Ingeniería de La Industria Alimentaria - Volumen 3 - Operaciones de conservación de alimentos

Título: Ingeniería de La Industria Alimentaria - Volumen 3 - Operaciones de conservación de alimentos
Autor: José Aguado

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ÍNDICE................................................................................................................. 9 1. 

1. CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS POR EL CALOR....................................... 11

1.1. Destrucción térmica de los microorganismos ...................................................... 13 

1.1.1. Tipos de microorganismos ................ 13 1.1.2. Cinética .................................... 16 

1.1.3. Tiempo de reducción decim al ....................................................................... 17 

1.1.4. Orden de proceso ............................... I8 

1.1.5. Tiempo de muerte térmica ....... 19 

1.1.6. Termorresistencia ...................... 19 

1.1.7. Relaciones entre parámetros cinéticos ................................... 20 

1.1.8. Degradación térmica de los alimentos........................................................... 22 

1.2. Esterilización de alimentos envasados.......................................................... 22 

1.2.1. Transmisión de calor en el proceso ......................................................... 23 

1.2.2. Cálculo del tiempo de operación ............................................................ 25 

1.2.3. Operaciones previas ............................................................................ 31

 1.2.4. Procedimiento operativo ................................................................ 32 

1.2.5. Equipos ....................................................................................... 33 

1.3. Esterilización de alimentos sin envasar ................................................... 40 

1.3.1. Procesado aséptico ............................................................................. 41 

1.3.2. Sistemas de intercambio de calor .................................................. 43 

1.3.3. Esterilización de envases ................................................................ 48 

1.3.4. Esterilización de equipos................................................................... 49 

1.4. Pasteurización .................................................................................. 49 

1.4.1. Fundamento ............................................................................ 50 

1.4.2. Equipos .......................................................................................... 50 

1.5. Escaldado..................................................................................... 52 

1.5.1. Fundamento ................................................................................ 53 

1.5.2. Equipos ............................................ 54 

1.6. Tecnologías avanzadas en la esterilización de alimentos .................. 57 

1.7. Efectos del calor sobre los ali entos............................................. 61 

1.7.1. Esterilización ................................................................................... 61

1.7.2. Pasteurización ....................................................................... 63 

1.7.3. Escaldado..................................................................................... 64
2. LA IRRADIACIÓN DE ALIMENTOS.......................................... 67 

2.1. Tipos de radiación ........................................................................... 69 

2.2. Interacciones de la radiación ionizante con la materia ................... 71 

2.3. Concepto de dosis.................................................. 72 

2.4. Aplicaciones en la industria de alimentos................ 73 

2.4.1. Destrucción de microorganismos .............................................. 73 

2.4.2. Interrupción de procesos biológicos........................................ 75 

2.5. Estado actual de la tecnología .................................................... 76 

2.6. Instalaciones........................................................ 77 

2.6.1. lrradiadores con fuentes isotópicas ..................................... 78 

2.6.2. Aceleradores de electrones ..................................................... 83 

2.6.3. Capacidad de producción ........................................................ 84 

2.7. D osim etría .............................................................................. 85 

2.7.1. Dosímetros líquidos..................................... 85 

2.7.2. Dosímetros sólidos ................... 85 

2.7.3. Dosímetros calorimétricos................................ 85 

2.8. Calidad de los alimentos irradiados............................................ 85 

3. CONSERVACIÓN D E ALIMENTOS POR EL FRÍO. CONGELACIÓN ......... 89 

3.1. Aplicaciones del frío ............................... 91 

3.2. Producción de frío mecánico ............................................. 92 

3.2.1. El diagrama entálpico ............................................... 93 

3.2.2. Refrigerantes...................................... :........................... 93 

3.2.3. Estudio del frío mecánico en el diagrama.............................. 94 

3.3. Frío criogénico ..................................... 100 

3.4. Congelación ..................................... 101 

3.4.1. Formación de cristales ..................... 101 

3.4.2. Curvas de congelación ..................... 104 

3.4.3. La cadena del frío ...................................................... 105 

3.4.4. Recristalización ...................... 105 

3.5. Cálculo de la carga de refrigeración .................................... 107

3.6. Tiempo de congelación ...................................................... 109 

3.7. Descongelación ........................................................................ 111 

3.8. Métodos e instalaciones de congelación................................. 112 

3.8.1. Métodos de contacto consuperficie fría .................................. 114 

3.8.2. Métodos de contacto directo con aire frío .................................. 115 

3.8.3. Métodos por inmersión ............................................................ 123 

4. REFRIGERACIÓN Y ATMÓSFERAS PROTECTORAS.................. 129 

4.1. Refrigeración ............................................................. 131 

4.1.1. Efectos del descenso de temperaturas ................................ 131
4.1.2. Factores que determinan la vida útil de los alientos refrigerados ............. 132 

4.1.3. Cálculos frigoríficos en la refrigeración .............................. 134 

4.2. Atmósferas protectoras ................................. 139 

4.2.1. Tipos de atmósferas protectoras ........................................................................... 139 

4.2.2. Envasado a vacío ................................... 140 

4.23. Envasado en atmósferas modificadas ........................................................................... 140 

4.2.4. Almacenamiento en atmósferas controladas ............................................................... 149 

5. CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS POR REDUCCIÓN DE SU ACTIVIDAD DE AGUA. SECADO ........................................................................................................................ 151 

5.1. Psicrometría................................................................................................................................... 155 5.1.1. Propiedades del aire seco ................................................................................ 155 

5.1.2. Propiedades del vapor de ag u a .............................................................. 155 

5.1.3. Propiedades de las mezclas aire-vapor de ag u a .......................................... 155 

5.1.4. Diagrama psicrornétrico................................................................................................... 158 5.1.5. Procesos psicrométricos.............................................................. 159 5.2. Actividad de agua......................................................................................................................... 164 

5.2.1. Contenido de humedad en equilibrio ............................................................................ 165 

5.2.2. Isotermas de sorción......................................................................................................... 165 5.2.3. Modclización de isotermas de sorción........................................................................... 166 

5.2.4. Efecto de la temperatura sóbrela aw ............................................................................. 167 

5.2.5. Efecto de la «Msobre los alim entos................................................................................ 168 

5.3. Secado con aire caliente .............................................................................................................. 169 5.3.1. Cálculo del tiempo de secado ......................................................................................... 171 5.3.2. Consideraciones energéticas ........................................................................................... 176 

5.4. Secado por contacto con una superficiecaliente .................................................................... 177 5.4.1. Cálculo del tiempo de operación................................................. 178 

5.4.2. Consideraciones energéticas ........................................................................................... 180 

5.5. Equipos de secado convencionales ........................................................................................... 180 5.5.1. Secaderos convectivos...................................................................................................... 181 5.5.2. Secaderos conductivos .......... 192 

6. CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS POR REDUCCIÓN DE SU ACTIVIDAD DE AGUA. OTRAS TÉCNICAS DE HIDRATACIÓN........................................................... 199 

6.1. Liofilización......................................................... 202 

6.1.1. Fundamento teórico ............................... 202 

6.1.2. Cálculo del tiempo de operación .......................................................................... 205 

6.1.3. Liofilizadores............................................ 206 

6.2. Concentración por congelación..................... 208 

6.2.1. Fundamento teórico ............................... 209 

6.2.2. Concentradores por congelación .................................................................................... 210 

6.3. Evaporación ............................................... 213

6.3.1. Energía necesaria ......... 213 

6.3.2. Velocidad de intercambio de calor .............................................................................. 214 

6.3.3. Evaporador de simple efecto .......................................................................................... 217 6.3.4. Evaporador de múltiple efecto ........ 220 

6.3.5. Tipos de evaporadores ......................................................... 22

6 6.4. Técnicas avanzadas............... 231 

6.5. Calidad de los alimentos deshidratados .................................................................................. 232 6.5.1. Posibles alteraciones ..................... 23

6.5.2. Liofilización frente a secado convencional .................................................................. 235 

6.5.3. Evaporación ...................................... 236 

6.5.4. Rchidratabilidad ................................................................................................................ 237