Tema 8- TRANSMISIÓN DE CALOR EN RÉGIMEN NO ESTACIONARIO.- TRATAMIENTOS TÉRMICOS T = f (t)

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Tema 8- TRANSMISIÓN DE CALOR EN RÉGIMEN NO ESTACIONARIO.- TRATAMIENTOS TÉRMICOS T = f (t)"

Susana Maestre San Martín
hace 6 años
Vistas:

1 Tema 8- TRASMISIÓ DE CALOR E RÉGIME O ESTACIOARIO.- TRATAMIETOS TÉRMICOS T = f (t) - ISTALACIOES -Sistemas discontinuos -Autoclaves -Sistemas continuos -Torres de esterilización -Autoclaves continuos -Autoclaves - Verticales - Horizontales - De vapor de agua - De agua caliente - Sin sistema de agitación - Con sistema de agitación

2 - Temperaturas características. Penetración del calor en el envase

3 - Penetración del calor en el envase. Factores Proceso Tipo de fluido calefactor -Vapor de agua -Agua caliente -Sobre el envase (coeficiente superficial de transmisión de calor) Sistema de agitación El valor más alto para este coeficiente se obtiene mediante la condensación de vapor de agua sobre envases metálicos. La agitación de los envases incrementa la transmisión de calor para determinados productos como líquidos viscosos y sólidos en el seno de líquidos. Producto aturaleza La naturaleza del producto condiciona la transmisión o penetración de calor mediante convección o conducción Temperatura inicial Cuanto más alta sea la temperatura inicial, antes se alcanzará la temperatura de trabajo Envase Materiales Hojalata, aluminio Vidrio, plástico La conductividad térmica de estos materiales determina la penetración del calor. Geometría Relación superficie / volumen la penetración de calor mejora al incrementarse dicha relación.

4 - Penetración del calor en el envase. Factores aturaleza del producto. Tipos de productos: - Líquidos de baja viscosidad que permiten la formación de corrientes de convección calentamiento rápido (zumo, leche, etc..) - Sólidos o líquidos de alta viscosidad en los que el calor se transmite por conducción calentamiento más lento.

5 - Penetración del calor en el envase PUTO CRÍTICO: punto del envase en el que el calentamiento sea mas lento. Alcanzándose el tratamiento diseñado en este punto se tendrá la seguridad de que todas las demás zonas del envase han recibido un tratamiento térmico de mayor intensidad. Localización Generalmente se admite que: En productos que se calientan por convección (fundamentalmente de naturaleza líquida y con baja viscosidad) en envases cilíndricos, el punto crítico se sitúa en el eje longitudinal a 1/5 de la altura medido desde la base. En productos que se calientan por conducción, en envases cilíndricos o de otras formas, el punto crítico se localiza en el centro geométrico. En productos del tipo sólidos en líquido de gobierno es necesario asegurarse que el centro del sólido de mayor tamaño situado en una zona central del envase recibe el tratamiento adecuado, siendo en dicho punto donde debe evaluarse el efecto.

6 Temperatura (ºC) A cada temperatura de producto se le asocia un valor letal L T entorno T producto0,0025 T i 90 0, L i 0,0015 0, , t (min) Efecto esterilizante ( F ) = área bajo la curva de L i F = Σ L i. t i L i = 10 (T i 121 ) / Z Tratamiento efectivo comparar con un tratamiento de referencia: F = n x D

7 3 Parámetros: D, Z y n Característicos de un microorganismo de referencia Microorganismos de referencia - Son aquellos que el tratamiento térmico debe destruir al tratarse, por lo general, de microorganismos alterantes o patógenos capaces de crecer en una conserva concreta. - Del conjunto de microorganismos capaces de crecer en una conserva concreta se toma como referencia al más termorresistente. - La termorresistencia de este microorganismo define la letalidad mínima que debe alcanzar el tratamiento. - La capacidad del microorganismo para crecer en una conserva concreta viene determinada por el ph del alimento: - ph > 4,5 Clostridium botulinum - ph < 4,5 Mohos y levaduras

8 - Parámetros D, Z y n. El modelo de Bigelow 1. Cinética de termodestrucción microbiana la velocidad de destrucción de los microorganismos por el calor es proporcional a d dt k Integrando la anterior ecuación diferencial entre un instante inicial (t = 0) donde la población es 0 y un instante genérico t, se tiene d 0 0 t k dt Ln Ln o = k t 0 Ln = k t 0 = e(k t) Tomando logaritmos decimales en ambos términos y despejando t. 0 log = k t log(e) 0 t = log 2,303 k 0 2,303 Para =, el tiempo de tratamiento es igual a. Este valor se denomina 10 k tiempo de reducción decimal, se designa por D y se define como el tiempo de calentamiento a la temperatura constante T, necesario para reducir 10 veces una población de microorganismos localizada en una zona puntual de sustrato.

9 En función del parámetro D la ecuación anterior toma la forma siguiente: 0 t = log D Despejando log se obtiene la ecuación: log = log o 1 D t Esta ecuación expresa que la representación gráfica del logaritmo de microorganismos supervivientes en función del tiempo de exposición a una temperatura constante T, se ajusta a una línea recta de pendiente 1 D y log o como ordenada en el origen. log log 0 log ( 0 /10) T log i log ( i /10) log f 0 D D t (min) Figura 4.1. Curva genérica de supervivencia de una población microbiana bajo el efecto de una temperatura T.

10 Ejemplo práctico. Cálculo del parámetro D a una temperatura constante 4.- Calcula el valor del tiempo decimal de termodestrucción a 116 ºC (D 116 ) de un microorganismo a partir de los siguientes datos de supervivencia: Duración del tratamiento úmero de viables 5 340, , ,0 20 4,5 25 1,3 5.- Evalúe matemáticamente el valor de D a 100 ºC con la siguiente información. tiempo (min) (esporas/g) ,33

11 Parámetro Z Si el ensayo anterior se repite a diferentes temperaturas, se podrán calcular los valores de D para cada una de ellas. Representando estos valores en coordenadas semilogarítmicas en función de la temperatura del ensayo se obtiene también una relación lineal del tipo siguiente: log D T log D Ti log D T = 1 Z T + cte 1 log (D Ti /10) T i T i +Z T (ºC) Figura 4.2. Curva de tratamientos de efecto equivalente. Z El parámetro Z expresa la capacidad relativa de resistencia al calor de la población microbiana y representa el incremento de temperatura medido en grados centígrados necesario para reducir 10 veces el tiempo de reducción decimal.

12 Ejemplo práctico. Cálculo del parámetro Z con varios valores de D 6.- Evalúe matemáticamente el valor de Z con la siguiente información. Temperatura (ºC) D (min) , ,47 115,5 4,92 118,3 2, ,23

13 Parámetro n (factor de reducción) 0 n = log 0 log f = log f Tabla 4.3. Factores de reducción recomendados para algunos microorganismos de referencia. Microorganismo ph de la conserva T (ºC) D (min) Z (ºC) n Clostridium botulinum > 4, ,1-0,2 0,1-0,3* Clostridium sporogenes > 4, ,1-1,5 0,8-1,5* Clostridium thermosaccharolyticum > 4, * Bacillus stearothermophilus > 4, * Bacillus coagulans 4-4, ,01-0,07 0,01-0,07* Clostridium pasterianum 4,2-4, ,1-0,5 0,1-0,5* * * ,5* ,5-10* * * 12* 5* 5* 5* 5* 5* Adaptación de las fuentes de Stumbo (1973) y Brennan et al.* (1998).

14 Parámetro n La expresión de un tratamiento térmico en función de los parámetros anteriores es: F = t = n D Problemas

Documentos relacionados

Título: EVALUACIÓN DE TRATAMIENTOS TÉRMICOS EN LA FABRICACIÓN DE CONSERVAS VEGETALES

Título: EVALUACIÓN DE TRATAMIENTOS TÉRMICOS EN LA FABRICACIÓN DE CONSERVAS VEGETALES Autores: Pérez-Aparicio, Jesús (Dr. Veterinario); Rodríguez Partida, Vanesa (Lcda. Ciencias Biológicas); Toledano-Medina,