CINETICA DE CONGELACIÓN DE ALIMENTOSClasificacion de los métodos de congelación de alimentos:...
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CINETICA DE CINETICA DE CONGELACIÓN DE CONGELACIÓN DE
ALIMENTOSALIMENTOS
CURVA TIPICA DE CONGELACIÓN DE CURVA TIPICA DE CONGELACIÓN DE ALIMENTOSALIMENTOS
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
0 5 10 15 20 25
Tiempo (min)
Tem
pera
tura
(°C
) Tramo b-c Tramo c-dTramo a-b
Periodo de pre-enfriamiento
Periodo de cambio de fase Periodo de post-enfriamineto
a
b c
d
2
Esfera
Plancha infinita Cilindro largo
Paralelepípedo
Inserción de Inserción de termocuplastermocuplas en el centro geométrico.en el centro geométrico.
CURVA DE CONGELACIÓN PARA CURVA DE CONGELACIÓN PARA DIVERSOS PUNTOS EVALUADOSDIVERSOS PUNTOS EVALUADOS
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Tiempo (min)
Tem
pera
tura
(°C
)
Centro
Punto interior 1Punto interior 2
Punto interior 3
Superficie
3
VELOCIDAD DE CONGELACIONVELOCIDAD DE CONGELACION(IIR, 1972)(IIR, 1972)
“La velocidad media de congelación de una “La velocidad media de congelación de una masa de alimento es la razón entre la mínima masa de alimento es la razón entre la mínima distancia desde la superficie hasta el centro distancia desde la superficie hasta el centro
térmico y el tiempo transcurrido desde que la térmico y el tiempo transcurrido desde que la superficie alcanza 0 ºC hasta que el centro superficie alcanza 0 ºC hasta que el centro
térmico alcanza 5 ºC por debajo de la térmico alcanza 5 ºC por debajo de la temperatura inicial de formación del hielo; temperatura inicial de formación del hielo; donde la profundidad es medida en cm y el donde la profundidad es medida en cm y el tiempo en horas, expresándose la velocidad tiempo en horas, expresándose la velocidad
media de congelación en cm/h”media de congelación en cm/h”..
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ClasificacionClasificacion de los métodos de de los métodos de congelación de alimentos:congelación de alimentos:
Congelación lentaCongelación lenta < 1< 1 cmcm/h/hCongelación Congelación semirápidasemirápida == 11-- 55
cmcm/h/hCongelación rápidaCongelación rápida ((I.Q.FI.Q.F.).) == 55--1010
cmcm/h/hCongelación Congelación ultrarápidaultrarápida > 10> 10
cmcm/h/h
TIEMPO DE CONGELACION DE TIEMPO DE CONGELACION DE ALIMENTOSALIMENTOS
Tiempo efectivo de congelaciónTiempo efectivo de congelación
Tiempo requerido para congelar un Tiempo requerido para congelar un producto desde una producto desde una TinTin hasta una hasta una
TfinalTfinal..
También referido como:También referido como:Tiempo de congelación Tiempo de congelación Tiempo de residenciaTiempo de residencia
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Temperaturas finales de congelación Temperaturas finales de congelación en el centro térmico: en el centro térmico:
Carnes rojas Carnes rojas :: --10 10 ºCºCVegetalesVegetales :: --18 18 ºCºCPescados y mariscos : Pescados y mariscos : --25 25 ºCºC
Tiempo de congelación nominalTiempo de congelación nominal
Tiempo desde que la temperatura Tiempo desde que la temperatura superficial alcanza 0 superficial alcanza 0 ºCºC hasta que el hasta que el centro térmico alcance 10 centro térmico alcance 10 ºCºC por debajo por debajo de la temperatura inicial de formación de de la temperatura inicial de formación de hielo del producto.hielo del producto.
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Tiempo característico 7Tiempo característico 7
Tiempo necesario para la temperatura en el Tiempo necesario para la temperatura en el centro térmico de la muestra cambie desde centro térmico de la muestra cambie desde su punto inicial de congelación hasta que su punto inicial de congelación hasta que congele el 80% del agua libre existente.congele el 80% del agua libre existente.
Agua libre = Agua total Agua libre = Agua total –– Agua no congelableAgua no congelable
Tiempo de arresto térmicoTiempo de arresto térmico
Tiempo necesario para la temperatura en Tiempo necesario para la temperatura en el centro térmico del producto cambie de el centro térmico del producto cambie de 32 32 ºFºF (0 (0 ºCºC) a 23 ) a 23 ºFºF ((--5 5 ºCºC). ).
Suministra información incompleta, desde Suministra información incompleta, desde que es sólo una fracción del tiempo total de que es sólo una fracción del tiempo total de formación de hielo en todo el productoformación de hielo en todo el producto
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-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Tiempo (min)
Tem
pera
tura
(°C
)
Espesor = 22 mmEspesor = 30 mmEspesor = 25 mmEspesor = 28 mm
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Tiempo (min)
Tem
pera
tura
(°C
)
Espesor = 22 mmEspesor = 30 mmEspesor = 25 mmEspesor = 28 mm
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Velocidad de cinta = Velocidad de cinta =
largo cinta / tiempo de residencialargo cinta / tiempo de residencia
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22,7(22,02)*
20,7(24,15)*
17,8(28,08)*
15,2(32,89)*-25
21,0(23,80)*
19,1(26,17)*
14,4(34,72)*
13,9(35,97)*-18
-0.9
25,9(19,30)*
23,7(21,09)*
20,4(24,50)*
17,3(28,90)*-25
24,1(20,74)*
22,1(22,62)*
19,0(26,31)*
16,1(31,05)*-18
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30282522
Espesor Filete (mm)TemperaturaFinal de
Congelación(ºC)
Temp. inicialdel
producto(ºC)
Tiempos de residencia (Tiempos de residencia (minmin) y velocidad de ) y velocidad de cinta (cinta (cmcm//minmin) estimados en el congelador) estimados en el congelador
(*) Velocidad de cinta requerida considerando una longitud de 5 (*) Velocidad de cinta requerida considerando una longitud de 5 m inmersa en el alcohol etílicom inmersa en el alcohol etílico
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Tabla 6. Capacidad física (kg/hr) estimadas del aparato congelador contínuo evaluado (Capacidad de Refrigeración = 28,65 kW).
355-25
390-18-0.9
305 -25
330-1812
Capacidad Física (kg/hr)Temperatura Final
de Congelación (ºC)
Temperatura inicial del
producto (ºC)
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Tabla . Parámetros de congelación para filetes de Trucha
-30 ºCTemperatura final de congelación
102 ± 3 W/m2 KCoeficiente Total de Transferencia de Calor (U)
-50 ± 2 ºCTemperatura del Medio (Alcohol Etílico 95%)
8 % b.h.Fracción de Agua No Congelable
-1 ± 0.2 ºCPunto Inicial de Congelación
0,484 W/m KConductividad Térmica
3578,7 J/kg KCalor Específico
1053,8 kg/m3Densidad
73,0 % b.h.Humedad
Propiedades
12 ºCTemperatura Inicial del Producto
28 mmEspesor Filete
MagnitudParámetro
Factores que influyen sobre los tiempos de congelación
1)1) La temperatura del medio de congelaciónLa temperatura del medio de congelación2)2) La temperatura inicial y final del producto.La temperatura inicial y final del producto.3)3) El tamaño y configuración del producto.El tamaño y configuración del producto.4)4) El coeficiente El coeficiente convectivoconvectivo de transferencia de calor.de transferencia de calor.5)5) Las propiedades Las propiedades termofísicastermofísicas del producto (densidad, del producto (densidad,
conductividad térmica y calor específico y el cambio conductividad térmica y calor específico y el cambio de entalpía).de entalpía).
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EQUIPOS DE CONGELACIONEQUIPOS DE CONGELACIONCONGELADORES POR CONTACTO DIRECTOCONGELADORES POR CONTACTO DIRECTO
En estos equipos el alimento se pone en En estos equipos el alimento se pone en contacto con una placa o banda metálica contacto con una placa o banda metálica desde donde se realizará la transmisión desde donde se realizará la transmisión
térmica por conducción. Aseguran un tiempo térmica por conducción. Aseguran un tiempo corto de congelación siempre que el corto de congelación siempre que el
producto sea un buen transmisor de calor y producto sea un buen transmisor de calor y no posea demasiado espesor (50no posea demasiado espesor (50--60 60 mmmm))
CONGELACIONCONGELACION
CC ongeladoresongeladores de placasde placasCongeladores de bandasCongeladores de bandasCongeladores de tamborCongeladores de tambor
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CONGELACIONCONGELACION
CONGELADORES POR AIRECONGELADORES POR AIREEl aire es el sistema más común de El aire es el sistema más común de
congelación.congelación.
Túneles de congelaciónTúneles de congelaciónCongeladores de banda transportadoraCongeladores de banda transportadora
Congeladores de lecho Congeladores de lecho fluidizadofluidizado
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CONGELACIONCONGELACIONCONGELADORES CRIOGENICOSCONGELADORES CRIOGENICOS
Estos congeladores se diferencian de los Estos congeladores se diferencian de los anteriores en que no necesitan ser anteriores en que no necesitan ser
conectados a un sistema mecánico de conectados a un sistema mecánico de producción de frío. El medio de producción de frío. El medio de
transferencia de calor es generalmente transferencia de calor es generalmente nitrógeno líquidonitrógeno líquido, almacenado en la , almacenado en la
proximidad del equipo.proximidad del equipo.
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CONGELACIONCONGELACION
CONGELADORES CRIOGENICOSCONGELADORES CRIOGENICOS
Con este sistema se obtienen Con este sistema se obtienen altas altas velocidades de congelación.velocidades de congelación.
Se pueden encontrar congeladores por Se pueden encontrar congeladores por nitrógeno líquido que trabajan por nitrógeno líquido que trabajan por
inmersión o pulverización del líquido inmersión o pulverización del líquido criogénico.criogénico.
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CONGELACIONCONGELACION
En un congelador por inmersión el En un congelador por inmersión el producto se deposita sobre un producto se deposita sobre un
transportador y se mantiene dentro de transportador y se mantiene dentro de un baño de nitrógeno líquido a un baño de nitrógeno líquido a --196196ºCºC
entre 10 segundos y 4 minutosentre 10 segundos y 4 minutos, de , de acuerdo con el producto a congelar y acuerdo con el producto a congelar y con la profundidad de capa congelada con la profundidad de capa congelada
que se requiera.que se requiera.
CONGELACIONCONGELACIONaa
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Florete de BrócoliFlorete de BrócoliModelado 3DModelado 3D
TalloTallo Adición deAdición depedúnculospedúnculos
Adición deAdición deyemas floralesyemas florales
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Camarón (Gamba)Camarón (Gamba)Modelación 3DModelación 3D
Camarón 3DCamarón 3D
Adición deAdición depatas y antenaspatas y antenas