TECNOLOGIA DEL FRIO

1-INTRODUCCIÓN.

La conservación de alimentos mediante congelación se produce debido a

diferentes mecanismos. La reducción de la temperatura del producto a niveles por

debajo de 0ºC produce un descenso significativo en la velocidad de crecimiento de

microorganismos y, por lo tanto, en el deterioro del producto debido a la actividad

microbiana. La misma influencia de la temperatura puede aplicarse a la mayoría de las

reacciones que pudieran ocurrir en el producto tanto enzimáticas como de oxidación.

Además la formación de cristales de hielo dentro del producto disminuye la

disponibilidad del agua para participar en dichas reacciones.

La congelación como medio de conservación produce generalmente un producto

de alta calidad para el consumo, aunque dicha calidad depende finalmente tanto del

proceso de congelación realizado como de las condiciones de almacenamiento del

producto congelado. La velocidad de congelación o tiempo necesario para que la

temperatura del producto disminuya hasta alcanzar valores inferiores a la temperatura

inicial de congelación influirá en la calidad del producto, aunque de diferente manera

dependiendo del tipo de alimento.

Algunos alimentos necesitan una congelación rápida (cortos tiempos de

congelación) con el fin de asegurar la formación de cristales de hielo de pequeño

tamaño dentro de la estructura del alimento, ocasionando el mínimo daño en la textura

del producto. Sin embargo, otros productos no se ven afectados por los cambios

estructurales producidos durante la congelación y no son justificables los costes

añadidos asociados a una congelación rápida. Además existen otros productos que

debido a su configuración geométrica o tamaño no permiten una congelación rápida.

Por otro lado, las condiciones de temperatura existentes durante el

almacenamiento influyen de manera significativa en la calidad final de los alimentos

congelados. Cualquier aumento de temperatura durante el almacenamiento reduce la

calidad, y variaciones en dicha temperatura pueden afectar severamente la calidad final

del producto.

Se deduce de los comentarios anteriores que el proceso de congelación óptimo

dependerá de las características del producto. Como consecuencia de todo ello, existen

numerosos sistemas de congelación, cada uno de ellos diseñado para alcanzar la

congelación del producto de la forma más eficiente y preservando al máximo su calidad.

Debe destacarse la importancia del tiempo de residencia en el sistema de congelación,

así como la necesidad de una correcta predicción del tiempo de congelación.

2- SISTEMAS DE CONGELACIÓN.

Para congelar un alimento, el producto debe exponerse a un medio de baja

temperatura durante el tiempo suficiente para eliminar los calores sensible y latente de

fusión del producto. La eliminación de estos calores produce una disminución de la

temperatura del producto así como la transformación del agua de su estado líquido al

estado sólido.

El proceso de congelación puede lograrse mediante sistemas de contacto directo

o indirecto. En la mayoría de los casos, el tipo de sistema utilizado dependerá de las

características del producto, tanto antes de la congelación como después de ella. Existe

una gran variedad de circunstancias que hacen prácticamente imposible la utilización de

un contacto directo entre el producto y el medio refrigerante.

2.1.- Sistemas de contacto indirecto.

En numerosos sistemas de congelación de alimentos, el producto y el

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

Aunque muchos sistemas utilizan una barrera impermeable entre el producto y el

refrigerante, se considera incluido dentro de los sistemas de congelación indirecta

cualquier sistema de contacto que no sea directo, por ejemplo aquellos donde el material

del envase hace de barrera.

a) Congeladores de placas: es el sistema de congelación indirecta más común.

El producto se congela mientras se mantiene entre dos placas refrigeradas. En la

mayoría de los casos la barrera entre el producto y el refrigerante incluirá tanto a la

placa como el material del envase.

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

de presión.

Los sistemas de congelación de placas pueden operar tanto de modo discontinuo como

de modo continuo.

b) Congeladores por corriente de aire: en muchas situaciones, el tamaño y/o la

forma del producto hacen que el congelador de placas no sea práctico, pudiendo

utilizarse alternativamente los sistemas de congelación por corriente de aire. En estos

casos, el envase supone la barrera para la congelación indirecta siendo la fuente de la

refrigeración una corriente de aire frío.

Los congeladores por corriente de aire pueden ser de un diseño simple, como es

el caso de una habitación refrigerada. Esta supone una operación discontinua y la

habitación refrigerada puede actuar como almacén además de como compartimento de

congelación. En esta situación los tiempos de congelación serán altos debido a las bajas

velocidades del aire alrededor del producto, la imposibilidad de alcanzar un buen

contacto entre el producto y el aire frío y los menores gradientes de temperatura

existentes entre el producto y el aire.

Sin embargo, la mayoría de los congeladores por corriente de aire son continuos.

En estos sistemas, el producto se coloca sobre una cinta transportadora que se mueve a

través de una corriente de aire que circula a elevada velocidad. El tiempo de

congelación o de residencia viene determinado por la longitud y velocidad de la cinta

transportadora. Estos tiempos pueden ser relativamente pequeños si se utiliza aire a muy

baja temperatura, altas velocidades de aire y un buen contacto entre el producto y el aire

frío.

c) Congeladores para alimentos líquidos: en la mayoría de los casos la forma

más eficaz de retirar la energía térmica de un alimento líquido puede lograrse antes del

envasado. El tipo más utilizado es el sistema de superficie rascada, aunque podría

utilizarse cualquier cambiador de calor indirecto diseñado para líquidos.

En la congelación de alimentos líquidos, el tiempo de residencia del producto en

el compartimento de congelación es el suficiente para reducir su temperatura varios

grados por debajo de la temperatura inicial de formación de cristales.

Los sistemas de congelación para alimentos líquidos pueden operar de forma

continua o discontinua.

2.2.- Sistemas de contacto directo.

Existen varios sistemas de congelación que operan por medio del contacto

directo entre el refrigerante y el producto. En la mayoría de las ocasiones, estos sistemas

operarán más eficazmente si no existen barreras a la transmisión de calor entre el

refrigerante y el producto. Los refrigerantes que se utilizan en estos sistemas pueden ser

aire a baja temperatura y altas velocidades o líquidos refrigerantes que cambian de fase

en contacto con la superficie del producto. En cualquier caso, los sistemas se diseñan

para alcanzar una rápida congelación, aplicándose el término de congelación rápida

individual (en inglés, individual quick freezing), IQF.

a) Corriente de aire: una forma de IQF, cuando el producto es de pequeño

tamaño, consiste en la utilización de corrientes de aire a bajas temperaturas y altas

velocidades que entran en contacto directo con el producto. La combinación de aire a

bajas temperaturas, elevados coeficientes de transmisión de calor por convección (alta

velocidad del aire) y el pequeño tamaño del producto permiten la rápida congelación del

mismo.

Los tipos de producto que pueden congelarse en estos sistemas se limitan a

aquellos de geometría apropiada y que necesitan una rápida congelación para alcanzar la

máxima calidad.

3- PROPIEDADES DE LOS ALIMENTOS CONGELADOS.

El proceso de congelación produce un drástico cambio en las propiedades

térmicas de los alimentos. Las propiedades de los alimentos cambian debido a la pérdida

de agua que experimentan así como al efecto que el cambio de fase produce en el agua.

Cuando el agua dentro del producto pasa al estado sólido también cambian de forma

gradual propiedades como la densidad, la conductividad térmica, la entalpía y el calor

específico aparente del producto.

3.1.-Densidad.

La densidad del agua en estado sólido es menor que en estado líquido. La

densidad de un alimento congelado será, por tanto, menor que la del producto no

congelado, existiendo una dependencia con la temperatura. El cambio gradual en la

densidad se debe al cambio gradual en la proporción de agua congelada en función de la

temperatura. El cambio de densidad es proporcional a la humedad del producto.

3.2.- Conductividad térmica.

La conductividad térmica del hielo es aproximadamente 4 veces superior a la del

agua líquida. Esta relación tiene un efecto similar sobre la conductividad térmica del

alimento congelado.

La mayor parte del aumento producido en la conductividad térmica tiene lugar

en el intervalo por debajo de la temperatura inicial de congelación del producto. Si el

producto contiene una estructura fibrosa, la conductividad térmica será menor cuando se

mida en la dirección perpendicular a las fibras.

3.3.- Entalpía.

La entalpía de un alimento congelado es una propiedad importante a la hora de

realizar los cálculos de la refrigeración necesaria para la congelación del producto.

3.4.- Calor específico aparente.

En base a la definición de calor específico aparente de un producto alimentario

depende de la temperatura. El calor específico de un alimento congelado a temperaturas

20ºC por debajo del punto inicial de congelación o inferiores no difiere

significativamente del calor específico del producto sin congelar.

4-TIEMPO DE CONGELACIÓN.

El tiempo de congelación, junto con la selección de un adecuado sistema de

congelación, es un factor crítico para asegurar la óptima calidad del producto. El tiempo

de congelación requerido para un producto establece la capacidad del sistema, además

de influir de forma directa en la calidad del mismo.

El método utilizado para calcular los tiempos de congelación es decisivo a la hora de

seleccionar el sistema de congelación más adecuado para cada producto.

4.1.- Medidas experimentales.

Las medidas experimentales se utilizan cuando se necesita verificar tiempos de

congelación o cuando su cálculo resulta extremadamente difícil. Estos experimentos se

diseñan con el fin de simular lo más fehacientemente posible las condiciones reales, de

tal manera que sea posible medir la evolución de la temperatura al menos en un punto,

hasta que el proceso de congelación ha finalizado.

4.2.- Factores que influyen en el tiempo de congelación.

Existen varios factores que influyen en el tiempo de congelación que influirán en

el diseño del equipo utilizado para la congelación de los alimentos. Uno de estos

factores es la temperatura del medio de congelación, de tal manera que los tiempos de

congelación disminuirán de manera significativa cuanto menor sea ésta. De acuerdo con

la ecuación de Planck, el tamaño del producto afectará directamente al tiempo de

congelación, aunque este factor no puede ser utilizado para modificar dichos tiempos,

ya que también dependen de la forma del producto.

4.3- Velocidad de congelación.

La velocidad de congelación (ºC/h) de un producto o envase se define como la

diferencia entre la temperatura inicial y final dividida entre el tiempo de congelación.

Teniendo en cuenta que la temperatura puede variar de diferente manera durante la

congelación en distintos puntos del producto, se ha definido una velocidad local de

congelación para un determinado punto, como la diferencia entre la temperatura inicial

y la temperatura deseada dividida entre el tiempo transcurrido hasta que dicha

temperatura se alcanza en dicho punto.

5- ALMACENAMIENTO DE ALIMENTOS CONGELADOS.

Aunque la eficacia de la congelación de alimentos depende directamente del

proceso de congelación, la calidad del alimento congelado varía significativamente en

función de las condiciones de almacenamiento. La temperatura de almacenamiento de

los alimentos congelados es una variable muy importante ya que la influencia de

aquellos factores que reducen la calidad del producto es menor cuanto menor es la

temperatura. Sin embargo, en realidad deben utilizarse las menores temperaturas

posibles que permitan alargar la vida del producto sin consumir energía de refrigeración

que resulte ineficaz.

El factor más importante que influye sobre la calidad de los alimentos

congelados son las fluctuaciones en la temperatura de almacenamiento. La vida de los

alimentos congelados se reduce significativamente si se ven expuestos a variaciones de

la temperatura de almacenamiento, que produce cambios en la temperatura del

producto.

5.1.- Cambios en la calidad de los alimentos congelados durante su

almacenamiento.

Un término normalmente utilizado para describir la duración de almacenamiento

de alimentos congelados es la vida práctica de almacenamiento (en inglés, practical

storage life, PSL). La vida práctica de almacenamiento es el periodo de

almacenamiento, una vez congelado, durante el cual el producto mantiene sus

propiedades características y permanece apto para el consumo u otras posibles

utilizaciones.

La temperatura típica de almacenamiento de alimentos comerciales es de –18ºC.

Sin embargo, para alimentos marinos se aconseja utilizar temperaturas inferiores con el

fin de mantener la calidad.

Otro término que se utiliza normalmente para definir la vida de almacenamiento

de los alimentos congelados es la vida de alta calidad (en inglés, high quality life,

HQL).

Tal como está definida, la HQL es el tiempo transcurrido entre la congelación de un

producto de alta calidad y el momento en que, por valoración sensorial, se observa una

diferencia estadísticamente significativa (P<0.01) con respecto a la alta calidad inicial

(inmediatamente después de la congelación). La diferencia observada se define como

diferencia apenas advertida (en inglés, just noticeable difference, JND). En un test

triangular realizado para detectar sensorialmente la calidad de un producto, la diferencia

apenas advertida se alcanza cuando el 70% de los catadores distingue satisfactoriamente

el producto de la muestra, la cual se ha almacenado en condiciones tales que no existe

degradación del producto durante el periodo considerado. La temperatura típica

utilizada para los experimentos de control es de –35ºC.

RESUMEN

El presente trabajo abarca el tema de las técnicas de la conservación del pescado, evaluación de propiedades organolépticas conocido también como método sensorial determinante para la calidad de la materia prima, así como las curvas de enfriamiento utilizando sistemas enfriantes. Toda esta metodología consiste en bloquear la acción de los agentes (microrganismos o enzimas) que pueden alterar sus características originarias (aspecto, olor y sabor), factores que intervienen en la pérdida de la calidad original de la materia prima (pescado), por ello mediante estas técnicas y procedimientos se busca y logra obtener un producto final en las mejores condiciones se calidad y manufacturación en el proceso de congelación y refrigeración, garantizando la conservación del producto. Nuestro objetivo al realizar estas practicas en laboratorio fue alcanzado pues nos propicio un conocimiento mucho mas amplio y un manejo adecuado del uso de esta tecnología de procesamiento de congelados, y así obtener índices de productividad, rendimientos y costos directos de producción desde la recepción de la materia prima todo esto en cada etapa productiva y por lote de producción, clasificando el producto por códigos y métodos estadísticos.

6.- MATERIALES

LUGAR DE EJECUCION

Todas las prácticas fueron realizadas en el laboratorio de tecnología del frio y productos curados de la Escuela Profesional de Ingeniería Pesquera.

6.1.- MATERIALES

6.1.1 MATERIA PRIMA

pejerrey (Odontesthes regia)

Pota o calamar gigante (Dosidicus gigas)

Choros (aulacomya ater)

6.1.2 EQUIPOS E INSUMOS UTILIZADO EN TODAS LAS PRÁCTICAS

Agua Hielo Cloro sal Bolsas plásticas Balanzas de precisión Bandejas Cuchillos Termómetro o termocuplas Cubetas Selladora Placas Etiquetas Gas Energía eléctrica Cronometro Tabla de picar Compresor de aire Coladores Mesa de fileteo Caja de tecno por Ollas

CÁLCULO DE CONSTANTES FISICAS Y TERMICAS DE PRODUCTOS PESQUEROS

RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS:

1.- Determine el Calor Especifico para Peces magros y Grasos, utilizando todas las formulas de la tabla 1 y luego realice un análisis comparativo de error respecto de la fórmula general.

2.- Hallar el Calor específico de un pescado fresco con una humedad del 76%.

3.-Calcule el calor especifico para un pescado fresco, el cual presenta la siguiente composición proximal: 78.3% de agua, 17.6% de proteína, 2.8% de grasa y 1.3% de cenizas.

4- En una planta de elaboración de hamburguesas de pescado se esta trabajando con caballa, la cual tiene una composición proximal de: 73.8% de humedad, 4.9% de grasa, 19.5% de proteína y 1.2% de cenizas. Para procesos posteriores se desea saber el peso específico, el calor específico y la conductividad térmica del pescado fresco y del pescado congelado.

5.- En una planta de Elaboración de embutidos se utiliza 38% de pulpa de bonito, 40% de pulpa de lisa, 17% de grasa de cerdo y agua en forma de hielo. Calcular el calor específico de la mezcla.

6.- Trucha a 4°c, se trata de someter a un congelamiento rápido, para lo cual se hace necesario calcular la conductividad térmica de la trucha( tanto fresca como congelada) , la cual tiene la siguiente composición química: 75.8% de humedad, 3.1% de grasa, 19.5% de proteína y 1.2% de cenizas.

6.- Se esta realizando un estudio para determinar si el choro es un buen marisco para utilizarlo en un determinado proceso, para lo cual se desea encontrar las constantes físicas y térmicas del mismo .Considerar los siguientes datos: Densidad 976 Kg/m3 Humedad 78.7%Grasa 2.3%Proteina 13% Cenizas 2.2% T° inicial 5°C

7.- Si se sabe que la densidad de la concha de abanico es 918 kg/m3. Determinar su difusividad térmica sabiendo que su humedad es de 78.2%

8.- Determinar todas las constantes físicas y térmicas de los recursos señalados para cada uno, por ejemplo el calamar. Se sabe que tiene 81.1% de agua, 1.7% de cenizas, 16% de proteína y 1.1% de grasa (densidad de 850)

9.-Se tiene carne de anchoveta la cual tiene la siguiente composición química: 70.8% de humedad, 19.1% de proteína, 1.2% de cenizas y 8.2% de grasa. Esta carne se lava 5 veces para quitarle el fuerte sabor que presenta, luego de esta operación es prensada hasta un 47% de humedad, para luego ser sometida a un proceso de congelado. Encontrar el calor específico y la conductividad térmica de la anchoveta fresca, de la pulpa congelada y de la pulpa prensada.

10.- En una empresa de congelados se tiene planeado elaborar colitas de camarón congeladas. Determinar todas las constantes térmicas con la siguiente composición proximal: 0.8% de grasa, 1.1% de cenizas, 14.5% de proteína y 83.8% de agua (densidad es 1028).

PROPIEDADES TERMICAS DE PRODUCTOS PESQUEROS (CONDUCTIVIDAD TERMICA )

RESOLUCION DE EJERCICIOS:

1.- Compruebe mediante el mismo procedimiento de análisis y grafico, para los demás modelos de la tabla 2 y aplicado a las especies designadas a Ud. La tabla 1 le muestra una tendencia aproximada del comportamiento en fresco y congelado a diferentes temperaturas, que serán sus datos testigo o de comprobación.

PROCEDIMIENTO

Recepcionamos la materia prima, previamente refrigerada.

Se observa la materia prima, primero exteriormente analizando los puntos en la tabla adjunta en la práctica para obtener el puntaje.

Procedemos a eviscerarlo, cortarlo y a la vez vamos analizando y observando su composición y su estado de calidad, así obtendremos el puntaje final y determinaremos el grado de calidad.