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Francisco Javier Cárdenas Marín
hace 5 años
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1 ii RESUMEN Las investigaciones sobre procesos térmicos y optimización de los mismos han sido muy amplias pero enfocadas específicamente en un tipo particular de envase y proceso. La hojalata ha sido el envase tradicional para productos en conserva, el cual presenta algunas ventajas pero también desventajas como su elevado peso, mucho volumen en vacío, dificultades para utilizar formatos no normalizados, problemas de corrosión, entre otros. La búsqueda de nuevas opciones de envases ha llevado a desarrollar empaques flexibles como las bolsas retortables o autoclavables que se han desplazado en gran nivel al envase de hojalata. Los empaques autoclavables tipo pouch fueron inicialmente propuestos por los militares en EUA (MRE-meals ready to eat) alrededor de los años 1950, y llevado a la realidad para las tropas en batalla e incluso viajes espaciales a partir de Actualmente el empaque se comercializa en supermercados con varios productos presentando algunas ventajas sobre la lata tradicional. El empaque consiste en un material multicapa que permite ser llenado, sellado y esterilizado manteniendo la calidad del alimento sin exponerlo al medio externo hasta su consumo. El propósito de este trabajo es evaluar en forma comparativa el proceso de esterilización tradicional a vapor con el de esterilización a contrapresión aplicado a bolsas retortables o autoclavables.

2 iii ÍNDICE GENERAL Pág. RESUMEN.. ÍNDICE GENERAL ABREVIATURAS.... SIMBOLOGÍA..... ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE TABLAS..... II III V VI VII IX INTRODUCCIÓN CAPÍTULO I 1. GENERALIDADES Tratamiento térmico de conservas Los envases retortables en los alimentos Proceso de elaboración de atún en conserva en envases flexibles. 13 CAPÍTULO 2 2. MATERIALES Y MÉTODOS Atún tipo Albacora Materiales, equipos y métodos CAPÍTULO 3 3. PRUEBAS EXPERIMENTALES Diseño del experimento para determinar pérdidas de parámetros de calidad 38

3 iv Variables y Niveles para pruebas experimentales Determinación de corridas experimentales Caracterización del atún tipo albacora empacado en envase flexible esterilizado en autoclave de espray de agua con sobrepresión Pruebas al empaque: Resistencia, Tensión Pruebas al producto: Contenido de tiamina, Carga microbiana Parámetros de proceso de esterilización Aplicación del tratamiento de esterilización con vapor saturado Caracterización del atún tipo albacora empacado en envase flexible esterilizado en autoclave de vapor saturado Pruebas al empaque: Resistencia, Tensión Pruebas al producto: Contenido de tiamina, Carga microbiana Parámetros de proceso de esterilización. 56 CAPÍTULO 4 4. ANALISIS DE RESULTADOS Validación estadística de los resultados obtenidos Caracterización del producto final Balance térmico general y determinación de los índices de consumo Estimación de costos CAPÍTULO 5 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS

4 v ABREVIATURAS cm Centímetros lb Libra kg Kilogramo Kcal Kilocaloría g Gramos h Hora min. Minuto s Segundo ºC Grados centígrados F Grados Fahrenheit lb Libra U Coeficiente global de transferencia de calor p-value Estadístico P F Estadístico Fisher m 2 UFC FDA BTU Metro cuadrado Unidades formadoras de colonias Food and Drug Administration British Thermal Unit

5 vi SIMBOLOGÍA λ Conductividad térmica Bb Tiempo de Proceso de Stumbo. Cp Calor específico CUT Tiempo de levante. D Tiempo de reducción decimal. F 0 Factor de letalidad a 250 F F 1 fh g Ic JIc JIh L Pt Q t Ti Tr Tref Tret U US$ Z Minutos requeridos para destruir el microorganismo a la temperatura del autoclave Tiempo en minutos requerido para que la parte lineal de la curva atraviese un ciclo logarítmico Diferencia de temperatura entre la retorta y el alimento al final del calentamiento. Diferencia de temperatura entre la retorta y el alimento en el comienzo del enfriamiento. Factor de retraso de enfriamiento. Factor de retraso de calentamiento. Velocidad letal expresada en minutos a la temperatura de referencia por minuto a la temperatura del producto. Tiempo a partir del instante que el autoclave alcanza temperatura de trabajo hasta que se cierra la válvula de vapor Calor Tiempo. Temperatura inicial. Temperatura de la retorta. Temperatura de referencia. Temperatura de esterilización. Coeficiente global de transferencia de calor Dólares de Estados Unidos Incremento de temperatura necesario para que el tiempo de reducción decimal se reduzca a la décima parte.

6 vii ÍNDICE DE FIGURAS Pág. Figura 1.1 Curva logarítmica de supervivencia bacteriana.. 5 Figura 1.2 Curva de Tiempo de Destrucción térmica... 6 Figura 1.3 Curva TDT con valor Z Figura 1.4 Composición y Propiedades de las Bolsas Esterilizables. 9 Figura 1.5 Efectos de la presión interna en el envase.. 12 Figura 1.6 Clasificación del pescado.. 14 Figura 1.7 Almacenamiento Congelado.. 14 Figura 1.8 Descongelado Figura 1.9 Eviscerado Figura 1.10 Cocción Figura 1.11 Llenado Figura 1.12 Diagrama de flujo del proceso de atún en envases flexibles Figura 2.1 Albacora (Tunnus alalunga) Figura 2.2 Nueva pirámide nutricional Figura 2.3 Acumulador de datos Figura 2.4 Termocuplas tipo T y glándula de acceso Figura 2.5 Dimensiones del envase y ubicación de Termocuplas.. 22 Figura 2.6 Equipo para la prueba de presión interna Figura 2.7 Prueba de presión interna con el lado abierto conectado a la alimentación de aire. 28 Figura 2.8 Ubicación de los cortes para la prueba de fuerza de tensión de sello 28 Figura 2.9 Evaluación de resistencia a la tensión del sello Figura 2.10 Criterio de observación visual en la prueba de tensión de sello.. 30 Figura 2.11 Equipo de evaluación de aire residual Figura 2.12 Esquema del autoclave con sobrepresión por espray de agua 35 Figura 2.13 Autoclave modelo KM Grand Pack por espray de agua con sobrepresión. 36 Figura 2.14 Autoclave de vapor saturado Figura 3.1 Curvas de calentamiento para tratamiento con sobrepresión a 242 F (116.6 C) Figura 3.2 Curvas de enfriamiento para tratamiento con sobrepresión a 242 F (116.6 C), Figura 3.3 Curvas de calentamiento para tratamiento con sobrepresión a 238 F

7 viii (114.4 C), Figura 3.4 Curvas de enfriamiento para tratamiento con sobrepresión a 238 F (114.4 C) Figura 3.5 Curvas de calentamiento para tratamiento con vapor saturado a 242 F (116.6 C), Figura 3.6 Curvas de enfriamiento para tratamiento con vapor saturado a 242 F (116.6 C), Figura 3.7 Curvas de calentamiento para tratamiento con vapor saturado a 238 F (114.4 C), Figura 3.8 Curvas de enfriamiento para tratamiento con vapor saturado a 238 F (114.4 C), Figura 3.9 Albacora en empaque flexible con termocuplas para proceso con vapor saturado.. 58 Figura 4.1 Grafico de medias para la evaluación de Tiamina. 63

8 ix ÍNDICE DE TABLAS Pág. Tabla 3.1 Parámetros de Sellado de empaques Tabla 3.2 Diseño de experimento Tabla 3.3 Corridas experimentales Tabla 3.4 Resultados de la prueba de resistencia con esterilización con sobrepresión Tabla 3.5 Resultados de la prueba de tensión con esterilización con sobrepresión Tabla 3.6 Resumen estadístico para evaluación de resistencia en E1 (Tratamiento con sobrepresión a C).. 43 Tabla 3.7 Análisis de varianza para evaluación de resistencia a T114.4 C en tratamiento con sobrepresión.. 43 Tabla 3.8 Resumen estadístico para evaluación de resistencia en E2 (Tratamiento con sobrepresión a C) Tabla 3.9 Análisis de varianza para evaluación de resistencia a T 116 C en tratamiento con sobrepresión Tabla 3.10 Contenido de tiamina en muestras de Albacora con esterilización con sobrepresión.. 45 Tabla 3.11 Análisis microbiológico en pouches de Albacora con esterilización con sobrepresión.. 45 Tabla 3.12 Parámetros de proceso obtenidos de las curvas de calentamiento y enfriamiento en tratamiento con sobrepresión 49 Tabla 3.13 Resultados de la prueba de resistencia con esterilización con vapor saturado Tabla 3.14 Resultados de la prueba de tensión con esterilización con vapor saturado Tabla 3.15 Resumen estadístico para evaluación de resistencia en V1 (Tratamiento con vapor saturado a C) Tabla 3.16 Análisis de varianza para evaluación de resistencia a T C en tratamiento con vapor saturado.. 54 Tabla 3.17 Resumen estadístico para evaluación de resistencia en V2 (Tratamiento con vapor saturado a C) Tabla 3.18 Análisis de varianza para evaluación de resistencia a T 116 C en tratamiento con vapor saturado... 55

9 x Tabla 3.19 Contenido de tiamina en muestras de Albacora con esterilización con vapor saturado 55 Tabla 3.20 Análisis microbiológico en pouches de Albacora con esterilización con vapor saturado 55 Tabla 3.21 Parámetros de proceso obtenidos de las curvas de calentamiento y enfriamiento en tratamiento con vapor saturado. 58 Tabla 4.1 Análisis de varianza para los resultados de resistencia a la tensión 61 Tabla 4.2 Prueba de múltiple rangos 62 Tabla 4.3 Análisis de varianza para los resultados de contenido de Tiamina Tabla 4.4 Prueba de múltiple rangos para el contenido de Tiamina Tabla 4.5 Contenido de Tiamina en muestras de Albacora. Materia prima y conservas 63 Tabla 4.6 Parámetros de sellado de empaques Tabla 4.7 Parámetros de carga para empaques de 181 g Tabla 4.8 Cuadro comparativo de consumos y costos entre los diferentes tipos de autoclaves Tabla 4.9 Cuadro comparativo de costos entre envases de hojalata y bolsas retortables (US$)

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