellos los cierres de presión, tracción y desplazamiento, como tapones, casquillos y cierres buscado. Los cierres de garantía no pueden cerrarse tras la primera apertura de modo que la operación pase inadvertida. En la mayor parte de casos tampoco puede serrarse de nuevo conservando su eficacia. Se cuentan en este grupo todos los cierres pegados, sellados y soldados.

Tipos de tapas según su materialUna primera forma de clasificar las tapas es por el material que la compone: Tapas metálicas. Están hechas de laminas metálicas y suelen ser de hoja lata, aluminio,

plomo - estaño y TFS (lamina cromada libre de estaño), en algunos casos se utilizan recubrimientos para la protección de las tapas. Es importante señalar que este tipo de recubrimientos es no tóxico ya que de lo contrario podrían tener consecuencias no deseables en el ser humano.

Tapas de hojalata. La gran mayoría de los envases metálicos de forma cilíndrica, se abren con la ayuda de una abrelatas es decir por corte de la lamina de la tapa, otro método es el que se efectúa mediante una llave que traen las latas soldadas a la tapa o al cuerpo. En los envases empleados generalmente para envasar aceites, se emplean dos clases de cierres de metal: la tapa rosca y el sello de Newman, este ultimo cierre consiste en una tapa de forma cilíndrica que se coloca en un orificio circular al envase. También aquí se encuentra la tapa corona o plastitapa utilizada generalmente en la industria refresquera y cervecera. Así como la tapa roscada que se fabrica con rosca, reutilizable y que generalmente se utiliza

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con un liner interior como elemento de sello. Por su parte la tapa tipo P.T. mejor conocida como tapa hermética colocada a presión y quitada por torsión cual es muy utilizada en alimentos infantiles. Cuanta con un botón de seguridad, que por efecto del vacío queda sumido y en el momento de abrir el envase el botón se levanta siendo esta una particularidad que permite ver si no ha sido violado el envase. La tapa giratoria provista de anclas, que engranan en los hilos de la corona del envase generalmente se fabrica con liner y es utilizada para productos que son envasados con proceso de pasteurizado, esterilizado o alto vacío. La tapa para vaso es una tapa hermética que va unida al cuerpo del envase por medio de una arandela de hule que se coloca en el interior de la tapa formando un sello lateral. Tienen la característica de que se destruye al ser retirada, por lo que no es reutilizable. La tapa unitap es una tapa con el exterior liso o estriado que lleva un borde interior el cual llega hasta el tope y en la que va conformada una cuerda estándar para engranar con los silos de la corona del envase. La tapa para envase sanitario de dos o tres piezas es una tapa que posee un compuesto sellador para realizar un cierre hermético no reutilizable, adaptable al cuerpo del envase mediante una máquina y cuya apertura requiere de una mecanismo o herramienta. Otras formas de tapas son aquellas que se emplean en los envases destinados a conservar productos secos como galletas, dulces reconstituyentes, lechen en polvo, complementos nutritivos y en general productos secos, en los cuales una vez abiertos y consumida una parte de su contenido pueden serrarse con un buen grado de hermeticidad.

Tapas de aluminio. Aquí se encuentra la tapa estándar, la cual se fabrica con rosca con liner interior suficientemente ajustada o pegado al fondo de la tapa. La tapa inviolable la cual tienen forma de casquillo con un anillo de seguridad en la parte inferior provisto generalmente de un liner, cuando el envase se abre el anillo de seguridad se desprende por lo que es muy utilizado en la industria vitivinícola, medicinal, mieles, aceites comestibles y refrescos, la tapa de papel aluminio es una cubierta preformada que se ajusta a la corona por medio de una maquina y se destruye al abrirse, es muy utilizada en alimentos lácteos, gelatinas y jugos. La tapa pelable de aluminio tiene una cubierta adherible por medio de un material termosellable a la boca del envase, usado en gelatinas y alimentos lácteos. Cápsulas o retapas de aluminio, tienen un aditamento adecuado para sujetar la tapa entre esta y el envase, teniendo el centro desprendible o rasgable, usado comúnmente en inyectables. La tapa de fácil abertura, posee un compuesto sellador para realizar un cierre hermético y que no requiere ninguna herramienta para su abertura, ya que posee un anillo u otro aditamento que mediante presión abre la tapa.

Tapas y cierres de plástico. Los cierres de plástico se fabrican comúnmente de polipropileno, polietileno alta y baja densidad y poliestireno. Se pueden realizar formas complejas y sofisticadas que serian prácticamente posible de fabricar en lo material mecánico los cierres plásticos pueden dividirse de acuerdo a su función en: cierres para bolsa, cierres para vasos, cierres para botella y cuerpos huecos los cuales pueden ser de presión o de rosca. Los cierres para bolsa pueden ser de elementos independientes de la bolsa o estar como parte integral de la misma. Los cierres para vasos dependen del producto envasado, su consistencia y las exigencias sobre la calidad del cierre. Los cierres para botellas y cuerpos huecos son de presión o de rosca, encontrándose una gran cantidad de tamaños, formas, estilos y formas de operación. Las tapas de presión pueden ser tapas con retención, cierres que embutidos, tapón de sidra y tapones de junta mediana. Las tapas de rosca tienen un gran inconveniente las de plástico contra las metálicas y es la perdida

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del torque o fuerza de cerrado con el paso del tiempo y estos pueden ser de rosca redonda, de rosca de cierra, de doble pared, con anillo de garantía, resistente a niños, con aplicador y con dosificador.

Empaques o linersEl empaque o liner de una tapa puede definirse como cualquier material que crea un sello entre la tapa y el envase. El liner se requiere generalmente para compensar las tolerancias o perdidas de precisión entre las superficies de contacto de la tapa y el envase. El liner provee la protección necesaria y el grado de ajuste para sellar el envase. Por lo que la función básica del liner es lograr el sello, sin embargo esto implica otras funciones no menos primarias que son: Prevenir la perdida del producto por fugas Prevenir la perdida de vapor o gas del producto. Prevenir que el producto pierda o gane humedad Prevenir la rancidez de alimentos causada por oxidación Preservar las condiciones de esterilidad de un empaque Desahogar depresión excesiva de gas o vapor de agua Mantener parcialmente el vacío Prevenir perdida de sabor o aroma Hacer el empaque evidente a violaciones Imprimir instrucciones.Los liners pueden clasificarse en dos categorías: homogéneos y heterogéneos, y esto depende de la naturaleza de los materiales con que son fabricados, así se tiene liners que se elaboran con un solo material y otros que se elaboran con diversos materiales con el fin de proporcionar características de barrera o protección adicional. Los materiales mas utilizados son el cartón blanco (productos farmacéuticos, de tocador y cosméticos), cartón hecho con pulpa de periódico (el cual se ha dejado de usar por su procedencia), fieltro gris (siempre es usado con algún material de plástico laminado), fieltro blanco (es muy usado por ser muy compresible y puede ser un material blando, es usado con algún material de plástico laminado), corcho aglomerado (tiene la particularidad de que más del 75% del volumen es aire), goma o hule (usados en formas de discos o anillos, utilizado en productos biológicos, sueros y algunos productos alimenticios), plastisol (los plastificantes utilizados en el plastisol pueden migrar al producto después de un contacto prolongado) y encerados (tiene la propiedad de ser una excelente barrera al vapor de agua y le sirve de lubricante a la corona del recipiente).Cierres inviolablesLos fabricantes de medicamentos y algunos cosméticos proveen a los empaques de estos productos de un sistema que garantiza la inviolabilidad de los mismos, brindando de esta forma la seguridad de que el envase no a sido abierto antes de su compra y por lo tanto descartar la posibilidad de una posible adulteración. Por lo que un cierre inviolable tienen como objetivo impedir cualquier adulteración del producto en el lapso del tiempo que transcurre entre la fabricación y el envaso del producto, y la apertura del envase por parte del consumidor final.Existen varios tipos de cierres inviolables, siendo los más utilizados: los de bandas encojibles (las mas utilizadas son de PVC, que son colocadas sobre la tapa del envase, posteriormente el envase es pasada por un túnel de calentamiento a fin de que encoja la banda tomando esta la forma de la tapa y la corona, de las forma que la tapa no puede quitarse sin antes romper la

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banda), películas envolventes (se coloca el producto en una bolsa de plástico termo encogible que generalmente es de PVC, y en forma similar que la banda el producto es colocado dentro de una bolsa la cual es cerrada con la ayuda de unas mordazas térmicas y pasada por un horno que encoge la película, de esta forma para su consumo debe necesariamente romperse la película), tapas inviolables (están provistas de un dispositivo especial que generalmente es del mismo material de la tapa y debe romperse cuando se abre el envase por primera vez, este puede ser de metal, plástico o una combinación de metal y plástico) y sellos de garantía (son elementos fabricados de papel, foil, películas o laminaciones complejas, y que al pegarse a la boca del envase garantizan la inviolabilidad del producto).

Latas y envases metálicosLos envases metálicos pueden elaborase de alguno de los siguientes materiales: Lamina negra. Acero de bajo carbono reducido en frío. Lamina estañada. Lamina negra simple o doble reducida a la que se le aplica un

recubrimiento electrolítico de estaño Hojalata diferencial. Lamina estañada electroliticamente con diferente cantidad de

recubrimiento de estaño en cada uno de sus lados. Lamina cromada. Esta lamina es recubierta con cromo. Aluminio para latas de dos piezas que son utilizadas para el envasado de bebidas.

Los recubrimientos orgánicos aplicados en el interior de las latas, tienen como función evitar la interacción química entre el alimento y el envase ya que estas reacciones en general afectan desfavorablemente la calidad del alimento envasado. Con algunos productos se utilizas latas sin recubrimiento interior es decir, el alimento se encuentra en contacto directo con la hoja lata. Esto se permite cuando la interacción lata alimento es despreciable o cuando se logran mejorar calidades del contenido en estas condiciones. Las lacas que van a entrar en contacto directo con el alimento deben presentar las siguientes características: Atoxicidad No deben afecta ni el olor ni el sabor de los alimentos enlatados Deben comportarse como una barrera efectiva entre el alimento y el envase Su aplicación sobre la hoja lata debe ser fácil Deben ser resistentes y no desprenderse durante los procesos de esterilización ni durante

el almacenamiento. Deben presentar adecuada resistencia mecánica para que no se rompan durante el proceso

de formación de envases.

Los recubrimientos más comunes son las oleoresinas, fenólicas, epoxicas, vinílicas y algunos otros recubrimientos.Los envases metálicos poseen diversas ventajas sobre otros tipos de envases. Algunas de ellas son las siguientes:

1. Proporcionan al contenido una protección total2. son muy cómodos para su exposición y almacenamiento en condiciones ambientales3. son resistentes a los golpes

Sin embargo, el costo relativamente elevado de la hojalata y su fabricación hace que sean caros. Son más pesados que otros materiales, excepto el vidrio, y su transporte resulta también más caro.

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Cierre herméticoDos condiciones de gran importancia en el empaque son el cierre hermético y el no hermético. El término hermético significa que el envase no permite en absoluto el paso de gases y vapores por ninguna de sus partes. El envase hermético, mientras este intacto, es impenetrable además, ya que todos estos agentes son bastante más grandes que las moléculas de gas o vapor de agua.Los envases herméticos más comunes son latas metálicas rígidas y botellas de vidrio, aunque el cierre defectuoso puede hacer que no sean herméticos.

Examen de cierres herméticosSe debe mantener un escrutinio metódico para detectar defectos considerables en los cierres herméticos. En los envases de metal es importante considerar los siguientes aspectos:Compuesto sellador. Para hacer un cierre hermético se tiene que aplicar un material sellador o empaque apropiado a las tapas durante su manufactura.Sello doble. Un sello doble es aquella parte de la lata formada al unir los componentes del cuerpo y las tapaderas, los ganchos de los cuales se entrelazan entre sí y forman una estructura mecánica fuerte. Consiste de tres grosores de la tapadera y dos grosores del componente del cuerpo, con un compuesto apropiado de revestimiento, todos enrollados para formar un sello hermético.

Las estructuras y características del envaseLas estructuras del envase que participan en la formación de un sello doble y las estructuras y características resultantes que juegan un papel importante en la función de un sello doble (Figura 2) son como se menciona a continuación:

1. Pestaña del cuerpo. El componente del cuerpo o pestaña del cuerpo, es la orilla del cilindro del cuerpo que se ensancha hacia fuera para producir un reborde o pestaña (Figura 3).

2. Pestaña de la tapa. El componente o pestaña de la tapa está diseñado para proveer suficiente metal así como un contorno apropiado para proporcionar la alimentación fácil de tapaderas a la máquina selladora y la provisión de una estructura para formar un buen gancho de tapa (Figura 4).

3. Depresión de la tapa. La depresión de la tapa y su medida, conocida como profundidad de la depresión de la tapa, es la estructura que se mide desde el extremo superior del sello doble hasta el pánel de la tapa adyacente a la pared interior del sello doble (Figura 5).

4. El grosor del sello es la dimensión máxima a través de/o perpendicular a las capas de material en el sello. Esta medida en una indicación de lo ajustado del sello doble (Figura 6).

5. Ancho del sello. El ancho del sello también llamado longitud o altura del sello, es la dimensión máxima de un sello medido paralelamente a los dobleces del sello (Figura 7).

6. Ganchos del cuerpo y de la tapa. El siguiente grupo de estructuras y características reflejan los aspectos internos del sello doble. Primero hay un gancho del cuerpo cuyo origen es la pestaña del cuerpo. Luego está el gancho de la tapa, que se forma de la

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pestaña de la misma durante la operación de sellado doble. Estas dos estructuras, cuando son observadas en un corte seccional del sello doble, aparecen en una relación de entrelazamiento entre sí (Figura 8).

7. Superposición. El grado de entrelazamiento entre el gancho del cuerpo y el de la tapa se conoce como empalme o superposición (Figura 9).

8. Grado de ajuste y la juntura del traslape. Hay dos características más que se juzgan del gancho de la tapa cuando queda expuesto después de desarmar (romper) un sello doble. Estos son la clasificación del ajuste, que se juzga del grado de arrugamiento del gancho de la tapa, y la juntura del traslape, que es la porción del gancho que cruza el sello lateral y es aproximadamente 3/8 de pulgada de ancho (Figura 10).

FIGURA 4. La pestaña de la tapa forma el ganchoDe la tapa y es el área donde se coloca el Compuesto sellador.

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FIGURA 3

FIGURA 2. Diagrama del sello doble de una lata.

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FIGURA 5. Profundidad de la depresión de la tapa.

FIGURA 6. El grosor del sello se mide a través del sello.

FIGURA 7

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FIGURA 8

FIGURA 9

FIGURA 10. El ajuste del sello se juzga por medio de las arrugas del gancho de la tapa. Las siete capas de metal en el punto del sello lateral forman la juntura del traslape o del gancho de la tapa.

Criterio de Aprendizaje:Indicar los equipos usados en el envasado de alimentos.

Didáctica de Enseñanza:Ej. El profesor dará una explicación general y visitarán los talleres de tecnología de alimentos para conocer los equipos que se emplean en el envasado de alimentos.

Equipos Usados en el Envasado de AlimentosVisita a talleres, operar los equipos.

Evidencia Final:Pa 7. Identificación de Polímeros usados en Empaques de Alimentos.

Práctica 7. Identificación de Polímeros usados en Empaques de Alimentos.Instrucciones: Realizar pruebas de laboratorio sencillas que permitan identificar los polímeros usados en el empaque de determinados alimentos.

REACTIVOS, MATERIALES Y EQUIPOVasos de pp.AguaBencenoEtanolEterCloroformoEmpaques y tapas de diferentes productos alimenticios y/o del hogar.

METODOLOGÍAObservaciones y pruebas preliminaresObservaciones inicialesÉstas son importantes ya que pueden orientar la investigación ulterior, por ejemplo: Producto transparente. Resina acrílica o estirénica. Propiedades elastoméricas o plásticas. Sonoridad “metálica” al impacto. Resina estirénica. Se raya fácilmente con la uña. Polietileno.

Identificación del material de que está hecho el envaseRevisar el envase e identificar las siglas del material de fabricación. Consultar la Tabla 1 de materiales usados en empaques.

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Tabla 1. MATERIALES USADOS EN EL ENVASADO DE ALIMENTOS

AC ACETATO DE CELULOSAAN AcrilonitriloCAB Acetobutirato de celulosaCAB Acetobutirato de celulosaEP PoliepóxidosEPS Espuma de poliestirenoEVA (EVOH) Copolimero etileno acetato de viniloM- PVC Polimerizado en masaMXXT Celulosa recubiertaPA Poliamida (nylon)PBT Polieterftalato de butilenoPC PolicarbonatoPE PolietilenoPEAD, HDPE Polietileno de alta densidadPET, PETE, PETP Teraftalato de polietilenoPMP PolimetilpentenoPOM Poliacetal (óxido de polimetileno)PP PolipropilenoPPO Óxido de polifenilenoPS PoliestirenoPT Celofán comúnPTFE PolitetraflouretilenoPVC Cloruro de poliviniloPVCAC Copolimeros de cloruro de acetato de viniloPVDC (cryovac, saran) Cloruro de polivinilidenoS Silicones

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SAN Estireno acrilonitriloTPX Poli-4-metilpenteno-1

Pruebas de CombustiónSe recoge una pequeña muestra del producto que se coloca sobre una espátula y se calienta a la flama de un mechero Bunsen ajustado a su mínimo, se hacen las siguientes observaciones:

- Goteo- Cambio de color- Deformación- Formación de hilo- Flamable- Olor

De la observación se puede deducir:1. El producto no arde y se quema sin deformación: fenolformaldehído, urea formaldehído, melamina formol, en general, policondensado entrecruzado.2. El producto arde en la flama y se apaga fuera de ella (material autoextinguible): PVC y productos análogos (acetato de polivinilo, cloruro de polivinilideno, etc.), en general, productos clorados o fluorados.3. Arde en la flama y fuera de ella: se observa el color de la flama.

a. Flama azul. Poliamidas, poliacrilatos.b. Flama amarilla. Celulosa y si la flama es muy luminosa, poliestireno.

4. Depósito blanco en las cenizas. Puede ser de tipo silicón.5. Olor a bujía. Polietileno.

Análisis Sistemático de Disolventes SelectivosLa solubilidad es un criterio bastante difícil de definir en el caso de sustancias macromoleculares, independientemente del hecho que los productos no son puros (aditivos diversos), la sustancia en sí no está bien definida químicamente y contiene moléculas de bajo peso molecular. Por regla general, los bajos pesos moléculares son más fácilmente solubles que los altos, por lo que se pueden presentar los siguientes casos: Insolubilidad total en el disolvente dado Insolubilidad (solubilidad) parcial Solubilidad total en las condiciones usuales.Determinar solubilidad en: agua, benceno, etanol, éter, cloroformo (solventes que se tengan en el laboratorio y se encuentren en la tabla de solubilidad) usando como referencia la Tabla 2.NOTA: Todos los equipos deben hacer primero la prueba de flama, una vez que todos hayan terminado se podrán utilizar los solventes.

Tabla 2. SOLUBILIDAD DE ALGUNOS POLÍMEROS

AG

UA

AC

ETO

NA

DIO

XA

NO

BEN

CEN

O

DIC

LOR

O

ETIL

ENO

PIR

IDIN

A

AC

IDO

A

CET

ICO

ETA

NO

L

ETER

CLO

RO

-FO

RM

O

CC

L 4

AC

IDO

FO

RM

ICO

M- C

RES

OL

CS 2

CLORURO DE POLIVINILO I PS PS I S PS I I I PS I I PS PSCLORURO DE POLIVINILIDENO

I I PS I I I I I I I I I I I

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ACETATO DE POLIVINILO I S S S S S S S PS S S S S IALCOHOL POLIVINILICO S I I I I I I I I IPOLICONDENSADOS ENTRECRUZADOS

I I I I I I I I I I I

POLIMETIL METACRILATO Y DERIVADOS

I S S S S PS PS I S S PS

POLIETILENO I I I I I I I I I I I PS PS IPOLIAMIDAS I I I I I I I I I I I PS S IPOLIESTIRENO I PS S S S S PS I PS PS S I PS SPOLIURETANO I I I I I I I I I I SPOLITETRAFLUOROETILENO I I I I I I I I I I I I I I

I = INSOLUBLE S = SOLUBLE PS = PARCIALMENTE SOLUBLE

RESULTADOS Hacer una tabla donde se indiquen los resultados obtenidos.Consultar las tablas y la información presentada para identificar los materiales.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. Mencione tipos de envases utilizados en alimentos.

Bolsas, botellas, cajas, vasos, charolas, etc.2. ¿Cuáles son los materiales más usados en la fabricación de envases o empaques?

Polímeros, papel, cartón, vidrio y metal.3. ¿Qué tipos de pruebas se realizan a los empaques?

Verificación dimensional, tensiín y compresión, resistencia al impacto, rasgado, rigidez, transmisión de vapor de agua, transmisión de gases, resistencia a la explosión, compresión, resistencia al plegado, permeabilidad a las grasas, transparencia, dirección del hilo, absorción de agua, monómero residual, presión de vacío, coeficiente de fricción, porosidad, colores, prueba de aplastamiento, torque, determinación de peso de laminaciones, viscosidad, abrasión.Pruebas para envases de vidrio: Recocido, tratamiento superficial, choque térmico, presión interna aceptable.

4. ¿Qué importancia representa el cierre hermético en los alimentos envasados?El cierre hermético representa una gran seguridad en el alimento, de éste depende que no haya penetración de mo´s, agua, oxígeno u otras sustancias indeseables al alimento.

5. Explique en forme detallada cada una de las funciones del envasado:Presentación al producto, protección contra mo´s, humedad y gases.

Evaluación Final: Entregar reporte de Pa7.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NODiagrama de bloques de la práctica: Indicando cada una de las etapas y las variables más importantes en la determinación.Resultados y Cálculos: Presentar los resultados más relevantes de la práctica. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas

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empleadas.Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Cuestionario: Se debe resolver completamente cada una de las preguntas expuestas en éste.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

Objetivo de AprendizajeExpresar la importancia de la extracción de aire en el envasado de alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Describir la operación de extracción de aire y su importancia en el envasado de alimentos.

Didáctica de Enseñanza:Pro. El profesor explicará a los educandos esta operación, usando diapositivas como apoyo.

Extracción de Aire en el Envasado de Alimentos: EvacuaciónCuando un envase cerrado se calienta, se genera una presión interna, debido a:

i) La expansión del contenidoii) El aumento de la presión de vapor de aguaiii) La expansión del aire y otros gases presentes en el espacio de cabeza

Esta presión interna se ve parcialmente contrarrestada por la expansión de la lata y por el movimiento hacia fuera de las tapas, provistas a tal fin de anillos de expansión. Sin embargo, una lata completamente llena se vería sometida a un esfuerzo excesivo durante la esterilización, para evitarlo se deja un espacio vacío por encima del alimento contenido en la lata (espacio de cabeza). El espacio de cabeza no sólo acomoda la expansión de los líquidos y gases, sino que facilita la transmisión de calor en los procesos en los que se agitan los recipientes. Para los recipientes de vidrio tratados a 115 – 121 °C, se recomienda que el espacio de cabeza no sea inferior a un 6 % del volumen del envase, medido a la temperatura normal de cerrado (55 °C). Este valor constituye el mínimo apropiado para la esterilización en otros envases rígidos. Como regla general, el espacio de cabeza no debe exceder del 10 % del volumen del envase.La presión de vapor en el interior del recipiente viene determinada por la temperatura de tratamiento, pero la presión parcial del aire contenido en el envase, durante el proceso, se puede reducir:1) Asegurando que el alimento se libera de los gases ocluidos (por escaldado o por desaireación al vacío).2) Produciendo un vacío parcial en el espacio de cabeza, antes de cerrar el recipiente.

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La eliminación de los gases y la evacuación, además de reducir los esfuerzos sufridos por el material debido a la presión, disminuyen la tensión del oxígeno dentro de la lata, reduciendo con ello la corrosión de la misma, limitando la oxidación del alimento e inhibiendo el crecimiento de los m.o.´s aeróbicos. Existen cuatro métodos para llevar a cabo la evacuación:1) Evacuación mecánica. Se emplea con alimentos sensibles al calor, o secos, y consiste en cerrar el recipiente, que se ha llenado en frío, bajo un vacío producido mecánicamente (ejemplo: una bomba).2) Llenado en caliente. Se basa en el hecho de que los alimentos acuosos envasados en caliente, a temperaturas próximas al punto de ebullición del agua, generan una presión de vapor de casi una atmósfera en el espacio de cabeza, por lo que, si se cierran rápidamente, el enfriamiento produce un vacío dentro de la lata.3) Evacuación en caliente. Los envases abiertos o con las tapas descansando encima, son arrastrados a través de un baño de agua regulado termostáticamente, o a través de una cámara de vapor, en los que se calientan a 80-95 °C. Los envases evacuados se cierran calientes, inmediatamente después de su salida de los túneles de evacuación.4) Cierre bajo corriente de vapor. Implica el desplazamiento de los gases del espacio de cabeza, por un chorro de vapor de agua aplicado sobre la superficie del contenido del envase. Después de un periodo de tiempo predeterminado se procede a colocar automáticamente la tapa, que también ha sido calentada con vapor de agua, y a cerrar el envase.

Evidencia Final:Pa 8. Evaluación del cierre hermético y algunas determinaciones del contenido.

Práctica 8. Evaluación del cierre hermético y algunas determinaciones del contenido.Instrucciones: Hacer el análisis correspondiente a la evaluación de calidad de un cierre hermético en un envase determinado, así como del contenido del mismo.

REACTIVOS, MATERIALES Y EQUIPOHidróxido de sodio 0.1 NMatraz erlen-meyer 250 mlPipeta 10 mlBureta 25 mlProbeta 100 mlVaso pp 250 mlPinzas p/buretaSoportePotenciómetroRefractómetroVernierProductos alimenticios enlatados

METODOLOGÍADeterminación Gravimétrica del Producto Peso bruto: peso del envase y el producto que contiene. Peso neto: peso del producto.

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Tara: peso del envase. Peso drenado: Peso de las partes sólidas del producto, separadas del líquido de cobertura.La determinación de estos pesos tiene como objetivo, primero el llevar un control sobre el peso del material elaborado que contiene la lata en relación al especificado en la etiqueta y además, disponer de datos suficientes para calcular los costos de la producción y los rendimientos.

Evaluación del Cierre HerméticoLa técnica de examen debe practicarse siguiendo un orden determinado; primero el insertado se inspecciona y se mide externamente, a continuación se arranca el ribete (insertado) y finalmente se miden y observan las distintas partes que lo componen:1) Grosor del insertado2) Longitud del insertado3) Gancho de la tapa4) Gancho del cuerpo5) Profundidad del ribete

Grados Brix (del drenado)Un factor muy importante que interviene en el sabor agradable de los productos hortofrutícolas es su grado de endulzamiento. La técnica que se sigue es de acuerdo al equipo con que se cuente en el laboratorio, en tal caso, se realiza de acuerdo al manual del equipo.Si la lectura se toma a una temperatura diferente a 20 ªC, se deben hacer las correcciones necesarias.

AcidezJunto con el grado de endulzamiento, la acidez de un producto influye decisivamente en su sabor. La técnica es la siguiente:1) Pesar 10 g de muestra si es sólido o medir 10 ml si es líquido.2) Colocarlos en un matraz erlen-meyer.3) Adicionar 50 ml de agua destilada.4) Titular con una solución de hidróxido de sodio 0.1 N, usando fenoftaleína como indicador.5) Utilizar la siguiente fórmula para obtener el % acidez:

% acidez = V (NaOH) + N(NaOH) * meq * 100 / Peso de la muestra

Ácido cítrico anhidro = 0.06404Ácido cítrico monohidratado = 0.07005Ácido málico = 0.06705Ácido tartárico = 0.0705Ácido acético = 0.0600

pHEl valor de pH actúa como indicador para determinar que tipo de procesamiento térmico requieren los productos. La técnica ha seguir depende del tipo de equipo con que se cuente. Por lo tanto, ésta será de acuerdo al manual de operación del equipo.

RESULTADOS

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Anote sus observaciones y resultados obtenidos.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. ¿Qué importancia tiene el vacío en los productos enlatados?

Con esta operación se elimina el oxígeno del producto, evitando así el crecimiento de mo´s y reacciones de oxidación.

2. Indique como se reporta la acidez dependiendo del alimento de que se trate:Se identifica el tipo de alimento contenido en la lata, se investiga el tipo de ácido que contiene en mayor cantidad, se consideran los meq de este ácido, se sustituye el valor de meq en la fórmula y se determina la acidez del alimento.

3. ¿Cómo se clasifican los alimentos en base a su acidez?Alimentos de baja acidez, alimentos de acidez media, alimentos de alta acidez.

Evaluación Final: Entregar reporte de Pa8.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NODiagrama de bloques de la práctica: Indicando cada una de las etapas y las variables más importantes en la determinación.Resultados y Cálculos: Presentar los resultados más relevantes de la práctica. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas empleadas.Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Cuestionario: Se debe resolver completamente cada una de las preguntas expuestas en éste.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

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CAPITULO 3REFRIGERACIÓN

INTRODUCCIÓNEn esta unidad se pretende que el educando conozca el método de conservación de alimentos en refrigeración, que conozca el ciclo de refrigeración y la operación de una cámara frigorífica.El educando identificará los factores que influyen en la carga térmica de un equipo de refrigeración, utilizará las ecuaciones para realizar cálculos de carga térmica, considerando cada uno de los factores. Evaluará los cambios que se producen durante el almacenamiento en refrigeración, como afecta este método de conservación a las características fisicoquímicas, nutricionales y sensoriales del alimento.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE1. Ilustrar las partes y operación de una cámara frigorífica.1.1. Definir la operación de refrigeración.1.2. Esbozar las partes de una cámara frigorífica.1.3. Indicar la operación de una cámara frigorífica, así como el ciclo de

refrigeración.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)1.1.1. Registrar el concepto de la operación de refrigeración.1.2.1. Reconocer las partes de una cámara frigorífica.1.3.1. Reconocer el ciclo de refrigeración y las variaciones de presión y temperatura en éste.

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OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE2. Establecer los factores que influyen en el cálculo de la carga térmica.2.1. Registrar los factores que influyen en la carga térmica.2.2. Registrar las ecuaciones para realizar cálculos de carga térmica.2.3. Practicar cálculos de carga térmica.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)2.1.1. Identificar los factores que deben controlarse durante el almacenamiento en refrigeración.2.2.1. Indicar las ecuaciones para cálculos de carga térmica.2.3.1. Emplear las ecuaciones en cálculos de carga térmica, considerando el tipo de alimento y condiciones de almacenamiento.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE 3. Comparar la resistencia de los microorganismos a las bajas temperaturas.

3.1. Diferenciar las condiciones óptimas de crecimiento y resistencia a bajas temperaturas de los microorganismos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)3.1.1. Identificar los microorganismos que resisten bajas temperaturas y causan deterioro en los alimentos almacenados en refrigeración.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE 4. Analizar el efecto del almacenamiento en refrigeración sobre la calidad de los alimentos.4.1. Esbozar el efecto de la temperatura y la humedad relativa sobre las

características sensoriales y nutricionales de los alimentos.

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DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)4.1.1. Discutir los cambios en las características de los alimentos durante su

almacenamiento en refrigeración.

EVIDENCIA PARCIAL – ACTIVIDADTa1. Contestar cuestionario sobre Refrigeración.Ta2. Resolver ejercicios referentes a carga térmica.In1. Investigar los daños causados por microorganismos a los alimentos durante su almacenamiento en refrigeración.In2. Investigar la tabla de tiempo de refrigeración de productos perecederos y hacer un análisis comparativo de temperaturas y tiempo para cada grupo de alimentos.

EVIDENCIA FINAL – ACTIVIDADPa 9. Carga Térmica.Pa 10. Evaluación del efecto de la temperatura sobre las propiedades sensoriales del alimento durante su almacenamiento en refrigeración.

Objetivo de Aprendizaje:Ilustrar las partes y operación de una cámara frigorífica.

Criterio de Aprendizaje:Registrar el concepto de la operación de refrigeración.

Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor indicará a los alumnos la definición de la operación de refrigeración.

RefrigeraciónLa refrigeración es aquella operación unitaria en la que la temperatura del producto se mantiene entre –1 y 8 °C. Se utiliza para reducir:

1) Transformaciones microbianas y bioquímicas. Los alimentos refrigerados poseen prácticamente todo el valor nutritivo y características del alimento original ------- Alimentos frescos

De acuerdo a la temperatura de almacenamiento, los alimentos se clasifican en: -1 a +1 °C: filetes, carnes, embutidos, carnes y pescado ahumados. 0 a +5 °C: leche, yogur, ensaladas, alimentos horneados, masas para panadería y

pastelería antes de su horneo. 0 a +8 °C: carnes cocinadas, mantequilla, margarina, quesos duros y frutos

blandos.Combinación de la refrigeración con atmósferas controladas:

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1) Almacenamiento en atmósferas controladas: la concentración de oxígeno y de anhídrido carbónico, y a veces, también de etileno, se miden y regulan a valores predeterminados.

2) Almacenamiento en atmósferas modificadas: En este sistema, la composición de la atmósfera de almacenamiento cambia como consecuencia de la actividad respiratoria normal del alimento y no se ejerce sobre ella un control apreciable.

3) Envasado en atmósferas modificadas: En este método, la composición gaseosa de la atmósfera de almacenamiento en el envase se modifica una vez llenado éste y antes de su cierre.

Refrigeración y almacenamiento en fríoLa refrigeración y almacenamiento en frío constituyen el método más benigno de conservación de alimentos.Ejercen pocos efectos negativos en el sabor, textura, el valor nutritivo y los cambios globales que ocurren en los alimentos, a condición de que se observen unas reglas sencillas y que los periodos de almacenamiento no se prolonguen más de la cuenta.

Necesidad de proporcionar un frío instantáneo e ininterrumpidoLa refrigeración de los productos perecederos comienza en el momento de la cosecha o el sacrificio y se mantiene durante el transporte, la conservación en bodegas, la venta y el almacenamiento anterior a su consumo.El enfriamiento es la extracción de calor de un cuerpo. Si el cuerpo es grande, el tiempo requerido para extraer una cantidad suficiente de calor puede ser bastante largo para permitir que un grado importante de descomposición tenga lugar en el alimento antes de que se pueda alcanzar la temperatura de conservación efectiva.

Requisitos para el almacenamiento refrigerado TEMPERATURA BAJA REGULADA: Los refrigeradores, cámaras y bodegas refrigeradas que han sido diseñadas correctamente proporcionan suficiente capacidad refrigeradora y aislamiento para mantener el lugar frío a una temperatura que no fluctúa más de + 1°C de la que ha sido seleccionadaLa conservación de los alimentos a bajas temperaturas elimina o retarda la actividad de agentes que causan cambios indeseables en ellos. El almacenamiento de alimentos perecederos a bajas temperaturas reduce en gran proporción la actividad tanto de las enzimas como de los microorganismos proporcionando por lo tanto un medio práctico de conservar los alimentos. El grado necesario de temperatura baja para conservar adecuadamente los alimentos varía con el tipo de productos almacenados y con el período de tiempo que éstos deban estar almacenados.El almacenamiento en frío se refiere al almacenamiento con temperaturas superiores al punto de congelación, lo cual abarca una escala que va desde lo 15.5 °C hasta –2 °C. Los refrigeradores comerciales y domésticos generalmente mantienen una temperatura entre 4.5 ° y 7 °C. En los refrigeradores comerciales se mantiene a veces una temperatura un poco más baja cuando se está dando preferencia a un alimento determinado. Aunque el agua pura se congela a 0 °C, la mayoría de los alimentos no empieza a congelarse hasta que la temperatura esté a –2 °C o más abajo.

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El almacenamiento congelado, como sugiere su nombre, se refiere al almacenamiento en que el alimento se conserva en estado congelado. Para un almacenamiento congelado satisfactorio se requiere una temperatura de –18 °C o aún más baja.En el almacenamiento refrigerado, los alimentos perecederos se conservan generalmente durante días o semanas, según el caso, El almacenamiento congelado, los conserva durante meses y hasta años. Existen otras distinciones entre las condiciones de refrigeración y las de congelación en lo referente a la actividad de los microorganismos. La mayoría de los organismos generadores de la descomposición crecen rápidamente a temperaturas superiores a los 10 °C. Algunos de los organismos que provocan intoxicaciones crecen hasta una temperatura de 3 °C. Los organismos psicrofílicos crecen lentamente entre 4° y –10 °C, a condición de que el alimento en que se encuentran no esté congelado sólidamente. Estos organismos no producen intoxicación o enfermedad, pero aún a una temperatura por debajo de –4 °C, pueden provocar la descomposición del alimento. A una temperatura inferior a –10 °C, no ocurre ningún crecimiento importante de los microorganismos en los alimentos, antes bien hay una disminución paulatina del número de los organismos vivos. La destrucción de los microorganismos por el frío no es completa; es posible que, en cuanto se deshiela el alimento, éstos proliferen rápidamente, provocando su descomposición.La refrigeración frena las transformaciones enzimáticas y microbiológicas y frena la respiración de los alimentos frescos. Entre los factores que determinan la vida útil de vegetales frescos almacenados en refrigeración, se hallan los siguientes:1) El tipo de alimento de que se trate y de su variedad.2) La parte anatómica del alimento en cuestión (las partes de crecimiento más rápido poseen

una mayor actividad metabólica y su vida útil es más corta).3) Las condiciones del alimento durante su recolección (por ejemplo, heridas, contaminación

microbiana, grado de maduración).4) Temperatura durante su transporte y en el mostrador de venta al consumidor.5) La humedad relativa de la atmósfera de almacenamiento (ya que ella influye sobre las

pérdidas por deshidratación).La vida útil de un alimento procesado refrigerado se halla determinada por:1. Tipo de alimento.2. Intensidad del efecto destructor del proceso sobre microorganismos y enzimas.3. Condiciones de higiene durante su elaboración y envasado.4. Permeabilidad del envase.5. Temperatura durante su almacenamiento y distribución.

En general, la refrigeración y el almacenamiento en frío constituyen el método más benigno de conservación de alimentos. En general, ejercen pocos efectos negativos en el sabor, la textura, el valor nutritivo y los cambios globales que ocurren en los alimentos, a condición de que se observen unas reglas sencillas y que los periodos de almacenamiento no se prolonguen más de lo necesario. La refrigeración y el almacenamiento en frío suelen disminuir la velocidad con que se deterioran los alimentos, en la mayoría de los casos el grado en que previenen ese deterioro no se compara ni de lejos con el grado en que lo previenen el calor, la deshidratación, la irradiación, la fermentación o la verdadera congelación. En la tabla 3 se indican los períodos usuales de vida útil de diversos tejidos animales y vegetales almacenados a diferentes temperaturas.

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Criterio de Aprendizaje:Esbozar las partes de una cámara frigorífica.

Didáctica de Enseñanza:Pro. El Profesor indicará a los alumnos las partes de una cámara frigorífica, usando diapositivas.

Partes de una Cámara FrigoríficaInstalaciones:

Las instalaciones de refrigeración, de acuerdo con el sistema que utilizan para eliminar el calor se clasifican en:

1. Sistemas mecánicos.2. Sistemas criogénicos.El sistema de funcionamiento (en ambos tipos de instalaciones) puede ser, continuo o

discontinuo. En ambos casos la temperatura debe atravesar lo más rápidamente posible la zona critica, que en aquella zona que en la que el crecimiento microbiano es máximo ( 50 – 10 °C)Sistemas de refrigeración mecánica:

Estos sistemas constan de cuatro elementos principales que son el evaporador, el compresor, el condensador y la válvula de expansión (Fig. 11) por su elevada conductividad térmica los diversos componentes de los sistemas de refrigeración se construyen de cobre ya que ello permite obtener velocidades de intercambio calórico muy elevadas. En estas instalaciones un refrigerante que circula a través de estos cuatro elementos en circuito cerrado, pasa continuamente de liquido a gas y de gas a liquido. De la siguiente forma: en el evaporador él liquido refrigerante se evapora a presión reducida absorbiendo para ello, del medio de congelación, el calor latente de vaporización y en consecuencia, enfriándolo. El evaporador es el elemento principal del sistema de frío. El resto de los elementos tienen por misión recircular el refrigerante. Este, en forma de vapor, pasa del evaporador al compresor donde se comprime aumentando su presión y pasando seguidamente al condensador donde la presión se mantiene constante mientras se produce la condensación. El refrigerante ahora en forma liquida, atraviesa la válvula de expansión entrando en el evaporador, donde se evapora a presión reducida, iniciándose de nuevo el ciclo.

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FIGURA 11. Sistema de producción de frío.

Enfriamiento criogénico:Un compuesto criogénico es un refrigerante que cambia de fase absorbiendo el calor

latente del alimento con el que entra en contacto. Son compuestos criogénicos: el anhidro carbónico, sólido o liquido, y el nitrógeno liquido. El anhídrido carbónico sólido roba el calor latente de sublimación, y los compuestos criogénicos líquidos, el calor latente de vaporización, el vapor que se genera continua absorbiendo, calor sensible a medida que se va calentando, desde –78 °C (CO2) o desde –196°C (nitrógeno liquido).

Criterio de Aprendizaje:Indicar la operación de una cámara frigorífica, así como el ciclo de refrigeración.

Didáctica de Enseñanza:Ej. Los educandos visitarán el laboratorio y el profesor les explicará el ciclo de refrigeración al operar la unidad demostrativa para el estudio de la refrigeración.

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Ciclo de Refrigeración

T1 > ToP1 > PoP1 = P´1T2 < T1P2 < P1T3 < T2P´2 = P2T4 > T3T4 ≈ ToP´2 ≈ Po

Práctica Parcial:Ta1. Contestar cuestionario sobre refrigeración.

1. Indique las partes de una cámara frigorífica2. ¿Qué es un refrigerante?3. Indique los tipos de refrigerantes y sus características4. Indique las características que deben tener los refrigerantes usados en alimentos:5. Indique los usos de los refrigerantes

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P´1 T1 LÍQUIDO

VÁLVULA DE EXPANSIÓN

EVAPORADOR

P2 T3LIQUIDO

COMPRESOR

INTERCAMBIADOR DE CALOR

(CONDENSADOR)

To GASPo

GAS A ALTA PRESIÓN

T1 P1T1P1

P´1T2LÍQUIDO

P´2 T4GAS

6. Indique los materiales de construcción para un almacén frigorífico7. Indique los tipos de aislantes usados en cámaras frigoríficas.

Evaluación Parcial:Entrega de Ta1. Cuestionario contestado.

1. Indique las partes de una cámara frigoríficaEVAPORADOR : El líquido refrigerante se evapora a presión reducida, absorbiendo para ello del medio de enfriamiento el calor latente se evaporación, en consecuencia enfriándolo; es el primer elemento del sistema.COMPRESOR: El refrigerante en forma de vapor, pasa al compresor donde se comprime aumentando su presión y temperatura, es descargado en el tubo de gas caliente.CONDENSADOR: En el condensador, el gas cede calor al aire relativamente frío que está impulsado por el ventilador del condensador. A medida que el vapor cede calor al aire frío su temperatura es reducida; el vapor es condensado, pasa a estado líquido una vez que se ha efectuado la eliminación de calor.VÁLVULA DE EXPANSION: El refrigerante en forma líquida pasa a la válvula de expansión entrando en el evaporador donde se evapora a presión reducida y se inicia de nuevo el ciclo.

2. ¿Qué es un refrigerante?Cualquier sustancia o cuerpo que actúa como agente de enfriamiento absorbiendo calor de otro cuerpo o sustancia.

3. Indique los tipos de refrigerantes y sus característicasCompuestos halocarburos: carbontetracloruro Tricloromonofluorometano Cloroformo Cloruro de metilo

Compuestos orgánicos cíclicosAzeotropesHidrocarburos: metano, butanom isobutanoCompuestos de oxígeno: eter, etilo, formato de metilCompuestos de azufre:Compuestos de nitrpogeno: amina de metil, amina de etilCompuestos inorgánicos: amoniaco, agua, aire, dióxido de carbono, oxido nitroso, dióxido de azufre.Compuestos orgánicos no saturados: tricloroetileno, etileno, propileno

4. Indique las características que deben tener los refrigerantes usados en alimentos: Químicamente inertes No ser flamable No explosivo No toxico No reacciona desfavorablemente con el aceite lubricante

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No reacciona desfavorablemente con la humedad No contamina

5. Indique los usos de los refrigerantes Sistemas de aire acondicionado Refrigerantes secundarios Solventes Procesos industriales para enfriamiento

6. Indique los materiales de construcción para un almacén frigorífico Mampostería: ladrillo común, concreto, agregado de aren, yeso de estocar, barro-

bloque hueco. Maderas: arce, roble, abeto, pino, maderas duras similares a maderas suaves similares,

madera contrachapada. Techado: con rollo de asfalto, techado armado. Puertas: sistemas de cerrado, con puertas de acero.

7. Indique los tipos de aislantes usados en cámaras frigoríficas. Bloque o rollos de fibra mineral de vidrio. Tabla o placa de vidrio celular, placa de corcho, fibra de vidrio. Poliestireno expandido y poliuretano expandido. Relleno: papel prensado, pulpa de madera, aserrín, lana mineral, corteza de pino, fibra

de madera.

Objetivo de Aprendizaje:Establecer los factores que influyen en el cálculo de la carga térmica.

Criterio de Aprendizaje:Registrar los factores que influyen en la carga térmica.

Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor explicará los factores que influyen en la carga térmica.

Carga Térmica La cantidad de calor que hay que eliminar de cualquier alimento a fin de bajar su temperatura depende del calor específico de ese alimento; además, durante y después del enfriamiento, los alimentos como frutas y hortalizas respiran y producen calor en forma variable.

Datos necesarios para calcular la CARGA DE REFRIGERACIÓN

Carga de refrigeración: Cantidad de calor que tiene que ser eliminada del producto y el área de almacenamiento a fin de bajar su temperatura inicial al nivel seleccionado y luego introducirla ahí por un tiempo determinado.

Factores importantes en el cálculo de la carga térmica:

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CIRCULACIÓN DE AIRE Y HUMEDAD: La correcta circulación del aire ayuda a alejar el calor de la proximidad de las superficies de los alimentos hacia las serpientes y placas de refrigeración. El aire no debe ser demasiado húmedo ni demasiado seco.

Aire húmedo Condensación de agua en la superficie de los alimentos: desarrollo de mohos.Aire seco Pérdida de humedad de los alimentos.Humedad relativa óptima 80-95%

MODIFICACIÓN DE LOS GASES ATMOFÉRICOS: Las manzanas y las otras frutas almacenadas en frío respiran, maduran y luego maduran excesivamente. Su respiración depende de la cantidad de oxígeno disponible y produce dióxido de carbono.

Las formas de disminuir la velocidad de respiración son: Reducción de la temperatura Eliminación del oxígeno Aumento del nivel de dióxido de carbono

Manzanas Mc Intosh T° ----- 3°C HR ----- 85-90% < O2 ---- 21-3% > CO2 --- 0.03-3% 5% --- N2

Otras aplicaciones: Envasando, se sustituye O2 por N2, CO2. Vapores difenílicos para inhibir el crecimiento de mohos en frutas cítricas Uso de gas etílico: para acelerar la maduración y desarrollo del calor en frutas

cítricas y plátanos.

La transferencia de calor ocurre de tres maneras: por conducción, convección y por radiación. La velocidad a la cual debe ser eliminado el calor de un material refrigerado a fin de producir las condiciones deseadas de temperatura se le llama carga térmica. En aplicaciones de refrigeración la carga térmica total regularmente se calcula para periodos de 24 horasLa carga de enfriamiento del equipo de refrigeración es la suma de las ganancias de calor provenientes de diferentes fuentes: Calor cedido por el personal que labora en el área Calor del producto al momento de ser refrigerado Calor producido por motores, alumbrado que se encuentra dentro de la cámara, o cerca del

área de refrigeración. Calor transmitido por conducción a través de la paredes aisladas. Calor que llega del ambiente al momento de abrir y cerrar la puerta.

La ganancia de cargas por paredes, que a veces se le llama carga de fuga, es un medición del calor que fluye por conducción a través de las paredes del espacio refrigerado del exterior hacia en interior ya que no se dispone de ningún aislamiento perfecto., siempre se tendrá una

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pequeña cantidad de calor que esta --pasando del exterior al interior, debido a que las temperaturas es menor en comparación con las del medio. La carga así ganada es común a todas las aplicaciones de refrigeración y de ordinario presenta una parte considerable de la carga total de enfriamiento.La carga por cambio de aire. Al abrirse la puerta de un espacio refrigerado, el aire caliente del exterior entra al espacio par a reemplazar al aire frío más denso, esto constituye una pérdida en el espacio refrigerado. El calor que debe ser eliminado, por este aire caliente del exterior para reducirle su temperatura y contenido e humedad a las condi8ciones de diseño del espacio, constituye solo un espacio de la carga d l enfriamiento total del equipo. A esta parte de la carga, se le llama carga por cambio de aire.La variación entre la carga por cambio de aire /carga total de enfriamiento varia para cada caso. Por ejemplo, con enfriadores de liquido, no hay puertas o algunas aberturas a través de las cuales pueda pasar el aire. Por lo tanto en este caso no se tiene ninguna carga por cambio de aire. Por otra parte, lo inverso a esto, es el caso de aplicaciones de aire acondicionado, donde además de los cambios del aire debido a aberturas de puertas, se mantiene una cantidad considerable de aire que pasa al espacio acondicionado a través de hendiduras alrededor de ventanas y puertas, y de otras partes de la estructura. En aplicaciones de aire acondicionado, la carga por cambio de aire se le conoce como “carga por ventilación o carga por infiltración”. Se usa el término, carga por ventilación cuando los cambios de aire en el espacio acondicionados e introducen en forma d liberada desde el exterior al interior, para satisfacer los fines de ventilación.La carga del producto. La carga del producto la constituye el valor que debe ser eliminado del producto refrigerado a fin de que la temperatura del mismo baje hasta el nivel deseado.El termino producto que aquí se usa indica cualquier material cuya temperatura es disminuida por el equipo de refrigeración. La importancia de la carga del producto con respecto a la área total de enfriamiento, varia con la aplicación especifica. Cuando se hace el diseño de un enfriador para refrigeración, generalmente se enfría el producto a la temperatura de almacenaje, antes de que este sea colocado en el enfriador y en este caso no es necesario considerar la carga del producto ya que el mismo se encuentra a temperatura de almacenaje.Las cargas llamadas varias, a veces suplementarias, toman en cuenta varias fuentes de calor. Las principales son producidas por las personas que trabajan u ocupan el espacio refrigerado junto con el alumbrado y otros equipos eléctricos funcionando dentro del espacio refrigerado.Para casi todas las aplicaciones de refrigeración comercial las cargas varias son relativamente pequeñas, por lo general son obtenidas por el alumbrado y por los motores de los ventiladores utilizados dentro del espacio refrigerado.En aplicaciones de aire acondicionado, no hay cargas varias. En este caso no se pueden decir que las personas que estén ocupando un lugar y el equipo; sean parte de la carga de enfriamiento. Carga de enfriamientoFuentes de calor más comunes que suministran la carga de refrigeración del equipo son:

1) Calor que pasa del exterior al espacio refrigerado por conducción a través de paredes no aisladas.

2) Calor que lega del espacio por radiación directa a través del vidrieras o de otros materiales transparentes.

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3) Calor que pasa al espacio debido al aire exterior caliente, al cual pasa a través de puertas que se abren y a través de rendijas que se tienen alrededor de puertas y ventanas.

4) Calor cálido por el producto caliente a medida que su temperatura es bajada hasta el nivel deseado.

5) Calor cálido por las personas dentro dele espacio refrigerado.6) Calor cálido por cualquier equipo productor de calor localizado dentro del espacio,

tales como motores eléctricos alumbrado, equipo electrónico, [planchas de vapor, cafeteras y secadoras de pelo]

Criterio de Aprendizaje:Registrar las ecuaciones para realizar cálculos de carga térmica.

Didáctica de Enseñanza:Di. El Profesor indicará a los educandos las ecuaciones para realizar cálculos de carga térmica, el educando elaborará un formulario.

Ecuaciones para realizar Cálculos de Carga Térmica

Capacidad de un equipo de refrigeraciónSe expresa en BTU / 24h BTU /día, para calcular la capacidad requerida del equipo en BTU/h, se divide la carga total que corresponde al periodo de 24 h entre el tiempo deseado de funcionamiento del equipo:

Capacidad del equipo = Carga de enfriamiento total (BTU/día) (BTU/h) Tiempo deseado de funcionamiento (h)Factores que determinan la ganancia de carga en paredesQ = A U DQ = Cantidad de calor (BTU / h)A = Area de superficie de la pares externa ( ft2)U = Coeficiente de transmisión de calor (BTU / hr – ft2 - °F)D = Diferencial de temperatura a través de la pared (°F)

U Es una medida de la rapidez a la cual fluye el calor a través de un área de superficie de pared de 1ft2 entre el aire de un lado y el aire del otro lado por cada °F. Buen aislamiento ----- valores bajos U

Para calcular las cargas del enfriamiento en aplicaciones de refrigeración:Q = A *U *D* 24

Conductividad térmicaFactor K de un material es la razón en BTU/h a la cual pasa calor a través de una superficie de 1ft2 para un material de una pulgada de espesor por cada °F de diferencia de temperatura a través del material BTU/h*°F*ft2 por pulgada de espesor.

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Conductancia C = K X = espesor del material en pulgadas X

Carga del productoQ = mCTQ = Cantidad de calor en BTUM = Masa del producto lbT = cambio de temperatura del producto

Cálculo de la carga por cambio de aire ventilaciónQ = m(ho – hi)M =masa del aire que entra en 24 hrho = entalpía del aire exteriorhi = entalpía del aire interior

Calor de respiraciónQ(BTU/24hr) = masa del producto(lb) * calor de respiración(BTU/lbhr) * 24 h.

Recipientes y materiales de empaqueBotellas de leche o de cartón, huevos en cajas y frutas y vegetales en canastas.Calor cedido por los recipientes y materiales de empaque por su enfriamiento desde la temperatura que éstos tienen en la entrada hasta la temperatura que se tiene en el espacio refrigerado.

Cargas Varias :Alumbrado . watts * 3042BTU/watt*hr * 24hrMotores eléctricos : factor * potencia en caballos * 24 hrPersonas : factor * No. De personas * 24 hr.

Factor de seguridadCarga de enfriamiento totoal + 5-10%Q = Q total (24h) t requerido

Q = mCT (24h) T enf

Factor de rapidezQ inicial = Es necesario que la carga promedio horaria del producto

Q = (m)(C) (T ) (24hr) (t enfriamiento) ( F rapidez enf)

Criterio de Aprendizaje:Practicar cálculos de carga térmica.

Didáctica de Enseñanza:

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Ej. El Profesor resolverá ejercicios sobre carga térmica, empleando las ecuaciones e indicando a los educandos cada uno de los pasos de la resolución.

Ejercicios sobre carga térmica.

** Calcular la conductancia térmica para placa de corcho de 5 in de espesor

C = 0.30BTU/pulg / hr*ft 2 * °F 5 pulg = 0.06 BTU/hr*ft2*°F

** Calcular el calor transmitido en cada una de las paredes de una cámara de 100 m3 (ladrillo)

Área (2)10 m2

50m2

(2)20m 2 110m2

Tabique = 24°CT° cámara = 4°CK ladrillo = 0.59 Kcal m/ m2h*°C

a) Q = 0.59 Kcal/m/m2h°C * 20m2 *(24-20)°C = 1180 Kcal/hr 0.2 m

b) Todas las paredes mas techo = 6490 Kcal /hc) Si hubiera una ventana de 2*2 en ambos lados ( K= 0.7cal/mh°C) ¿Cuál es el calor

transmitido?. Espesor 0.005 mQ = 0.7 (8) (20) = 2240 Kcal/h 0.005 mQ = 0.59 (102) (20) = 6018 Kcal/h 0.2Q = 28418 Kcal / h

** 7500 lb de carne de res entran diariamente a un cuarto de enfriamiento a 102°F y son enfriados hasta 45°FCalcular la carga del producto en BTU/24h

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2m

10 m

5 m

20 cm

Q = (7500 lb) (0.75BTU/lb°F) (57) = 320 625 BTU/24h

** Calcular la carga del producto en BTU/24h suponiendo que la carne de res es enfriada en 20 h en lugar del periodo estipulado de 24 h.Q = mCT (24h) = 384 750 BTU/h Tiempo deseado de enfriamiento(h)

** Para efectos de ventilación se introduce a un espacio refrigerado 300 ft3 de aire/min. Si el interior del enfriado está a 35°F y la temperatura exterior del bulbo seco y HR son 85°F y 50% respectivamente. Calcular la carga por cambio de aire en BTU/24h300ft3 * 60 min * 24h = 432 000 ft3

Factor de cambios de aire = 1.86 BTU/ft3

Carga de ventilación = 803 520 BTU/24h

** 7500 lb de carne de res entran diariamente a un cuarto de enfriamiento a 102°F y son enfriados hasta 45°FCalcular la carga del producto en BTU/24h. Calcular la carga del producto considerando el factor de rapidez y un tiempo de enfriamiento de 20 h.

Q = (7500 lb) ( 0.75 BTU/lbh°F) (102-45°F) (24h) (20h) (0.67)

Q = 574 250 BTU/ 24h

Tres mil cajas de manzanas son almacenadas a 35°F en una almacén enfriado de 50 ft * 40ft * 10 ft. Las manzanas entran al enfriador a la temperatura de 85°F y a razón de 200 cajas diarias durante los 15 días que dura la recolección. Las paredes incluyendo piso y cielo están construidos con tablones de madera de 1 in, colocados por ambos lados sobre postes de madera de 2*4 y están aislados con lana de roca de 35/8 in. Todas las paredes están sombreadas y la temperatura del ambiente es 85°F. El peso promedio de las manzanas es 59 lb por caja. Las cajas tienen un peso aproximado 4.5 lb y el valor del calor específico es 0.60 BTU/lb°F. Calcular la carga de enfriamiento por hora basada en un tiempo de funcionamiento de 20 horas.1 ft = 12 inV = 0.072 BTU/lb°FA total = 5800ft26 in espesor/cada pared49 * 39 * 9 = 17 199 ft3 aprox. 17 200 ft3

Factor cambios de aire = 3.724 ( cambios de aire) 1.86 BTU/ft3

Calor específico de las manzanas 0.89 BTU/lb°FFactor de rapidez de enfriamiento = 0.67Calor de respiración = 0.0225 btu/ lbCarga/paredes Q = 5800ft2 (0.072) (50) (24h)

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Q = 501120 BTU/24hCarga/aire Q = 17 200 ( 3.724) (1.86) Q = 119138.208 BTU/24hCarga/producto Q = mC T FR Q = (200 * 59) (0.89) (50) 0.67

Carga/cajas Q = (200) (4.5) (0.6) (50) = 40298.51 BTU/24h 0.67Carga/respiración Q = (1200 * 59 * 15) (0.023) (24h) Q = 97 704 BTU/24hQT = 1 541 992 .061 BTU/24hFactor de seguridad (10%) = 154199.2061Q = 169 6191.267 /24h

Evaluación Parcial:Ta2. Resolver ejercicios referentes a carga térmica.1. Calcular el calor trasmitido por:

Una cámara de 2000 m3

Paredes de ladrillo Techo de cemento K = 0.65 Kcal/m* h* °CDimensiones: 5*20*20

2.Calcular el valor de C para material aislante que tiene un espesor de 4 pulgadas, el cual tiene un valor k de 0.24 BTU* in / h ft2 °F.

3.La pared de un enfriador de 10 ft por 18 ft está aislada con el equivalente a 3 in de poliestireno expandido. Calcular la ganancia de calor a través de la pared (BTU/24 h) si la temperatura interior es de 37 °F y la temperatura exterior es 78 °F.

4.Un cuarto almacén congelador tiene un volumen interior de 2000 ft3 y se mantiene a la temperatura de –10 °F. El uso es ligero y las condiciones de diseño exteriores (antesala) son 50 °F y 70 % HR. Calcular el cambio de aire en BTU por 24 h.

5.Cinco mil libras de carne de res enjuta fresca entran a un enfriador de preenfriamiento a 100 °F y son enfriados hasta 38 °F en 24 h. Calcular la carga de enfriamiento en BTU por 24 h.

6.Cinco mil libras de habas verdes empacadas (32 lb por canasta) entran a un enfriador de preenfriamiento a la temperatura de 80 °F donde son enfriadas a la temperatura de 33 °F en 20 h. Las canastas vacias tienen una masa de 3 lb y un calor específico de 0.6 BTU/lb °F, calcular la carga del producto por 24 h.

7.Un enfriador con pasillo interior de 8 ft * 15 ft * 10 ft de alto está construido con placa de corcho de 4 pulgadas con tablones de madera de 1 pulgada a cada lado. La temperatura

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exterior es 95 °F y la humedad 50%. La temperatura interior en el enfriador es 35 °F y el uso es promedio. Calcular la carga por cambio de aire en BTU por 24 h.

Evaluación Parcial:Entrega de Ta2. Ejercicios resueltos.

Respuestas1. AT = 100(4) + 400 = 800 m2

Q = [(0.65 Kcal/m2 h °C)/0.2 m] * 800 m2 * (24 °C – 4 °C) = 52 000 Kcal/h

2. C = ( 0.24 BTU*in/ h ft2 °F) / 4 in = 0.06 BTU / h ft2 °F

3. Q = [ (0.20 BTU * in/ h ft2 °F)) / 3 in] * (180 ft2) * (78°f – 37 °F) = 492 BTU / h

4. Q = 2000 ft3 * (9.3/2) * (1.73 BTU / ft3 ) = 16 089 BTU

5. Q = mCT / Fr = [5000 lb * (0.75 BTU / lb °F)* (100°F – 38°F) ]/0.67 = 347 014.92 BTU

6. Qhabas = [5000 lb (0.78 BTU / lb °F) (80°f – 33°F) (24 h)]/20 h = 219 960 BTU / 20 h

Qcanastas = [3*157 lb (0.6 BTU / lb °F) (80°f – 33°F) (24 h)]/20 h = 15 938.64 BTU / 20 h

7. No. cambios de aire = 18.975F = 2.49 BTU / ft3

Q = 882 ft3 * 18.975 * 2.49 BTU/ft3 = 41 672.515 BTU

Evidencia Final:Pa 9. Carga Térmica.

Práctica 9. Carga Térmica.Instrucciones: Identificar las características que deben tomarse en cuenta para la elección de material aislante, así como los factores que intervienen en la carga térmica de un alimento.Realizar cálculos de carga térmica en alimentos perecederos.

MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOFrutas, carnes u hortalizasCuaderno de notascalculadoraCámara de refrigeración

METODOLOGÍAIntroducir a la cámara de refrigeración el producto a almacenar.Registrar temperaturas iniciales (alimento y Cámara)Tomar medidas de la cámara de refrigeraciónSeleccionar el tipo de aislante a utilizar en la cámara de refrigeración.Tomar como base de cálculo 24 Hrs. De trabajo.Obtener la temperatura de almacenamiento.

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Proceda a realizar cálculos de carga térmica utilizando la ecuación de Fourier y la ecuación de entalpía.Calcular carga térmica de las paredes con: Q=AUTCalcular calor sensible a extraer del producto con: Q=mCp T

Donde: Q= Calor transferido kw m= Masa del alimento Kg. Cp= Calor específico kJ/Kg. K T= Cambio de temperatura del producto. K A= Area de la superficie de la pared externa m2 U= Coeficiente total de transmisión de calor w/m2 °K.Tome los valores de capacidad calorífica (Cp) y de Coeficiente total de transmisión de calor (U) reportados en la bibliografía (Compendio Manual de datos para Ing. De alimentos).Estimar carga debido a cambio de aire (estime el número de veces que se va abrir la puerta).Considere el volumen de la cámara.Obtener cargas menores utilizando tablas y de acuerdo al diseño de su cámara.Finalmente obtener la carga térmica total.

RESULTADOSReporte por escrito toda la secuencia de cálculo para obtener la carga térmica total por enfriamiento para una tonelada de producto.Reportar el valor de la carga térmica.Calcular el porcentaje de cada factor de la carga térmica.Estimar la capacidad del evaporador, compresor y condensador. (consulta práctica No. De Termodinámica)

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. ¿Cuál es el elemento que influye en la carga térmica de mayor peso?

Las paredes (calor que se pierde a través de paredes).2. ¿Qué consideraciones deben hacerse en el cálculo de vegetales frescos con respecto a

productos cárnicos y lácteos?Considerar los diferentes valores de calor específico y considerar los cálculos de calor de respiración.

3. ¿Qué consideraciones hizo en la selección del aislante?Elegir el mejor aislante, es decir, que no permita fácilmente el paso de calor. Que sea compatible con el material de la cámara.

4. ¿ Qué recomendaciones haría para ahorrar energía?No tener la cámara tan saturada de producto (considerar la capacidad de la cámara), abrir la cámara solo cuando sea necesario, mantener las luces apagadas.

5. ¿Por qué es importante conocer la carga térmica en un sistema de enfriamiento?Porque de este valor depende la capacidad de enfriamiento del equipo de refrigeración.

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Evaluación Final: Entregar reporte de Pa9.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NODiagrama de bloques de la práctica: Indicando cada una de las etapas y las variables más importantes en la determinación.Resultados y Cálculos: Presentar los resultados más relevantes de la práctica. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas empleadas.Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Cuestionario: Se debe resolver completamente cada una de las preguntas expuestas en éste.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

Objetivo de Aprendizaje:Comparar la resistencia de los microorganismos a las bajas temperaturas.

Criterio de Aprendizaje:Diferenciar las condiciones óptimas de crecimiento y resistencia a baja temperatura de los microorganismos

Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor indicará a los educandos los microorganismos que crecen a bajas temperaturas.

Resistencia de los Microorganismos a las Bajas TemperaturasProbablemente sea la temperatura el más importante de los factores ambientales que afectan a la viabilidad y el desarrollo de los microorganismos. La temperatura afecta la longitud de la fase de latencia, la velocidad de crecimiento, el número final de células, las necesidades nutritivas y la composición química y enzimática de las células. Cualquier temperatura por encima de la máxima de crecimiento de un determinado microorganismo resulta letal para el mismo.Los microorganismos crecen dentro de un amplia escala de temperaturas, por lo que es muy importante considerar estos intervalos de temperatura de crecimiento como ayuda al momento de elegir la temperatura para conservar los distintos alimentos.Generalmente se clasifica a los microorganismos en tres grupos en base a sus necesidades de temperatura de crecimiento:

Psicrótrofos < 20 °C Optima 20 - 30 °C

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Mesófilos 20-45 °C Optima 30 - 40 °CTermófilos > 45 °C Optima 55 - 65 °C

Las bacterias psicrótrofas más comúnmente encontradas en la superficie de alimentos son las pertenecientes a los géneros Pseudomonas y Enterococcus. Se conocen especies mesófilas en todos los géneros. La mayoría de las bacterias termófilas de importancia en los alimentos pertenecen a los géneros Bacillus y Clostridium.Los mohos son capaces de crecer dentro de escalas de temperatura más amplias que las correspondientes a las bacterias. Algunos son capaces de crecer a temperaturas muy bajas, como algunas especies de los géneros Aspergillus, Clodosporium y Thamnidium. Las levaduras crecen dentro de los intervalos de temperatura psicrótrofo y mesófilo, pero generalmente no crecen dentro del intervalo de temperatura termófilo.Al momento de elegir la temperatura de conservación se deben tomar en cuenta otros aspectos entre los que se incluye la calidad del alimento a conservar, pues es muy importante considerar el efecto que tiene la temperatura sobre algunas características del alimento.La temperatura de conservación es el parámetro más importante de cuantos influyen en la alteración de alimentos muy perecederos. Una ecuación que define la relación existente entre la temperatura y la velocidad de crecimiento de los microorganismos entre la temperaturas mínima y óptima es la siguiente:

r = b( T - To ) 2

en donde r es la temperatura de crecimiento, b = pendiente de la línea de regresión y To = una temperatura conceptual de significancia no metabólica.La temperatura de conservación es un factor muy importante y de ésta depende en gran parte el grado de deterioro del alimento por microorganismos.

Práctica Parcial:In1. Investigar los daños causados por microorganismos a los alimentos durante su almacenamiento en refrigeración.

Evaluación Parcial:Entrega de In1. Resumen.El almacenamiento bajo refrigeración modifica tanto la naturaleza de la alteración como la rapidez de su aparición. Puede haber cambios cualitativos de las características de la alteración ya que las bajas temperaturas ejercen un efecto selectivo que impide el crecimiento de los mesófilos y que conduce a una microflora en la que predominan los psicrótrofos. Las bajas temperaturas también pueden ocasionar cambios fisiológicos en los microorganismos que modifican o acentúan las características de la alteración. Dos de estos ejemplos son el aumento de las producciones de fenazina y pigmentos carotenoides en algunos organismos a temperaturas bajas y la estimulación de la producción de polisacárido extracelular en las especies de Leuconostoc y en algunas otras bacterias ácido lácticas. Leche. La nata dulce se relaciona principalmente con leche que ha estado sometida a una

temperatura excesiva, aunque las especies psicrótrofas de Bacillus están siendo relacionadas cada día más con la alteración de la leche refrigerada.

Carne. Los organismos psicrótrofos constituyen sólo un insignificante porcentaje de la microflora inicial pero posteriormente llegan a predominar a medida que la temperatura es mantenida constantemente a temperaturas de refrigeración. Los microorganismos que

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causan deterioro en carne son: Pseudomonas (P. fragi, P. lundensis, P. fluorescens), Acinetobacter y Psychrobacter. El primer indicio de alteración en la carne fresca es la producción de olores desagradables que son perceptibles cuando la cantidad de microorganismos en la carne alcanza una cifra de aproximadamente 107 UFC/cm2. El metabolismo bacteriano origina una mezcla compleja de ésteres volátiles, alcoholes, cetonas y compuestos sulfurados que colectivamente producen los malos olores que se detectan. En las últimas fases de la alteración se observa un aumento del pH y son elaborados amoníaco y varias aminas.

Objetivo de Aprendizaje:Analizar el efecto del almacenamiento en refrigeración sobre la calidad de los alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Esbozar el efecto de la temperatura y la humedad relativa sobre las características sensoriales y nutricionales de los alimentos.

Didáctica de Enseñanza:Pro. El Profesor explicará a los educandos el efecto de la refrigeración sobre los alimentos, proyectando la información en diapositivas.

Influencia de la Humedad Relativa sobre la Textura de Algunos ProductosLa humedad del aire en los cuartos de almacenamiento está relacionada directamente con el mantenimiento de la calidad de los productos. Si el aire está seco, la humedad será tornada de los productos almacenados, provocando un marchitamiento en las frutas y hortalizas. Si el aire está húmedo, los alimentos se podrirán específicamente si hay variaciones de las temperaturas.Cambios en las propiedades de los alimentos

Daños por frío ( temperaturas muy bajas) Intercambio de sabores si varios alimentos se almacenan juntos Pérdidas de azúcar del maíz síntesis de almidón a partir de azúcar Pérdida de firmeza y vigor en frutas y hortalizas Cambios de color de la carne roja Oxidación de grasas Reblandecimiento de los tejidos y escurrimiento del pescado Pérdida de frescura en el pan y los pasteles Formación de terrones y costras en los alimentos granulares Pérdidas de sabor

Práctica Parcial: In2. Investigar la tabla de tiempo de refrigeración de productos perecederos y hacer un análisis comparativo de temperatura y tiempo para cada grupo de alimentos.

Evaluación Parcial:Entrega de In2. Tabla y análisis comparativo.

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Vida útil de mantenimiento de tejidos animales y vegetales a diversas temperaturas (Potter,1973).

PROMEDIO DE DURACIÓN DE VIDA ÚTIL EN ALMACENAMIENTO (DÍAS) A:

Alimento 0°C 22 °C 38°CCarne 6-10 1 Menos de 1Pescado 2-7 1 Menos de 1Aves 5-18 1 Menos de 1Carnes y pescados secos 1000 o más 350 o más 100 o másFrutas 2-180 1-20 1-7Frutas secas 1000 o más 350 o más 100 o másHortalizas de hojas comestibles 3-20 1-7 1-3Raíces 90-300 7-50 2-20Semillas secas 1000 o más 350 o más 100 o más

Comparación entre alimentos frescos y empacados

ALIMENTO °C (DÍAS) - 12°C (MESES) EMPACADDOSCarne 6-10 12-18Pescado 2-7 8-12Pescado seco > 100 -----Aves 5-18 12-18Frutas 2-180 20-30Frutas secas 1000 ó más -----Hortalizas (hojas comestibles) 3-20 16-24Raíces 90-300 -----Semillas secas > 1000 -----

Evidencia Final:Pa 10. Evaluación del efecto de la temperatura sobre las propiedades sensoriales del alimento durante su almacenamiento en refrigeración.

Práctica 10. Evaluación del efecto de la temperatura sobre las propiedades sensoriales del alimento durante su almacenamiento en refrigeración.Instrucciones: Que el alumno realice diversas evaluaciones correspondientes a cada tipo de alimento con el fin de determinar variaciones en las mismas durante el almacenamiento en refrigeración.

REACTIVOS, MATERIALES Y EQUIPOCloruro de sodio 0.6 MSolución buffer pH 7Solución buffer pH 4AcetonaSulfato de sodio anhidro

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Eter de petróleoFenolftaleína al 1 % en alcohol etílicoHidróxido de sodio al 40%Solución de sulfato de sodio al 10%Agua oxigenada al 30% en agua destiladaMetanol al 80 – 85% en agua, v/vAcido clorhídrico 0.5 NAcetona al 85 %. Se prepara con agua destilada v/v.Solución extractora de antocianinas (ácido hidroclórico-metanólico). 5 partes de metanol por una de ácido clorhídrico 3 N v/v.Fruta elegida (espinacas o cualesquier otro vegetal, ciruela roja o tuna roja, zanahoria)Matraz ErlenmeyerMatraz aforado 100 mlEmbudo de vidrioEmbudo de separaciónMorteroPapel filtroTubos para centrifugarProbetaVaso de ppParrilla de calentamientoBalanza EspectrofotómetroCentrifugaPotenciómetroAlimento para refrigerar (carne, frutas, hortalizas, leche)

METODOLOGÍA1. Seleccionar el alimento a refrigerar.2. Investigar temperatura y tiempo de almacenamiento3. Hacer las evaluaciones requeridas antes de almacenarlo, las siguientes evaluaciones se harán tomando como base el tiempo de almacenamiento.4. Dependiendo del tipo y número de evaluaciones, será la cantidad de producto almacenado.

CarneSi el alimento seleccionado es carne se harán las siguientes determinaciones:1. Textura y apariencia. Estas variables se determinan subjetivamente.2. pH. Esta evaluación se hace de acuerdo a la metodología del manual de prácticas de Bioquímica de Alimentos.3. Capacidad de retención de agua. Esta evaluación se hace de acuerdo a la metodología del manual de prácticas de Bioquímica de Alimentos.

Frutas y HortalizasLas determinaciones que se harán son las siguientes:1. Textura y apariencia. Estas variables se determinan subjetivamente.2. Contenido de sólidos solubles. Esta evaluación se hace de acuerdo a la metodología del manual de prácticas de Bioquímica de Alimentos.3. Color

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Determinación de clorofilaa) Pesar 3 g de muestra de hojas verdes. Pasar a un mortero y agregar acetona al 85 %, hasta cubrir la muestra. b) Triturar y reposar por 24 h. Filtrar el líquido a través de papel filtro con una capa de sulfato de sodio anhidro, recogiendo el filtrado en un matraz aforado de 100 ml.c) Lavar la muestra con más acetona, hasta que quede sin color verde. Al final aforar a 100 ml con acetona.d) Tomar la lectura de absorbancia a 660 y 642.5 nm, usando como blanco acetona.e) Cálculos:

Clorofila total (mg/g) = 7.12*abs660 nm + 16.8Determinación de antocianinasa) Pesar 5 g de ciruela o tuna roja, finamente picada.b) Adicionar 25 ml de solución extractora de antocianinas y dejar reposar por 24 h en la oscuridad.c) Separar la solución extractora y depositarla en un matraz erlenmeyer de 250 ml y la pulpa verterla en un mortero y lavar 2 a 3 veces con mas solución extractora de antocianina, hasta que la muestra quede sin pigmento.d) Filtrar la solución con antocianina, usando sulfato de sodio anhidro en papel filtro, para eliminar humedad.e) Aforar a 100 ml con solución extractora.f) Tomar dos tubos de ensayo. Al primero adicionarle 6 ml de solución extractora más antocianina, 6 ml de ácido hidroclórico en metanol (una parte de HCl 0.5 N mas una parte de metanol 80 – 85 % v/v) y 3 ml de agua oxigenada al 30 %. g) Leer a 525 nm en un espectrofotómetro, usando como blanco el segundo tubo, el cual contiene 6 ml de solución extractora más 6 ml de ácido hidroclórico en metanol, mas 3 ml de agua oxigenada al 30 %.h) Cálculos

m de antocianina / 100 g muestra = 50 absorbancia / 0.405 mDonde m = cantidad de muestra (gramos)

RESULTADOSAnote sus observaciones y realice los cálculos correspondientes.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. ¿Cuál es el efecto de la refrigeración sobre los microorganismos?

La refrigeración inhibe la actividad de los microorganismos ya que muchos de éstos son mesófilos y bajo estas condiciones no tienen la temperatura óptima para su desarrollo.

2. ¿Cuáles son los factores que determinan la vida útil de vegetales frescos almacenados en refrigeración?Tipo de alimento del que se trate u su variedad, la parte anatómica de crecimiento en cuestion, las condiciones del alimento durante su recolección, temperatura durante su

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transporte y en el mostrador de venta al consumidor, la humedad relativa de la atmósfera de almacenamiento.

3. Mencione la clasificación de las instalaciones de refrigeración en base al sistema que utilizan para eliminar el calor:Sistemas mecánicos y sistemas criogénicos.En el sistema de funcionamiento pueden ser continuos o discontinuos. En ambos casos, la temperatura del producto debe atravesar lo más rapidamente posible la zona crítica, que es aquélla zona en la que el crecimiento microbiano es máximo (50 a10 °C).

4. ¿Qué sucede con el color de la carne durante el almacenamiento en refrigeración?Cuando se deja que la carne contacte completamente con el aire, los pigmentos reaccionarán con el oxígeno molecular y formarán un pigmento relativamente estable denominado oximioglobina. Este pigmento es el responsable del color rojo brillante que los consumidores esperan de la carne fresca. Este color se mantiene cuando la carne es almacenada por corto tiempo.

5. ¿Qué sucede con las vitaminas de las frutas y hortalizas durante el almacenamiento en refrigeración?Hay pérdidas insignificantes de tiamina, riboflavina y retinol, pero pérdidas diarias del 3.3 – 16 % a 2 °C en el contenido de vitamina C. Esto es si el alimento ha sido cocinado y después refrigerado. Las frutas y hortalizas frescas sufren mínimos cambios o pérdidas durante la refrigeración.

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CAPITULO 4CONGELACIÓN

INTRODUCCIÓNEsta unidad tiene como objetivo que el educando conozca los sistemas de congelación, así como su funcionamiento.El educando identificará los métodos de congelación y la aplicación de cada uno de éstos a los productos alimenticios, las condiciones óptimas de congelación para mantener las características del alimento. También evaluará los cambios que se presentan en los alimentos durante su almacenamiento en congelación.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE1. Presentar los métodos de congelación así como los equipos empleados.1.1. Describir los métodos de congelación de alimentos.1.2. Identificar los equipos utilizados en cada método de congelación.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)1.1.1. Reconocer los métodos de congelación aplicables a cada tipo de

alimento.1.2.1. Relacionar el método y equipo de congelación útil para los diversos tipos

de alimentos.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE2. Discutir los cambios que se presentan en los alimentos durante su almacenamiento en congelación.2.1. Justificar el método de congelación a utilizar de acuerdo al tipo de alimento.2.2. Establecer los cambios en las características de los alimentos en referencia al tipo de congelación.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)2.1.1. Identificar el método de congelación a aplicar de acuerdo al tipo de alimento.2.2.1. Describir los cambios en los alimentos cuando se aplica determinado método de congelación.

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EVIDENCIA PARCIAL – ACTIVIDADTa1. Elaborar un diagrama de un equipo de congelación y explicar su funcionamiento.

EVIDENCIA FINAL – ACTIVIDAD

Pa 11. Visita a una planta congeladora de alimentos.Pa12. Sustancias anticongelantes.Objetivo de Aprendizaje:Presentar los métodos de congelación así como los equipos empleados.

Criterio de Aprendizaje:Describir los métodos de congelación de alimentos.

Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor describirá a los educandos los métodos de congelación de alimentos.

CongelaciónLa congelación es otra técnica empleada para conservar alimentos, se basa en la inactivación de enzimas y microorganismos a bajas temperaturas. Por debajo de los -8°C los microorganismos no se multiplican. Por debajo de los 0°C van desapareciendo las reacciones bioquímicas; cuanto más baja es la temperatura menores son las reacciones de alteración.Sin embargo, el crecimiento de microorganismos cesa a bajas temperaturas, pero aunque algunos mueren otros resisten exposición prolongada a bajas temperaturas antes de morir. Esto significa que durante la preparación y etapas iniciales del procesado son imprescindibles los niveles máximos de higiene para reducir al máximo la carga microbiana.Hay cierto número de microorganismos conocidos cómo psicrófilos que crecen por debajo de los 0°C, pero no por debajo de los -8°C. Por lo que deben extremarse precauciones en los niveles elegidos de temperatura.Para la congelación primero es preciso eliminar el calor sensible del alimento para bajar la temperatura hasta alcanzar la temperatura de congelación. En los alimentos frescos (frutas y hortalizas), debe eliminarse también el calor generado por la respiración metabólica. La cantidad de calor a extraer, denominada carga calórica, es importante ya que de ello dependerá la potencia que deberá tener la instalación. Seguidamente se elimina el calor latente de congelación, lo que provoca la formación de cristales de hielo. Deberá también eliminarse el calor latente correspondiente a otros componentes de los alimentos contienen una elevada proporción de agua, el calor latente de congelación de otros componentes es relativamente pequeño.Cómo la industria de alimentos congelados (hortalizas) es importante como fuente de ingresos para el país, por ser productos de exportación, se incluye dentro del programa de materias de Tecnología de alimentos I, para obtener condiciones y observar funcionamiento del equipo a nivel industrial.La preparación de hortalizas para su tratamiento industrial tiene suma importancia si han de elaborarse productos de calidad. La alteración de hortalizas se inicia desde el momento de su recolección y solo puede reducirse al mínimo mediante la manipulación de técnicas de tratamiento correctas. Las mismas incluyen:

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Recepción en la factoría.Acarreo.Limpieza.Lavado.Inspección.Recorte.Pelado.Corte en laminas o en forma de dados.Escaldado, etc.Existen métodos generales para la realización de estas operaciones aunque para hortalizas se precisa maquinara especial. Cuando se diseña y construye una línea de tratamiento para la preparación de hortalizas, la principal consideración económica es el costo de la operación y la cantidad de tiempo que se va utilizar el equipo. Los costos de fabricación del equipo son casi siempre secundarios a los costos de funcionamiento.Los costos de funcionamiento por unidad de producto vegetal tratado tienen en cuenta el uso de energía, la mano de obra empleada, la cantidad y el tipo de agua empleada y el costo de la eliminación del efluente.La energía utilizada es de dos tipos: la eléctrica que se usa para mover motores que accionan las bombas y las partes mecánicas móviles de las maquinas y los transportadores y la energía usada en la preparación de alimentos destinados a la manipulación industrial que es el calor; en forma de vapor o agua caliente.El gasto del agua es un aspecto importante en el diseño y funcionamiento de una planta industrial. Según aumenta el costo de la purificación del agua va siendo más corriente el empleo de la misma para más de una operación. Por ejemplo: es frecuente que el agua procedente de la operación del escaldado, una vez fría vuelva ser usada para lavado. Las autoridades locales cobran por el tratamiento del efluente recibido de las factorías según sean los compuestos químicos y la demanda de oxigeno biológico. Estos costos van aumentando hasta el punto de que muchas empresas se ven forzadas a tratar su propio efluente antes de salir de la planta. Estos factores aumentan la demanda de procesos y de equipo que reduzcan el consumo de agua y la demanda de oxigeno biológico del efluente.La congelación se utiliza para el almacenamiento del producto a largo plazo, que es de meses hasta años a temperaturas por debajo de –20 °C. La conservación mediante la congelación aplica el fenómeno mediante el cual las bajas temperaturas reducen las velocidades de los cambios químicos.La congelación supone la eliminación de calor. Los distintos métodos de eliminación de calor determinará distintas velocidades de eliminación de calor y esto a su vez se transformará en patrones diferentes de congelación.Dentro de los materiales para intercambio de calor, un material con elevada conductividad térmica o con alta capacidad térmica volumétrica, será más eficaz para la eliminación de calor que otro con escasa conductividad térmica, otro factor importante en la eliminación de calor es el diferencial de temperatura entre el fluido frío y el producto a congelar. Un líquido a baja temperatura puede ser usado eficazmente para la congelación (salmuera fría). Los materiales que experimentan cambios de fases a bajas temperaturas y que se usan de forma corriente son el nitrógeno líquido, dióxido de carbono sólido y freón líquido. El nitrógeno líquido, que hierve a –194 °C puede ser un refrigerante muy eficaz; el dióxido de carbono sólido que elimina calor cuando se sublima a unos 80 °C, produce también un gas frío; Los

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clorofluorocarbonos líquidos, por ejemplo en Freón 12 que hierve a unos –40 °C, pueden ser unos intercambiadores de calor muy efectivos.La congelación se puede llevar acabo bajo diferentes métodos, dependiendo del tipo de fruta:

Congelación en cámarasEl producto se introduce en cámaras con temperaturas de –25 °C y se deja ahí hasta su congelación; este tipo de cámaras, generalmente se utilizan para el almacenamiento del producto ya congelado por otros métodos más rápidos.

Congelación relámpagoPara este caso, se usa producto envasado en su presentación final y se congela en túneles con una velocidad de aire rápida y a una temperatura de –30 a –40 °C.

Congelación con nitrógeno líquidoCuando se utiliza este método, se alimenta con fruta una cinta de malla que pasa a través de un túnel, en el que se ve sometida a la acción del nitrógeno líquido nebulizado. Este método solo puede utilizarse con partidas pequeñas y es caro. Por lo que es practico para congelar frutas de las que se puede tener un precio especial o que resulten tan excesivamente dañadas si se congela de otro modo.

Criterio de Aprendizaje:Identificar los equipos utilizados en cada método de congelación.

Didáctica de Enseñanza:Ej. El Profesor mostrará a los educandos los equipos utilizados para congelar alimentos, utilizando esquemas y visitando los talleres. Este tema se complementa con la realización de la práctica.

Evidencia Parcial:Ta1. Elaborar un diagrama del proceso de congelación de frutas y hortalizas.

Evaluación Parcial:Entrega de Ta1. Diagrama.

Las frutas se congelan de la siguiente manera: Enteras como las fresas y las uvas. Partidas como los duraznos, guayabas y peras. Rebanadas, como las manzanas, piñas y mangos. Cortadas en cubitos, como las ensaladas de frutas. En pastas. En jugos.

Para el caso del mondado y troceado, de la fresa y cereza se elimina el pedúnculo. La cereza se deshuesa. El durazno, mango, pera y piña se mondan por el método con el cual se tengan el mínimo de mermas. La manzana se pela, se descorazona y se trocea.

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El mezclado de la fruta se hace con un 20% de azúcar y el 0.1% de ácido cítrico. En lugar de azúcar se puede utilizar un jarabe de 30 °Brix.

Diagrama de bloques del proceso de congelación de frutas.(Industrias Rurales, SEP. 1997).

Evidencia Final:Pa 11. Visita a una planta congeladora de alimentos.

Práctica 11. Visita a una planta congeladora de alimentos.

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Mezclado con ingredientes

Envasado

Preenfriamiento

Congelación

Recepción

Pesado

Selección

Mondado y troceado

Instrucciones: Estudiar la congelación de alimentos cómo técnicas de conservación.Comparar con otras técnicas de conservación sobre sus ventajas y desventajas.Obtener datos sobre condiciones de trabajo cada operación unitaria.Describir el funcionamiento del equipo.Describir las operaciones unitarias previas a la conservación de alimentos.

MATERIALES, EQUIPO Y REACTIVOPLANTA DE ESTUDIOSe requiere contactar una Planta Congeladora de Alimentos para que permita la visita de alumnos para que observen el proceso y tengan la información de acuerdo a los objetivos planteados. Cómo ejemplo de Planta se encuentra la empresa ________________ ubicada en ____________________.Bata , cofia, cubre bocas, libreta de notas.

MÉTODOLOGÍAAtender las indicaciones del responsable de la planta. Realizar recorrido por la plantaRecordar que cada paso del proceso constituye una operación unitaria, por lo que utilice dicho enfoque para su estudio.En cada operación unitaria anotar: condiciones de operación, forma en que se realiza el control de la operación y la descripción del equipo y su funcionamiento. Observar detenidamente cada paso del proceso.Al final del recorrido se procederá a una sesión de preguntas y respuestas sobre los puntos que no hayan quedado claros durante el recorrido.

RESULTADOSElaborar un diagrama de flujo del proceso.Elaborar un escrito presentado de la siguiente forma: Separar el proceso por operaciones unitarias. Describir cada operación unitaria como se realiza, bajo que condiciones de operación, cómo se controla y la descripción así como el funcionamiento del equipo.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. ¿Cuál es el objetivo de las operaciones previas a la conservación de alimentos?

Preparar la materia prima para su procesado: eliminar suciedad, disminuir carga microbiana, inactivar enzimas, etc.

2. ¿Que ventajas y desventajas presenta la congelación con respecto a otras técnicas de conservación?.

La congelación permite almacenar los alimentos por periodos largos. Si no se aplica adecuadamente este método de conservación, el alimento puede sufrir daños en los

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tejidos y presentar problemas como acortamiento por frío (carne) y pérdida de vitaminas hidrosolubles durante la descongelación.

3. ¿Qué importancia tiene el escalde cómo operación unitaria?Permite inactivar enzimas que pueden ocasionar deterioro en el alimento.

4. ¿Discutir sobre las formas de control de la operación unitaria si son eficaces y por que?Para determinar si una operación unitaria se está aplicando adecuadamente es necesario realizar pruebas que permiten controlarla, por ejemplo, prueba de peroxidasa en el escaldado.

Evaluación Final: Entregar reporte de Pa11.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NODiagrama de bloques de la práctica: Indicando cada una de las etapas y las variables más importantes en la determinación.Resultados y Cálculos: Presentar los resultados más relevantes de la práctica. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas empleadas.Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Cuestionario: Se debe resolver completamente cada una de las preguntas expuestas en éste.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

Objetivo de Aprendizaje:Discutir los cambios que se presentan en los alimentos durante su almacenamiento en congelación.

Criterio de Aprendizaje:Justificar el método de congelación a utilizar de acuerdo al tipo de alimento.

Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor explicará los métodos de congelación que se aplican a algunos tipos de alimentos.

Congelación usando Sustancias AnticongelantesEn la víspera de un nuevo milenio, la humanidad se enfrenta a retos tanto más interesantes que en tiempos pasados en materia de alimentación. En algún momento dominó la idea de que el refrigerador era uno de los principales símbolos de la modernidad, pues permitía prolongar la vida de los alimentos. La comida congelada es la nueva opción en el mercado y

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nuevo reto para la tecnología de alimentos. Al principio fueron verduras, después tacos ahora se abre la nueva posibilidad de experimentar con nuevas líneas de productos.En la congelación los alimentos no pierden sus propiedades, es más si se compara con los enlatados se puede apreciar cómo es preferible la congelación, pues en el primer caso se debe tirar parte de la salmuera, con lo que se pierden minerales, en cambio con los congelados no se desperdicia nada, ya que la bolsa puede pasar directamente a la olla para ser cocidos. Cualquier producto que sea bien congelado tiene la vida de hasta 2 años sin necesidad de aplicar un conservador. Cada pieza de verdura, por pequeña que sea, queda cubierta por una capa de hielo, la cual actúa como envoltura perfecta; esto se debe a que antes de ser congelada, pasa por un proceso de lavado. La congelación es un forma de prolongar la frescura de los alimentos, lo cual es contrario a la generalizada creencia popular de que lo procesado no es fresco. Algunos alimentos que pierden agua no ven alterados sus valores nutrimentales, pero cuando tienen gran cantidad de líquido, como las hortalizas, pueden afectar sus características: frutas y verduras contienen mucha agua, por lo cual sólo es recomendable utilizar congelamiento rápido. Por el contrario, en el caso de la carne, al tener una cantidad de líquido más baja, puede ser congelada de forma lenta sin que s pierda sus características físicas. Ciertos compuestos solubles en agua, descritos generalmente como agentes anticongelantes se emplean con frecuencia para bajar el punto de congelación del agua.Los agentes anticongelantes más conocidos como el glicol etileno, glicol propileno, metanol (alcohol metílico) y glicerina. Todos estos compuestos son solubles en el agua en todas las proporciones. Probablemente el glicol propileno es el más usado como agente anticongelante al servicio de la refrigeración. Junto con el glicol etileno, el glicol, propileno tiene muchas propiedades deseables.A diferencia de las salmueras las soluciones glicol no son corrosivas. Además estas no son electrolíticas. Siendo los glicoles compuestos extremadamente estables, no se evaporan bajo condiciones de operación normal. por las muchas ventajas que tienen las soluciones de glicol, éstas han desplazado a las salmueras en muchas instalaciones sobre todo en industrias lácteas y cervecerías. El cambio de salmuera por glicol, y prácticamente puede efectuarse en las plantas sin tener ningún cambio de instalaciones. Uno de las técnicas de conservación de las frutas y hortalizas es someterlas a bajas temperaturas o por refrigeración, congelación, pero el problema de la congelación era que formaban cristales en la estructura del tejido, y en el momento en que ocurría la descongelación esta ocasionaba problemas de fractura en los tejidos y quemaduras por frío por lo que es importante que estas no formen cristales o se congele ya que pueden sufrir daños, todo es con el fin de darles una mayor vida de anaquel a las frutas, es necesario conocer sustancias que sean capaces de soportar temperaturas extremadamente bajas pero con el fin que estas se encuentran en un estado líquido, anteriormente se utilizaba el hielo como un agente de conservación pero el problema que su temperatura de congelación no era tan baja y por lo cual el método de conservación no era el adecuado para las frutas y hortalizas en estado

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fresco, pero actualmente se encontró que existen sustancias que soportan baja temperaturas sin presentar congelación, lo que fue un avance más en las técnicas de conservación por frío. De las sustancias más conocidas que su punto de congelación más bajo es el alcohol, CaCl, NaCl2., pero estos varían según en la concentración en la que se encuentre, por lo que se necesita conocer la temperatura en la que no afecte al producto a conservar.Durante muchos años la fusión del hielo se ha usado como refrigerante y era el único agente de enfriamiento, para usarse en pequeños refrigeradores domésticos y comerciales para el almacenamiento de frutas y hortalizas. El punto de congelación de un alimento es aquella temperatura en la que coexisten, en equilibrio, el agua y pequeños cristales de hielo. Sin embargo para que un cristal de hielo pueda formarse debe primero existir un núcleo de moléculas de agua, debe producirse primero la nucleación. Existen dos tipos de nucleación: la homogénea y la heterogénea (la formación de núcleo sobre partículas en suspensión o sobre la pared celular. La nucleación más común en alimentos es la heterogénea. El incremento en la concentración de solutos durante la congelación provoca cambios en la viscosidad, el pH y el potencial redox del líquido no congelado. A medida que la temperatura desciende, se va alcanzando la saturación de las distintas sustancias disueltas, que como consecuencia, cristalizan.Como el volumen del hielo es un 9% superior al del agua es esperable que, durante la congelación de los alimentos, se produzca una dilatación.

Criterio de Aprendizaje:Establecer los cambios en las características de los alimentos en referencia al tipo de congelación.

Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor explicará los cambios en las características de los alimentos durante su almacenamiento en congelación.

Cambios en los Alimentos durante su Almacenamiento en Congelación.El principal efecto de la congelación sobre los alimentos es el daño que ocasiona en las células el crecimiento de los cristales de hielo. La congelación afecta muy poco, desde le punto de vista nutritivo, a los pigmentos, aromas o componentes importantes. La congelación puede desestabilizar las emulsiones, y las proteínas disueltas, a veces precipitan. Por esta razón la leche no se congela.La resistencia de diversos tejidos animales o vegetales a la congelación es muy diversa. La carne posee una estructura más fibrosa y durante la congelación, en lugar de romperse, se separa, por lo que su textura no se modifica. Como la estructura celular de las frutas y verduras es muy rígida, la formación de los cristales de hielo le puede afectar con más facilidad.

Evidencia Final:Pa 12. Sustancias Anticongelantes.

Práctica 12. Sustancias Anticongelantes.Instrucciones: Conocer sustancias que el punto de congelación sea muy bajoAnalizar como actúa el alcohol, CaCl y NaCl a bajas temperaturas.Analizar los cambios que sufren las hortalizas por frío.

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Determinar qué concentración de alcohol, CaCl y NaCl es la más eficaz para la conservación de diferentes hortalizas.

MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOCámara de congelación con temperatura de operación de –20°C.10 Frascos de 500 ml o 1000 ml.1 Kg. de jitomate.½ Kg. de zanahoria. ½ Kg. de chícharo.

METODOLOGÍADividir cuatro porciones de cada vegetal.A la mitad realizar el escalde de acuerdo a lo recomendado en la práctica 5.Preparar por duplicado soluciones de 500 ml de NaCl, CaCl y alcohol etílico a concentraciones de 10, 25 y 35% .

RESULTADOSElaborar un cuadro de los cambios más importantes de los vegetales al descongelarse.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. ¿ En que tratamientos hubo mayor daño a la textura? ¿ Por qué?.2. De las soluciones preparadas ¿ Cuál tiene el mayor punto de congelación ?3. ¿ Por que se daña un alimento en su estructura cuando se descongela?

Si durante la congelación no se controlan las condiciones y hay formación de cristales de hielo de gran tamaño, hay daño a los tejidos y por lo tanto durante la descongelación se pierden nutrientes hidrosolubles.Es necesario también seguir un adecuado proceso de descongelación.

4. Mencione alimentos que se conservan congelándolos:Carne, pescado, mariscos, frutas (fresa, mango), hortalizas (brócoli).

5. ¿Cuáles son las ventajas de la conservación en congelación?Permite mantener los alimentos por periodos largos.

Evaluación Final: Entregar reporte de Pa12.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NODiagrama de bloques de la práctica: Indicando cada una de las etapas y las variables más importantes en la determinación.Resultados y Cálculos: Presentar los resultados más relevantes de la práctica. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas empleadas.Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.

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Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Cuestionario: Se debe resolver completamente cada una de las preguntas expuestas en éste.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

CAPITULO 5DESHIDRATACIÓN

INTRODUCCIÓNDurante el desarrollo de esta unidad el educando conocerá los isotermas de sorción y será capaz de interpretarlos. El educando conocerá los sistemas de secado, los equipos utilizados, variables de interés y relacionará esta información con la aplicación en alimentos.Aplicará el proceso de secado a una fruta u hortaliza para evaluarlo y obtendrá la curva de secado para realizar un análisis de cada una de las etapas de ésta, así como evaluar los cambios en los alimentos deshidratados.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE1. Interpretar los isotermas de sorción.1.1. Analizar los isotermas de sorción.1.2. Indicar la importancia de los isotermas de sorción en el proceso de

deshidratación.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)1.1.1. Emplear los isotermas de sorción.1.2.1. Relacionar los isotermas de sorción con el proceso de deshidratación.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE2. Presentar el proceso de secado y los equipos utilizados en éste.2.1. Analizar el proceso de secado y las variables que influyen en éste.2.2. Establecer los equipos empleados en la deshidratación de alimentos.

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DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)2.1.1. Identificar las variables que influyen en el proceso de secado.2.2.1. Relacionar los equipos de deshidratación con lsu aplicación en alimentos.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE3. Evaluar la curva de deshidratación.3.1. Analizar las etapas de la curva general de deshidratación de los alimentos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)3.1.1. Utilizar las curvas de deshidratación de alimentos para establecer condiciones óptimas de proceso.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE 4. Aplicar el método de deshidratación de alimentos.4.1. Utilizar el método de deshidratación de alimentos.4.2. Evaluar los cambios en las características de los alimentos deshidratados.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)4.1.1. Identificar las condiciones óptimas del proceso de deshidratación de alimentos.4.2.1. Establecer las condiciones de deshidratación para mantener las

características de los alimentos.

EVIDENCIA PARCIAL – ACTIVIDADTa1. Indicar las características generales de los equipos y su aplicación en alimentos.

EVIDENCIA FINAL – ACTIVIDAD

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Pa 13. Deshidratación del cilantro.Pa 14. Evaluación del oscurecimiento en productos deshidratados usando diferentes inhibidores.

Objetivo de Aprendizaje:Interpretar los isotermas de sorción.

Criterio de Aprendizaje:Analizar los isotermas de sorción.

Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor indicará a los educandos el significado y descripción de los isotermas de sorción.

Isotermas de SorciónLa actividad acuosa es una propiedad intrínseca y se relaciona con el contenido de humedad por medio de las curvas o isotermas de adsorción y desorción (Figura 12), por esta razón es importante no confundir la actividad acuosa con el contenido de agua ya que la relación no es lineal. Por ejemplo, considere un material orgánico hidratado y almacenado a una temperatura constante en una cámara cerrada; al cabo de algún tiempo, su presión de vapor correspondiente provocará que haya transferencia de moléculas de agua y la cámara adquirirá una humedad relativa constante que estará en equilibrio con el contenido de agua del material; es decir, no hay movimiento de humedad en ningún sentido.Dicha humedad estará en función del grado de interacción de los solutos con el agua y se refleja en la facilidad de ésta para escapar del alimento. En este experimento se tendrá un par de valores, de humedad relativa contra contenido de agua, a una temperatura determinada; si esto se repite muchas veces con diferentes contenidos de humedad, y los resultados se grafican, se obtendría la isoterma de desorción (deshidratación del sólido).Por lo contrario, si ahora se parte de un producto seco y se somete a atmósferas de humedad relativa elevadas, se observará una transferencia de masa del gas al sólido hasta llegar a un equilibrio; al repetir este experimento con diferentes humedades, se tendrán nuevamente pares de valores que al graficarse crean la isoterma de adsorción (hidratación del sólido, Figura 13).Al analizar la figura 13, se aprecia que para un contenido de humedad constante, la actividad acuosa es menor durante la desorción que en la adsorción o que para una actividad de agua determinada, la humedad es mayor en el secado que en la hidratación. Se observa también que estos procesos opuestos no son reversibles por un camino común, fenómeno que recibe el nombre de histéresis.Para entender el proceso de histéresis se puede considerar el ejemplo de una proteína hidratada que se seca en una atmósfera de humedad relativa de 34 % y alcanza el equilibrio a un contenido de 10 % de agua (curva de desorción); por otra parte, si la misma proteína completamente deshidratada se coloca en dicha atmósfera, adsorbe humedad y llega al equilibrio con un contenido de sólo 7 % de agua. Esto se debe a que en el secado se propician daños térmicos que alteran los grupos polares (hidroxilos, aminas, carbonilos, etc.) y como dichos grupos ya no están disponibles, la capacidad de rehidratación se reduce.

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En la Tabla 4 se muestra la variación del contenido de humedad de equilibrio de diversos productos al someterlos a distintas atmósferas de humedad relativa; a medida que aumenta la humedad relativa, lo hace el contenido de agua pero según una relación no lineal.

TABLA 4. Humedad de equilibrio de algunos alimentos.

ALIMENTO HUMEDAD RELATIVA ( % )

10 30 50 70 90

Pan Blanco 0.5 3.1 6.2 11.1 19.0Galletas 2.1 3.3 5.0 8.3 14.9Pastas 5.1 8.8 11.7 16.2 22.1Harinas 2.6 5.3 8.0 12.4 19.1Almidón 2.2 5.2 7.4 9.2 12.7Gelatina 0.7 2.8 4.9 7.6 11.4

Los isotermas de adsorción tienen una forma de S alargada que para efectos de estudio se ha dividido en las zonas A, B y C (Figura 12); se observa que los cambios de contenido de humedad tienen una gran influencia en B y menos en A y C. Existen muchos modelos físicos que describen termodinámicamente el fenómeno de adsorción-desorción que se basan en los cambios de entalpía y entropía, que a su vez se relacionan con la humedad de equilibrio, la actividad acuosa y la temperatura.El valor de la actividad de agua se incrementa cuando se eleva la temperatura puesto que igualmente lo hace la presión de vapor; esto se observa en la figura 14 que muestra la tendencia de la mayoría de los alimentos.

FIGURA 12. Curvas típicas de los isotermas de adsorción y de desorción de los alimentos.

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FIGURA 13. Isotermas de adsorción para diferentes alimentos.

FIGURA 14. Influencia de la temperatura en los isotermas de adsorción.

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Criterio de Aprendizaje:Indicar la importancia de los isotermas de sorción en el proceso de deshidratación.

Didáctica de Enseñanza:Ej. El Profesor indicará a los educandos la interpretación de un isoterma de sorción y su importancia en el proceso de deshidratación.

Importancia de los Isotermas de Sorción en el Proceso de DeshidrataciónLa isoterma de adsorción de un producto representa la cinética con la que adsorbe la humedad del medio que la rodea y con la que se hidrata; es muy importante conocer esto ya que, por ejemplo, refleja el comportamiento de la leche deshidratada almacenada en atmósferas húmedas; de manera semejante la isoterma de desorción equivale al proceso de deshidratación. Al conocer estas curvas, se pueden estructurar sistemas de almacenamiento, secado, rehidratación, etc. Y determinar la estabilidad de un gran número de alimentos, tales como granos, frutas, hortalizas, cárnicos, etc.

Objetivo de Aprendizaje:Presentar el proceso de secado y los equipos utilizados en éste.

Criterio de Aprendizaje:Analizar el proceso de secado y las variables que influyen en éste.

Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor explicará a los educandos el proceso de secado.

DeshidrataciónLa deshidratación es una de las técnicas más antiguas, empleadas por el hombre para conservar alimentos. La primera forma de secado fue el solar que aún sigue siendo practicada hoy en día, sin embargo con el advenimiento del secado artificial con aire caliente, el tiempo de proceso se ha reducido considerablemente.El efecto importante en los alimentos deshidratados es que presentan reducción en la actividad de agua, por lo que se evita la proliferación de microorganismos y se detienen la mayoría de las reacciones enzimáticas por lo que se puede estabilizar el alimento en tiempo promedio de dos años.Los métodos de secado buscan la preservación de los alimentos, la reducción del volumen que es importante cuando se quieren disminuir los costos de transporte y además es una técnica que no requiere el uso de refrigeración lo que hace atractivo a no elevarse los costos de energía durante el tiempo de la conservación.En general, el secado significa la remoción de cantidades de agua relativamente pequeñas, de un cierto material. La evaporación se refiere a la eliminación de cantidades de agua bastante grandes. En la evaporación, el agua se elimina en forma de vapor a su punto de ebullición. En el secado, el agua casi siempre se elimina en forma de vapor con aire. El contenido de humedad del producto seco final varía ya que depende del tipo de producto. La sal seca contiene 0.5% de agua, el carbón un 4% y muchos productos alimenticios aproximadamente 5%. El secado suele ser la etapa final de los procesos antes del empaque y permite que

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muchos materiales, cómo los jabones en polvo y los colorantes, sean más adecuados para su manejo.Los métodos y procesos de secado pueden clasificarse de diferentes maneras. Estos procesos pueden dividirse por lotes, cuando el material se introduce en el equipo de secado y el proceso se verifica por un período de tiempo, o continuos, donde el material se añade sin interrupción al equipo de secado y se obtiene material seco con régimen continuo. Los procesos de secado pueden clasificarse también de acuerdo con las condiciones físicas usadas para adicionar calor y extraer el vapor de agua: (1) en la primera categoría, el calor se añade por contacto directo con aire caliente a presión atmosférica, y el vapor de agua formada se elimina por medio del mismo aire; en el secado a vacío, la evaporación del agua se verifica con mayor rapidez a presiones bajas y el calor se añade indirectamente por contacto con una pared metálica o por radiación (también pueden usarse temperaturas bajas con vacío para ciertos materiales que pueden decolorarse o descomponerse a temperaturas altas); en el secado por congelación, el agua se sublima directamente del material congelado.La deshidratación se define como la operación unitaria en la cual se elimina la mayor parte del agua de los alimentos, por la evaporación, aplicando calor. El objetivo principal de la deshidratación consiste en prolongar la vida útil de los alimentos por reducción de sus actividad de agua.

Inhibición del crecimiento de agua Inhibición de la actividad enzimática

La deshidratación reduce peso y volumen, lo que reduce los gastos de transporte y almacenamiento.Uno de los objetivos en el diseño y manejo de las instalaciones de deshidratación consiste en conseguir reducir al mínimo las modificaciones que los alimentos experimentan durante el proceso, utilizando en el mismo los parámetros adecuados para cada alimento en particular.Alimentos deshidratados:

Azúcar Café Leche Patata Harina Legumbres Nueces Cereales para desayuno Té Especias

La deshidratación consiste en la eliminación de agua de un alimento en forma de vapor mientras éste está siendo calentado.

Transmisión de calor y transferencia de masaLa deshidratación de un almacén consta de dos etapas:

1) Introducción de calor al producto2) Extracción de humedad del producto

Transferencia de masa se refiere a transferencia de agua. Al deshidratar alimentos se procura obtener la velocidad máxima en el secado >Velocidad transferencia de masa > velocidad transmisión de calor

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Consideraciones importantesÁrea de superficie: subdividir el alimento en piezas delgadas y pequeñasTemperatura: > T medio calentamiento y alimento > velocidad transmisión de calor al alimento > eliminación humedadVelocidad aire: aire en movimiento elimina más humedadSequedad del aire: el aire seco tiene el poder de absorber y retener la humedadPresión atmosférica y vacío: 100°C , 760mm Hg < Presión < T° eb, Vacío --- > velocidad de eliminación de aguaEvaporación y temperatura: a medida que el agua se evapora de una superficie, la enfríaTiempo y temperatura: Proceso de secado < daño T° t

Criterio de Aprendizaje:Establecer los equipos empleados en la deshidratación de alimentos.

Didáctica de Enseñanza:Di. El profesor indicará algunos de los equipos empleados en la deshidratación de alimentos, los educandos participaran indicando usos de cada uno.

Equipos Empleados en la DeshidrataciónEl éxito de cualquier operación de deshidratación depende de la eliminación de suficiente humedad del alimento para conseguir una actividad de agua tan baja que impida la multiplicación microbiana. Esto supone a su vez que debe existir suficiente aplicación y transferencia de calor para proporcionar el necesario calor latente de evaporación, y que el agua o vapor de agua se mueva a través del alimento y después lo abandone para lograr la separación del agua del producto alimenticio. Como puede perderse la humedad de las superficies expuestas, normalmente hacia el aire, se deduce que el tamaño y geometría de las partículas y la humedad relativa del aire usando la deshidratación son factores críticos, así como la forma en que se mantiene el alimento durante la operación de deshidratación, es decir la cuantía en que las posibles superficies expuestas no establecen contacto con el aire al ser cubiertas por otras partículas de alimentos, bandejas o transportadores.La compleja constitución fisiológica de la mayoría de las hortalizas limita la tasa de migración del agua desde su interior hasta la superficies externas desde las que es posible su evaporación. Además, según tiene lugar la evaporación, se concentran más los fluidos tisulares en las células próximas a la superficie creando un gradiente de humedad a través del producto. Los factores que influyen sobre la eficacia y eficiencia de las operaciones de deshidratación son complejos, Dalgeish (1973) sugiere que para determinar el método óptimo y la velocidad de deshidratación debe conocerse lo siguiente:Las características de las mezclas aire/vapor a diferentes temperaturas.Las características de los productos que van a ser deshidratados.Su actividad de agua con distintos contenidos de humedad para una determinada temperaturaSu conductividad de calor Su resistencia a la difusión

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El tamaño efectivo de sus porosCualquier cambio importante en la velocidad de su deshidrataciónLas características en su capacidad de rehidratación o reconstrucción que pueden esperarse tras un determinado tiempo de almacenamiento.Resulta importante que los productos frescos sean apropiados para la deshidratación y que alcancen una calidad conveniente tras la rehidratación. Esto supone la elección de variedades adecuadas y la recolección en el momento correcto de la maduración. La elección de la variedad puede dependen de características sensoriales, idoneidad para la recolección mecanizada y posterior manipulación, adecuación para la deshidratación y rendimiento tras la rehidratación. Así como también de consideraciones normales tales como: resistencia a infecciones, dureza y fechas de siembra y de recolección.En general, las hortalizas destinadas a la deshidratación pueden dividirse en 4 grupos: legumbres, raíces, básicas y otros. En términos generales la preparación inicial es virtualmente idéntica a la realización para enlatado o congelación.En la mayoría de las situaciones es precisa la ayuda mecánica para la deshidratación además de las fuerzas de la naturaleza, siendo este el concepto tradicional de la deshidratación por aire.Para conseguir una deshidratación efectiva la presión parcial del vapor de agua en el aire que rodea al producto que va a ser deshidratado debe ser significativamente inferior que su presión parcial saturada a la temperatura del trabajo. Esto puede expresarse como cociente de humedades relativas, y cuanto más bajo sea este cociente más eficaz será la deshidratación. La deshidratación por aire puede realizarse por partidas o ser continua y el equipo incluye túneles, desecadores de bandeja u hornos, desecadores de tambor o giratorios, y desecadores neumáticos, de cinta acanalada, de cascada, torre, espiral, lecho fluidizado, de tolva, de cinta o de banda. (figura 15).Los desecadores por rocío así como los que actúan mediante congelación y vacío (liofilización) se fundamentan en algo más que los primeros de deshidratación por aire.

bandas producto

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Alimentación

+

transferencia

FIGURA 15. Secciones transversales de un desecador de banda.

El equipo de deshidratación por aire para alimentos ha sido perfectamente revisado por Arsel y col (1973). En general los desecadores por aire caliente están diseñados de forma que proporcionen un elevado flujo de aire en las fases iniciales del proceso aunque no tan intenso según se mueve el producto sometido a deshidratación, excepto que cuando se trata de una característica precisa como sucede en los desecadores de lecho fluidizado. Típicamente para porciones de hortalizas se aplica un flujo de aire con una velocidad de 130 a 300 metros por minuto, con temperaturas del aire en bulbo seco de 90 – 100 °C y temperaturas en bulbo húmedo inferiores a 50 OC.Mecanismo de la deshidratación. Cuando el aire caliente entra en contacto con un alimento húmedo, su superficie y el calor transmitido se utiliza como calor latente de evaporación, con lo que el agua que contiene pasa a estado de vapor. El vapor de agua que atraviesa por difusión la capa de aire en contacto con el alimento, es arrastrado por el aire en movimiento generándose sobre el una zona de baja presión y creándose entre el aire y el alimento un gradiente de presión de vapor. Este gradiente proporciona “la fuerza impulsora” que permite eliminar el agua. El agua escapa de la superficie de los alimentos por los siguientes mecanismos:por capilaridad.Por difusión, provocada por las diferencias en las concentraciones de solutos entre las distintas partes del alimento.Por difusión del agua, absorbida en diversas capas entre la superficie de los componentes sólidos del alimento.Por difusión gaseosa provocada por el gradiente de presión de vapor existente en el interior del alimento.Con respecto a su capacidad para retener agua, los alimentos se clasifican en higroscópicos y no higroscópicos. Los primeros son aquellos en donde la presión parcial de vapor varia de acuerdo a su contenido de agua y los segundos aquellos en los que no varía.Deshidratación al solLa deshidratación al sol de productos recolectados es variable y solamente es posible cuando el clima es el adecuado. Frutas y semillas son deshidratadas más frecuentemente que las hortalizas, aunque algunos frutos considerados como hortalizas de deshidratan perfectamente de esta forma, por ejemplo, pimientos y la salsa de tomate sudanés troceado.Deshidratación por airePara conseguir una deshidratación efectiva la presión parcial del vapor de agua en el aire que rodea al producto que va a ser deshidratado debe ser significativamente inferior que su presión parcial saturada a la temperatura de trabajo.La deshidratación por aire pude hacerse por partidas o ser continua y el equipo incluye túneles, desecadores de banda u horno, desecadores de tambor giratorio, de cascada, espiral, de lecho fluidizado. Típicamente para porciones de hortalizas se aplica un flujo del aire con una velocidad de 180 a 300 metros por minuto, con temperaturas del aire en bulbo seco de 90 – 100 °C y temperaturas en bulbo húmedo inferiores a 50 °C. Según desciende la humedad se reduce la velocidad de flujo de aire y la temperatura de desecación desciende a 55 °C o menos hasta que el contenido de humedad en inferior al 6%. Pueden utilizarse desecadores independiente en la etapa final de la deshidratación.

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Deshidratación por rocíoEl material que va a ser desecado, como una hortaliza en forma de puré diluido y estabilizado convenientemente, se dispersa en forma de una pulverización atomizada en una corriente de aire seco y caliente. Los elementos claves son un ventilador con potencia suficiente así como un sistema de calentamiento de aire para conseguir la velocidad y la temperatura precisas, el atomizador, la cámara de desecación y los medios para retirar los productos secos.La principal ventaja de la deshidratación por rocío es su rapidez, aunque una desventaja puede ser el gran tamaño de la cámara de desecación (D. Arthey & C. Dennis. 1991).Deshidratación al vacíoLos desecadores al vacío pueden funcionar por partidas o mediante bandas continuas con esclusas al vacío en la entrada y en la salida, en cualquier caso la transferencia de calor se hace mediante radiación y conducción. La ventaja de la deshidratación al vacío consiste en que la evaporación del agua es más fácil con presiones bajas.Deshidratación por congelaciónLa deshidratación por congelación o liofilización es un fenómeno que se produce cuando se elimina agua mediante la evaporación directa desde el hielo. Este proceso reduce al mínimo la alteración física de las frutas y hortalizas, mejora las características de reconstitución y reduce al mínimo las reacciones de oxidación y del tratamiento térmico.La temperatura y la presión deben ser controladas para evitar que el sistema forme agua en el estado líquido.DeshidrocongelaciónEs un proceso compuesto en el que la deshidratación elimina la mitad aproximadamente del agua existente originalmente y el material resultante en congelado con rapidez. Este proceso híbrido tiene la ventaja de reducir el tiempo preciso para los procesos de deshidratación y rehidratación y de reducir a la mitad aproximadamente el espacio para almacenamiento del producto congelado, aunque el producto pueda tener un aspecto arrugado.Deshidratación osmóticaLa deshidratación osmótica ha sido aplicada para frutas y supone la eliminación de agua mediante ósmosis tratando el alimento con soluciones de azúcar sucesivas y cada vez más concentradas.SalLa sal aparece en casi todos los encurtidos y salsas y en la mayoría de las hortalizas tratadas. Aporta sabor, ejerce un poder conservador y tiene otras influencias sobre la textura y otras características de los encurtidos.Para la preparación de salmuera en gran escala, existen instalaciones que preparan de forma automática salmuera concentrada que puede ser diluida hasta la concentración precisa en el punto de empleo.ConservantesLa presencia de los conservantes en los encurtidos y salsas, será regulada por la legislación nacional que puede permitir un contenido de: Hasta 100 ppm de dióxido de azufre. 250 ppm de ácido benzoico. 1000 ppm de ácido sórbico.

Evidencia Parcial:Ta1. Indicar las características generales de los equipos de deshidratación y su aplicación en alimentos.

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Evaluación Parcial:Entrega de Ta1. Resumen

Objetivo de Aprendizaje:Evaluar la curva de deshidratación.

Criterio de Aprendizaje:Analizar las etapas de la curva general de deshidratación de los alimentos.

Didáctica de Enseñanza:Di. El Profesor presentará a los educandos la curva de deshidratación y analizarán cada una de las etapas.

Curva de DeshidrataciónCuando un alimento se introduce al desecador, transcurre un periodo inicial de estabilización al final del cual la superficie de alimento alcanza la temperatura de bulbo húmedo (puntos A,B en la figura 16 (a) y (b)). En seguida la desecación comienza y, si el agua migra a la superficie del alimento a la misma velocidad que se produce la evaporación aquella permanezca húmeda. A este periodos e le denomina periodo de velocidad constante y se mantiene hasta que alcanza la humedad crítica (puntos B,C en la figura 16 (a) y (b)). Sin embargo, las distintas partes del alimento no se deshidratan a la misma velocidad, por lo que, la velocidad de deshidratación global va ascendiendo gradualmente durante el periodo de “velocidad constante”. Por ello la humedad crítica no es para un alimento determinado, un valor constante ya que depende de la cantidad de alimento presente en el desecador y de la velocidad de deshidratación. Para que la deshidratación se realice en forma adecuada en el periodo de velocidad constante el aire debe cumplir tres condiciones:Temperatura del bulbo seco moderadamente elevada.Baja HR. Velocidad elevada.

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Tiempo de deshidratación.

Contenido en agua del producto.

AB

C

D

A

BC

D

Tiempo de deshidratación.

Contenido en agua del producto

FIGURA 16. (a) y (b) Gráficas de deshidratación. Se asumen que la temperatura y la humedad del aire durante la deshidratación no varía y que la transmisión de calor a la superficie del producto se efectúa totalmente por convección.

Evidencia Final:Pa 13. Deshidratación del cilantro.

Práctica 13. Deshidratación del cilantro.Instrucciones: Elaborar el procedimiento para obtener cilantro deshidratado.Enumerar las ventajas de un alimento deshidratado.Comparar la deshidratación con otros métodos de conservación. Explicar la importancia del balance de materiales en cálculos de deshidratación.

MATERIALES REACTIVOS Y EQUIPOSecador tipo gabineteCharolas de aluminio perforada.CuchilloTermobalanzaRefractometroBalanza granataria Báscula de 50 Kg1 Kg. de cilantro

METODOLOGÍA1. Lavar el material. Evitar la fricción.2. Escurrir sobre charolas perforadas.3. Pesar el material total. Separar tallo y raíz. Pesar porciones por separado.4. Apartar 10 g de muestra para determinar el contenido de humedad inicial por duplicado usando la termobalanza.5. Previamente encender el deshidratador de la siguiente manera: primero arrancar el motor con el interruptor del lado derecho. Enseguida accionar los interruptores de la izquierda que corresponden a las resistencias, encendiendo de tal forma que el consumo de energía ascienda a 2100 w. Finalmente regular la temperatura con la perilla del termostato que se encuentra junto a los interruptores de la resistencia.6. Ajustar la temperatura del termostato a 75-80°C y revisarla constantemente introduciendo un termómetro al deshidratador.7. Una vez alcanzada la temperatura de operación introducir el producto al deshidratador, extendiéndolo sobre las charolas.8. Con un balance de masa calcular el peso final al que debe llegar la muestra para tener una humedad final del 4% (nivel para asegurar tiempo prolongado de conservación. Este paso es

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muy importante, ya que si se determina la humedad con la termobalanza a intervalos muy reducidos, se corre el riesgo que se merme el peso de la muestra considerablemente.9. Cada 20 minutos hay que pesar el producto hasta llegar aproximadamente a los 4% de humedad.

RESULTADOSReportar en una tabla las características iniciales de la materia prima.

TABLA 1. Características de la materia prima.CARACTERÍSTICA

% Peso total% Tallo%Hojas% Raíz

% Humedad inicial

Elaborar un diagrama de flujo condiciones de operación en cada etapa del proceso.Mostrar diagrama y cálculos del balance de masa para llegar al peso final con 4% de humedad y los datos iniciales que se midieron.Construya una gráfica de pérdida de peso del producto contra tiempo, utilizando la siguiente tabla.

TABLA 2. Registro de peso durante el secado.TIEMPO (MINUTOS) PESO DE MUESTRA (GRAMOS)

020406080100

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. Con balance de masa calcule el agua eliminada y por ciento de humedad, con los datos de peso, tomados a diferentes intervalos de tiempo.2. Construya una gráfica de agua eliminada y contenido de humedad contra tiempo.3. Determine el tiempo total de secado.4. Elaborare un diagrama del deshidratador indicando cada una de sus partes.5. Compare el proceso con respecto al secado al sol.

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6. Discuta sobre la apariencia, sabor y textura final del producto. Para esto evalúe el producto cómo condimento en una sopa.

Evaluación Final: Entregar reporte de Pa13.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NODiagrama de bloques de la práctica: Indicando cada una de las etapas y las variables más importantes en la determinación.Resultados y Cálculos: Presentar los resultados más relevantes de la práctica. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas empleadas.Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Cuestionario: Se debe resolver completamente cada una de las preguntas expuestas en éste.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

Objetivo de Aprendizaje:Aplicar el método de deshidratación de alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Utilizar el método de deshidratación de alimentos.

Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor indicará a los educandos las condiciones óptimas del proceso de deshidratación de alimentos. La información se complementa con la realización de la práctica.

Condiciones Óptimas en el Proceso de DeshidrataciónPara conseguir una deshidratación efectiva la presión parcial del vapor de agua en el aire que rodea al producto que va a ser deshidratado debe ser significativamente inferior que su presión parcial saturada a la temperatura del trabajo. Esto puede expresarse como cociente de humedades relativas, y cuanto más bajo sea este cociente más eficaz será la deshidratación. El equipo de deshidratación por aire para alimentos ha sido perfectamente revisado por Arsel y col. (1973). En general los desecadores por aire caliente están diseñados de forma que proporcionen un elevado flujo de aire en las fases iniciales del proceso aunque no tan intenso según se mueve el producto sometido a deshidratación, excepto que cuando se trata de una característica precisa como sucede en los desecadores de lecho fluidizado. Típicamente para porciones de hortalizas se aplica un flujo de aire con una velocidad de 130 a 300 metros por

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minuto, con temperaturas del aire en bulbo seco de 90 – 100 °C y temperaturas en bulbo húmedo inferiores a 50 OC.

Criterio de Aprendizaje:Evaluar los cambios en las características de los alimentos deshidratados.

Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor indicará a los educandos los cambios que se presentan en los alimentos durante el proceso de deshidratación. La información se complementa con las observaciones de la práctica realizada.

Propiedades de los Materiales Alimenticios y Cambios que se Presentan durante la Deshidratación

Orientación de los componentes: pocos alimentos se acercan a la homogeneidad molecular ( en el nivel molecular)

Concentración de solutos: los solutos en solución elevan el punto de ebullición de los sistemas acuosos.

Agua ligada: el agua ligada se escapa libremente cuando su presión de vapor es mayor que la presión de vapor de la atmósfera arriba de ella. A medida que el producto se seca y que su agua libre se va eliminando, disminuye la presión de vapor por unidad de área del producto. El agua libre es la más fácil de eliminar y la que se evapora primero.

Estructura celular: los alimentos sólidos de tejidos naturales tiene una estructura celular. Hay humedad entre y dentro de las células.

Tejido vivo Retención humedad Tejido muerto permeabilidad a la humedad

Encogimiento, endurecimiento de la cubierta: uno de los cambios más obvios durante la deshidratación de los alimentos es el encogimiento.Endurecimiento de la cubierta ----- temperatura muy alta en la superficie y la pieza se seca de manera desigual.

Porosidad de los alimentos: las estructuras porosas, esponjosas, son excelentes cuerpos aislantes y generalmente disminuyen la velocidad de la transmisión de calor al interior del alimento.

Cambios químicos: color, sabor, textura, viscosidad, velocidad de reconstitución, valor nutritivo y estabilidad en el almacenamiento.

Evidencia Final:Pa 14. Evaluación del oscurecimiento en productos deshidratados usando diferentes inhibidores.

Práctica 14. Evaluación del oscurecimiento en productos deshidratados usando diferentes inhibidores.Instrucciones: Elaborar el procedimiento para obtener cilantro deshidratado.Enumerar las ventajas de un alimento deshidratado.

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Comparar la deshidratación con otros métodos de conservación. Explicar la importancia del balance de materiales en cálculos de deshidratación.

REACTIVOS, MATERIALES Y EQUIPOVasos de ppProbetaPipeta graduada de 10 mlÁcido cítricoBisulfito de sodioJugo de piñaFruta u hortaliza seleccionadaBalanza analíticaHorno de secado

METODOLOGÍA1. Seleccionar lotes de frutos no dañados (manzanas, plátanos, etc), en cantidad y madurez uniforme para el experimento.2. Cortar los frutos y dividir el lote para aplicar cada uno de los tratamientos.3. Una porción será considerada testigo, otro tratamiento será el proceso de escaldado y los otros el uso de los diferentes inhibidores químicos.4. Colocar una porción del lote en tratamiento de escaldado (el tiempo y temperatura de escaldado será de acuerdo a la fruta u hortaliza seleccionada).5. Otras rodajas del producto se colocan en un vaso de pp con soluciones de los inhibidores químicos (estas soluciones se preparan de acuerdo a la tabla de inhibidores químicos y concentraciones mínimas).6. Deshidratar el alimento de acuerdo al tiempo y temperatura indicado para cada fruta u hortaliza (Generalmente 60 – 70 °C por 24 h).7. Al final se observa el efecto del inhibidor, evaluando la intensidad de color para cada tratamiento.

RESULTADOSElabore una tabla para presentar los resultados y observaciones obtenidos.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. Muestre el mecanismo de reacción de obscurecimiento enzimático:

Compuestos fenólicos + enzima + O2 Quinonas Polimerización Pigmentos oscuros (melaninas) ...

2. ¿Cuáles son los principales sustratos en una reacción enzimática?Antocianinas, antoxantinas, taninos (leucoantocianinas, catequinas e hidroxiácidos).

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3. Explique el principio de cada uno de los métodos para inhibir el obscurecimiento enzimático: Aplicación de calor. El calor inactiva las polifenoloxidasas. Ondas de alta frecuencia. Las irradiaciones gamma a frutas, inactiva las

polifenoloxidasas. Uso de inhibidores químicos. Los sulfitos inactivan la enzima y/o impiden la

polimerización de la quinona. Otros investigadores indican que la bisulfito inhibe la hidroxilación oxidativa de la L-tirosina a 3-4 dihidroxifenilalanina. La aplicación de ácidos disminuye el pH del medio, lo que inactiva la enzima. La exclusión de oxígeno elimina el sustrato (oxígeno) que se requiere para las reacciones de oscurecimiento. La inhibición por cloruro de sodio se basa en el peso molecular y grado de hidratación del halogenuro, no permitiendo la entrada al sitio activo de la enzima.

Metilación de sustratos de polifenoloxidasas.4. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de cada método?

Las ventajas se refieren al grado de inhibición de oscurecimiento de cada tratamiento, por ejemplo, la adición de sulfitos es un método muy eficaz; algunos métodos son económicos. En cuanto a desventajas se tiene el costo (ejemplo exclusión de oxígeno) y las dosis permitidas, ya que en algunos casos dosis muy altas pueden ser tóxicas para el consumidor.

5. ¿Cuál es el método más comúnmente usado para inhibir el oscurecimiento enzimático?Escaldado y uso de inhibidores químicos.

Evaluación Final: Entregar reporte de Pa14.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NODiagrama de bloques de la práctica: Indicando cada una de las etapas y las variables más importantes en la determinación.Resultados y Cálculos: Presentar los resultados más relevantes de la práctica. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas empleadas.Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Cuestionario: Se debe resolver completamente cada una de las preguntas expuestas en éste.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

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CAPITULO 6EVAPORACIÓN / CONCENTRACIÓN

INTRODUCCIÓNDurante el desarrollo de esta unidad el educando conocerá el método de conservación denominado evaporación/concentración y establecerá sus principales aplicaciones en la industria de alimentos.Evaluará los factores que influyen en el proceso de evaporación: presión y concentración de solutos, llevando a cabo una práctica sobre el tema.Establecerá los balances de masa y energía en un proceso de evaporación y realizará cálculos empleando las ecuaciones derivadas de los balances correspondientes.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE1. Analizar los principios y objetivos de la evaporación en alimentos.1.1. Establecer las aplicaciones de la evaporación en alimentos.1.2. Presentar los tipos de evaporadores y su aplicación en alimentos.

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DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)1.1.1. Identificar las aplicaciones de las evaporación en la industria de

alimentos.Relaciones los tipos de evaporadores y su aplicación en alimentos.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE2. Evaluar los factores que influyen en el proceso de evaporación.2.1. Presentar los factores que influyen en el proceso de evaporación.2.2. Evaluar el proceso de evaporación en diferentes condiciones de presión y concentración de solutos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE APRENDIZAJE)2.1.1. Identificar los factores que influyen en el proceso de evaporación.2.2.1. Identificar el efecto de la presión y la concentración de solutos sobre el proceso de evaporación.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE3. Determinar el balance de masa y energía para un proceso de evaporación de alimentos.

Ilustrar en forma general el balance de masa y energía de un proceso de evaporación.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)3.1.1. Utilizar el balance de masa y energía para realizar cálculos previos a un proceso de evaporación y comparar con los resultados obtenidos.

EVIDENCIA FINAL – ACTIVIDADPa 15. Efecto de la concentración de solutos solubles y la presión en el punto de ebullición de soluciones azucaradas.Py1. Evaporar un alimento en el equipo de cocción concentración y comparar los resultados con los cálculos realizados previamente.

Objetivo de Aprendizaje:Analizar los principios y objetivos de la evaporación en alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Establecer las aplicaciones de la evaporación en alimentos.

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Didáctica de Enseñanza:Pro. El Profesor explicará las aplicaciones de la evaporación utilizando diapositivas como material de apoyo.

EvaporaciónLa evaporación consiste en la eliminación del agua de los alimentos líquidos por ebullición.La evaporación o concentración de una solución por ebullición del solvente encuentra tres aplicaciones principales en la industria de los alimentos:a) La preconcentración de líquidos previa a su ulterior procesado, por ejemplo, antes de

desecarlos por pulverización, de desecarlos con tambor, de cristalizarlos, etc.b) La reducción del volumen del líquido para abaratar los costos de almacenamiento,

envasado y transporte.c) Para reducir la actividad de agua aumentando la concentración de sólidos solubles en los

productos alimenticios, al objeto de contribuir a su conservación, por ejemplo, en la fabricación de leche condensada edulcorada.

En la evaporación el calor latente del medio de calentamiento (vapor) se transmite al alimentos para aumentar su temperatura hasta el punto de ebullición (calor sensible). La tensión de vapor aumenta y la transmisión de calor latente de vaporización del vapor provoca la formación de burbujas de vapor en el líquido que es finalmente eliminado de la superficie del liquido en ebullición. La velocidad de evaporación se halla determinada por la velocidad de transferencia de calor al alimento y la velocidad de transferencia de masa desde el alimento que está siendo evaporado.

Calor latente de vaporización: Energía requerida para vaporizar un mol de líquido.Calor latente: Lograr un cambio de estado sin que haya un cambio de temperatura.Calor sensible: Calor necesario para lograr un cambio de temperatura sin que haya cambio de fase.

Concentración de AlimentosLa concentración reduce el peso y volumen de los alimentos y así resulta en algunas ventajas económicas inmediatas. Casi todos los alimentos líquidos que se van a deshidratar se concentran antes de ser sometidos a la operación de secado, para que el agua sea evaporada más económicamente en las primeras etapas de secado.Los alimentos concentrados más comunes incluyen productos como la leche evaporada y la leche condensada azucarada, los jugos y néctares de frutas y hortalizas, los jarabes azucarados y de sabor, las mermeladas y las jaleas, el puré de tomate, muchos tipos de purés empleados por los panaderos, confiteros y otros fabricantes de alimentos.

Aspectos de la conservaciónLos niveles de agua en casi todos los alimentos concentrados son más que suficientes en sí para permitir el crecimiento microbiano. Sin embargo, aunque muchos alimentos concentrados, como purés de frutas y hortalizas no ácidas, son susceptibles a una rápida descomposición microbiana si no se les somete a otros procesos, los productos como jarabes de azúcar, mermeladas y jaleas son relativamente inmunes a la descomposición. El azúcar y la sal en soluciones concentradas tienen presiones osmóticas elevadas. Cuando éstas son

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suficientes para sacar agua de las células microbianas, o para prevenir la difusión normal del agua a estas células, existe una condición preservativa. Normalmente, un 70 % de sacarosa en solución detendrá el crecimiento de todos los microorganismos en los alimentos. La sal es preservativa en alto grado cuando se aumenta su concentración, y generalmente una cantidad entre el 18 y 25 % en solución, prevendrá el crecimiento de todos los m.o.´s en los alimentos.Peso y volumen reducidosAunque los efectos preservativos de la concentración de alimentos son importantes, el motivo principal de la concentración de la mayoría de los alimentos hoy en día es la reducción de su peso y volumen. La concentración representa una economía enorme en latas, costos de transporte, costos de almacenamiento y costos de manejo en el curso de las operaciones.

Criterio de Aprendizaje:Presentar los tipos de evaporadores y su aplicación en alimentos.

Didáctica de Enseñanza:Ej. El Profesor indicará los equipos utilizados en el proceso de evaporación y los educandos aportarán ideas sobre la aplicación de éstos.

Equipos de EvaporaciónEvaporadores de Circulación Natural

Evaporador de caldera abierta. Son los evaporadores comerciales más simples que existen: son muy populares por su bajo precio. Frecuentemente están provistos de una camisa de calentamiento externa o de serpentines internos a través de lo cuales pasa el medio que transfiere el calor. Estos evaporadores se usan para concentrar pulpa de tomate, para la preparación de sopas y salsas y para la ebullición de confituras y productos de confitería. Evaporador de tubos cortos horizontales. En este tipo de evaporadores, la parte inferior de la cámara está atravesada por un banco de tubos horizontales, calentados internamente por vapor. Este tipo de unidad se destinaba originalmente a la evaporación de líquidos de escasa viscosidad, que no formaban espuma ni costras. Evaporadores de tubos cortos verticales. Este tipo de unidad se usa mucho en procesos industriales, llegándose a conocer con el nombre de “evaporador estándar”. En él, el vapor se condensa sobre la superficie exterior de los tubos dispuestos verticalmente. Entre sus aplicaciones típicas se hallan la concentración de disoluciones de azúcar de caña, azúcar de remolacha, glucosa, extracto de malta, sal y zumos de frutas. Evaporador de circulación natural con calandria exterior. La construcción es simple y permite fácil acceso al haz de tubos. La calandria y su carcasa se sustituyen frecuentemente por un cambiador calor de placas, que resulta prácticamente útil cuando es previsible la formación de costras o la degradación del producto, ya que esta unidad se puede desmontar rápidamente para su limpieza. Los evaporadores de este tipo que operan a presiones reducidas se usan profusamente para la concentración de productos alimenticios sensibles al calor, como la leche, los extractos cárnicos y los zumos de frutas.

Evaporadores de circulación forzadaLos evaporadores con calandrias externas operan con frecuencia como unidades de circulación forzada. Estas unidades son capaces de concentrar líquidos viscosos, con los que consiguen mantener velocidades de circulación adecuadas mediante bombeo.

Evaporadores de tubos largos

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Estos evaporadores constan de una cámara vertical provista de cambiadores de calor tubulares. Como medio de calentamiento suele utilizarse vapor, que se condensa en el interior de la cámara. Evaporador de película ascendente. Estos evaporadores suelen poseer tubos de 3 – 12 m de longitud y 25 – 50 mm de diámetro. El líquido penetra por la parte inferior de los tubos, precalentado casi a ebullición, y comienza tras ascender un corto trecho. La expansión debida a la vaporización hace que se formen burbujas de vapor, que ascienden a gran velocidad por los tubos, arrastrando líquido hacia la parte superior. A medida que el líquido asciende, se va concentrando y, en condiciones óptimas, el vapor arrastra hacia arriba, sobre la pared de los tubos, una fina película del líquido, que se concentra rápidamente. Estos equipos son utilizados para concentrar productos termosensibles. Evaporador de película descendente. Es similar al anterior, pero el líquido de alimentación precalentado entra por la parte superior del haz de tubos, que pueden tener hasta 15 m de longitud. Su uso se ha extendido en la industria alimentaria: concentración de zumos de frutas, lácteos.

Evaporador de placasUtiliza el principio de película ascendente-descendente dentro de un cambiador de calor de placas. Este evaporador es útil para concentrar productos termosensibles, ya que las altas velocidades del líquido que se consiguen permiten una buena transmisión de calor y tiempos de residencia cortos (concentración de zumos cítricos).

Evaporador de flujo en expansiónEn este aparato, diseñado para la concentración de lácteos, zumos de fruta, etc., el líquido y el vapor fluyen por espacios alternados, de forma similar a como lo hacen en un evaporador de placas. Las placas se sustituyen por delgados conos invertidos de acero inoxidable, provisto de juntas de cierre, para evitar fugas.

Evaporadores de película delgada mecánicaEstos evaporadores están normalmente constituidos por una cámara, recubierta de camisa de calentamiento, en cuyo interior se aloja un rotor con múltiples láminas que puede estar montado vertical u horizontalmente. El área de la sección transversal de las cámaras, dispuestas horizontalmente, decrece en la dirección del flujo, lo que permite mojar adecuadamente las paredes, incluso a velocidades de flujo bajas, minimizando así el riesgo de incrustaciones y de “chamuscado” del producto. En la industria alimentaria, se usan mucho para la concentración de pasta de tomate, café, leche, suero, malta y productos azucarados.

Evaporadores a baja temperatura (Evaporadores de ciclo de refrigeración o de bomba de calor)Para la evaporación a vacío de productos muy termosensibles, a bajas presiones, se han desarrollado evaporadores que utilizan “bombas de calor”. En estas unidades, sobre los tubos de la calandria se condensa un gas refrigerante, para aportar el calor latente de vaporización necesario para la ebullición, y se evapora en el condensador, para condensar el vapor generado en el lado del producto. En este tipo de evaporadores, se usan temperaturas de ebullición tan bajas como 20 °C, para evitar el daño térmico.

Cnservación del calor en los sistemas de evaporaciónEl aprovechamiento del calor reduce los costos de operación de la planta. Éste puede lograrse de dos formas:

Precalentamiento de la corriente de alimentación

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Un método simple y frecuentemente usado para el aprovechamiento del calor latente del vapor producido en un evaporador consiste en usarlo para precalentar la corriente de alimentación del mismo.

Evaporador de efectos múltiplesEl vapor que sale de un evaporador puede utilizarse para el calentamiento de la calandria de un segundo evaporador, siempre que la temperatura de ebullición de éste sea lo suficientemente baja como para mantener una diferencia de temperatura que permita la transmisión de calor. Esto se consigue evaporando en los sucesivos “efectos” a presiones cada vez más reducidas. La reutilización del calor por este método se denomina evaporación de efectos múltiples. El vapor producido en el último efecto pasa a un condensador, para retirarlo del sistema.

Objetivo de Aprendizaje:Evaluar los factores que influyen en el proceso de evaporación.

Criterio de Aprendizaje:Presentar los factores que influyen en el proceso de evaporación.

Didáctica de Enseñanza:Pro. El Profesor presentará los factores que influyen en la evaporación utilizando diapositivas como material de apoyo.

Factores que influyen en el punto de ebullición de un líquidoa) Presión Externa. Un líquido hierve cuando la presión de vapor que ejerce es igual a la

presión externa a la que se halla sometida. En el caso de los productos alimenticios el solvente suele ser el agua.

b) Solutos disueltos (elevación del punto de ebullición). El punto de ebullición de una solución es mayor que el del solvente puro a la misma presión. Cuanto más concentrada sea la solución tanto más elevado será su punto de ebullición. A medida que discurre la evaporación, la concentración del líquido aumenta elevándose su punto de ebullición. Este cambio conduce a una diferencia de temperatura progresivamente decreciente y por tanto paralelamente decrece la velocidad de transferencia de calor. La elevación del punto de ebullición con el cambio de concentración con frecuencia puede conocerse mediante la regla de Dühring, regla empírica que establece que el punto de ebullición de una solución es función lineal del punto de ebullición del solvente a la misma presión.

c) Cabeza Hidrostática. A cualquier nivel por debajo de la superficie libre, el líquido se encuentra sometido a una presión igual a la suma de la presión ejercida sobre su superficie y la presión correspondiente a la cabeza hidrostática (distancia vertical desde la superficie libre al nivel en cuestión). En consecuencia, la temperatura de ebullición del líquido en un evaporador varía con la profundidad. Este aumento de la temperatura de ebullición con el aumento de profundidad reduce la diferencia de temperatura entre el medio de calentamiento y el líquido de ebullición y puede conducir al sobrecalentamiento del líquido.

Criterio de Aprendizaje:

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Evaluar el proceso de evaporación en diferentes condiciones de presión y concentración de solutos.

Didáctica de Enseñanza:Di. El Profesor presentará los diferentes métodos de concentración que se utilizan para concentra alimentos, los educandos participarán indicando ejemplos de estas aplicaciones. Este tema se complementa con la realización de la práctica.

Métodos de concentraciónConcentración solar. Como en el caso de la deshidratación, uno de los métodos más sencillos de evaporar agua es por medio de la energía solar. El sol y el viento evaporan el agua de la salmuera marina en lagunas artificiales. En este método, la velocidad de evaporación es extremadamente lenta, y sólo conviene para la extracción de la sal.Marmitas abiertas. Algunos alimentos se pueden concentrar satisfactoriamente en marmitas abiertas calentadas por medio de vapor. Este método sirve para algunas jaleas y mermeladas y ciertos tipos de sopa. Sin embargo, las temperaturas elevadas y los períodos prolongados que se emplean serían perjudiciales a la mayoría de los alimentos.Evaporadores instantáneos. Al subdividir el material alimenticio y ponerlo en contacto directo con el medio de calentamiento, se puede acelerar marcadamente la concentración. Esto se hace en unos evaporadores instantáneos. Se inyecta vapor limpio hasta unos 150 °C al alimento que se introduce por bombeo a un tubo de vapor en donde tiene lugar la ebullición. La mezcla hirviente entra luego a una vasija separadora desde cuyo fondo se retira el alimento concentrado, en tanto que el vapor introducido y el vapor de agua del alimento se evacuan por otro lado. Debido a las altas temperaturas que se emplean, los alimentos que tienen componentes de sabor volátiles los pierden en el vapor que está saliendo. Pero éstos pueden separados del vapor por el equipo de recuperación de esencias cuya operación se basa en la diferencia entre los puntos de ebullición de las esencias y del agua.Evaporadores de películas delgadas. En los evaporadores de películas delgadas, el alimento que se va a concentrar se introduce por bombeo a un cilindro vertical con un elemento giratorio que extiende el alimento en una capa delgada sobre la pared del cilindro. Generalmente el cilindro tiene una pared doble calentada por medio de vapor. El agua queda eliminada en forma instantánea de la capa delgada de alimentos, y a ésta se le separa simultáneamente de la pared del cilindro. El alimento concentrado y el vapor de agua son descargados continuamente a un separador externo, de cuyo fondo se saca el producto, en tanto que el vapor pasa a un condensador. La temperatura del producto puede alcanzar 85 °C o más, pero debido a que permanece menos de un minuto en el cilindro calentado, el daño que le causa el calor es mínimo.Evaporadores al vacío. Los alimentos sensibles al calor se concentran más comúnmente en unos evaporadores al vacío que emplean temperaturas bajas. A los evaporadores de películas se les hace funcionar a menudo bajo vacío al conectar una bomba de vacío o un eyector de vapor al condensador.Con frecuencia se construyen varios recipientes al vacío en serie, de manera que el producto alimenticio pasa de una cámara de vacío a la otra y así se concentra progresivamente por etapas. En un arreglo de este tipo, las etapas sucesivas se mantienen con grados de vacío progresivamente más altos, y el vapor de agua caliente que se produce en la primera etapa se utiliza para calentar la segunda, el vapor de la segunda para calentar la tercera, etc. De este

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modo, la energía del calor se utiliza al máximo. Este sistema se llama un evaporador al vacío de efecto múltiple.Concentración por congelación. Cuando se congela un alimento, sólido o líquido, no todos sus elementos se congelan inmediatamente. Primero se congela una parte del agua, y ésta forma cristales de hielo en la mezcla. La solución alimenticia que permanece sin congelar tiene entonces una mayor concentración de sólidos. Este efecto de concentración aumenta a medida que más agua se va congelando y saliendo de la mezcla. Finalmente toda la mezcla se ha congelado.Es posible, antes que se congele toda la mezcla, separar los cristales de hielo formados inicialmente. Una manera de lograr esto es la centrifugación del aguanieve parcialmente congelada con un tamiz de malla fina. La solución de alimento concentrado sin congelar pasa por el tamiz, en tanto que los cristales de agua congelada son retenidos y luego desechados. Mediante un proceso como este se ha logrado eliminar hasta un 80 % del agua de la cerveza. Ya que el alcohol tiene un punto de congelación más bajo que el del agua, el concentrado de cerveza retiene el alcohol.Osmosis inversa. La ósmosis es el proceso en que el agua se traslada a través de una membrana semipermeable desde una región de alta concentración hasta una región de concentración más baja. La región de concentración más baja generalmente contiene solutos en solución y se ejerce sobre ella una presión osmótica. Es posible intervenir el flujo normal del agua a través de la membrana al aplicar sobre el lado de la membrana en que se encuentran los solutos una presión mayor que la presión osmótica. Esto es la ósmosis inversa.Aplicados a la concentración de alimentos, los procesos de ósmosis inversa se valen del bombeo de los alimentos líquidos bajo presión contra una membrana semipermeable en un soporte adecuado. El equipo puede parecerse en su diseño a los filtros de presión. Si la membrana tiene la permeabilidad adecuada, el agua la atravesará, en tanto que los solutos de bajo peso molecular, además de los componentes más grandes del alimento, serán retenidos y concentrados.

Evidencia Final:Pa 15. Efecto de la concentración de solutos solubles y la presión en el punto de ebullición de soluciones azucaradas.

Práctica 15. Efecto de la concentración de solutos solubles y la presión en el punto de ebullición de soluciones azucaradas.Instrucciones: Estudiar el efecto que tiene la concentración de solutos y la presión de trabajo en el punto de ebullición de una solución azucarada.Determinar el punto de ebullición necesario para operar el equipo de evaporación en producción de líquidos concentrados.

MATERIALES EQUIPOS Y REACTIVOSBomba de vacío para laboratorio 4 vasos de precipitados de 1OOO ml

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agitador cuchara termómetro1 Kg. de azúcar 1.5 l de agua destilada

METODOLOGÍA1. Agregar 500 ml de agua a cada vaso de precipitados.2. Agregar azúcar a cada vaso para obtener concentraciones de 5, 10, 15 y 20 % respectivamente. A un vaso no agregar azúcar.3. Calentar cada vaso a presión atmosférica hasta que ocurra la ebullición. Medir la temperatura de ebullición para cada tratamiento.4. Repetir la operación del inciso d), con una presión de vació de 400 mm Hg y 300 mm Hg: medir temperatura de ebullición en soluciones de 0, 5, 10,15 y 20% de azúcar.

RESULTADOSReportar la siguiente tabla:TABLA 1. Efecto de la concentración de soluto y la presión de trabajo en el punto de ebullición.

PRESIÓN TEMPERATURA DE EBULLICIÓN CON DIFERENTE CONCENTRACIÓN DE AZÚCAR

0% 5% 10% 15% 20%Atmosférica400 mm Hg300 mm Hg

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. Explicar la causa de los resultados obtenidos: por que la concentración de solutos y las presiones de trabajo ocasionan los efectos observados.

A mayor concentración de solutos aumenta la temperatura de ebullición debido a las propiedades coligativas del agua. En el caso de la presión, a menor presión es menor la temperatura de ebullición.

2. ¿Qué aplicación se le puede dar este experimento a la evaporación de alimentos?Determinar las condiciones óptimas de operación para la concentración de jugos.

3. ¿Que importancia tiene la evaporación a vacío en la industria alimentaria?En la evaporación a vacío, la temperatura de ebullición es menor, por lo que hay menor deterioro de los alimentos, hay menor perdida de compuestos termolábiles y volátiles.

4. ¿ Por que es necesario considerar los factores que influyen en la temperatura de ebullición para la evaporación a nivel industrial de alimentos líquidos?

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Porque se requiere que el proceso de evaporación se lleva a cabo a bajas temperaturas para que no se dañen las propiedades de los alimentos (nutrientes y compuestos volátiles).

5. Analizar la interacción concentración de soluto y presión de trabajo en la temperatura de ebullición.

A menor concentración de solutos y menor presión, es menor la temperatura de ebullición.

6. Discutir otras observaciones de su interés.

Evaluación Final: Entregar reporte de Pa 15.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NODiagrama de bloques de la práctica: Indicando cada una de las etapas y las variables más importantes en la determinación.Resultados y Cálculos: Presentar los resultados más relevantes de la práctica. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas empleadas.Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Cuestionario: Se debe resolver completamente cada una de las preguntas expuestas en éste.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

Objetivo de Aprendizaje:Determinar el balance de masa y energía para un proceso de evaporación de alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Ilustrar en forma general el balance de masa y energía en un proceso de evaporación.

Didáctica de Enseñanza:Ej. El profesor mostrará el balance de masa y energía en el proceso de evaporación y resolverá un ejemplo práctico.

Transferencia de Masa y EnergíaPara el cálculo del grado de concentración, de las necesidades energéticas y del tiempo de evaporación, es preciso efectuar balances de masa y energía. El balance de masas establece

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que la masa que entra en el evaporador es igual a la masa de producto y de vapor que sale del mismo (Figura 17). Por lo que al agua se refiere, el balance se expresa de la siguiente forma:

mf (1-Xf) = mp (1- Xp) + mv

Por lo que respecta a los solutos, la masa de sólidos que entra en el evaporador es igual a la masa de sólidos que sale del mismo:

mf * Xf = mp * Xp

El balance total de masas es por tanto mf = mp + mv

Si se asume que las pérdidas energéticas en el evaporador son despreciables, el balance energético establece que la cantidad de calor suministrado por la condensación del vapor es igual a la cantidad de calor necesario para elevar la temperatura del producto hasta el punto de ebullición, más el calor necesario para pasar pasar el agua a estado de vapor.

Q = ms * λs = mf * cp (θb – θf) + mv λv

Por tanto:

Cantidad de calor suministradoPor el vapor

= Calor sensible + Calor latente de vaporización

La velocidad de transferencia de calor a través de las paredes del evaporador y la película superficial, se calcula utilizando la fórmula:

Q = U A (θs – θb) = U A Δθ

mf Li Velocidad de flujo del líquido de alimentación (kg/s), en la que el líquido contiene una fracción másica (Xf) de sólidos.

mp Lo Velocidad de flujo del producto líquido (Kg/s) que contiene una fracción másica (Xp) de sólidos.

ms Vi Masa de vapor (Kg/s) condensado en la cámara de vapor.mv Vo Es la masa de disolvente (Kg/s) vaporizado en el evaporador (la

“capacidad evaporativa”)λs λs Calor latente de condensación del vapor de agua que entra (J/Kg)Λv Λv Calor latente de vaporización de los vapores producidos (J/Kg)cp cp Calor específico medio del líquido de alimentación (J/Kg °C)

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Factores que influyen en el coeficiente global de transmisión de calorEl valor de U puede calcularse conociendo:

a) El coeficiente de transmisión de calor de la película condensada sobre la superficie del cambiador de calor que contacta con el vapor.

b) El coeficiente de la película del líquido en ebullición adherida a la superficie del cambiador de calor que contacta con el líquido.

c) Los factores de las costras depositadas sobre las paredes interior y exterior de las superficies de transmisión de calor.

d) La resistencia térmica del material de la pared.

Factores que influyen sobre la velocidad de transferencia de calorI. Diferencia de temperatura entre el vapor y el líquido en ebullición. A medida que el

líquido se concentra el punto de ebullición aumenta, la diferencia de temperatura entre el líquido en evaporación y el elemento calefactor disminuye, por lo que a medida que la evaporación progresa, la velocidad de transferencia de calor cae.

II. Depósito de residuos en las superficies de intercambio. El acumulo de residuos en las superficies de intercambio, que depende de la diferencia de temperatura entre el alimento y la superficie calefactora y de la consistencia y la composición química del alimento en cuestión, reduce la velocidad de transferencia de calor. La desnaturalización de proteínas o el depósito de los polisacáridos sobre estas superficies, dan lugar al chamuscamiento.

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Salida de vapormp (Kg/s)

Líquido de alimentaciónmf (Kg/s), fracción de sólidos X f

Líquido producto mp (Kg/s), fracción de sólidos X p

Condensado

Vapor de agua ms (Kg/s)

FIGURA 17. Diagrama de balance de masa de un evaporador de efecto simple

III. Película superficial. La resistencia a la transmisión de calor en el evaporador suele deberse principalmente a la capa superficial de líquido. El grosor de esta capa puede reducirse provocando en el líquido corrientes de convección o turbulencia, mediante sistemas mecánicos.

Ejercicio:En un evaporador de tubos cortos verticales de un solo efecto se va a concentrar un jarabe desde un 10 % hasta un 40 % de sólidos totales, a un flujo de 100 Kg/h. La temperatura a la entrada es de 15 °C y la evaporación se produce a un presión reducida de 47.4 Kpa (80°C). El vapor de calentamiento se utiliza a 169 Kpa (115 °C). Asumiendo que el punto de ebullición permanece constante y que no se producen pérdidas calóricas, calcúlese la cantidad de vapor que se va a consumir a la hora y el número de tubos que deberá contener el evaporador. Datos: calor específico del jarabe = 3.960 KJ/Kg °K, calor específico del agua = 4.186 KJ/Kg °K, calor latente de vaporización del jarabe = 2.309 KJ/Kg, el coeficiente global de transmisión de calor = 2.600 W/m2°K, calor latente del vapor = 2.217 KJ/Kg a 115 °C.33

Respuesta:mf (1-Xf) = mp (1- Xp) + mv (1)

mf * Xf = mp * Xp (2)

mf = mp + mv (3)

Q = ms * λs = mf * cp (θb – θf) + mv λv (4)

Balance de masa, utilizando la ecuación 2:

100/3600 * 0.1 = mp * 0.4, mp = 0.0069 Kg/s

utilizando la ecuación 3:

mv = mf – mp, mv = 0.0209 Kg/s

La cantidad de calor necesaria para la evaporación se obtiene a partir de la ecuación 4:

Q = 0.0278 * 3960 (80 – 15) + 0.0209 * 2309 * 10 3 = 5.54 * 10 4 J/s

Por lo tanto,

Calor suministrado por Kg de vapor por segundo

= Calor latente + Calor sensible

Calor suministrado por = 2 217*103 J/Kg + (4186 J/KgK) (115-80) = 2.36 * 106 J/Kg1 Kg de vapor

Asumiendo para el balance energético que la cantidad de calor suministrado por el vapor es igual a la cantidad de calor necesario para la evaporación, se obtiene:

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Cantidad de vapor = 5.54 * 104 J/s / 2.36 * 106 J/Kg = 0.023 Kg/s

Evidencia Final:Py 1. Evaporar un alimento en el equipo de cocción concentración y comparar los resultados con los cálculos realizados previamente.

Evaluación Final: Entregar reporte de Py 1.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NOIntroducción: Indicando la importancia del proyecto.Antecedentes: Presentar la revisión de literatura hecha para la realización del proyecto.Metodología: Presentar los materiales y métodos empleados.Resultados: Presentar los resultados más relevantes del proyecto. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas empleadas.Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

CAPITULO 7PROCESAMIENTO TÉRMICO DE LOS

ALIMENTOS

INTRODUCCIÓNEsta unidad tiene como objetivo que el educando conozca los principios y objetivos del tratamiento térmico, así como su clasificación. Identifique los equipos empleados en los diferentes métodos de procesamiento térmico de los alimentos.El educando evaluará las variables de interés en los cálculos de procesamiento térmico e identificará la importancia de los valores D, z y F.Documentará la termorresistencia de las bacterias y analizará los factores que influyen en los procesos de esterilización.

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OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE1. Documentar los principios y objetivos de la esterilización así como los equipos empleados en este proceso.1.1. Comparar métodos de esterilización y sus aplicaciones.1.2. Presentar los equipos empleados en los procesos de esterilización.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)1.1.1. Diferenciar los métodos de esterilización y su aplicación de acuerdo al tipo de alimento.1.2.1. Discutir sobre los equipos de esterilización adecuados a cada tipo de alimento.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE2. Presentar las variables de interés en los cálculos de procesos térmicos.2.1. Determinar el significado de las variables D, z y F.2.2. Ilustrar el cálculo del tiempo de esterilización.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE APRENDIZAJE)2.1.1. Identificar la importancia de los valores D, z y F en el procesamiento térmico de los alimentos.2.2.1. Emplear los cálculos de procesos térmicos.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE3. Analizar los factores que influyen en el proceso de esterilización.3.1. Documentar la termorresistencia de bacterias.3.2. Evaluar el efecto de las características del alimento y del envase en el

procesamiento térmico de los alimentos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)3.1.1.Utilizar el procesamiento térmico de los alimentos en referencia a la termorresistencia de las bacterias.3.2.1.Relacionar las características del alimento y envase con su efecto en el procesamiento térmico de los alimentos.

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EVIDENCIA PARCIAL – ACTIVIDADTa1. Presentar una tabla de valores D y z para microorganismos y tipo de alimentos específicos.

EVIDENCIA FINAL – ACTIVIDADPa 16. Penetración de calor y estimación del proceso.

Objetivo de Aprendizaje:Documentar los principios y objetivos de la esterilización así como los equipos empleados en este proceso.

Criterio de Aprendizaje:Comparar métodos de esterilización y sus aplicaciones. Didáctica de Enseñanza:Pro. El Profesor explicará los métodos de esterilización utilizando diapositivas como material de apoyo.

EsterilizaciónLa esterilización por calor es una operación unitaria en la que los alimentos son calentados a una temperatura suficientemente elevada y durante un tiempo suficientemente largo, como para destruir en los mismos la actividad microbiana y enzimática. Los alimentos, estabilizados por este sistema, poseen una vida útil superior a seis meses. En los procesos en que se recurre al tratamiento térmico para la conservación de los alimentos, el calentamiento reduce la carga microbiana. También puede inactivar las enzimas presentes. El tratamiento térmico es sólo una parte del proceso global, que puede incluir también, por ejemplo, la adición de conservantes químicos, el envasado adecuado del producto, o el almacenamiento a temperatura reducida. No es requisito imprescindible que el calentamiento elimine todos los microorganismos viables.Es conveniente dividir los tratamientos térmicos en tres grupos: Temperaturas inferiores a 100 °C. Suelen denominarse procesos de pasteurización y están generalmente destinados a higienizar el producto, a liberarle de todos los m.o.´s patógenos y algunos, no necesariamente todos, los m.o.´s alterantes que, de estar presentes, serían capaces de crecer en las condiciones de almacenamiento. Un ejemplo de este método se encuentra en la tecnología de la leche. La leche liquida para el consumo directo se distribuye a intervalos de tiempo muy cortos, por lo que no necesita que tenga una vida útil larga. La pasteurización destruye todos los m.o.´s patógenos de la leche y no modifica sus propiedades sensoriales. En la industria quesera, la pasteurización de la leche tiene como finalidad destruir los m.o.´s que interferirían con la fermentación deseada. Temperaturas de 100 °C. Nicholas Appert (1750-1840), el inventor de la conservación de los alimentos por calentamiento en recipientes herméticamente cerrados, recomendaba calentar los recipientes en agua hirviendo, al baño María, durante periodos de tiempo definidos. En el envasado casero y en el enlatado industrial de productos ácidos, como frutas (productos de pH en el rango de 3.7 –4.5), todavía se utilizan procesos de este tipo.

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Temperaturas superiores a 100 °C. Cuando se trata de productos menos ácidos, los tiempos de calentamiento a 100 °C para obtener un producto microbiológicamente aceptable, son demasiado largos y conviene elevar la temperatura por encima de 100 °C. Este tercer grupo de tratamientos se desarrolló a mediados del siglo XIX; para calentar, se usaron primero baños de salmuera a temperaturas de ebullición y luego presión a vapor en autoclaves.

La “esterilización comercial” es un proceso térmico diseñado para inactivar todas las células vegetativas y esporas microbianas que, de estar presentes, podrían crecer en el alimento, en condiciones de almacenamiento definidas. Se utilizan dos métodos generales de esterilización:

1) Esterilización de los alimentos preenvasados2) Esterilización de los alimentos previa al envasado

Los dos métodos utilizan temperaturas superiores a los 100 °C, por lo que se generan presiones superiores a la atmosférica. La Figura 18 muestra los tipos de esterilización.

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Esterilización

En el recipiente Antes del envasado

Agitado (A) o no agitado (NA)i) Giro o centrifugaciónii) Extremo contra extremo

iii) Recíprocamenteiv)

a) Proceso Dobleb) Envasado aséptico en recipientes de plástico rígidos o flexibles

Métodos Discontinuos Métodos Continuos

Presurizados No presurizados

a) Autoclave vertical NAb) b) Autoclave horizontal NA o A, tipos i) o iii)

a) Calentador-enfriador NA

b) Esterilizador rotatorio tipos A, tipos i) o ii) o NA

c) Esterilizador hidrostático NA o A, tipos i) o iii)

a) De aire calienteb) A la llama

FIGURA 18. Métodos de Esterilización

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Los envases utilizados con más frecuencia son botes metálicos, botellas de vidrio y bolsas. Cualquiera que sea la clase de envase utilizado, el tratamiento térmico va precedido del llenado, la evacuación y, finalmente, el cierre y todas estas operaciones ejercen una influencia considerable sobre la velocidad de penetración del calor y eficacia del calentamiento.El tratamiento térmico de los alimentos se lleva a cabo utilizando los siguientes métodos: vapor saturado, agua caliente o esterilización a la llama.

Proceso de Esterilización a Temperaturas UltraelevadasEl problema principal de la esterilización de alimentos sólidos o viscosos envasados, es la baja velocidad de transferencia de calor que por este método se consigue. Esto altera las características sensoriales, provoca pérdidas de valor nutritivo en las zonas próximas a la pared del envase y exige tiempos de esterilización más largos.La utilización de temperaturas más elevadas y tiempos de tratamiento más cortos se hace posible si el producto se esteriliza antes de su envasado en envases estériles en una atmósfera también estéril. Este concepto constituye la base de los sistemas de esterilización UHT (también denominados de procesado aséptico). Estos sistemas de esterilización se emplean en una gran variedad de alimentos (por ejemplo: leche, zumos de frutas y concentrados, nata, yogur, vino, aderezos para ensalada, huevos y helados) y para alimentos que contienen pequeñas partículas de otros componentes (por ejemplo: queso cottage, alimentos para bebes, productos derivados del tomate, frutas y verduras, sopas y postres a base de arroz). Los alimentos esterilizados por sistemas UHT, puede, por su elevada calidad, compararse con los alimentos irradiados o refrigerados, pero poseen sobre ellos una ventaja y es que su vida útil es, como mínimo, de seis meses, sin que para ello sea preciso mantenerlos en refrigeración.HTST: elevadas temperaturas durante cortos tiempos ( “Higher temperature short time processing” o “flash pasteurization” ). Ejemplo: 88 °C durante 1 s, 94 °C durante 0.1 s o 100 °C durante 0.01 s para la leche.Las principales limitaciones de los sistemas UHT son el costo inicial y la complejidad de las instalaciones, que exigen la esterilización previa de los materiales de envasado, y de los tanques y tuberías; la necesidad de mantener estéril el aire y las superficies en la zona de llenado, y la de requerir mano de obra más especializada.

PASTEURIZACIÓNLa pasteurización es un tratamiento térmico relativamente suave (temperaturas generalmente inferiores a 100 °C), que se utiliza para prolongar la vida útil de los alimentos durante varios días (la leche) o varios meses (frutas embotelladas). Este método conserva los alimentos por inactivación de sus enzimas y destrucción de los microorganismos relativamente termosensibles (por ejemplo: bacterias no esporuladas, levaduras y mohos), provoca cambios mínimos en el valor nutritivo y características sensoriales del alimento.

Criterio de Aprendizaje:Presentar los equipos utilizados en los procesos de esterilización. Didáctica de Enseñanza:Di. El profesor proporcionará a los educandos catálogos, revistas y folletos para que investiguen sobre los equipos que se utilizan para la esterilización de alimentos.

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Equipos Utilizados en los Procesos de EsterilizaciónInstalaciones para Tratamiento TérmicoLas autoclaves pueden ser de funcionamiento discontinuo o continuo. Las autoclaves discontinuas pueden ser horizontales o verticales. Las primeras facilitan las operaciones de carga y descarga. En ocasiones disponen de sistemas de agitación de la carga. Las autoclaves continuas permiten un control más preciso de los parámetros durante la esterilización y la obtención de un producto de calidad más uniforme. Además, con estos equipos, la presión interna en el envase puede aumentarse gradualmente, por lo que el estrés a que se someten las costuras de las latas es menor.Instalaciones para Tratamientos UHTUna instalación UHT ideal debería ser capaz de calentar el producto instantáneamente hasta la temperatura deseada, mantenerlo a esta temperatura el tiempo necesario para conseguir su esterilidad y enfriarlo instantáneamente hasta la temperatura de llenado. Las instalaciones utilizadas para los tratamientos UHT poseen las siguientes características:

1) funcionan a temperaturas superiores a 132 °C,2) poseen una gran superficie relativa de intercambio calórico,3) el producto circula sobre la superficie calefactora en flujo turbulento,4) utilizan bombas que mantienen un flujo constante de producto a pesar de la presión

existente en el intercambiador de calor,5) las superficies calefactoras se limpian constantemente de forma espontánea, lo que

permite mantener velocidades de intercambio calórico elevadas sin que el producto se chamusque.

De acuerdo con el sistema de calentamiento, estas instalaciones se clasifican en:1) sistemas directos (de inyección de vapor e infusión de vapor).2) Sistemas indirectos (intercambiadores de calor de placas, intercambiadores de calor de

tubos e intercambiadores de calor de superficie barrida).3) otros sistemas (microondas, calentamiento dieléctrico y por inducción).

Objetivo de Aprendizaje:Presentar las variables de interés en los cálculos de procesos térmicos.

Criterio de Aprendizaje:Determinar el significado de las variables D, z y F. Didáctica de Enseñanza:Pro. El Profesor explicará el significado de los valores D, z y F utilizando diapositivas como material de apoyo.

Cinética de Destrucción de MicroorganismosLos parámetros de un tratamiento térmico adecuado se pueden calcular basándose en postulados generales, relacionados con la termorresistencia de los microorganismos alterantes y el historial térmico del alimento a lo largo del tratamiento.La termodestrucción de las esporas bacterianas ( lo mismo que la de las células vegetativas ) sigue un curso logarítmico, es decir, cuando una cantidad de esporas dada se mantiene a una temperatura constante, suficientemente alta para que ejerza un efecto letal, el número de esporas por unidad de volumen decrece (Figura 19).

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Si la concentración es N1 esporas ml–1 en el tiempo t = 0 y N esporas ml-1 en el tiempo t = t

Log N / N1 = - ( t / D )

D = tiempo de reducción decimal ------ Tiempo necesario para que la [esporas] se reduzca a la décima parte (log 10 = 1)

D = independientemente de N1

= dependiente de temperatura dependiente de especie y cepa bacteriana dependiente de medio

Si se asume que todas las esporas presentes son igualmente susceptibles a la inactivación por el calor y que la inactivación tiene lugar al azr; sea pdt (siendo p una constante) la probabilidad de que se inactive cualquier espora al tiempo dt. Si la concentración de esporas al tiempo t es N por ml, el cambio de concentración, dN, al tiempo dt, será _ Npdt, de modo que

d N / N = - p dtque por integración da la primera ecuación.

Para que un producto sea esterilizado por completo t = ∞“Esterilidad comercial” : la concentración de una cepa dada de bacterias o esporas bacterianas, en un producto alimenticio, se reduce por debajo de cierto valor ( No. ml -1) lo suficientemente bajo como para que presente un riesgo de deterioro comercialmente aceptable.

m = log (Ni/No) exponente de reducción

Ejemplo. m = 5, el tratamiento reduce la concentración por un factor 105

Efecto de la Variación de Temperatura

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D

t

Log N1

1

Logaritmo de la concentración de esporas al tiempo t

FIGURA 19. Relación entre la concentración de esporas supervivientes y el tiempo de tratamiento a temperatura constante.

Si se considera una suspensión de esporas bacterianas de igual termorresistencia, sometida a una temperatura uniforme en ella, pero que varía con el tiempo. Al comienzo del proceso (t=0), la concentración de esporas es de N1 y al final del proceso (t = tf), se ha reducido a Nf.

Biqelow : relación empírica lineal entre el logaritmo del tiempo de reducción decimal y la temperatura (Figura 20). Por lo tanto si el tiempo de reducción decimal a una temperatura de referencia θ es igual a Dθ, el tiempo de reducción decimal, D, a la temperatura T, viene dado por la relación.

Log D / Dθ = - [ ( T- θ ) / z ] z = incremento de la temperatura preciso para que el tiempo de reducción decimal disminuya a la décima parte.

1

Tiempo de muerte térmica

F = Tiempo necesario para conseguir la esterilización a la temperatura de 121 °C.

Log θ – log F = m (121 – t) = log θ/Fm = pendiente

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θ

Log D

zLog Dθ

FIGURA 20. Variación del tiempo de reducción decimal con la temperatura.

t

Log θ

F| z |

z = numero de grados por debajo de 121 °C que son necesarios para que θ aumente por un factor de 10, es decir, un ciclo de la gráfica logarítmica.

Θ = 10 F cuando t = 121 – z

Log 10 F/F = m [121 – (121-z)] por lo tanto, z = 1/mLog θ/F = 1/[z(121-t)]Θ = F * 10 (121-t)

Práctica Parcial:Ta1. Presentar una tabla de valores D y z para microorganismos y tipo de alimentos específicos.

Evaluación Parcial:Entrega de Ta1. Tabla.

Datos aproximados de la termorresistencia de algunos microorganismos importantes en el deterioro de los alimentos.

Microorganismo Θ °C Dθ (min) Z (°C) m Tipo de productos que necesitan protección contra el deterioro producido por

el agente causalC. botulinum

121.11

0.1-0.3 8-11 12 Alimentos poco ácidos (pH>4.5)

C. sporogenes 0.8-1.5 9-11 5 CarnesB. stearothermophilus 4-5 9.5-10 5 Leches y HortalizasC. thermosaccharolyticum 3-4 7-10.5 5 HortalizasB. subtilis ~0.4 6.5 6 Productos lácteosB. coagulans 0.01-0.07 10 5 Alimentos de pH

4.2-4.5 (tomates)C. pasteurianum 100 0.1-0.5 8 5 Alimentos de pH 4.2-4.5

(peras)

Criterio de Aprendizaje:Ilustrar el cálculo del tiempo de esterilización. Didáctica de Enseñanza:Ej. El Profesor indicará a los educandos las ecuaciones aplicables a los cálculos térmicos y resolverá un ejercicio de aplicación.

Cálculo del Tiempo de Esterilización

Método de la Fórmula

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Este método permite el cálculo rápido del tiempo de esterilización para diferentes temperaturas de tratamiento y tamaños de envases, pero posee la desventaja de que para ello es preciso asumir las características del proceso de calentamiento. El método hace uso de la siguiente fórmula:

B = fh log (jh * Ih /g)

En ella, B (min) representa el tiempo de calentamiento, fh (min) el tiempo que la gráfica de penetración de calor tarda en atravesar un ciclo logarítmico y jh (lag factor) que se halla por extrapolación en la curva de calentamiento para hallar la temperatura pseudo-inicial del producto que es pih (Figura 21).

Jh = ( r - pih ) / ( r - ih )

En la expression anterior Ih = r - ih (°C) representa la diferencia entre la temperatura del autoclave y la temperatura inicial del producto, g la diferencia entre la temperatura del autoclave y la temperatura final del producto, r la temperatura del autoclave durante la esterilización y ih la temperatura inicial del producto.A excepción de g, el resto de los datos se obtienen de la gráfica de penetración de calor (Figura 21). El valor de g depende de los siguientes factores:

1) el tiempo de muerte térmica del microorganismo para el que se calcula el proceso,2) la pendiente fh de la gráfica de calentamiento,3) el valor z del microorganismo en cuestión,4) la diferencia entre al temperatura del autoclave y la del agua de enfriamiento.

Ball (l923), con objeto de tomar en cuenta estas variables, hizo una comparación del valor F a la temperatura del autoclave (denominado F1 ) con un valor F de referencia, equivalente a 1 minuto a 121 °C (denominado F). El tiempo de muerte térmica a la temperatura del autoclave se describe por el símbolo U y su relación con el valor de referencia F y el valor F1

es la siguiente: U = F * F1

Cuando el valor de referencia F se conoce, puede calcularse U hallando el valor correspondiente de F1 en las tablas (Tabla 5). El valor de g puede calcularse a partir de fh / U y de las tablas de g (Tabla 6).

En los alimentos enfriados por conducción, existe un periodo de demora (lag) que es el tiempo transcurrido hasta que el agua de enfriamiento comienza a enfriar el producto. Este período supone un calentamiento adicional que el alimento recibe desde que se cierra el flujo de vapor. Por ello, se incluye un factor de intervalo de enfriamiento (“cooling lag”). A este factor se le define como el tiempo que transcurre hasta que la curva de enfriamiento atraviesa un ciclo logarítmico y es análogo al factor de intervalo de calentamiento (“heating lag factor”) jc. Para encontrar la temperatura pseudoinicial del producto pic al iniciarse el periodo de enfriamiento, la porción de enfriamiento de la curva de penetración de calor se extrapola de forma semejante a como se hace para la obtención del valor pih. El valor jc se calcula con la siguiente ecuación:

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jc= (c - pic ) / (c - ic)En esta expression, c (°C) representa la temperatura de enfirmaiento del agua y ic (°C) la temperatura inicial del producto al comenzar la fase de enfriamiento, utilizando la Tabla 6 se encuentra el valor de g a partir del valor correspondiente de jc.En las autoclaves discontinuas tan sólo durante el 40 % del tiempo transcurrido para que la autoclave alcance la temperatura de tratamiento (tiempo de subida l) se halla el producto a una temperatura con cierta capacidad letal. En estos casos el tiempo de tratamiento se obtiene a partir del tiempo B debidamente ajustado: Tiempo de tratamiento = B – 0.4l

Ejercicio :Un alimento de baja acidez se va a esterilizar a 115 °C utilizando un proceso basado en un valor F10

121.1 = 7 min. A partir de los datos de penetración de calor se obtuvó la siguiente información : ih = 78 °C, fh = 20 min, jc = 1.80, fc = 20 min, pih = 41 °c y ih = 74 °C. El autoclave tardó en 11 minutos en alcanzar la temperatura de esterilización. Cálculese el tiempo de esterilización.

jc = (115 – 41) / (115 – 74) = 2.00

Ih = 115 – 78 = 37 °C

De la Tabla 5 (para 121.1 - r = 6.1 y z = 10 °C),

F1 = 4.084

U = F * F1 = 7 * 4.084 = 28.59

fh / U = 20 / 28.59 = 0.7

De la Tabla 6 (fh / U = 0.7, jc = 180) se obtiene

g = 0.241 °C

El centro térmico alcanza 114.76 °C. A partir de la ecuación B = fh log (jh * Ih /g)

B = 20 log ((2.00*37) / 0.241) = 49.7 min

A partir de la ecuación tiempo de tratamiento = B - 0.4l

Tiempo de esterilización = 49.7 – (0.4*11) = 45.3 min

Este es el tratamiento adecuado para Fo = 7 minutos.

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TABLA 5. Valores F1 correspondientes a diferentes temperaturas de tratamiento (inferiores a 121 °C).

FIGURA 21. Curva de penetración del calor.

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TABLA 6. Algunos valores fh / U y g para z = 10 y jC = 0.4 –0.2

Objetivo de Aprendizaje:Analizar los factores que influyen en el proceso de esterilización.

Criterio de Aprendizaje:Documentar la termorresistencia de bacterias, Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor explicará a los educandos la termorresistencia de las bacterias y presentará ejemplos de algunos microorganismos de interés en los alimentos.

Termorresistencia de BacteriasDe entre los micrroganismos patógenos esporulados que se presentan en los alimentos de baja acidez (pH < 4.5) el Clostridium botulinum es el más peligroso. Este microorganismo crece en condiciones de anaerobiosis en envases cerrados y elimina al medio una exotoxina muy potente. Por esta razón, los procesos de esterilización se diseñan para que, como mínimo, sean capaces de su destrucción. Por lo general, como los alimentos pueden contener además otras bacterias más termorresistentes, se someten por lo menos a este tratamiento mínimo (Tabla 7).Como la termodestrucción de los microorganismos sigue un curso logarítmico, la esterilidad total es imposible de alcanzar, aunque el tiempo de tratamiento se prolongue al infinito. Sin embargo, a partir de su termorresistencia y de la temperatura y tiempo de tratamiento, si puede calcularse la probabilidad de supervivencia en un envase de un único microorganismo.

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Esto lleva al concepto de “esterilidad comercial”, que es el riesgo de alteración que el industrial está dispuesto a asumir.

TABLA 7. Objetivo de la pasteurización de diversos alimentos

Alimento Objetivo Principal Objetivo Secundario Condiciones mínimas del tratamiento

pH < 4.5Zumo de frutas Inactivación enzimática

(pectinesterasa y poligalacturonasa)

Destrucción de mo´s causantes de alteraciones (levaduras y hongos)

65 °C durante 30 min77 °C durante 1 min88 °C durante 15 s

Cerveza Destrucción de los mo´s causantes de alteraciones (levaduras salvajes, especies de Lactobacillus y levaduras residuales (especies de Saccharomyces)

65 – 68 °C durante 20 min (en botellas)72-75 °C durante 1-4 min a 900-1000 kPa

pH > 4.5Leche Destrucción de mo´s

patógenos: Brucella abortis, Mycobacterium tuberculosis, Coxiella burnettii

Destrucción de enzimas y mo´s causantes de alteraciones

63 °C durante 30 min71.5 °C durante 15 s

Huevo líquido Destrucción de mo´s patógenmos: Salmonella seftenburg

Destrucción de mo´s causantes de alteraciones

64.4 °C durante 2.5 min60 °C durante 3.5 min

Helados Destrucción de mo´s patógenos

Destrucción de mo´s causantes de alteraciones

65 °C durante 30 min71 °C durante 10 min80 °C durante 15 s

Por regla general, Los microorganismos son netamente menos termorresistentes en medio ácido que en

medio neutro. La termorresistencia de las levaduras o de las bacterias es tanto más elevada cuanto menor

es la actividad del agua del medio. Por ejemplo, la presencia de azucar tienen un sensible efecto protector.

La presencia de antisépticos en el medio, como el etanol, disminuye netamente la termorreistencia de los microorganismos.A continuación se presentan algunos órdenes de magnitud de la termorresistencia de ciertos microorganismos (tiempos de reducción decimal a 121 .1 °C):

Bacillus stearothermophilus D 121.1 °C = 3 minClostridium sporogenes D 121.1 °C = 1 minClostridium botulinum D 121.1 °C = 0.21 minFormas no esporuladas D 121.1 °C = 5*10 -8 min

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Criterio de Aprendizaje:Evaluar el efecto de las características del alimento y envase con su efecto en el procesamiento térmico de los alimentos. Didáctica de Enseñanza:Ex. El Profesor explicará a los educandos el efecto de las características del alimento y envase sobre el tratamiento térmico.

Características de los Alimentos y Tratamiento TérmicoEl pH influye considerablemente en la naturaleza del tratamiento térmico requerido para la obtención de un producto aceptable. Los productos industrializados ofrecen distintos pHs, entre 3 y 7. El pH no es el único factor que influye sobre la naturaleza del tratamiento térmico requerido por el producto. La presencia de ingredientes osmóticamente activos, como la sal o el azúcar, afecta al crecimiento y las propiedades de la microflora. Los productos con un pH muy bajo, como los encurtidos, o de muy baja actividad de agua, como la leche condensada o los alimentos deshidratados, ofrecen un ambiente tan desfavorable al desarrollo microbiano que hace innecesario el tratamiento térmico. En tales casos, es preciso una pasteurización suave, para inactivas las enzimas.Entre los componentes líquidos de los productos alimenticios tratados térmicamente se encuentran las salmueras y jarabes. Éstos poseen las siguientes características deseables: Mejoran la transmisión de los alimentos en cuyo relleno participan, Contribuyen a conservar el alimento, porque son osmóticamente activos, Como desplazan el aire de los sólidos o las pastas, facilitan la transmisión de calor y reducen la fatiga debida a la presión de los envases durante el procesado, Mejoran el sabor y la aceptación, Proporcionan un medio adecuado para incorporar pequeñas cantidades de ingredientes, como colorantes y aromatizantes, En algunos alimentos (como las manzanas, peras, patatas, etc.), los jarabes y salmueras inhiben el pardeamiento.

Los ingredientes viscosos, como las pastas de pescado, la carne, los purés, etc., plantean problemas de llenado porque tienden a arrastrar aire al interior del envase, reduciendo la velocidad de transmisión de calor al alimento y provocando un llenado no uniforme.

Los ingredientes sólidos de naturaleza delicada, como las fresas o las rodajas de remolacha, o aquellos otros (como. los espárragos) en los que la orientación afecta a la transmisión de calor, se envasan manualmente.

Clasificación de los alimentos respecto a la acidezSe han sugerido varias clasificaciones de los alimentos con base a su pH. Cameron y Esty (1940) propuesieron la siguiente:1. Alimentos de baja acidez: pH mayor a 5.02. Alimentos de acidez media o “semi ácidos”: pH 4.5 – 5.03. Alimentos ácidos: pH 3.7 – 4.5

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4. Alimentos de alta acidez: pH menor a 3.7

Algunos investigadores reconocen solo tres clases de alimentos:1. Alimentos de baja acidez: pH mayor a 4.52. Alimentos acidos: pH 4.0 – 4.53. Alimentos de alta acidez: pH menor a 4.0

Tecnológica de los Tratamientos Térmicos en Productos Envasados y No EnvasadosCuando el producto está envasado se aplican los siguientes tratamientos térmicos: Appertización. Consiste en esterilizar simultáneamente el contenido y el continente en la

autoclave, siendo el envase, habitualmente, una lata metálica sellada tras el llenado. Es la operación clave de la fabricación de conservas de todo tipo de productos: legumbres, frutas en almíbar, productos salados, pescados, cremas, postres, platos cocinados, etc.La esterilización en autoclave es esencialmente una operación cíclica que tiene las siguientes fases: purga del autoclave, subida de temperatura, mantenimiento (meseta) de la temperatura, enfriamiento.

Pasterización en túnel de bebidas envasadas. La técnica clásica es la del pasterizador de “ducha escocesa” en el cual las botellas avanzan y son rociadas bajo rampas de agua a temperaturas crecientes y luego progresivamente decrecientes a fin de evitar cualquier choque térmico.

Aplicaciones de las microondas y de los infrarrojos.

Evidencia Final:Pa 16. Penetración de calor y estimación del proceso.

Práctica 16. Penetración de calor y estimación del proceso.Instrucciones: Que el estudiante conozca los procedimientos para hacer un registro de penetración de calor, y determinar el punto frío de una lata.Realizar un estimación del tiempo de proceso en diferentes productos seleccionados siguiendo el método de la fórmula.

MATERIALES, REACTIVOS Y EQUIPOTermopares de cobre y constantano.Equipo de registro de penetración de calor.Autoclave.Latas sanitarias.Agitador.Engargoladora.Equipo de perforación, colocación de termopares.Materias primas como tomate, mango, chícharo, guayaba, etc.

METODOLOGÍADeterminación del punto frío en una lataEl punto frío de una lata se define como el punto que más lentamente se calienta durante el procesamiento de un alimento. Para determinar el punto frío de una lata siga el siguiente procedimiento.

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1.- de acuerdo con el proceso técnico elegido prepare la materia prima para enlatarla.2.- a 6 latas coloque 6 termopares a diferentes alturas; en donde el primer termopar se debe colocar a 0.75 in del fondo Y los siguientes a 0.5 de distancia uno del otro .3.- poner el alimento en las latas y llevarlas al exhauster y cerrarlas4.- poner las latas en el autoclave.5.-cerrar la autoclave y cerrar la temperatura.6.- abrir la válvula de vapor.7.-Hacer registros de temperatura cada 2 min. En cada lata.8.-Graficar los datos en un papel semilogaritmo.9.- Determine la lata que muestre un calentamiento, más lento, con lo cual definirá el punto frío o crítico.

RESULTADOSPresentar gráficas para la determinación del punto frío.Presentar graficas de los datos de tiempo y temperatura para el producto de acuerdo a la forma convencional.Estimar y registrar sobre las gráficas de los parámetros necesarios para la estimación de los parámetros necesarios, si el producto muestra una curva.Presentar gráficas que muestren el calculo de los valores de fh/U y log g ó bien los parámetros necesarios, si el producto muestra una curva quebrada.Estimar el tiempo de proceso.Presentar tablas de datos obtenidos.Discutir los resultados.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

CUESTIONARIO1. ¿A que se debe que los productos de diferente acidez o pH se procesen a diferentes temperaturas?

El pH es un factor que influye sobre el crecimiento y supervivencia de los microorganismos. (Tema: Características del alimento y tratamiento térmico).

2. ¿Como calcularía el valor de Z?

Log D / Dθ = - [ ( T- θ ) / z ] z = incremento de la temperatura preciso para que el tiempo de reducción decimal disminuya a la décima parte.

3. ¿De que factores depende el valor de Z?Tipo de microorganismo, tipo de alimento, temperatura.

4. Mencione la importancia de calcular el valor de Z.Permite determinar tratamientos térmicos para tipos específicos de alimentos.

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Evaluación Final: Entregar reporte de Pa16.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NODiagrama de bloques de la práctica: Indicando cada una de las etapas y las variables más importantes en la determinación.Resultados y Cálculos: Presentar los resultados más relevantes de la práctica. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas empleadas.Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Cuestionario: Se debe resolver completamente cada una de las preguntas expuestas en éste.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

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CAPITULO 8ADITIVOS EN EL PROCESAMIENTO

DE LOS ALIMENTOS

INTRODUCCIÓNEn esta unidad se pretende que el educando conozca los aditivos que se utilizan en el procesamiento de los alimentos. Que identifique las Instituciones reguladoras así como la normatividad vigente en cuanto al uso de aditivos. El educando evaluará el uso de aditivos en el alimento con base a las características del producto.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE1. Establecer generalidades, funciones y normatividad de los conservadores usados en alimentos.1.1. Documentar la clasificación, función en el alimento y normatividad vigente en cuanto al uso de conservadores en alimentos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)1.1.1. Evaluar el uso de conservadores en el alimento con base a características del producto.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE2. Establecer generalidades, funciones y normatividad de los emulsionantes usados en alimentos.2.1. Documentar la clasificación, función en el alimento y normatividad vigente en cuanto al uso de emulsionantes en alimentos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)2.1.1. Evaluar el uso de emulsionantes en el alimento con base a características del producto.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE

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3. Establecer generalidades, funciones y normatividad de los potenciadores de sabor en alimentos.3.1. Documentar la clasificación, función en el alimento y normatividad vigente en cuanto al uso de potenciadores de sabor en alimentos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE APRENDIZAJE)

3.1.1. Evaluar el uso de potenciadores de sabor en el alimento con base a características del producto.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE4. Establecer generalidades, funciones y normatividad de los secuestradores usados en alimentos.4.1. Documentar la clasificación, función en el alimento y normatividad vigente en cuanto al uso de secuestradores en alimentos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)3.1.1. Evaluar el uso de secuestradores en el alimento con base a características del producto.

OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE5. Establecer generalidades, funciones y normatividad de los antiaglomerantes y espumantes usados en alimentos.5.1. Documentar la clasificación, función en el alimento y normatividad vigente en cuanto al uso de antiaglomerantes y espumantes en alimentos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)5.1.1. Evaluar el uso de antiaglomerantes y espumantes en el alimento con base a características del producto.

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OBJETIVOS Y CRITERIOS DE APRENDIZAJE6. Establecer generalidades, funciones y normatividad de los agentes clarificantes usados en alimentos.6.1. Documentar la clasificación, función en el alimento y normatividad vigente en cuanto al uso de agentes clarificantes en alimentos.

DEMOSTRACIÓN DE HABILIDADES PARCIALES (RESULTADO DE

APRENDIZAJE)6.1.1. Evaluar el uso de agentes clarificantes en el alimento con base a características del producto.

EVIDENCIA FINAL – ACTIVIDADPy 1. Seleccionar un producto alimenticio, elaborarlo, evaluar el uso de aditivos y presentar un reporte final con resultados y conclusiones.

Objetivo de Aprendizaje:Establecer generalidades, funciones y normatividad de los conservadores usados en alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Documentar la clasificación, función en el alimento y normatividad vigente en cuanto al uso de conservadores en alimentos. Objetivo de Aprendizaje:Establecer generalidades, funciones y normatividad de los emulsionantes usados en alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Documentar la clasificación, función en el alimento y normatividad vigente en cuanto al uso de emulsionantes en alimentos. Objetivo de Aprendizaje:Establecer generalidades, funciones y normatividad de los potenciadores de sabor usados en alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Documentar la clasificación, función en el alimento y normatividad vigente en cuanto al uso de potenciadores de sabor en alimentos. Objetivo de Aprendizaje:Establecer generalidades, funciones y normatividad de los secuestradores usados en alimentos.

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Criterio de Aprendizaje:Documentar la clasificación, función en el alimento y normatividad vigente en cuanto al uso de secuestradores en alimentos. Objetivo de Aprendizaje:Establecer generalidades, funciones y normatividad de los antiaglomerantes y espumantess usados en alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Documentar la clasificación, función en el alimento y normatividad vigente en cuanto al uso de antiaglomerantes y espumantes en alimentos. Objetivo de Aprendizaje:Establecer generalidades, funciones y normatividad de los agentes clarificantes usados en alimentos.

Criterio de Aprendizaje:Documentar la clasificación, función en el alimento y normatividad vigente en cuanto al uso de agentes clarificantes en alimentos. Didáctica de Enseñanza:Pro. El Profesor indicará los aditivos usados en alimentos, así como su aplicación y normatividad.

ADITIVOS ALIMENTARIOSSon varios los factores que determinan la aceptación de un producto alimentario por parte del consumidor. Entre estos factores se encuentran: color, textura, aroma, costo, valor nutritivo, facilidad de preparación, vida de anaquel, etc.Con el fin de mejorar algunas de estas propiedades en el producto se emplean los aditivos. Con el uso de los aditivos surge una nueva necesidad: crear un sistema de control efectivo para regular su uso.La regulación del uso de los aditivos es muy importante puesto que el público debe ser protegido en todos los asuntos relacionados a su salud y economía. Esta protección debe abarcar conceptos como seguridad, pureza, sanidad y valor justo.El gobierno y la industria alimentaria tienen las responsabilidad de brindar esta protección al consumidor. Por esta razón cada país tiene sus propias leyes al respecto y en algunos de ellos se llevan a cabo análisis toxicológicos para demostrar la seguridad o la inocuidad de cada aditivo.Existen además regulaciones y programas dedicados a la seguridad química y microbiológica de alimentos.En general, las leyes sanitarias permiten el uso de los aditivos en determinadas concentraciones que previamente se establecen según los resultados de los análisis toxicológicos.La información presentada en este trabajo incluye la definición y clasificación de aditivos de acuerdo a la Legislación Mexicana y el Reglamento de la Ley General de Salud en Materia

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de Control Sanitario de Actividades, Establecimientos, Productos y Servicios, expedido en l988 y vigente actualmente. Se mencionan además los aditivos permitidos en este reglamento, ampliando la información de algunos de ellos en cuanto a concentraciones permitidas y productos alimentarios en los cuales son utilizados.

DEFINICION DE ADITIVOS PARA ALIMENTOSDefinición GeneralUn aditivo, ya sea natural o sintético, se define como "una sustancia o mezcla de sustancias diferentes al alimento, que se encuentran en el mismo como resultado de una adición intencional durante las etapas de producción, almacenamiento o envasado para lograr ciertos beneficios, por ejemplo, evitar su deterioro por microorganismos e insectos, conservar la frescura, mejorar el valor nutritivo, desarrollar alguna propiedad sensorial o como ayuda para el proceso." (1)

Definición Según Diferentes Organizaciones Relacionadas con AlimentosDe acuerdo a la Organización de Alimentos y Agricultura (FAO) y la Organización Mundial de la Salud, aditivos para alimentos son "sustancias no nutritivas añadidas intencionalmente a los alimentos, generalmente en pequeñas cantidades, para mejorar sus propiedades de apariencia, sabor, textura o almacenamiento." (2) En esta categoría, no incluyeron sustancias agregadas principalmente por su valor nutritivo, como vitaminas y minerales.La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA), emplea una definición basada en el punto de vista del Comité para la Protección de los Alimentos de la Academia Nacional de Ciencias - Consejo Nacional de Investigación. Este Comité define aditivo para alimentos como "una sustancia o mezcla de sustancias, que, sin ser un material alimenticio básico, está presente en un alimento como resultado de cualquier aspecto de su producción, procesamiento, almacenamiento o envasado. El término no incluye contaminadores accidentales".

El Reglamento de la Ley General de Salud en Materia de Control Sanitario de Actividades, Establecimientos, Productos y Servicios, define como aditivos "aquellas sustancias que se añaden a los alimentos y bebidas, con el objeto de proporcionar o intensificar aroma, color o sabor, prevenir cambios indeseables o modificar en general su aspecto físico."

Aspectos LegalesLegislación MexicanaEn el Titulo Noveno de el Reglamento de la Ley General en Materia de Control Sanitario de Actividades, Establecimientos, Productos y Servicios en el Diario Oficial de la Federación se incluyen diferentes Artículos relacionados con los aditivos para alimentos.Estos Artículos se refieren a especificaciones de identidad, pureza, concentraciones de uso permitidas y requisitos para la autorización de el empleo de nuevos aditivos..

El Artículo 664 prohíbe la adición de aditivos para:1) Encubrir alteraciones y adulteraciones en la materia prima o en el producto

terminado.2) Disimular materia primas no aptas para el consumo humano.3) Ocultar técnicas y procesos defectuosos de elaboración, manipulación,

almacenamiento y transporte.

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4) Reemplazar ingredientes en los productos que induzcan a error o engaño sobre la verdadera composición de los mismos.

5) Alterar los resultados analíticos de los productos en que se agreguen.

Justificación del Uso de Aditivos en AlimentosLos aditivos deben tener un propósito útil en alimentos y pueden usarse para:

1) Proveer o mantener el valor nutricional.En muchas ocasiones, las vitaminas y minerales y elementos traza pueden ser deficientes en la dieta debido a su escasa y esporádica presentación. Lo anterior hace necesario la adición de determinados nutrientes a los alimentos corrientes.Otro aspecto importante es la sustitución de algunos componentes particulares de la dieta por otros menos tóxicos o más aceptables para algunas personas.Cierta clase de aditivos ayudan a mantener la calidad nutricional de los alimentos porque previenen la oxidación de algunos nutrientes.

2) Realzar la calidad y aceptabilidad del consumidor.Se refiere al uso de aditivos que ayudan a tener una apariencia atractiva, textura

adecuada y un sabor deseable. Estos aditivos alteran el aspecto, sabor, olor, textura e incluso ruido producido por los alimentos en el momento de su ingesta.Hay dos razones para utilizar estos aditivos. La primera es económica. Algunos alimentos, por ejemplo, restos de material una vez que se ha extraído del producto el componente deseable, son inaceptables para el consumidor en su forma original. Los modificadores sensoriales hacen que estos alimentos parezcan más apetitosos al imitar las propiedades del alimento de calidad.La segunda razón para el uso de estos aditivos es que el consumidor lo exige y lo demanda así.

3) Reducir deshechos y proveer mantenimiento de calidad.La vida de anaquel de muchos productos puede ser extendida por el uso de aditivos. Esto hace posible la amplia distribución de alimentos a través del mercado.Una amplia variedad de aditivos se añaden a los alimentos o se mezclan con ellos para conservarlos y protegerlos, con esto se logra también la protección de la salud del consumidor, se evita la escasez estacional y la fluctuación de precios.

4) Facilitar la preparación de alimentos.Un grupo de aditivos colabora en el procesamiento y preparación de alimentos y tienen un papel importante porque aseguran que nuestras fuentes de alimentos se procesan de la forma más eficaz posible.

Clasificación

Aditivos Intencionales y No IntencionalesUn aditivo puede ser clasificado como intencional o no intencional.

Aditivos No IntencionalesSon sustancias químicas que llegan a introducirse al alimento sin que sean deseadas, estas sustancias no desempeñan ninguna función intencional en el alimento acabado, sino que llegan a formar parte de el en alguna fase de su producción o manejo subsecuente.

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Entre los aditivos no intencionales se encuentran los residuos de pesticidas, fertilizantes o sustancias químicas que se introducen a los alimentos por migración del empaque hacia éstos, rastros de lubricantes que se transmiten desde la maquinaria de proceso, etc.

Aditivos IntencionalesSon sustancias adicionadas al alimento para llevar a cabo una función específica.Los aditivos intencionales se clasifican en sustancias GRAS (Generalmente Reconocidas como seguras) y en sustancias No GRAS. Esta clasificación fue hecha por Organismos Mundiales relacionados con aditivos y alimentos, basados en las pruebas que determinan algún daño, peligro o riesgo a la salud.

Clasificación de Aditivos por su Función (Legislación Mexicana)Son muchos los aditivos que se utilizan en alimentos. La existencia de determinado aditivo no significa que esté permitido en todos los países.En México, en el Reglamento de la Ley General de Salud en Materia de Control Sanitario de Actividades, Establecimientos, Productos y Servicios se establecen los siguientes grupos de aditivos de acuerdo a su función:

1) Acentuadores de sabor.2) Acidulantes, Alcalinizantes y Reguladores de pH.3) Antiaglomerantes.4) Antiespumantes.5) Antihumectantes.6) Antioxidantes.7) Antisalpicantes.8) Colorantes y Pigmentos.9) Conservadores.10) Edulcorantes sintéticos.11) Emulsivos, Estabilizadores y Espesantes.12) Enturbiadores.13) Enzimas.14) Espumantes.15) Gasificantes para panificación (Polvos para hornear).16) Hidrolizantes.17) Humectantes.18) Ingredientes para gomas de mascar.19) Leudantes.20) Oxidantes.21) Saboreadores y Aromatizantes.

Acentuadores de SaborTambién llamados exaltadores o realzadores de sabor, intensifican y enriquecen el sabor deseado de un alimento y eliminan el indeseado. Entre los de uso permitido se encuentran:- Acido glutámico.- Cloruro de sodio o de potasio. - Glutamato monosódico.- Etil-maltol.

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- Guanilato disódico.- Hidrolizado de proteínas vegetales.- Inosinato disódico.- Maltol.- Sacarosa.

Glutamato MonosódicoEl glutamato monosódico (HOOC-CH2-CH2-CH(NH2)-COONa) es muy utilizado ya que realza los sabores de las carnes, sopas, aderezos, salsas, condimentos y pescados.Entre las teorías de la razón por la que realza el sabor se encuentran: incrementa la sensibilidad de las células gustativas de la lengua, favorece la salivación por lo que se produce una mejor disolución de los componentes del alimento y una percepción global mayor y por último suprime los sabores indeseables.La concentración a la cual es utilizado varía de 1 a 4000 ppm.No hay evidencia de que sea tóxico, pero se han presentado casos de personas que sufren palpitaciones y dolores musculares y de cabeza después de un consumo excesivo.

Etil-MaltolSe utiliza en productos horneados, en repostería, mermeladas y bebidas refrescantes. Es obtenido por síntesis química. Su efecto potenciador es hasta seis veces el del maltol.

MaltolEl maltol (C6H6O3) está presente en la naturaleza en diversas plantas. Es utilizado como potenciador de sabor en alimentos ricos en carbohidratos incluyendo pan, repostería, mermeladas, jaleas y bebidas refrescantes.

Acidulantes, Alcalinizantes y Reguladores de pHSon sustancias que modifican o mantienen la acidez o alcalinidad de los alimentos. Se utilizan:- Acetato de sodio, potasio o calcio.- Acido acético.- Acido adípico.- Acido cítrico.- Acido clorhídrico.- Acido fumárico.- Acido láctico.- Acido ortoforfórico.- Acido málico.- Acido tartárico.- Bicarbonato de sodio, de amonio o de potasio.- Carbonato de sodio, amonio o potasio.- Carbonato de calcio.- Carbonato de magnesio.- Citrato de sodio o potasio.- Fosfato de amonio.- Fosforo dibásico de amonio o de sodio.

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- Fosfato tricálcico.- Fumarato de sodio.- Hidróxido de amonio.- Hidróxido de calcio.- HIdróxido de magnesio.- Hidróxido de sodio o potasio.- Lactato de calcio o sodio.- Oxido de magnesio.- Tartrato de sodio o potasio.

Acido AdípicoEl ácido 1,4 butanodicarboxílico es un regulador de la acidez, se prepara por oxidación de ciclohexano o de ciclohexanol. Se utiliza en postres basados en gelatinas, mermeladas, jaleas y conservas, bebidas refrescantes y vegetales enlatados. Este ácido no absorbe la humedad de la atmósfera, lo que lo hace un aditivo útil en alimentos deshidratados.

Acido CítricoEste ácido ( C6H8O7 ) se utiliza en el queso, los productos de cacao y chocolate, zumos de frutas, verduras congeladas, mermeladas, bebidas refrescantes, verduras enlatadas y vino.El ácido cítrico ingerido en grandes cantidades acelera la alteración de los dientes.

Acido LácticoEl ácido 2-hidroxipropanoíco ( C3H6O3 ) se obtiene como subproducto de la fermentación láctica de los carbohidratos de la leche, carne y cerveza. Se utiliza para proporcionar un medio ácido para las levaduras y bacterias en la industria láctea y del vino. También se utiliza en mermeladas, queso procesado y pescado, frutas y verduras enlatadas.

Acido TartáricoSe utiliza en el vino para proporcionar un medio ácido para la fermentación para mejorar el aroma de los vinos poco ácidos. También se utiliza en mermeladas, jaleas, bebidas refrescantes, frutas, verduras y sopas enlatadas.

Carbonato de CalcioEs utilizado como base en la industria del vino para desacidificar el vino proveniente de uvas ácidas.

Citrato de PotasioSe emplea como regulador de la acidez en bebidas alcohólicas y refrescantes, pastelería, jaleas, mermeladas, mezclas preparadas para repostería y aperitivos

Hidróxido de AmonioEsta solución amonica ( NH4OH ) se utiliza en derivados del cacao y el chocolate.

Lactato de CalcioSe utiliza como regulador de acidez en mermeladas, frutas y verduras enlatadas.

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AntiaglomerantesEstos aditivos tienen como función evitar la adherencia o la aglomeración de las partículas de un producto seco en polvo, y de esta forma ayudar a que éstas fluyan fácilmente, por esta razón también se les llama antiapelmazantes, auxiliares de flujo y lubricantes. Los de uso permitido son:- Bióxido de silicio.- Carbonato de magnesio.- Estearato de calcio.- Estearato de magnesio.- Fosfato tribásico de calcio o magnesio.- Oxido de magnesio.- Silicato de calcio o magnesio.- Sílico-aluminato de sodio o calcio.

Muchos alimentos en polvo como huevo, azúcar, sal, harinas, vegetales, quesos y otros, tienden a formar aglomerados por la unión de muchas partículas pequeñas si éstos no se manejan en forma adecuada.Los compuestos antiaglomerantes se utilizan en una concentración de 2 % que es suficiente para cubrir la superficie de los sólidos que se desea proteger.

AntiespumantesSon aditivos que se añaden a los líquidos para evitar que éstos formen espuma durante su agitación. Actúan produciendo un aumento de la tensión superficial, lo que hace que las espumas sean inestables y difíciles de crearse. Es permitido el uso de:- Acidos grasos.- Oxiestearinas.- Monoestearato de sorbitan.

Dimetil-PolisiloxanoEs un líquido oleoso, sintetizado químicamente, inmiscible con el agua. Es utilizado, frecuentemente con el dióxido de silicio, en zumos de frutas y en la manufactura del vino y el refinado del azúcar. Se usa en una concentración de hasta 100 ppm, debido a su estructura lineal y a su capacidad de repeler agua, disminuye la resistencia de las burbujas y retarda la formación de nueva espuma durante varias horas.

AntihumectantesDisminuyen las características higroscópicas de los productos alimenticios. Se utilizan:- Magnesia calcinada.- Fosfato tricálcico.

AntioxidantesSustancias que tienen la capacidad de evitar o reducir la intensidad de las reacciones de oxidación y enranciamiento de los alimentos. Entre los de uso permitido están:- Acido ascórbico.- Acido eritórbico.

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- Alfatocoferol.- Ascorbato de sodio, ascorbato de calcio.- 4 Hidroxi-metil- 1,2 di ter-fenol-butilado.- Butil hidroxianisol (BHA).- Butil hidroxitolueno (BHT).- 2(1,1-dimetil)-1,4-bencenadiol.- Eritorbato de sodio.- Galato de dodecilo.- Galato de propilo.- Lecitina.- Palmitato de ascorbilo.- Resina de guayaco.- Tiodipropionato de dilaurilo.- Tocoferoles mixtos.

Hidroxianisol ButiladoInicialmente este antioxidante artificial ( C11H16O2 ) se usaba en el tocino, en la actualidad se emplea en muchos alimentos grasos, galletas, mantequilla, productos de repostería, margarinas y aceites vegetales.

Hidroxitolueno ButiladoEs un antioxidante utilizado en alimentos grasos, galletas, cereales para desayuno, margarinas, Shortenings, snacks y aceites vegetales.El BHA es eliminado rápidamente del cuerpo humano, no así el BHT, el que es absorbido en pequeñas cantidades. Estudios recientes han demostrado la toxicidad de algunos antioxidantes como: BHT y ácido norhidroguayarético.La mayoría se utilizan en concentraciones de 100 a 200 ppm del contenido de aceite de un alimento.

TocoferolesEsta presente en los cereales, en las plantas ricas en aceite y en las verduras. Los principales tipos de tocoferoles son: alfatocoferol sintético, gamma tocoferol sintético y delta tocoferol sintético. Se emplean como antioxidantes en los alimentos oleosos y grasos tales como margarinas, salsas y aceites vegetales. Se utiliza en concentraciones menores a 0.03 % del contenido de grasa del alimento.

AntisalpicantesSustancia o mezcla de sustancias que se adicionan a las grasas emulsionadas con agua para evitar el esparcimiento de la misma al calentarse. Se utilizan:- Monoesterato de glicerilo.- Sal de sodio del sulfoacetato de monoestearina.

ColorantesEl color es un factor muy importante en la aceptabilidad o rechazo de un alimento por el consumidor. Hay diversos agentes químicos utilizados para colorear y pueden ser naturales o sintéticos.

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Entre los colorantes naturales se encuentran:- Aceite de zanahoria ( Daucus carota ).- Achiote, annato ( extracto de semillas de Bixa orellana ).- Azafrán ( estigmas de Crocus sativus )- Beta-apo-8-carotenal.- Betabel deshidratado.- Beta-caroteno.- Caramelo.- Clorofila.- Cochinilla ( extracto de Coccus cacti )- Cúrcuma ( polvo y oleorresina del rizoma de Curcuma zonga ).- Extracto de tegumento de uva ( enocianina ).- Harina de semilla de algodón.- Jugos de frutas.- Jugos de vegetales.- Pimiento ( Capsicum annuum ).- Pimiento oleorresina.- Roboflavina.- Xantofilas, flavoxantina, rubixantina, zeaxantina.Los colorantes orgánicos sintéticos o artificiales incluyen:- Amarillo núm. 5 ( tartrazina ), CI 19140.- Azúl núm. 1 ( azúl brillante FCP), CI 42090.- Azúl núm. 2 ( indigotina ), CI 73015.- Rojo cítrico núm. 2, CI 12156.- Rojo núm. 3 ( eritrosina ), CI 45430.- Rojo núm. 40.- Verde núm 3. ( verde firme F.C.F. ), CI 42053.

AzafránEs utilizado para dar color amarillo naranja a las bebidas alcohólicas y refrescantes, a los productos de panadería, pastelería industrial, margarina y revestimientos para embutidos. Los principales colorantes son la alfacrocina ( C44H64O24 ) y la crocetina ( C20H24O4 ).

Carmín, Acido Carmínico ( C22H20O13 ) y CochinillaSon pigmentos rojos obtenidos a partir del Coccus cacti. El principio colorante es el ácido carmínico.Estos colorantes son utilizados en productos de panadería, repostería, tartas heladas y algunas bebidas refrescantes.

CarotenoidesSon pigmentos amarillo-rojizos solubles en aceite, están presentes en muchas plantas, principalmente en frutas y flores amarillas, naranjas o rojas.Los más comunes son los pigmentos amarillo-naranjas del alfacaroteno, betacaroteno y gammacaroteno ( C40H56 ), Bixina ( C25H30O4 ), capsantina ( C40H56O ), beta-apo-8 carotenal, su éster etílico y el pigmento rojo licopeno ( C40H56 ).

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Son utilizados en productos que son soluciones ácidas o cuando se requiere estabilidad a la luz, por ejemplo en la margarina y los preparados para repostería.

CurcuminaEs utilizada como colorante es una gran variedad de alimentos especiados: productos de panadería, quesos, condimentos, productos cárnicos, condimentados, salsas, aliños para ensaladas y aceites vegetales.

XantofilasSon colorantes naturales presentes en las plantas y obtenidas a partir de ellas o de forma sintética a partir de los carotenoides. Entre las xantofilas naturales se encuentran el pigmento amarillo rodoxantina ( C40H50O2 ) y el pigmento naranja cantaxantina ( C40H52O2 ).

ConservadoresLa finalidad de este grupo de aditivos es prevenir el crecimiento microbiano de hongos, levaduras y bacterias. Además previenen, retardan o detienen los procesos causados por algunas enzimas.La efectividad de un conservador depende de varios factores:a) Especificidad de acción.b) Composición del alimento.c ) Nivel inicial de la contaminación.d) Manejo y distribución del producto terminado.Los conservadores permitidos en México son:- Acido benzóico y su sal de sodio.- Acido sórbico y sus sales de sodio y potasio.- Acido propiónico y su sal de sodio y calcio.- Diacetato de sodio.- Dióxido de azufre.- Metil parabeno.- Nisina.- Nitrato de sodio o potasio.- Nitrito de sodio o potasio.- Peróxido de hidrógeno.- Propil parabeno.

Acido Benzóico y BenzoatosEn forma natural, el ácido benzóico ( C6H5COOH ) se encuentra en la canela, clavo, ciruelas y otras frutas. La forma del ácido que presenta actividad antimicrobiana es la disociada por lo que el pH tiene un efecto decisivo en su efectividad.Se utiliza el benzoato de sodio ya que una vez en el alimento se convierte en la forma disociada. Las concentraciones permitidas y usadas en alimentos son 0.05 a 0.1 % en peso, al usarlos en estas concentraciones, estos compuestos no causan toxicidad en el hombre ya que se eliminan en la orina como ácido hupúrico.

Acido Acético y Acetatos

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El ácido acético ( CH3COOH ) se encuentra como agente activo en el vinagre en una concentración de 4 a 5 %. Contribuye al gusto y al aroma de los alimentos.Al reducir el pH se incrementa su efectividad en el control de especies de levaduras y bacterias y en menor grado, de hongos.Sus usos principales son en mayonesa, aderezos, salsas encurtidas, carnes, pescados y muchos otros.No son tóxicos si se utilizan en las concentraciones permitidas las que no son mayores de 3 %.Los acetatos de sodio y calcio y el diacetato de sodio se utilizan principalmente en la panificación.

Acido Sórbico y SorbatosLas concentraciones usadas de este ácido (CH3 CH=CHCH=CHCOOH) y sus sales de sodio y potasio es menor de 0.3% en peso para inhibir el crecimiento de hongos y levaduras en los alimentos en un pH hasta de 6.5. Para el ácido sórbico, la forma sin disociar es la activa. No es tóxico para el hombre ya que este ácido es metabolizado por medio de reacciones de beta-oxidación.Su acción conservadora se basa en que tiene la propiedad de unirse a la superficie de las células microbianas, modificando la permeabilidad de la membrana y el metabolismo, por otra parte, su estructura de dieno interfiere con el sistema enzimático de las deshidrogenasas de los microorganismos.Se emplea en quesos, encurtidos, jugos de frutas, pan, vino, pasteles y mermeladas.

ParabenosSon compuestos que corresponden a los ésteres del ácido p-hidroxibenzóico con cadenas de alcohílos, principalmente metilo, etilo, propilo y butilo.Se utilizan para el control del crecimiento de hongos y levaduras y, en menor grado, de bacterias en concentraciones de 0.05 a 0.2 % en peso.Se emplean en pastas, cremas, jarabes, bebidas y otros productos con pH de 3 a 7.

Acido Propiónico y PropionatosGeneralmente se emplean los propionatos ya que el ácido propiónico (CH3CH2COOH) es un líquido corrosivo.Los propionatos de sodio y el de calcio actuan bien hasta un pH de 6 contra hongos en quesos y en frutas deshidratadas, y evitan el crecimiento del Bacillus mesentericus causante de la alteración glutinosa que da origen al pan hilante. La efectividad de estos aditivos aumenta a medida que el pH se reduce.La concentración usada es de 0.3 % y no causa ningún problema al hombre ya que lo metaboliza como cualquier ácido graso.

Nitritos y NitratosEl uso de nitrito y nitrato de sodio o potasio en productos cárnicos embutidos es con el fin de desarrollar un color característico al formar la nitrosimioglobina, pigmento típico en carnes curadas, además inhiben el crecimiento de Clostridium Botulinum.

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Para la generación del color, los microorganismos propios de la carne transforman los nitratos en nitritos y, junto con los nitritos añadidos, son éstos los que realmente cumplen con las funciones mencionadas anteriormente.Su acción conservadora se basa en que los nitratos forman sustancias tóxicas para los microorganismos cuando reaccionan con los grupos sulfhídrilo de las proteínas o con algunos monofenoles como la tirosina.En las concentraciones comunmente empleadas no causan problemas de toxicidad en el hombre. El consumo excesivo causa cianosis, sobre todo en los niños.El nitrito de sodio y el de potasio reaccionan con las aminas en el organismo formando pequeñas cantidades de nitrosaminas, algunas de las cuales se ha demostrado que producen cáncer en los animales. Sin embargo, las cantidades de nitritos que entran al organismo en forma de aditivos alimentarios son muy inferiores a las que provienen de alimentos, agua y aire contaminados por fertilizantes y humos de coches.Actualmente se prefiere utilizar el conservador Nisina y un fijador de color.

AntibióticosSon utilizados en carnes y pescados como conservadores, entre los más importantes se encuentran la nisina, clorotetraciclina, oxitetraciclina y piramicina o natamicina.La Nisina ( C143H230O37N42S7 ) es producida por Lactobacillus lactis, actúa contra las bacterias Gram positivas, es estable a pH ácidos y algo termosensible. No es tóxico para el hombre y se utiliza principalmente en vinos y quesos.

Edulcorantes SintéticosSon sustancias orgánico-sintéticas, que pueden substituir parcial o totalmente el sabor dulce del azúcar. Se permite el uso de los siguientes:- Aspartame.- Sacarina cálcica.- Sacarina sódica.- Xilitol.

Los edulcorantes sintéticos no son metabolizados por lo que no producen calorías que generan los tradicionales hidratos de carbono.

AspartameEs el éster metílico del dipéptido L-aspartil-L-fenilalanina. Es de 100 a 200 veces más dulce que la sacarosa. Se emplea en cereales para desayuno, repostería y bebidas refrescantes.Las personas que sufren la enfermedad carencial fenilcetonuria pueden sufrir reacciones adversas graves a esta sustancia por su contenido de fenilalanina.

SacarinaSe obtiene a partir de la o-toluensulfonamida, tiene un dulzor de 300 a 400 veces el de la sacarosa, con el inconveniente de que provoca un resabio amargo al consumirla. Comercialmente se encuentra tanto en forma sódica como cálcica.

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Los alimentos que contienen sacarina en lugar de sacarosa carecen de volumen y palatabilidad, y no retienen humedad a menos que se empleen también otros aditivos.Estudios recientes han confirmado que la sacarina sola puede producir cáncer de vejiga.

XilitolEl xilitol ( C5H12 O5, 1,2,3,4,5-pentahidroxi-pentano ), es un alcohol azúcar obtenido a partir de los abedules.Debido a su alta capacidad de hidratación es usado en los alimentos de humedad intermedia. Tiene aproximadamente el mismo poder edulcorante que la sacarosa.En relación a su toxicidad, sólo cuando se consume de manera excesiva puede ocasionar efectos de laxante y diurético.

Emulsionantes, Estabilizadores y Espesantes- EmulsionantesSu función es la de estabilizar las mezclas de los líquidos inmiscibles. Debido a que actúan en la interfase de la emulsión, también se les designa surfactantes.La acción de estos aditivos es reducir la tensión superficial provocando que las dos fases logren un contacto más estrecho y se estabilicen.Entre los emulsionantes permitidos están:- Almidones modificados.- Esteres del ácido diacetil tartárico.- Gomas ( arábiga, Karaya, tragacanto y xantan )- Lecitina.- Monoglicéridos y diglicéridos de ácidos grasos no polimerizados de cadena lineal; saturados o insaturados de aceites y grasas comestibles, esterificados o no con los siguientes ácidos; acético, acetil-tartárico, cítrico, láctico, tartárico y sus sales de sodio y de calcio.- Ortofosfato monosódico, disódico y trisódico.

- EstabilzadoresSustancia o mezcla de sustancias cuya función es prevenir en los alimentos cualquier camcio fisico-químico:- Acido algínico.- Agar.- Alginato de amoni, de calcio, de potasio y de sodio.- Carboximetilcelulosa de sodio ( CMC ).- Carragen.- Celulosa microcristalina.- Dextrinas.- Fosfatos ( mono, di y poli ) de sodio o de potasio.- Gelatina.- Glicerina.- Gomas ( arábiga, guar, kayaka, tragacanto y xantan ).- Metilcelulosa.- Metil-etil celulosa.- Mono y diglicéridos de ácidos grasos.- Mono-oleato de polioxilen.

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- Pectinas.- Polisorbato.- Propilen-glicol.

- EspesantesSon adicionados a los alimentos o bebidas para modificar su viscosidad. Se permite el empleo de:- Almidones modificados.- Celulosas.- Estearato de calcio o magnesio.- Féculas.- Gomas ( arábiga, guar, karaya, tragacanto y xantan ).

LecitinaCumple una función estabilizadora en la leche ya que emulsiona los glóbulos de grasa, se extrae industrialmente durante la refinación del aceite de soya y se usa en productos de confitería, en alimentos infantiles y en leches maternizadas.

Mono y Diglicéridos de los Acidos GrasosActúan como emulsionantes y estabilizantes. Se utilizan tanto compuestos solos, como monoestearato de glicerilo y mezclas de mono y diglicéridos obtenidos a partir de distintos ácidos grasos.Se emplean en productos de panadería, helados, mermeladas, margarina, mezclas preparadas para repostería, cremas para ensalada y natas batidas.

Almidones ModificadosEstos almidones presentan más propiedades funcionales que los naturales razón por la cual se emplean más en la industria. Los almidones modificados actúan como agentes estabilizadores, emulsionantes, humectantes y espesantes.

AgarEs una goma natural extraída de diferentes especies de algas rojas. Es utilizado como espesante y gelificante en productos horneados, derivados lácteos, pescado, productos cárnicos, conservas de frutas y repostería.

Acido AlgínicoLos geles del ácido algínico y sus sales alginato de amonio, alginato de calcio, alginato de potasio y alginato de sodio se forman químicamente y no son termorreversibles.El ácido algínico es utilizado como estabilizante en helados y postres lácteos, en la espuma de la cerveza y las bebidas refrescantes, como espesante en bebidas refrescantes, sopas y aperitivos.

CelulosaNo es común que se utilice la celulosa como aditivo de forma directa, se emplean más bien sus derivados, principalmente la carboximetilcelulosa, metilcelulosa y la hidroxipropilmetilcelulosa.

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Entre los usos de los derivados de la celulosa están: control de la cristalización de la lactosa en helados, espesantes y emulsionantes en pastelería, helados y salsas para ensalada.

GomasSon un grupo amplio de polisacáridos de alto peso molecular, con capacidad de actuar como espesantes y gelificantes, también presentan algunas propiedades funcionales de emulsificación y estabilización.Se utilizan en helados, confitería, jugos de frutas, cerveza, vinos, mayonesa, quesos, mermeladas, embutidos y productos dietéticos.EnturbiadoresUn enturbiador es una sustancia o mezcla de sustancias que se adicionan a un líquido para restarle claridad y equilibrar la baja densidad de los aceites esenciales en un producto determinado. Se utilizan:- Aceite vegetal bromado ( no más de 15 mg/Kg en productos terminados).- Aceites vegetales comestibles.

EnzimasSon aditivos utilizados durante el procesamiento de los alimentos con el fin de permitir determinados cambios químicos. Las enzimas son catalizadores biológicos cuya función es hacer posible o incrementar las velocidades de reacción al combinarse con los reactivos.Se permite el empleo de las preparaciones enzimáticas que a continuación se indican:

De origen microbiano- Aminoglucosidasa, derivada de Rhizopus niveus.- Alfa-galactosidasa, Derivada de Mortirella vinacae.- Alfa-amilasa, derivada de Rhizopus orizae.- Alfa-amilasa y celulasa, derivadas de Aspergillus niger.- Catalasa, derivada de Micrococcus lisodektieus.- Estearasa-lipasa, derivada de Mucor miehei.- Invertasa, derivada de Saccaromyces sp.- Lactasa, derivada de Aspergillus oryzae.

Enzimas de origen vegetal y animal.- Amilasa.- Bromelina.- Ficina.- Papaína.- Pepsina.- Renina.- Tripsina.Las enzimas de mayor importancia comercial son la amilasa, invertasa, lactasa y maltasa que son utilizadas para la modificación de almidones y azucares; la catalasa, pepsina y quimosina utilizadas en la elaboración de queso; la glucosa oxidasa que es un antioxidante para los alimentos enlatados y la bromelina, ficina y papaína que se utilizan para ablandar la carne y producir alimentos fáciles de digerir.

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EspumantesUna sustancia espumante al ser adicionada a un líquido, modifica su tensión superficial y estabiliza las burbujas formadas o favorece la formación de espuma. se utilizan:- Albúmina.- Gelatina.- Gomas ( arábiga, guar, karaya, tragacanto y xantan ).- Múcilagos.

GelatinaEs extraída a partir de tejidos animales. Se utiliza como gelificante y espesante en productos lácteos tales como el yogurt, en los derivados cárnicos y en repostería.

Gasificantes para panificaciónSon mezclas de distintos compuestos que tienen la propiedad de generar anhídrido carbónico cuando se ponen en agua, se emplean en la panificación cuando no se lleva a cabo la fermentación tradicional con levaduras. El gas producido ejerce presión en el interior de la red tridimensional de las proteínas y de los hidratos de carbono del gluten, lo que hace que el pan se expanda y se esponje. Entre los polvos para hornear utilizados se encuentran:- Acido tartárico.- Bicarbonato de amonio.- Bicarbonato de sodio.- Bitartrato de potasio.- Fosfato monobásico de calcio.- Fosfato mono y dibásico de amonio.- Pirofosfato ácido de sodio.- Sulfato doble de aluminio y sodio.

Bicarbonato de AmonioEn presencia de agua genera amoniaco que llega a permanecer en el pan, por esta razón, solo es utilizado en galletas o en masas con muy bajo contenido de humedad.

Bicarbonato de sodioEs barato, disponible y se descompone en agua y CO2 en presencia de ácidos.

HidrolizantesSon preparaciones enzimáticas con acción hidrolítica.

HumectantesSustancia o mezcla de sustancias cuya función es prevenir la pérdida de humedad de los alimentos. Los humectantes permitidos son:- Glicerina.- Polimetafosfatos de potasio.- Propilenglicol.- Sorbitol y su solución.- Tracetina.Glicerina

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El glicerol ( C3H8O3 ) está presente en la naturaleza en muchas plantas. Se utiliza como inhibidor de la cristalización, humectante y edulcorante en productos de panadería, galletas y tartas heladas, repostería y coco troceado. Aunque en general se cree que no es tóxico, en grandes cantidades eleva los niveles de azúcar en la sangre y puede producir dolores de cabeza y náuseas.

PropilenglicolEs un líquido viscoso, claro, miscible con aceite y con agua. Se utiliza como humectante en el coco troceado y en las tartas heladas.

SorbitolEl sorbitol ( C6H14O6 ) es un alcohol primario. Se encuentra en algunas frutas, especialmente en las manzanas y las peras, aunque para su empleo como aditivo alimentario se sintetiza químicamente a partir de glucosa.Con frecuencia se utiliza en lugar de glicerol en productos de panadería, confitería, cafés en polvo, helados y postres helados. Se emplea para dar humedad a frutos secos hasta obtenerse cuerpo.

Ingredientes para gomas de mascarSustancia o mezcla de sustancias cuyo origen puede ser natural o sintético, coaguladas o concentradas, adicionadas de un ablandador o plastificante, antioxidante y, en su caso, de un controlador de la polimerización.

LeudantesLas levaduras son una clase de microorganismos utilizadas en la fermentación. Su función es metabolizar el azúcar produciendo dióxido de carbono y alcohol en el proceso.Saccaromyces cerevisiae se utiliza en la panadería y en la fermentación de cervezas tipo "ales".

OxidantesUn oxidantes es una sustancia o mezcla de sustancias que por procesos de oxidación condicionan o mantienen determinadas características en algunos ingredientes de los alimentos. Los oxidantes permitidos son:- Azodicarbonamida.- Bromato de potasio.- Cloro.- Cloruro de nitrosilo.- Dióxido de cloro.- Oxido de nitrogeno.- Peróxido de benzoílo.- Peróxido de calcio.- Peróxido de hidrógeno.- Persulfato de amonio.

Azodicarbonamida

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Polvo cristalino, amarillo-naranja, preparado por síntesis química. Oxida al gluten de la harina, y se rompe durante el procesado.

Bromato de PotasioSe prepara haciendo pasar bromo a través de una solución acuosa de Hidróxido Potásico. Es utilizado en el tratamiento de la harina antes de ser empleada en la manufactura del pan.

Puede producir irritación intestinal suave.

Saboreadores y AromatizantesSustancia o mezcla de sustancias de origen natural o artificiales, utilizadas para proporcionar e intensificar el sabor o aroma de alimentos o bebidas. Se permite utilizar:- Aceites esenciales naturales o sus mezclas.- Concentrados no naturales de aceites esenciales.- Esencias naturales.- Concentrados de aceite natural con jugo de frutas.- Concentrado de frutas.- Bases artificiales.- Esencias artificiales.- Concentrados artificiales.- Concentrados artificiales con jugos de frutas.- Extractos y extractos destilados arómaticos o saboreadores.

Otros AditivosAgentes ClarificantesEn la elaboración de productos líquidos como: cervezas, vinos y jugos de frutas y en la obtención de sacarosa, se presenta una turbiedad provocada principalmente por diversos sólidos poliméricos en suspensión, tales como proteínas, pectinas y taninos-polifenoles. Una forma de eliminar la turbiedad provocada por estos sólidos es utilizando los agentes clarificantes, entre los que se encuentran:- Enzimas pécticas y proteolíticas.- Gelatina.- Acido tánico.- Bentonita.- Polivinilpirrolidona.

Las pectinasas degradan las pectinas coloidales de los jugos de uva y de manzana y con esto llevan a cabo la clarificación. Las enzimas proteolíticas de origen microbiano se emplean para eliminar las proteínas de la cerveza. Los otros agentes clarificantes actúan y dan lugar a complejos inestables que precipitan.

NutrimentosLa adición de nutrimentos se efectúa por alguna de las siguientes razones: reconstitución, estandarización, enriquecimiento y fortificación.Los nutrimentos generalmente empleados son vitaminas, aminoácidos y minerales.

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VitaminasLas cantidades empleadas de vitaminas deben homogenizarse perfectamente en el alimento sólido o líquido.Las vitaminas que aparecen en la lista GRAS son: - Vitamina A.. - Vitaminas D2 y D3.- Tocoferoles: acetato de tocoferol, caroteno, ácido ascórbico.- Tiamina.- Riboflavina.- Niacina.- Piridoxina.- Acido pantoténico.- Vitamina B 12.- Inositol.La vitamina D es utilizada en forma de aceite o cristalina, en muchas ocasiones se adiciona junto con la vitamina A, principalmente en leches.La tiamina es utilizada en harinas de cereales.De todas las vitaminas la niacina es la más estable y se usa como ácido nicotínico o niacinamida.

AminoácidosLos aminoácidos incluidos en la lista GRAS son:- Alanina.- Arginina.-Cisteína.- Histidina.- Isoleucina.- Leucina.- Lisina.- Prolina.- Serina.- Treonina.- Triptofano.La lisina y la metionina son los dos aminoácidos más empleados para enriquecer algunos alimentos.La estabilidad de la lisina depende de los azúcares reductores que contenga el alimento, asi como de la temperatura a que se someta. Este aminoácido es adicionado a diversos cereales ( arroz, trigo, maíz y soya ) en forma de infusión.La metionina es adicionada a los alimentos en forma de DL-metionina. Al adicionarse a la soya mejora considerablemente su calidad nutritiva. Sin embargo, un consumo excesivo de metionina trae consigo problemas serios de toxicidad.

MineralesLos minerales tienen diversos mecanismos de absorción; cada sal de un mineral tiene una disponibilidad biológica que se refleja en su absorción y utilización en el cuerpo humano. En general, el uso de cationes divalentes en alimentos puede crear ciertos problemas de

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estabilidad ya que inducen modificaciones en las proteínas y en algunos polisacáridos como las pectinas.Los minerales incluidos en la lista GRAS son: Ca, Cu, Fe +++, Fe ++, Fe, Mg ++, cloruro de potasio, yoduro de potasio y Zn ++.

ConclusiónEl uso de aditivos es esencial en algunas situaciones. Por ejemplo, ayudan a conservar los alimentos logrando de esta forma que sean transportados a través de largas distancias y largos tiempos.Para la industria de alimentos son necesarios los aditivos para conservar la calidad y atractivo de sus productos, sin embargo, el público consumidor prefiere que el uso de aditivos disminuya.Aunado a esto, existe la postura de las personas que afirman que muchos de los aditivos alimentarios producen cáncer y otras anormalidades en animales de laboratorio.A pesar de que esto es cierto, comparativamente, los efectos de carcinogenicidad de todos los aditivos juntos es pequeña con respecto a la de los componentes naturales de la dieta, el humo de los cigarrillos y el alcohol.La mayoría de los aditivos son seguros y pueden consumirse en cantidades normales, las cuales son determinadas por organismos relacionados con la salud pública y los alimentos, además de que en la etiqueta de cualquier producto alimentario se debe especificar el aditivo que tiene y en que cantidad está adicionado, para que de esta forma el consumidor decida sobre el consumo del mismo.En la actualidad, ha surgido la tendencia de preferir lo natural sobre lo sintético y esta situación abarca también los aditivos para alimentos. Sin embargo, se debe tener en cuenta que hay muchos productos que existen en la naturaleza y contienen sustancias nocivas para el hombre.Debido a lo anterior, existen argumentos a favor y en contra del empleo de aditivos tanto naturales como sintéticos.Dado que el uso de los aditivos alimentarios es necesario, deben existir leyes que regulen su uso para de esta forma proteger al consumidor. Además la industria alimentaria debe trabajar con buenas prácticas de manufactura y así reducir el empleo de aditivos.

Evidencia Final:Py 1. Seleccionar un producto alimenticio, elaborarlo, evaluar el uso de aditivos y presentar un reporte final con resultados y conclusiones.

Evaluación Final: Entregar reporte de Py 1.Lista de Cotejo

EVIDENCIA SI NOIntroducción: Indicando la importancia del proyecto.Antecedentes: Presentar la revisión de literatura hecha para la realización del proyecto.Metodología: Presentar los materiales y métodos empleados.Resultados: Presentar los resultados más relevantes del proyecto. Presentar los cálculos realizados, así como datos y formulas empleadas.

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Discusión de resultados: Realizar la discusión en base a los resultados obtenidos, causas y efectos de éstos.Conclusiones: Concluir en base a los objetivos planteados en la práctica.Bibliografía: Reportar la bibliografía consultada de la siguiente manera, se escribe primero el apellido paterno (y el materno sí lo hay) luego una coma y enseguida la inicial o iniciales únicamente del nombre de pila. A cada inicial sigue un punto; recuérdese que cuando haya dos iniciales tendrá que dejarse un espacio después del punto; año de la edición del libro, título del libro, nombre de la editorial, numero de edición, país de edición y número de las páginas consultadas.

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