Principios básicos del procesamiento térmico Capítulo 4 Principios básicos del procesamiento térmico

Introducción En este capítulo vamos a discutir las teorías y la ciencia que forman la base para el desarrollo y aplicación de los procesos térmicos Identificar y revisar los factores principales que afectan el proceso térmico

Principios básicos del tratamiento térmico La misión fundamental de la preservación de alimentos es el eliminar los microorganismos que causan daños a la salud Todos los alimentos crudos tiene microorganismos Pero, los microorganismos no pueden crecer si el medio no es adecuado

Factores Ambientales para Controlar los Microorganismos Humedad pH Temperatura

Temperatura El factor más fácil de regular La destrucción depende del número de microorganismos y del tiempo de exposición Principio utilizado en alimentos enlatados

Tratamientos térmicos Aplicacion de calor por un tiempo suficiente para exterminar los microorganismos y envasando el alimento en un contenedor sellado para evitar la recontaminación

Tratamiento térmico Existen dos métodos para producir alimentos enlatados Enlatado convencional Procesamiento aséptico

Enlatado convencional vs. Procesamiento aséptico

Esterilidad Comercial (FDA) y Estabilidad en Almacenamiento (USDA) “ …..Proceso que alcanza un producto libre de microorganismos capaces de reproducirse en el producto bajo condiciones normales de almacenamiento y distribución sin refrigeración.”

Proceso Establecido o Programado Proceso diseñado para proveer un producto comercialmente estéril o estable en almacenamiento

¿Quien Establece el Proceso?** Agencias reguladoras requieren que los procesos térmicos establecidos sean determinados por una “autoridad de proceso”

Autoridad de Proceso Una persona u organización con un conocimiento profundo de los requerimientos de procesamiento térmico para alimentos empacados en envases sellados herméticamente, y que tiene las instalaciones adecuadas para realizar las determinaciones del proceso.

Proceso Establecido Incluye: Temperatura inicial del producto Temperatura de proceso Tiempo de proceso Factores críticos

Factores Críticos Aspectos de: Producto y preparación Envase Sistema de proceso Otros que pueden afectar el proceso determinado (viscosidad, tamaño del particulado, espacio de cabeza…)

Establecimiento del Proceso Térmico** Requiere conocimiento de: Características de resistencia de los microorganismos a ciertas temperaturas en determinado alimento Las características del producto cuando se somete a calor y envase Método escogido para el enlatado

El Proceso Debe Contestar Dos Preguntas Fundamentales ** ¿Qué tiempo y temperatura se necesitan para destruir los organismos que puedan deteriorar a este producto en este envase? ¿Cuán rápido se calienta este producto (enlatado convencional y cómo fluye el producto (enlatado aséptico?

Establecimiento del Proceso Térmico** Está basado en dos factores: 1. Resistencia térmica de los microorganismos 2. Velocidad de calentamiento del producto - penetración de calor

Proceso Establecido Un proceso establecido para un producto es específico para ese producto y no puede ser alterado.

Establecimiento del Proceso Térmico** Determinación del Proceso Resistencia térmica de los microorganismos Datos de calentamiento del producto Proceso Calculado Confirmación por Empaques Inoculados de Prueba

Resistencia Térmica de los Microorganismos** Tres factores que afectan resistencia: Características de crecimiento Naturaleza del alimento en el cual se calientan los microorganismos Tipo de alimento en el cual se permite crecer a los microorganismos calentados

Métodos para Determinar la Resistencia Térmica** Tubo TMT* Lata TMT* Matraz de tres cuellos Retorta TMT *(Tiempo de Muerte Térmica)

Tubos y latas de termopares introducidos

Retortas de TMT

Matraces de tres cuellos

Estudios de inoculación

Determinaciones de los Datos de Calentamiento del Producto** Análisis para medir la velocidad a la cual un producto se calienta en la zona de calentamiento más lenta del envase (punto frío) Estudios de penetración de calor

Envase con termopar

Equipo para determinar punto frío Termopares Sensores para medir temperatura Consiste de dos metales diferentes unidos en un terminal los cuales producen un voltaje único a una temperatura dada

Termopares típicos

Determinación del punto frío Último punto en alcanzar la temperatura de proceso En el centro del material de empaque en alimentos donde la transferencia de calor es por conducción 1/3 hacia arriba del fondo de la lata en alimentos donde la transferencia de calor calentados es por convección (si no hay agitación)

Latas durante prueba

Características de calentamiento de los productos Conducción Convección Radiación Retortado

Mecanismos de transferencia de calor Transferencia de calor por conducción Calor es tranferido entre moléculas adyacentes por contacto Es el mecanismos de transferencia de calor observado mayormente en materiales sólidos Ej: corn beef,

Mecanismos de transferencia de calor Transferencia de calor por convección Envuelve movimiento de la masa que está siendo calentada Calor se transfiere cuando moléculas se mueven de un punto a otro e intercambian energía con otras moléculas en ese punto

Mecanismos de transferencia de calor Transferencia de calor por convección Normalmente observada en líquidos Mucho más rápida que la conducción

Conducción vs. Convección

Cálculo de los procesos establecidos Se usan los datos de resistencia térmica de los microorganismos y de calentamiento del producto para calcular el proceso

Empaques Inoculados de Prueba Producto elaborado bajo condiciones comerciales Microorganismos añadidos al producto Procesado bajo varias condiciones Producto incubado a una temperatura apropiada Determinación de cuantos microorganismos sobrevivieron

Estudios con envases inoculados Se usan para verificar el proceso calculado Proporcionan la garantía de la suficiencia y seguridad del proceso

Métodos de Tratamiento Térmico Autoclave Procesamiento aséptico Los procedimientos de operación serán desarrollados por una autoridad de proceso o por el fabricante del equipo

Determinación de los Procesos de Operación de Autoclave** Las autoridades de proceso usan pruebas de distribución de temperatura en varios puntos de la cámara del autoclave como apoyo para el establecimiento de procedimientos operacionales para autoclaves

Tratamientos a altas temperaturas En empaque Retorta o autoclave estacionaria Recipiente vertical

Tratamientos a altas temperaturas En empaque Retorta o autoclave estacionaria Recipiente horizontal

Procedimientos Operacionales del Autoclave Es fundamental una distribución de temperatura uniforme al medio de calentamiento dentro de la cámara Tiempo de proceso comienza cuando se alcanza la temperatura de proceso

Autoclaves Trabajan bajo presión y temperaturas superior a agua hirviendo Medio de calentamiento es vapor.agua hirviendo o mezcla de aire y agua para transferir el calor

Vapor como Medio de Calentamiento Es importante remover el aire porque es menos eficiente que el vapor para calentar Este procedimiento se conoce como “remoción del aire” o “ventear el autoclave” El vapor tiene una cantidad de calor o “energía almacenada” que cuando se condensa disipa a los alrededores, cosa que el aire no logra

Presión de aire Aplicación de sobrepresión ¿Porqué utilizar sobrepresión? La sobrepresión evita daños al envase y la pérdida de hermeticidad del sello durante el proceso. Además mantiene la integridad del los envases. Expansión térmica

PREGUNTAS?