Introducción. Validación de tratamientos térmicos. Qué se valida? Qué variables se validan? Validación v/s Vida útil

Documentos relacionados
Shell Térmico Oil B. Aceite para transferencia térmica

Tratamientos térmicos (TT) por aplicación de calor

Requisitos para exportar alimentos de baja acidez a los EE.UU.

Colectores Solares Planos Colectores de tubos de vacío

Empaques para Esterilización. Ing. Jaime Zohrer

C. Congeladores de cinta. 1. Congeladores de banda transportadora

Deterioro microbiano de alimentos. Edgar E. Ugarte

PROCESO Y ELABORACION DE ALIMENTOS ENLATADOS. Ing. Martha Craules Reyes

Conductos textiles para climatizacion

PROBLEMARIO No. 2. Veinte problemas con respuesta sobre los Temas 3 y 4 [Trabajo y Calor. Primera Ley de la Termodinámica]

Temperatura. Refrigeración

La energía interna. Nombre Curso Fecha

El propósito principal de la deshidratación de alimentos es prolongar la durabilidad

Aplicaciones de los radisótopos a la industria

Aurum.Process.Technology

Conservantes y técnicas de Bioconservación como alternativas más saludables

La radiación es la energía de calor transferida por radiación electromagnética. Depende del medio en el que ocurra, de las temperaturas relativas y

ENVASES Y EMBALAJES PARA PRODUCTOS PESQUEROS DE EXPORTACIÓN

APLICACIONES DEL AIRE COMPRIMIDO

SISTEMAS DE PASTEURIZACION

6. 5. Trazabilidad del proceso de esterilización

Paula Sceni Mariana Capello. Vida útil

QUÉ ES LA TEMPERATURA?

LA CALIDAD EN LOS ZUMOS Y NÉCTARES DE FRUTAS

Capítulo 10: ciclos de refrigeración. El ciclo de refrigeración por compresión es un método común de transferencia de calor de una

FICHA DE ESPECIFICACIONES TECNICAS. Edición: 1 Canal: Instituciones / Línea: Ensaladas en pote Fecha: Pag 1 de 6

Tema 3. Máquinas Térmicas II

EN INGENIERÍA QUÍMICA

Caudalimetros Ultrasónicos y de Efecto Doppler CO3 Ingenieros S.A. de C.V.

Tubería interior. Tubería interior

Autoclaves de esterilización con contrapresión y refrigeración AES-RFG

Enfoque al concepto de envasado aséptico para lograr un mayor control del riesgo

Equipos y Sistemas de Control de Calidad en ALIMENTACION

CATÁLOGO DE CINTAS TRANSPORTADORAS

ESTACIONES DE SERVICIO DE AUTOCONSUMO. Isométrico de Tanque de Almacenamiento Para Líquidos Inflamables y Accesorios

FUNDAMENTOS DE REFRIGERACION

Válvula de compuerta en acero

CALOR Y TEMPERATURA CALOR

PAPEL EN LA TECNOVIGILANCIA

COMPRESORES. 1) Tipos de Compresores 2) Partes Básicas de un Compresor 3) Mantenimiento de un Compresor 4) Cuestionario para los Alumnos

DISEÑO DE CÁMARAS FRIGORÍFICAS

ESTERILIZACIÓN. Dra. FLOR TERESA GARCÍA HUAMÁN

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PUEBLA

TUBERIAS CORRUGADAS HDPE CDP-DELTA / CSP-DELTA

Físicos. Químicos. Farm. Especialista Nora Graña 1

CARACTERISTICAS Y TIPOS DE HELADAS TARDIAS, BASES PARA TOMAR DESICIONES

1 TERMODINAMICA Departamento de Física - UNS Carreras: Ing. Industrial y Mecánica

PROGRAMA ANALÍTICO TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS

FICHA TÉCNICA DE PRODUCTO FT-023 BURN MOCCA

DESINFECCION. Eliminación de los microorganismos presentes en el agua.

Trigeneración en la industria alimenticia

Procesamiento térmico. Tipos de autoclave.

HIDRAULICA DE POTENCIA. Unidad 1. Bases físicas de la hidráulica

INTERCAMBIADORES DE CALOR. TIPOS Y CLASIFICACIÓN. Operaciones Unitarias I. Prof Pedro Vargas

Compresor. PROFESOR: JUAN PLAZA L. FUNDAMENTOS DE NEUMATICA.

Procesos de fabricación de materiales de envases

Transformadores de distribución tipo poste trifásicos

Horno de Soldadura por Convección Total modelo A10

Válvula anticipadora de onda de dispara hidráulico. RECOMENDACIONES DE INSTALACION

TRANSFERENCIA DE CALOR

Productos de Fibra Cerámica para Aplicaciones de Alta Temperatura

-aproximadamente 60% del organismo humano. -componente mas abundante en la mayoría de los alimentos

Carrera: Ingeniero Químico Asignatura: Ingeniería de Alimentos. Área del Conocimiento: Acentuacion Alimentos. Ingeniería de Alimentos

CURSO INTRODUCCIÓN A LOS ADHESIVOS HOT-MELT. Relator: Edifonso Moreira Mujica Technical Sales

JUNTAS DE EXPANSION METALICAS

Esterilización y limpieza

LINDE GAS GROUP LIDERES MUNDIALES EN GASES

ADAPTACIÓN CURRICULAR TEMA 11 CIENCIAS NATURALES 2º E.S.O

AGRADECIMIENTOS DEDICATORIA ABSTRACT

Nuevos envases co-inyectados para el envasado de alimentos con sistemas activos y de alta barrera

PROCESO DE EXTRUSIÓN PROCESOS II ING. CARLOS RODELO A

SOLUCIONES EN MATERIALES COMPUESTOS. Poliester Reforzado con Fibra de Vidrio (PRFV)

Tema 2 AHORRO EN CONSUMO DE ENERGÉTICOS MANTENIMIENTO

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD MÁXIMA: METODO DEL PICNOMETRO: UNE EN

PRINCIPIOS DE LA NEUMÁTICA

FICHA TÉCNICA DE PRODUCTO FT-015 AQUARIUS


PRINCIPIOS DE TRATAMIENTO TERMICO EN ALIMENTOS. Agosto 2012

TRABAJO DE FÍSICA ELECTIVO CUARTO NIVEL

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

DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, EMPLAZAMIENTO Y MONITOREO DE UN SISTEMA SOLAR PARA CALENTAMIENTO DE AGUA PARA PISCINA

Deterioro de leche, queso, yogurt y mantequilla

LEWATIT MonoPlus MP 500

A menudo, la generación de un movimiento rectilíneo con elementos mecánicos combinados con accionamientos eléctricos supone un gasto considerable.

ENERGÍAS ALTERNATIVAS. SOLAR Y EÓLICA

Módulo 2: Termodinámica. mica Temperatura y calor

Fundamentos en el correcto calentamiento de las viandas en hornos microondas.

INFORMACION PRELIMINAR DEL HELE SHAW HELE SHAW MODELO HS

CFB. Bancos fijos de capacitores. Baja tensión

Ensayo De Evaporadores

FICHA TÉCNICA DE PRODUCTO FT-134 AQUARIUS VIVE LIMA-LIMÓN

EQUIPOS PARA LA GENERACIÓN DE VAPOR Y POTENCIA

ANEXO 1. Tipos y Métodos de Aislamiento

PREPARACIÓN DE MEDIOS DE CULTIVO

OXIACED LTDA. Nombre del producto Mezcla para soldadura Nombre químico No aplica

MM02 - KIT DE MONTAJE: COMPRESOR DE ÉMBOLO (pag. N - 3) MM05 - MONTAJE Y MANTENIMIENTO: BOMBA DE DIAFRAGMA (pag. N - 9)

MANUAL DE INSTALACIÓN CALENTADOR SOLAR

Convección Problemas de convección 1.1. PROBLEMAS DE CONVECCIÓN 1

ELECTRODOS DE GRAFITO

FICHA TECNICA ATUN CLARO EN SALSA OLASAGASTI (2/400)

Transcripción:

ASPECTOS AVANZADOS EN VALIDACIÓN DE PRODUCTOS PROCESADOS TÉRMICAMENTE Introducción Validación de tratamientos térmicos Tiene por objeto caracterizar los tratamientos aplicados a los alimentos. Se obtiene un conocimiento detallado del perfil de temperaturas al interior de equipos o dentro de productos. Qué se valida? Validación microbiológica. Eliminación o reducción en el recuento de algún microorganismo patógeno o deteriorativo (bacteria, hongo / levadura, virus). Validación química. Reducción de actividad de enzimas (principalmente en frutas y vegetales). Validación física. Efecto del tratamiento aplicado sobre una característica del producto o envase (integridad, permeabilidad). Qué variables se validan? Validación v/s Vida útil Temperatura. Presiones. Deformación del envase. Humedades. Permeabilidad / cantidad de oxígeno. La validación de un proceso producto guarda relación principalmente con la seguridad del mismo y no necesariamente con su vida útil. Sin embargo una buena validación es un factor positivo para el logro de la vida útil esperada. 1

Necesidad de validación Procesos de esterilización alimentos de baja acidez tradicionales. Productos pasteurizados o acidificados. Productos cocido refrigerados o cocido congelados. Productos procesados asépticamente. Productos que se llenan en caliente (hot fill). Necesidad de validación Productos escaldados o que buscan inactivar enzimas. Productos procesados mediante barreras (aplicación de temperatura más agentes químicos, a W, atmósfera modificada). Productos en los que se busca mantener integridad o hermeticidad del envase Esterilización comercial Tipos de Procesos Térmicos Proceso en que se eliminan microorganismos patógenos y deteriorativos que son capaces de desarrollarse en condiciones normales de almacenamiento no refrigerado. Generalmente se eliminan: Hongos y levaduras. Bacterias patógenas. Esporas de Clostridium botulinum. Microorganismos deteriorativos mesófilos. Microorganismo patrón Clostridium botulinum Esterilización comercial Dentro de este tipo de procesamiento se incluye: Productos enlatados tradicionales. Productos procesados asépticamente. Pasteurización / Cocción Proceso en que se reduce el número de microorganismos patógenos y deteriorativos, de manera que el producto pueda tener una vida útil media a temperaturas de refrigeración y/o congelación o incluso temperatura ambiente. Algunos organismos patrón utilizados son: Listeria monocytogenes. Bacterias anaerobias butíricas. Virus hepatitis A Norwalk. Clostridium botulinum tipo B. Hongos y levaduras. 2

Penetración de calor Estas pruebas se pueden dividir en 2 etapas: Localización del punto frío (zona que se calienta más lentamente en el envase). Establecer el proceso térmico: Proceso (tiempo/temperatura) que logre la letalidad deseada en el punto frío del envase. Se deben tomar en cuenta los factores críticos del producto, envase y equipo. Periodicidad de las pruebas: cada vez que se alteren los factores críticos del producto, se cambie envase o el medio de procesamiento. Procesamiento Aséptico Procesamiento aséptico Se utiliza en productos fluidos homogéneos o con partículas como leche, jugos / puré de frutas o vegetales. El producto se calienta rápidamente a una temperatura y tiempo determinado para lograr su esterilidad comercial (HTST). Luego el producto se envasa sin recontaminarlo. El material de envasado utilizado es previamente esterilizado generalmente con peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) o energía ionizante (radiación). Procesamiento aséptico La validación de estos productos requiere una revisión exhaustiva de los equipos, especialmente si son alimentos de baja acidez. Se caracteriza el producto (viscosidad, ph, contenido de partículas, etc.) y se realiza una validación microbiológica del proceso térmico y llenado mediante inoculación. Se evalúan etapas de pre-esterilización del sistema previo al proceso, desvío de producto en casos de pérdida de esterilidad. 4

VALIDACION DE PRESION Y DEFORMACION DE ENVASES Procesamiento térmico - Presión Casi todo proceso de esterilización / pasteurización implica el uso de un programa de temperatura y presión. Si bien la variable crítica desde el punto de vista del proceso térmico es la temperatura la presión es crítica para mantener la integridad del envase. Procesamiento térmico - Presión En procesos con vapor saturado la presión está dada por la temperatura de proceso; sin embargo, en el enfriamiento la presión se compensa con aire comprimido. Este tipo de autoclaves se recomienda exclusivamente para el proceso de envases metálicos ya que estos soportan mejor el control no riguroso de la sobrepresión. Correspondencia entre presión y temperatura es importante en autoclaves vapor saturado. 5

Procesamiento térmico - Presión En otros tipos de autoclave (inmersión de agua, cascada / spray de agua, mezclas de vapor + aire) el control y perfil de sobrepresión es independiente de la temperatura durante todo el proceso. Estos autoclaves son adecuados tanto para el procesamiento de envases metálicos como para envases de vidrio y flexibles / semirígidos. Presión y deflexión La presión y deflexión son factores también utilizados en la validación de procesos térmicos. Son especialmente importantes en los productos con envases de vidrio y flexibles - semirígidos, aunque también en envases metálicos en donde por motivos de costo se reduce el espesor de la hojalata. Presión y deflexión Como objetivo se busca diseñar un tratamiento térmico / sobrepresión que: No dañe la hermeticidad o integridad del sello. No comprometa la forma del envase. No afecte las propiedades mecánicas o físicoquímicas del envase (permeabilidad). Presión y deflexión Cuando un producto en un envase hermético se calienta se genera un cambio en la presión interna y en su volumen. Los envases rígidos (metal) varían principalmente su presión interna ya que su volumen es prácticamente fijo (el envase se deforma controladamente y puede volver a su posición original). Los envases flexibles y semirígidos pueden variar su volumen ya las paredes del mismo permiten una deformación y la presión interna se ajusta a la presión del autoclave. Tipo envase Bandejas plásticas Envases plásticos Bolsas Rango de sobrepresión Kg/cm2 2.3 2.9 Bar 2.25 2.84 Kpa 225 284 Lb/plg2 32 40 Kg/cm2 2.9 Bar 2.84 Kpa 284 Lb/plg2 40 Kg/cm2 1.0 Bar 0.98 Kpa 98 Lb/plg2 15 Tolerancia 0.1 a 0.2 kg/cm2 0.4 a 0.5 kg/cm2 0.1 a 0.3 kg/cm2 6

Envase Semirígido Envase Rígido Presión autoclave Presión envase Presión autoclave Presión envase Problemas relacionados con presión y deformación Envases metálicos La diferencia de presión entre el interior y exterior del envase (autoclave) puede determinar la deformación permanente del mismo. Los envases metálicos están diseñados para soportar valores determinados (limite) de presión externa e interna. Esos valores límite no pueden ser sobrepasados durante el procesamiento térmico. Situación I - Balance de presiones equilibrada Cortesía Prodenvases Crown S.A. Etapa de calentamiento inicial. Etapa de enfriamiento con sobrepresión (ideal). Etapa de mantenimiento con buenas condiciones de vacío y espacio de cabeza y dependiendo de expansión térmica del producto. Condición deseable para protección del envase (doble cierre). Situación II - Presión mayor en el autoclave Cortesía Prodenvases Crown S.A. Etapa de elevación, especialmente en productos que se calientan por conducción. Etapa de enfriamiento con sobrepresión excesiva o inadecuada. Se puede generar deformación por Paneling si se excede la resistencia del envase. El vacío en el envase se suma a presión externa. RESISTENCIA (psi) Paneling E211x400 37 E307x409 27 E307x111 14 E401x208 19 EA208x207 24 7

Situación III - Presión mayor en el envase Etapa de mantenimiento al combinar condición de sobrellenado o expansión del producto. Etapa de enfriamiento sin o con mala aplicación de sobrepresión. Puede originar deformación por Buckling si excede resistencia del envase. Esta condición puede generar recontaminación por deformación del cierre. Envases de vidrio El envase de vidrio se comporta en forma similar al de hojalata con la diferencia que su deformación se produce solo en la tapa. La sobrepresión positiva en envases de vidrio permite mantener la integridad del sello (colocación de la tapa). Cortesía Prodenvases Crown S.A. Buckling RESISTENCIA(psi) E211x400 27 E307x409 20 E307x111 23 E401x208 16 Envases de vidrio La ausencia total de sobrepresión (principalmente durante el enfriamiento) ocasiona que las tapas se salgan. Un defecto menos extremo debido a problemas en la sobrepresión son las fugas al interior o hacia el exterior del envase (pérdidas o ganancias de peso). Envases flexibles Los envases flexibles o semirígidos presentan la gran diferencia que su volumen cambia de manera importante con la presión. Las presiones interna (producto) y externa (autoclave) generalmente se igualan. En forma ideal debe mantenerse una presión externa > interna pero no en forma excesiva. Envases flexibles Cambios bruscos en la sobrepresión del autoclave o la elección de un programa inadecuado de presiones ocasiona que el envase se expanda o contraiga excesivamente. Esta deformación puede causar pérdidas en la hermeticidad o daño en las propiedades del envase (barrera, permeabilidad). Envases flexibles Es por lo tanto recomendable en este tipo de envases no solo validar las presiones internas / externas sino también su deformación (deflexión). 8

Envases flexibles El envase semirígido o flexible siempre se deforma por su lado más débil. En el caso de los semirígidos es la tapa. Envase normal Se mide la deformación de la tapa (mm) (compresión y expansión) y se fijan límites de tolerancia (por ejemplo +/- 1 mm). Deflexión negativa Deflexión positiva Variables del proceso que afectan presión / deformación Variables del producto. Aire retenido en el producto Características de expansión térmica Operación de llenado y cerrado. Temperatura de llenado Generación de vacío Espacio de cabeza Variables del proceso que afectan presión / deformación Características de envase. Volumen del envase y relación diámetro / altura Componentes del envase (tapa y cuerpo) Diseño y resistencia mecánica del envase Proceso de esterilización Programa de esterilización y sobrepresión Equipos de monitoreo Equipos de monitoreo Los equipos utilizados para el monitoreo son: Sensores de presión. Con cables Inalámbricos Sensor de deflexión. Solo con cables 9

Sensores de presión Sensores deflexión Ejemplos Ejemplo I - Validación perfil presiones envase metálico La empresa experimentó una reducción del espesor de la hojalata en sus envases. El proceso original comenzó a ocasionar daños relacionados con la deformación de la tapa (buckling). Se debió optimizar la etapa de enfriamiento (sobrepresión) para evitar el daño en los envases. 10

Ejemplo II - Validación perfil presiones envase de vidrio La empresa tenía constantemente problemas de variación de peso en el producto (ganancia o pérdida). Se debió re-rediseñar el programa de presiones a lo largo del proceso para mantener la hermeticidad de los envases. Ejemplo III - Validación deformación envases semirígidos Un producto en envase plástico con tapa flexible presenta problemas de pérdida de hermeticidad durante el proceso. El monitoreo de presión / deflexíón muestra un programa de calentamiento y enfriamiento con cambios muy pronunciados de la sobrepresión. VALIDACION DE PROCESOS CONTINUOS 11

Procesos Continuos Procesos Continuos - Ejemplos Son aquellos en que el equipo no se detiene entre cada batch de producto. El producto entra, se procesa y sale continuamente. Túneles El producto viaja a través de una cinta transportadora que atraviesa el equipo. Pueden utilizar lluvia de agua caliente o vapor saturado. Procesos Continuos - Ejemplos Autoclaves rotatorios continuos El producto viaja a través de las paredes del autoclave sujeto a un armazón. La rotación permite la agitación del producto (convección forzada). Procesos Continuos - Ejemplos Llenado en caliente El producto es procesado en un equipo continuo (tubo en tubo, placas, etc.). El envase es llenado con el producto caliente. El producto esteriliza el envase. Este sistema puede combinarse con un túnel de pasteurización. Equipos de monitoreo Equipos de monitoreo En la validación de procesos continuos no se pueden utilizar los equipos de monitoreo tradicionales (cables). Se deben utilizar: Sistemas inalámbricos. Sistemas microbiológicos. Sistemas enzimáticos. 12

Sistemas Inalámbricos Se utilizan sensores, que son instrumentos inalámbricos de medición (temperatura, presión, humedad, etc.). Estos sistemas almacenan datos (no pueden leerse en tiempo real), los cuales deben ser descargados una vez terminado el proceso térmico. Sistemas Microbiológicos Envases inoculados. Se inoculan envases con una cantidad conocida de esporas o bacterias de resistencia conocida. Se somete los envases al proceso térmico que se desee validar. Finalmente se hace recuento de sobrevivientes. Microorganismos encapsulados. Se encapsula un número conocido de microorganismos en un colchón de alginato y se colocan dentro del envase o el alimento. Se somete al proceso térmico y luego se determina el número de sobrevivientes. Temperatura Presión Humedad Sistemas Enzimáticos Se utilizan los llamados Indicadores Tiempo / Temperatura (TTI) Son dispositivos (parecidos a etiquetas) que cambian irreversiblemente de color al ser sometidos a condiciones específicas de tiempo y temperatura. Los TTI enzimáticos usan enzimas (amilasas, peroxidasas, etc.) que se desnaturalizan al ser sometidas a temperatura. Sistemas Enzimáticos Para que este sistema refleje adecuadamente la letalidad del proceso térmico la cinética de la desnaturalización enzimática debe ser similar a la cinética de muerte microbiana para el microorganismo patrón. Ejemplos 13

Validación de túnel continuo con sensores inalámbricos Se efectúan pruebas de distribución de temperatura y penetración de calor. Es necesario considerar factores críticos propios al equipo: Homogeneidad de temperatura a lo ancho y largo del equipo Velocidades de cinta Circulación del medio de transferencia de calor Validación de llenado en caliente y túnel continuo con métodos enzimáticos No es posible determinar la homogeneidad de temperatura dentro del equipo. Se colocan los indicadores en diferentes posiciones del envase. Después del proceso se calcula la letalidad recibida en cada punto. Ubicación de TTI en distintos puntos de un frasco (derecha) v/s ubicación de termocuplas (izquierda) www.qtech-ltda.com Oficinas Centrales - Chile Av. Vitacura 2909, of. 1211. Las Condes. Santiago (56(2) 3771326 info@qtech-ltda.com Oficina Colombia Carrera 64C 96-26. Medellín (Antioquía) (57)(4) 4717956 kcarmona@qtech-ltda.com 14