Conservación De Alimentos Por Frío

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Conservación dealimentos por fríoRefrigeración / Congelamiento.Eduardo Umaña Cerros, Ing.

Conservación dealimentos por fríoAutoría de los contenidos:Ing. Eduardo Umaña CerrosConsultor de Industrias de Alimentos enSistema de Calidad, Inocuidad y Tecnología.Documento desarrollado por:FIAGRO Y FUSADES PROINNOVADiseño y Diagramación:Eikon CreativeProhibida la reproducción total o parcial deeste documento, sin previa autorización deFundación para la Innovación TecnológicaAgropecuaria-FIAGRO y la Fundación parael Desarrollo Económico y Social -FUSADES

Presidente FIAGROAntonio CabralesJunta Directiva FIAGRODiego Ernesto LlachNicola AngelucciEduardo Borja LetonaMercedes Llort de WiseJosé Agustín MartínezAxel SöderbergDirector FIAGROSamuel SalazarPresidente FUSADES PROINNOVAAntonio CabralesComisión PROINNOVAFrancisco de SolaÁlvaro Ernesto GuatemalaRoberto Rivera CamposPedro ArgumedoFederico HuguetAlfredo FrechJosé Manuel Dutriz GutiérrezJosé Luis MontalvoDirector PROINNOVASamuel SalazarDirector de ProyectosRafael VegaPublicación gracias al apoyo de

Conservaciónde alimentos por fríoI.CIENCIA Y TECNOLOGÍAI. CIENCIA Y TECNOLOGÍAI.151. Introducción a la Refrigeración y Congelamiento como medio deConservación de alimentos.162. Terminología, Definiciones y Explicaciones.2.1. Refrigeración2.2. Centro térmico2.3. Tiempo de refrigeración2.4. Características del agua2.5. Actividad del agua2.6. Precongelación2.7. Congelación2.8. Curva de congelación2.9. Principios de termodinámica en la formación del hielo2.10. Cristalización del hielo2.11. Velocidad de congelación2.12. Duración de la congelación2.13. Velocidad de avance del frente de congelación2.14. Tiempos de congelación2.15. Fin de la congelación2.16. Temperatura de equilibrio2.17. Desecación de los alimentos congelados2.18. Reducción de la temperatura de almacenamiento2.19. Modificaciones de los alimentos durante la congelación2.20. Duración del almacenamiento2.21. Conservación de Alta Calidad2.22. Duración práctica del almacenamiento2.23. Modificaciones de los alimentos durante el almacenamiento2.24. Descongelación2.25. Procesos que provocan el deterioro de los alimentos2.26. Higiene de productos refrigerados y congelados2.27. Embalaje de los alimentos congelados2.28. Materiales de Embalaje para alimentos2.29. La medida de la 132323333333436363737

I.Conservaciónde alimentos por fríoI.CIENCIA Y TECNOLOGÍA3. Propiedades Térmicas de los Alimentos.3.1. Propiedades térmicas de los componentes de los alimentos3.2. Propiedades térmicas de los alimentos3.3. Contenido de agua3.4. Punto de congelación inicial3.5. Fracción de hielo3.6. Densidad3.7. Calor específico3.8. Entalpía3.9. Conductividad térmica3.10. Difusividad térmica3.11. Calor de respiración3.12. Transpiración de frutas y vegetales frescos3.13. Coeficiente superficial de transferencia de calor38393940404141414242424243434. Tiempos de Enfriado y congelado de alimentos.4.1. Termodinámica de la refrigeración y congelación4.2. Tiempos de refrigeración para alimentos y bebidas4.3. Tiempos de congelación para alimentos y bebidas4.3.1 Ecuación de Plank4.3.2 Modificaciones a la ecuación de Plank4546464848505. Sistemas y Métodos de congelación industrial de alimentosTécnicas de congelación.5.1. Congelamiento por ráfaga o aire forzado (Blast freezing)5.1.1 Cuartos de conservación en cámara frigorífica5.1.2 Túneles estacionarios de células de congelaciónde ráfaga5.1.3 Congelador para carretillas (Túnel para carretillas)5.1.4 Congeladores de banda transportadora recta5.1.5 Congeladores de banda transportadora rectade pasos múltiples5.1.6 Congeladores de lecho fluidizado5.1.7 Congeladores de lecho fluidizado de banda5.1.8 Congeladores de banda de espiral5.1.9 Congelador de espiral de flujo de aire vertical5.1.10 Congelador de espiral de circulación de aire divida5.1.11 Congeladores de choque5.1.12 Congeladores de cajas5255555657585960616263636465

I.Conservaciónde alimentos por fríoI.CIENCIA Y TECNOLOGÍA5.2. Congeladores de contacto directo.5.2.1 Congeladores manuales y automáticos de la placa5.2.2 Congelador especializado de contacto directo5.3. Congeladores criogénicos o de inmersión.5.3.1 Congelador de nitrógeno líquido5.3.2 Congelador de dióxido e carbono5.4. Congeladores crío-mecánicos666769707071726. Atmósfera Modificada como técnica complementaria a larefrigeración y congelamiento de alimentos6.1. Atmósfera Controlada (AC)6.2. Atmósfera Modificada (AM)6.3. Características de las cámaras737474757. Microbiología de los alimentos refrigerados y congelados7.1. Fundamentos de microbiología básica7.2. Como crecen los microorganismos7.3. Factores intrínsecos7.4. Factores extrínsecos7.5. Temperatura7.6. Prevención de contaminación7.7. Prevención del crecimiento microbiano7.8. Destrucción de microorganismos7.9. Limpieza y sanitización767778797979818283848. Diseño de Instalaciones Refrigeradas8.1. Diseño del almacén frigorífico8.2. Categorías de almacén refrigerado8.3. Funcionalidad8.4. Funciones del diseño8.5. Levantamiento del suelo por congelación8.6. Aislamiento8.7. Tipos de aislamiento8.8. Sistemas de refrigeración (Equipamiento)8.9. Selección del refrigerante8.10. Inspección y mantenimiento8.10.1. Sistema básico8.10.2. Aberturas86878888898989909091919192

Conservaciónde alimentos por fríoI.TECNOLOGÍA APLICADAII.II. TECNOLOGÍA APLICADATecnología de Refrigeración y Congelamiento Aplicada93APLICACIÓN A PRODUCTOS VEGETALES941. Métodos para pre enfriar frutas, vegetales y flores1.1 Enfriamiento húmedo (aspersión o inmersión)1.2 Enfriamiento por aire forzado1.2.1 Métodos comerciales de enfriamiento por aire1.3 Pre enfriamiento evaporativo por aire forzado1.4 Enfriamiento por paquetes de hielo (PACKAGE ICING)1.5 Enfriamiento al vacío1.6 Refrigeración o enfriamiento de flores de cortadas94969797979898992. Selección del producto y mantenimiento de la calidad2.1 Manejo post cosecha2.2 Enfriamiento2.3 Transporte2.4 Almacenaje de algunos vegetales y frutas2.4.1 Espárragos2.4.2 Bróculi ó brócoli2.4.3 Repollo2.4.4 Zanahorias2.4.5 Coliflor2.4.6 Maíz tierno o elote2.4.7 Pepinos2.4.8 Lechuga2.4.9 Melones2.4.10 Sandías2.4.11 Okra2.4.12 Cebollas2.4.13 09109110110

Conservaciónde alimentos por fríoI.TECNOLOGÍA APLICADAII.2.4.14 Pimentón o chile dulce2.4.15 Pimentones y chile picante secos2.4.16 Papas2.4.17 Loroco (flor) [Fernaldia pandurata]2.4.18 Chipilín (hoja) [Crotalaria longirostrata]2.4.19 Izote (flor) [Yucca elephantipes]2.4.20 Pito (flor) [Erythrina berteroana]2.4.21 Yuca (cassava) [Manihot esculenta]1101111111121141151161173. Frutas3.1 Cítricos: Madurez y calidad3.1.1 Cítricos: Enfriamiento -refrigeración3.1.2 Cítricos: Transporte3.1.3 Cítricos: Almacenaje3.1.4 Naranjas3.1.5 Limones3.2 Bananos-Plátanos3.2.1 Hermeticidad3.2.2 Refrigeración3.3 Aguacates3.4 Mangos3.5 Piñas o ananás3.6 Jocotes [Spondias mobin, Spondias pupurea]3.7 Nance [Byrsonima crassifolia]3.8 Marañón [Anacardium 6127127128APLICACIÓN PRODUCTOS CARNICOS1.CARNES ROJAS1.1. Carnes en canal1.2. Carne vacuna en cajas1.3. Tiempos de congelamiento de carne deshuesada1.4. Refrigeración de canal porcina1.5. Recortes de carne de cerdo130130130131132132133

Conservaciónde alimentos por fríoI.TECNOLOGÍA APLICADAII.1.6. Refrigeración de becerros y corderos1.7. Carnes procesadas1.8. Productos de carne congelados1.9. Calidad de la carne congelada1331331341352.AVES2.1. Procesamiento de aves de corral2.2. Enfriamiento2.3. Descontaminación de carcasas2.4. Transformación posterior2.5. Congelamiento.2.5.1 Efecto sobre la calidad del producto2.5.2 Métodos de congelamiento2.5.3 1.Productos pesqueros3.1.1. Cuidado a bordo del barco3.1.2. Formación de hielo3.1.3. Congelamiento de productos pesqueros3.1.4. Congelado141141141142142144APLICACIÓN A PRODUCTOS DERIVADOS1451.LACTEOS1.1.Producción y procesamiento de la leche1.1.2. Recepción almacenamiento de leche1.1.3. Separación y clasificación1.1.4. Pasteurización y homogenización1.1.5. Almacenaje y distribución de la leche1.1.6. Refrigeración1.2. Elaboración de mantequilla1.3. Elaboración de queso1.4. Postres congelados de leche (sorbete y otros)1.5. Esterilización de alta temperatura (UHT) yEmpaque Aséptico (AP)145145146147148149150150152156159

Conservaciónde alimentos por fríoI.TECNOLOGÍA APLICADAII.2.HUEVOS Y PRODUCTOS DE HUEVOS2.1.Huevos con cascarón2.1.1. Estructura de huevo y composición2.1.2. Calidad de huevo y seguridad2.1.3. Procesamiento de huevo de cáscara2.1.4. Efecto de refrigeración sobre calidad de huevoy seguridad2.1.5. Embalaje2.1.6. Transporte2.2.Productos de huevo2.2.1. Productos refrigerados de huevo2.2.2. Productos congelados de huevo2.2.3. Productos de huevo deshidratados2.2.4. Calidad en productos de huevos1601601601621643.JUGOS DE FRUTAS3.1.Jugo de naranja3.1.1. Concentrado de naranja3.1.2. Almacenamiento en cámaras frigoríficas3.1.3. Métodos de concentración3.1.4. Control de calidad3.1.5. Jugo enfriado3.1.6. Refrigeración3.2.Otros jugos cítricos3.2.1. Jugo de toronja3.2.2. Mezcla jugo de toronja y naranja3.2.3. Jugo de mandarina3.3.Jugos no cítricos3.3.1. Jugo de piña3.3.2. Jugo de manzana3.3.3. Jugo de uvas3.3.4. Fresa y otros jugos de 80180180180181181182182183

Conservaciónde alimentos por fríoII.I.TECNOLOGÍA APLICADA4.PRODUCTOS DE PANADERIA4.1. Almacenaje de ingredientes4.2. Mezcla4.3. Fermentación4.4. Formado de pan4.5. Fermentacion final4.6. Cocción u horneado4.7. Enfriamiento del pan4.8. Cortar y envoltura (enrollado)4.9. Pan congelado4.10.Descongelacion de pan4.11. Congelación de otros productos de panadería4.12.Panadería congelada de prefermenteados4.13.Masas y pastas retardadas4.14.Opción de refrigerantes5. ALIMENTOS PREPARADOS, PRECOCIDOSY LISTOS PARA CONSUMO5.1.Platos principales, comidas completas preparadas5.1.1. Características generales de la planta5.1.2. Preparación, elaboración.Operaciones unitarias5.1.3. Ensamble (montaje), llenado y empacado5.1.4. Envase, enfriado (refrigerado), congelado5.1.5. Almacenamiento de productos terminadosy transporte5.1.6. Carga refrigerada5.1.7. Sistemas de refrigeración5.2.Hortalizas5.2.1. Produccion internacional5.3. Frutas5.4. Otros alimentos preparados 7197199199200200202202204204205205208208210

Conservaciónde alimentos por fríoII.I.TECNOLOGÍA APLICADAAPLICACIONES INDUSTRIALES2116. FABRICACION DE HIELO6.1. Fabricas de hielo6.1.1. Hielo en escamas6.1.2. Hielo en tubular(tubito)6.2. Almacenamiento termico y almacenaje de hielo6.1.1. Almacenamiento termico6.1.2. Almacenaje de hielo6.3. Sistemas de entrega6.4. Hielo comercial211211211212212212212213213

Conservaciónde alimentos por fríoIII.III. Distribución deProductos refrigerados yCongeladosII. Distribución de Productos refrigeradosy Congelados2141. Transporte terrestre: Contenedores, Ferrocarril,Camiones y rastras.1.1 Vehículos1.1.1 Breve descripción de los tipos principales1.2 Equipamiento.1.2.1 Refrigeración y calefacción mecánica2152152152172172. Transporte marino2.1 Diseño del sistema de refrigeración.2.1.1 Consideraciones a tomar cuenta en el diseño de equipos2.1.2 Consideraciones en planeamiento inicial2.2 Refrigeración con hielo2.3 Refrigeración con agua de mar2.4 Proceso de congelación y conservación en cámara frigorífica2192192192202202212223. Transporte aéreo3.1 Flete aéreo de perecederos3.2 Frutas y vegetales3.3 Productos marinos3.4 Animales3.5 Contenedores para embarque aéreo3.6 Carga del contenedor tor asociado de FUSADES: PROinnova/FIAGRO

Conservación de alimentos por fríoRefrigeración / Congelamiento.Eduardo Umaña Cerros, Ing.CIENCIA Y TECNOLOGÍA

I.1.CIENCIA Y TECNOLOGÍAIntroducción a la Refrigeración y Congelamientocomo medio de Conservación de alimentosDesde hace muchos años y con el objeto de dar solución a problemasde estacionalidad de producción, la conservación de alimentos se haconvertido cada vez mas en una práctica más frecuente. Tratamientostradicionales como la deshidratación, la salazón, la fermentación y otrosson prueba de esta tendencia y aunque permiten incrementar el tiempode conservación alteran considerablemente las características naturalesdel producto.Con el avance tecnológico en la conservación de alimentos, se hasolucionado en gran parte el problema de la estacionalidad. Este avancese ha ido adaptando a la demanda de los consumidores, que cada vezson más exigentes en aspectos de calidad sensorial, nutricional y sanitaria.La Conservación de alimentos apunta hacia tecnologías limpias, queayuden a mantener en la medida de lo posible los atributos de calidady las características naturales de los productos.Los métodos de conservación han evolucionado desde las manerasmás rudimentarias de conservar alimentos como el secado al sol hastatecnologías mas recientes como la liofilización, la deshidratación osmóticao el uso de muy bajas temperaturas de refrigeración o congelamientoen atmósferas modificadas o controladas.En el actual mercado global existe la tendencia que orienta a tecnologíasde consumo en fresco o procesado al mínimo, con tecnologías medias,en las que el congelamiento, el ultra congelamiento y la refrigeraciónmisma juegan el papel principal.16

17I.CIENCIA Y TECNOLOGÍAIntroducción a la Refrigeración y Congelamientocomo medio de Conservación de alimentosCon los avances tecnológicos y científicos recientes, se ha podido ahondarel conocimiento de los principales mecanismos químicos, bioquímicos,fisiológicos y microbiológicos causantes del deterioro de la calidadsensorial, nutricional o sanitaria, y así permitir el desarrollo de tecnologíasfundamentadas en métodos de conservación.-Los métodos de conservación químicos:utilizan azúcares, ácidos, sal, etc.-Los métodos de conservación biológicos:utilizan fermentación alcohólica, láctica, acética, etc.-Los métodos de conservación físicos:1.Aumento de energía del producto como tratamientos térmicos o radiación;2.reducción de temperatura como refrigeración o congelamiento;3.reducción del contenido de agua como liofilización, concentración,deshidratación;4.aplicación de barreras como diversos tipos de envasado que aumentansignificativamente el tiempo de conservación de los alimentos.Se estima que las tecnologías de refrigeración y congelamiento dealimentos son muy eficaces por ser tecnología limpia y por preservarsignificativamente la calidad sensorial y nutricional de los alimentos,además de poderse realizar con costes asumibles comercialmente.También, se debe de agregar que los consumidores cada vez son mássusceptibles en aspectos de contaminación. Por tal razón los procesosque incluyen tratamientos químicos experimentan bajo crecimiento anteel auge de los tratamientos físicos que se ven muy beneficiados, no seríaextraño que en futuro cercano sea más exigible el uso de tecnologíaslimpias y amigables con el medio ambiente.La conservación de alimentos por frío con más de un siglo de evolucióny aplicación comercial, es cada vez más utilizada en muchos productosalimenticios. Se estima que en mercados desarrollados cada vez esmayor el porcentaje de alimentos consumidos o utilizados para otrosprocesos, que han sido congelados en alguna etapa previa a su uso ocomercialización.

18I.CIENCIA Y TECNOLOGÍAIntroducción a la Refrigeración y Congelamientocomo medio de Conservación de alimentosLa aplicación del frío, ya sea por refrigeración o congelamiento, protegela calidad de los alimentos a un coste muy competitivo. En los mercadosen donde ya es utilizada esta tecnología, observa crecimiento constantey se generaliza a cada vez más mercados como países cuando éstosencuentran las ventajas que ofrece este mecanismo de conservación.Mucho son los beneficios que esta técnica ofrece que se busca armonizarel entorno con la infraestructura necesaria para su aplicación. Esto hacenecesaria la adquisición de equipos de congelamiento, almacenesfrigoríficos, transportes frigoríficos, equipamientos y otros con el objetivode que ayuden a garantizar estabilidad en la temperatura de los productosy no romper la cadena de frío que garantice la preservación de la calidad.En la tecnología disponible para conservación de alimentos por frío, seha confirmado que bajas temperatura como refrigeración son paracomercialización a corto y mediano plazo; y la congelación es paracomercialización a largo plazo. La técnica en sí al igual que los mercados,se desarrolla notablemente extendiéndose a cada vez más productos,haciendo a éstos más atractivos para el consumidor, combinando larefrigeración o el congelamiento con la appertización (envasado o enlatadoy esterilizado de conservas), deshidratación u otros mecanismos deconservación.Es necesario conocer y comprender el funcionamiento del mecanismode conservación de alimentos por frío, ya sea de refrigeración ocongelamiento, para aprovechar las bondades de estas tecnologías. Esimportante aclarar que el congelamiento no mejorará la calidad delproducto final, por lo que la calidad de la materia prima es muy importante.Otros factores que influirán en la calidad de los productos congeladosson: el proceso aplicado, el embalaje utilizado, los tiempos y temperaturasusadas en la cadena de frío, así como la descongelación y cocción final(si es necesaria) antes del consumo.En el proceso de refrigeración o congelación es muy importante tomaren cuenta los numerosos factores que en forma conjunta influyenseriamente en la calidad del producto que se lleve al consumidor.Con el trabajo de ésta información técnica, se pretende ayudar acomprender y aplicar reglas esenciales de este mecanismo deconservación de alimentos por refrigeración y congelamiento.

19I.CIENCIA Y TECNOLOGÍAIntroducción a la Refrigeración y Congelamientocomo medio de Conservación de alimentosLa aplicación del frío, ya sea por refrigeración o congelamiento, protegela calidad de los alimentos a un coste muy competitivo. En los mercadosen donde ya es utilizada esta tecnología, observa crecimiento constantey se generaliza a cada vez más mercados como países cuando éstosencuentran las ventajas que ofrece este mecanismo de conservación.Mucho son los beneficios que esta técnica ofrece que se busca armonizarel entorno con la infraestructura necesaria para su aplicación. Esto hacenecesaria la adquisición de equipos de congelamiento, almacenesfrigoríficos, transportes frigoríficos, equipamientos y otros con el objetivode que ayuden a garantizar estabilidad en la temperatura de los productosy no romper la cadena de frío que garantice la preservación de la calidad.En la tecnología disponible para conservación de alimentos por frío, seha confirmado que bajas temperatura como refrigeración son paracomercialización a corto y mediano plazo; y la congelación es paracomercialización a largo plazo. La técnica en sí al igual que los mercados,se desarrolla notablemente extendiéndose a cada vez más productos,haciendo a éstos más atractivos para el consumidor, combinando larefrigeración o el congelamiento con la appertización (envasado o enlatadoy esterilizado de conservas), deshidratación u otros mecanismos deconservación.Es necesario conocer y comprender el funcionamiento del mecanismode conservación de alimentos por frío, ya sea de refrigeración ocongelamiento, para aprovechar las bondades de estas tecnologías. Esimportante aclarar que el congelamiento no mejorará la calidad delproducto final, por lo que la calidad de la materia prima es muy importante.Otros factores que influirán en la calidad de los productos congeladosson: el proceso aplicado, el embalaje utilizado, los tiempos y temperaturasusadas en la cadena de frío, así como la descongelación y cocción final(si es necesaria) antes del consumo.En el proceso de refrigeración o congelación es muy importante tomaren cuenta los numerosos factores q

1.3 Pre enfriamiento evaporativo por aire forzado 97 1.4 Enfriamiento por paquetes de hielo (PACKAGE ICING) 98 1.5 Enfriamiento al vacío 98 1.6 Refrigeración o enfriamiento de flores de cortadas 99 2. Selección del producto y mantenimiento de la calidad 101 2.1 Manejo

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