FACULTAD DE INGENIERA ARQUITECTURA Y URBANISMOESCUELA
PROFESIONAL DE INGENIERA AGROINDUSTRIAL Y COMERCIO EXTERIOR
PRACTICA N 1 CURVA DE CONGELACION DE ALIMENTOS
Curso:
Refrigeracin Y Congelacin de Alimentos
Docente: Ing. Augusto Mechato Anastasio
Alumno :Montenegro Livia Kevin Hans
Ciclo:VIII
Pimentel, Mayo del 2015
PRACTICA N 01CURVAS DE CONGELACIN DE ALIMENTOS
I. INTRODUCCIN :
Existen muchas tcnicas para la conservacin de alimentos, una de
las ms utilizadas es la Congelacin, el fundamento de sta se basa en
la solidificacin del agua durante el proceso, generando una alta
concentracin de slidos solubles lo que provoca una baja en la
cantidad de agua libre. El agua en la congelacin es muy importante
ya que el agua es el componente mayoritario en los alimentos; su
contenido vara dependiendo de su composicin, pero esencialmente la
cantidad de grasa presente usualmente, a mayor cantidad de grasa
menor ser el contenido de agua. En los productos de origen vegetal
su contenido oscila normalmente entre 75 y 95 %; en la carne vacuno
no grasa es de alrededor del 75%; mientras que en la carne de cerdo
puede oscilar entre 39 y 57% para la carne grasa y no grasa
respectivamente; para aves est cerca del 75%; para carne de pollo y
en pescado depende tambin de la cantidad de grasa n la especie,
hallndose normalmente en rangos entre 55 y 80%.El componente que en
lo primordial congela al enfriar suficientemente los alientos es el
agua. El proceso de congelacin se caracteriza por el cambio de fase
del agua presente en los alimentos del estado lquido al estado
slido. Los otros componentes usuales en los alimentos, como
carbohidratos, protenas, grasas y minerales, no llevan este cambio
de fase marcado; solo los lpidos pueden tambin solidificar en este
proceso.El proceso de orientacin y formacin cristalina durante el
enfriamiento produce absorcin de energa, la cual se denomina
entalpia de cristalizacin, mientras que el cambio de fase es
exotrmico y se denomina calor latente de congelacin o fusin, el
cual tiene lugar cuando el agua cambia de fase, de lquido a
slido
II. OBJETIVO:
Realizar una comparacin de la curva de congelacin de la fruta
(manzana) con la curva de congelacin de la carne. Observar si
existe modificaciones en la estructura del producto (manzana,
carne) por efecto de la congelacin.
Obtener las curvas de congelacin para diferentes productos
alimentarios, y comparar los resultados obtenidos con la curva de
congelacin de agua pura.
Obtener los valores de tiempo de congelacin necesarios
utilizando las ecuaciones anteriores.
III. Fundamento Terico :
3.1.- Curvas de Congelacin de Alimentos:
Uno de los procesos ms utilizados en la conservacin de alimentos
es lacongelacin. Ello es debido a dos factores fundamentales, uno
es que muchosmicroorganismos no pueden crecer a las bajas
temperaturas utilizadas en lacongelacin. Adems, cuando un alimento
se congela, parte del agua setransforma en hielo, por lo que la
actividad del agua del alimento desciende. Este descenso de la
actividad de agua influye en el crecimiento de
muchosmicroorganismos, y hace que no se puedan desarrollar en
condiciones deactividad de agua ms baja.La congelacin de los
alimentos puede realizarse de distintos modos, ydependiendo de
ello, la calidad del alimento congelado variar. As, si lacongelacin
es instantnea se logra que existan muchos puntos del alimentodonde
empieza la formacin de hielo; es decir, existe una gran nucleacin,
y loscristales de hielo que se forman son de pequeo tamao, por lo
que los tejidos del alimento quedarn poco afectados. Por contra, si
la congelacin es lenta, existe poca nucleacin, y los pocos
cristales de hielo formados irn creciendo con el tiempo. Esto
acarrea el que se formen cristales de gran tamao que pueden afectar
la calidad final del producto congelado.
3.2.-Temperatura de Congelacin:
La temperatura de congelacin es aquella en la que empiezan a
formarse losprimeros cristales de hielo; es decir, la temperatura
en la que coexisten enequilibrio cristales de hielo y agua lquida.
Para el agua pura esta temperatura corresponde a 0C (273 K). Sin
embargo, el agua de los alimentos contiene slidos solubles, y es
conocido que el efecto de estos slidos hace descender el punto de
congelacin del agua. Por ello, la temperatura a la que se inicia la
congelacin de los alimentos es inferior a los 0C. Es evidente que
para un alimento la concentracin de slidos solubles del agua no
congelada va aumentando a medida que se avanza en su congelacin, lo
que determina el que la temperatura de congelacin vare con el
tiempo. Por esta razn, desde el punto de vista de clculos
posteriores, se suele utilizar la temperatura inicial de
congelacin, correspondiente a la aparicin de los primeros cristales
de hielo.Al inicio de la congelacin la solucin acuosa es diluida,
por lo que en una primera aproximacin podra calcularse la
temperatura inicial de congelacin (TC) aplicando la ley de Raoult,
en la que el descenso crioscpico se expresa como : DT = T -T = K 0
(1)en la que: mS = g soluto/ 1000 g aguaMS = Masa molecular del
solutoKA = 1,86 C mol/g (constante criognica del agua)T0A =
temperatura de congelacin del agua pura
Cabe resaltar que para alimentos, MS es una masa molecular
equivalente de lossolutos contenidos en el alimento.
Contenido en aguaTemperatura de congelacin
Producto( % )( C )
Carne55-70-1,0 a -2,2
Frutas87-95-0,9 a -2,7
Arndano85,1-1,11
Ciruela80,3-2,28
Frambuesa82,7-1,22
Melocotn85,1-1,56
Pera83,8-1,61
Fresa89,3-0,89
Huevo74-0,5
Leche87-0,5
Pescados65-81-0,6 a -2,0
isotonicos-1,8 a -2,0
Hipotnicos-0,6 a -1,0
Verduras78-92-0,8 a -2,8
Cebolla85,5-1,44
Esprrago92,6-0,67
Espinaca90,2-0,56
Zanahoria87,5-1,11
Zumos
Arndano89,5-1,11
Cereza86,7-1,44
Frambuesa88,5-1,22
Fresa91,7-0,89
Manzana87,2-1,44
Manzana en pur82,8-1,67
Manzana concentrado 49,8-11,33
Mosto de uva84,7-1,78
Naranja89,0-117
Tomate en pulpa92,9-0,72
Fuente: Lewis (1993)
En la bibliografa existen ecuaciones empricas que permiten
determinar latemperatura inicial de congelacin para ciertos
alimentos, nicamente en funcinde su contenido de humedad (Levy,
1979).Conocida la humedad del alimento, se puede calcular la
fraccin molar del agua, y una ecuacin que permite el clculo de la
temperatura inicial de congelacin es:
siendo: T0A = temperatura de congelacin del agua pura (273 K) =
calor latente de congelacin del agua (6003 kJ/kmol)R = constante de
gases (8,314 kJ/kmol.K)
X = fraccin molar del agua no congeladaEn la Tabla 1 se dan los
valores de temperatura inicial de congelacin paraciertos
alimentos.
IV. Materiales y Mtodos
Materiales :
Recipientes de plstico o metlicos que sirvan de depsito para la
congelacin de materiales lquidos Productos alimentarios para
congelar: trozos de carne (250 g) y de manzana (250 g) Data Logger
para medir la temperatura de las muestras y del medio
Microprocesador para adquisicin de datos conectado a una
computadora, que permita almacenar los datos de la variacin con el
tiempo de la temperatura de la muestra que se est congelando.
Mtodos :
Las etapas del procedimiento experimental a seguir sern las
siguientes:
Preparar las muestras slidas que se desean congelar. En cubos de
2cm x 2cm. Insertar Data Logger en cada una de las muestras y
comenzar la toma de datos de la temperatura a intervalos de 10
segundo. Cuando se alcance el tiempo de congelacin terico de cada
una de las muestras observar si se han congelado completamente. En
caso contrario continuar hasta que se alcance el punto de
congelacin completa.
V. RESULTADOS :
CURVA DE CONGELACION DE LA MANZANA
A continuacin se presenta la curva de congelado de la manzana y
de la carne. Para esta prctica se utiliz manzana y carne cortadas
limpia de cascara y grasa respectivamente con un corte cuadrado
tamao de 2x2.En los grafico 1 podemos observar la curva de
congelacin de la manzana que esta esta tiene una relacin entre
temperatura y tiempo, la manzana comenz con una temperatura de
26.4C y llego a una temperatura mxima de -7.6 C . Grafico 1: Curva
de congelacin de la manzana
Fuente: elaboracin propia
CURVA DE CONGELACION DE LA CARNEEn el grafico 2 observamos la
curva de congelacin de la carne en la cual esta comenz a una
temperatura de 23.7C y llego a una temperatura mxima de congelacin
de -15.5
GRAFICA 2: Curva de congelacin de carne
Fuente: elaboracin propia
VI. Discusiones :
Lewis (1993) indica que el tiempo efectivo de congelacin viene
definido como el tiempo requerido para reducir la temperatura del
punto de enfriamiento desde la temperatura ambiente hasta15 C. Esto
depende del tamao y de la naturaleza del producto, as como del
mtodo de congelacin utilizado. Los tiempos de congelacin estn
comprendidos entre menos de 1 minuto hasta ms de 48 horas para
grandes piezas de carne utilizando aire fro. En nuestra prctica se
utiliz una cmara de congelacin la cual garantiza una congelacin
lenta, de tal manera que se puedan observar las etapas del proceso
de congelacin.
Las curvas de congelacin obtenidas en la prctica tienen el
parecido con la estructura terica de una curva de congelacin para
alimentos (ver el cuadro mostrado en el fundamento terico) como
muestra Lewis (1993). La existencia de solutos disueltos hace que
la curva descongelacin tenga esta estructura determinada.
El tiempo de congelacin depende del tamao y de la naturaleza del
producto, as como el tipo de mtodo de congelacin utilizado. Los
tiempos de congelacin estn comprendidos entre menos de 1 minuto
hasta ms de 48 horas para grandes piezas de carne utilizando aire
fro. En nuestra prctica se utiliz una refrigeradora en la Planta de
Lcteos, de tal manera que se puedan observar las etapas del proceso
de congelacin.
VII. CONCLUSIONES :
El punto de inicio de congelacin o punto crioscopico de la
manzana fue de -1.2 C y su punto eutctico fue de -7.6 C El punto de
inicio de congelacin o punto crioscopico de la carne fue de -1.1 C,
y su punto de eutctico fue de -15.5C. En la carne llegamos a tener
donde podemos observar que su curva existen subidas y bajadas Se
pudo observar las diferentes etapas en el proceso de congelado
desde la eliminacin de calor sensible hasta el punto de inicio de
congelacin de los productos. Se observo una modificacin en la
estructura de la manzana y de la carne sin embargo se noto una
mayor modificacin en el caso de la manzana.
VIII. RECOMENDACIONES : Tener en cuenta los equipos a utilizar
que se encuentren en buen estado y calibrados para que as no
tengamos resultado errneos y desfavorables para los resultados de
nuestra prctica. Someter a diversas materias primas; para as poder
obtener ms resultados que sern favorables para nosotros en nuestro
aprendizaje y poder comparar con los ya obtenidos en esta prctica.
Tratar deno romper lacadena defro para queel medioexterno noafecta
los resultados de la grfica.
IX. CUESTIONARIO :
Al zumo de fruta aadir azcar hasta concentraciones de 14, 16 y
18Brix, y a cada una realizar su curva de congelacin y comparar y
discutir los resultados con la curva de congelacin del zumo de
fruta inicial.
En el grafico 3 observamos la diferentes curvas de congelacin
del zumo de fruta tanto a un brix inicial de 12 Bx y a 14 Bx.
Grafico 3: Curva de zumo de fruta Fuente: elaboracin propia
En el Grafico 4 observamos la curva de congelacin del zumo a
brix de 16 y 18 respectivamente Grafico 4 : Curva de zumo de
frutaFuente: elaboracin propia
En este Grafico observamos las 4 curvas de congelacin a
diferentes grados brix 12, 14, 16, 18.Grafico 5: Curva de zumo de
frutas en grados brix
Fuente: elaboracin propia
X. BIBLIOGRAFIA :
GRUDA,Z;POSTOLSKI,J.1986.Tecnologadelacongelacindelosalimentos.Editorial
AcribiaS.A.Zaragoza,Espaa
LEWIS.1993.Propiedadesfsicasdelosalimentosydelossistemasdeprocesado.Editorial
AcribiaS.A.Zaragoza,Espaa PLANK, R.1984. ElEmpleo delFrio
enlaIndustria dela Alimentacin. Editorial Revert. Espaa
XI. ANEXOS :
Muestras slidas que se desean congelar. En cubos de 2cm x
2cm
Muestra congelada a una temperatura de -15.5C
Tomando los clculos en el DATA LOGGER