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Una introducción a la pasteurización, un proceso de conservación de alimentos que permite esterilizar productos y envases por separado sin el uso de modos de transferencia de calor limitantes. Se abordan diferentes métodas de pasteurización, como la pasteurización en envases cerrados, el tratamiento térmico a granel y el calentamiento, mantenimiento y enfriamiento a granel. Además, se menciona el procesamiento aséptico, un desarrollo reciente en tecnología alimentaria que permite la esterilización continua de alimentos bombeables.
Tipo: Monografías, Ensayos
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Semana N° 04
Ingeniería de Alimentos III – Operaciones de Conservación- Pasteurización
En el marco de la acreditación de la EP de IIA se cuenta con objetivos educacionales aprobadas, a continuación, se presenta la más relacionada al curso. OBJETIVO EDUCACIONAL 1. El graduado del Programa de Ingeniería de Industrias Alimentarias se desempeña profesionalmente de forma competente para planificar, organizar, desarrollar e implementar procesos industriales de alimentos, mediante el uso de operaciones unitarias que incorporan herramientas de ingeniería y tecnologías de transformación física, química y microbiológica, con responsabilidad ambiental. OBJETIVO EDUCACIONAL 2. El graduado del Programa de Ingeniería de Industrias Alimentarias se desempeña profesionalmente de forma competente para formular y evaluar proyectos en la industria alimentaria promoviendo el desarrollo regional y nacional, con capacidades de servicios en investigación, desarrollo e innovación. OBJETIVO EDUCACIONAL 3. El graduado del Programa de Ingeniería de Industrias Alimentarias se desempeña profesionalmente de forma competente para gestionar empresas de la industria alimentaria, con atención a la eficiencia, sistemas de gestión de calidad e inocuidad que requiere cada proceso según normativas vigentes. OBJETIVO EDUCACIONAL 4. El graduado del Programa de Ingeniería de Industrias Alimentarias se desempeña profesionalmente de forma competente promoviendo la autonomía para aprender, creatividad, pensamiento crítico y trabajo colaborativo, con conocimiento de la realidad del entorno socioeconómico y cultural con atención al desarrollo sostenible y a la ética profesional
Ingeniería de Alimentos III – Operaciones de Conservación- Pasteurización
3.1 PASTEURIZACIÓN Pasteurización en envases cerrados herméticamente: En los productos con un pH inferior a 4,5 (por ejemplo, algunos productos de tomate, encurtidos, fruta en almíbar y productos acidificados artificialmente), se puede conseguir una conservación adecuada a temperaturas inferiores a 100 °C, es decir, mediante la pasteurización. Tras la eliminación del aire y el sellado como se ha descrito anteriormente, los envases se calientan con agua casi hirviendo. El procesamiento por lotes se se realiza en cubas o autoclaves sin presurización. Para el procesamiento continuo, los envases se transportan mediante un transportador adecuado a través de un baño de agua casi hirviendo. de agua casi hirviendo. El tiempo de permanencia en el baño depende del producto y del tamaño del envase. Una vez finalizado el tratamiento térmico especificado, los envases se enfriados por inmersión o por pulverización. Existen sistemas de rotación de los envases durante las fases de calentamiento y/o enfriamiento. Recientemente, se han desarrollado tecnologías para la producción de comidas pasteurizadas listas para el consumo envasadas al vacío en bandejas o bolsas flexibles (los productos "sous-vide"), especialmente en Europa (Morand, 1952; Baird, 1990; Church y Parsons, 1993; Schelleken, 1996; Creed y Reeve, 1998; Rybka, 2001; Shakila et al., 2009). Estos productos tienen una vida útil especificada de entre 10 y 30 días bajo refrigeración, desde su producción hasta su consumo, y la pasteurización a temperaturas inferiores a 100 °C suele ser suficiente para su conservación. En la mayoría de los casos, estos productos se pasteurizan por lotes en cubas que contienen agua casi hirviendo. Normalmente, el proceso de pasteurización sirve también para la cocción en el envase. La seguridad microbiana de los productos sous-vide ha sido ha estudiado ampliamente (Rhodehamel, 1992; Ghazala et al., 1995; Simpson et al., 1995; Gonzales-Fandos et al., 2005; Shakila et al., 2009). 3.2 Tratamiento térmico a granel, antes del envasado En el caso de productos bombeables (líquidos, semilíquidos, purés, suspensiones de partículas sólidas relativamente pequeñas en líquidos), es posible aplicar una parte o la totalidad del tratamiento térmico a granel. partículas sólidas relativamente pequeñas en líquidos), es posible aplicar parte o todo el proceso de tratamiento térmico en continuo, en intercambiadores de calor, antes de envasar el producto en envases. Existen dos posibilidades:
Ingeniería de Alimentos III – Operaciones de Conservación- Pasteurización El pasteurizador, en este caso, es un intercambiador de calor de placas que consta de tres secciones. La leche cruda entra en la sección 1 (precalentamiento, regeneración) donde se calienta a aproximadamente 55 °C, por la leche caliente pasteurizada que fluye por el otro lado de las placas. A continuación, pasa a la sección 2 (calentamiento), donde se calienta a la temperatura de proceso especificada, con agua caliente al otro lado. El agua caliente para este fin se calienta con vapor y El agua caliente para este fin se calienta con vapor y circula en circuito cerrado mediante bombas adecuadas (no se muestra en la figura). La leche, así pasteurizada, pasa por un tubo de retención de dimensiones adecuadas (según según el tiempo de retención especificado). Una válvula de control de tres vías (válvula de desviación de flujo, Una válvula de control de tres vías (válvula de desvío de flujo, FDV), gobernada por el sistema de control, desvía cualquier parte poco procesada de vuelta al tanque de alimentación. La leche que ha alcanzado la temperatura de proceso especificada (normalmente, mínimo 72 °C.) se envía a la sección 1, donde se enfría parcialmente con la leche cruda entrante leche cruda entrante y luego a la Sección 3 (enfriamiento) para el enfriamiento final con agua de refrigeración y agua helada, y finalmente al envasado como leche pasteurizada y enfriada (normalmente a 4 °C). Aunque se consigue un considerable ahorro de energía al incluir en el sistema la sección de "regeneración", el calentamiento en dos etapas tiene ventajas tecnológicas adicionales. La temperatura intermedia de unos 55 °C es ideal para la separación centrífuga de grasa y para la homogeneización a alta presión. Estos procesos se llevan a cabo en la leche precalentada de la sección de regeneración. 3.3 PROCESAMIENTO ASÉPTICO El procesado aséptico, también conocido como envasado aséptico o llenado aséptico es, sin duda, el más significativo de los últimos desarrollos en tecnología alimentaria (Sastry, 1989; Wllhoft, 1993; Reuter, 1993; David et al., 1996; Sastry y Cornelius, 2002). El principio básico del procesamiento aséptico se muestra en la Fig. 16. "Los procesos asépticos se desarrollaron ya antes de la Segunda Guerra Mundial y se aplicaron comercialmente en la década de 1950 (Singh y Nelson, 1992; Jairus et al., 1996). Las primeras aplicaciones Las primeras aplicaciones fueron los alimentos líquidos y semilíquidos, como las bebidas de cacao, las natillas y el puré de plátano. puré de plátano. Los envases eran, invariablemente, latas de metal, por lo que el proceso se denominó llamado "enlatado aséptico". Los alimentos bombeables se calentaban continuamente a la temperatura de esterilización temperatura de esterilización en intercambiadores de calor, y después de mantenerlos, se enfriaban continuamente. Las latas y las tapas se esterilizaban con vapor o con una mezcla de vapor sobrecalentado y aire. Los alimentos esterilizados y las latas estériles se cruzaban en un recinto aséptico que contenía la máquina de llenado y la cerradora, estrechamente acopladas. Las condiciones asépticas se mantenían mediante una serie de medidas como desinfectantes, un flujo constante de vapor sobrecalentado, radiación UV, etc. El recinto aséptico se mantuvo a una ligera sobrepresión para evitar la penetración de aire del
Ingeniería de Alimentos III – Operaciones de Conservación- Pasteurización exterior. En comparación con los alimentos los alimentos enlatados, los productos eran de calidad superior, pero el proceso era engorroso, lento y caro. En la década de 1960 se desarrollaron nuevas tecnologías que permitían el llenado aséptico en envases flexibles. La producción de las líneas aumentó de forma constante. Al principio, el principal producto de procesamiento aséptico comercial era la leche UHT (ultra alta temperatura) en en envases de cartón. Poco a poco, las aplicaciones se ampliaron a casi cualquier alimento bombeable de baja o alta acidez como sopas, salsas, postres lácteos, cremas, leche de soja, zumos de frutas, néctares, etc. Las innovaciones incluían la formación en el lugar del envase a partir de papel laminado de papel laminado, lámina de plástico o película, esterilización con peróxido de hidrógeno, seguida de aire caliente, llenado y sellado en una sola máquina, etc. y sellado en una sola máquina, etc. Los envases adecuados para el procesamiento aséptico incluyen ahora cajas de cartón, bolsas, bandejas, vasos, bolsas grandes en cajas, barriles de metal, etc. (Fig. 1 2 ). La adaptación de los intercambiadores de calor continuos (Fig. 13 ) a los requisitos específicos del procesamiento aséptico es uno de los factores más importantes para el éxito de esta tecnología. Estos requisitos están relacionados con el diseño sanitario, así como con la transferencia de calor y las características del flujo. Se utilizan intercambiadores de calor tubulares, de placas y de superficie barrida. La distribución del tiempo de residencia en los intercambiadores de calor no es uniforme, especialmente en los intercambiadores de superficie de barrido (Treagardh y Paulsson, 1985). En consecuencia, y teniendo en cuenta la altísima contribución del periodo de permanencia a la letalidad del proceso, es necesario disponer de recipientes de retención de capacidad adecuada. Figura 12. Llenado aséptico de barriles.
Ingeniería de Alimentos III – Operaciones de Conservación- Pasteurización
Lectura de libros con el tema de la letalidad del proceso térmico de pasteurización.
Berk, Z., 2018. Thermal processes, methods, and equipment. Food Process Eng. Technol. 421 – 438.https://doi.org/10.1016/b978- 0 - 12 - 812018 - 7.00018-x Teixeira, A., 2019. Thermal Processing of Canned Foods. Handb. food Eng. 951 – 984.
