ALUMNA: Rosas Soto Jessica MarlenePROFESOR: Genaro Iván Ceron Montes

TECNOLOGIA DE ENFRIAMIENTO TUNELES DE ENFRIAMIENTO

Los túneles de enfriamiento WOLF destacan por su gran capacidad refrigeradora y sus más altas medidas sanitarias. En todos los modelos se puede regular la temperatura del aire y la velocidad. Opcionalmente se puede utilizar agua fría circulante para el enfriamiento de la base. A petición, el enfriamiento por aire puede ser concebido como enfriamiento por radiación o convección. Una combinación de ambos métodos de refrigeración hace que el canal sea universalmente aplicable.

Las chapas de revestimiento en el bloque de accionamiento así como en los módulos inferiores de frío se pueden retirar fácilmente de cualquier lado para fines de limpieza y mantenimiento.

Regulación automática de la cinta para mayor seguridad de producción y larga durabilidad de las cintas de transporte. Enfriamiento intensivo por contacto en la base, a opción por aire frío o agua fría circulantes.Para fines de limpieza, las cubiertas de poliuretano libres de CFC pueden retirarse fácilmente sin necesidad de herramientas.Túnel tipo K Pura refrigeración por convección por encima del producto y refrigeración de contacto por debajo de la cinta de transporte

El aire circula horizontalmente sobre el producto.

Túnel tipo VK Pura refrigeración por convección por encima y por debajo del producto. El aire frío circula verticalmente sobre el producto que se encuentra sobre una cinta de cadena.

Túnel tipo SK Una combinación de refrigeración por radiación y convección por encima del producto y refrigeración de contacto por debajo de la cinta de transporte. El aire circula horizontalmente.

Túnel tipo WK

Túnel de enfriamiento de alta eficacia con refrigeración de contacto mediante agua fría en circulación por debajo de la cinta de transporte y refrigeración por convección forzada por encima del producto.

CAMARAS DE FRIO

En el proceso que va desde la elaboración hasta el consumidor, las mercaderías pasan por varias etapas, esto es, los componentes de la cadena de frío. La cámara de frío es hoy en día indispensable en la gastronomía y almacenamiento, porque solamente si se almacenan los productos frescos en cámaras de frío como corresponde, podrán ser llevados al consumidor como productos de primera calidad.

Debido a su sistema de construcción modular y una línea muy amplia de accesorios, desde las repisas hasta la unidad frigorífica lista para ser enchufada, las cámaras pueden adaptarse a cualquier necesidad. La fabricación en serie con modernas tecnologias, hace posible una alta calidad y precios ventajosos. Las cámaras de frío y frigoríficas son especialmente apropiadas para:- Hoteles, Hogares, Sanatorios y Hospitales- Restaurantes, Cafeterías, Cocinas Industriales y Bares- Mercados, Negocios y Supermercados- Carnicerías, Fábricas de Cecinas, Lecherías,Queserías, Panaderías, Pastelerías yProducción de Aves.

Cámaras de frío y frigoríficas para cada necesidadCon una múltiple gama de ofertas en tamano de cámaras de frío y frigoríficas,nos adaptamos a las distintas necesidades – comenzando desde el equipamiento en cámaras de frío y frigoríficas que necesita un pequeno Restaurant, hasta las demandas de Hospitales, Supermercados y Cadenas de Hoteles.A través de nuestro sistema de construcción modular con anchos desde 1500 mm y profundidades desde 1200 mm así como alturas de construcciones standard de 1250, 2450 y 2750mm, las cámaras de frío y frigoríficas son adaptables a distintas gamas de aplicación. Además está la posibilidad de alturas externas modulares desde 50 mm hasta 6000 mm de una pieza con un espesor de pared de 100 mm y 150 mm.Módulos de frío – el clima ideal para productos frescos sensibles.Las cámaras de frío pueden ser escogidas con un aislamiento térmico de 60 mm o 100 mm de espesor – para diferencias de temperaturas (esto es, la diferencia entre la temperatura del espacio interior de la cámara de frío y la temperatura del lugar de instalación) de 30 o 45 Kelvin. La espuma dura de poliuretano libre de FCkW (según protocolo de Montreal) es el mejor aislamiento térmico disponible,.que garantiza un bajo consumo de energía.

Para la gama de temperaturas desde + 15° C hasta + 2° C, el cliente puede obtener una unidad de frío KF-EM con regulación eléctrico-mecánica o, especialmente apropiado para mercadería sensible, la unidad de frío KS-MC con regulador micro computarizado (gama de frío desde +9° C hasta –9° C).Las unidades de frío están construidas de tal manera que regulan la humedad relativa del aire necesaria para el almacenamiento de alimentos.Unit-System – Técnicas de frío con nuevas posibilidades.Nos hemos hecho un nombre como especialista en consultas orientadas al usuario y entrega de lo que es necesario para una planta de frío.- Cámaras de mantenimiento modulares, de frío y- frigoríficas en distintos tamanos.- Unidades de frío listas para ser conectadas, para- mantenimiento, frío y frigoríficas regulables a través de- un microcomputador para bajo consumo de energía.- Estantes adaptables a las exigencias de la gastronomía,- industria y casa particulares.- Cámaras unitarias: con unidad completa de frío y estantes- listos para su uso, todo en óptimas condiciones.Para requerimientos especiales: aislación térmica de 150 mm de espesor.Para rangos de temperaturas hasta 50°C, ofrecemos cámaras frigoríficas con aislamiento térmico de 150 mm de espesor de poliuretano, que sirve hasta para una diferencia de temperatura de 70 KelvinLas cámaras de frío, listas para ser conectadas, con unidad de frío TK para rangos de temperaturas desde –10° C hasta –29° C están equipadas con un regulador electrónico, que ahorra tiempo al no tener que regularse manualmente. La regulación microcomputarizada hace posible el descongelamiento automático, con lo cual –en comparación con la regulación convencional por termostato – se puede ahorrar hasta un 25% de energía.

Con las cámaras combinables se economiza espacio y los precios son bajos.En la industria, los alimentos deben ser almacenados en forma separada, según las respectivas exigencias. Con las cámaras de frío y frigoríficas esto no representa problema. El sistema modular nos da la posibilidad de combinar cámaras de frío y frigoríficas en una cámara, simplemente con paredes divisorias. Así surge la unidad combinada : de una manera simple y económica.Vista de una cámara combinada: de la parte posterior que es la cámara de frío, da la vista a la cámara frigorífica, separadas por una división de un espesor de 100 mm para no tener pérdida en la aislación térmica y temperatura. Una solución que economiza energía para Restaurantes, Hoteles etc.Ahorro de costos de energía para nuestros tiempos.Las cámaras de frío, listas para ser conectadas, con unidad de frío TK para rangos de temperaturas desde –10° C hasta – 29° C están equipadas con un regulador electrónico, que ahorra tiempo al no tener que regularse manualmente. La regulación microcomputarizada hace posible el descongelamiento automático, con lo cual –en comparación con la regulación convencional por termostato –se puede ahorrar hasta un 25% de energía.

La carne de animales (bovinos, porcinos, peces, aves) después de sacrificados no siguen ningún proceso natural salvo el ataque de microorganismos que, a temperatura ambiente, atacan los tejidos. La carne deja de ser comestible en 2-3 días. También en este caso, manteniendo las carnes a bajas temperaturas, el proceso de deterioro se puede evitar y así consumir la carne varios meses después del sacrificio.

Planta frigorífica

El edificio de la planta tiene piso, paredes y techo recubiertos con varias capas de material plástico aislante y entre ellas una chapa metálica para impedir la filtración de humedad (vapor de agua). El edificio incluye:

1. Cámaras a un costado o a los dos de un corredor. Cada una con una puerta de cierre hermético manual o automática por la cual entran y salen los productos a enfriar. Para facilitar la circulación del aire frío que llega del evaporador ubicado encima del marco de la puerta se debe dejar libre 50 cm de la parte superior y 10 cm de las paredes. Los frutos que llegan de la cosecha pueden venir en cajones estibados o en cajas sobre palés (o pallets) cargados hasta una altura de 1,80 m las cajas vienen en pallets de 1,20 x 1,00 m que se estiban hasta una altura de 1,80 m. Hay diferentes modelos de cajas y diferentes medidas y modelos de palés incluso con armazones para aumentar la estabilidad. En el caso de palés sin refuerzos no es posible montar mas que 3 pisos. Los cuartos tendrán una altura de 6,50 m y el montacargas debe tener un mástil capaz de acomodar 3 pisos de palés. Cuando se planifica para 2 pisos, tendrá una altura de 4,50 m.

2. Corredor: No tiene evaporador. La temperatura reinante es intermedia entre la del exterior y la de los cuartos. El frío lo recibe por las paredes de los cuartos y a través de las puertas cuando se abren para sacar o introducir frutos. El ancho del corredor debe permitir una fila de palés o cajones preparados para entregar un pedido o en espera de introducir mercadería, y a la vez el movimiento del montacargas e incluso la posibilidad de girar 90º para entrar a las cámaras. Sobre el marco de las puertas hay termómetros, higrómetros y campanas de alarma para cuando la temperatura del cuarto sube más de lo fijado.

3. Sala de máquinas incluye:

compresor y su motor eléctrico,condensador con ventilador para enfriarlo, (cabe señalar que no siempre se encuentra al interior de la sala de máquinas debido a que debe liberar gran cantidad de calor, conforme la magnitud de la instalación)generador y compresor de emergencia capaz de mantener la temperatura reinante en los cuartos en caso de falla del equipo o de la corriente o desperfecto del compresor,tablero de mandos de la maquinaria y la iluminación.

1. Oficinas, vestuario y depósito de repuestos.

El frigorífico es una actividad de capital intensivo. El servicio a la inversión en edificio, aislamiento, instalaciones y maquinaria suma el 50% de los gastos. Otros gastos fijos (personal de mantenimiento y vigilancia, impuestos) suman 15%. Los gastos variables son sólo el 35%. El inversor debe asegurarse la ocupación de las cuartos.

Hay ventajas de escala: los costos del metro cúbico de cuarto frío disminuyen con el tamaño de las instalaciones.

Frigorífico de frutas y hortalizas

Para sacar el mayor provecho del almacenamiento en el frigorífico de frutas y hortalizas, hay que realizar correctamente operaciones previas en la cosecha y post cosecha, a saber:

Cosecha

El fruto debe ser cosechado al comenzar el período de maduración para que le quede, después de enfriado, el tiempo necesario para el empaque y las etapas de comercialización y al consumidor le llegue días antes de la completa maduración.

Durante la cosecha se debe evitar que el fruto reciba golpes. En fincas grandes el cosechador deposita el fruto en una bolsa de tela que lleva adherida a la cintura. Cuando está llena vuelca el contenido en cajones, situados entre las filas de los árboles, que pueden contener 300-400 kg de fruta. Los cajones que en el pasado eran de madera y ahora generalmente de plástico, son de diferentes medidas. Un modelo es de 1,60 x 1,05 m y 0,60 m de alto y otro 1,12 x 1,12 m y 0,80 m de alto, y tienen patas que encajan en el marco superior de un cajón inferior formando estibas. Un tractor, que tiene montado a la toma de fuerza hidráulica un aplique que lo transforma en un montacargas elevador, lo transporta a un camión y éste al patio techado del frigorífico. En fincas pequeñas el cosechador lleva una caja de plástico para 20 kg. Cuando la llena, la lleva a

un techado formando estibas y un camión las transporta al frigorífico. El daño a los tejidos por golpes o caídas no se notan en el momento pero el tejido dañado es atacado por bacterias y al poco tiempo se pudre, lo que daña a los frutos que están en la cercanía. En otros casos aparecen manchas en la piel.

Post Cosecha

Cuando el lote está programado para permanecer en el frigorífico muchos meses o está destinado a la exportación, se realiza una preselección. La base del equipo es una mesa con un tapiz rodante de goma. Personal a los costados de la mesa retira lo que no debe entrar en el lote, ya sea material dañado o tamaños inadecuados. Se puede completar el equipo con un volcador mecánico y un volcador a cajones de la mercadería seleccionada. Hay casos de fumigaciones para curar heridas o inhibir brotes, etc.

Parámetros

Cuatro parámetros determinan el comportamiento del fruto en el frigorífico: Temperatura, humedad relativa, tiempo de almacenamiento y si es climáticos o no. Se dan tablas con valores de temperatura y humedad relativa que deben reinar en el cuarto y el tiempo que es posible mantener a frutas y hortalizas. Los valores son aproximados, ya que varían con la variedad y el clima de la región.

Temperatura

Se puede indicar en forma general que las frutas y hortalizas de clima templado se deben mantener entre 0 °C y 4 °C y los de clima subtropical y tropical de 8 °C hasta 13 °C. Cuando se almacenan frutos con diferentes temperaturas, se tendrá que enfriar a la temperatura más alta por el peligro de deterioro. Las frutas tropicales y las verduras no prolongan su vida útil bajando la temperatura. Cuentan con la ventaja de un período de cosecha largo.

Humedad relativa

La gran mayoría requiere 95-98% de humedad. Si la humedad en la cámara es menor que la que corresponde, el aire toma humedad del fruto almacenado y éste al salir pesa menos que a la entrada y hay peligro que la piel se arrugue. Si llega al 100% hay peligro que al pasar por el evaporador parte de la humedad se congele.

Tiempo

Las que mejor responden al enfriamiento son las manzanas y peras (4-5 meses), zanahorias, cebollas y ajos (4-6 meses), papas y batatas hasta la cosecha del año siguiente. Mango, avocado y banano para la exportación se cosechan verdes, y van madurando hasta que llegan a destino. El banano que llega a destino verde, se madura en cuartos con etileno.

Etileno

El etileno es un hidrocarburo (C2H4) que una hormona exhala en determinados frutos en forma brusca al comenzar la maduración e influye acelerándola y dando características particulares de color y textura. Esos frutos son llamados climáticos. Los principales son:

De clima templado: manzana, pera, melón, sandía, ciruela, melocotón.De clima tropical: avocado, mango, banano, guayaba, kiwi, zapote.

Los no climáticos (que no producen etileno o muy poco) son: uva, oliva, cítricos, liche, piña, frutilla, cereza y hortalizas. Esto determina que no puedan madurar en la misma cámara diferentes frutos climáticos pues se

produce un aumento de la cantidad de etileno que apresura excesivamente la maduración y obliga a retirar fruta antes del tiempo programado. Los cuartos con manzanas tienen no solo cuartos separados sino entradas del exterior separadas con el kiwi.

Cámaras frigoríficas de aire controlado (Atmósfera Controlada)

Disminuyendo la proporción de oxígeno en el aire de la cámara, disminuye el ritmo de "respiración" de la fruta y ello permite prolongar el tiempo que la fruta permanece en el frigorífico. Uno de los métodos es reducir el oxígeno a 1%, remplazando el faltante con nitrógeno (gas inerte) y manteniendo constante el porcentaje de CO2. Firmas especializadas venden equipos apropiados que cambian la composición de la atmósfera de la cámara y controlan que no varíe durante todo el tiempo hasta la apertura. De esta forma se puede mantener la venta de manzanas y peras hasta la cosecha del año siguiente. En las publicaciones consultadas hay referencia a diferentes fórmulas y equipos que se aplican a otros frutos con el objeto de exportar en contraestación en contenedores con aire tratado, en barco, frigoríficos.Planificación del mercadeo

Productores que envían su producción al frigorífico tienen que planificar su política de mercadeo teniendo para elegir 3 alternativas:

1. Enviar la cosecha al mercado,2. mandar al frigorífico,3. mandar a Aire Controlado.

De acuerdo a las variedades que tiene, puede usar los 3 canales en proporciones diferentes de acuerdo a las características de las variedades que tiene y las del mercado: Un productor de 5 variedades puede decidir para su producción de variedad Orleans mandar 50% directamente al mercado, 25% a cámaras frigoríficas comunes y 25% a Ambiente Controlado mientras que de la variedad Johnatan enviar 10% al mercado, 30% a común y 60% a controlado. Las otras variedades tienen proporciones intermedias. El costo del enfriamiento en AC es el doble pero el aumento del costo es marginal tomando en cuenta el aumento de la producción que se consigue.

Enfriamiento rápido

A medida que baja la temperatura, la actividad de las bacterias disminuye y también el ritmo de respiración, por eso es importante llegar en el menor tiempo a +/- 10 °C. En el caso de peras y manzanas se permite llegar en 24 horas pero en muchos casos es necesario llegar más rápido. Para ello hay varias posibilidades, a saber:

Cámara de enfriamiento rápido: En frigorífico de varias cámaras se instala una con compresor más potente. La carga destinada a una cámara común se coloca primero en la de enfriamiento rápido que llega en pocas horas a alrededor de 10 °C.Corrientes de aire frío: En un túnel de aire frío con 100% de humedad se pasa la fruta ya acomodada en canastillas de plástico. Se aplica para frutilla y cereza.Agua fría (hydro cooling): El fruto se sumerge en piletas de agua fría que circula en circuito cerrado. Una cinta transportadora de tubos recoge el fruto lavado y enfriado y lo lleva a la planta de selección, clasificación y empaque y de allí al mercado o al frigorífico. Se aplica a zanahorias, nabo y rábano.Enfriado en vacío (vacuum cooling): Para hortalizas de hoja que no pueden pasar por túnel de aire ni agua. Se introduce la hortaliza empacada y acomodada en palés en un cilindro de hierro reforzado donde se hace un vacío de 4 mm de Hg (la presión atmosférica es de 760 mm de Hg). En las condiciones de baja presión, el agua de los tejidos se evapora. El calor latente necesario lo toma de las hojas enfriándolas. Hay además en el interior del cilindro un equipo de enfriamiento. Se aplica a lechuga, espinaca.

Frigorífico de flores

Las flores se cortan con tallo del arbusto, se acomodan en baldes con agua fría y se llevan al frigorífico del criadero. Si la finca es grande, se clasifican por variedad, color y largo del tallo. Se acomodan en cajas de cartón de acuerdo a pedidos y se envían enfriadas con 100% de humedad, en camión frigorífico, a clientes o Mercado central de Flores. La temperatura debe estar a pocos grados arriba de 0 °C. Si la finca es chica un camión recoge los baldes y los transporta al Centro de empaque regional. Un inspector controla la calidad, recibe las buenas y entrega recibo de variedad y cantidad.

Frigorífico de carne

La carne es uno de los componentes principales de la alimentación humana. Se consume de diferentes tipos de animales. Los principales son: vacunos, porcinos y aves de corral y en menor cantidad de ovinos, caprinos y conejos. Para poder ser consumidos deben pasar primero por el matadero donde se realizan diferentes etapas para obtener la carne y otros componentes.

Enfriar vacuno

El proceso del sacrificio de vacunos incluye: aturdimiento y desangrado por la vena yugular (la sangre se recoge). El animal se cuelga por las patas traseras de un carril montado sobre un riel. Las operaciones siguientes son: desollado de la piel (ésta es enviada al saladero para su conservación temporal), corte de las patas, corte de la cabeza (pasa a línea secundaria de procesamiento), extracción de las vísceras torácicas y abdominales (las destinadas al consumo humano o industrial pasan a línea de procesamiento lateral), corte de la carcasa a lo largo de la columna vertebral y finalmente lavado.

Durante todo el proceso, aún habiendo ventilación y enfriamiento del aire, la temperatura de la media canal es de 35-38 °C y si bien la carne del animal vivo es aséptica, el contacto del personal y sus herramientas con la carcasa traen bacterias que a esa temperatura se desarrollan rápidamente. En esas condiciones la carne tiene una vida útil de 1-2 días, insuficiente para llegar al consumidor. Es imprescindible bajar la temperatura, y por esa causa el matadero debe incluir cuartos frigoríficos para bajar la temperatura a 4 °C (7 °C en el interior de la sección más gruesa). La cantidad de cuartos es función del ritmo de trabajo del frigorífico, tomando en cuenta que el proceso dura de 24 a 36 horas según el tamaño de las medias canales y que la primera que entra al cuarto no debe esperar más de media hora hasta que comience el enfriamiento. Se puede establecer un proceso continuo con un túnel con cinta transportadora de tejido de acero inoxidable donde se depositan las medias canales, que reciben aire frío a contracorriente a 4-5 °C de temperatura. En estas condiciones la vida útil es de un máximo de 3-5 semanas. El matadero puede entonces establecer un centro de distribución con un stock de 2-3 semanas de producción para abastecer a mayoristas de ciudades vecinas y supermercados respetando que las entregas sean FIFO (primero que entra es el primero que sale).

CONGELACIONDesde la introducción de los alimentos congelados en los años treinta, cada vez se encuentra en los supermercados una mayor variedad de estos productos, desde verduras y hierbas congeladas hasta comidas precocinadas o fabulosos helados. En este artículo, Food Today analiza el proceso de congelación, su papel en la conservación de los alimentos, y el carácter práctico y variado de los productos congelados.

La utilización del frío para conservar los alimentos data de la prehistoria; ya entonces, se usaba nieve y hielo para conservar las presas cazadas. Se dice que Sir Francis Bacon contrajo una neumonía, que acabaría con su vida, tras intentar congelar pollos rellenándolos de nieve. Sin embargo, hubo que esperar hasta los años treinta para asistir a la comercialización de los primeros alimentos congelados, que fue posible gracias al descubrimiento de un método de congelación rápida.

¿Por qué la congelación conserva los alimentos y los mantiene seguros?

La congelación retrasa el deterioro de los alimentos y prolonga su seguridad evitando que los microorganismos se desarrollen y ralentizando la actividad enzimática que hace que los alimentos se echen a perder. Cuando el agua de los alimentos se congela, se convierte en cristales de hielo y deja de estar a disposición de los microorganismos que la necesitan para su desarrollo. No obstante, la mayoría de los microorganismos (a excepción de los parásitos) siguen viviendo durante la congelación, así pues, es preciso manipular los alimentos con cuidado tanto antes como después de ésta.

¿Qué efecto tiene la congelación en el contenido nutricional de los alimentos?

La congelación tiene un efecto mínimo en el contenido nutricional de los alimentos. Algunas frutas y verduras se escaldan (introduciéndolas en agua hirviendo durante un corto periodo de tiempo) antes de congelarlas para desactivar las enzimas y levaduras que podrían seguir causando daños, incluso en el congelador. Este método puede provocar la pérdida de parte de la vitamina C (del 15 al 20%). A pesar de esta pérdida, las verduras y frutas se congelan en condiciones inmejorables poco después de ser cosechadas y generalmente presentan mejores cualidades nutritivas que sus equivalentes "frescas". En ocasiones, los productos cosechados tardan días en ser seleccionados, transportados y distribuidos a los comercios. Durante este tiempo, los alimentos pueden perder progresivamente vitaminas y minerales. Las bayas y las verduras verdes pueden perder hasta un 15% de su contenido de vitamina C al día si se almacenan a temperatura ambiente.

En el caso de la carne de ave o res y el pescado congelados, prácticamente no se pierden vitaminas ni minerales debido a que la congelación no afecta ni a las proteínas, ni a las vitaminas A y D, ni a los minerales que ellos contienen. Durante su descongelación, se produce una pérdida de líquido que contiene vitaminas y sales minerales hidrosolubles, que se perderán al cocinar el producto a no ser que se aproveche dicho líquido.

¿Existe algún alimento que no debería congelarse?

La congelación puede dañar a algunos alimentos debido a que la formación de cristales de hielo rompe las membranas celulares. Este hecho no tiene efectos negativos en términos de seguridad (de hecho, también mueren células bacterianas), sin embargo, el alimento queda menos crujiente o firme. Entre los alimentos que no resisten a la congelación se encuentran las verduras para ensaladas, los champiñones y las bayas.

Foods with higher fat contents, such as cream and some sauces, tend to separate when frozen. Los alimentos con mayor contenido de grasa, como la nata y algunas salsas, tienden a cortarse cuando se congelan.

La congelación comercial es más rápida, gracias a lo cual los cristales de hielo que se forman son más pequeños. De esta forma, se reduce el daño ocasionado a las membranas celulares y se preserva aún más la calidad.

¿Durante cuánto tiempo podemos conservar los alimentos en el congelador?

Los alimentos pueden permanecer en un congelador doméstico entre 3 y 12 meses con toda seguridad y sin que su calidad se vea afectada. El tiempo varía dependiendo del alimento en cuestión; es conveniente seguir las indicaciones de la etiqueta del producto.

CONSEJOS PARA CONGELAR

Los congeladores deben estar siempre a -18°C o menos A diferencia de los frigoríficos, los congeladores funcionan mejor cuando están llenos y sin mucho

espacio entre los alimentos Es importante proteger los alimentos para evitar quemaduras de congelación utilizando bolsitas

especiales y recipientes de plástico. No introduzca alimentos calientes en el congelador ya que aumentaría la temperatura del congelador

afectando negativamente a otros alimentos. Deje enfriar los alimentos antes de congelarlos.

Asegúrese de que los alimentos congelados se hayan descongelado por completo antes de cocinarlos. Los alimentos que se han congelado y descongelado nunca deben volver a congelarse.

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.

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.

b) Inmersión: La superficie exterior del producto puede alcanzar temperaturas muy bajas sumergiendo el alimento dentro de un refrigerante líquido. Si el tamaño del producto es relativamente pequeño, el proceso de congelación se alcanza rápidamente en condiciones IQF. Para algunos alimentos concretos, con este sistema se consiguen menores tiempos de congelación que cuando se utilizan corrientes de aire o sistemas de lecho fluidizado. El proceso consiste en introducir el producto en un baño de líquido refrigerante y se transporta a su través, mientras que el líquido refrigerante se evapora absorbiendo calor del producto. Los refrigerantes más comunes son el nitrógeno, el dióxido de carbono y el Freón. Una de las mayores desventajas de los sistemas de congelación por inmersión es el costo del refrigerante, ya que éste pasa del estado líquido a vapor mientras se produce la congelación del producto, resultando muy difícil recuperar los vapores que se escapan del compartimento.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Ecuación de Planck.

La primera ecuación, y la más utilizada, para calcular tiempos de congelación fue propuesta por Planck(1913) y posteriormente adaptada al caso de alimentos por Ede (1949). La ecuación es:

donde es obvio que el tiempo de congelación tF aumentará cuando aumente la densidad , el calor latente de fusión HL y la dimensión característica a. Por otro lado, el tiempo de congelación disminuirá al aumentar el gradiente de temperatura, el coeficiente de transmisión de calor por convección hc y la conductividad térmica k del producto congelado. Las constantes P´ y R´ se utilizan para considerar el efecto de la forma del producto. La dimensión a es la anchura del producto para una lámina infinita, el diámetro para un cilindro infinito y el diámetro para una esfera.

Las limitaciones de la ecuación de la ecuación de Planck se deben principalmente al desconocimiento de los valores de los diferentes componentes de la ecuación. Los valores de densidad de alimentos congelados son difíciles de obtener o de medir. En la mayoría de las ocasiones, los calores latentes de fusión se consideran como el producto del calor latente del agua por el contenido en agua del producto alimentario. Aunque la temperatura de congelación inicial se encuentra tabulada para muchos alimentos, las temperaturas inicial y final del producto no se tienen en cuenta en los cálculos del tiempo de congelación. Además, no es sencillo encontrar valores precisos de la conductividad térmica k de muchos de los productos congelados.

Sin embargo, a pesar de todos estos inconvenientes la ecuación de Planck sigue siendo la más utilizada para calcular tiempos de congelación. Los demás métodos empíricos existentes son modificaciones de la ecuación de Planck surgidos con el fin de evitar algunas de sus limitaciones.

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.

El parámetro que más influye en el tiempo de congelación es el coeficiente de transmisión de calor por convección hc. Este parámetro puede utilizarse para variar los tiempos de congelación mediante modificaciones en el diseño del equipo, debiendo analizarse cuidadosamente su influencia.

Las propiedades del producto (TF,, k) influirán en los cálculos según lo indicado en la ecuación de Planck.

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.

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.

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.

TORRES DE ENFRIAMIENTOSon estructuras para refrigerar agua y otros medios a temperaturas próximas a las ambientales. El uso principal de grandes torres de refrigeración industriales es el de rebajar la temperatura del agua de

refrigeración utilizada en plantas de energía, refinerías de petróleo, plantas petroquímicas, plantas de procesamiento de gas natural y otras instalaciones industriales.

Con relación al mecanismo utilizado para la transferencia de calor los principales tipos son:

torres de refrigeración húmedas funcionan por el principio de evaporación, torres de refrigeración secas funcionan por transmisión del calor a través de una superficie que

separa el fluido a refrigerar del aire ambiente.

En una torre de refrigeración húmeda el agua caliente puede ser enfriada a una temperatura inferior a la del ambiente, si el aire es relativamente seco.

Con respecto al tiro del aire en la torre existen tres tipos de torres de refrigeración:

Tiro natural, que utiliza una chimenea alta. Tiro inducido, en el que el ventilador se coloca en la parte superior de la torre (impulsan el aire

creando un pequeño vacío en el interior de la torre). Tiro mecánico (o tiro forzado), que utiliza la potencia de motores de ventilación para impulsar el aire a

la torre (colocándose en la base).

Bajo ciertas condiciones ambientales, nubes de vapor de agua (niebla) se pueden ver que salen de una torre de refrigeración seca (ver imagen).

Las torres de enfriamiento usan la evaporación del agua para rechazar el calor de un proceso tal como la generación de energía eléctrica. Las torres de enfriamiento varían en tamaño desde pequeñas a estructuras muy grandes que pueden sobrepasar los 220 metros de altura y 100 metros de longitud. Torres más pequeñas son normalmente construidas en fabricas, mientras que las más grandes son construidas en el sitio donde se requieren.

Cuantitativamente, el equilibrio de material alrededor de un sistema de torre de refrigeración húmeda está controlado por las variables de funcionamiento estructurales tasa de flujo, evaporación y pérdidas por viento, tasa de trasegado, y ciclos de concentración:

M = Agua de la estructura en m³/h

C = Agua circulante en m³/hD = Trasegado de agua en m³/hE = Agua evaporada en m³/hW = Pérdida por viento de agua en m³/hX = Concentración en ppmw (de sales completamente solubles, normalmente cloruros)XM = Concentración de cloruros en el agua de la estructura (M), en ppmwXC = Concentración de cloruros en el agua circulante (C), en ppmwCiclos = Ciclos de concentración = XC / XM (sin dimensión)ppmw = partes por millón en peso

En el boceto anterior, el agua bombeada desde el depósito de la torre es el agua refrigerante encaminada a través de enfriadores del proceso y los condensadores en una instalación industrial. El agua fría absorbe calor de las corrientes calientes del proceso que necesitan ser enfriadas o condensadas, y el calor absorbido calienta el agua circulante (C). El agua calentada vuelve a la cima de la torre de refrigeración y cae en chorros finos – presentando gran superficie para su enfriamiento con el aire – sobre el material de relleno dentro de la torre. A medida que gotea, el contacto con el aire que sube por la torre, por tiro natural o forzado por grandes ventiladores. Este contacto provoca que una pequeña cantidad de agua sea pérdida por arrastre del viento (W) y otra parte del agua (E) por evaporación. El calor necesario para evaporar el agua se deriva de la propia agua, que enfría el agua a su regreso al depósito original y en donde queda a disposición para volver a circular. El agua evaporada deja las sales que lleva disueltas entre el grueso del agua que no ha sufrido la evaporación, lo que hace que la concentración de sales se incremente en el agua de refrigeración circulante. Para evitar que la concentración de sales en el agua llegue a ser demasiado alta, una parte del agua es retirada (D) para su vertido. Se suministra al depósito de la torre nuevo contingente de agua fresca (M) para compensar las pérdidas por el agua evaporada, el viento, y el agua retirada.

El equilibrio del agua en todo el sistema es:

M = E + D + W

Dado que el agua evaporada (E) no tiene sales, el equilibrio de cloruros del sistema es:

M (XM) = D (XC) + W (XC) = XC (D + W)

y, en consecuencia:

XC / XM = Ciclos de concentración = M ÷ (D + W) = M ÷ (M – E) = 1 + [E ÷ (D + W)]

De un equilibrio de calor simplificado de la torre:

E = C · ΔT · cp ÷ HV

where: HV = calor latente de vaporización del agua = alrededor de 2260 kJ / kgΔT = diferencia de temperaturas del agua de la cima de la torre a su base, en °Ccp = calor específico del agua = alrededor de 4.184 kJ / kg / °C

Las pérdidas por viento (W), en ausencia de datos del fabricante, pueden estimarse que son:

W = 0,3 a 1,0 % de C para torres de refrigeración de tiro natural.W = 0,1 a 0,3 % de C para torres de refrigeración de tiro inducido.W = alrededor de 0,01% de C si la torre de refrigeración tiene eliminadores del efecto del viento.

Los ciclos de concentración en las torres de refrigeración en una refinería de petróleo normalmente se encuentran entre el 3 al 7. En algunas grandes plantas de energía. Los ciclos de concentración de las torres de refrigeración pueden ser mucho más altos.