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PROCESOS TÉRMICOS EN
ALIMENTOS
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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1. Introducción
8:00 a 10:00
2. Cinética de destrucción térmica
2.1. Tiempo de reducción decimal (DT)
2.2. Curva de destrucción térmica
2.3. Constante de muerte térmica (z)
2.4. Grado de reducción (n)
2.5. Tiempo de muerte térmicaRECESO
10:00 a 10:30
2.6. Ejercicio práctico programado 10:30 a 12:00
ALMUERZO 12:00 a 13:00
3. Efecto de la temperatura sobre parámetros cinéticos
13:00 a 15:00. Valor Q10
, valor B* y C*
5. Tratamiento aséptico
RECESO
15:00 a 15:30
5.1. Ejercicios prácticos15:30 a 17:00
5.2. Taller de microbiología predictiva
HORARIO DE TRABAJO
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INTRODUCCIÓN
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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INTRODUCCIÓN
Uno de los problemas principalesque se presenta en la IngenieríaAgroindustrial es la destrucciónde los microorganismos, no sólopor prevenir su potencialcontaminante, sino también conel objetivo primordial depreservar durante tiemposprolongados.
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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INTRODUCCIÓN
Para conseguir la destrucción de las formasesporuladas y vegetativas, los alimentos sontratados térmicamente, bien en el interior deenvases o en forma continua, envasándose
posteriormente en un envase aséptico.
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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INTRODUCCIÓN
El procesado térmico de productos envasadosse realiza en aparatos que utilizan vapor deagua o agua caliente como fluido calefactor.
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AUTOCLAVE HORIZONTAL
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INTRODUCCIÓN
Dentro del procesado térmico cabe distinguir lapasteurización y la esterilización.
La pasteurización se utiliza para designar ladestrucción de microorganismo patógenosespecíficos, aunque el producto resultante no esestable
si no se encuentra bajo refrigeración.
La esterilización es el proceso por el que seobtienen productos estables sin necesidad derefrigeración.
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CINÉTICA DE DESTRUCCIÓN TÉRMICA
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C INÉTICAS DE L AS REACCIONES
=
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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N es el número de microorganismos y suvariación con el tiempo se expresa:
CINÉTICA DE DESTRUCCIÓN TÉRMICA
N = número de microorganismos presentes en un tiempo t
k = constante cinética de destrucción
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
=
-
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Integrando la ecuación con la condición límiteque para el tiempo inicial existen N0microorganismo, se obtiene:
CINÉTICA DE DESTRUCCIÓN TÉRMICA
= −
N = número de microorganismos presentes en un tiempo t
k = constante cinética de destrucción
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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El valor de k depende del tipo de microorganismo,del medio y de la temperatura.
Asimismo, para un microorganismo específico,también depende de si está en forma
vegetativa o
esporulada.
CINÉTICA DE DESTRUCCIÓN TÉRMICA
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La cápsula bacterianaestá formada por una seriede polímeros orgánicosque en las bacterias se
deposita en el exterior de su pared celular.Generalmente contiene glicoproteínasy un grannúmero de polisacáridosdiferentes.
La cápsulaes una capa rígida organizada de formaimpermeable que excluye colorantes como la tintachina.
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Para formas vegetativasestas constantes sonmucho mayoresque para las esporuladas, loque indica que estás últimas son mucho más
difíciles de destruir.
CINÉTICA DE DESTRUCCIÓN TÉRMICA
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
=
-
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Los valores de la constante de destruccióntérmica de las formas vegetativassuelen serdel orden de
10
10
min
-1, mientras las
esporuladas presentan valores de 1 min-1
CINÉTICA DE DESTRUCCIÓN TÉRMICA
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=
Y = b m X
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TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL
Se define como el tiempo detratamiento necesario para que elnúmero de microorganismos sereduzca a la décima parte, y se
representa porD
T
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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TALLER 1Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL
A una leche que contiene una cargamicrobiana de 108 ufc/cm3, se le aplica untratamiento térmico por el tiempo de
reducción decimal determinadopreviamente. Cuál será la concentración demicroorganismos después del tratamiento
térmico?
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL
La evolución típica de una población microbianacon el tiempo tiene la siguiente forma:
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TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL
Si los datos se representan en escala semi-logarítmica toma la siguiente forma:
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TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL
En los cálculos de tratamientos térmicosse supone que este tiempo es
independiente de la concentración inicial
de microorganismos
y dependiente de la
temperatura, tipo de microorganismo y
medio de cultivo o alimento en el quecrecen los microorganismos.
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Como N = 0,1 N0
El tiempo de reducción decimal se expresa enfunción de la constante de destrucción térmica
=,
TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL
=,
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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TALLER 2Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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Se han obtenido los siguientes datos de unexperimento de resistencia térmica de unasuspensión de esporas a 112°C
Determinar el tiempo de reducción decimal D delos microorganismos.
TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL
Tiempo (min) Número de supervivientes
0 106
4 1,1 × 105
8 1,2 × 104
12 1,2 × 103
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CURVA DE DESTRUCCIÓN TÉRMICA
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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CURVAS DE DESTRUCCIÓN TÉRMICA
Si se representa en coordenadas semilogarítmicas N N0frente al tiempo, se obtiene una recta de pendiente
k yordenadas en el origen. Esta recta se denomina curvade destrucción térmica
, y para cada microorganismo
viene determinada por la temperatura de tratamiento,de tal forma que si es distinta, la pendiente de la rectatambién lo será, ya que la constante de destrucciónvaría.
La ecuación se puede linealizar si se expresa en formalogarítmica:
= =
−
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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Así, si la temperatura aumenta la pendiente esmás pronunciada.
CURVAS DE DESTRUCCIÓN TÉRMICA
Figura 1. Curva de destrucción térmica de microrganismos T1˃T2˃T3
Formas vegetativas
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Esto que es común a los tratamientos térmicos demicroorganismos, en el caso de formas esporuladas puede noser cierto, y al representar
N N
0
frente al tiempo encoordenadas semilogarítmicas, no se obtienen rectas, sinocurvas.
CURVAS DE DESTRUCCIÓN TÉRMICA
Figura 2. Curva de destrucción térmica de microrganismos T1˃T2˃T3
Formas esporuladas
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En la figura se presentan curvas de destrucción térmicapara algunos microrganismo presentes en leche.
Figura 3. Curva de destrucción térmica para leche (Earle, 1983)
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En la figura se presentan curvas de destrucción térmicapara algunas enzimas y factores biológicos.
Figura 4. Curva de destrucción térmica de factores biológicos
(Toledo y Chang, 1990)
A: Pectinesterasa
B: Poligalacturonasa
C: Ascórbico oxidasa
D: Clostridiumpasteuranum (6D)
E: Mohos y levaduras
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En la figura se representan curvas de destruccióntérmica en la que para una temperatura detratamiento determinada puede verse cómo se
obtendría el valor del tiempo decimal
Figura 5. Curva TDT. Obtención del tiempo de reducción decimal.
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CONSTANTE DE MUERTE TÉRMICA Z
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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CONSTANTE DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA Z
Los tratamientos térmicos se llevan a cabo adiferentes temperaturas, dependiendo de cadacaso, de las necesidades o disponibilidades de
cada industria.
Es por ello que, que no necesariamente los
tratamientos se llevan a cabo a la temperaturaa la que se han obtenido los datos dedestrucción térmica
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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Debe por tanto, buscarse una relación entre eltiempo de reducción decimal y la temperatura.
Esta relación se da en forma gráfica, en la quese representa en coordenadas
semilogarítmicas los tiempos de reduccióndecimal (D
T
) frente a la temperatura.
CONSTANTE DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA Z
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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CONSTANTE DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA Z
Figura 6. Curva de destrucción térmica TDT o DT
L
T
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Puede verse que se obtiene una recta dependiente negativa –m, cuyo valor es:
CONSTANTE DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA Z
=
En la que DT1
es el tiempo de reducción
decimal a la temperatura T1
.Mientras que D
T2
es el tiempo de reduccióndecimal a la temperatura T
2
.Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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Se define el parámetroz como la inversa de lapendiente m, que mide la variación de lavelocidad de destrucción térmica con la
temperatura, y representa la:
Al parámetro ztambién se lo conoce comoconstante de termorresistencia.
CONSTANTE DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA Z
elevación de temperatura necesaria para reducir el
tiempo de reducción decimal a la décima parte (D
T
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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De la figura puede obtenerse fácilmente unarelación entre dos tiempos de tratamiento ysus temperaturas correspondientes:
CONSTANTE DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA Z
=
T
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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Si una de estas temperaturas es la dereferencia, se obtiene:
CONSTANTE DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA Z
=
= −
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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TALLER 3Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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Si a 121°C el tiempo de reducción decimal parael C. botulinum es 0,3 min. Determinar el tiempode reducción decimal a 90°C y 140°C si la
constante de tiempo de muerte térmica (z) es10°C
CONSTANTE DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA Z
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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GRADO DE REDUCCIÓN
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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Para que la concentración de microorganismos alfinal de un tratamiento térmico fuera nula (N=0),en la ecuación:
Sería necesario un tiempo de tratamiento infinito. Lo que indica que es imposible llegar a una
esterilización total del producto. Ello hace que seanecesario definir una concentración finalNF
que
asegure que el producto sea comercialmente
estéril.
GRADO DE REDUCCIÓN
= −
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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El logaritmo decimal de la razón entre la
cantidad de microorganismos iniciales N0 a losde un tiempo determinado en los que sealcanza el nivel N
F
, recibe el nombre de grado
de reducción.
GRADO DE REDUCCIÓN N
No se puede hablar de esterilidad total del producto, sino que
se habla de esterilidad comercial
=
-
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Este valor nes arbitrario y depende del tipo demicroorganismo, aunque cuanto mayor sea elvalor del grado de reducción,
mayor es la
seguridad del tratamiento térmico.
Aquellos microorganismos que presentanvalores superiores indican que para asegurar la
esterilidad comercial es necesario rebajarelcontenido de microorganismos a nivelesmásinferiores que aquellos que poseen un gradode reducción menor.
GRADO DE REDUCCIÓN
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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GRADO DE REDUCCIÓN
Tabla 1. Parámetros de destrucción o degradación térmica de
microorganismos y factores termolábiles
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TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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El tiempo total de muerte térmica se determinamediante la siguiente ecuación:
TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA F
=
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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En la práctica elvalor de F0 seobtiene sumandolas velocidades
letales a intervalosde 1 minuto de lacurva decalentamiento yenfriamiento delproducto duranteel procesadotérmico.
TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA F
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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En procesos de calentamiento lento, se observa lasiguiente curva de calentamiento y enfriamiento:
TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA F
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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EJERCICIO PRÁCTICO PROGRAMADO
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROSCINÉTICOS Y DE TRATAMIENTO TÉRMICO
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROS
-
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La destrucción térmica de microorganismos sigueuna cinética de primer orden
, de modo que al ↑ latemperatura de tratamiento, la constante cinéticaaumenta, con lo que la velocidad de destrucción
térmica también aumenta.
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROSCINÉTICOS Y DE TRATAMIENTO TÉRMICO
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROS
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El análisis matemáticomuestra que ladependencia de laconstante de velocidadcon la temperatura,
sigue una ecuación deltipo:
CINÉTICOS Y DE TRATAMIENTO TÉRMICO
=
−
A y B son constantesque dependen de la
reacción estudiada Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROS
-
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En 1889 Arrhenius expresó esta relación entre la k yla temperatura de la siguiente forma:
CINÉTICOS Y DE TRATAMIENTO TÉRMICO
Representa la fracción de colisiones molecularesque tienen una energía igual o mayor que Ea
Frecuencia de las colisiones
entre las moléculas del reactivo Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROS
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En la ecuación de Arrhenius los términosrepresentan lo siguiente:
CINÉTICOS Y DE TRATAMIENTO TÉRMICO
A y Ea son característicos de cada reacción
R es la constante de los gases 8,3142 J/K mol
Ea es la energía de activación en J/mol.
T es la temperatura absoluta en K
A es el factor pre-exponencial cuyas unidades son iguales a las
de la constante de velocidad
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROS
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CINÉTICOS Y DE TRATAMIENTO TÉRMICO
Según esta ecuación, k aumentade modoexponencial
cuando aumenta la temperatura
.
La energía de activación (Ea
) está relacionadacon la barrera de energía que deben superarlos reactivos para transformarse enproductos, por lo que un valor elevado de la
misma provoca un valor reducido de k. Susdimensiones son de energía por cada mol.
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROS
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El efecto de la temperatura en el proceso deesterilización sobre la constante cinética puededescribirse mediante la ecuación de Arrhenius:
CINÉTICOS Y DE TRATAMIENTO TÉRMICO
=
Donde:
k = constante cinética
k0 = factor de frecuenciaEa = energía de activación
R = constante de los gases
T = temperatura absolutaIng. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROS
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Resolución gráfica de la ecuación de Arrhenius
CINÉTICOS Y DE TRATAMIENTO TÉRMICO
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROS
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EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROSCINÉTICOS Y DE TRATAMIENTO TÉRMICO
D
121°C
(min) z (°C) Q
10
E
a
(kcal/mol)
Vitaminas 100 – 1000 12,7 - 72 2,1 – 2,5 20 - 30
Destrucción de enzimas 1 - 10 11,1 – 37,8 1,5 - 31 12 – 100
Células vegetativas 0,002 – 0,02 11,1 – 13,3 31 - 178 100 – 120
Esporas microbianas 1 - 5 5,6 – 11,1 6,5 - 31 53 – 83
Calidad organoléptica 5 - 500 7,2 -26,7 1,7 – 2,5 10 - 30
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROS
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EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROSCINÉTICOS Y DE TRATAMIENTO TÉRMICO
Reacción Ea (kJ/mol) Temperatura (°C)
Crecimiento celular
A. niger 58 20 – 37
E. Coli 55 23 – 37
K. Aerogenes 59 20 – 40
E. Coli 119 12 – 26
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROS
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EFECTO DE LA TEMPERATURA SOBRE LOS PARÁMETROSCINÉTICOS Y DE TRATAMIENTO TÉRMICO
Reacción Ea (kJ/mol) Temperatura (°C)
Desactivación
Ácido fólico 70 100
Tiamina 92 102
Pasteurización 337 63 – 74
Esterilización
B. Stearothermophilus
283 125B. Subtilis 318 125
C. botulinum 343 125
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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TALLER 4Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
TALLER
EN CLASE
-
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TALLER EN CLASE 4
Se determinaron las constantes de destruccióntérmica a diferentes temperaturas de esterilización,obteniendo los siguientes datos:
Determinar la energía de activación para este caso.
Temperatura (K) 700 730 760 790 810
k (min-1) 0,011 0,035 0,105 0,343 0,789
-
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VALOR Q10
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
VALOR Q
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VALOR Q10
El efecto esterilizante de un proceso deesterilización se incrementa con el aumentode temperatura.
Esto, por supuesto, también se aplica a lasreacciones químicas que ocurren comoconsecuencia del tratamiento térmico.
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
VALOR Q
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VALOR Q10
El valor Q10 ha sido introducido como unaexpresión de este incremento en lavelocidad de una reacción.
Este valor establece cuantas vecesaumenta la velocidad de una reacción si
la temperatura del sistema es elevada en
10°C.
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
VALOR Q
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VALOR Q10 Y se calcula mediante la siguiente ecuación:
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
VALOR Q
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VALOR Q10
El valor Q10 para los cambios en el flavorypara la mayoría de las reacciones es dealrededor de 2 a 3, lo que indica que si seincrementa la temperatura de un sistemaen 10°C, la velocidad de las reaccionesquímicas se duplican o triplican.
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
VALOR Q
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VALOR Q10
Los valores de Q10 pueden ser determinadostambién para la muerte de esporasbacterianas
, habiéndose encontrado valoresdentro del rango de 8 a 30.
La variación es tan grande debido a que lasdiferentes clases de esporas bacterianasreaccionan en forma diferente a losincrementos de temperatura.
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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VALOR B* Y C*
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
VALORES B* Y C*
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VALORES B Y C
El rango de trabajo de los tratamientosUHT es definido también en algunospaíses por referencia a dos parámetros:
Efecto bacteriológico: B*
Efecto químico: C*
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
VALORES B* Y C*
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VALORES B Y C
B* está basado en el supuesto de que laesterilidad comercial se alcanza a 135°C
durante 10,1 segundo con un valor z de10,5°C. A este proceso de referencia sele da un valor B* de 1,0, representando
una reducción de recuento de esporas
termofílicas de 10
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por unidad.
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
VALORES B* Y C*
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VALORES B Y C
El valor C* está basado en las
condiciones para la destrucción de un 3de Tiamina por unidad. Esto esequivalente a 135°C por 30,5 segundos
con un valor de 1 de 31,4°C.
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
VALORES B* Y C*
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VALORES B Y C
Un proceso UHT opera satisfactoriamente enlo que respecta al mantenimiento de lacalidad del producto cuando se cumplen lassiguientes condiciones.
B* > 1
C* < 1
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TRATAMIENTO DE PRODUCTOSENVASADOS
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TRATAMIENTO DE PRODUCTOS ENVASADOS
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En productos envasados, los tratamientos se realizan en
dispositivos en los que el envase pasa de unatemperatura ambiente a una de tratamiento para que, enun tiempo determinado, se consiga llegar a niveles deesterilización adecuados.
TRATAMIENTO DE PRODUCTOS ENVASADOS
TRATAMIENTO DE PRODUCTOS ENVASADOS
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El producto va elevando su temperatura hasta llegar ala que se denomina temperatura de mantenimiento ode proceso, para luego pasar a una etapa deenfriamiento.
TRATAMIENTO DE PRODUCTOS ENVASADOS
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Autoclave estático
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Autoclave estático y a diferentes velocidades de rotación
AUTOCLAVE ROTATORIA
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CURVAS DE PENETRACIÓN DE CALOR
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
CURVAS DE PENETRACIÓN DE CALOR
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En el proceso de esterilización es importanteconocer el punto del producto envasado cuyatemperatura es mínima, es decir, el punto de
menor calentamiento.
Ya que este punto es el que recibe un menor
grado de tratamiento térmico, y en el quepuede que no se llegue al tratamientoadecuado.
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Para ellos es necesario conocer la curva depenetración de calor en este punto, ya que dala variación de la temperatura con el tiempo decalentamiento.
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La determinación de la curva de penetraciónpara un producto y envase determinado suelerealizarse experimentalmente.
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CURVAS DE PENETRACIÓN DE CALOR
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Aunque en algunos casospuede determinarse demodo aproximado conmétodos analíticos, quesuponen que el calorpenetra en el alimento porconducción, lo que solo escierto en alimentossólidos, calculando latemperatura en el centrogeométrico en función deltiempo.
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CURVAS DE PENETRACIÓN DE CALOR
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Cuando el envase que contiene el alimento, se introduce en
el dispositivo de tratamiento térmico, que se halla a unatemperatura Te, se observa que la temperatura del alimentova aumentando paulatinamente.
CURVAS DE PENETRACIÓN DE CALOR
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Es importante conocer la evolución de la temperaturadel punto de menor calentamiento (Tc), ya que éste es elpunto que recibe un menor tratamiento térmico.
En el caso de que latransmisión de calor serealizara por conducción, el
punto de menorcalentamiento coincide conel centro geométrico.
CURVAS DE PENETRACIÓN DE CALOR
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Sin embargo, si en elcalentamiento aparecencorrientes convectivasen el interior del envase,
el punto de menorcalentamiento nocorresponde con elcentro geométrico, sinoque se halla situado en
el eje vertical pero máscercano al fondo delenvase.
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CURVAS DE PENETRACIÓN DE CALOR
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Para caracterizar la penetración de calor en el alimento,
se suele realizar una representación gráfica de los datosde la variación de la temperatura en el alimento con eltiempo de calentamiento.
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TRATAMIENTO TÉRMICO EN EL PROCESASO ASÉPTICO
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
TRATAMIENTO TÉRMICO EN EL PROCESADO ASÉPTICO
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Los dispositivos de tratamiento aséptico constatande tres partes bien diferenciadas:
A) Etapa de calentamiento. En la que el alimentopasa de su temperatura inicial a la propia de
mantenimiento.B) Etapa de mantenimiento. En la que el alimento
recibe el tratamiento térmico a una temperatura
constante.C) Etapa de enfriamiento. En la que se reduce latemperatura a valores que permitan el envasado.
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TRATAMIENTO TÉRMICO EN EL PROCESADO ASÉPTICO
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En los dispositivos de tratamiento, se debe asegurarque el tiempo de residencia del alimento fluidodentro del aparato sea como mínimo el tiemponecesario para reducir la carga microbiana en el
grado de reducción deseado.
El tiempo de residencia es la relación entre elvolumen del dispositivo y el caudal volumétrico de
circulación:
=
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TRATAMIENTO TÉRMICO EN EL PROCESADO ASÉPTICO
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Para el caso de circulación de fluido alimentario endispositivos tubulares, el tiempo de residencia seobtiene mediante la expresión:
=
Donde:
L = longitud del tubov = velocidad lineal de circulación del fluido a travésdel tubo
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TRATAMIENTO TÉRMICO EN EL PROCESADO ASÉPTICO
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Generalmente, interesa calcular la longitud del tubo
de mantenimiento. En esta ecuación, la velocidad autilizar depende del régimen de circulación y tipo defluido.
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TRATAMIENTO TÉRMICO EN EL PROCESADO ASÉPTICO
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Para fluidos newtonianos que circulan enrégimen turbulento se utiliza la velocidadmedia (vm).
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TRATAMIENTO TÉRMICO EN EL PROCESADO ASÉPTICO
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Para fluidos newtonianos en régimen laminar(Re
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Si el fluido presenta un comportamiento reológico de
la ley de potencia ( = ), para calcular lavelocidad máxima en función de la velocidad mediadebe utilizarse una gráfica y el Reynolds generalizado(ReG):
= × − ×
− ×
+
Dondek = índice de consistencian = índice de comportamiento al flujo
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TALLER 5Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
TALLER 5
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Un alimento infantil basado en puré de manzanaes tratado térmicamente a razón de 1500 kg/hen un proceso de envasado aséptico.
El producto es calentado desde 22ºC hasta 90ºCen un intercambiador de calor de placas.
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TALLER 5
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A continuación se introduce en un
intercambiador de tubos concéntricos, cuyodiámetro interno es 5 cm, circulando por elespacio anular vapor de agua condensante, quepermite mantener el producto a 90ºC mientras
permanece en el intercambiador.
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TALLER 5
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La esterilización comercial del alimento a 90ºCse obtiene si dicho producto permanece durante90 segundos a esta temperatura.
Determinar la longitud que debe poseer el tubode mantenimiento para asegurar el adecuadotratamiento térmico del alimento.
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TALLER 5
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Datos:
Propiedades del alimento:
Densidad = 1200 kg/m3
Se comporta como un fluido de potencia con uníndice de consistencia de 2,4 Pa×sn y un índicede comportamiento al flujo de 0,5.
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MICROBIOLOGÍA PREDICTIVA
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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PROGRAMA DE MODELARPATÓGENOS (PMP) ONLINE
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COM BASE
Ing. M.Sc. Liliana Acurio Arcos
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