UNIVERSIDAD DE SONORA

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1 UNIVERSIDAD DE SONORA Unidad Regional Centro División de Ingeniería Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia Asignatura: Ingeniería de Alimentos Clave: 9687 Antecedente: Bioquímica de Alimentos Consecuente: Ninguna Créditos: 6 (2 h de Modalidad: Semipresencial Horas Semana: 4 Horas curso: 64 teoría y 2 de taller) Modalidad enseñanza-aprendizaje: Curso / Taller Departamento de Servicio: Ingeniería Química y Metalurgia Eje de formación: Especializante Carácter: Optativa Competencias específicas a desarrollar del docente: Identifica, analiza y diagnostica el efecto o impacto de las variables de un proceso físico y/o químico. Analiza y resuelve problemas relacionados con los cambios fisicoquímicos de materia y energía. Capacidad para interpretar y evaluar datos derivados de observaciones y mediciones, relacionándolos con la teoría para explicar los fenómenos físicos y/o químicos. Aplica técnicas de simulación y optimización para determinar los valores más convenientes de las variables de interés en un proceso físico y/o químico. Conocimiento de las fronteras de la investigación en la Ingeniería Química y sus aplicaciones.

2 Introducción: La asignatura Ingeniería de los Procesos Alimentarios tiene la finalidad de contribuir a que los estudiantes de Ingeniería Química tengan una formación en los principios fundamentales de los procesos de conservación de alimentos, conocimientos de cálculos y de la física aplicada en el diseño de equipo utilizado en la industria de alimentos. Así como, obtener el comportamiento reológico y matemático de los cambios de los constituyentes de un alimentos durante su procesamiento o almacenamiento. En la unidad uno se presenta la importancia de la ingeniería de alimentos en la industria y con el resto de las asignaturas del plan de estudios y formación del estudiante. En la unidad dos se presentan los parámetros cinéticos a considerar en el procesamiento o almacenamiento de los alimentos. En la unidad tres se muestra como obtener los coeficientes de transferencia de agua en un alimento en las operaciones de conservación y tratamientos térmicos a las que son sometidos los alimentos, aplicando las leyes de Fick s. En la tercera unidad se analizan las propiedades a considerar de un alimento durante su congelación, las ecuaciones que predicen el tiempo de congelación y el procedimiento de cálculo para el diseño de las dimensiones y capacidad de un congelador a nivel industrial. En la cuarta unidad se analizan los principios básicos de la deshidratación de un alimento y de las ecuaciones para la predicción del tiempo de secado para el diseño de las dimensiones y capacidad de un secador a nivel industrial, aplicando balances de masa y energía. En la quinta unidad se consideran los métodos reológicos a considerar para evaluar la calidad de textura y/o viscosidad de un alimento. Propósito: La materia aplica los conocimientos de las asignaturas profesionalizantes de la ingeniería química, proporcionando los conocimientos básicos para evaluar la calidad de un alimento y del diseño de equipo, donde se involucran los cambios de energía en los procesos físicos y químicos al que es sometido un alimento. Objetivo General: Aplicar los principios de la ingeniería química en los procedimientos de cálculos para la predicción de la calidad de un alimento y del diseño de equipo involucrado en los procesos físicos o químicos al que es sometido. Objetivos Específicos: 1. Determinar el comportamiento matemático de la lixiviación y degradación de los nutrientes de un alimento durante su procesamiento. 2. Introducir al estudiante en el campo de la ingeniería de los alimentos en relación al diseño de equipo de congeladores y secadores industriales, mediante las aplicaciones de: Principios Termodinámicos y transferencia de calor. 3. Que el alumno desarrolle un entendimiento de los mecanismos de flujo y de deformación

3 (REOLOGIA) en los productos alimenticios, así como los procedimientos y equipos para un control de calidad cuando son sometidos a procesos físicos o químicos. 4. Trabajar en equipo en forma responsable, empática, colaborativo, proactivo, y tolerante para la solución de problemas y análisis de situaciones o casos donde se involucre la calidad de un alimento, así como en procedimientos de cálculos para el diseño de equipos. Así mismo deberá comunicarse de forma oral y escrita apropiadamente en español e inglés, tener conocimiento de las tecnologías de la información y la comunicación.

4 Unidad de Competencia I. Introducción Unidades de Competencias Unidad de Competencia II. Cinética de las reacciones en el procesamiento de alimentos 2.1. Constante de velocidad de reacción 2.2. Energía de activación Unidad de Competencia III. Fundamentos de transferencia de masa en el procesamiento de alimentos 3.1. Primera Ley de Fick s 3.2. Segunda Ley de Fick s Unidad de Competencia IV. Termodinámica de la congelación de alimentos 4.1. Disminución del punto de congelación 4.2. Cambios de entalpia durante la congelación 4.3. Propiedades térmicas de los alimentos Calor específico Conductividad térmica 4.4 Predicción del tiempo de congelación Ecuación de Plank Modificaciones a la ecuación de Plank 4.5. Diseño de equipo de congeladores Unidad de Competencia V. Deshidratación de alimentos 5.1. Principios básicos de la deshidratación Cantidad de calor necesaria para la evaporación Rendimiento de un secador Psicrometría Contenido de humedad en equilibrio Curva de secado 5.2. Diseño de secadores tipo tunel 5.3. Balances de masa y energía e un secador tipo túnel y su aplicación Unidad de Competencia VI. Reología 6.1. Definición e importancia 6.2. Conceptos básicos 6.3. Tipos de pruebas reológicas 6.4. Viscoelasticidad-Modelos reológicos 6.5. Reología de Masas 6.6. Viscosidad-Tipos de viscosímetros

5 Evaluación: criterios generales para la acreditación del curso: Asistencia a clases 5% Exámenes (4 parciales) (50%) Asignación de problemas específicos y tareas en grupo (15%) Proyecto (30%) Se recomienda visita industrial a planta congeladora y/o de secado Bibliografía: Batty, J.C. y Folkman, S.L. Food engineering fundamentals. Ed. John Wiley &Sons. Capítulo 15 (secador de lecho fluidizado). Brennan J.G., Butters J.R., Cowell N.D. y Lilly A.E.V. Las Operaciones de la Ingeniería de los Alimentos., Ed. Acribia. Capítulo 13 (Deshidratación). De Man, Reology and Texture in Food Quality. Capitulos 1 y 2 Earle, R.L. Ingeniería de los alimentos. Ed. Acribia. Capítulo 2 ( balance de materia y energía). Gruda, Z. y Postolski, J. Tecnología de la Congelación de los Alimentos. Ed. Acribia. Capítulo 2 (fotos de equipos) y capítulo 3 (Tecnología de la congelación de alimentos). Heldeman Deenis R y Singh R.P. Food Process Engineering. Ed. AVI. Publ. Co. Capítulos 1,2, 4 y 6. Sharma, S.K., Mulvaney, S.J. y Rizvi, S.S.H. Ingeniería de alimentos. Ed. Limusa Wiley. Capítulo 13 (secado). Tipo (básica o complementaria) Complementaria Básica Básica Complementaria Complementaria Básica Complementaria

6 Desarrollo de las competencias Resultados del aprendizaje Comprensión de la importancia de la ingeniería de alimentos en el desarrollo de procesos físicos y químicos Predecir analíticamente la cinética de cambio de los nutrientes de un alimento durante su procesamiento o almacenamiento. Actividades educativas SEMANA 1 Exposición de contenidos y ejemplos por el maestro. Así como discusión grupal SEMANA 2 Discusión grupal, analizando y resolviendo Exposición de artículo científico por parte del estudiante de la aplicación de parámetros cinéticos en el procesamiento de alimentos. 4 4 Volumen de trabajo del estudiante calculado en horas Evaluación Proyecto 1, ejemplos de aplicación de la ingeniería en los procesos de alimentos. Proyecto 2, análisis de artículo científico de la aplicación de parámetros cinéticos en el procesamiento de alimentos. Predecir la lixiviación de nutrientes de un alimento mediante el cálculo de los coeficientes de difusiividad en los cambios físicos o químicos. SEMANA 3 Discusión grupal, analizando y resolviendo Exposición de artículo científico por parte del estudiante de la aplicación de las leyes de Fick s en la lixiviación de nutrientes durante su procesamiento. 4 Proyecto 3,. Análisis de artículo científico de la aplicación de las leyes de Fick s en la lixiviación de nutrientes durante su procesamiento. Predecir el punto de congelación de un alimento, considerando aspectos termodinámicos. Predecir los cambios de entalpia de un alimento durante su congelación. SEMANA 4 Discusión grupal y resolviendo SEMANA 5 4 Proyecto 4, determinación del punto de congelación de un alimento, aplicando métodos termodinámicos. 4 Proyecto 5, determinación analítica del cambio de entalpia de una alimento durante su congelación.

7 Predecir las propiedades térmicas de un alimento Conocer ecuaciones para determinar los tiempos de congelación y de sus factores. Diseñar las dimensiones y carga térmica de un congelador a nivel industrial. SEMANA 6 Discusión grupal y resolviendo SEMANA 7 Discusión grupal y resolviendo SEMANA 8 Discusión grupal y resolviendo Exposición por parte de los estudiantes de artículos científicos de los efectos de la congelación en diferentes tipos de equipos en alimentos. Presentación de video de la congelación de frutas y hortalizas, utilizando un congelador de lecho fluidizado (IQF). 4 Proyecto 6, aplicación de las propiedades térmicas de los alimentos en el diseño de equipo. 4 Proyecto 7, cálculo y análisis del tiempo de congelación por varios métodos. 4 Proyecto 8, diseño de las dimensiones y carga térmica de un congelador a nivel industrial y su representación en escala en maqueta. Formulación de cuestionario para una visita de una planta congeladora. Reporte de la visita industrial a la planta congeladora. Calcular la cantidad de calor necesaria para la evaporación de humedad en un secador y su rendimiento. SEMANA 9 4 Proyecto 9, cálculo del rendimiento de un secador tipo túnel para el secado de frutas u hortalizas.

8 Conocer las etapas de la curva de secado y la predicción del tiempo de cada una de ellas. Así como la aplicación de las isotermas de absorción y desorción de humedad en equilibrio. SEMANA 10 Presentación por parte del estudiante un artículo científico del efecto del secado en la calidad de los alimentos. 4 Proyecto 10, Determinar la curva de secado de un alimento en un secador de bandejas a nivel laboratorio y su efecto en la actividad de agua, color y aceptación. Diseñar las dimensiones y capacidad térmica de un secador tipo túnel para frutas y hortalizas SEMANA 11 Discusión grupal, y resolviendo Presentación de videos por estudiantes del secado a nivel industrial de frutas, hortalizas y de carne. Visita industrial de una planta de secado. 4 Proyecto 11, diseño de un secador industrial tipo túnel para alimentos, Formulación de cuestionario para una visita de una planta de secado. Reporte de la visita industrial a la planta de secado. Conocer la aplicación de la reología en el procesamiento de alimentos y su importancia como control de calidad. Conocer los tipos de pruebas y modelos reológicos aplicados en el procesamiento de alimentos. SEMANA 12 SEMANA 13 Presentación por parte de los estudiantes de un artículo científico de la determinación de parámetros reológicos, como la textura, en el procesamiento de alimentos. 4 Proyecto 12, aplicaciones de la reología en alimentos. 4 Proyecto 13, análisis de un artículo científico de la determinación de parámetros reológicos, como la textura, en el procesamiento de alimentos.

9 Dominar las pruebas reológicas aplicadas en masas. SEMANA 14 Discusión grupal, Visita al laboratorio de reología del Departamento de investigación y posgrado en alimentos de la universidad de sonora. 4 Proyecto 14, Determinación de los parámetros reológicos de una harina de trigo en un farinógrafo o en un alveógrafo. Dominar las pruebas reológicas aplicadas en masas. Dominar los métodos para la determinación de viscosidad de líquidos y de masas de harina de cereales. SEMANA 15 Visita a una planta harinera como molino la fama, considerando el proceso y control de calidad reológico. SEMANA 16 Visita al laboratorio de reología del Departamento de investigación y posgrado en alimentos de la universidad de sonora. 4 Proyecto 15, formulación de cuestionario para una visita de una planta harinera Reporte de la visita industrial a la planta harinera. 4 Proyecto 16, determinación de la viscosidad de un alimento líquido como miel de abeja, cátsup,etc en un viscosímetro rotacional. PERFIL ACADÉMICO DESEABLE DEL RESPONSABLE DE IMPARTIR LA ASIGNATURA Profesionista en el área de la materia, de preferencia con estudios de posgrado y experiencia académica y laboral.