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• Alejandra Cruz

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA DEPARTAMENTO DE OPERACIONES UNITARIAS

Seminario “Espárragos” Aplicación frigorífica a procesos de la industria de alimentos, Diseño de cuartos fríos.

Elaborado por: 

Josefa Alejandra Cruz Cruz.

2016-0061U



Jennifer de los Ángeles Torres.

2016-0595U



María Auxiliadora Márquez.

2015-0487U



Kevin Alberto Herrera Espinoza.

2016-0305U

Docente:

Ing. Francisco Canelo.

Asignatura:

Fundamento de Ingeniería de los Alimentos

Grupo:

5T1-IQ.

Grupo de Trabajo:

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Contenido 1.

Caracterización del material a almacenar..............................................................................3

1.1.

Propiedades físicas...............................................................................................................3

1.2.

Propiedades térmicas...........................................................................................................3

1.3.

Condiciones requeridas para el almacenamiento...............................................................3

2.

Calculo de la carga térmica.....................................................................................................4

2.1.

Carga térmica por transmisión...........................................................................................4

2.2.

Carga térmica del producto.................................................................................................4

2.3.

Carga térmica interna..........................................................................................................4

2.4.

Carga térmica por infiltración de aire................................................................................4

2.5.

Carga térmica relacionada al equipo..................................................................................4

3.

Especificaciones del cuarto frio...............................................................................................4

3.1.

Capacidad de refrigeración.................................................................................................4

3.2.

Tipo y espesor de aislante....................................................................................................4

3.2.1.

Paneles de aislamientos de concreto prefabricados (Aislakor)...........................................4

3.2.3.

Arandelas aislantes.............................................................................................................5

3.2.4.

Aislamientos rígidos...........................................................................................................5

3.3.

Espesor de paredes...............................................................................................................5

3.3.1. 4. 4.1.

Paredes exteriores.............................................................................................................5

Equipos utilizados....................................................................................................................5 Equipos principales y periféricos........................................................................................5

5.

Conclusiones.............................................................................................................................6

6.

Bibliografía...............................................................................................................................7

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1. Caracterización del material a almacenar. El espárrago es una especie de la familia Asparagaceas, su nombre científico “Asparagus officinalis” es una planta herbácea perenne de follaje muy ramificado y aspecto plumoso. Su cultivo dura bastante tiempo en el suelo de ocho a diez años. Esta planta está formada por tallos aéreos ramificados y una parte subterránea constituidas por raíces y yemas. 1.1. Propiedades físicas.  Por su bajo contenido en calorías los espárragos trigueros son idóneos para dietas de adelgazamiento.  Poseen una gran cantidad de vitaminas, sobre todo B1, B2, B6, A, C y E.  Cualidades depurativas y antioxidantes.  Su alto contenido en fibra lo convierte en un alimento saciante.  Alto aporte de minerales como potasio, calcio y magnesio.  Son de bajo contenido en sodio por lo que son recomendables en caso de hipertensión o retención de líquidos. 1.2. Propiedades térmicas. El Q10 es dependiente de la temperatura y en el rango de 0ºC a 20ºC, para el espárrago, toma valores superiores a 2,5. Esto significa que una tonelada de espárrago mantenido a 20ºC, tiene una actividad respiratoria que provoca un desprendimiento de calor de 13.500 calorías durante 24 horas, mientras que la misma cantidad de espárragos mantenidos a 0ºC sólo produce 2.250 calorías diarias, lo que supone la reducción de la tasa respiratoria a la sexta parte. Teniendo en cuenta que paralelamente a la respiración ocurren todos los cambios físicoquímicos y sensoriales no deseables, disminuir la respiración a la sexta parte al rebajar la temperatura a 0ºC, significa que el espárrago tendrá una vida útil 6 veces mayor que si estuviese almacenado a 20ºC, con la misma calidad final en ambos casos. 1.3. Condiciones requeridas para el almacenamiento.  Los espárragos deben de estar en agua unas 4-5 horas para disminuir la deshidratación y fibrosidad en la etapa de recepción.  En el caso de altas temperaturas o el tiempo que están los espárragos en recepción se alargará se proyecta una cámara a 4ºC y 95% HR para almacenarlos hasta su entrada en la línea de procesado.  Factores que intervienen en el tiempo de conservación. Temperatura (Grados °C) Tiempo de conservación (meses)

-18ºC 12-25

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-25ºC 24

-30ºC +24

  

Velocidad de congelación: cuanto más lenta sea la congelación, menor será la humedad relativa en el almacenamiento. Hermeticidad del envase y estado final del producto. Escaldado: Cuanto más eficaz sea menor será la actividad enzimática residual, más lenta las reacciones de degradación.

Condiciones de almacenamiento en cuartos fríos. Los espárragos se pueden conservar cortos periodos de tiempo, e incluso en el mejor de los casos el consumo ha de realizarse preferentemente dentro de la semana siguiente a la recolección. Si se conservan a temperaturas entre 0 y 2ºC con una humedad cercana al 100% los turiones se pueden conservar hasta 15-20 días. Para almacenamientos mayores de 20 días es conveniente subir la temperatura a 2-3ºC, ya que las temperaturas cercanas a 0ºC pueden causar daños al producto si se mantienen demasiado tiempo. No se deben conservar los turiones junto con especies productoras de etileno, ya que este gas acelera el endurecimiento de los espárragos Si se usan atmósferas modificadas, los espárragos pueden conservarse hasta un mes o, en almacenamientos cortos, mejorar la calidad. Las condiciones recomendadas son mantener el dióxido de carbono al 10-14% para temperaturas entre 0 y 3ºC, o al 5-9% para temperaturas entre 3 y 6ºC. El oxígeno no debe modificarse. Mediante el uso de estas modificaciones se puede reducir la incidencia de podredumbres causadas por hongos y bacterias. Si se usan recubrimientos de plástico no perforado, hay que seleccionar adecuadamente el tiempo de exposición, el tipo de plástico y el manejo del ambiente, ya que en caso contrario se crean atmósferas no adecuadas para la conservación de los turiones. 2. Calculo de la carga térmica. 2.1. Carga térmica por transmisión. 2.2. Carga térmica del producto. 2.3. Carga térmica interna. 2.4. Carga térmica por infiltración de aire. 2.5. Carga térmica relacionada al equipo. 3. Especificaciones del cuarto frio. El cuarto frio es el lugar determinado para la manipulación de productos frescos y productos no elaborados. También es uno de los lugares de recepción de mercancías para que posteriormente sean ordenados en las distintas neveras.

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Construidos con materiales aislantes de poliuretano de alta densidad, se acoplan a cualquier requisito de conservación de frio, solucionan la diversidad de exigencias de acuerdo a sus necesidades particulares: bodega de almacenaje, supermercados, fábricas, restaurantes, etc. 3.1. Capacidad de refrigeración. Los espárragos se encuadran en el grupo de alimentos en los que su calidad se hace progresivamente mejor conforme aumenta la velocidad de congelación rápida. En espárragos congelados durante un periodo de doce meses se ha mantenido un nivel de vitamina C en un 90% y del 100% si la temperatura de almacenamiento ha sido de -29°C.       

Su temperatura de almacenamiento: 2 °C Temperatura de congelación: -2 ° C. Sobre punto de congelación: 0.93. Bajo punto de congelación: 0.46. Humedad Relativa: 85- 90 % Tiempo de almacenamiento (días): 20– 25. Calor lactante de congelación: Kcal/Kg°C.

3.2. Tipo y espesor de aislante. Los materiales prefabricados más comunes que se utilizan en la construcción de cuartos fríos, son aquellos que están formados con poliuretano o poliestireno. Entre estos tenemos: 3.2.1. Paneles de aislamientos de concreto prefabricados (Aislakor)  Aislante en losas y pisos,  Espesor de 0.020”,  Núcleo de poliestireno.  Densidad 32 Kg/ m3 Btu plg ¿  Conductividad térmica 0.140 k ( hr pie 2 ° F 3.2.2. Bujes aislantes Son tubos aislantes de espesores de pared delgada fabricados en materiales aislantes como resina fenólica o G10, su función básica es aislar los pernos de los puntos de apoyo de las bridas. 3.2.3. Arandelas aislantes Son arandelas de espesor 3mm en materiales aislantes con alta resistencia a la compresión generalmente fabricados en resina fenólica o G10, su principal función es aislar eléctricamente la brida de la tuerca o arandela metálica. 3.2.4. Aislamientos rígidos. 5

Son aislantes industriales de alto rendimiento, de material poliuretano rígido, con un espesor de 20 mm- 60 mm.

3.3. Espesor de paredes. 3.3.1. Paredes exteriores Para el diseño de las cuatro paredes exteriores se utiliza concreto mortero o mezcla (enjarre de concreto) para el revestimiento exterior e interior con un espesor de ½ pulgada y poliuretano expandido con un espesor de 4 pulgadas en la parte media. 4. Equipos utilizados. 4.1. Equipos principales y periféricos 4.1.1. Lavadora de espárragos Es una maquinaria semiautomática, está diseñada para procesar alrededor de 5 espárragos por segundo, y los puntúa por la longitud y el grosor. Es un sistema de lavado que limpia el espárrago completamente, posee cepillos rotatorios en la parte inferior que hace cada espárrago gire, contiene inyectores de agua a alta presión que lavan el espárrago logrando una limpieza óptima. Para finalizar el proceso de limpieza, el espárrago se lava con 3 toberas de agua limpia. Por tanto es también conveniente tratar el agua de lavado con algún agente germicida, de ahí que el aclarado sea importante para evitar sabores residuales

4.1.2. Pelador de espárragos Exfolia todo tipo de espárragos y proporciona óptimos resultados de pelados. Los espárragos procedentes de una cinta de clasificación en la cual se eliminan aquellas que al pasar por el pelador no queden conforme a la calidad exigida, pasaran a la fase de desvenado.

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El equipo que efectuara dicha operación consiste en un rulo perforado en el que unas uñas metálicas se encargan por el paso de los espárragos en presencia continua de agua, eliminando las venas en esta operación es de especial importancia, por lo que se debe ser muy cuidadoso al momento de realizarla, ya que el producto puede degradarse hasta el punto de no ser comercial

4.1.3. Clasificadora de espárragos La máquina clasificadora automatizada de espárragos reduce notablemente los tiempos de clasificación y con ello los salarios y costos de producción.   

Aumenta la productividad Selecciona 45.000 espárragos/hora La clasificadora alcanza un rendimiento continuo de más de 90% y en condiciones ideales selecciona hasta 2 T de espárrago por hora.

Procesos de producción optimizados y componentes inteligentes como el singulador o el sistema de pesaje integrado, duplican la cantidad de espárrago seleccionado y maximizan los resultados de su empresa.

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4.1.4. Hidrocooling Maquina utilizada para el enfriamiento por hidrocooler posee muchos beneficios, uno de los más importantes, es que es muy rápido; el agua transfiere el calor de los alimentos hasta 15 veces más rápido que el aire. Los sistemas de enfriamiento por hidrocooler pueden diseñarse para una gran gama de tamaños de operación, capaces de manejar tanto cargas pequeñas como muy grandes. Además, el enfriamiento por agua ayuda a prevenir la pérdida de humedad en los productos, asegurando que las frutas y verduras no se sequen, una preocupación común con algunos otros tipos de sistemas de enfriamiento.

4.1.5. Transportadores de banda modular y transportadores aéreos. Por lo general, la banda es arrastrada por la fricción de sus tambores, que a la vez este es accionado por su motor. Esta fricción es la resultante de la aplicación de una tensión a la banda transportadora, habitualmente mediante un mecanismo tensor por husillo o tornillo tensar.

4.1.6. Escaldado de espárragos.

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El escaldado es una etapa muy empleada en las industrias alimentarias. Consiste en la cocción de los alimentos en agua o líquido hirviendo durante un periodo breve de tiempo (entre 10 y 30 segundos). En este caso el principal objetivo es la inactivación de enzimas y se suele realizar como etapa previa a procesos de congelación. Por ejemplo, si se realizase la congelación de verduras.

4.1.7. Pesaje de espárragos La medición y pesaje dan como resultado paquetes de espárrago con la misma longitud, mismos pesos y misma calidad de punta. La calidad y peso de cada espárrago son determinados por una cámara de medición. Después cada espárrago se lleva a la salida correspondiente calculando el peso programado para cada manojo. Cada salida es provista con una báscula que corrobora constantemente el peso para el manojo. No hay manojos con peso demás o con peso de menos (gracias al peso del manojo completo).

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5. Conclusiones. El espárrago como alimento tiene gran un valor nutricional en proteínas, sin colesterol, vitaminas, minerales y gran cantidad de beneficios. Entre los cuales tenemos:   

Previene la osteoporosis. Tienen función diurética. Previenen el cáncer.

Por tanto el procesamiento de este tipo de alimento tiene que ser debidamente estandarizado en sus parámetros de control y calidad como es en aplicación frigorífica en la industria de alimentos, conociendo todas sus etapas de procesamientos y almacenamientos, considerándose la más importante y compleja la del mantenimientos en cuarto frio, para la conservación de su purezas y propiedades que ameritan su consumo en el mercado mundial. Cabe destacar que en el proceso de aplicación frigorífica en la industria de alimentos se requiere de una gran inversión para la conservación de sus propiedades nutricionales. La importancia de las operaciones de refrigeración y congelación tienen gran impacto en el proceso de alimentos.

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6. Bibliografía Singh R. Heldman D.Introduction to food Ingeneering, fourth edition, capters 6 & 7, Elsevier. Ibarz A. Barbosa-Cánovas G. Operaciones Unitarias en la Ingeniería de Alimentos, capitulo 17, Ediciones Mundi-Prensa 2005. Castellanos, E. A. P. Guía técnica para el diseño de cuartos fríos.

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