CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS POR FRÍO[1]

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO F RIO

Conservación de Ali Conservación Alimentos mentos por Frío F río Refrigeración/Congelamiento Eduardo Umaña Cerro Cerros, s, Ing.

Octubre 2007

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO F RIO

Índice PRESENTACIÓN

Página 1

TECNOLOGÍA

2

I. Introducción a la Refrigeración y Congelamiento como medio de Conservación de alimentos

2

II. Terminolo gía, Definicion es y Explicacion es

3

1. Refrigeración 2. Centro térmico 3. Tiempo de refrigeración 4. Características del agua 5. Actividad del agua 6. Precongelación 7. Congelación 8. Curva de congelación 9. Principios de termodinámica en la formación del hielo 10. Cristalización del hielo 11. Velocidad de congelación 12. Duración de la congelación 13. Velocidad de avance del frente de congelación 14. Tiempos de congelación 15. Fin de la congelación 16. Temperatura de equilibrio 17. Desecación de los alimentos congelados 18. Reducción de la temperatura de almacenamiento 19. Modificaciones de los alimentos durante la congelación 20. Duración del almacenamiento 21. Conservación de Alta Calidad 22. Duración práctica del almacenamiento 23. Modificaciones de los alimentos durante el almacenamiento 24. Descongelación 25. Procesos que provocan el deterioro de los alimentos 26. Higiene de productos refrigerados y congelados 27. Embalaje de los alimentos congelados 28. Materiales de Embalaje para alimentos 29. La medida de la temperatura III.. Propi III Propi edades Térmicas Térmicas de los A limento s 1. Propiedades térmicas de los componentes de los alimentos 2. Propiedades térmicas de los alimentos

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

15

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO F RIO

Índice PRESENTACIÓN

Página 1

TECNOLOGÍA

2

I. Introducción a la Refrigeración y Congelamiento como medio de Conservación de alimentos

2

II. Terminolo gía, Definicion es y Explicacion es

3

1. Refrigeración 2. Centro térmico 3. Tiempo de refrigeración 4. Características del agua 5. Actividad del agua 6. Precongelación 7. Congelación 8. Curva de congelación 9. Principios de termodinámica en la formación del hielo 10. Cristalización del hielo 11. Velocidad de congelación 12. Duración de la congelación 13. Velocidad de avance del frente de congelación 14. Tiempos de congelación 15. Fin de la congelación 16. Temperatura de equilibrio 17. Desecación de los alimentos congelados 18. Reducción de la temperatura de almacenamiento 19. Modificaciones de los alimentos durante la congelación 20. Duración del almacenamiento 21. Conservación de Alta Calidad 22. Duración práctica del almacenamiento 23. Modificaciones de los alimentos durante el almacenamiento 24. Descongelación 25. Procesos que provocan el deterioro de los alimentos 26. Higiene de productos refrigerados y congelados 27. Embalaje de los alimentos congelados 28. Materiales de Embalaje para alimentos 29. La medida de la temperatura III.. Propi III Propi edades Térmicas Térmicas de los A limento s 1. Propiedades térmicas de los componentes de los alimentos 2. Propiedades térmicas de los alimentos

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

15

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO F RIO 3. Contenido de agua 4. Punto de congelación inicial 5. Fracción de hielo 6. Densidad 7. Calor específico 8. Entalpía 9. Conductividad térmica 10. Difusividad térmica 11. Calor de respiración 12. Transpiración de frutas y vegetales frescos 13. Coeficiente superficial de transferencia de calor  IV. Tiempos de Enfriado y congelado de alimentos

18

1. Termodinámica de la refrigeración y congelación 2. Tiempos de refrigeración para alimentos y bebidas 3. Tiempos de congelación para alimentos y bebidas V. Sistemas y Métodos de congelación industrial de alimentos

23

1. Congelamiento por ráfaga o aire forzado (Blast freezing) 1.1 Cuartos de Conservación en cámara frigorífica 1.2 Túneles Estacionari Estacionarios os de Células de Congelación Congelación de Ráfaga Ráfaga 1.3 Conge Co ngelador lador para para Ca Carreti rretillllas as (Túnel (Túnel para para carreti carretillllas) as) 1.4 Congeladores de Banda Transportadora Recta 1.5 Congeladores de Banda Transportadora Recta de pasos múltiples 1.6 Congeladores de lecho fluidizado 1.7 Congeladores de Lecho Fluidizado de Banda 1.8 Congeladores de Banda de Espiral 1.9 Conge Co ngelador lador de espiral espiral de flujo de air aire e vertical 1.10 Congelador de Espiral de Circulación de aire divida 1.11 Congeladores de Choque 1.12 Congeladores de cajas 2. Congeladores de contacto directo. 2.1 Congeladores Cong eladores manuales y autom automáti áticos cos de la placa 2.2 Congelador Con gelador especial especializado izado de contacto dir directo ecto 3. Congeladores criogénicos o de inmersión. 3.1 Congelador Cong elador de nit nitrógeno rógeno lílíquido quido 3.2 Congelador Con gelador de dióxi dióxido do e carbono 4. Congeladores Crío-mecánicos VI. Atmósf era Modificada como técnica complementari a a la refrigeración y congelamiento de alimentos 1. Atmósfera Controlada (AC) 2. Atmósfera Modificada (AM) 3. Características de las cámaras

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

36

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO F RIO

VII. Microbiología de los alimentos refrigerados y congelados 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

37

Fundamentos de microbiología básica Como crecen los microorganismos Factores intrínsecos Factores Extrínsecos Temperatura Prevención de contaminación Prevención del crecimiento microbiano Destrucción de microorganismos Limpieza Limp ieza y San Sanititización ización

VIII. VII I. Diseño de Inst alaciones Refrigeradas 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

43

Diseño del almacén frigorífico Categorías de almacén refr refriger igerado ado Funcionalidad Funciones del diseño Levantamiento del suelo por congelación Aislamiento Tipos de aislamiento Sistemas de Refrigeración (Equipamiento) Selección del refrigerante Inspección y mantenimiento

PRODUCTOS VEGETALES I. Métodos Métodos p ara preenfriar fru tas, vegetales vegetales y flor es

48 48

1. Enfriam Enfriamient iento o húmedo (aspersi (aspersión ón o inmersi inmersión) ón) 2. Enfriamiento por aire forzado 2.1 Métodos Comerciales de enfriamiento por aire 3. Pree Preenfri nfriam amiento evaporativo por aire forzado 4. Enfri Enfriam amient iento o por paquetes paquetes de hielo hielo (PACKAG AGE E ICING) ICING) 5. Enfriamiento al vacío 6. Refrigeración o enfriamiento de flores de cortadas II. Selección del producto y mantenimiento de la calidad 1. 2. 3. 4.

Manejo post cosecha Enfriamiento Transporte Almacenaje de algunos vegetales y frutas 4.1 Espárragos 4.2 Bróculi ó brócoli 4.3 Repollo

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

51

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO 4.4 Zanahorias 4.5 Coliflor  4.6 Maíz tierno o elote 4.7 Pepinos 4.8 Lechuga 4.9 Melones 4.10 Sandías 4.11 Okra 4.12 Cebollas 4.13 Perejil 4.14 Pimentón o chile dulce 4.15 Pimentones y chile picante secos 4.16 Papas III. Frutas

58

1. Cítricos: Madurez y calidad 1.1 Cítricos: Enfriamiento –refrigeración 1.2 Cítricos: Transporte 1.3 Cítricos: Almacenaje 1.4 Naranjas 1.5 Limones 2. Bananos-Plátanos 2.1 Hermeticidad 2.2 Refrigeración 3. Aguacates 4. Mangos 5. Piñas o ananás IV. Carnes 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

62 Carnes en canal Carne vacuna en cajas Tiempos de congelamiento de carne deshuesada Refrigeración de canal porcina Recortes de carne de cerdo Refrigeración de becerros y corderos Carnes procesadas Productos de carne congelados Calidad de la carne congelada

V. Aves

65 1. 2. 3. 4. 5.

Procesamiento de aves de corral Enfriamiento Descontaminación de carcasas Transformación Posterior  Congelamiento. 5.1 Efecto sobre la calidad del producto

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO 5.2 Métodos de congelamiento 5.2.1 Congelador de túnel de aire forzado (blast freezer) 5.2.2 Productos congelados individualmente (IQF) 5.2.3 Bandas de congelamiento 5.3 Descongelado VI. Pescado

68

1. Productos pesqueros 1.1 Cuidado a bordo del barco 1.2 Formación de hielo 1.3 Congelamiento de productos pesqueros 1.4 Congelado 2. Distribución de Productos refrigerados y Congelados 2.1 Transporte terrestre: Contenedores, Ferrocarril, Camiones y rastras 2.1.1 Vehículos 2.1.2 Breve descripción de los tipos principales 2.2 Equipamiento. 2.2.1 Refrigeración y calefacción mecánica 2.3 Transporte marino 2.3.1 Diseño del sistema de refrigeración 2.3.2 Refrigeración con hielo 2.3.3 Refrigeración con agua de mar  2.3.4 Proceso de congelación y conservación en cámara frigorífica 2.4 Transporte aéreo 2.4.1 Flete aéreo de perecederos 2.4.2 Frutas y vegetales 2.4.3 Productos marinos 2.4.4 Animales 2.4.5 Contenedores para embarque aéreo 2.4.6 Carga del contenedor aéreo Bibliografía

81

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

Presentación La Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria, FIAGRO, nació con el compromiso de generar recursos que permitieran aumentar la competitividad del sector agropecuario y agroindustrial de El Salvador. Para lograr esta finalidad, la Fundación utiliza diferentes medios para la difusión de la innovación y de diferentes tecnologías. Como parte de este esfuerzo, surge el presente documento en el que quedan plasmadas las técnicas de conservación de alimentos por frío. El objetivo es que este documento se convierta en una herramienta de consulta para todos aquellos empresarios del sector agropecuario y agroindustrial que desean apropiarse de las tecnologías de refrigeración y congelamiento para volverse más competitivos y exitosos en el desarrollo de su negocio.

1

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

Tecnología I. Introducción a la Refrigeración y Congelamiento como medio de Conservación de alimentos Desde hace muchos años y con el objeto de dar solución a problemas de estacionalidad de producción, la conservación de alimentos se ha convertido cada vez mas en una práctica más frecuente. Tratamientos tradicionales como la deshidratación, la salazón, la fermentación y otros son prueba de esta tendencia y aunque permiten incrementar el tiempo de conservación alteran considerablemente las características naturales del producto. Con el avance tecnológico en la conservación de alimentos, se ha solucionado en gran parte el problema de la estacionalidad. Este avance se ha ido adaptando a la demanda de los consumidores, que cada vez son más exigentes en aspectos de calidad sensorial, nutricional y sanitaria. La Conservación de alimentos apunta hacia tecnologías limpias, que ayuden a mantener en la medida de lo posible los atributos de calidad y las características naturales de los productos. Los métodos de conservación han evolucionado desde las maneras más rudimentarias de conservar  alimentos como el secado al sol hasta tecnologías mas recientes como la liofilización, la deshidratación osmótica o el uso de muy bajas temperaturas de refrigeración o congelamiento en atmósferas modificadas o controladas. En el actual mercado global existe la tendencia que orienta a tecnologías de consumo en fresco o procesado al mínimo, con tecnologías medias, en las que el congelamiento, el ultra congelamiento y la refrigeración misma juegan el papel principal. Con los avances tecnológicos y científicos recientes, se ha podido ahondar el conocimiento de los principales mecanismos químicos, bioquímicos, fisiológicos y microbiológicos causantes del deterioro de la calidad sensorial, nutricional o sanitaria, y así permitir el desarrollo de tecnologías fundamentadas en métodos de conservación. Los métodos de conservación Químicos: utilizan azúcares, ácidos, sal, etc. Los métodos de conservación Biológicos: utilizan fermentación alcohólica, láctica, acética, etc. Los métodos de conservación Físicos: 1. 2. 3. 4.

Aumento de energía del producto como tratamientos térmicos o radiación Reducción de temperatura como refrigeración o congelamiento Reducción del contenido de agua como liofilización, concentración, deshidratación Aplicación de barreras como diversos tipos de envasado que aumentan significativamente el tiempo de conservación de los alimentos.

Se estima que las tecnologías de refrigeración y congelamiento de alimentos son muy eficaces por ser  tecnología limpia y por preservar significativamente la calidad sensorial y nutricional de los alimentos, además de poderse realizar con costes asumibles comercialmente. También, se debe de agregar que los consumidores cada vez son más susceptibles en aspectos de contaminación. Por tal razón los procesos que incluyen tratamientos químicos experimentan bajo crecimiento ante el auge de los tratamientos físicos que se

2

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO ven muy beneficiados, no sería extraño que en futuro cercano sea más exigible el uso de tecnologías limpias y amigables con el medio ambiente. La conservación de alimentos por frío con más de un siglo de evolución y aplicación comercial, es cada vez más utilizada en muchos productos alimenticios. Se estima que en mercados desarrollados cada vez es mayor el porcentaje de alimentos consumidos o utilizados para otros procesos, que han sido congelados en alguna etapa previa a su uso o comercialización. La aplicación del frío, ya sea por refrigeración o congelamiento, protege la calidad de los alimentos a un coste muy competitivo. En los mercados en donde ya es utilizada esta tecnología, observa crecimiento constante y se generaliza a cada vez más mercados como países cuando éstos encuentran las ventajas que ofrece este mecanismo de conservación. Mucho son los beneficios que esta técnica ofrece que se busca armonizar el entorno con la infraestructura necesaria para su aplicación. Esto hace necesaria la adquisición de equipos de congelamiento, almacenes frigoríficos, transportes frigoríficos, equipamientos y otros con el objetivo de que ayuden a garantizar estabilidad en la temperatura de los productos y no romper la cadena de frío que garantice la preservación de la calidad. En la tecnología disponible para conservación de alimentos por frío, se ha confirmado que bajas temperatura como refrigeración son para comercialización a corto y mediano plazo; y la congelación es para comercialización a largo plazo. La técnica en sí al igual que los mercados, se desarrolla notablemente extendiéndose a cada vez más productos, haciendo a éstos más atractivos para el consumidor, combinando la refrigeración o el congelamiento con la appertización (envasado o enlatado y esterilizado de conservas), deshidratación u otros mecanismos de conservación. Es necesario conocer y comprender el funcionamiento del mecanismo de conservación de alimentos por frío, ya sea de refrigeración o congelamiento, para aprovechar las bondades de estas tecnologías. Es importante aclarar que el congelamiento no mejorará la calidad del producto final, por lo que la calidad de la materia prima es muy importante. Otros factores que influirán en la calidad de los productos congelados son: el proceso aplicado, el embalaje utilizado, los tiempos y temperaturas usadas en la cadena de frío, así como la descongelación y cocción final (si es necesaria) antes del consumo. En el proceso de refrigeración o congelación es muy importante tomar en cuenta los numerosos factores que en forma conjunta influyen seriamente en la calidad del producto que se lleve al consumidor. Con el trabajo de ésta información técnica, se pretende ayudar a comprender y aplicar reglas esenciales del mecanismo de conservación de alimentos por refrigeración y congelamiento.

II. Terminología, Definiciones y Explicaciones 1. Refrigeración

La refrigeración consiste en la conservación de los productos a bajas temperaturas, pero por encima de su temperatura de congelación. De manera general, la refrigeración se enmarca entre –1º C y 8º C. De esta forma se consigue que el valor nutricional y las características organolépticas casi no se diferencien de las de los productos al inicio de su almacenaje. Es por esta razón que los productos frescos refrigerados son considerados por los consumidores como alimentos saludables.

3

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO La refrigeración evita el crecimiento de los microorganismos termófilos que crecen a una temperatura arriba 45°C como Bacillus y Clostridium además de algunas algas y hongos y de muchos mesófilos que crecen en temperaturas de entre -5 a -7 °C como bacterias. Sin embargo, lograr un buen producto congelado depende de la temperatura y las otras condiciones de almacenaje. La vida útil de los vegetales refrigerados depende de la variedad, la parte almacenada, las condiciones de su recolección y la temperatura durante su transporte, entre otras. Para los alimentos procesados depende del tipo de alimento, intensidad del procesamiento recibido (fundamentalmente sobre los microorganismos y enzimas), higiene en la elaboración, el envasado y el envase, entre otros. En el caso de las frutas, como producto vegetal vivo, su velocidad de respiración varía con la temperatura, o sea a mayor temperatura mayor respiración y viceversa; en las frutas de patrón climatérico se produce durante su almacenamiento un incremento brusco de su actividad respiratoria. Entre estas frutas se cuentan el aguacate, el mango y la papaya. Las frutas de patrón no climatérico no presentan el anterior  comportamiento, encontrándose entre ellas la naranja, la toronja y la piña. La respiración de los vegetales es similar a la de las frutas de patrón no climatérico. Cuando la temperatura de algunas frutas y vegetales desciende de un determinado valor se producen en ellos cambios indeseables las cuales son conocidas como daños por frío, por ejemplo la quemadura de bananos o plátanos al enfriarlos debajo de temperaturas de 13 a 14 °C. En los tejidos animales, al cesar el suministro de sangre oxigenada como consecuencia del sacrificio, cesa la respiración aeróbica y se inicia la respiración anaeróbica mediante la cual el glucógeno se transforma en ácido láctico provocando una disminución del pH. Con ello se inicia un proceso denominado rigor mortis. Como resultado de este proceso el tejido muscular se endurece haciéndose inextensible. Para que este proceso se desarrolle y el producto llegue a adquirir la coloración y textura adecuadas, el mismo debe desarrollarse en condiciones de refrigeración para frenar el desarrollo de los microorganismos. Independientemente del tipo de alimento la refrigeración puede aplicarse sola o en combinación con otras técnicas, tales como la irradiación, las atmósferas modificadas y controladas o el envasado en atmósferas modificadas, entre otras. La refrigeración encuentra gran aplicación en la elaboración de comidas preparadas en los que se aplican los sistemas de cocción-enfriamiento. 2. Centro Térmico

Es el punto del producto en el que la temperatura es la más elevada en el proceso de congelación. 3. Tiempo de refrigeración

La determinación del tiempo de refrigeración constituye un elemento de importancia práctica, ya que permite conocer el tiempo necesario para que un producto alcance una temperatura dada en su centro térmico partiendo de una temperatura inicial, una temperatura del medio de enfriamiento, configuración geométrica, tipo de envase, etc. Este resultado puede emplearse en el cálculo de la carga por productos correspondiente a la carga térmica. Para el trabajo práctico existen tablas y figuras las que de manera rápida y sencilla permiten determinar el tiempo de enfriamiento de determinados productos en condiciones específicas. Con tales determinaciones se facilita la operación de enfriamiento o congelación de cargas de productos a condiciones establecidas.

4

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

4. Características del agua

El agua es el constituyente más abundante en la mayoría de los alimentos en estado natural por ello desempeña un papel esencial en la estructura y demás caracteres de los productos de origen vegetal y animal. El agua presente en un alimento puede estar como agua libre o como agua ligada, ésta última puede estar  más o menos fuertemente unida de manera compleja a otros constituyentes. Es por ello que el estado del agua presente en un alimento es tan importante para su estabilidad así como para el riesgo de deterioro. Las propiedades del agua que determinan el comportamiento de los alimentos, son: • • • • • •

el descenso de la presión de vapor, elevación del punto de ebullición, descenso del punto de congelación, descenso de la tensión superficial, aumento de la viscosidad y gradientes de presión osmótica a través de membranas semipermeables. La mayoría de estas propiedades juegan papel importante en procesos de conservación de alimentos por refrigeración o congelamiento.

5. Actividad del Agua aw

La actividad del agua es una medida de la mayor o menor disponibilidad del agua en los diversos alimentos, la cual se define por el descenso de la presión parcial del vapor de agua, donde pw es la presión parcial del vapor de agua del alimento y po es la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura: aw = pw / po

La actividad de agua constituye una medida relativa con respecto a un estado estándar tomado como comparación. El estado estándar escogido es el del agua pura al cual su actividad se toma igual a la unidad, por lo cual la actividad de un alimento es siempre menor que la unidad. Esto es debido a que las especies químicas presentes disminuyen la capacidad de vaporización del agua. 6. Precongelación

Es el tiempo que transcurre entre el momento en que el producto, a su temperatura original, es sometido a un proceso de congelación y el instante en que comienza la cristalización del agua (temperatura crioscópica), este variará acorde al sistema de congelación utilizado (rápido o lento). 7. Congelación

El principio de la conservación de los alimentos por el sistema de congelación se basa en el mismo principio que el de la refrigeración la ventaja que presenta es que en cuanto más baja es la temperatura más se aleja de las condiciones ideales en las que pueden multiplicarse los microorganismos, por lo que el alimento se altera cada vez menos.

5

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO La congelación consiste en la aplicación de temperaturas a los alimentos por debajo de cero grados centígrados, de forma que parte del agua del alimento se convierte en hielo. Al mismo tiempo, como el agua se solidifica, se produce una desecación del alimento, lo que contribuirá de forma significativa a una mejor  conservación. Lógicamente, este efecto será más importante cuanto más baja sea la temperatura. La temperatura de elección a nivel internacional es de –18º C, ya que por debajo de ésta se estima que no es posible la proliferación de bacterias (significativamente), por lo que disminuye la posibilidad de alteración y se reducen los riesgos para la salud. Hay que destacar que, después de la refrigeración, la congelación es el tratamiento que menos modificaciones produce en los alimentos. De forma que después de la descongelación los alimentos son casi idénticos a los productos crudos empleados como materia prima. No toda el agua presente en el alimento puede separarse en forma de cristales como consecuencia de la congelación. En el alimento existe una fracción del agua no congelable a la que corresponde una actividad de agua muy baja (de hasta 0,3). Esta agua, la cual se encuentra fuertemente unida a las estructuras moleculares, es denominada agua ligada y representa entre el 5 y el 10% de la masa total de agua contenida en el alimento. El agua libre o no ligada, por su parte, representa la mayor parte del agua contenida en los alimentos. No obstante, esta agua no sale espontáneamente de los tejidos. Esta agua se encuentra en forma de geles tanto en el interior de la célula como en los espacios intercelulares, estando su retención influenciada por el pH y las fuerzas iónicas. Durante la congelación el agua es removida de su posición normal dentro de los tejidos y convertida en hielo. Este proceso es parcialmente revertido durante la descongelación dando lugar a la formación de exudado. 8. Curva de congelación

El proceso de congelación en los alimentos es más complejo que la congelación del agua pura. Los alimentos al contener otros solutos disueltos además de agua, presentan un comportamiento ante la congelación similar  al de las soluciones. La evolución de la temperatura con el tiempo durante el proceso de congelación es denominada curva de congelación. La curva de congelación típica de una solución se muestra en la siguiente figura.

CURVA DE CONGELACION

6

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO Esta curva posee las siguientes secciones: AS: el alimento se enfría por debajo de su punto de congelación qf  inferior a 0º C. En el punto S, al que

corresponde una temperatura inferior al punto de congelación, el agua permanece en estado líquido. Este subenfriamiento puede llegar a ser de hasta 10º C por debajo del punto de congelación. SB: la temperatura aumenta rápidamente hasta alcanzar el punto de congelación, pues al formarse los

cristales de hielo se libera el calor latente de congelación a una velocidad superior a la que este se extrae del alimento. BC: el calor se elimina a la misma velocidad que en las fases anteriores, eliminándose el calor latente con la

formación de hielo, permaneciendo la temperatura prácticamente constante. El incremento de la concentración de solutos en la fracción de agua no congelada provoca el descenso del punto de congelación, por lo que la temperatura disminuye ligeramente. En esta fase es en la que se forma la mayor parte del hielo. CD: uno de os solutos alcanza la sobresaturación y cristaliza. La liberación del calor latente correspondiente

provoca el aumento de la temperatura hasta la temperatura del soluto. DE: la cristalización del agua y los solutos continúa. EF: la temperatura de la mezcla de agua y hielo desciende.

En realidad la curva de congelación de los alimentos resulta algo diferente a la de las soluciones simples, siendo esa diferenciación más marcada en la medida en que la velocidad a la que se produce la congelación es mayor. 9. Principios de termodinámica en la formación del hielo

Todos los alimentos (vegetales, animales) son como soluciones acuosas diluidas. La cantidad de agua del alimento define la formación de hielo en relación directa a mayor temperatura de congelamiento. La temperatura de congelación de un alimento es aquella temperatura a la que aparecen los primeros cristales de hielo estables. La formación de un cristal de hielo requiere primeramente de una nucleación, ésta puede ser homogénea o heterogénea, ésta última es la más frecuente en el caso de los alimentos, donde los núcleos se forman sobre partículas en suspensión o sobre la pared celular. La cristalización que se origina durante la congelación de un alimento es la formación de una fase sólida sistemáticamente organizada a partir de una solución. El proceso de cristalización comprende las etapas de nucleación y la de crecimiento de los cristales. La cristalización del hielo se produce cuando el sistema se encuentra lo suficientemente sub enfriado. El subenfriamiento es la diferencia de temperaturas por debajo del punto inicial de congelación del sistema. La nucleación es la combinación de moléculas dentro de una partícula ordenada de tamaño suficiente para sobrevivir sirviendo a su vez de sitio para el crecimiento cristalino. En la cristalización del hielo, la remoción de calor debido al cambio de fase constituye el mecanismo determinante de todo el crecimiento de los cristales. La duración del período de subenfriamiento depende de las características del alimento y de la velocidad a la que se remueve el calor. Si el subenfriamiento resulta marcado se producirá una gran cantidad de núcleos que originaran cristales pequeños. Cuando la situación es contraria a la antes descrita se producirán pocos núcleos y con ello pocos cristales grandes.

7

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO Durante la mayor parte de la meseta de congelación (en el tramo BC de la figura anterior: Curva de congelación) la formación de los cristales de hielo es controlada por la transferencia de calor. La velocidad de transporte de masa controla la velocidad de crecimiento de los cristales en el final del período de congelación donde las soluciones remanentes se encuentran más concentradas. A medida que la temperatura desciende se van saturando las diferentes sustancias disueltas que luego cristalizan. La temperatura a la cual el cristal de un soluto se encuentra en equilibrio con el líquido no congelado y los cristales de hielo, es denominada temperatura eutéctica. Como los alimentos constituyen una mezcla compleja de sustancias, se emplea el término temperatura eutéctica final, el cual corresponde a la temperatura eutéctica más baja de los solutos del alimento. La máxima formación de cristales de hielo es obtenida a esta temperatura. 10. Cristalización del hielo

Una vez comienza el agua a congelar, la cristalización es función de la velocidad de enfriamiento, al mismo tiempo que de la velocidad de difusión del agua a partir de las disoluciones que bañan la superficie de los cristales de hielo. Si la velocidad de congelación es débil, entonces se forman pocos núcleos de cristalización y los cristales de hielo crecen ampliamente. Si la velocidad de congelación aumenta, el número de cristales de hielo aumenta mientras su tamaño disminuye. Es importante que la congelación lenta puede producir a un exudado excesivo en la descongelación, mientras que una congelación muy rápida permite preservar la textura de ciertos productos. Características Cristalización: • •

Cristalización Lenta: cristales crecen ampliamente. Cristalización Rápida: más cristales pero más pequeños.

11. Velocidad de congelación

La calidad de los alimentos congelados se encuentra influenciada por la velocidad con que se produce la congelación, así entre más rápido se produzca el congelamiento mejor calidad en el producto congelado se obtiene. Diversas características de calidad están relacionadas con el tamaño de los cristales el cual es una consecuencia de la velocidad con que se produce la congelación. El principal efecto de la congelación sobre la calidad de los alimentos es el daño que ocasiona en las células el crecimiento de los cristales de hielo. La congelación prácticamente no provoca deterioro desde el punto de vista nutritivo. La resistencia de diversos tejidos animales y vegetales a la congelación es muy diversa; así, frutas y vegetales, por ejemplo, presentan una estructura muy rígida por lo que la formación de los cristales de hielo puede afectarlos con mayor  facilidad que a las carnes. La congelación de los tejidos se inicia por la cristalización del agua en los espacios extracelulares puesto que la concentración de solutos es menor que en los espacios intracelulares. Congelación Lenta

Cuando la congelación es lenta la cristalización extracelular aumenta la concentración local de solutos lo que provoca, por ósmosis, la deshidratación progresiva de las células. En esta situación se formarán grandes cristales de hielo aumentando los espacios extracelulares, mientras que las células plasmolizadas (pierden agua por estar expuesta una presión osmótica mayor) disminuyen considerablemente su volumen. Este desplazamiento del agua y la acción mecánica de los cristales de 8

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO hielo sobre las paredes celulares provocan afecciones en la textura y dan lugar a la aparición de exudados durante la descongelación. Congelación Rápida

Cuando la congelación es rápida la cristalización se produce casi simultáneamente en los espacios extracelulares e intracelulares. El desplazamiento del agua es pequeño, produciéndose un gran número de cristales pequeños. Por todo ello las afecciones sobre el producto resultaran considerablemente menores en comparación con la congelación lenta. No obstante, velocidades de congelación muy elevadas pueden provocar en algunos alimentos, tensiones internas que pueden causar el agrietamiento o rotura de sus tejidos, congelar demasiado rápido tomates u otros vegetales o frutas con alto contendido de agua. Existen diversa maneras de definir la velocidad de congelación siendo estas: el tiempo característico de congelación o duración de la congelación, el tiempo nominal de congelación, la velocidad media de congelación, etc. Por definición: Velocidad de Congelación (° C/h) Es el cociente de la diferencia entre la temperatura inicial y temperatura final por la duración de la congelación. 12. Duración de la congelación

Es el tiempo transcurrido desde el principio de la fase de precongelación hasta la obtención de la temperatura final. Este tiempo (lo que dura) depende, por una parte de las temperaturas inicial y final y de la cantidad de calor a extraer, y por otra de las dimensiones (espesor) y forma del producto, como de los parámetros de transmisión térmica. 13. Velocidad de avance del frente de congelación (cm/h)

Otra forma de expresar la rapidez de la congelación es por medio de la velocidad a la que se desplaza el frente de hielo a través del producto. Esta es mayor cerca de superficie que hacia el centro. 14. Tiempos de Congelación

La duración real del proceso de congelación depende de diversos factores, unos son relativos al producto a congelar y otros al equipo utilizado, de estos los más importantes son: Dimensiones y forma del producto (espesor). Temperatura inicial y final. Temperatura del refrigerante. Otros: Coeficiente de transferencia de calor superficial del producto, Variación de entalpía (la entalpía consiste en energía sensible debajo del punto de congelación) y Conductividad térmica del producto. El conocimiento del tiempo de congelación es de gran importancia para el diseño del proceso. Este tiempo es un dato necesario para determinar la velocidad de refrigeración requerida en relación con la capacidad del sistema de congelación. La predicción del tiempo de congelación puede basarse en métodos numéricos y en métodos aproximados.

9

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

15. Fin de la congelación

El proceso de congelación termina cuando la mayor parte del agua congelable se transforma en hielo en el centro térmico del producto. En la mayoría de casos la temperatura del centro térmico coincide en ese momento con la temperatura de almacenamiento. Si el producto se retira antes de ese momento resultará una congelación lenta en el centro del mismo y perdida de la calidad del producto congelado. Almacenar productos insuficientemente enfriados podría perjudicar otros que se encuentren en el almacén, es recomendable proseguir un enfriamiento hasta lograr una temperatura de equilibrio como de -18° C. 16. Temperatura de Equilibrio

Cuando la temperatura de la superficie de un producto es casi la misma que en el centro térmico del mismo; esto en condiciones en las que ninguna cantidad de calor es aportada ni extraída del producto. 17. Desecación de los alimentos congelados

Por corriente de aire frío, el producto que no está protegido, cierta proporción de agua contenida en la superficie se evapora en el curso de la congelación (1 a 2 % o más se reflejan como mermas por enfriamiento o congelación). La proporción es menor cuanto más rápida es la congelación. Embalajes impermeables al vapor de agua y en contacto con los productos evitan pérdidas de agua. 18. Reducción de la temperatura de almacenamiento

Período durante el cual temperatura se reduce, desde la temperatura a la que la mayor parte de el agua congelable se ha transformado en hielo a la temperatura final deseada. La temperatura final puede ser la temperatura de almacenamiento alcanzada por todo el producto, incluso el “centro térmico” o bien la temperatura de equilibrio. 19. Modificaciones de los alimentos durante la congelación

La congelación provoca el aumento de la concentración de los solutos presentes en productos e inversamente del descenso de la temperatura, la velocidad de las reacciones aumenta, a pesar de la disminución de la temperatura de acuerdo con la ley de acción de masas. Este incremento en la velocidad de las reacciones se produce a temperaturas entre –5º C y –15º C. Este incremento en la concentración de los solutos provoca cambios en la viscosidad, el pH, el potencial redox del líquido no congelado, fuerza iónica, presión osmótica y tensión superficial, entre otros. La acción de esos factores asociados al efecto de la desaparición de una parte del agua líquida, provoca cambios desfavorables en el alimento, siendo un ejemplo de ello la agregación o incremento de las proteínas. Estos efectos pueden ser limitados cuando el paso a través del citado rango de temperaturas se realiza de forma rápida. Este rango es denominado como zona de peligro o zona crítica. Como el volumen del hielo es superior al del agua líquida, la congelación de los alimentos provoca una dilatación, como por ejemplo al congelar agua en un recipiente se produce un levantamiento o alzamiento de hielo como una montaña. Esta dilatación puede variar en correspondencia con el contenido de agua, la disposición celular, la concentración de solutos y la temperatura del medio de congelación. Estas variaciones que se originan en el volumen provocan tensiones internas de gran magnitud sobre los tejidos lo que puede

10

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO provocar desgarraduras internas (y hasta la rotura completa en caso de los tejidos vegetales), lo que originan pérdida de líquido durante la descongelación. El efecto principal que la congelación ocasiona sobre los alimentos es el daño que provoca en las células el crecimiento de los cristales de hielo. Cuando la velocidad de congelación es lenta, los cristales de hielo crecen en los espacios extracelulares, lo que deforma y rompe las paredes de las células que los contactan. La presión de vapor de los cristales de hielo es inferior a la del interior de las células, lo que provoca la deshidratación progresiva de las células por ósmosis y el engrosamiento de los cristales de hielo. De esta forma se originan grandes cristales de hielo y el aumento de los espacios extracelulares. Las células plasmolizadas disminuyen considerablemente su tamaño. Esta deshidratación celular disminuye las posibilidades de una nucleación intracelular. La ruptura de las paredes celulares resulta de la acción mecánica de los grandes cristales de hielo y del encogimiento excesivo de las células. Durante la descongelación, las células son incapaces de recuperar su forma y turgencia originales y el alimento se reblandece y el material celular se pierde por goteo. La expulsión de una parte del contenido celular puede provocar el contacto entre enzimas y sus sustratos que en ocasiones se encuentran en compartimentos separados. Este es el caso, por ejemplo, de la polifenoloxidasa y los polifenoles responsables de oxidaciones enzimáticas en alimentos no escaldados previamente, provocan una aceleración del pardeamiento enzimático durante la descongelación e incluso durante el almacenamiento. 20. Duración del almacenamiento Las reacciones físicas y químicas que se producen en un alimento congelado conducen a una pérdida de calidad que es gradual, acumulativa e irreversible, de manera que al cabo de cierto tiempo el producto deja de ser apto para el consumo debido a la transformación sufrida. 21. Conservación de Alta Calidad

“High Quality Life”: el tiempo que transcurre entre el momento en que se congela un producto de excelente calidad y el momento en que se detecta, por apreciación sensorial, una diferencia estadísticamente significativa en relación con la calidad inmediatamente antes de la congelación. 22. Duración práctica del almacenamiento

La duración del almacenamiento del producto en estado congelado, contado a partir de la congelación, es el período durante el cual el producto conserva sus propiedades características y es válido para el consumo en el estado o en la transformación a la cual se le destina. 23. Modificaciones de los alimentos durante el almacenamiento

Las reacciones de deterioro constituyen afectaciones durante el almacenaje de los productos congelados. Los cambios químicos y bioquímicos durante el almacenamiento en congelación son lentos. Si las enzimas no resultan previamente inactivadas, la rotura de la membrana celular por los cristales de hielo puede favorecer  la acción de estas. Entre estos cambios se tienen: degradación de pigmentos, pérdidas vitamínicas, actividad enzimática residual y oxidación de lípidos.

11

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO Se entiende por  recristalización del hielo como un fenómeno que provoca crecimiento de los cristales de mayor tamaño a expensas de los más pequeños, siendo la fuerza impulsora para este fenómeno la diferencia de energía superficial entre dos cristales en contacto. Sin embargo, la recristalización migratoria, la cual es la de mayor incidencia en los alimentos se produce fundamentalmente como consecuencia de fluctuaciones en la temperatura de almacenamiento, como por ejemplo pérdida de temperatura en cámaras que produzcan descongelamiento en un apagón prolongado y luego al recuperar temperatura se recongela produciéndose tal efecto. Cuando se incrementa la temperatura del producto congelado se produce la descongelación parcial de los cristales. Si después de ello la temperatura desciende, la congelación del agua descongelada no provoca el surgimiento de nuevos núcleos cristalinos, sino el crecimiento de los cristales ya existentes. Ello provoca una pérdida de calidad en el producto similar a la que se produciría si la descongelación hubiese sido lenta, ello reviste de importancia la conservación de la cadena de frío. 24. Descongelación

Cuando un alimento se descongela, la capa superficial de hielo se funde formando una capa de agua líquida cuyas propiedades térmicas son inferiores a las del agua en estado sólido. Como consecuencia de ello se acelera la velocidad con que se transfiere calor hacia el interior del alimento, aumentando este efecto aislante en la medida que la capa de alimento descongelado se incrementa. Es por ello que la descongelación de un alimento, (para igual gradiente de temperatura), es más lenta que su congelación. El daño celular provocado por la congelación lenta y la re-cristalización originan la pérdida de componentes celulares, lo que se manifiesta como un exudado en el que se pierden diversos compuestos de valor nutricional. La descongelación debe ser concebida de manera que resulten mínimos los siguientes fenómenos: crecimiento microbiano, pérdida de líquido, pérdidas por deshidratación y pérdidas por reacciones de deterioro. La descongelación controlada suele efectuarse a una temperatura ligeramente superior a la del punto de descongelación, por ejemplo a temperatura de refrigeración. Como se indica con anticipación, el mantenimiento prolongado del producto a temperaturas ligeramente inferiores a 0º C resulta desfavorable pues el producto queda expuesto a concentraciones relativamente altas de solutos y se favorece el desarrollo de microorganismos psicrófilos. 25. Procesos que provocan el deterioro de los alimentos

Los procesos que provocan el deterioro de los alimentos son de carácter: físico, químico, bioquímico y microbiológico. Procesos físicos: entre estos factores el más destacado es la pérdida de agua la cual se produce

cuando el producto almacenado se encuentra directamente al ambiente de la cámara. Junto con el agua se produce la pérdida de componentes volátiles los que en cantidades casi imponderables condicionan en gran medida el aroma y el sabor de los productos. Procesos químicos: están dados por reacciones químicas, pudiendo señalarse entre estas la

oxidación de las grasas, lo cual provoca rancidez en los productos. Nutricionales: se dice que el valor  nutricional de los alimentos congelados está bien preservado, además que éste método de conservación degrada menos que los otros, siempre que se apliquen las reglas de la técnica moderna. Para ello se debe realizar un congelamiento y almacenamiento “rápido”.

12

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO Procesos bioquímicos: corresponden a las reacciones de esta naturaleza, pudiendo señalarse

entra estas a la acción de las enzimas. Un ejemplo típico de ello es la acción de la enzima polifenoloxidasa, la que provoca el oscurecimiento de los productos. La composición química y bioquímica de los alimentos puede ser modificada por: lixiviado o por oxidación, en los procesos que preceden o siguen a la congelación.

Procesos microbiológicos: están dados por la acción de los microorganismos patógenos que

provocan el deterioro de los productos. La conservación de alimentos (cualquier medio) busca prolongar la preservación del alimento, matando microorganismos o inhibiendo su actividad y su multiplicación. En la congelación y almacenamiento se acaba con ciertos microorganismos, pero no suficiente como para reducir sustancialmente la contaminación microbiana. El estado higiénico del producto antes de la congelación es por lo anterior de mucha importancia. En el curso de la congelación algunos microorganismos pueden morir. No así algunos patógenos son muy resistentes, aunque con congelación no se pueda inactivarlos, podrían llegarse a destruir. Los alimentos congelados antes de distribuirlos son almacenados a temperaturas de –18 a –26 ó –30°C a tales temperaturas ciertos micro organismos (m.o.) pueden morir lentamente, en todo caso se dice que se inhibe toda multiplicación microbiana. Para frenar la acción de estos procesos de deterioro antes referidos se buscan condiciones de almacenaje que retarden averías de los productos. Entre estas condiciones se encuentran la temperatura, la humedad relativa, la circulación del aire, la composición de la atmósfera de la cámara. De estas, la temperatura constituye el factor de mayor incidencia. A medida que la temperatura disminuye todos los procesos causantes del deterioro se ven disminuidos, lo que trae como consecuencia la prolongación de la vida útil de los productos almacenados. A medida que la humedad relativa aumenta la evaporación disminuye pues el gradiente para la transferencia disminuye, sin embargo, ello beneficia el desarrollo de los microorganismos. La humedad relativa podrá ser más alta en la medida en que la temperatura sea más baja. No obstante, esta temperatura de conservación tiene límites basado en un análisis económico así como en la posible influencia sobre el producto. Cuando la circulación del aire aumenta las pérdidas por evaporación se incrementan lo que a su vez provoca en los productos una superficie desecada poco favorable para el desarrollo de los microorganismos. 26. Higiene de productos refrigerados y congelados

Los alimentos y productos alimenticios son contaminados por organismos presentes en la cadena de operaciones de producción: (antes de la refrigeración o congelación) por contacto con los aparatos, las manos de los obreros, los embalajes, el aire y el agua. El frío de refrigeración o congelación nunca es un sustituto de las Buenas Prácticas de Manufactura e Higiene, lo alimentos congelados y refrigerados aún así son los que menos imputaciones reciben en materia de envenenamientos. 27. Embalaje de los alimentos congelados

Debe de soportar una temperatura baja y cumplir con exigencias de embalajes para alimentos, además deben de ajustarse a otras consideraciones técnicas.

13

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

Exigencia Alimenticia

Exigencia Técnica

No contener sustancias tóxicas

Permitir congelación rápida

Ser químicamente inerte y estable

Resistir el agua, ácido

No comunicar mal sabor u olor

No adherirse al contenido congelado

Proteger de bacterias y suciedad

Ofrecer aislamiento

Impermeable a agua (gaseosa) y oxígeno

Proteger de sublimación (cambiar agua de estado solido a gas sin pasar por líquido) y deshidratación

Se pueda empacar automáticamente

Adherirse estrechamente al producto (no bolsas de aire, favorecen sublimación)

Diversas formas y tamaños

Ser opaco a la luz como sea posible

De fácil formación de tarimas

Reflectante, reduce penetración de calor 

Fácil de abrir y cerrar

Permitir penetración de micro-ondas

28. Materiales de Embalaje para alimentos

Hay cada vez más variedades de materiales que son usados para embalar los alimentos refrigerados y/o congelados, como: películas y hojas, papel, cartón parafinado o plastificado, hojas de aluminio, moldes de aluminio, plásticos formados térmicamente y combinaciones laminadas de estos diversos materiales. En películas y hojas existen muchas: polietileno, polipropileno, poliéster, poliestireno, policloruro de vinilo PVC, película celulósica, poliamida, hojas de aluminio, otros materiales laminados y coextruídos. 29. La medida de la temperatura

La medida de la temperatura es de mucha importancia en la congelación, descongelación, almacenamiento, transporte y distribución de productos refrigerados o congelados. Es obvia la dificultad de medir la temperatura en el producto ya congelado, independiente el tipo o naturaleza del producto ya sea de origen vegetal o animal. La temperatura del aire se puede medir por equipos como termómetro indicador colocado en el equipo, almacén o medio de transporte. Medir la temperatura persigue los objetivos básicos siguientes: Obtener una temperatura exacta a la hora de la medición. Medir temperaturas significativas y representativas.

14

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

III. Propiedades Térmicas de los Alimentos Las propiedades térmicas de alimentos y bebidas se deben de conocer para desarrollar los cálculos de transferencia de calor involucrados en el diseño del almacén y equipos de refrigeración; también son necesarios para estimar procesos de calentamiento, refrigeración, congelamiento o secado de alimentos y bebidas. Porque las propiedades térmicas de alimentos y bebidas dependen fuertemente de la composición química y la temperatura, también por la alta disponibilidad de los mismos es casi imposible determinarlas y tabularlas experimentalmente para todas las posibles condiciones y composiciones. Las propiedades térmicas de los alimentos se las puede encontrar disponibles en Holland et al. (1991) y USDA (1975). Esa información tabulada consiste en fracciones de masa de los principales componentes de los alimentos. Con esta información disponible se pueden calcular en conjunción con la temperatura usando modelos matemáticos las propiedades térmicas de los constituyentes individuales. Las propiedades termo físicas a menudo se requieren para cálculos de transferencia de calor (incluyen densidad, calor específico, entalpía, conductividad térmica y transmisión térmica). Adicionalmente, si el alimento es un organismo vivo como fruta fresca o vegetales (hortalizas), estos generan calor a través de la respiración y pierden humedad por la transpiración. Ambos procesos se deben de incluir en los cálculos de transferencia de calor y se debe usar como referencia tablas de propiedades termo físicas medidas para alimentos. 1. Propiedades térmicas de los componentes de los alimentos

Los componentes comúnmente encontrados en los alimentos incluyen: agua, proteína, grasa, carbohidratos, fibra y cenizas. En Choi y Okos (1986) existen tablas de componentes a los que desarrollaron modelos matemáticos para determinar las propiedades térmicas de éstos como función de la temperatura en el rango de -40 a 300° F, también lo hicieron para determinar propiedades térmicas del agua y del hielo. Referirse a Composition data from USDA (1996), son tablas que listan componentes de varios alimentos, incluyen agua en porcentaje de masa, proteína, grasa, carbohidratos, fibra y cenizas. 2. Propiedades térmicas de los alimentos

En general, las características termo físicas de un alimento o de una bebida se comportan bien cuando su temperatura está sobre su punto de congelación inicial. Sin embargo, debajo del punto de congelación inicial, las características termo físicas varían grandemente debido a los procesos complejos implicados durante el congelamiento. El punto de congelación inicial de un alimento es algo más bajo que el punto de congelación del agua pura debido a sustancias disueltas en el agua del alimento. En el punto de congelación inicial, algo del agua en el alimento se cristaliza, y la solución restante se concentra. Así, el punto de congelación de la porción no congelada del alimento se reduce más a fondo. La temperatura continúa disminuyendo mientras que la separación de los cristales de hielo aumenta la concentración de solutos en la solución y presiona el punto de congelación más lejos. Así, el hielo y las fracciones del agua en el alimento congelado dependen de la temperatura. Porque las características termofísicas del hielo y del agua son absolutamente diferentes, las características termofísicas de alimentos congelados varían dramáticamente cuando se le baja la temperatura. Además, las características termofísicas del alimento sobre y debajo del punto de congelación son drásticamente diferentes.

15

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

3. Contenido de agua

Porque el agua es el componente predominante en la mayoría de los alimentos, el contenido en agua influencia perceptiblemente las características termofísicas de alimentos. Los valores medios del contenido de agua (por ciento por la masa) se dan en la tabla Composition data from USDA (1996). Para las frutas y vegetales, el contenido en agua varía con el cultivo así como con la etapa del desarrollo o de la madurez cuando está cosechado, las condiciones cada vez mayor, y la cantidad de humedad perdida después de cosecha. En general, los valores dados en la tabla Composition data from USDA (1996) se aplican a los productos maduros poco después cosecha. Para la carne fresca, los valores del contenido en agua en la tabla son a la hora de matanza o después del período generalmente del envejecimiento o añejamiento (maduración). Para los productos curados o procesados, el contenido en agua depende del proceso o del producto particular. 4. Punto de congelación inicial

Los alimentos y las bebidas no congelan totalmente a una sola temperatura, sino algo sobre una gama de temperaturas. De hecho, los alimentos altos en contenido de azúcar o envasados en altas concentraciones de jarabe nunca se pueden congelar totalmente, no así se deben de almacenar a una temperatura uniforme típica para alimento congelado. Así, no hay un punto de congelación distinto para los alimentos y las bebidas, sino un punto de congelación inicial en el cual la cristalización comienza. El punto de congelación inicial de un alimento o de una bebida es importante no solamente para determinar las condiciones de almacenaje apropiadas del alimento, sino también para calcular características termo físicas. Durante el almacenaje de frutas y vegetales frescos, por ejemplo, la temperatura de la materia se debe guardar sobre su punto de congelación inicial para evitar de daños al congelar. En adición, porque hay cambios drásticos en las características termofísicas de alimentos es porque se congelan, el punto de congelación inicial de un alimento se debe saber para modelar sus características termofísicas exactamente. La tabla de Composition data from USDA (1996) reporta valores iniciales de punto de congelación. 5. Fracción de hielo

Para predecir las características termo físicas de los alimentos congelados, que dependen fuertemente de la fracción del hielo en el alimento, la fracción total del agua que se ha cristalizado debe ser determinada. Debajo del punto de congelación inicial, la fracción total del agua que se ha cristalizado en un alimento es una función de la temperatura. En general, los alimentos se componen mayoritariamente de agua, los sólidos disueltos, y los sólidos sin disolver. Durante el congelamiento, como algo del agua líquida se cristaliza, los sólidos disueltos en el agua líquida restante cada vez más se concentran, así va bajando la temperatura de congelación. 6. Densidad

Modelar la densidad de alimentos y de bebidas requiere el conocimiento de la porosidad del alimento, tan bien como la fracción y la densidad totales de los componentes del alimento. La porosidad se requiere para modelar la densidad de los alimentos granulares almacenados en bulto, tal como granos y arroz. Para otros alimentos, la porosidad es cero.

16

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

7. Calor Específico

El calor específico es una medida de la energía requerida para cambiar la temperatura de un alimento por un grado. Por lo tanto, el calor específico de alimentos o de bebidas se puede utilizar para calcular la carga de calor impuesta ante el equipo de refrigeración por refrigerar (enfriar) o congelar de alimentos y de bebidas. En alimentos no congelados, el calor específico llega a ser levemente más bajo mientras que la temperatura se eleva de 32°F a 68°F. Para los alimentos congelados, hay una disminución grande del calor específico pues la temperatura disminuye. Las listas de la tabla Composition data from USDA (1996) determinaron de forma experimental los valores del calor específico para varios alimentos arriba y bajo cero. 8. Entalpía

El cambio en la entalpía de un alimento se puede utilizar para estimar la energía que se debe agregar o quitar  para efectuar un cambio de temperatura. Sobre el punto de congelación, la entalpía consiste en energía sensible debajo del punto de congelación, la entalpía radica en energía sensible y latente. 9. Conductividad térmica

La conductividad térmica relaciona la tasa de transferencia de calor de la conducción con el gradiente de la temperatura. La conductividad térmica de un alimento depende de factores tales como composición, estructura, y temperatura. Se han realizado trabajos para adaptar la conductividad térmica de alimentos y de bebidas. 10. Difusividad térmica

Los valores experimental determinados de la difusividad térmica de alimentos son escasos. Sin embargo con valores apropiados de la conductividad térmica, calor específico y densidad, la difusividad térmica se puede calcular usando la ecuación: α

=

k pc

Donde: k es conductividad térmica p es densidad c es calor específico 11. Calor de respiración

Todos los alimentos vivos respiran. Durante la respiración, el azúcar y el oxígeno combinan para formar el CO2, H2O, y calientan como sigue: C6H12O6 + 6O2

→

6CO2 + 6H2O + 2528 Btu

En la mayoría de los productos almacenados en planta, pocas células se desarrollan y la parte mayor de energía de respiración es liberada como calor, que debe considerado al refrigerar y almacenar alimentos vivos (Becker et el al. 1996a). El calor de respiración varía según tipo o clase de alimento:

17

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

Las frutas, los vegetales u hortalizas, las flores, los bulbos, tallos y hojas verdes son materias de almacenaje con significativo calor de la respiración. Productos secos o deshidratados, tales como semillas y nueces, tienen tasas de respiración muy bajas. Los productos con tejidos finos jóvenes, muy sensibles y activamente creciendo, tales como espárrago, bróculi y espinaca, tienen altos índices de la respiración, al igual que las semillas no maduras tales como guisantes verdes y maíz dulce. Las frutas de rápido crecimiento, tales como fresas, frambuesas, y las zarzamoras, tienen tasas de respiración mucho más altas que las frutas que son lentas para desarrollar, por ejemplo manzanas, las uvas, y los cítricos. En general, la mayoría de vegetales, con excepción de bulbos y de raíces, tienen una alta tasa de respiración inicial para los primeros un o dos días después de la cosecha. Dentro de algunos días, la tasa de respiración baja rápidamente a la tasa del equilibrio. Las frutas que no maduran durante almacenaje, tal como cítricos y uvas, tienen índices bastante constantes de respiración. Frutas que maduran en almacenaje, tal como manzanas, melocotones, y aguacates, aumentan su tasa de respiración. En las temperaturas bajas del almacenaje, alrededor de 32°F, el índice de la respiración aumenta raramente porque no ocurre ninguna maduración. Sin embargo, si las frutas se almacenan a temperaturas más altas (50 a 60°F), hay aumentos de la tasa de respiración y eso se debe a la maduración, entonces ésta se ve frenada. Frutas suaves, tales como arándanos, higos, y fresas, tienen una disminución de la respiración en el tiempo a 32°F. Aún si éstos se infectan con pudrición por organismos, la tasa de respiración siempre aumenta. Para las frutas como mangos, aguacates o plátanos, la maduración significativa ocurre a temperaturas sobre 50°F. Los vegetales u hortalizas como cebollas, ajo y col pueden aumentar la producción del calor  después de un período de almacenaje largo. 12. Transpiración de frutas y vegetales frescos

El componente más abundante de frutas y de vegetales frescos es el agua, que existe como fase líquida continua en la fruta o el vegetal (hortaliza). Algo de esa agua se pierde a través de la transpiración, que implica el transporte de la humedad a través de la piel del alimento, la evaporación, y el transporte total convectivo de la humedad a los alrededores del producto (Becker et el al. 1996b). El índice de la transpiración en frutas y vegetales frescos afecta la calidad del producto. La humedad transpira continuamente desde instalaciones durante la manipulación y el almacenaje de los productos. Una cierta pérdida de humedad (agua) es inevitable y puede ser tolerada. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, mucha humedad se puede perder y causar marchites o arrugamiento. La pérdida que resulta en masa afecta no solamente el aspecto, la textura, y el sabor de la materia, sino que también reduce el volumen vendible (Becker et el al. 1996a). Muchos factores afectan el índice de la transpiración de las frutas y de los vegetales frescos; la pérdida de humedad es conducida por una diferencia en la presión del vapor de agua entre la superficie del producto y el ambiente. Becker et el al. 1996a refieren que la superficie del producto se puede asumir para ser saturada, y la presión del vapor de agua en la superficie de la materia son así iguales a la presión de la saturación del vapor de agua evaluada en la temperatura superficial del producto. Sin embargo, también reportan que las

18

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO sustancias disueltas en la humedad de la materia tienden para bajar la presión del vapor en la superficie que se evapora levemente. La evaporación en la superficie del producto es un proceso endotérmico que enfría la superficie, así baja la presión del vapor en la superficie y reduce la transpiración. La respiración dentro de la fruta o del vegetal, por otra parte, tiende a aumentar la temperatura del producto, levantando la presión del vapor en la superficie y aumentando la transpiración. Además, la tasa de respiración es en sí mismo una función de la temperatura de la materia. También, los factores tales como estructura, permeabilidad de la piel, y circulación de aires superficiales también afectan la tasa de la transpiración. 13. Coeficiente superficial de transferencia de calor 

Aunque el coeficiente superficial de transferencia de calor no es una característica térmica de un alimento o de una bebida, es necesario para el diseño de equipos de transferencia de calor para procesamiento de los alimentos y bebidas donde está implicada la transferencia por convección.

IV. Tiempos de refrigeración y congelamiento de alimentos La conservación del alimento es uno de los usos más significativos de la refrigeración. El alimento que se refrigera y que se congela reduce con eficacia la actividad de microorganismos y de enzimas, así retarda el deterioro. Además, la cristalización del agua reduce la cantidad de agua líquida en alimento e inhibe el crecimiento microbiano (Heldman 1975). La mayoría de las operaciones que refrigeran y congelan comercialmente alimentos y bebidas utilizan transferencia térmica de convección por flujo de aire; solamente un número limitado de productos es refrigerado o congelado por transferencia térmica de la conducción en congeladores de la placa. Para que las operaciones en que se refrigeran o enfrían por flujo de aire y que congelan convectivamente sean rentables y el equipo de refrigeración debe cumplir con los requisitos específicos del uso específico para refrigerar o congelar en particular. El diseño de tal equipo de refrigeración requiere la valoración de los tiempos de enfriamiento –refrigeración y de congelación de alimentos y de bebidas, así como las capacidad de cargas correspondientes de refrigeración. Los métodos numerosos para predecir los tiempos de refrigeración y de congelación de alimentos y de bebidas se han propuesto basados en análisis numéricos, analíticos y empíricos. Seleccionar un método apropiado de la valoración de los muchos métodos disponibles puede ser desafiador. 1. Termodinámica de la refrigeración y congelación

Refrigerar y congelar alimentos es un proceso complejo. Antes de congelar, el calor sensible se debe quitar  del alimento para disminuir su temperatura al punto de congelación inicial del alimento. Este punto de congelación inicial es algo más bajo que el punto de congelación del agua pura debido a sustancias disueltas en la humedad dentro del alimento. En el punto de congelación inicial, una porción del agua dentro del alimento se cristaliza y la solución restante se concentra, reduciendo el punto de congelación de la porción no congelada del alimento más lejano. Mientras que la temperatura disminuye, la formación del cristal de hielo aumenta la concentración de los solutos en la solución y presiona el punto de congelación más lejos. Así, el 19

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO hielo y las fracciones del agua en el alimento congelado, y por lo tanto las características termofísicas del alimento, dependen de temperatura. Porque la mayoría de los alimentos tiene forma irregular y tienen características termofísicas dependientes de la temperatura, soluciones analíticas exactas para determinar  sus tiempos de refrigeración y de congelación no pueden ser exactamente derivadas. La mayoría de las investigaciones se ha centrado en desarrollar métodos de predicción semi analítico/ semi empírico que determinan tiempos de congelamiento y de congelación utilizando simplificación de asunciones. 2. Tiempos de refrigeración para alimentos y bebidas

Antes de que un alimento pueda ser congelado, su temperatura se debe reducir a su punto de congelación inicial. Este proceso de enfriamiento, también conocido como preenfriado o chilling, que solamente quita el calor sensible sin ocurrir ningún cambio de fase. Número Biot: La refrigeración convectiva por flujo de aire en alimentos y bebidas está influenciada por el

cociente de la resistencia externa del traspaso térmico a la resistencia interna del traspaso térmico. Este cociente (es el número Biot) es: BI = hL/k

Donde: h es el coeficiente de transferencia del calor de convección, L es la dimensión característica del alimento y k es la conductividad térmica del alimento (véase sección de Propiedades Térmicas de los Alimentos). En cálculos del tiempo de enfriamiento, la dimensión característica L se toma como la distancia más corta del centro térmico del alimento a su superficie. Así, en cálculos del tiempo de enfriamiento, L es mitad del grueso de la capa o coraza externa o el radio de un cilindro o de una esfera. Cuando el número Biot se aproxima a cero (Bi < 0.1), la resistencia interna al traspaso térmico es mucho menor que la resistencia externa y se puede utilizar un parámetro de aproximación para determinar el tiempo de refrigeración de un alimento (Heldman 1975). Cuando el número de Biot es muy grande (Bi >40) la resistencia interna al traspaso térmico es mucho mayor  que la resistencia externa y la temperatura superficial del alimento se puede asumir igual a la temperatura del medio de refrigeración. Para esta situación, las soluciones de la serie de la ecuación de la conducción del calor de Fourier están disponibles para las formas geométricas simples. Cuando el número Biot está entre 0.1 < Bi < 40, ambos la resistencia interna al traspaso térmico y el coeficiente de la transferencia del calor de convección deben ser considerados. En este caso, las soluciones de la serie, que incorporan funciones transcendentales para explicar la influencia del número de Biot, se pueden encontrar disponibles para formas geométricas simples. Los métodos simplificados para predecir los tiempos de refrigeración de alimentos y de bebidas se pueden encontrar disponibles para los alimentos de formas regulares e irregulares sobre una amplia gama de los números de Biot.

20

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

3. Tiempos de congelación para alimentos y bebidas

Según lo referido al principio de este tema (Tiempos de refrigeración y congelamiento de alimentos), el congelado de alimentos y bebidas no es un proceso isotérmico, sino que es proceso que ocurre sobre una gama de temperaturas. Esta sección aborda el método básico de la valoración de tiempo de congelación de Plank y sus modificaciones; métodos que calculan tiempo de congelación como la suma del preenfriado, el cambio de fase y tiempos de subenfriamiento, así como métodos para los alimentos de formas irregulares. Estos métodos referidos se dividen en tres subgrupos: dimensionalidad equivalente del transferencia térmica, trayectoria mala conducción, y diámetro equivalente de la esfera. Todos estos métodos de valoración del tiempo de congelación de los alimentos utilizan las características térmicas de los alimentos referidas en Propiedades Térmicas de los Alimentos. 3.1 Ecuación de Plank

Uno de los métodos simples más extensamente conocido para estimar los tiempos de congelación de alimentos y de bebidas fue desarrollado por Plank (1913-1941). La transferencia del calor de convección se asume para que ocurra entre el alimento y el medio de congelamiento que lo rodea. La temperatura del alimento es asumida para ser l temperatura inicial de congelación, la que es constante a través del proceso de congelación. Además, se asume la constante de conductividad térmica para la región que se congelada. Además, la constante de conductividad térmica para la región congelada se asume. La valoración del tiempo de congelación de Plank es como sigue:

Donde:

Lf  es calor latente volumétrico de fusión (ver Propiedades Térmicas de los Alimentos), Tf es temperatura inicial de congelamiento de un alimento, Tm es temperatura media de congelamiento, D es espesor de capa/plancha o del diámetro de la esfera o del cilindro infinito, h es coeficiente de transferencia del calor de convección, ks conductividad térmica del alimento completamente congelado, P y R son factores geométricos.

Para una capa infinita, un P el = 1/2 y un R = 1/8. Para una esfera, un P = 1/6 y un R = 1/24; Para un cilindro, un P = 1/4 y un R infinitos = 1/16.

21

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

Los factores geométricos de Plank indican que una capa infinita del grueso D, un cilindro infinito del diámetro D y una esfera del diámetro D, si estuvo expuesta a las mismas condiciones, tendría tiempos de congelación en el cociente de 6:3:2. Por lo tanto, un cilindro se congela por la mitad del tiempo de una capa o plancha y una esfera en un tercio del tiempo de una plancha. 3.2 Modificaciones a la Ecuación de Plank

Los varios investigadores han observado que el método de Plank no predice exactamente tiempos de congelación de alimentos y de bebidas. Esto es porque, en parte, el método de Plank asume que los alimentos se congelan en una temperatura constante y no sobre una gama de temperaturas y ese el caso en los sistemas actuales de congelamiento de alimentos. Además, la conductividad térmica del alimento congelado se asume ser constante; en realidad, la conductividad térmica varía grandemente durante el congelamiento. Otra limitación de la Ecuación de Plank es que descuida el preenfriado y sub enfriado, la remoción del calor sensible sobre y debajo del punto de congelación. Por lo tanto, los investigadores han desarrollado los métodos empíricos semi analíticos mejorados de la valoración del tiempo de refrigeración y de congelación que explican estos factores. Cleland y Earle (1977, 1979a, 1979b) incorporaron correcciones para explicar retiro del calor sensible sobre y debajo del punto de congelación inicial del alimento así como la variación de la temperatura durante congelar. Las ecuaciones de la regresión fueron desarrolladas para estimar los parámetros geométricos P y R para las planchas infinitas, los cilindros infinitos, las esferas, y los bloques como ladrillos rectangulares. En estas ecuaciones de la regresión, los efectos del traspaso térmico superficial, el preenfriado, y el subenfriamiento final son considerados por los valores del número Biot, de Plank y de numero de Stefan, respectivamente. En esta sección, se define el número de Biot como

Donde: h es el coeficiente de la transferencia del calor de convección, D es la dimensión característica y ks son la conductividad termal del alimento completamente congelado. En cálculos del tiempo de congelación, la dimensión característica D se define como dos veces la distancia más corta del centro térmico de un alimento a su superficie: el espesor de una capa o plancha o el diámetro de un cilindro o de una esfera. En general, se define de forma modificada el número del Plank así:

Donde:

Cl es el calor específico volumétrico de la fase no congelada y DH cambio de entalpía volumétrica entre el Tf y la temperatura final del alimento.

El número de Stefan se define de manera similar como:

Donde: Cs es el calor específico volumétrico de la fase congelada. 22

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

V. Sistemas y Métodos de congelación industrial de alimentos El congelar es un método de preservación de alimentos que retarda los cambios físicos y químicos y microbiológicos que causan el deterioro de alimentos. La reducción de temperatura retarda actividad molecular y microbiana en alimento, ampliando así la vida útil al almacenarlos. Aunque cada producto tiene una temperatura ideal e individual de almacenaje, la mayoría de los productos alimenticios congelados se almacenan en 0 a -30° F (ó -18 a -35° C). El congelar reduce la temperatura de un producto de temperatura ambiente al nivel de la de almacenaje y cambia la mayor parte del agua en el producto a hielo. Cualquier equipo de congelación debe de ser pensado para acomodarse a las tres etapas del proceso térmico de congelación: Precongelación Congelación (propiamente dicha) Reducción a la temperatura de almacenamiento. Se pueden agrupar estos equipos en categorías, en función de transmisión térmica: Contacto directo (metal) Congeladores de placa, de correa o banda, de tambor, rotativos. Aire u otro gas como medio. Congeladores de aire forzado. Medio líquido. Congeladores de inmersión (ej. Salmuera). Vaporización de un líquido o sólido (vapor perdido). Congeladores de nitrógeno líquido, de fluoruro carbono líquido, de dióxido de carbono líquido o sólido. Cada tipo de equipo conviene más o menos a varios productos. Los congeladores de aire forzado son aplicables casi a cualquier producto, embalado o no; los aparatos de contacto exigen bloques de forma regular o bien en un envoltorio líquido; la inmersión conveniente sobretodo a productos embalados; los congeladores a vapor perdido se utilizan esencialmente para productos congelados rápidos individualmente (siglas en inglés IQF). La figura siguiente demuestra las tres fases del congelamiento: (1) el enfriamiento, que quita calor sensible, reduciendo la temperatura del producto al punto de congelación; (2) retiro o remoción del calor latente de fusión del producto, cambiando el agua a cristales de hielo; y (3) el enfriamiento continuado debajo del punto de congelación, que quita más calor sensible, reduciendo la temperatura del producto a la temperatura deseada u óptima del almacenaje congelado. La parte más larga del proceso de congelación es quitar el calor latente de la fusión mientras que el agua se transforma en hielo. Muchos alimentos son sensibles al índice de congelación, que afecta la producción (por deshidratación), la calidad, su valor alimenticio y las características sensoriales. La técnica y el sistema de congelación seleccionados pueden así tener impacto económico substancial. Al seleccionar técnicas y los sistemas de congelación para los productos específicos, considerar los requisitos de manejo, la capacidad, los tiempos de congelación, la calidad, la producción, el aspecto, el coste inicial, los gastos de operación, la automatización y la disponibilidad de espacio.

23

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

FIGURA DE CURVA TIPICA DE CONGELAMIENTO Técnicas de congelación.

Los sistemas de congelación se pueden agrupar de la siguiente manera por su método básico de extraer calor  de productos alimenticios: Congelación por aire comprimido o Congelador de impacto o ráfaga (por convección). En inglés Blast Freezing. Aire frío se hace circular a alta velocidad sobre producto. El aire remueve o quita el calor del producto y lo lanza a un intercambiador de calor de aire/refrigerante antes de ser  recirculado. Congelación por contacto (conducción). El alimento, empaquetado o desempaquetado, se coloca en o entre superficies frías de metal. El calor es extraído por la conducción directa a través de las superficies, que son enfriadas directamente por un medio refrigerante que circula. Congelamiento criogénico (convección y o conducción). El alimento es expuesto a un ambiente debajo de -76° F (-60° C) rociando el nitrógeno líquido o el bióxido de carbono líquido en la cámara de congelamiento. Congelamiento crío-mecánico por convección y/o conducción. El alimento primero se expone a congelar criogénicamente y entonces se usa refrigeración mecánica directa para acabar el congelamiento. 1. Congelamiento por ráfaga o aire forzado (Blast freezing)

Los congeladores de ráfaga utilizan el aire como el medio de transferencia térmica y dependen del contacto entre el producto y el aire. La sofisticación en control de la circulación de aire y técnicas de la transportación varía de compartimientos que congelan como ráfaga de aire a congeladores cuidadosamente controlados para el mismo proceso (blast freezing).

24

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

Los primeros congeladores de ráfaga consistieron en cuartos de conservación como cámara frigorífica con ventiladores adicionales y un exceso de refrigeración. Al mejorar el control de la circulación del aire y las técnicas de mecanización del transporte se ha logrado una transferencia térmica y un flujo más eficiente. Aunque el congelamiento por batch o lotes todavía se utiliza ampliamente, los congeladores más sofisticados son los que integran las cadenas de producción continua. En las líneas de proceso, donde el congelar es esencial para operaciones de gran capacidad o gran escala, con muy alta calidad y ser bastante rentables; por ello hay una amplia gama de los sistemas del congelamiento de ráfaga –Blast freezing- disponible, entre las que se puede incluir: Batch o Lote: o o o

Cuartos de conservación ó cámaras frigoríficas. Células inmóviles o estacionarias de ráfaga Con carros para empujar.

Continuo. Línea de proceso. o o o o o

Bandas o cintas rectas (de dos fases, de pasos múltiples). Camas o lechos fluidizados. Bandas transportadoras fluidifizadas. Bandas de transporte en espirales. Cartón (portador).

1.1 Cuartos de Conservación en cámara frigorífica

Aunque un cuarto frío o cámara frigorífica de conservación no se considera un sistema de congelación, se utiliza a veces para este propósito. Porque un cuarto de almacenaje no se diseña para ser un congelador, este debe ser utilizado solamente para congelar en casos excepcionales. El congelar es generalmente tan lento que la calidad de la mayoría de los productos no es buena. La calidad de los productos ya congelados almacenados en el cuarto, se compromete porque el exceso de carga de refrigeración que puede elevar  considerablemente la temperatura de los productos congelados. También, los sabores de productos calientes pueden ser transferidos. 1.2 Túneles Estacionarios de Células de Congelación de Ráfaga

La célula estacionaria de la ráfaga es el congelador más simple que se puede esperar para producir los resultados satisfactorios para la mayoría de los productos. Es un recinto aislado equipado de bobinas de refrigeración y los ventiladores axiales o centrífugos que circulan el aire sobre los productos de una manera controlada. Los productos se colocan generalmente en las bandejas, que luego se colocan en los estantes para dejar un espacio de aire entre las capas adyacentes de bandejas. Los estantes se mueven dentro y fuera del túnel que usa manualmente un motor de la plataforma. Es importante que los estantes estén colocados para reducir al mínimo puente del aire. La célula inmóvil de la ráfaga es un congelador universal, porque casi todos los productos se pueden congelar en una célula de la ráfaga. Los vehículos y otros productos (e.g., artículos de la panadería, empanadas de la carne, ganchos de pescados, alimentos preparados) pueden ser  congelados en cartones o ser desempaquetados y extensión en una capa en las bandejas. Sin embargo, las mayores pérdidas del producto derramado, daño y la deshidratación pueden ser mayores y la calidad del producto puede ser reducida o desmejorada para muchos productos. En algunos casos, este tipo de congelador también se utiliza para reducir a 0°F (-32° C) o debajo o inferior la temperatura de los productos entarimados, encajonados que han sido previamente congelados con el calor latente de la zona de la fusión

25

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO por otros medios. La flexibilidad de una célula de congelamiento por ráfaga es conveniente para cantidades pequeñas de productos variados; sin embargo, los requisitos de trabajo son relativamente altos y el movimiento del producto es muy lento. En el caso de la cámara solamente haya sido prevista para el almacenaje, es lógico que las capacidades de los equipos frigoríficos es insuficiente para enfriar los productos; en estos caso la temperatura del aire se leva, en detrimento de los alimentos o productos que estén en la cámara; si el productos a congelar no esta cubierta, la escarcha se acumula rápidamente sobre evaporadores, disminuyendo así la potencia y haciendo crítica la operación de almacenaje.

Figura de Célula de Congelación de Ráfaga ó aire forzado. 1.3 Congelador para Carretillas (Túnel para carretillas)

Con carretillas para poder empujar a través del congelador, se incorpora un grado moderado de mecanización. Los estantes son movidos generalmente en los carriles por un mecanismo que empuja, que puede estar hidráulicamente o eléctricamente accionado. Este tipo de congelador es similar a la célula inmóvil o estacionaria de ráfaga, a menos que ese disminuya el tiempo, los costes de trabajo y de dirección de producto. Este sistema se utiliza extensamente para productos de corteza-congelada (enfriamiento rápido), como los paquetes empacados de aves de corral crudas y para productos de formas irregulares. Otra versión utiliza una impulsión de cadena para mover las carretillas a través del congelador. También se debe de agregar que el túnel es un equipo de congelación muy flexible, adaptable muchos productos de diferentes tamaños y formas, empacados o no, aunque en este equipo se debe considerar utilizar embalados ya que estos no se adhieren a bandejas y facilitan su manejo y limpieza de equipos. Cuando se utiliza congelado rápido individual (IQF) no existe problemas de adherencia.

Figura de un Congelador para Carretillas

26

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

1.4 Congeladores de Banda Transportadora Recta

Los primeros congeladores mecanizados de banda recta y ráfaga, consistían en un transportador de correa de acoplamiento de alambre en un cuarto frío o cámara de congelación de ráfaga, que satisfizo la necesidad del flujo de producto continuo en ese momento. Una desventaja a estos primeros sistemas era la transferencia térmica ineficaz, un mal control de la circulación de aire y los no muy buenos resultados. El uso de versiones actuales controla la circulación de aire vertical, la fuerza el aire frío hacia arriba con la capa de producto, de tal modo que se crea un buen contacto con las partículas del producto. Los congeladores de bandas rectas se utilizan generalmente con frutas, los vegetales, papas fritas, los toppings cocinados de carne (e.g., pollo cortado en cubitos, embutidos y camarón cocinado). El diseño principal del congelador es de dos etapas de la correa o banda (como se ve en la figura), consiste en dos bandas transportadoras de acoplamiento en series. La primera correa preenfría o congela la corteza inicialmente una capa o una corteza externa para condicionar el producto antes de transferirlo a la segunda correa para congelar a 0°F (-32° C) o inferior. La transferencia o vibraciones entre las correas ayudan a redistribuir el producto en la correa y previene la adherencia del producto a la correa. Para asegurar el contacto uniforme con aire frío y congelar  eficazmente, los productos se deben distribuir uniformemente sobre la banda entera. Los congeladores de dos etapas funcionan generalmente a temperaturas refrigerantes o precongelar de 15 a 25°F ( -9 a -4° C) en la sección del preenfriado y -25 a -40°F ( -44 a -40°C) en la sección que congela. Las capacidades se extienden a partir de la 1 a 50 toneladas del producto por hora, con tiempos de congelación a partir del 3 a 50 minutos. Cuando los productos a ser congelados están calientes (e.g., las papas fritas a 180 a 200°F), otra sección que preenfría se agrega delante de la sección normal. Esta sección provee el aire refrigerado aproximadamente a 50°F (10° C) o el aire del ambiente filtrado para enfriar el producto y para congelar la grasa. Se prefiere el aire refrigerado porque el aire ambiente filtrado tiene mayores variaciones de la temperatura y puede contaminar el producto.

Figura de Congeladores de Banda Transportadora Recta. 1.5 Congeladores de Banda Transportadora Recta de pasos múltiples

Para productos más grandes con tiempos mayores de congelación (hasta 60 minutos) y requisitos de una gran capacidad (más alta 0.5 a 6 ton/hora), un congelador recto de una banda recta de un solo paso requeriría un espacio muy grande. El espacio requerido puede ser reducido apilando las correas o bandas sobre una para formar un sistema de pasos múltiples de alimentación y descarga simple (generalmente tres pasos) o los sistemas paso sencillo de múltiples pasos (múltiples alimentaciones y descargas) apilando uno encima de otro. El múltiple paso: (triple-paso) el arreglo de pasos múltiples proporciona otra ventaja, que el

27

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO producto después de ser congelado superficialmente en la primera correa (superior), se puede apilar más profundamente en las correas más bajas. Así, el área total de la correa requerida se reduce, al igual que el tamaño total del congelador. Sin embargo, este sistema tiene un potencial para causar daños del producto y el producto a veces se atora en las transferencias de la correa.

Figura de Congelador de Banda Transportadora Recta de paso múltiple. 1.6 Congeladores de lecho fluidizado

La fluidificación tiene lugar cuando determinadas partículas de dimensiones bastante uniformes se someten a un corriente de aire ascendente. Para una velocidad de aire apropiado, se depende de de las características del producto, las partículas flotan en la corriente como un fluido. Este congelador utiliza el aire como el medio del traspaso térmico y para el transporte; el producto atraviesa el congelador en un amortiguador del aire frío hacia arriba que fluye (figura). Este diseño se satisface bien para los productos de partículas pequeños, de tamaños uniformes tales como guisantes, los vegetales cortados en cubitos y fruta pequeña. El alto grado de fluidificación mejora la tasa del transferencia térmica y permite el buen uso del espacio. La técnica es para productos escurridos de agua de limpieza, limitados a tamaños uniformes que se puedan fluidificar y transportar fácilmente con la zona de congelación. El principio de congelación depende de congelar la corteza del producto rápidamente, la temperatura refrigerante de funcionamiento debe ser -40° F (-40 ° C) o inferior, con una temperatura del aire de -20° F (-29° C) o menor. Los congeladores de estrato o lecho fluidizado se fabrican normalmente como unidades empaquetadas, fábricas-montadas con las capacidades de 1 a 10 ton/h. Los productos de partículas tienen generalmente un tiempo de congelación de 3 a 15 minutos. 1.7 Congeladores de Lecho Fluidizado de Banda

Es un híbrido del congelador de banda dos etapas y del congelador de lecho fluidizado; el congelador  fluidizado de banda tiene una sección de fluidificación en la primera etapa de la banda. Un incremento en la resistencia del aire se diseña debajo de la primera banda para proporcionar las condiciones de fluidificación para el producto que entra mojado, pero la banda sirve para ayudar a transportar más productos pesados, menos productos uniformes que no se fluidizan totalmente. Una vez que la corteza se ha congelado, se puede cargar ser más producto para una mayor eficiencia en la segunda parte de la banda de congelado. Los congeladores fluidizados de bandas de dos etapas funcionan entre -30 a -35° F (-34 a -37° C) y la capacidad de congelamiento a partir de la 1 a 50 ton/h. Una buena estimación del orden de magnitud de la carga total de refrigeración para el congelado rápido individual (IQF) es 40 toneladas de refrigeración por la tonelada del producto por hora. Los congeladores pequeños requieren cerca de 10 a 15% más capacidad por la tonelada del producto por hora.

28

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

Figura de Congelador de Lecho Fluidizado 1.8 Congeladores de Banda de Espiral

Este congelador se utiliza generalmente para productos con tiempos de congelación largos (generalmente 10 minutos a 3 h), y para los productos que requieren manejo largo durante congelamiento. Una banda transportadora o banda sin fin que puede estar literalmente doblada por un lado y circula cilíndricamente, una grada debajo de otra por niveles; esta configuración requiere de espacio mínimo para una banda relativamente larga. El principio original del congelador de banda de espiral, utiliza un sistema de carril que tuerce en espiral para llevar la banda, aunque diseños más recientes utilizan una banda a un mismo comando que apila la banda y que requiere menos separación de arriba. El número de gradas en espiral puede variar  para acomodar diversas capacidades. Además, dos o más torres espirales se pueden utilizar en serie para productos con tiempos de congelación largos. Los congeladores espirales están disponibles en una gama de las anchuras de banda y se fabrican como modelos empaquetados, modulares, y campo erigidos para acomodarse a varios procesos y capacidades. La circulación de aire horizontal es aplicada a los congeladores espirales por ventiladores axiales montados a lo largo de un costado. Los ventiladores soplan el aire horizontalmente a través del transportador espiral con efecto de enfriamiento mínimo limitado a dos porciones de la circunferencia espiral. La rotación de la jaula y de la correa produce un efecto de rostizador, con el aire frío a alta velocidad pasando por el producto cerca de la descarga, ayudando a congelar de manera uniforme.

Figura de Congelador de Banda de Espiral.

29

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

1.9 Congelador de espiral de flujo de aire vertical

Hay varios diseños disponibles para controlar la circulación de aire. Un diseño (como la Figura de Congelador  de espiral de flujo de aire vertical) tiene un piso del entresuelo que separa el congelador en dos zonas de presión. Bafles alrededor el del exterior e interior de la forma de la banda, un tubo transporta el aire de modo que los flujos de aire para arriba o alrededor del producto como el transportador bajen el producto. La circulación de aire controlada reduce el tiempo de congelación para algunos productos.

Figura de Congelador de espiral de flujo de aire vertical 1.10 Congelador de Espiral de Circulación de aire divida

Otro diseño (el de la figura Congelador de Espiral de Circulación de aire divida) parte la circulación de aire de modo que el aire más frío entre en contacto con el producto cuando entra y cuando sale del congelador. El aire más frío introducido en el producto cuando entra, puede aumentar la transferencia térmica del calor  superficial y congelar la superficie más rápidamente, que también puede reducir la deshidratación del producto.

Figura de Congelador de Espiral de Circulación de aire divida. Los productos típicamente congelados en congeladores de bandas de espirales incluyen: empanadas crudas y cocinadas de carne, productos de pescados, porciones del pollo, pizza, y una gran variedad de productos empaquetados. Los congeladores de espirales están disponibles en una amplia gama de capacidades, a partir 0.5 a 10 ton/h. Dominan sector alimenticio congelado de la actualidad.

30

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION CONSERVACI ON DE ALIMENTOS A LIMENTOS POR FRIO F RIO

1.11 Congeladores de Choque

En este diseño el aire frío fluye perpendicular a las superficies más grandes del producto a una velocidad relativamente alta. Los inyectores de aire con los conductos de vuelta correspondientes se montan sobre y debajo de los transportadores. La circulación de aire interrumpe constantemente la capa de límite que rodea el producto, realzando la tasa superficial de transferencia térmica. La técnica puede por lo tanto reducir el tiempo de congelación de productos con grande superficie o masa (por ejemplo tortas finas de hamburguesa). Los congeladores de ráfaga ó choque – blast freezer- se diseñan con las bandas rectas rectas de un solo paso o de pasos múltiples. Los tiempos de congelación son 1 a 10 minutos. El uso rentable y efectivo se limita a productos alimenticios delgados (menos de 1 pulg. de grueso o espesor).

Figura de Congeladores de Choque o Blast Freezer. 1.12 Congeladores de cajas

El congelador de cajas (o transportador) es un congelador de la muy alta capacidad (de 5 a 20 toneladas) para cajas grandes de productos como: carne roja, aves de corral y helados. Estas unidades también se utilizan como refrigeradores para los productos de carne y bloques de queso. En la sección superior del congelador, una fila de los portadores cargados del producto se empuja hacia la parte posterior del congelador, mientras que en la sección más baja se vuelve al frente. Mecanismos de elevación están situados en ambos extremos. Un transportador es similar a un estante para libros con entrepaños. Cuando se pone en un extremo de carga /descarga del congelador, producto ya congelado empuja cada fila del estante uno a la vez sobre un transportador de la descarga. Cuando el transportador se pone para arriba, este estante alinea con la estación de cargamento, donde los productos nuevos se empujan continuamente sobre el transportador antes de que se mueva de nuevo en la parte trasera del congelador. El aire frío circula sobre las cajas mas cercanas por convección forzada. Generalmente, el aire y el producto se arreglan en flujo cruzado, pero algunos diseños tienen aire para fluir en forma opuesta al producto (es decir, decir, a lo largo de la longitud del congelador). En la actualidad estos sistemas automatizados están disponibles para controlar el cargamento del estante, la descarga y el movimiento para congelar o enfriar (refrigerar) productos con con diversos tiempos de retención en la misma unidad simultáneamente. Esta flexibilidad creciente es particularmente útil y rentable donde hay diversos tamaños tamaños y cortes (e.g., (e.g., productos de carne roja y de las aves de corral). corral).

31

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION CONSERVACI ON DE ALIMENTOS A LIMENTOS POR FRIO F RIO

Figura de Congelador de cajas. 2. Congeladores de contacto directo

El medio primario de transferencia térmica de un congelador de contacto es por conducción; el producto o el paquete se ponen en contacto directo con una superficie refrigerada. Los congeladores de contacto se pueden clasificar como sigue: Batch o Lote:

Placa horizontal manual. Placa vertical manual Proceso en línea:

Placa automática Banda de contacto contacto (acero inoxidable sólido) Diseño especializado. El tipo más común de congelador de contacto es el congelador de placa de contacto, en el cual el producto se presiona entre las placas del metal. El refrigerante es circulado dentro de los canales en las placas, que asegura transferencia térmica y resultados eficientes en tiempos de congelación cortos, a condición de que el producto es un buen conductor del calor, como para prendederos de pescados, espinaca cortada, o de menudencias de carne. Sin embargo, los paquetes o las cavidades deben ser llenados bien y si se utilizan las bandejas de metal, no deben ser torcidas o deformes. 2.1 Congeladores manuales y automáticos de la placa

En este tipo de congeladores el producto se sujeta entre dos placas cruzadas, en el interior de las placas circula el criógeno o refrigerante o entre bandas circulando en el exterior de las mismas, colocando el producto sobre la banda. Los congeladores de placa de contacto están disponibles en arreglos horizontales o verticales con carga y descarga manual. Los congeladores horizontales de placa están también disponibles en una versión automática, que que acomoda generalmente capacidades capacidades más altas y de operación continua. La ventaja de la buena transferencia térmica en congeladores de placa de contacto se reduce gradualmente con el aumento de grueso del producto. Por esta razón, el grueso se limita a menudo de 2 a 3 pulgadas (de 5 a 8

32

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION CONSERVACI ON DE ALIMENTOS A LIMENTOS POR FRIO F RIO cm). Los congeladores de contacto contacto de placa funcionan eficientemente porque no requieren ningún ventilador, son muy compactos y no hay transferencia térmica adicional entre el refrigerante y el medio de transferencia térmica. Una ventaja con los productos empaquetados es que puede ocurrir que la presión de las placas pueda reducirse al mínimo, así los paquetes son uniformes y cuadrados dentro de tolerancias. Generalmente la presión de las placas o de las dobles bandas o correas durante el congelamiento evitan prácticamente la hinchazón, guardando lo congelado (paquete) la forma regular. Los congeladores automáticos de placa acomodan hasta 200 paquetes por minuto, con tiempos de congelación de 10 a 150 minutos. Cuando se requieren mayores capacidades, los congeladores se colocan en serie con los sistemas asociados del transportador para manejar cargamento y los paquetes paquetes el descargar. Generalmente se identifican tres tipos de congeladores de contacto: De placas (horizontales o verticales) De correas o bandas (sencillas o dobles) De tambor rotativo.

Figura de Congelador de Placas. Otras aplicaciones aplicaciones de congeladores de placa. Los congeladores placas horizontales típicamente contiene de 15 a 20 placas; el producto se coloca en bandejas o cuadros metálicos, lo requiere de trabajo para carga y descarga; movilizando las placas por  mecanismos hacia arriba o hacia abajo y cerrando ciclos, hasta descargar lo que se va congelando sobre una cinta transportadora, repitiendo ciclo con cada carga. Los Congeladores de placas verticales se utilizan para producir productos en bloques desde 10-15 kilogramos como pescados enteros o eviscerados, carnes cortadas. Estos congeladores congeladores poseen una serie de placas placas verticales enfriadas (frías) (frías) y cuyos intervalos intervalos forman los compartimientos compartimientos de un cajón abierto por la parte superior, por donde se coloca el producto. El producto congelado se descarga lateralmente o por los extremos superior o inferior, operación generalmente mecanizada y facilitada por un corto calentamiento con gas caliente (vapor de agua) y un empuje hidráulico. 2.2 Congelador especializado de contacto directo

Una combinación de congelar por aire y de contacto contacto se utiliza para colgadores de filetes de pescados pescados y otros productos delicados, productos húmedos con superficies planas relativamente grandes. La banda continua,

33

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION CONSERVACI ON DE ALIMENTOS A LIMENTOS POR FRIO F RIO de acero inoxidable sólido tiene típicamente 4 a 6 pies (1.20 a 2.00 m) de ancho y puede ser 100 pies (30-35 m) de largo. El producto se carga sobre la banda en un extremo del congelador y después viaja en una posición fija con la zona que congela hasta extremo de descarga. El congelamiento es logrado generalmente por la conducción a través de la banda a un medio que se enfría debajo de ella y por la convección a través de la circulación de aire controlada sobre la banda o por la convección solamente a través del aire de alta velocidad sobre y debajo de la banda. Este diseño de congelador produce el producto atractivo, pero una desventaja es el tamaño físico del congelador. Las capacidades para los productos típicos se limitan generalmente de 1 a 2.5 ton/h, con un tiempo de congelación de menos de 30 minutos. Otro congelador  especializado de contacto transporta productos alimenticios sobre una película plástica continua (-40°F/40°C) una placa refrigerada a baja temperatura. El contacto con la película congela aproximadamente el 0.04 pulgada (1.01 mm) inferior de productos en aproximadamente un minuto. Este equipo se utiliza para eliminar  marcas de la banda de acoplamiento de deformación o de forma del metal en los productos que son planos, húmedos, pegajosos o suave, o en la necesidad de formar el producto producto a mano antes que entre a un congelador de tipo blast freezer (aire forzado). Otra ventaja del congelador de contacto es que reduce pérdidas por deshidratación deshidratación en pasos siguientes siguientes de congelamiento. Los ejemplos de los productos más convenientes para el congelador de contacto: productos marinados, marinados, pechugas de pollo deshuesadas, deshuesadas, y filetes delgados de pescado. 3. Congeladores criogénicos o de inmersión

El congelamiento criogénico (o gas) es a menudo una alternativa para: producción en pequeña escala productos nuevos situaciones de sobrecarga productos estacionales. Los congeladores criogénicos utilizan nitrógeno líquido o dióxido de carbono líquido (CO 2) como el medio de la refrigeración, y los congeladores pueden ser de gabinetes para lotes, congeladores de bandas transportadoras rectas, transportadores de espirales, o congeladores líquidos para inmersión. En éste grupo de congeladores criogénicos se incluyen a los congeladores de inmersión que tienen aplicación para los productos de formas irregulares, como: pescado, pollo, etc. Para estos productos se obtiene buena transferencia térmica al aplicar el congelamiento por inmersión, que generalmente puede ser una solución acuosa de sal ó salmuera, azúcar (jarabe, sirope o almíbar), alcohol u otra sustancia no tóxica. Este tipo de congeladores por inmersión inmersión son muy utilizados utilizados para congelar pescado como atún en barcos (en salmuera), salmuera), también es aplicado en industrias de aves para evitar oscurecimiento de piel antes de someter a congelamiento final en un túnel. Cuando se utiliza líquidos como etilenglicol o propilenglicol u otra sustancia análoga, se debe de proteger el producto embalándolo, lavando el embalaje del producto luego del proceso de congelado. 3.1 Congelador de nitrógeno líquido

Este tipo de congelador también se conoce como congeladores por vaporización de líquido o sólido, ya sea que se use nitrógeno ó dióxido de d e carbono. El tipo de congelador más común a base de nitrógeno líquido es uno de banda transportadora recta, sola recta, o de línea de proceso en túnel. El nitrógeno líquido a -320°F (-196° C) se introduce pulverizado por  alimentación externa al extremo del congelador directamente sobre el producto; mientras que el nitrógeno

34

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO líquido se vaporiza, esos vapores fríos circulan hacia el extremo de la entrada, donde se utilizan para preenfriar y congelar inicial del producto. Los vapores "calentados" (típicamente -50°F ó -45.6°C) entonces se descargan a la atmósfera. La baja temperatura del líquido y del vapor de nitrógeno proporciona un congelamiento rápido, que puede mejorar la calidad y reducir la deshidratación para algunos productos. Sin embargo, el coste de congelamiento es relativamente alto debido a el costo del gas (nitrógeno líquido) y la superficie de los productos con alto contenido de agua puede agrietarse si no se toman las precauciones necesarias. El consumo de nitrógeno líquido está en el rango de 0.9 a 2.0 libras de nitrógeno por la libra del producto (1 a 1.5 kg nitrógeno por 1 kg producto), dependiendo del contenido en agua y de la temperatura del producto. Aunque esto traduce a gastos de explotación relativamente altos, la inversión inicial pequeña hace los congeladores del nitrógeno líquido rentables para algunos usos, por ejemplo camarones. Para obtener una congelación extremadamente rápida -superficialmente- se puede sumergir el producto a congelar  directamente en nitrógeno líquido, se deben tomar precauciones para evitar grietas en el producto. 3.2 Congelador de dióxido e carbono

Las aplicaciones con dióxido de carbono son similares a las del nitrógeno líquido, con la diferencia que el CO2 no existe a la presión atmosférica más que en estado gaseoso y sólido; el segundo (sólido) se puede colocar  en contacto con producto a congelar en un contenedor o agitando el producto con trozos de nieve carbónica. Los usos para congelar del CO2 incluyen producir productos congelados individuales (IQF) como cubitos de carnes aves de corral, toppings para pizza y mariscos. Aplicación similar es cuando se utiliza el congelador a base de hidrocarburos halogenados líquidos (freones); por ejemplo el R12 ó diclorodifluorurometano especialmente purificado, el cual tiene una temperatura de ebullición a presión atmosférica de -30°C, se utiliza en circuito cerrado. El producto a congelar es transportado sobre una banda transportadora a un baño con el criogénico, en donde el vapor formado es recuperado por condensación, sobre el evaporador de un circuito frigorífico – parta alta del equipo-. El producto congelado retiene un poco del criogénico, aunque la mayor parte se evapora en el almacén, no sin dejar un muy pequeño e insignificante residuo. 4. Congeladores Crío-mecánicos

Aunque esta técnica no es nueva, (la combinación de congelación criogénica y aire comprimido) los usos del congelamiento crío-mecánico están aumentando. Los productos de alto valor, pegajosos, tales como camarón IQF y los productos húmedos, delicados, tales como bayas de fresas congeladas individualmente y otros productos, son usos comunes para estos sistemas. Un congelador crío-mecánico típico tiene un paso inicial de inmersión en el cual el producto atraviesa un baño de nitrógeno líquido para fijar la superficie del producto. Este paso reduce la deshidratación y mejora las características de manejo del producto, como pegarse o hacerse un solo bloqueo de grumos o bloques pequeños. El producto criogénico con la corteza-congelada entonces se transfiere directamente en un congelador mecánico, donde el resto del calor se quita y la temperatura del producto se reduce a 0°F o más bajo (-32 °C). El paso criogénico está adaptado a veces a los congeladores mecánicos existentes para aumentar su capacidad. El congelamiento mecánico hace que operaciones de explotación se haga con menores costos que solo congelar criogénicamente, es donde la combinación se debe manejar adecuadamente para que sea rentable.

35

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

VI. Atmósfera Controlada como técnica complementaria a la refrigeración y congelamiento de alimentos La utilización del frío, para almacenamiento de alimentos, como frutas y otros vegetales, fue el primer paso para conservarlos por largos tiempos, con el congelamiento o la refrigeración, ciertas variedades no se conservan satisfactoriamente o por los tiempos deseados; desde dos a tres siglos se sabe que plantas y partes vivientes de ellas como hojas, flores, frutos, producen constantemente anhídrido carbónico y absorben al mismo tiempo la misma cantidad de oxígeno. También desde más de un siglo atrás se encontró que todos los frutos conservados con niveles bajos de oxígeno evidenciaban un metabolismo reducido. Hasta hace menos de cien años se obtuvieron datos que ayuden a su aplicación práctica al almacenamiento de alimentos; este método realiza en un atmósfera con reducido contenido de oxígeno y elevado porcentaje de CO2, denominándose “almacenamiento en atmósfera controlada”(AC). 1. Atmósfera Controlada (AC)

Por definición se debe de entender entonces que la atmósfera controlada AC, es controlar intencionalmente la atmósfera gaseosa natural y el mantenimiento de la misma en unas condiciones determinadas durante el ciclo de distribución independientemente de la temperatura y de las otras variaciones ambientales. La atmósfera controlada AC comprende generalmente a la tecnología que se aplica en el almacenamiento durante el cual se asegura una atmósfera constante independiente de las actividades respiratorias del producto, intercambio de gases a través de fugas, etc. 2. Atmósfera Modificada (AM)

Esta consiste en cambiar inicialmente la atmósfera gaseosa en el entorno del producto, permitiendo que las actividades del producto envasado ocasione una variación del entorno gaseoso en las inmediaciones. La mayoría de los productos envasados con tecnología AC, AM y VA (Vacío) mantienen cierta actividad respiratoria o contienen microorganismos metabólicamente activos. Dichas actividades consumen el oxígeno presente en el aire produciendo dióxido de carbono y vapor de agua que cambian la atmósfera. El material de envasado y el propio envase permiten la difusión del oxígeno, dióxido de carbono y vapor de agua, de manera tal que pueden producirse cambios adicionales en la atmósfera. Si se permite que el producto y el envase interaccionen normalmente, la atmósfera gaseosa se modificará en relación con la inicial y de aquí nace el término de atmósfera modificada, que puede ser estudiado por separado como MAP (Modified Atmosphere Packing) Hay que tomar en cuenta que el proceso metabólico de las frutas continúa después de haber sido recolectadas, durante este proceso, conocido por respiración, la fruta madura, sobre madura, entra en senescencia y finalmente se pudre. Por ello se hace necesario en caso de frutas u otros vegetales tomar las medidas necesarias para disminuir en lo posible la respiración durante el almacenaje. La respiración es muy variable según tipo y variedad de fruta, madurez y temperatura de almacenaje. Cuando más baja sea la temperatura, mas baja será la respiración y más largo el tiempo que se podrá almacenar. Teóricamente se afirma que entre más cerca está del punto de congelación puede ser mejor conservada, sin embargo este principio no aplica a todas las clases de frutas.

36

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO La respiración de la fruta puede reducirse por medio de refrigeración simultáneamente con la reducción del contenido de oxigeno del ambiente; lo que haría pensar que al reducir sustancialmente el oxígeno, la fruta se conservaría casi por tiempo ilimitado. La ausencia de oxígeno se ha comprobado que causa daños fisiológicos en frutas hincando procesos de fermentación (alcohólica). Se estima que para la mayoría de variedades se hace necesario como mínimo un contenido de oxígeno entre 1 y 3 %. También un porcentaje de anhídrido carbónico CO2 en el aire de la cámara frigorífica superior al normal contribuye a disminuir la intensidad respiratoria; así aplicando porcentajes adecuados de 0 2 y de CO2 , es posible alargar el tiempo de almacenamiento, sin sobrepasar el límite inferior de temperatura, en que las frutas sensibles al frío comienzan a sufrir daños fisiológicos. 3. Características de las cámaras

Las cámaras para AC atmósfera controlada exigen un recinto totalmente hermético a diferencia de las cámaras frigoríficas convencionales, esto es con el fin de mantener las mezclas gaseosas en proporción constante. En caso de existir o encontrarse una fuga, la buscada reducción de oxígeno no llega nunca o solamente después de un largo período. Una reducción retardada de oxígeno perjudica gravemente el proceso de conservación; además si la cámara no es hermética, hay dificultad para reducir con rapidez el O 2 y de mantener las adecuadas proporciones de O2 / CO2. Por otra parte el funcionamiento es siempre más económico con una buena hermeticidad.

VII. Microbiología de los alimentos refrigerados y congelados El uso total más importante de la refrigeración es la prevención o el retraso de cambios microbianos, fisiológicos y químicos en alimentos. Incluso en las temperaturas cerca del punto de congelación, los alimentos pueden deteriorarse con el crecimiento de microorganismos, de cambios causados por enzimas o de reacciones químicas. Mantener los alimentos a bajas temperaturas reduce el porcentaje en la cual estos cambios ocurren. Algunos microorganismos dañinos pueden crecer en o debajo de las temperaturas de congelamiento. La refrigeración también juega un papel muy importante en el mantenimiento y suministro de alimentos seguros. El manejo incorrecto de la temperatura en la manipulación de alimentos es el principal factor en la causa de enfermedades. Otro factor importante es equipo incorrectamente esterilizado y otros aspectos como seguridad, inocuidad y otros aspectos responsabilidad de la dirección o gerencia técnica. 1. Fundamentos de microbiología básica

Los microorganismos desempeñan varios papeles en las instalaciones de producción del alimento. Pueden contribuir al desperdicio del alimento, produciendo malos olores y sabores o alterando textura, aspecto del producto con la producción del limo y la formación de pigmento. Algunos organismos causan enfermedades; otros son beneficiosos y se requieren para producir alimentos tales como queso, carne, vino y sauerkraut o col agria con fermentación. Los microorganismos los hay en cuatro categorías: bacterias, levaduras, hongos y virus. Las bacterias son los patógenos producidos por los alimentos más comunes. Las tasas de crecimiento bacterianas, bajo condiciones óptimas, son generalmente más rápidas que las de levaduras y de mohos, siendo las bacterias unas de las primeras causantes de desperdicios o averías, especialmente en alimentos refrigerados, húmedos. Las bacterias tienen muchas formas, incluyendo las esferas (cocos), las barras (bacilos) o los espirales (espiroqueta) y están generalmente entre 0.3 y 5 a 10 micras de tamaño. Las bacterias pueden crecer en una amplia gama de ambientes.

37

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO Las levaduras y los mohos u hongos llegan a ser importantes en situaciones que restringen el crecimiento de bacterias, por ejemplo en productos ácidos o secos. Las levaduras pueden causar la formación de gas en  jugos y la formación de limo en productos fermentados. El mildiú (moho negro) en superficies húmedas y la formación del moho en los alimentos estropeados son también comunes. Algunos mohos producen toxinas muy fuertes (micotoxinas), si estos son consumidos, pueden ser fatales. Los virus son parásitos intracelulares obligados que son específicos a un anfitrión determinado. Todos los virus, incluyendo virus humanos (e.g., la hepatitis A), fuera no puede multiplicar células o tejido. Las características de diseño de refrigeración deben incluir las instalaciones para que buenas prácticas el lavado de manos y saneamiento del empleado reduzcan al mínimo el potencial para la contaminación del producto. Las bacterias, las levaduras, y los mohos se distribuyen extensamente en agua, suelo, aire, materiales de planta y zonas de la piel e intestinales de seres humanos y de animales. Prácticamente todos los alimentos sin procesar se contaminan con una variedad de desperdicios o desechos y a veces de microorganismos patógenos porque los alimentos actúan como medios de cultivo excelentes para la multiplicación bacteriana. Los ambientes de procesamiento de alimentos que contienen residuos de alimentos son seleccionados naturalmente por los microorganismos que más probablemente pueden estropear un producto determinado en particular. 2. Como crecen los microorganismos

Una fase de inicial ocurre mientras los organismos se adaptan a las nuevas condiciones ambientales y comienzan a crecer. Después de una fase de latencia que dependerá de las condiciones propias y características del microorganismo. Luego de la adaptación, los microorganismos entran en fase de crecimiento logarítmico máxima y el control del crecimiento microbiano no es posible sin el saneamiento u otras medidas drásticas. Los números pueden doblarse tan rápidamente como cada 20 a 30 minutos bajo condiciones óptimas. La producción de toxina y la maduración de esporas son posibles y ocurren generalmente en el final de la fase exponencial mientras que microorganismo (m.o.) se incorpora a una fase inmóvil. En este tiempo, se agotan los alimentos esenciales y/o se acumulan los subproductos inhibitorios. Eventualmente hay declinaciones de la viabilidad de m.o.; la tasa depende del organismo, del medio y de otras características ambientales. Aunque la refrigeración prolonga tiempo de generación y reduce actividad enzimática y producción de la toxina, en la mayoría de los casos, él no restaurará seguridad ni la calidad perdida del producto.

Curva típica del crecimiento de microorganismos.

38

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

Los factores que influyen en el crecimiento microbiano se pueden dividir en dos categorías: 1. Factores intrínsecos que son una función del alimento sí mismo y 2. Factores extrínsecos que son una función del ambiente en el cual se sostiene un alimento. 3. Factores intrínsecos

Los factores intrínsecos que afectan crecimiento microbiano incluyen los alimentos, los inhibidores, las características biológicas, actividad de agua, el pH y la presencia de microorganismos competentes en un alimento. Aunque prácticas procesos tengan poco efecto en estos parámetros, es importante una comprensión de cómo el crecimiento intrínseco influencia los factores es útil para predecir los tipos de microorganismos que puedan estar presentes 4. Factores Extrínsecos

Los factores extrínsecos que influencian el crecimiento de microorganismos incluyen temperatura, humedad relativa ambiental y niveles del oxígeno. Los sistemas de la refrigeración y ventilación desempeñan un papel importante en el control de estos factores. 5. Temperatura

Por ser la temperatura el factor físico más importante en el mecanismo de conservación de alimentos por frío refrigeración y congelamiento- se enfoca con mayor amplitud este factor. Los microorganismos pueden crecer en una amplia gama de temperaturas. Previamente, 45°F ó 7°C se ha pensado que era suficiente controlar el crecimiento de organismos patógenos. Sin embargo, la aparición de patógeno psicrófilo, tales como Listeria monocytogenes, ha demostrado la necesidad de usar temperaturas más bajas. En los Estados Unidos, 41°F ó 5°C ahora se reconoce como el límite superior para la temperatura segura de la refrigeración, aunque en algunos casos 34°F ó 1.1 °C o menos puede ser más apropiado. Los alimentos no se deben sostener entre 41 y 140°F (5 y 60°C) de temperatura por más de 2 horas ya que pueden favorecer el crecimiento de microorganismos patógenos. Éstos son capaces de crecer sobre 113°F (45°C), con un crecimiento óptimo entre 130 a 150°F ( 54.4 y 65.5 °C) ya son considerados son termófilos. El crecimiento termófilo puede ser extremadamente rápido, con tiempos de generación de 10 a 20 minutos. Termófilos puede convertirse en problema en blanqueadores o escaldadores y otro equipo que mantienen alimentos a temperaturas elevadas por períodos extendidos. Estos organismos mueren o no crecen en las temperaturas de la refrigeración. Los mesófilos crecen lo mejor posible entre 68 y 113°F (20 y 45 °C). La mayoría de patógenos están en este grupo, con temperaturas óptimas del crecimiento alrededor de 98.6°F (37° C, es decir, temperatura del cuerpo humano). También incluyen un número de organismos responsables del deterioro de alimentos. El crecimiento de mesófilos es absolutamente rápido, con tiempos de generación típicos de 20 a 30 minutos. Porque los mesófilos crecen tan rápidamente, los alimentos perecederos se deben enfriar tan rápidamente como sea posible prevenir deterioro o las condiciones inseguras potenciales. También, tasas de enfriamiento más lentas favorecen que los mesófilos se adapten y crezcan a temperaturas más bajas. Los psicrófilos pueden crecer en 41°F (5°C), y algunos pueden crecer a temperaturas tan bajas como 23°F (-5°C) y son una causa primaria del deterioro de alimentos perecederos. El crecimiento psicrófilo es lento

39

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO comparado al crecimiento mesófilo y termófilo, con índices de crecimiento máximos de 1 a 2 h o más. Sin embargo, el control del crecimiento psicrófilo es un requisito importante en productos con larga vida útil. El crecimiento se dobla con cada aumento 5°F (2°C) de temperatura. En la práctica, la vida útil de la carne fresca por ejemplo se maximiza a 29°F/-1.7 °C y es reducido el 50% sosteniendo en 36°F/2.2°C. La carne congela en 28°F/-2.22°C. La supervivencia de los microorganismos psicrófilos y de la mayoría mesófilos es realzada por temperaturas bajas del almacenaje. El congelar no es un proceso mortal eficaz; algunos organismos, como bacterias gram negativa, son dañados por congelamiento y pueden morir lentamente, pero otras son extremadamente resistentes. El congelamiento es utilizado como medio eficaz de preservar de microorganismos a temperaturas extremadamente bajas (e.g., -110°F/-79°C). Los microorganismos pueden ser controlados por uno de tres mecanismos: prevención de la contaminación prevención del crecimiento autodestrucción de los organismos. El diseño de los sistemas de la refrigeración y de la ventilación puede afectar todas estas áreas, por ello se debe de manejar sistemas para evitar o prevenir la contaminación por microorganismos. 6. Prevención de contaminación

Para prevenir la entrada de microorganismos en áreas de la producción del alimento, los sistemas de ventilación deben proporcionar un aire adecuadamente limpio. Ya que las bacterias se transportan generalmente a través del aire en partículas de polvo, con filtros se suelen eliminar hasta 95% de los microorganismos. Estos filtros de partículas del aire de alta eficacia (Tipo HEPA) proporcionan aire estéril y se utilizan para mantener cuartos limpios. Los filtros húmedos son bastante efectivos en refrigeración, para el control de crecimiento de microorganismos, pero esto implica que se debe tener control de la des humidificación y aumentar el flujo de aire. Todos los sistemas de ventilación se deben también proteger  contra humedad y condensación para prevenir crecimiento de microorganismos. La presión positiva en el ambiente de la producción previene la entrada de la contaminación aerotransportada de fuentes, a excepción de conductos de ventilación. Las tomas de aire para áreas de producción no deben hacerse frente a áreas que son propensas a la contaminación, tal como charcos en las azoteas o sitios de anidar para pájaros. Las bandejas de goteo de equipos de refrigeración (internas o externas) son una fuente significativa de la contaminación de L. monocytogenes. Las bandejas de goteo de condensación se deben sondear  directamente para drenar para prevenir la contaminación de pisos y el transporte subsiguiente de organismos a través de una instalación de producción. Éstas bandejas deben ser fácilmente accesibles y permitir la limpieza programada, así previene el crecimiento de microorganismos. El aire de deshielo se debe evitar en áreas críticas. Las unidades evaporativas a base de glicol ofrecen ventajas, porque el glicol se ha encontrado que es bueno para atrapar y para matar a microorganismos. Siendo higroscópico, el glicol presiona el punto de condensación del aire, proporcionando un ambiente más seco. El tráfico que atraviesa instalaciones de producción se debe planear para reducir al mínimo el contacto entre los productos crudos y cocinados, según lo asignado por mandato en las regulaciones del USDA para las plantas que procesan productos de carne. El flujo en línea recta de un producto crudo a partir de un extremo de una facilidad al otro previene la contaminación cruzada. Las paredes que separan el producto crudo de cocinado (o sucios de limpio), con la presión positiva en el área de cocción, deben ser considerados, porque ésta proporciona la mejor protección. Proporcionar las instalaciones adecuadas de almacenaje para permitir el almacenaje separado de ingredientes crudos de productos procesados, especialmente en las instalaciones que manejan

40

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO los productos de carne, que son una fuente significativa de salmonelas. La carne cruda no se debe almacenar  con las carnes y/o vegetales o productos lácteos cocinados. 7. Prevención del crecimiento microbiano

El control del agua o la humedad en refrigeración o congelamiento son los medios más eficaces y que con frecuencia son posiblemente pasados por alto para inhibir el crecimiento microbiano. Todos los sistemas, tubería, equipo y pisos de la ventilación se deben diseñar para drenar totalmente. El agua en el piso al caminar o transitar el montacargas apoyan el crecimiento microbiano rápido a través de las instalaciones refrigeradas. La condensación en techos y tuberías de enfriamiento también favorece el crecimiento microbiano y puede gotear sobre las superficies de contacto del producto si no se protegen adecuadamente. La prevención de la condensación es esencial prevenir la contaminación. El aislamiento de tuberías y/o los sistemas de deshumidificación pueden ser necesarios, particularmente en cuartos fríos. Aumentar la circulación de aire puede también ser útil para quitar la humedad residual. Mantener una humedad relativa de 70% previene el crecimiento de microorganismos más resistentes; usar menos de 60% HR previene todo crecimiento microbiano en superficies de la instalación. Los procedimientos de saneamiento utilizan mucha agua y dejan mucha humedad en las instalaciones. La deshumidificación adecuada se debe proporcionar para quitar la humedad durante y después del saneamiento. El control de humedad relativa no es siempre posible. Por ejemplo, para madurar carnes rojas las carcasas requieren humedades relativas de 90 - 95% para prevenir la sequedad excesiva. En estos casos, una temperatura de 29°F (-1.66°C), apenas sobre punto de congelación del producto, se debe utilizar para inhibir la deterioración microbiana. Las temperaturas debajo de 41°F (5°C) inhiben los organismos más comunes que causan enfermedad llevada por el alimento; sin embargo, 34°F (1.11°C) se requiere para inhibir  L. monocytogenes.

La circulación de aire, la humedad relativa y la temperatura se deben balancear finalmente para alcanzar vida útil máxima con la deterioración limitada de la calidad. El congelar es también un medio eficaz del control microbiano. La muerte limitada puede ocurrir al congelar, especialmente durante congelamiento lento de bacterias gram negativas. Sin embargo, el congelar no es una manera confiable de matar microorganismos. Porque casi ningún crecimiento microbiano ocurre en alimentos congelados, mientras un producto permanece bien debajo de su punto de congelación, no existen medidas de seguridad microbiana. Los alimentos congelados se deben almacenar debajo de 0°F (-18°C) por razones legales y de la calidad. 8. Destrucción de Microorganismos

Altas temperaturas son medios eficaces para inactivar microorganismos y se utiliza extensivamente en el blanqueo o escaldado, la pasterización y conservar. El calor húmedo es más eficaz que calor seco. Las altas temperaturas (170°F ó 77°C) se pueden también utilizar para el saneamiento cuando no se usan productos químicos. Aunque el saneamiento de agua caliente es eficaz contra formas vegetativas de bacterias, las esporas no se ven afectadas por este tratamiento físico. Además de calor, la alta presión, campos eléctricos, luz blanca de alta energía, irradiación, luz ultravioleta, peróxido de hidrógeno, ozono y los productos químicos de saneamiento son eficaces para destruir microorganismos. Muchos de los procedimientos para el control de microorganismos son manejados por el análisis de peligro y punto críticos de control (HACCP) para la seguridad del alimento. Adoptado en el sector alimenticio desde los años 60, HACCP es un sistema preventivo que construye características del control de seguridad de diseño y producción de alimentos. El sistema de HACCP se utiliza para el manejo de los peligros o riesgos físicos, químicos y biológicos. Cada establecimiento de fabricación de alimentos debe tener un equipo de HACCP

41

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO para desarrollar y para adoptar su plan de HACCP. El equipo es multidisciplinario, con miembros experimentados en operaciones de planta, desarrollo de producto, microbiología del alimento, etc. 9. Limpieza y Sanitización

La limpieza y el saneamiento o sanitización son los elementos claves para el control de microorganismos. La limpieza controla el crecimiento microbiano quitando materiales residuales de alimento que los microorganismos necesitan para la proliferación. El saneamiento o sanitización elimina más bacterias que permanecen en las superficies, previniendo la contaminación subsiguiente de los alimento. La mayoría de contaminaciones microbianas son causadas por equipo sucio y por el propio diseño del equipo; por lo tanto, el equipo y las instalaciones se deben de diseñar junto con su programa de limpieza y sanitización para mantener bajo control la inocuidad. Los productos que se congelan antes de empaquetar son particularmente vulnerables a la contaminación. Muchos túneles de congelación en instalaciones de transformación de alimentos son difíciles o imposibles limpiar debido al acceso limitado y pobres drenajes. Aunque las temperaturas de congelación controlan bastante el crecimiento microbiano, la proliferación de microorganismos ocurre durante tiempo muerto, por  ejemplo fines de semana o paros nocturnos. Los puntos siguientes se deben considerar durante diseño para reducir al mínimo problemas potenciales: Proporcionar buen acceso para el equipo de limpieza. Facilitar la limpieza interna y externa. Iluminar adecuadamente (540 lx) para permitir la inspección de todas las superficies. Remover piezas para acceder a lugares inaccesibles que permitan la acumulación del producto. Diseñar el equipo fácil de desmontar con pocas herramientas, especialmente para las áreas que son difíciles de limpiar. Diseñar la dirección del aire (flujo) de los conductos para la fácil limpieza. Proporcionar carretes (rodamientos) o puertas de acceso desprendibles. Utilizar materiales de construcción lisa y no porosa para prevenir la acumulación de producto; que además sean resistente a productos químicos (de cloro, iodo, amonio cuaternario, sanitizantes ácidos y sus derivados). Dar atención especial a los materiales de aislamiento, muchos de los cuales son porosos. El aislamiento se debe proteger contra el agua para evitar la saturación y el resultante crecimiento microbiano. Un método eficaz es una cubierta del PVC bien-sellado o del acero inoxidable. Evitar  usar la fibra de vidrio en plantas de la transformación de los alimentos. Todo el equipo se debe drenar totalmente. Consultar referencias y regulaciones sobre principios sanitarios de diseño. La innovación es necesaria para facilitar el secado después de la limpieza completa. Incluir superficies adecuadamente inclinadas y suficientes drenajes para manejar el agua es importante también. Los sistemas de deshumidificación y/o incremento de la circulación del aire en nuevos y existentes sistemas podrían reducir  grandemente los problemas asociados al agua. Los SSOP /POES (Procedimientos Operativos Estandarizados de Sanitización) podrían no ser los apropiados para algunas instalaciones de producción de alimentos; tales como mezclas secas, chocolates u operaciones que muelen de harina. Los sistemas de refrigeración o ventilación para estas plantas se deben hacer para facilitar la limpieza en seco, para reducir la condensación, y para restringir el agua a un área muy confinada si es absolutamente necesario. Las instalaciones y equipos deben diseñar e instalar para reducir al mínimo crecimiento microbiano y para maximizar el saneamiento de las instalaciones. Tener el cuidado de los materiales a usar que puedan

42

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO soportar la humedad y productos químicos. El sector alimenticio tiene muchos estándares para materiales de fabricación e instalación de equipos.

VIII. Diseño de Instalaciones Refrigeradas Para el diseño de instalaciones refrigeradas, (para temperatura media, baja o súper baja) se deben tomar en cuenta algunas consideraciones tecnológicas: El éxito de la buena conservación y comercialización de alimentos refrigerados dependerá de la eficacia de las tecnologías en detener los procesos físicos (pérdida de agua) y desarrollo de microorganismos; y regular el desarrollo normal de la maduración en frutos o rigor mortis en carnes. El éxito de la conservación de productos de origen animal como vegetal al estado de congelamiento dependerá también de la eficacia de las tecnologías seleccionadas en reducir los efectos del propio proceso y en detener procesos químicos y enzimáticos. El éxito de comercializar productos alimenticios congelados o refrigerados va a depender de la calidad y carga microbiana del producto natural, de la eficacia del sistema de enfriamiento (velocidad de enfriamiento o congelación), de la temperatura de conservación y de la estabilidad de la cadena fría evitando fluctuaciones de temperatura. En cualquier caso, para la elección del tratamiento frigorífico deberá tenerse en consideración: Las características del producto, Disponibilidad tecnológica y Objetivos comerciales pronosticados. 1. Diseño del almacén frigorífico

Las instalaciones refrigeradas son cualesquiera edificios o sección de un edificio que alcance condiciones de almacenaje controladas usando la refrigeración. Dos instalaciones básicas del almacenaje son: Los refrigeradores que protegen materias en las temperaturas generalmente sobre 32°F ( 0°C) o temperatura media y Los cuartos a baja temperatura (congeladores) que funcionan debajo de 32°F (0°C) para prevenir  los desperdicios, para mantener o para ampliar vida del producto. Las condiciones dentro de un compartimiento refrigerado cerrado se deben mantener para preservar el producto almacenado. Esto se refiere particularmente a la vida estacional, útil y al almacenamiento de larga duración. Los artículos específicos para tal consideración incluyen: Temperaturas uniformes Distancia del flujo de aire y choque del aire de circulación en el producto almacenado Efecto de la humedad relativa Efecto del movimiento de aire en empleados Ventilación controlada, si fuera necesaria 43

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO Temperatura a la que ingresa del producto Duración prevista del almacenaje Temperatura requerida de salida del producto Tráfico dentro y fuera del almacén. Para referir normativas de almacenaje frío se citan las siguientes: La Administración de drogas y alimentos de USA (FDA) desarrolló en 1997 el código, que proporciona los requisitos modelo para salvaguardar salud pública y asegurarse de que el alimento no sea adulterado. El código es una guía para establecer los estándares por todas las fases de manejar los alimentos refrigerados. Trata la recepción, la manipulación, almacenar y el transporte de los alimentos refrigerados y las llamadas sanitarias como los requisitos de temperatura. Estos estándares se deben reconocer en el diseño y la operación de las instalaciones refrigeradas del almacenaje. Las regulaciones de la administración de salud e higiene ocupacional ( Occupational Safety and Health Administration OSHA), la agencia de protección del medio ambiente (EPA), el Ministerio de Agricultura de USA (USDA) y otros estándares se deben también incorporar en instalaciones y procedimientos del almacén. 2. Categorías de almacén refrigerado

Hay cinco categorías para la clasificación del almacenaje refrigerado para la preservación del valor nutritivo son: Atmósfera controlada para la fruta a largo plazo y el almacenaje vegetal. Refrigeradores en las temperaturas de 32°F (0°C) y arriba. Congeladores de alta temperatura en 27 a 28°F. (-2 °C) Cuartos de almacenaje a baja temperatura para los productos congelados generales, mantenidos generalmente en -5 a -20°F (-20 a -29°C). Almacenajes a baja temperatura en -5 a -20°F (-20 a -29°C)., con un exceso de refrigeración para productos que se reciben congelan 0°F (-18°C). 3. Funcionalidad

En el curso de su funcionamiento el almacén o instalación frigorífica o refrigerada debe de ser diseñado para ofrecer el volumen requerido y la temperatura (el frío) necesario para el almacenamiento o conservación. Es conveniente considerar establecer las cámaras inmediatas o con acceso a carretera, lineas ferroviarias o muelles, facilitando acceso directo a las instalaciones. En la actualidad los almacenes frigoríficos se construyen frecuentemente utilizando paneles aislantes prefabricados fijados sobre estructura de acero u hormigón (concreto). El aislamiento se puede colocar en el exterior o en el interior de la estructura; al hacerlo por el exterior envuelve la edificación sin discontinuidad, eliminando las dificultades que trae un techo aislado suspendido; también el aislamiento está protegido contra daños interiores por la estructura; el aislamiento exterior facilita reparaciones ya ampliaciones. 4. Funciones del diseño

Se debe definir claramente las funciones atribuidas al diseño de la instalación refrigerada, estableciendo actividades diarias medias y máximas consideradas, como las consideraciones antes anotadas: Cantidad a recibir de producto. Temperatura del producto.

44

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO Máximo número de personas y carros operando en simultáneo. Número de apertura de puertas previsto. Máxima cantidad de productos que sale de la cámara o almacén. Temperatura ambiente máxima considerada. Los elementos anteriores se tienen en cuenta en el cálculo de las necesidades máximas de frío. La diferencia entre la temperatura de la superficie de depósitos fríos y la temperatura de la cámara debe de ser pequeña, alrededor de 6° C. 5. Levantamiento del suelo por congelación

Este accidente se debe evitar disponiendo de un sistema de calefacción o un espacio ventilado bajo el piso de la cámara. El calentamiento puede hacerse por una red de cuadros eléctricos o una serie de tubos por la que circula solución de glicerina o aceite, el líquido se calienta frecuentemente alrededor de 5° C por el calor  recuperado de la instalación frigorífica. Se hace necesario el control de la temperatura del piso. 6. Aislamiento

Los costos del aislamiento en un almacén frigorífico normalmente representan una parte muy importante en la construcción, se debe considerara para lograr reducción de costos en este rubro. La eficacia del aislamiento o coeficiente K influye sobre el clima (°T y HR) del almacenamiento, ya que el calor seco penetra a través de las paredes. Los materiales del aislamiento, tales como: poli estireno, poli isocianurato, poliuretano y material fenólico, se han probado satisfactoriamente cuando están bien instalados con retardador apropiado de vapor y acabados con materiales que proporcionan la protección contra los incendios y una superficie sanitaria. La selección del material apropiado del aislamiento se debe basar sobre todo en la economía del aislamiento instalado, incluyendo el acabado, el saneamiento y protección contra incendios. 7. Tipos de aislamiento

Los tipos de aislamiento usados en refrigeración y congelamientos son: Aislamiento Rígido. Aislamiento de paneles. Espuma en el lugar del aislamiento. Paneles de Aislamiento de Concreto Prefabricado. 8. Sistemas de Refrigeración (Equipamiento)

El sistema de refrigeración para una facilidad refrigerada se debe seleccionar en la primera fase del planeamiento de la instalación. Si la facilidad es un edificio de un solo propósito, a baja temperatura del almacenaje, la mayoría de los tipos de sistemas pueden ser utilizados. Sin embargo, si las materias que se almacenarán requieren diversas temperaturas y humedades, se debe seleccionar un sistema que puede resolver las demandas usando cuartos aislados en diversas condiciones. Usar el equipo construido unitario de paquete fabricado puede tener mérito para las estructuras más pequeñas y para una facilidad múltiples cuartos que requiera una variedad de condiciones de almacenaje. Un cuarto para el compresor central es un estándar para instalaciones más grandes, especialmente donde es importante la conservación de energía.

45

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO En grandes almacenes frigoríficos, la instalación consiste en un sistema de compresión (compresor) de dos tiempos, con bomba de recirculación de líquido refrigerante a los evaporadores (o refrigeradores de aire). El amoníaco es el más corriente, pero en ocasiones se utilizan también hidrocarburos halogenados. Los condensadores están calculados para obtener una temperatura de condensación lo más baja posible; son enfriados por circulación de agua, sea del tipo evaporativo (evaporación forzada del agua) o enfriado por aire. La mayor parte de instalaciones modernas están automatizadas con controles digitalizados para un mejoramiento de la seguridad y permitir una regulación más fácil y menos costosa. No se debe dejar de incluir una iluminación acorde a las actividades que dentro de la cámara frigorífica se realizarán; tomar en cuenta el calor que la fuente de iluminación generará, por ello debe contar con la potencia determinada y adecuada. Como norma en un almacén frigorífico se debe de ofrecer una iluminación de 125 lux en el suelo y de 250 lux en las áreas de trabajo. 9. Selección del refrigerante

La selección del refrigerante es una decisión muy importante en el diseño de instalaciones refrigeradas. Típicamente, el amoníaco (R700) se ha utilizado, particularmente en los sectores de los productos alimenticios y bebidas, pero aún el R-22 ha sido y se usa todavía. Algunas instalaciones a baja temperatura ahora también utilizan R-507A o R-404A, que son reemplazos como opción para R-502 y R-22 que van a dejar de utilizarse por razones ecológicas. Factores a considerar cuando se seleccionan refrigerantes, estos incluyen: Coste Ediciones del código de seguridad, (e.g., requisitos del código con respecto al uso del refrigerante en ciertos tipos de espacios ocupados). Requisitos refrigerantes de la carga del sistema [ e.g., las cargas sobre 10.000 libras de NH3 Amoníaco pueden requerir la gerencia de proceso gobierno-asignada por mandato de seguridad y el plan de la gerencia de riesgo. En El Salvador es de uso restringido]. Por regulaciones de Estado y/ó códigos locales, pueden requerir operadores autorizados para usar  amoníaco. Por efectos del calentamiento global y agotamiento de capa de ozono (el amoníaco no tiene ningún efecto ni restricción de esas). 10. Inspección y mantenimiento

Las instalaciones de almacenamiento en frío se deben examinar regularmente para corregir problemas temprano, para poder realizar mantenimiento preventivo y así evitar daños serios. Los procedimientos de la inspección y de mantenimiento se realizan en dos áreas: sistema básico (piso, pared, y sistemas de techo y cielo); y aberturas (las puertas, los marcos, y el otro acceso a los cuartos de la conservación en cámara frigorífica). 10.1 Sistema Básico

Plataformas del apilado en una suficiente distancia (18 pulgadas ó 45 cm) de las paredes o del techo para permitir la circulación de aire. Examinar paredes y techo al azar cada mes para la acumulación de la hielo. Si persiste la acumulación, localizar la rotura en el evaporador. Para saber si hay techos aislados rotos, examine las áreas para los escapes o la condensación posibles del techo o paredes. Si se detecta la condensación o escapes, repare inmediatamente.

46

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

10.2 Aberturas

Recordar al personal cerrar puertas rápidamente para reducir formación de hielo en cuartos. Comprobar el recorrido de rodillos y de puerta periódicamente para asegurarse de que el sello en la puerta sea eficaz. Si se detectan los escapes, ajuste la puerta para restaurar una condición de la humedad y hermeticidad. Comprobar las puertas y los bordes de la puerta para detectar daño de monta cargas o de otros tráficos. Reparar cualquier daño inmediatamente para prevenir la sobrecarga de la formación de hielo o del motor de la puerta debido a la fricción excesiva. Lubricar puertas según programa de mantenimiento del fabricante de la puerta para asegurar la libre circulación. Comprobar periódicamente los sellos alrededor de las aberturas, conductos, tubería y cableado, en las paredes y techo.

47

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

Productos Vegetales I. Métodos para preenfriar frutas, vegetales y flores El preenfriado es el retiro rápido del calor de campo de frutas y vegetales recientemente cosechados antes de enviar a almacenaje o a procesar. El pronto preenfriado, inhibe o retarda el crecimiento de los microorganismos que causan decaimiento, reduce actividad enzimática y respiratoria y reduce la pérdida de humedad. Así, el preenfriado apropiado reduce desperdicios, retarda pérdida de frescura y de calidad precosecha. (Becker y Fricke 2002). El preenfriado requiere mayor capacidad de refrigeración y medios de movimiento del aire de enfriamiento en cuartos de almacenaje, ya que sostienen productos a una temperatura constante. Así, el preenfriado es típicamente una operación separada del almacenaje refrigerado y requiere el equipo especialmente diseñado (Fricke y Becker 2003). El preenfriado se puede hacer por varios métodos, incluyendo enfriamiento húmedo (aspersión o inmersión), enfriamiento al vacío, enfriamiento por aire y por contacto con hielo. Estos métodos transfieren rápidamente el calor de la materia a un medio que se lo enfría como agua, aire o hielo. Los tiempos de enfriamiento pueden variar de varios minutos a 24 horas. Requerimientos de los productos

Durante manejo y el almacenaje poscosecha, las frutas y vegetales frescos pierden la humedad a través de sus pieles o cáscara a través de la transpiración. El deterioro de la materia, tal como sabor marchito o deteriorado, puede resultar si la pérdida de humedad es muy alta. Para reducir al mínimo pérdidas a través de la transpiración y para aumentar calidad en el mercado y la vida útil, las materias se deben almacenar en un ambiente de baja temperatura y de alta humedad. Las varias capas de la piel y las películas a prueba de humedad se pueden también utilizar durante el empaquetado para reducir perceptiblemente la transpiración y para ampliar vida de almacenaje. La actividad metabólica en frutas y vegetales frescos continúa por un período corto después de la cosecha. La energía requerida para sostener esta actividad viene de la respiración, que implica la oxidación de azúcares para producir bióxido de carbono, agua y calor. La vida de almacenaje es influenciada por su actividad respiratoria. Almacenando a baja temperatura, la respiración es reducida y se retrasa la senectud, vida de almacenaje se extiende. El control apropiado de las concentraciones del bióxido de carbono y de oxígeno en una cámara es también eficaz en la reducción de tasa de respiración. La fisiología del producto, referente a madurez de cosecha y a temperatura de cosecha, determina en gran parte los requisitos y métodos del preenfriado. Algunos productos son altamente perecederos y deben comenzar a enfriarse cuanto antes posible después de la cosecha; como ejemplos se incluyen: espárrago, habas, el bróculi, la coliflor, el maíz dulce o elotes, melones, calabaza o ayote, tomates madurados, los vegetales frondosos, alcachofas, coles de Bruselas, col, apio, zanahorias, guisantes y rábanos. Productos menos perecederos, como: papas blancas, papas dulces, calabaza o ayote maduro y tomates verdes, pueden necesitar una temperatura más alta. El enfriamiento de estos productos no es tan importante; sin embargo, es necesario enfriarlos si la temperatura de cosecha y ambiental es alta.

48

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO Las frutas comercialmente importantes que necesitan preenfriado inmediato incluyen: albaricoques, aguacates, todas las bayas exceptuando arándanos, cerezas agrias, melocotones y nectarinas, ciruelas y pasas; frutas tropicales y subtropicales tales como: guayabas, mangos, papayas y piñas. Las frutas tropicales y subtropicales de este grupo son susceptibles a lesiones por enfriamiento y necesitan ser enfriados según requisitos individuales de temperatura. Las cerezas dulces, uvas, peras y cítricos tienen una vida poscosecha más larga, solamente se enfrían con el fin mantener alta calidad. Los plátanos y bananos requieren tratamiento de maduración especial y por lo tanto no se preenfrían. Métodos

Los métodos principales de preenfriado son enfriamiento húmedo, aire forzado, refrigeración por evaporación de aire forzado, por hielo y enfriamiento al vacío. El preenfriado se puede hacer en el campo, en instalaciones de refrigeración centrales, o en edificio de empaque. 1. Enfriamiento húmedo (aspersión o inmersión)

En este método de pre-enfriamiento los productos se rocían con agua enfriada, o se sumergen en un baño agitado de agua fría. Es eficaz y económico; sin embargo, puede producir efectos fisiológicos y patológicos sobre ciertas productos; por lo tanto, su uso es limitado. Además, el saneamiento apropiado del agua preenfriamiento es necesario para prevenir la infección bacteriana. Los productos preenfriados a menudo incluyen el espárrago, habas, zanahorias, maíz dulce, melones, apio, guisantes, rábanos, cerezas y melocotones. Los pepinos, pimientos, melones y las papas de cosecha temprana son preenfriados a veces. Las manzanas y los cítricos son raramente se preenfrían. El preenfriado para cítricos no es popular debido a su larga estación de comercialización, su buena capacidad para mantenerse post cosecha. El proceso de preenfriado con agua es rápido porque el agua fría fluye alrededor de los productos bajando rápidamente la temperatura de la superficie igual a la del agua (Ryall y Lipton 1979). Así, la resistencia al traspaso térmico en la superficie del producto es insignificante. 2. Enfriamiento por aire forzado

Teóricamente, las tasas de enfriamiento por aire pueden ser comparables a las del enfriamiento húmedo bajo ciertas condiciones de exposición del producto y temperatura del aire. En el enfriamiento por aire, el valor  óptimo del coeficiente superficial de transferencia térmica es considerablemente más pequeño que en enfriamiento húmedo. 2.1 Métodos Comerciales de enfriamiento por aire

El producto puede ser satisfactoriamente enfriado por los siguientes métodos: aire circulado en los cuartos refrigerados adaptados para ese propósito, en coches del carril usando el equipo de enfriamiento especial portátil que enfría la carga antes de que se transporte, con aire frío forzado los productos a granel se pasan en bandas continuas a través de un túnel , en transportadores continuos en túneles de viento, o por el método de pasar aire forzado a través de los envases o contenedores por diferencial de presión.

49

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO Cada uno de estos métodos se utiliza comercialmente y cada uno es conveniente para ciertas materias cuando está aplicada correctamente. 3. Preenfriamiento evaporativo por aire forzado

Este método enfría los productos con el aire de un refrigerador evaporativo, pasando el aire a través de un cojín mojado antes del contacto con el producto o el empaque, en lugar de usar refrigeración mecánica. Un refrigerador evaporativo correctamente diseñado y funcionado produce aire algunos grados sobre la temperatura de bulbo húmedo exterior, en la humedad alta (90% HR) y es más económico en energía que la refrigeración mecánica. En lugares en donde la temperaturas del producto de 60 a 70° F (15 a 21° C ó más) puede ser alcanzado, éste método funciona para que los productos que se deban mantener a temperaturas moderadas, tales como tomates, o para los que se pongan a la venta inmediatamente después de cosecha. 4. Enfriamiento por paquetes de hielo (PACKAGE ICING)

El hielo finamente machacado colocado en envases puede enfriar con eficacia productos que no son dañados por el contacto con hielo. La espinaca, col rizada, coles de Bruselas, bróculi, los rábanos, las zanahorias y las cebollas verdes se empaquetan comúnmente con hielo. Enfriar un producto a partir de 95 a 35°F (de 35 a 1 ó 2 °C) requiere hielo que se derrite hasta un 38% de la masa del producto. Hielo adicional debe derretirse para eliminar el calor que liberan los paquetes y quitar el calor del contenedor. Además para remover el calor de campo, el hielo debe de mantener el producto fresco durante transporte. Productos sobre hielo o hielo sobre productos, es utilizado suplementariamente al proceso de enfriamiento o refrigeración. El uso de cajas con cartón acanalado facilita el proceso de enfriamiento y conservación, por eso el método de uso directo del hielo disminuye en beneficio de sistemas de aire forzado y enfriamiento húmedo o por agua. Este tipo de envases de cartón encerado acanalado permite en cierta medida el enfriamiento de productos después de empacarlos. El hielo en escamas o picado puede ser manufacturado en el sitio y almacenarlo para luego usarlo; para cuando se necesita enfriamiento a base de hielo por estación corta no en grandes volúmenes, se puede comprar (algunas toneladas al día), puede ser más económico comprar  hielo de bloque y machacarlo en sitio. Otra opción es alquilar el equipo para la producción de hielo en el sitio de uso. 5. Enfriamiento al vacío

El enfriamiento al vacío de productos frescos por evaporación rápida del agua del producto, funciona mejor  con vegetales que tienen un alta área superficial y un alto coeficiente de transpiración. En la refrigeración del vacío, el agua, como el refrigerante primario, se vaporiza en un compartimiento de destello bajo presión baja. La presión en el compartimiento se baja al punto de saturación que corresponde a la temperatura requerida más baja del agua. El enfriamiento al vacío es un proceso de lotes. El producto que se desea enfriar se carga en el compartimiento de destello, el sistema se pone en la operación y el producto es enfriado reduciendo la presión a la temperatura correspondiente de la saturación deseada. El sistema entonces se apaga, el producto enfriado se retira y el proceso se repite. Porque los productos están normalmente a temperatura ambiente antes de enfriarlos, el enfriamiento al vacío se puede pensar en como serie de operaciones intermitentes de un sistema de refrigeración de vacío en la cual el agua en el compartimiento de destello se permita al agua llegue a temperatura ambiente antes de cada arranque. Usos del Enfriamiento al vacío

50

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO Porque el enfriamiento al vacío es generalmente más costoso, que otras cámaras de enfriamiento, su uso se restringe sobre todo a productos para los cuales el enfriamiento al vacío es mucho más rápido o más conveniente. La lechuga se adapta idealmente al enfriamiento al vacío. Las muchas hojas individuales proporcionan un área superficial grande y los tejidos finos liberan la humedad fácilmente. Es posible congelar  lechuga en un compartimiento de vacío si las temperaturas de presión y del condensador no son cuidadosamente controladas. Sin embargo, incluso la lechuga no se enfría completamente uniforme. El tronco y base de las hojas, liberan humedad más lentamente que las hojas mismas. Temperaturas tan altas como 6° C se han registrado en tejido fino de la base cuando las temperaturas de la hoja estaban abajo a 0.5° C. Otros vegetales frondosos tales como espinaca, endibia, escarola, y perejil son también convenientes para el enfriamiento al vacío. Los vegetales que son menos convenientes pero adaptables por la adherencia de soldadura son espárrago, habas, bróculi, coles de Bruselas, col, coliflor, apio, guisantes verdes, maíz dulce, puerros y setas. De estos vegetales, solamente la coliflor, el apio, la col y las setas son comercialmente enfriados al vacío refrescado en California, USA. Las frutas generalmente no son convenientes, excepto algunas bayas. Los pepinos, melones, tomates, cebollas secas y las papas enfrían muy poco debido a su cociente bajo de superficie de masa y superficie relativamente impermeable. 6. Refrigeración o enfriamiento de flores de cortadas

Debido a sus altos índices de la respiración y baja tolerancia al calor, el deterioro de flores cortadas es rápido a temperaturas de campo. Los furgones refrigerados no tienen la capacidad de eliminar suficiente calor de campo para evitar que un cierto deterioro ocurra (Farnham et el al. 1979). El enfriamiento con aire forzado es muy comúnmente utilizado en la industria de flores cortadas. Como con la mayoría de las frutas y vegetales, el índice de enfriamiento de flores cortadas varía substancialmente entre los varios tipos. Rij et el al. (1979) encontraron que la mitad del tiempo de enfriamiento para cajas de gypsophila embaladas (Velo de novia) era cerca de 3 minutos comparados con los 20 minutos para los crisantemos en caja para una tasa de 80 a 260 cfm. Dentro de esta gama, el tiempo de enfriamiento era proporcionalmente recíproco a la circulación de aire pero varía menos con la circulación de aire que con el tipo de la flor.

II. Selección del producto y mantenimiento de la calidad Los peligros principales para conservar la calidad durante la comercialización de los alimentos vegetales (frutas, hortalizas, hojas, flores, etc.) incluyen: Cambios metabólicos (composición, textura, color) asociados a la respiración, a la maduración y a la senectud (envejecimiento). Pérdida de humedad con marchites resultante. Contusión y otras lesiones mecánicas. Enfermedades parásitas. Desórdenes fisiológicos. Lesión por congelamiento y por refrigeración. Sabor y cambios alimenticios. Crecimiento (brote, arraigando). Lesión causada por Etileno. Las verduras frescas son tejidos vivos y tienen una necesidad del O 2 para continuar la respiración. Durante la respiración, el alimento almacenado tal como azúcar se convierte en energía térmica y el producto pierde calidad y valor nutritivo. 51

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

Los vegetales que respiran más rápido tienen a menudo mayores problemas de manejo porque son los más perecederos. Las variaciones son causadas por el tipo de pieza de la planta implicado. Por ejemplo, los cultivos de raíces tales como zanahorias y rábanos tienen tasas de respiración más bajas que las legumbres de fruta (pepino, pimentón) y los brotes (espárrago). La refrigeración es el mejor método de retardar la respiración y otros procesos de vida de los productos vegetales. Los vegetales se cubren generalmente con poblaciones naturales de microorganismos, que causarán deterioro bajo condiciones apropiadas. El deterioro por decaimiento o marchitez es probablemente la fuente más grande de desperdicios durante la comercialización. Cuando lesiones mecánicas rompen la piel del producto, los microorganismos entran, si se expone al calor (especialmente caliente y húmedo), la infección aumenta generalmente. La refrigeración adecuada es el mejor método para controlar decaimiento por bajas temperaturas, con esta se controla el crecimiento de la mayoría de los microorganismos. Muchos cambios de colores asociados a la maduración y el envejecimiento se pueden retrasar con refrigeración. Por ejemplo, el bróculi puede que se ponga amarillo en un día sin refrigeración, pero se mantiene por lo menos 3 a 4 días verdes en una vitrina refrigerada. La refrigeración puede retardar el deterioro causado por reacciones químicas y biológicas. El espárrago recientemente cosechado perderá el 50% de su contenido de vitamina C en un día a 20°C, mientras que toma 4 días a 10°C o 12 días a 0°C para perder esta misma cantidad (Lipton 1968). La pérdida de humedad con la marchitez consiguiente y decaimiento son unas de las maneras de perder  frescura. La transpiración es la pérdida de vapor de agua de tejidos vivos. Las pérdidas de humedad de 3 al 6% son bastantes para causar una pérdida marcada de calidad para muchas clases de vegetales. Algunas materias pueden perder el 10% o más en humedad y todavía ser comerciales, aunque un cierto ajuste puede ser necesario, por ejemplo para col almacenada. 1. Manejo post cosecha

Después de cosecha, los vegetales son los más altamente perecederos y deben ser removidos del campo lo más rápido posible y ser refrigerados o deben ser calificados y empaquetados para la comercialización. Porque el envejecimiento y el deterioro continúan después de cosecha, la vida comercial depende grandemente de temperatura y de cuidado del manejo físico. Los efectos de manipulación inadecuada son acumulativos. Varias contusiones pequeñas en un tomate pueden producir un mal gusto. La contusión también estimula el índice de maduración de productos tales como tomates y de tal modo acorta su almacenaje potencial y vida útil. Daños mecánicos aumentan la pérdida de humedad; las papas peladas pueden perder 3 a 4 veces más masa que unas sin pelar. Tener especial cuidado en apilar compartimientos a granel en almacenaje, para mantener la ventilación y la refrigeración apropiadas del producto. Los compartimientos no deben ser tan profundos que la masa excesiva dañe producto al fondo. El mantenimiento de la calidad se apoya más por: Cosechar en la madurez o la calidad óptima. Manipular cuidadosamente para evitar lesión mecánica.

52

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO Manipular rápidamente para reducir al mínimo la deterioración. Abastecer de envases y empaques protectores. Usar: producto químico, tratamiento por calor o tratamientos de atmósfera modificada. Hacer cumplir buenos procedimientos del saneamiento en planta. Preenfriar para quitar calor del campo. Abastecer de alta humedad relativa para reducir al mínimo pérdida de humedad. Abastecer de refrigeración apropiada a través de la comercialización. 2. Enfriamiento

El enfriamiento rápido después de la cosecha, antes o después del empaquetado o antes de que se almacene o se transporte, reduce significativamente el deterioro de los vegetales más perecederos. Si el calor de campo se remueve más rápidamente, el producto se puede mantener en buenas condiciones comerciales por mucho más tiempo. El enfriamiento retarda el deterioro natural, incluyendo el envejecimiento y la maduración; retarda el crecimiento de organismos del decaimiento (y de tal modo el desarrollo de la putrefacción); y reduce la marchites, porque las pérdidas de agua ocurren mucho más lentamente en bajas temperaturas que en altas temperaturas. Después de enfriarse, el producto se debe refrigerar a continuación a las temperaturas recomendadas. Si se permite el calentamiento del producto, muchas de las ventajas del preenfriamiento se pueden perder. La opción de la selección del método de enfriamiento depende de factores tales como fuentes y los costes de la refrigeración, volumen del producto enviado y compatibilidad con el producto. 3. Transporte

Los vehículos de transporte requieren temperaturas bajas para el tránsito y deben enfriarse antes de que se carguen para prevenir que el producto cargado cerca de las paredes del contenedor pueda calentarse bajo condiciones de ambiente calientes o de refrigerarse demasiado bajo condiciones ambiente frías. En climas templados con humedad baja, el contendor se debe enfriarse a la temperatura de transporte. Si carga de un muelle abierto en un ambiente húmedo, el contenedor se debe enfriar al punto de condensación del aire exterior. Las temperaturas debajo del punto de condensación pueden producir condensación en las paredes, que pueden dañar los empaques de fibras de madera. En todos los casos, la refrigeración debe ser  apagada cuando las puertas del contenedor están abiertas, para evitar que la humedad condense en las bobinas del evaporador. Generalmente, los vegetales que requieren una baja temperatura durante el envío deben ser enfriados o congelados antes de que se carguen en los vehículos del transporte. El enfriamiento de productos en coches o contendores firmemente cargados es lento y la porción de la carga expuesta a la descarga del aire frío puede ser congelada cuando el interior de la carga aún sigue estando caliente. Los contendores para transporte en carretera o marina no tienen una circulación de aire adecuada para quitar calor de campo del producto perecedero. 4. Almacenaje de algunos vegetales y frutas

En las secciones siguientes, las temperaturas y las recomendaciones de la humedad relativa (demostradas en paréntesis) son el grado óptimo para el almacenaje máximo en las condiciones frescas. Para el almacenaje

53

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO corto, temperaturas más altas pueden ser satisfactorias para algunas instalaciones. Los requisitos de la temperatura representan las temperaturas que las instalaciones deben ser mantenidas. Mucha de esta información se toma del manual agrícola 66 (USDA 2004) del USDA. 4.1 Espárragos (32 a36°F ó 0 a 2.2°C y 95 a 100% HR)

El espárrago deteriora muy rápidamente en las temperaturas sobre 36°F y especialmente en la temperatura ambiente. Pierde dulzor, suavidad y sabor; y el decaimiento se desarrolla más adelante. Si el período de almacenaje es 10 días o menos, se recomienda 32°F; por un largo periodo el espárrago se deteriora. El espárrago no se almacena ordinariamente excepto temporalmente, pero a 36°F con una alta humedad relativa, puede ser mantenido en condiciones buenas hasta por 3 semanas. Sin embargo, después de un transporte largo al mercado, con refrigeración inferior uniforme, no puede esperar a guardarlo más de 1 a 2 semanas. El espárrago se debe enfriar inmediatamente después del corte. Enfriamiento en agua es el método generalmente utilizado. Durante tránsito o almacenaje, a los extremos del espárrago se deben colocar algún material absorbente húmedo para prevenir la pérdida de humedad y para mantener la frescura de los retoños. Los manojos del espárrago se guardan a veces introduciéndolos en charolas con agua para su almacenaje. 4.2 El bróculi o brócoli (32°F/0°C y 95 a 100% HR)

El brócoli italiano de brote es altamente perecedero y se almacena generalmente por solamente un breve período según lo necesitado para la comercialización ordenada. La buena condición, el color verde fresco y el contenido de la vitamina C se mantienen lo mejor posible en 32°F/0°C. Si está en buenas condiciones y se almacena con la circulación y el espaciamiento adecuados de aire entre los envases para evitar se caliente, el bróculi se puede guardar satisfactoriamente 10 a 14 días en 32°F/0°C. Un almacenaje más largo es indeseable porque las hojas se descoloran, los brotes puede decaer y ponerse marchitos, y los tejidos se ablandan, pierden turgencia. El índice de respiración del bróculi recientemente cosechado es arriba comparable al del espárrago, de las habas y del maíz dulce. Este alto índice de respiración debe ser  considerado al almacenar el bróculi, especialmente si se sostiene sin hielo. 4.3 Repollo (32°F y 98 a 100% HR)

Uso de atmósferas controladas para mantener la calidad es una ayuda complementaria a la refrigeración. Una atmósfera con el O2 de 2.5 a 5% y el CO2 de 2.5 a 5% puede ampliar la vida de almacenaje del repollo. Este no debe ser almacenado con frutas que emiten el etileno. Concentraciones de 10 a 100 PPM cuasa abscisión de la hoja y pérdida de color verde en un plazo de 5 semanas a 32°F. Antes de que se almacenen las cabezas de repollo, todas las hojas flojas se deben eliminar; las solamente 3 a 6 hojas apretadas de la envoltura se deben dejarse en la cabeza. Las hojas flojas interfieren con la ventilación entre las cabezas, que es esencial para el almacenaje acertado. Cuando son quitadas del almacenaje, las cabezas se deben ajustar  otra vez para quitar hojas flojas y dañadas. 4.4 Zanahorias (32°F ó 0°C y 98 a 100% HR)

Las zanahorias se almacenan lo mejor posible en 32°F/0°C con una humedad relativa muy alta. Así como las remolachas, también tienden a marchitarse rápido si la humedad es baja. Para el almacenaje largo, las zanahorias deben ser rematadas y liberar de cortes y de contusiones. Si están en buena condición cuando son almacenadas y enfriadas o refrigeradas después de cosecha, las zanahorias maduras pueden durar de 5 a 9 meses. Las zanahorias pierden humedad fácilmente y los resultados es que se marchitan. La humedad debe ser guardada adecuadamente, pero la condensación o el goteo en las zanahorias debe ser evitada,

54

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO puesto que ésta causa decaimiento y pudrición. La mayoría de las zanahorias para el mercado fresco no están completamente maduras. Las zanahorias no maduras se pre-embalan en bolsas de polietileno en el punto del envío o en mercados terminales. Los mueven generalmente en los canales de comercialización después de la cosecha, pero pueden ser almacenadas por un período corto para evitar una superabundancia del mercado. Si las zanahorias se enfrían rápidamente y todos los rastros del crecimiento de la hoja se quitan, pueden mantenerse de 4 a 6 semanas en 32°F/0°C. Las zanahorias no maduras se almacenan a menudo en sacos limpios de 50 libras. Los sacos de zanahorias deben ser apilados de manera que por lo menos una superficie de cada saco esté en contacto con hielo superior siempre. El hielo superior proporciona algo de refrigeración necesaria y previene la deshidratación. Las zanahorias agrupadas o manojos pueden ser  almacenadas 10 a 14 días en 32°F/0°C. Se recomienda la formación de hielo de contacto. La amargura en las zanahorias, que puede convertirse en almacenaje, es debido al metabolismo anormal causado por el etileno emitido por las manzanas, las peras, y algunas otras frutas y vegetales. Puede también ser causada por otras fuentes tales como motores de combustión interna. Lo amargo en las zanahorias puede ser  prevenido almacenándolas lejos de los productos que emiten el etileno. 4.5 Coliflor (32°F/0°C y 95% HR)

La coliflor se puede almacenar por 3 a 4 semanas a 32°F/0°C y 95% HR. El almacenaje acertado depende de retardar el envejecimiento de la cabeza, previniendo el decaimiento, el manchando, prevención amarillamiento y caída de las hojas. Cuando es necesario mantener la coliflor temporalmente fuera de conservación en cámara frigorífica, se puede embalar en hielo machacado ayudará en mantenerlo fresco. El congelar causa decoloración marrón grisácea, ablandamiento de corteza y aguado. Los tejidos finos afectados son invadidos rápidamente por las bacterias suaves de la putrefacción. El enfriamiento al vacío es un método bastante eficiente de refrescar la coliflor pre-embalada. El uso de atmósferas controladas con la coliflor no ha sido muy efectivo. Las atmósferas que contienen el CO2 al 5% o más arriba son perjudiciales a la coliflor, aunque el daño puede no ser evidente hasta después de cocinar. 4.6 Maíz tierno o elote (32°F/0°C y 95 a 98% HR)

El maíz dulce o elote es altamente perecedero y se almacena raramente a menos que para proteger  temporalmente excesos de producto. El maíz, mientras llega al mercado, no debe esperar o guardar por más de 4 a 8 días en el almacenaje 32°F/0°C. El contenido del azúcar, que determina en gran parte calidad en maíz, disminuye rápidamente a temperaturas ordinarias, disminuye menos rápidamente si el maíz se guarda en alrededor 32°F/°C. La pérdida de azúcar es cerca de 4 veces más rápidas a 50°F /10°C, que cuando está a 32°F/0°C. Elotes deben ser enfriados puntualmente después de la cosecha. Generalmente, el maíz es enfriado húmedo por inmersión o aspersión , pero el enfriamiento al vacío es también satisfactorio. Donde no hay disponibles instalaciones de preenfriado, el maíz puede ser enfriado con hielo. El maíz dulce no debe ser  manejado en bulto, debido a su tendencia a calentarse debido al hacinamiento. 4.7 Pepinos (50 a 55 °F/10 a 13 °C y 95% HR)

Los pepinos se pueden mantener solamente por períodos cortos de 10 a 14 días en 50 a 55°F /10 a 13 °C con una humedad relativa del 95%. Los pepinos mantenidos a 45°F/ 7°C o menos por períodos más largos desarrollan picaduras superficiales o manchas obscuras con áreas acuosas. Estos defectos indican lesión por  enfriamiento. Tales áreas pronto se infectan y muestran deterioro rápidamente cuando los pepinos se manejan a temperaturas más calientes. 2 días a 32°F/0°C o 4 días a 39°F/4°C son ambos inofensivos. Encerar pepinos es de un cierto valor en la reducción de pérdida del peso y en dar un aspecto más brillante. El envolver con la película de polietileno retráctil puede también prevenir la pérdida de turgencia. A las temperaturas de 50°F/10°C o mayores, los pepinos maduran algo rápidamente mientras que el color verde

55

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO cambia al amarillo. Se acelera la maduración si se almacenan en el mismo cuarto con las cosechas que producen etileno , en solamente unas pocas horas. 4.8 Lechuga (32°F/0°C y 95 a 100% HR)

La lechuga es altamente perecedera. Para reducir al mínimo el deterioro, requiere una temperatura cerca de su punto de congelación como sea posible sin realmente congelarlo. La lechuga se conservará más dos veces a 32°F/0°C que a 37°F/2.7 °C. Si está en buenas condiciones cuando se almacena, la lechuga se puede conservar por 2 a 3 semanas a 32°F con una alta humedad relativa. La mayoría de la lechuga se embala en cajas y se enfría al vacío entre 34 a 36°F tan pronto después de la cosecha. Debe entonces ser  cargada inmediatamente en los coches refrigerados para el envío o ser colocada en los cuartos de la conservación en cámara frigorífica para sostener antes del envío. Cuando la lechuga se maneja en grandes volúmenes se envía en atmósferas modificadas para ayudar a conservar la calidad. Las atmósferas modificadas son un suplemento a la refrigeración apropiada para el transporte pero no son un substituto de la refrigeración. La lechuga no es tolerante al CO2 y es dañada por concentraciones de 2 al 3% o de más alto. La Romana se daña por CO2 al 10%, pero no por el 5% a 32°F. La lechuga de hoja y la Romana cortada toleran el CO2 al 10% y la lechuga cortada del tipo Iceberg tolera el CO2 al 15%. Exceso de las hojas de envoltura se ajustan generalmente antes de la venta o el uso, así que la lechuga esté ajustada a dos hojas de la envoltura antes de empaquetarla (más bien que de cinco o seis generalmente) para ahorrar el espacio y el peso. Las hojas adicionales de la envoltura no es necesario que mantengan calidad. 4.9 Melones

Los melones persas deben guardarse entre 45 a 50°F /7 a 10 °C por hasta 2 semanas; la variedad Honeydew por 2 a 3 semanas y melones Casaba por 4 a 6 semanas. Estos melones se dañan definitivamente en 8 días a temperaturas tan bajas como 32°F/0°C. Los melones Honeydew se les dan generalmente tratamientos de 18 a 24 horas de etileno (5000 ppm) para obtener la maduración uniforme. La temperatura de la pulpa debe ser 70°F/21°C o arriba durante el tratamiento. Los Honeydew deben estar maduros cuando son cosechados; los melones no maduros no pueden madurar incluso si están tratados con etileno. Los melones Cantaloupes cosechados en la etapa duro-maduro se pueden mantener cerca de 15 días en 36 a 39°F/0 a 2.2°C . Temperaturas más bajas pueden causar lesión por enfriamiento. Son más resistentes a lesión por enfriamiento. Los cantaloupes son preenfriados por enfriamiento húmedo por inmersión o aire forzado o por hielo antes del cargamento. 4.10 Sandías

Las sandías se almacenan en 50 a 60°F/10 a 15 °C y se pueden conservar por 2 a 3 semanas. Las sandías se deterioran menos en 32°F/0°C que a 40°F/4.4°C, pero tienden para marcarse con hoyos y tener un sabor  desagradable después de una semana en 32°F/0°C. A bajas temperaturas, se muestran varios síntomas de lesión por enfriamiento (pérdida de sabor y del color rojo). Las sandías se deben consumir en el plazo de 2 a 3 semanas después de la cosecha, sobre todo debido a la pérdida gradual de turgencia (lo tronador). 4.11 Okra (45 a 50°F y 90 a 95% HR)

La okra se deteriora rápidamente y se almacena normalmente solo brevemente antes de la comercialización o de procesar. Tiene una tasa de respiración muy alta en temperaturas calientes. La okra en buenas condiciones se puede guardar satisfactoriamente por 7 a 10 días en 45 a 50°F/7 a 10°C. Una humedad relativa de 90 a 95% es deseable para evitar que se marchite. En las temperaturas debajo de 45°F/7°C, la

56

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO okra causa lesión por enfriamiento que se muestra por decoloración superficial, por picaduras y decaimiento. Mantener okra por 3 días a 32°F/0°C puede causar las picaduras. Okra fresca contusiona fácilmente; las áreas dañadas se ennegrecen en unas horas. Lesión de escaldado puede desarrollarse cuando la okra se mantiene en cestos por más de 24 horas sin la refrigeración. 4.12 Cebollas (32°F/0°C Y 65 a70% HR)

Una humedad relativa comparativamente baja es esencial en el almacenaje acertado de cebollas secas. Sin embargo, las humedades de hasta el 85% y la circulación de aire forzado también han dado resultados satisfactorios. En humedades más altas, en las cuales la mayoría de vegetales subsisten lo mejor posible, las cebollas desarrollan crecimiento de la raíz y decaimiento; en una temperatura demasiado alta, el brote ocurre. El almacenaje en 32°F/0°C con humedad relativa de 65 a 70% se recomienda para mantenerlo inactivo. Las cebollas deben ser curadas adecuadamente en el campo, en vertientes abiertas, o por medios artificiales antes, o adentro del almacenaje. El método más común de curar es por ventilación forzada en almacenaje. Las cebollas se consideran curadas cuando los cuellos son apretados y se secan las capas externas hasta que crujen. Si no se curan, las cebollas es probable se deterioren en el almacenaje. Las cebollas se almacenan en bolsos de 50 libras, en cajones, en las cajas de plataforma que sostienen cerca de 1000 libras de cebollas, o en compartimientos a granel. Los bolsos de cebollas se almacenan con frecuencia en las plataformas. Las cebollas empaquetadas deben ser apiladas para permitir la circulación de aire apropiada. 4.13 Perejil (32°F/0°C y 95 100% HR)

El perejil se puede guardar de 1 a 2.5 meses en 32°F/0°C y por un período más corto en 36 a 39°F/2.2 a 3.8°C. La humedad alta es esencial para prevenir la desecación. Empacado con hielo es beneficioso. 4.14 Pimentón o chile dulce (45 a 55°F/7.2 a 12.7°C y 90 to 95% HR)

Los pimientos dulces se pueden almacenar un máximo de 2 a 3 semanas en 45 a 55°F/7.2 a 12.7 °C. Se lesionan por enfriamiento si se almacenan a temperaturas debajo de 45°F/7.2°C. Los síntomas de esta lesión son picaduras superficiales y decoloración cerca del cáliz, que desarrolla algunas horas después del retiro del almacenaje. En temperaturas de 32 a 36°F/0 a 2.2 °C desarrollan generalmente picaduras en unos días. Cuando están almacenados a temperaturas sobre 55°F/12.7°C, la maduración (color rojo) y el decaimiento llegan rápidamente. El enfriamiento rápido de chiles dulces cosechadas es esencial en la reducción de pérdidas para la comercialización. Puede enfriarse por enfriamiento húmedo o enfriamiento de vacío o de aire forzado. El enfriamiento por aire forzado es el método preferido para chiles dulces o pimientos; éstos son generalmente encerados comercialmente. El refrescarse de aire forzado es el método preferido. Las pimientas se enceran a menudo comercialmente lo que reduce pérdidas por frotamiento o fricción y por humedad. 4.15 Pimentones y chiles picantes secos

Los chiles, después de secarse a un contenido de agua de entre 10 al 15%, se almacenan en condiciones no refrigeradas por 6 a 9 meses. El contenido de agua generalmente bajo ayuda bastante a prevenir el crecimiento fungoso. Una humedad relativa de 60 al 70% es deseable. Bolsas de Polietileno se recomiendan para prevenir cambios en contenido de humedad. Los fabricantes de productos de chiles pimienta del chile guardan sus materias primas para su conservación en cámara frigorífica en 32 a 50°F/0 a 10°C, pero prefieren molerlos antes y almacenarlos en esa forma manufacturada en envases herméticos.

57

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

4.16 Papas (90 a 95% HR)

El ambiente apropiado para el almacenaje de las papas originará cura más rápida de contusiones y de cortes, reducirá la penetración de la putrefacción a un mínimo, permitirá menos pérdida de peso y otras pérdidas por  almacenaje ocurran y reducirá a un mínimo los cambios de calidad que pudieran ocurrir durante almacenaje. Las papas de cosecha temprana (variedades precoces) se almacenan generalmente solo durante períodos de producción pico. Son más perecederas y no se guardan como las de cosechas tardías ( producciones que toman mas tiempo para cosecharse). El almacenaje refrigerado a 40°F/4.4 °C, después de un período que cura de 4 o 5 días en 70°F/21 °C, se recomienda puedan ser almacenadas cerca 2 meses a 50°F/10°C sin curar. Si las papas va a ser utilizadas para chips o freír como francesas, el almacenaje a 70°F/21°C es recomendado. Mantener estas papas en conservación en cámara frigorífica (incluso en las temperaturas moderadas de 50 a 55°F) por solamente algunos días causa acumulación excesiva de azúcares reductores que dan lugar a la producción de chips muy oscuras. La mayor parte de cosechas de papas de largo período se manejan en condiciones no refrigeradas en granjas, pero algunas papas se mantienen en almacenajes refrigerados. En almacenes refrigerados, las papas se pueden almacenar en sacos, cajas de plataforma, o bultos. Las papas de largo periodo para su cosecha se deben curar inmediatamente después que se cosechan a una temperatura de 50 a 61°F/10 a 16°C y alta humedad relativa por 10 a 14 días. Si se curan correctamente, se pueden mantener en condiciones inactivas sanas en 38 a 40°F/3.3 a 4.4 °C con 95% HR durante 5 a 8 meses. Una temperatura más baja no es deseable, a menos que se usara como semilla para plantar. Para este propósito, 37°F/2.77°C es mejor. En 37°F o abajo, las papas irlandesas tienden a ser dulces. Para el uso ordinario en la mesa, las papas almacenadas en 39°F/3.88°C son satisfactorias, pero serán probablemente insatisfactorias para chips o francesas a menos que estén des azucaradas o condicionadas en 64 a 70°F/17.7 a 21.1°C por 1 a 3 semanas antes del uso. Sin embargo, el condicionamiento puede ser costoso y los buenos resultados son a menudo inciertos. Las papas seguirán siendo inactivas en 50°F/10°C por 2 a 4 meses; puesto que los tubérculos a esta temperatura son más para el uso en mesa y procesar que a 40°F, papas de largo período de cosecha previstas para el uso en 4 meses se deben almacenar en 50°F y ésos para usos más tardados en 40°F. Todas las papas se deben almacenar en la oscuridad para evitar que se pongan verdes.

III. Frutas 1. Cítricos: Madurez y calidad

El grado de madurez de los cítricos a la hora de la cosecha es el factor más importante que determina cualidad alimenticia de los mismos. Las naranjas y el pomelo no mejoran en sabor agradable después de la cosecha. No contienen prácticamente ningún almidón y no experimentan cambios marcados de la composición después de que son cosechados (al igual que las manzanas, las peras y los plátanos) y su dulzor viene de las azúcares naturales que contienen cuando son colectados. La madurez de los cítricos aumenta lentamente y se correlaciona de cerca con aumentos en diámetro y masa. Los cítricos deben ser de alta calidad cuando son cosechados para asegurar calidad durante almacenaje y la vida útil. Calidad que se asocia a menudo al aspecto, a la firmeza, al grueso, a la textura, a la libertad de defectos y al color de la corteza de la fruta. Sin embargo, la determinación de la calidad se debe basar en textura de la carne, jugosidad, los sólidos solubles (principalmente azúcares), el ácido total, componentes aromáticos y el contenido de vitaminas y minerales. La edad es también importante. La fruta verde es generalmente gruesa y muy ácida o agria y tiene una textura interna gruesa. Unas frutas maduradas en el

58

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO árbol demasiado tiempo pueden llegar a estar insípidas, desarrollar malos sabores y tienen corto tiempo para manejo, almacenaje y vida útil. 1.1 Cítricos: Enfriamiento –refrigeración

Después de que se embale la fruta, se refrigera. La eficacia del equipo de refrigeración depende: El aire de enfriamiento depende de la carga por contenedor o vagón (por lo menos 3000 cfm o pies cúbicos por minuto) Humedad relativa del aire de la fuente (95% o más) Temperatura del aire que entra a la fuente (no más que 2°F/1°C debajo de la temperatura de refrigeración seleccionada). La fruta se puede también en contenedor o camión refrigerado después de que se haya cargado. En California, aire se utiliza para enfriar naranjas pero no los limones o el pomelo o grapefruit. En Florida, en especial naranjas Temple, mandarinas, y tangelos pueden ser refrigeradas. 1.2 Cítricos: Transporte

La fruta embalada se debe guardar en modificaciones apropiadas de bloque consolidado espaciado para asegurar la buena circulación de aire, la temperatura uniforme y la carga estable. No se requiere ninguna plataforma. Tal acomodamiento proporciona los canales continuos del aire a través del interior de la carga y mejora la probabilidad de la llegada sana. En la Florida, el actual tratamiento de cuarentena para la mosca de la fruta del Caribe,   Anastrepha suspensa, es mantener una carga de fruta de exportación cítrica a temperaturas especificadas por hasta 24 días (Ismail et el al. 1986). 1.3 Cítricos: Almacenaje

El funcionamiento de cualquier facilidad de almacenaje de fruta cítrica depende de tres condiciones: Disposición de suficiente capacidad para cargas máximas; Un evaporador y una suficiente área superficial de refrigeración secundaria para permitir la operación en las altas presiones, que previene humedad baja y baja gastos de explotación; y Distribución eficiente del aire, que asegura altas velocidades suficientes para producir un rápido enfriamiento y a flujos volumétricos bastante grandes que permitan la operación durante almacenaje con solamente una pequeña subida pequeña de temperatura entre la entrega y el aire de retorno. 1.4 Naranjas

Las naranjas de Valencia pueden ser almacenadas con éxito por 8 a 12 semanas en 32 a 34°F/0 a 1 °C con una humedad relativa de 85 a 90%. Una gama de temperaturas de 40 a 44°F/4.4 a 6.6°C por 4 a 6 semanas se recomienda para las naranjas de California. Naranjas Valencia cosechadas en Arizona en marzo se almacena bien a 48°F/9°C, pero la fruta cosechada en junio es mejor en 38°F/3.3°C. Las naranjas pierden la humedad rápidamente, así que la humedad alta se debe mantener en cuartos de almacenaje. Para el almacenaje más de largo por períodos generalmente de transporte y distribución, se recomienda una humedad relativa de 85 a 90%.

59

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO El mantener temperaturas relativamente bajas por tiempo prolongado puede causar el desarrollo de desórdenes fisiológicos de la corteza (principalmente envejeciendo, marcando de hoyos e interrupción acuosa) encontrados no ordinariamente en la temperatura ambiente. Esta posibilidad complica a menudo almacenaje de naranjas. El almacenaje largo acertado de naranjas requiere la cosecha a la madurez apropiada, manejo cuidadoso, buenos métodos del empaque, tratamientos con fungicidas y el almacenaje inmediato después de la cosecha. El índice de respiración de cítricos es generalmente mucho más bajo que el de la mayoría de la fruta hueso y vegetales verdes y algo más bajo de manzanas. Las naranjas variedad Navel tienen tasa de respiración más alta, seguida por naranjas Valencia, el pomelo y los limones. El calor de respiración es una parte relativamente pequeña de la carga de calor. 1.5 Limones

La mayoría de la cosecha de limón se colecta durante el período de menos consumo y se almacena hasta que la demanda del consumidor justifica el envío. Los limones se almacenan generalmente cerca de las áreas de producción que de áreas de consumo. Todos los limones, excepto un porcentaje relativamente pequeño están maduros cuando son cosechados, deben ser condicionados o curados y eliminar color verde antes de enviarlos. Cuando los limones se almacenan antes del envío, los procesos que curan y eliminación del verde ocurren durante almacenaje. Estos limones se almacenan generalmente en 52 a 55°F/11 a 13°C y el 86 a 88% HR. Las condiciones locales pueden sugerir modificaciones leves de estos valores. Los limones cosechados color verde pero se piensa que para la comercialización inmediata eliminar el color  verde y se curan por 6 a 10 días en 72 a 78°F/22 a 25 °C y el 88 a 90% HR. Limones Lisboa de piel o cáscara delgada se elimina el verde en 6 días, mientras que el de piel gruesa Lisboa requiere 10 días. Los cuartos de almacenaje de limón deben haber un control exacto de temperatura y humedad relativa; el aire debe ser limpio y circular uniformemente a todas las partes del cuarto. La ventilación debe ser suficiente para quitar productos metabólicos dañinos. El equipo del aire acondicionado o refrigeración es necesario proporcionarlo para condiciones de almacenaje satisfactorias, porque las condiciones atmosféricas naturales no son convenientes. Una temperatura uniforme de almacenaje entre 50 y 55°F/10 a 13°C es importante. Temperaturas fluctuantes o inferiores hacen desarrollar en la corteza un color bronceado en los limones que es indeseable y afecta la calidad. Las temperaturas 50°F/10°C e inferiores pueden manchar u obscurecer las membranas que dividen los segmentos de la pulpa y pueden afectar sabor. Las temperaturas sobre 55°F/13°C acortan vida de almacenaje y promueven el crecimiento de microorganismos que producen. el decaimiento. Una humedad relativa de 86 a 88% generalmente se considera satisfactoria para el almacenaje del limón, aunque una humedad levemente más baja puede ser deseable en algunas locaciones. Humedades más altas previenen curar apropiadamente la fruta, favorecen el crecimiento de moho en las paredes de los contenedores y aceleran decaimiento; humedades mucho más bajas causan la contracción excesiva o secamiento. Apilar fruta en cuartos de almacenaje es importante asegurar la circulación de aire uniforme y el control de la temperatura. Los apilados deben estar por lo menos 2 pulgadas ó 5 centímetros separado y las filas deben ser 4 pulgadas/10 cm de separado; los pasillos por lo menos 12 pies/ de ancho se deben proporcionar a intervalos.

60

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

2. Bananos-Plátanos

Los plátanos o bananos no maduran satisfactoriamente en la planta; incluso si lo hicieron, el deterioro de la fruta madura es demasiado rápido para permitir el enviarla de áreas de crecimiento tropicales a los mercados distantes. Se cosechan los plátanos y bananos cuando la fruta es madura (sazón) pero inmadura, con cáscaras verde oscuro y pulpas duras, almidonadas, no comestibles. Cada planta del plátano produce un solo racimo de plátanos que puede tener entre 50 a 150 individuales de fruta. El racimo se corta de la planta como una unidad con los gajos de plátanos y se transporta a las estaciones próximas para encajar. Los plátanos se desprenden de racimos, son lavados y cortado en gajos para consumidor, clasificados de cuatro o más plátanos por gajo. Los racimos se embalan en las cajas protectoras de panel de fibra de madera que contienen 40 libras de fruta. Los cartones o cajas se movilizan desde las estaciones de encajado al puerto y después se cargan en naves refrigeradas. En la nave, la fruta se enfría a la temperatura óptima, generalmente 56 a 58°F/ 13 a 14°C, dependiendo de variedad. Los plátanos se descargan aun verdes e inmaduros en puertos de llegada y transportados bajo refrigeración en una temperatura de 58°F/14°C a los centros de distribución al por mayor por camiones o trenes. El objetivo es mantener el producto en un ambiente óptimo y trasladarlo a su destino lo más rápidamente posible para reducir al mínimo el deterioro post cosecha. 2.1 Hermeticidad

Exponer la fruta a etileno, introducido en el cuarto los cilindros, inicia la maduración. La dosis es 1 pie 3 de etileno por 1000 pie3 de espacio de aire del sitio. El etileno es explosivo al aire en concentraciones entre 2.75 y 28.6%. Muchos sistemas de etileno proveen de gas a la fruta automáticamente sobre períodos de 24 horas. Para ser eficaz, el gas se debe confinar el cuarto de maduración por 24 horas, así los cuartos para plátanos deben ser herméticos. Los drenes del piso deben tener individualmente trampas para prevenir salida del gas. Especial cuidado se debe tomar para sellar todas las penetraciones en paredes del sitio donde la tubería de refrigerante, las líneas de plomería y similares entran a los cuartos. Las puertas deben estar con juntas, sellos o empaques individuales todo alrededor y juntas para barrer la línea del piso. 2.2 Refrigeración

Se recomienda un sistema de halocarbon (freones y otros) , debido a el efecto dañino del amoníaco sobre plátanos, los sistemas evaporadores de amoníaco no deben ser utilizados. El equipo de refrigeración que funcionaba incorrectamente durante el proceso podría causar grandes pérdidas de producto, así que cada sitio de maduración debe tener un sistema totalmente separado a pesar de los altos costes iniciales de instalación. Para la operación sin necesidad de mantenimiento en el ambiente de alta humedad de los cuartos de proceso, las bobinas del evaporador deben tener un espaciamiento de aleta. Temperatura del aire usados durante el proceso de 45 a 65°F/7 a 18°C. Debido al peligro de que plátanos o bananos se enfríen demasiado (casi congelado), las temperaturas refrigerantes debajo 40°F /4.4 °C no se recomiendan. 3. Aguacates

La mejor temperatura del almacenaje para los cultivares de aguacates tolerante al frío tales como Booth 8 y Lula es 40°F/4.44°C. Todos los cultivares del aguacate del verano de la Florida, tales como Waldin, son

61

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO intolerantes al frío y se almacenan mejor en 54 a 55°F/12°C. Algunos aguacates como Fuerte, se almacenan mejor en 45°F/7°C. Los aguacates tolerantes al frío pueden ser mantenidos en almacenaje un mes o más largo, pero el almacenaje intolerantes al frío se limita generalmente a 2 semanas debido la susceptibilidad lesión ablandamiento y enfriamiento. La mejor temperatura de maduración para los aguacates es 60°F/15.5°C, pero las temperaturas a partir del 55 a 75°F/13 a 24°C son generalmente satisfactorias. Las temperaturas sobre 79°F/26°C causan con frecuencia mal sabor, decoloración de la piel, maduración desigual y el decaimiento creciente. 4. Mangos

La temperatura óptima del almacenaje para los mangos es 54 a 55°F/12.5°C por 2 a 3 semanas, aunque 50°F/10°C es adecuado para algunos por períodos más cortos. Los mangos se dañan cuando se enfrían a temperaturas debajo de 50°F/10°C. Las mejores temperaturas de maduración para los mangos son a partir  del 70 a 75°F/21 a 24°C, pero las temperaturas de 60 a 65°F/15 a 18°C son ciertas condiciones inferiores también satisfactorias. En 60 a 65°F/15 a 18°C, la fruta desarrolla color brillante y la mayoría atractivo de la piel, pero el sabor es generalmente ácido y requiere 2 a 3 días adicionales en 70 a 75°F/21 a 24°C para lograr dulzor. Los mangos madurados a 80°F/28°C y tienen más arriba con frecuencia un sabor fuerte y una piel abigarrada o turrada. 5. Piñas o ananás

Las piñas frescas están disponibles todo el año, pero la oferta es mucho más grande a partir de junio. Solamente tres variedades de piña son comercialmente importantes en los Estados Unidos: la Smooth Cayenne de Hawai, la Roja Española y Smooth Cayenne de Puerto Rico. Las piñas se cosechan en la etapa media de la maduración y pueden ser mantenidas por 2 semanas en 45 a 55°F/7 a 13 °C y todavía tener una vida útil de una semana. El mantenimiento continuo de la temperatura de almacenaje es tan importante como la temperatura específica misma del almacenaje. La fruta madura se debe mantenerse en 45 a 47°F/7 a 13°C. El cosechar piñas en la etapa verde madura no se recomienda porque unas frutas estarían demasiado muy tiernas o sazonas para madurar. La fruta verde madura es especialmente susceptible a lesión por  enfriamiento a temperaturas debajo de 50°F/10°C.

IV. Carnes 1. Carnes en canal

Una canal o carcasa caliente se debe enfriar lo más rápido posible. Deben ser considerados los efectos secundarios que pueden reducir ternura de la carne. El estímulo eléctrico puede reducir al mínimo el acortamiento frío. La reducción rápida de la temperatura es importante en la reducción del índice de crecimiento de microorganismos que pueden existir en las superficies de la canal. Las condiciones de la temperatura, la humedad y movimiento del aire se deben considerar para lograr las temperaturas deseadas de la carne dentro del límite de tiempo y prevenir la contracción excesiva, la corrupción del hueso, limo superficial, mohos o la decoloración. La canal o carcasa se debe entregar con un aspecto brillante, fresco.

62

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

2. Carne vacuna en cajas

La mayoría de mataderos de vacunos seccionan canales y empaquetan carnes al vacío en bolsas plásticos y son enviadas en cajas de cartón. Los cortes estándares se pueden vender a costos razonables en el mercado. La densidad del envío por embarque es mucho mayor, con un manejo materiales fáciles ya que se quitan huesos y grasa para manejarlos como subproducto. En el mercado actual de carnes los clientes compran solamente las secciones que necesitan y la pérdida del ajuste en el proceso final a los cortes principales se reduce al mínimo. El empaquetado de vacío con bióxido de carbono agregado, nitrógeno, o una combinación de gases tiene las ventajas siguientes: Crea condiciones anaerobias, previniendo el crecimiento del molde (que es aerobio y requiere la presencia del oxígeno para el crecimiento) Proporciona condiciones más sanitarias para despiece de carcasas Conserva la humedad, retrasa la contracción Excluye la entrada de las bacterias y extiende la vida útil Retarda la floración hasta que la canal es abierta. Después de un enfriamiento normal, una canal o carcasa está seccionada en los cortes principales, empaquetados al vacío y encajado para el envío. Las temperaturas a que se llevan a cabo generalmente es 28°F/-2.22°C para prevenir el desarrollo de organismos patógenos. El envejecimiento o maduración de la carne de vaca continúa después de empaquetada al vacío y durante el envío, porque la exclusión del oxígeno o la adición de gases no retarda la acción enzimática en el músculo. 3. Tiempos de congelamiento de carne deshuesada

La carne deshuesada que se refrigera a partir de 50 a 10°F/ 10 a -12°C y se requiere remover cerca de 133 Btu/lb de la carne magra (74% de agua), la mayoría de los cuales son calor latente liberado cuando el agua líquida en la carne cambia a hielo. La mayoría del tiempo necesario para congelar carne es enfriarla entre 30 a 25°F/-1 a -4 °C. Para la carne deshuesada en cajas, el índice de congelación depende de la temperatura y de la velocidad del aire circundante y del grueso y características termales del cartón y de la carne misma. 4. Refrigeración de canal porcina

La temperatura interna de canales porcinas proveniente del rastro varía entre 100 a 106°F/37 a 41°C. El calor específico es 0.74 Btu/lb °F, pero en la práctica se utiliza 0.7 a 0.75 Btu/lb °F porque las técnicas de alimentación cambiantes han creado cerdos más magros. El peso vestido canal completa varía de 90 a 450 libras aproximadamente; el promedio está cerca de 180 libras. La actual práctica requiere que los cerdos en canal sean enfriados y templados a una temperatura interna del jamón (pernil) de 37 a 39°F/2 a 4 °C durante la noche. Limitando este tiempo entre 12 a 18 horas. Equipos de refrigeración se deben diseñar para enfriar los cerdos sin congelar sus partes cuando las canales se trasladan a la sala de corte. La acumulación próxima de canales sin contacto, reduce la exposición directa a la circulación de aire frío y temperaturas altas máximas excesivas son perjudiciales a un enfriamiento apropiado. Los detalles siguientes son para el diseño del equipo de refrigeración para cerdos: El enfriarse suficientemente rápido para retardar el desarrollo bacteriano y para prevenir la deterioración Una contracción más fría de 0.1 a 0.2%

63

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO Canales firmes que estén secas y brillantes sin superficie congelada o formación de hielo internamente, conveniente para el corte eficiente. 5. Recortes de carne de cerdo

Los recortes del cerdo vienen de la canal enfriada del cerdo, principalmente de los cortes: vientre, falda, grasa trasera, hombro y jamón. Un cerdo aporta unas 4 a 8 libras promedio de recortes. En el cuarto del corte o de recortes, éstos están generalmente entre 38 y 45°F/3 y 7°C. 6. Refrigeración de becerros y corderos

Evaporadores secos se utilizan típicamente para enfriar del becerro y del cordero. También el mismo tipo de unidades de refrigeración usadas para cerdos se puede utilizar para el cordero, con algunas modificaciones. Los corderos pesan generalmente 40 a 80 libras, con un peso medio aproximado de la canal de 50 libras. Las ovejas pesan hasta un promedio de aproximadamente 125 libras y fácilmente se enfrían. Los tiempos promedios van de 4 a 6 horas. La superficie adecuada del evaporador instalado debe mantener una temperatura ambiente abajo de 30°F y 90 a 95% HR en el período de carga. La capacidad que se evapora se debe basar en un diferencial medio de la temperatura 10°F ó 5°C entre el refrigerante y temperatura del aire del sitio, con una abertura a un ambiente de temperatura de 32°F/0°C. 7. Carnes procesadas

El pronto enfriamiento, manejo y almacenaje bajo temperaturas controladas ayudan en la producción de carnes suaves y procesadas. El producto se transfiere generalmente directamente del lugar donde se procesa a cuarto refrigerado. Porque la producción del día generalmente no se moviliza de lugares donde se produce el mismo día, la carga refrigerada tarda casi 24 horas en ser evacuada. Preenfriar la carne ahumada y grasa reduce goteos de humedad. Las carnes se pueden enfriar a temperaturas más altas, con velocidades de aire de hasta 500 fpm. En temperaturas más bajas, las velocidades del aire de 1000 fpm y más altas se utilizan. El enfriar canales en los cuartos donde se cuelgan, se envuelven y se empacan produce una enfriamiento lento y altas temperaturas de empaque. El enfriamiento lento no es deseable para un producto que deba ser  almacenado ni enviado una distancia considerable. Los jamones y picnic se deben enfriar lo más rápido posible a través de la gama de temperaturas de la incubación de 105 a 50°F/40.5 a 10°C. Un producto que requiere ser cocinado antes de comerlo se cocina a una temperatura interna mínima de 140°F/60°C para destruir triquinas vivas posibles, mientras que un producto que no requiere cocimiento previo se necesita una temperatura interna mínima de 155°F/68.3°C. La temperatura ambiente máxima de almacenaje debe ser 40°F /4.4 °C Bulbo Seco cuando se entrega de la planta a los distribuidores detallistas se hace dentro de un tiempo corto. Una temperatura de bulbo seco del sitio de 28 a 32°F/-2.2 a 0°C es deseable cuando la entrega está distante del punto de entrega a la planta y la transferencia se hace a través de los cuartos controlados de baja humedad, muelles, camiones, guardando el punto de condensación debajo de el del producto.

64

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

8. Productos de carne congelados

La manipulación y venta de porciones de carnes congeladas tienen muchas ventajas potenciales comparadas con la comercialización de la carne fresca. La preparación y el empaquetado se pueden hacer en centros empaque, permitiendo economías por la producción en masa, ahorros de subproductos, costes más bajos de transporte y flexibilidad en demandas del mercado. En el nivel al por menor o detallistas, los productos de carne congelados reducen requisitos de espacio y de inversión y costes de trabajo. 9. Calidad de la carne congelada

Después de que un animal es sacrificado, las reacciones fisiológicas y bioquímicas continúan en músculos hasta que la energía que proveía al músculo baja y entra el rigor. Estos cambios continúan hasta 32 horas post mortem en músculos importantes de la carne de vacuna. El deshuesado caliente con estimulación eléctrica rinde más carne suave que carne sin refrigerar  convencionalmente. El mejor momento de congelar la carne es después de que el rigor haya pasado o más adelante, cuando naturalmente está más o menos completa la maduración (desarrollo de suavidad de carne). La maduración natural se completa en siete días para la mayoría de carnes vacunas. Para no deteriorar el sabor de la carne se debe de congelar tan pronto como la maduración ha sido completada. Para el cerdo congelado, la maduración de la carne antes de congelar es aún más crítica que para la carne bovina. El lomo de cerdo maduro siete días antes de congelar se deteriora más rápidamente en almacenaje congelado que el lomo madurado de 1 a 3 días.

V. Aves 1. Procesamiento de aves de corral

El procesamiento se compone de tres segmentos importantes: Desvestido: donde las aves se colocan en línea móvil, se sacrifican y se despluman. Eviscerado: donde se quitan las vísceras, la canal es enfriada, se inspecciona y se califican. Transformación posterior: donde la porción más grande de las carcasas se cortan, se deshuesa y se procesa en varios productos. Luego son empacadas y se almacenan los productos refrigerados o congelados. 2. Enfriamiento

Los productos de aves de corral en los Estados Unidos se pueden enfriar a 26° F/-3.3° C ó congelar abajo de 26° F/-3.3° C. Los medios de refrigeración incluyen hielo, agua o aire mecánicamente enfriado, hielo seco (spray de bióxido de carbono), y spray de nitrógeno líquido. Los sistemas continuos para enfriar y congelar, con varios medios de transporte de producto, son muy comunes. Según regulaciones del USDA (1990), las caparazones o carcasas (canales) de aves de corral que pesan menos de 4 libras se deben enfriar a 40F/4.4°C ó inferior en menos de 4 horas, canales de 4 a 8 libras en menos de 6 horas y canales de más de 8 libras en menos de 8 horas.

65

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO En aves de corral listas para cocinar del air-chilling, la temperatura interna de las canales debe alcanzar  40F/4.4°C o menos en el plazo de 16 horas (9CFR381.66). El enfriamiento por inmersión es más rápido que enfriar por aire, previene la deshidratación y efectúa una absorción neta de agua de 4 al 12%. Por las regulaciones de USDA (9CFR441.10), la retención del agua en canales crudas y las piezas se deben demostrar como una consecuencia inevitable del proceso, a las especificaciones del servicio de la seguridad y de la inspección del alimento (FSIS). Adicionalmente las aves deben llevar una etiqueta que indican el porcentaje máximo del agua retenida. Las objeciones a este aumento del peso del agua externa, es una preocupación ya que refrigeradores de agua pueden ser puntos de recontaminación y el alto costo de disponer del agua inútil de una manera ambientalmente sana han animado a procesadores a consideren el volver a los refrigeradores del aire convencionales. Los refrigeradores continuos de hielo (de agua nieve para inmersión), que se alimentan automáticamente desde el extremo de la línea del transportador de la evisceración, han substituido el tanque que enfriaba, por  un proceso de hielo de aguanieve de batch o lote. En general, los tanques con hielo se utilizan solamente para enfriar canales antes de cortarlas o congelarlas. 3. Descontaminación de carcasas

La contaminación de la carne de aves de corral por patógeno producidos por los alimentos durante el proceso puede ser potencialmente peligrosa si los microbios se multiplican a números críticos y/o producen toxinas venenosas (Zeidler 1996, 1997). En la refrigeración apropiada y el control de la temperatura a través del canal del alimento, es vital el suprimir  el crecimiento microbiano en alimentos perecederos y carnes de humedad elevada. Los pasos de descontaminación ahora se están agregando momentos antes de enfriarse. Se han desarrollado métodos numerosos (Bolder 1997; Mulder 1995), incluyendo el ácido láctico (al 1%), peróxido de hidrógeno (0.5%) y spray de fosfato trisódico (TSP). El ozono (O3) es un oxidante fuerte que se puede utilizar en el refrigerador  para descontaminar. 4. Transformación Posterior 

La mayoría de pollos y pavos, para ambas distribuciones refrigerada y congelada, son cortados en la planta de procesamiento. Más del 90% de aves comercializadas en los Estados Unidos para asar en parrilla son vendidos en piezas cortadas en la planta de proceso. El procedimiento de corte es casi completamente automático. Las partes posteriores y los cuellos a menudo se deshuesan mecánicamente, dando una mezcla pulverizada que se congela en cajas de cartón planas rectangulares que contienen cerca de 60 libras. Las pechugas de pavo y las piernas están disponibles como piezas envueltas en película separadas y la carne del muslo del pavo se pone como carne molida para hamburguesa. El pre cocinar, empanizar y el battering de piezas para freír o asar se realizan en las plantas de procesamiento. 5. Congelamiento 5.1 Efecto sobre la calidad del producto

Generalmente el efecto sobre calidad del producto radica en una temperatura más baja y la protección contra el oxígeno atmosférico locuaz reduce rancidez por oxidación y amplía vida de almacenaje. A < o igual 50°F, la mayoría del crecimiento y de la actividad enzimática microbianos caen a casi cero, porque la mayoría del agua molecular de las células están fijadas en una estructura cristalina, pero las reacciones pueden continuar  lentamente bajando a -80°F/-62°C.

66

Fundación para la Innovación Tecnológica Agropecuaria

CONSERVACION DE ALIMENTOS POR FRIO

La mayoría de los congeladores comerciales que sostienen rangos de temperatura de -4 a -20°F/ -20 a 29°C, con velocidad del aire de enfriamiento de blast freezer de 2500 ft/min en