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• Dayane Melany Vivanco Capcha

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TERCER EXAMEN DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS I 1. Una empresa desea esterilizar un zumo de tomate envasado en latas 38x30 cm. en una autoclave que trabaja con vapor a 120°C y agua de enfriamiento a 40°C, Para ello se realizan las siguientes experiencias: a) variación de la temperatura en el punto crítico, al colocar los botes en una autoclave a 120°C. Ti  (°C) (minutos) 0 60 2,5 80 5 95 7,5 104 10 109 12,5 114 15 117 17,5 119 20 120 b) La variación de la temperatura en el punto crítico durante el enfriamiento sigue una ley de penetración lineal hasta los 70°C, Empleándose agua de enfriamiento a 40°C. El coeficiente de enfriamiento es 10. c) Las curvas TDT sobre la cepa microbiana cuya termorresistencia es igual o superior a las que puedan presentarse en el zumo, son: A 110 °C: Contaminación inicial Tiempo Contaminación final (gérmenes/gramo) (minutos) (gérmenes/gramo) 105 10 33 926 105 20 11 505 A 115 °C Contaminación inicial Tiempo Contaminación final (gérmenes/gramo) (minutos) (gérmenes/gramo) 105 10 1 925 105 20 39 A 120 °C Contaminación inicial Tiempo Contaminación final (gérmenes/gramo) (minutos) (gérmenes/gramo) 106 5 716 106 10 Ausencia Se sabe que en el caso más desfavorable la contaminación del zumo es de 105 gérmenes/gramo y se desea garantizar un nivel máximo de 10-2 gérmenes/gramo. La temperatura del producto a la entrada y a la salida es 60 y 70°C respectivamente. Definir la duración y las fases del tratamiento térmico a realizar para garantizar el nivel deseado. (16 puntos) 2.

Para la elaboración de mermeladas de níspero de Matahuasi. Se dispone que las pectinas de la fruta son de 8.4%, tienen un alto grado de esterificación 88,79%, comparado con el 81,50% de la pectina comercial. Se dispone de 200 kg de esta fruta que contiene 12°Brix, ¿Calcular la cantidad de azúcar utilizado y la cantidad teórica del producto final (mermelada)? (4 puntos).

SOLUCION 1) Una empresa desea esterilizar un zumo de tomate envasado en latas 38x30 cm. en una autoclave que trabaja con vapor a 120°C y agua de enfriamiento a 40°C, Para ello se realizan las siguientes experiencias: a. variación de la temperatura en el punto crítico, al colocar los botes en una autoclave a 120°C. Ti  (°C) (minutos) 0 60 2,5 80 5 95 7,5 104 10 109 12,5 114 15 117 17,5 119 20 120 b. La variación de la temperatura en el punto crítico durante el enfriamiento sigue una ley de penetración lineal hasta los 70°C, Empleándose agua de enfriamiento a 40°C. El coeficiente de enfriamiento es 10. c. Las curvas TDT sobre la cepa microbiana cuya termorresistencia es igual o superior a las que puedan presentarse en el zumo, son: A 110 °C: Contaminación inicial Tiempo Contaminación final (gérmenes/gramo) (minutos) (gérmenes/gramo) 105 10 33 926 105 20 11 505 A 115 °C Contaminación inicial Tiempo Contaminación final (gérmenes/gramo) (minutos) (gérmenes/gramo) 105 10 1 925 105 20 39 A 120 °C Contaminación inicial Tiempo Contaminación final (gérmenes/gramo) (minutos) (gérmenes/gramo) 106 5 716 106 10 Ausencia Se sabe que en el caso más desfavorable la contaminación del zumo es de 105 gérmenes/gramo y se desea garantizar un nivel máximo de 10-2 gérmenes/gramo. La temperatura del producto a la entrada y a la salida es 60 y 70°C respectivamente. Definir la duración y las fases del tratamiento térmico a realizar para garantizar el nivel deseado.

Solución: Paso 1. Si la variación de la temperatura durante, en el punto crítico durante el enfriamiento, y a la salida del proceso es 70°C, calcular el tiempo teniendo en cuenta que el coeficiente de enfriamiento es 10.

120  70  10 20  x

x  25 minutos Entonces a 25 minutos le corresponde 70°C e interpolando a 22,5 minutos es a 95°C. Paso 2. Calcular el valor D de las curvas TDT. Todas las ecuaciones van ha cumplir esta tendencia: LogN  LogNo 

1  D

A 110 °C: LogN  5  0,0469557

D110C  21,2967 min

A 115 °C: LogN  5  0,1704468

D115C  5,8669 min

A 120 °C: LogN  6  0,6290174

D120C  1,5898 min

Paso 3. Teniendo las variables de Temperatura (T) y valores D, calcular el D120 °C corregido y el valor Z. Donde T es la variable independiente y D la variable dependiente y cumple la siguiente tendencia semílogarítmica: LogD  LogDo 

1 T Z

La ecuación correspondiente es: LogD  13,7261741  0,1126970T

De la pendiente: 0,112697 

1 Z

Z  8,87 C  8,9C

Remplazando 120°C en la ecuación se obtiene el valor D: D120

°C

corregido = 1,59 minutos = 1,6 minutos

Paso 4. Se sabe que en el caso más desfavorable la contaminación es de 105 ger/g y se desea reducir a 10–2 ger/g. Calcular el tiempo de retención a 120°C.

7D 105 ger/g  102 ger/g

Fo  F120C  7 D120C 8, 9 C F120  C  7 D120 C  7 x1,6  11,2 min

El tiempo de retención para comercial es de 11,2 minutos.

garantizar

la

esterilidad

Paso 5. Calcular la sumatoria de los valores F parciales, durante el proceso dé esterilidad comercial en el zumo de tomate envasado.

i

n

Fo   i 1

Li 

10

(To Ti ) / Z

1 10

(To Ti ) / Z

, donde

To = 120 °C y Z = 8,9 °C

Mediante integración de áreas se determina el Fo total; para lo cual, se divide el tiempo a cierto intervalo, en este caso es   2,5 minutos y los valores Li obtenidos se determina el área que tiene efecto letal. En este caso la integración del de área total, debajo de la curva, es por el método de los trapecios. Es así el cálculo de área S1 es de la siguiente manera: S1 

0  0,0015524  0.001937 2

En el cuadro 6.4 se muestra el cálculo del valor Fo.

Cuadro 6.4.  (min) 0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5

Cálculo Ti (°C) 60 80 95 104 109 114 117 119 120 95

de área y Li 0 0 0,0015524 0,0159311 0,0580824 0,2117594 0,4601732 0,7720411 1,0000000 0,0015524

Fo N° Area

Si Area

Fo

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0,001937 0,021854 0,092517 0,337302 0,839916 1,540268 2,215051 1,251940 0.001940

0,001937 0,023791 0,116308 0,453610 1,293526 2,833794 5,048845 6,300785 6,302725

25

70

Fototal  6,302725

0

Focalentamiento  5,0 min.

Foenfriamien to  1,251940  0,001940  1,25388  1,3 min. Fototal  6,302725  6,3 min. La variación de las temperaturas en el punto crítico, proporcionan un Fo total de 6,3 minutos, pero para reducir la contaminación de la cepa microbiana de 105 ger/g a 10-2 8, 9 C ger/g., por seguridad se requiere F120C  11,2 min . 11,2 min - 6,3 min  4,9 min , o sea

5 minutos.

Entonces hay que incrementar 5 minutos, cuando la temperatura está a 120 °C en el punto crítico. Paso 5. Calcular el incremento de 5 minutos en la curva TDT. Si a 20 minutos le corresponde 120°C y a 22,5 minutos 120°C, entonces:   22,5  20  2,5 minutos

11 S8   2,5  2,5 minutos  2 

De igual manera S9  2,5 minutos . Entonces:

S8  S9  5,0 minutos

Resumiendo se tendría:

Focalentamiento  5,0 min. Fotemp.cons tan te  5,0 min.

Foenfriamien to  1,3 min.

Fototal  11,3 min Paso 6. Las fases del tratamiento térmico serían: Cuadro. 6.5. Cálculo de constante)

Fo

al incrementar la segunda fase (a temperatura

 (min)

Ti (°C)

Li

0 2,5 5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 30

60 80 95 104 109 114 117 119 120 120 120 95 70

0 0 0,0015524 0,0159311 0,0580824 0,2117594 0,4601732 0,7720411 1,0000000 1,0000000 1,0000000 0,0015524 0

N° Area

Fo Area

 Fo

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9

0,001937 0,021854 0,092517 0,337302 0,839916 1,540268 2,215051 2,500000 2,500000 1,251940 0,001940

0,001937 0,023791 0,116308 0,453610 1,293526 2,833794 5,048845 7.548845 10,04884 11,30009 11,30198

Fototal  11,30198 Primera fase: calentamiento hasta alcanzar 120°C, en el punto crítico, hasta los 20 minutos. Segunda fase: temperatura constante (a 120°C) de 20 a 25 minutos del proceso de esterilización. Tercera fase: enfriamiento a partir de los 25 minutos hasta los 30 minutos. Por seguridad se daría un Fo de 11,3 minutos, teniendo en cuenta que el Fo de 11,2 minutos sería letal para la cepa contaminante.