EQUIPO PARA EL TRATAMIENTO TÉRMICO

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1 EQUIPO PARA EL TRATAMIENTO TÉRMICO

2 TRATAMIENTO TÉRMICO ANTES O DESPUÉS DE ENVASAR
El procesador de alimentos utilizará el tratamiento térmico que garantice el grado necesario de destrucción de microorganismos. Habrá inspecciones periódicas de las autoridades sanitarias. Sin embargo, también se seleccionará aquel tratamiento que proporcione menor daño al alimento para conservar su calidad y ahorrar energía.

3 REQUERIMIENTOS DE EQUIPOS PARA TRATAMIENTO TÉRMICO
ALIMENTOS ÁCIDOS (pH ≤ 4.5) La mayoría de frutas, encurtidos, etc. Necesitan temperaturas ≤ 100°C, por lo que más bien se pasteurizan. A temperaturas mayores el tiempo de exposición tendría qué ser más corto y no se podría controlar con precisión, además de que se provocaría un sobreproceso del producto.

4 SISTEMAS DE TRATAMIENTO TÉRMICO PARA ALIMENTOS ÁCIDOS
A base de baños de agua caliente (continuos o discontinuos). Pueden utilizarse para casi cualquier tipo de envase: latas metálicas, envases de vidrio, de plástico, flexibles.

5 ALIMENTOS DE BAJA ACIDEZ EN ENVASES METÁLICOS
Productos de pH > 4.5: mayoría de los productos derivados de hortalizas. Requieren para su tratamiento térmico de temperaturas > 100°C para reducir los tiempos de proceso. Por lo regular son tratados con vapor a presión a temperaturas ≥ 121°C. Se utiliza autoclave para este proceso, sobre todo cuando se trata de latas metálicas.

6 ALIMENTOS DE BAJA ACIDEZ EN ENVASES DE VIDRIO, DE PLÁSTICO O FLEXIBLES
Se necesitan temperaturas ≥ 121°C. Los envases o sus cierres no soportan la presión que generan temperaturas tan altas. Si la presión interna del envase es mayor que la externa el envase podría romperse (e.g. vidrio), deformarse o hincharse (plásticos), perder la integridad del cierre (e.g. envases flexibles).

7 SOLUCIÓN AL PROBLEMA Se recurre a la SOBREPRESIÓN.- Exceso de presión que se introduce al autoclave además de la que ya existe debida al medio de calentamiento. Se puede proporcionar al autoclave sobrepresión mediante mezclas de vapor/aire o vapor/agua y se requieren para mantener íntegro al envase.

8 PRECAUCIONES Cada tipo de envase puede requerir una cantidad de sobrepresión diferente en tiempos distintos durante los ciclos de calentamiento y enfriamiento. Si se tiene mucha sobrepresión al inicio se puede producir un colapso o la distorsión permanente de los envases plásticos.

9 PRECAUCIONES Una sobrepresión insuficiente durante el procesamiento o el enfriamiento puede hacer que los envases se hinchen y sus sellos se pueden dañar, se afectan las características del calentamiento del producto y se interfiere con los patrones de circulación de agua en el autoclave.

10 FACTORES QUE AFECTAN LA SOBREPRESIÓN REQUERIDA
Temperatura de llenado del producto. Espacio libre del envase. Temperatura del proceso. El aire atrapado en el producto.

11 SISTEMAS DE ESTERILIZACIÓN CON SOBREPRESIÓN
Prácticamente los mismos que los utilizados para el procesamiento de envases metálicos pero utilizan mezclas vapor/aire en proporciones calculadas para alcanzar la temperatura necesaria en el vapor y la sobrepresión de aire para mantener la integridad del envase.

12 REQUERIMIENTOS PARA ASEGURAR LA MEZCLA CORRECTA DE VAPOR Y AIRE
Los equipos deben tener ventiladores que dispersen el vapor y el aire para evitar la formación de bolsas frías en la cámara de tratamiento térmico. Formación de bolsas frías.- Ocurre debido a que la densidad del aire es mayor que la del vapor de agua, por lo que hay una tendencia natural a la formación de estratos o bolsas de aire.

13 FORMA ALTERNATIVA PARA PROCESAR ALIMENTOS DE BAJA ACIDEZ EN ENVASES DE VIDRIO, PLÁSTICO O FLEXIBLES
Uso de agua sobrecalentada (mezcla agua/vapor) como fluido calefactor. La diferencia con el uso del vapor es la inercia térmica del agua. La elevación y disminución de la temperatura es más lenta con el uso del agua.

14 VENTAJA DEL USO DE LA MEZCLA AGUA/VAPOR
El calentamiento y el enfriamiento por agua evitan el choque térmico en el envase durante estos procesos.

15 PRÁCTICAS DE TRATAMIENTO TÉRMICO
Convenientemente se separan en dos categorías: Tratamiento térmico de los alimentos dentro de sus envases finales. Tratamiento térmico al alimento antes de envasarse.

16 TRATAMIENTO TÉRMICO DENTRO DEL ENVASE
No requiere de técnicas muy sofisticadas. Produce calidad muy aceptable con la mayoría de los alimentos procesados. A la mayoría de los alimentos enlatados se les aplica el tratamiento térmico dentro de su envase final.

17 TRATAMIENTO TÉRMICO FUERA DEL ENVASE
Incluye métodos que son característicamente menos dañinos a la calidad de los alimentos, especialmente cuando éstos pueden ser fácilmente subdivididos (como aquéllos que están en líquidos) para un rápido intercambio de calor. Sin embargo, estos métodos requieren envasado bajo condiciones asépticas para evitar o al menos minimizar la recontaminación.

18 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS PARA EL TRATAMIENTO TÉRMICO DE ALIMENTOS
Sistemas Discontinuos también llamados “BATCH” “POR LOTE”.- El equipo se carga por lotes de envases, se cierra (cuando es necesario), se inicia un ciclo de tratamiento. Sistemas Continuos.- Los recipientes entran y salen del sistema en forma continua.

19 SISTEMAS DISCONTINUOS
Se utilizan cuando el volumen de producción no es muy grande y/o cuando no se posee una gran inversión de capital.

20 VENTAJAS DE LOS SISTEMAS DISCONTINUOS PARA EL TRATAMIENTO TÉRMICO
Presentan mayor flexibilidad para el tratamiento de diversos tipos y tamaños de envases y para distintas capacidades de producción. Necesitan menores gastos de inversión en instalaciones. El control del proceso es más sencillo.

21 DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS DISCONTINUOS PARA EL TRATAMIENTO TÉRMICO
Mayores costos de mano de obra. Mayor gasto de agua y energía. Menor eficacia en el uso del agua. Menor uniformidad en el tratamiento térmico entre cada uno de los lotes.

22 SISTEMAS DISCONTINUOS
BAÑO DE AGUA CALIENTE.- Puede consistir en un tanque o depósito abierto con agua caliente (calentada directa o indirectamente con vapor) hasta la temperatura del proceso. El producto se introduce en canastillas operadas por poleas. Se debe recircular a menudo el agua para evitar la formación de zonas frías y calientes. Después del tratamiento térmico se pueden enfriar los envases en el mismo tanque, sustituyendo el agua caliente por fría o en una tina de enfriamiento.

23 TANQUE DE AGUA Y CANASTILLA

24 EQUIPO PARA LA APLICACIÓN DEL TRATAMIENTO TÉRMICO EN EL ENVASE
AUTOCLAVE ESTÁTICA Las latas permanecen inmóviles mientras se calientan. No se pueden emplear temperaturas por arriba de los 121°C porque los alimentos se cuecen contra las paredes de la lata, especialmente los alimentos sólidos que no circulan dentro de la lata por convección, pero también puede constituir un problema en los alimentos líquidos.

25 AUTOCLAVE ESTÁTICA Dado que la temperatura superior es de 121°C, y existe relativamente poco movimiento de las latas, el tiempo de calentamiento para que el punto frío alcance la temperatura de esterilización es relativamente largo. Para una lata chica de chícharos puede ser de 40 minutos.

26 AUTOCLAVE ESTÁTICA VERTICAL (DISCONTINUA)

27 AUTOLAVE STERIFLOW Es estática, discontinua, horizontal
Basada en una fuerte lluvia de agua reciclada y sobrecalentada en vez de vapor. Se usa para esterilizar productos envasados y se encuentran dentro de canastillas. Un intercambiador de calor de placas alimentado con vapor calienta el agua.

28 AUTOLAVE STERIFLOW El agua se recicla para enfriar, alimentando el intercambiador de calor con agua fría. El chorro de agua permite rapidez de transferencia de calor y por lo tanto cierta homogeneidad de los tratamientos térmicos. Se puede usar en latas metálicas, envases de vidrio, plástico o flexibles.

29 AUTOLAVE STERIFLOW También existen estas autoclaves en versión rotatoria. La cesta que contiene a los envases gira alrededor del eje horizontal de la cámara de esterilización en un tambor rotatorio. La velocidad de rotación puede regularse de 5 a 25 rpm.

30 AUTOCLAVE STERIFLOW

31 AUTOCLAVES CON AGITACIÓN
El tiempo de procesamiento puede reducirse marcadamente agitando las latas durante el calentamiento, especialmente en los alimentos líquidos o semilíquidos. No sólo se reduce el tiempo de procesamiento, sino que se mejora la calidad del alimento.

32 ESTERILIZADOR ROTATORIO STERILMATIC
Los envases a procesar entran a una cámara de vapor mediante una válvula giratoria autosellable, se van colocando en compartimentos u oquedades localizados en la circunferencia de una rueda giratoria. Una espiral unida permanentemente al interior de la cámara hace que avancen los envases a través de la cámara de vapor. La agitación es una combinación de giros y resbalamiento conforme pasan los envases por la hélice.

33 VENTAJAS DEL ESTERILIZADOR ROTATORIO
Alta capacidad (hasta 500 latas/minuto). Proporcionan uniformidad excelente del proceso. DESVENTAJA: Al procesar muchos envases continuamente cualquier desperfecto en el sistema se convierte en un gran problema.

34 ESTERILIZADOR ROTATORIO AUTOMÁTICO CONTINUO STERILMATIC

35 FUNCIONAMIENTO DE LAS AUTOCLAVES CON AGITACIÓN
Las latas están colocadas en rieles que rotan y van agitando a los contenidos. La convección forzada dentro de las latas también depende del grado de llenado de las mismas, ya que es necesario algo del espacio de cabeza dentro de las latas para el óptimo movimiento del alimento en su interior.

36 FUNCIONAMIENTO DE LAS AUTOCLAVES CON AGITACIÓN
Además de proporcionar un calentamiento más rápido hay menor oportunidad de que el alimento se cueza contra las paredes de la lata, ya que sus contenidos están en constante movimiento. Esto permite el uso de temperaturas superiores a los 121°C de un autoclave estacionaria, lo cual además, reduce los tiempos de tratamiento térmico.

37 TIPOS DE AGITACIÓN EN LAS AUTOCLAVES
Las latas pueden voltearse extremo sobre extremo. Las latas pueden girar a lo largo de su eje.

38 AUTOCLAVE CON AGITACION

39 AUTOCLAVE ROTATORIA

40 COMPARACIÓN DE TIEMPOS DE PROCESAMIENTO ENTRE AUTOCLAVES ESTACIONARIA Y CON AGITACIÓN

41 LIMITACIONES DE LAS AUTOCLAVES CON AGITACIÓN
No funcionan bien en alimentos cuya penetración de calor se realiza por conducción. Para ese tipo de alimentos es más conveniente el uso del autoclave estacionaria.

42 ESTERILIZADOR HIDROSTÁTICO
El compartimento o cámara de vapor en la que se efectúa la esterilización permanece bajo la presión de dos columnas de agua en forma de U. La temperatura de esterilización es la del vapor saturado a la presión de la cámara de esterilización.

43 MODO DE TRABAJO DEL ESTERILIZADOR HIDROSTÁTICO
Los envases que se van a esterilizar se introducen al sistema mediante un transportador continuo con barras portadoras para sujetarlos. Los envases entran por la columna de precalentamiento y son sometidos a temperaturas y presiones gradualmente mayores.

44 MODO DE TRABAJO DEL ESTERILIZADOR HIDROSTÁTICO
Los envases recorren después la cámara de esterilización durante el tiempo requerido (regulado por la velocidad del transportador). Finalmente salen los envases por la columna de enfriamiento, donde se someten a presiones y temperaturas progresivamente menores.

45 MODO DE TRABAJO DEL ESTERILIZADOR HIDROSTÁTICO
La presión dentro de la cámara de esterilización se logra por la presión hidrostática de la columna de agua (de ahí se deriva su nombre). A mayor temperatura de esterilización mayor será la presión, mayor será la altura de las columnas de agua requerida.

46 EJEMPLO DE OPERACIÓN DEL ESTERILIZADOR HIDROSTÁTICO
La altura de las columnas de agua de las secciones de alimentación y descarga es, por lo común, de 11 hasta 30 metros de altura por encima de la interfaz vapor-agua para proporcionar una presión de 1.05 a 1.2 Kg/cm2 en la cámara de procesamiento, operada a una temperatura entre 121 y 130°C.

47 EJEMPLO DE OPERACIÓN DEL ESTERILIZADOR HIDROSTÁTICO
En el procesamiento de productos ácidos, como los derivados de frutas, se utilizan menores temperaturas de proceso, se requieren columnas más cortas.

48 ESTRILIZADOR HIDROSTÁTICO

49 USOS DEL ESTERILIZADOR HIDROSTÁTICO
En principio el esterilizador hidrostático provoca una agitación mínima del envase, sin embargo, pueden utilizarse sistemas que lo agiten continuamente. Es muy usado en la industria de las conservas por su capacidad. Es un sistema muy versátil porque se pueden manejar todo tipo de envases: latas metálicas, botellas de vidrio o de materiales plásticos, etc.

50 SISTEMA HYDROLOCK Consta de un cilindro horizontal a lo largo del cual se transportan los recipientes, latas metálicas o frascos de vidrio mediante cadenas que entran al cilindro, el cual es capaz de soportar altas presiones, a través de una puerta a presión con cierre hidráulico.

51 SISTEMA HYDROLOCK

52 SISTEMA HYDROLOCK En el cilindro o cámara de esterilización circula vapor o vapor/aire impulsado por ventiladores para asegurar un tratamiento adecuado. Posteriormente la cadena se sumerge bajo el cierre hidráulico el cual ocasiona un enfriamiento de los envases, los cuales atraviesan nuevamente la puerta a presión para recibir un segundo enfriamiento atmosférico.

53 SISTEMA HYDROLOCK Cuando se manejan envases metálicos el medio de calentamiento utilizado es vapor. Se pueden obtener hasta 140°C, con tiempos de permanencia más cortos. Cuando se manejan envases de vidrio o plástico se utiliza la sobreposición mediante vapor/aire para evitar el choque térmico.

54 SISTEMA DE AUTOCLAVE DE TAMBOR Y ESPIRAL
Permite el tratamiento continuo de latas sometidas a cierta rotación, agitando el contenido de éstas y logrando con ello una transferencia de calor más rápida. El sistema consta de 2 cámaras o tambores giratorios (rotando a una velocidad de 6 rpm) que poseen en su interior una espiral por donde las latas se desplazan con un movimiento helicoidal.

55 SISTEMA DE AUTOCLAVE DE TAMBOR Y ESPIRAL
Cada cámara está conectada con la otra mediante un mecanismo de válvula de transferencia. La primera cámara se encuentra a presión atmosférica y sirve para precalentar las latas. En la segunda cámara la presión es más alta y en ella se lleva a cabo el tratamiento térmico

56 SISTEMA DE AUTOCLAVE DE TAMBOR Y ESPIRAL
Posteriormente las latas pasan a una sección de enfriamiento. El medio calefactor es a menudo el vapor, aunque existen sistemas en los que la operación se realiza por inmersión en agua caliente, y con los cuales pueden procesarse envases de vidrio.

57 SISTEMA DE AUTOCLAVE DE TAMBOR Y ESPIRAL

58 ESTERILIZADOR DE FLAMA O STERIFLAME
Se utiliza en productos como leche, chícharos, zanahorias, frutas, alubias, champiñones enlatados. Las latas son precalentadas en una cámara de vapor, pasan a la cámara de esterilización, en la cual giran (aproximadamente a 120 rpm) sobre una flama de gas a 1300°C.

59 ESTERILIZADOR DE FLAMA O STERIFLAME
Las latas se calientan rápidamente hasta la temperatura de esterilización (97 – 125°C en 45 segundos). Posteriormente pasan a una cámara de retención, calentada con vapor. Finalmente pasan a través de una sección de refrigeración con agua.

60 ESTERILIZADOR DE FLAMA O STERIFLAME

61 DESVENTAJAS DEL ESTERILIZADOR DE FLAMA
Es muy difícil controlar la temperatura en el centro de los productos y con ello los valores de esterilización. Es prácticamente imposible controlar la presión interna en el recipiente, lo cual limita el empleo de la esterilización por flama a latas pequeñas, que son más resistentes.

62 SOLUCIÓN DEL PROBLEMA Se ha utilizado la pulsación del ciclo de calentamiento para permitir el equilibrio térmico dentro del recipiente.

63 VENTAJAS DEL ESTERILIZADOR DE FLAMA
Es un sistema barato en infraestructura. Su uso es fácil y rápido. Por trabajar a elevadas temperaturas y tiempos cortos rinde productos de alta calidad.