CINETICA DE CONGELACIÓN DE ALIMENTOS ALIMENTOS

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1 CINETICA DE CONGELACIÓN DE ALIMENTOS CURVA TIPICA DE CONGELACIÓN DE ALIMENTOS a 10 5 Temperatura ( C) Tramo a-b Periodo de pre-enfriamiento b Tramo b-c Periodo de cambio de fase c Tramo c-d Periodo de post-enfriamineto d Tiempo (min) 1

2 Inserción de termocuplas en el centro geométrico. Plancha infinita Cilindro largo Esfera Paralelepípedo CURVA DE CONGELACIÓN PARA DIVERSOS PUNTOS EVALUADOS Temperatura ( C) Centro Punto interior 1 Punto interior 2 Punto interior 3 Superficie Tiempo (min) 2

3 VELOCIDAD DE CONGELACION (IIR, 1972) La velocidad media de congelación de una masa de alimento es la razón entre la mínima distancia desde la superficie hasta el centro térmico y el tiempo transcurrido desde que la superficie alcanza 0 ºC hasta que el centro térmico alcanza 5 ºC por debajo de la temperatura inicial de formación del hielo; donde la profundidad es medida en cm y el tiempo en horas, expresándose la velocidad media de congelación en cm/h. 3

4 Clasificacion de los métodos de congelación de alimentos: Congelación lenta < 1 cm/h Congelación semirápida = 1-5 cm/h Congelación rápida (I.Q.F.).) = 5-10 cm/h Congelación ultrarápida > 10 cm/h TIEMPO DE CONGELACION DE ALIMENTOS Tiempo efectivo de congelación Tiempo requerido para congelar un producto desde una Tin hasta una Tfinal. También referido como: Tiempo de congelación Tiempo de residencia 4

5 Temperaturas finales de congelación en el centro térmico: Carnes rojas : -10 ºC Vegetales : -18 ºC Pescados y mariscos : -25 ºC Tiempo de congelación nominal Tiempo desde que la temperatura superficial alcanza 0 ºC hasta que el centro térmico alcance 10 ºC por debajo de la temperatura inicial de formación de hielo del producto. 5

6 Tiempo característico 7 Tiempo necesario para la temperatura en el centro térmico de la muestra cambie desde su punto inicial de congelación hasta que congele el 80% del agua libre existente. Agua libre = Agua total Agua no congelable Tiempo de arresto térmico Tiempo necesario para la temperatura en el centro térmico del producto cambie de 32 ºF (0 ºC) ) a 23 ºF (-5 ºC). Suministra información incompleta, desde que es sólo una fracción del tiempo total de formación de hielo en todo el producto 6

7 Temperatura ( C) Espesor = 22 mm Espesor = 30 mm Espesor = 25 mm Espesor = 28 mm Tiempo (min) Temperatura ( C) Espesor = 22 mm Espesor = 30 mm Espesor = 25 mm Espesor = 28 mm Tiempo (min) 7

8 8

9 Velocidad de cinta = largo cinta / tiempo de residencia 9

10 Tiempos de residencia (min( min) ) y velocidad de cinta (cm( cm/min) ) estimados en el congelador Temp. inicial del producto (ºC) Temperatura Final de Congelación (ºC) 22 Espesor Filete (mm) ,1 (31,05)* 17,3 (28,90)* 19,0 (26,31)* 20,4 (24,50)* 22,1 (22,62)* 23,7 (21,09)* 24,1 (20,74)* 25,9 (19,30)* ,9 (35,97)* 15,2 (32,89)* 14,4 (34,72)* 17,8 (28,08)* 19,1 (26,17)* 20,7 (24,15)* 21,0 (23,80)* 22,7 (22,02)* (*) Velocidad de cinta requerida considerando una longitud de 5 m inmersa en el alcohol etílico 10

11 Tabla 6. Capacidad física (kg/hr) estimadas del aparato congelador contínuo evaluado (Capacidad de Refrigeración = 28,65 kw). Temperatura inicial del producto (ºC) Temperatura Final de Congelación (ºC) Capacidad Física (kg/hr)

12 Tabla. Parámetros de congelación para filetes de Trucha Parámetro Espesor Filete Temperatura Inicial del Producto Propiedades Magnitud 28 mm 12 ºC Humedad Densidad Calor Específico Conductividad Térmica Punto Inicial de Congelación Fracción de Agua No Congelable Temperatura del Medio (Alcohol Etílico 95%) Coeficiente Total de Transferencia de Calor (U) Temperatura final de congelación 73,0 % b.h. 1053,8 kg/m ,7 J/kg K 0,484 W/m K -1 ± 0.2 ºC 8 % b.h. -50 ± 2 ºC 102 ± 3 W/m 2 K -30 ºC Factores que influyen sobre los tiempos de congelación 1) La temperatura del medio de congelación 2) La temperatura inicial y final del producto. 3) El tamaño y configuración del producto. 4) El coeficiente convectivo de transferencia de calor. 5) Las propiedades termofísicas del producto (densidad, conductividad térmica y calor específico y el cambio de entalpía). 12

13 EQUIPOS DE CONGELACION CONGELADORES POR CONTACTO DIRECTO En estos equipos el alimento se pone en contacto con una placa o banda metálica desde donde se realizará la transmisión térmica por conducción. Aseguran un tiempo corto de congelación siempre que el producto sea un buen transmisor de calor y no posea demasiado espesor (50-60 mm) CONGELACION Congeladores de placas Congeladores de bandas Congeladores de tambor 13

14 CONGELACION CONGELADORES POR AIRE El aire es el sistema más común de congelación. Túneles Túneles de congelación Congeladores de banda transportadora Congeladores de lecho fluidizado 14

15 15

16 CONGELACION CONGELADORES CRIOGENICOS Estos congeladores se diferencian de los anteriores en que no necesitan ser conectados a un sistema mecánico de producción de frío. El medio de transferencia de calor es generalmente nitrógeno líquido,, almacenado en la proximidad del equipo. 16

17 CONGELACION CONGELADORES CRIOGENICOS Con este sistema se obtienen altas velocidades de congelación. Se pueden encontrar congeladores por nitrógeno líquido que trabajan por inmersión o pulverización del líquido criogénico. 17

18 CONGELACION En un congelador por inmersión el producto se deposita sobre un transportador y se mantiene dentro de un baño de nitrógeno líquido a -196ºC entre 10 segundos y 4 minutos,, de acuerdo con el producto a congelar y con la profundidad de capa congelada que se requiera. CONGELACION a 18

19 CONGELACION a CONGELACION a 19

20 CONGELACION a CONGELACION a 20

21 CONGELACION a REFRIGERACION a 21

22 Modelo digital 3D de un turión de espárrago 22

23 Florete de Brócoli Modelado 3D Tallo Adición de pedúnculos Adición de yemas florales 23

24 Camarón (Gamba) Modelación 3D Camarón 3D Adición de patas y antenas 24

25 25

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