ESTERILIZACIN

UNIVERSIDAD NACIONAL

PEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA INDUSTRIAS ALIMENTARAS

Esterilizacin Y Pasteurizacin De AlimentosCURSO

:

BALANCE DE MATERIA Y ENERGA

DOCENTE

:SANTAMARA BALDERA, GERARDO

ALUMNO

:

CAMPOS GOMEZ, ADRIAN

LEYTON HUAMANCHUMO, JUAN

MATOS GUERRERO, JORGE LUIS

PACHERRES ALCANTARA. JOSE

RIOJAS SANDOVAL, MARCOS. ASILVA GUEVARA, WISTON

CICLO

:

2007 IILambayeque -abril del 2008INTRODUCCINTanto la temperatura que se debe utilizar, como el tiempo que debe durar el tratamiento trmico a un determinado alimento, dependen del efecto que el calor ejerza sobre el mismo.Algunos alimentos, como la leche, como los guisantes, solo es posible someterlos a un calentamiento limitado sin que experimenten modificaciones no deseables o en su aspecto o pierdan sabor, mientras que en otros, como el maz o calabaza, son capaces de soportar un tratamiento trmico ms intenso sin que aparezcan en las mismas modificaciones importantes. Cuando ms intenso sea el tratamiento trmico hasta alcanzar el calentamiento que ocasionara la esterilidad del alimento, tanto mayor ser la cantidad de microorganismos destruidos.

ESTERILIZACIN

I. Definicin:

Proceso trmico ms severo, que destruye en los alimentos todas las formas de vida de microorganismos patgenos o no patgenos, a temperaturas adecuadas, aplicadas de una sola vez o por tindalizacin. (115 -130C durante 15 - 30 minutos). Tambin se define, en biologa, la esterilizacin como la anulacin de la capacidad de reproduccin biolgica de un ser vivo.

Si se mantiene envasado el producto la conservacin es duradera. El calor destruye las bacterias y crea un vaco parcial que facilita un cierre hermtico, impidiendo la recontaminacin.

En un principio consista en el calentamiento a bao mara o en autoclave de alimentos despus de haberlos puesto en recipientes de cristal, como frascos o botellas.

En el mbito industrial alimentario se considera tambin como esterilizacin el proceso por el que se destruyen o inactivan la casi totalidad de la flora banal, sometiendo a los alimentos a temperaturas variables, en funcin del tiempo de tratamiento, de forma que no sufran modificaciones esenciales en su composicin y se asegure su conservacin a temperatura adecuada durante un perodo de tiempo no inferior a 48 horas.

La acidez es un factor importantsimo, cuanta ms acidez, mejor conservacin (frutas, tomate, col, preparados tipo ketchup, y algunas hortalizas cidas), en algunos casos, ni siquiera necesita llegar a temperaturas de ebullicin.

Para asegurar la acidez (incluso tratndose de los alimentos anteriores, cuando son muy maduros) conviene aadir aproximadamente 2 cucharadas de zumo de limn, por cada 500 g de gnero.

En cambio, carnes, aves, pescados y el resto de las hortalizas, al ser muy poco cidas, necesitan mayor temperatura, por lo que slo es posible su esterilizacin en autoclave. De no alcanzar la temperatura precisa podran contaminarse y producir botulismo, si se consumen.

En general siempre se desechar cualquier conserva que presente olor, aspecto o sabor extraos.II. Elprocesodeenvasado recibe a veces el nombre de esterilizacin porque el tratamiento por calor al que se somete a los alimentos elimina todos los microorganismos que pueden echarlos a perder, as como aquellos que pueden ser perjudiciales para la salud como las bacterias patgenas y aquellas que producen toxinas letales. La mayora de las operaciones de envasado comercial se basan en el principio de que la destruccin de bacterias se decuplica por cada 10C de incremento en la temperatura. Los alimentos expuestos a temperaturas elevadas durante unos pocos minutos o segundos conservan una mayor parte de su sabor natural. En el proceso Flash 18, un sistema continuo, los alimentos se esterilizan casi de forma instantnea en una cmara a presin para impedir que hiervan al ser introducidos en los recipientes.III. EQUIPOS:a. Autoclave: consta de una caldera de cobre batido estaado interiormente, protegida por una camisa metlica de cobre; quedando formado por paredes dobles.En su base est instalada la fuente calorfica (gas o electricidad), a una distancia del fondo del recipiente, esta la placa cribosa para apoyo del material y para la salida del material, en la parte superior se halla la tapa que es pesada (de bronce fundido)en cuyo borde interno est adaptado un arandel de caucho para el cierre hermtico del aparato. Los tronillos o bulones en el margen superior refuerzan el cierre, evitndose el escape del vapor.

Posee adems, un manmetro (que marca las libras de presin), una vlvula de seguridad (para escape del vapor cuando la presin excede a la contencin del aparato) un termmetro y un llave o espita (para la salida del aire y vapor al empezar hervir el agua)El vapor de agua se aplica en una cmara cerrada en la que existe un generador de vapor, cuando este se produce, desplaza el aire, que sale por un orificio que se cierra en el momento en que sale el vapor. Posteriormente se consigue la presin deseada, teniendo en cuenta que el vapor a 1 atm. De presin corresponde a 121C de temperatura, esta temperatura se aplica durante 15 o 20 min. 134C durante 7 min. Destruye todas las formas vegetativas y esporuladas.

Clases de autoclaves1. Segn los medios de calentamiento: Calentamiento por vapor saturadoLa primera autoclave calentada por vapor saturado fue inventada en 1874.

Desde esa fecha hasta nuestros das se han construido una gran cantidad de autoclaves que han operado con vapor de agua saturado, libre de aire, como fluido calefactor.

Las autoclaves de este tipo, empleadas para la industria conservera, suelen ser de seccin circular y pueden estar dispuestas en posicin vertical u horizontal. Los factores ms importantes a considerar son:

Temperatura y

Coeficiente superficial de transmisin de calor (coeficiente de pelcula):

El coeficiente de pelcula que se alcanza es muy alto: 15000w.m-2.K-1,

Tratamiento homogneo:

La superficie de envases en la autoclave deben estar en contacto con el vapor de agua condensndose.

Evacuar el aire en el momento de iniciar la operacin.

Calentamiento con mezclas de vapor agua-airePara envases diferentes a los de hojalata se requiere sistemas de contrapresin en el enfriamiento presin autoclave superior a la de saturacin de vapor para la temperatura de trabajo Con equipos con sistema de inyeccin de aire comprimido, que permiten regular por separado la presin y la temperatura. Es posible la esterilizacin de los productos en cualquier tipo de envase, sin que su resistencia mecnica sea un factor limitante.

Esquema de funcionamiento de un autoclave horizontal calentado por mezcla vapor-aire

Calentamiento con agua sobrecalentada

Presin de agua superior a la de saturacin del vapor a la temperatura de trabajo

Se debe tomar en cuenta:

Calentamiento producto por intercambio de calor sensible (un kilogramo de agua a 115C cede una kilocalora por 1C de enfriamiento) Coeficiente de transferencia de calor menor que el de condensacin de vapor

Calentamiento por Agua Sobrecalentada Calefaccin por lluvia

2. Segn su funcionamiento: Autoclaves por tandas

Autoclaves estacionarias verticales y horizontales

Canastas confeccionadas con alambres de fierro son las ms indicas, tambin se puede usar planchas de metal perforadas.

Los envases se mantienen estticos utilizando:

canastillas, carros, bandejas, etc.

Enfriamiento, por inmersin de las cestas en agua fra:

dentro del autoclave o

Fuera del autoclave

Las autoclaves verticales:

Tienen una tapa superior:

Se introducen las canastillas con los envases colocados desordenadamente o acomodadas verticalmente en varias capas utilizando divisores.

Las autoclaves horizontales: Tienen una puerta frontal

Las cestas se introducen sobre ruedas.

Autoclaves sin carros o canastasSon autoclaves estticas y verticales que trabajan sin utilizar canastas o cestas.

El equipo est lleno de agua y los envases ingresan por la parte superior utilizando un transportador.

El agua amortigua la cada de los envases y estos se acomodan en desorden.

Luego de llenar la autoclave se cierra la puerta superior y se drena el agua de amortiguacin en forma atmosfrica o forzada por el drenaje del fondo introduciendo vapor por la parte superior de la autoclave.

Autoclaves con agitacin axialEl ORBITORT es:

Un equipo automatizado discontinuo:

Agita las latas y Puede esterilizarlas a alta temperatura y corto tiempo (HTST). Realiza los procesos de carga y descarga Se utiliza para esterilizar productos viscosos. La efectividad es algo inferior a la conseguida por el sistema tapa-fondo-tapa.

Autoclaves continuas

Esterilizadores hidrostticosPresentan gran altura (de 12 a 18m), necesaria para que la temperatura en la cmara de vapor pueda mantenerse entre 120 y 125C.

Estos equipos constan de: Una cmara de vapor parcialmente llena de agua Dos columnas hidrostticas, de 12 y 18 metros de altura, a la que est conectada. La temperatura de la cmara de vapor es la del vapor saturado a la presin a la que se encuentre y que se corresponde con el nivel existente entre la columna del agua en la cmara de vapor y en las dos columnas hidrostticas.No es apropiado para: Productos que se envasen con materiales o con tipos de cierre que no soporten altas diferencias de presiones. Productos en envases flexibles ni con cierres que no tengan la suficiente rigidez para soportar la diferencia de presin.

Continuos Su fuente de calor es el vapor de agua

No disponen de un sistema hidrosttico de control de la temperatura

Sterilmatic (FMC) de dos carcasas:

En la primera carcasa se produce la esterilizacin mediante vapor de agua En la segunda carcasa se produce el enfriamiento a sobre presin o a presin atmosfrica por inmersin parcial en agua

b) Horno Pasteur: es un aparto muy utilizado en la esterilizacin por el calor seco. Es cilndrico, de meta, de triple pared, la intermedia ms corta que las otras dos, quedando formada por dos cajas paralelas (concntricas) que se comunican por la parte superior. la parte inferior del cilindro hace fondo. Las paredes son metlicas y revestidas de planchas de asbesto al igual que la puerta. Por los lados o al fondo, entre las paredes media y externa se halla un colector de mechero mltiple o juego de resistencia (fuente calorfica). IV. ESTERILIZACIN DE PRODUCTOS SIN ENVASAR Para sistemas de esterilizacin previos al envasado

Esteriliza lquidos cuya viscosidad permite bombear

El lquido circula en forma sucesiva por precalentamiento, esterilizacin, enfriamiento y envasado asptico

Temperatura de esterilizacin de 135 a 150 C por 4 a 5 s.

Se denomina UHT (Ultra High Temperature)

PASTEURIZACIONI. Definicin:

La pasteurizacin[ ]es el proceso trmico realizado a lquidos (generalmente alimentos) con la aplicacin de temperaturas inferiores a 100C, con el objeto de reducir los agentes patgenos que puedan contener, tales como bacterias, protozoos, mohos y levaduras, etc. El proceso de calentamiento recibe el nombre de su descubridor, el cientfico-qumico francs Louis Pasteur (1822-1895).El calentamiento se puede llevar a cabo con vapor, con agua caliente, con calor seco, o con corrientes elctricas, enfrindose los alimentos inmediatamente despus de haber sido sometidos a tratamiento trmico,

En la actualidad la pasteurizacin es cada vez objeto de ms polmicas en ciertas agrupaciones de consumidores a lo ancho del mundo, debido a las dudas existentes sobre la destruccin de vitaminas y alteracin de las propiedades organolpticas (sabor y calidad) de los productos alimenticios tratados.La instalacin completa de pasteurizacin constar de:

Zona de calentamiento Zona de mantenimiento de la temperatura Zona de enfriamiento Bombas Sistemas de medida y de control Accesorios

La pasteurizacin es un proceso que sigue una cintica qumica de primer orden, si denominamos N como el nmero de microorganismos vivos a una temperatura dada de exposicin T, y No la poblacin de microorganismos inicialmente. Si Kd es la constante cintica de muerte debido a la temperatura (velocidad de muerte de los microorganismos), la disminucin en la poblacin (cultivo) depende entonces de la siguiente frmula exponencial:

Esta frmula es fundamental para determinar evolucin de un cultivo en funcin de la temperatura. Se puede ver en ella una gran dependencia con la temperatura de exposicin T. La frmula es el fundamento, adems, de los denominados diagramas de supervivencia en la industria de la alimentacin representando log(N/No) frente al tiempo de exposicin a una temperatura T fija. Tpicamente las grficas de supervivencia de los microorganismos al calor aparecen como lneas rectas en una escala semi-logartmica. La correlacin existente entre la velocidad (o ratio) de muerte de microorganismos y la temperatura cumple la ecuacin de Arrhenius.

II. Tipos de intercambiadores de calor

1. Intercambiadores de calor tubularesSe pueden tratar lquidos de viscosidad baja, media e incluso alta en algunos modelos.Desde el punto de vista de transferencia de calor son de eficiencia media.

Pueden ser de dos tipos: Intercambiadores de tubos coaxialesEstn compuestos por una serie de pareja de tubos concntricos, unidos unos a otros por medio de codos.

Por el interior de los tubos circulan los fluidos, generalmente el producto ocupa el espacio central, mientras que el fluido trmico se coloca en el espacio anular que queda libre entre los dos tubos.

Intercambiadores de superficie rascadaSon cambiadores de calor de tubos coaxiales.

Diseados para el trabajo con productos de viscosidad elevada:

Concentrados de frutas Purs, etc.

Soporta grandes presiones de trabajo en el lado del producto (40 bar). Para el bombeo.

Constituido por tubos concntricos

El producto circula por el espacio central y fluido calefactor en contracorriente por espacio anular.

El espacio central dispone de un rotor con palas solidarias para agitacin del producto

Intercambiadores multitubulares de envolvente Est formado por un par de tubos paralelos dispuestos dentro de una envolvente o calandria.

En uno o en dos extremos de la calandria se dispone un cabezal que se encarga de dirigir el flujo de uno de los fluidos.

En estos equipos uno de los fluidos circular por el interior de los tubos mientras que el otro lo har entre los tubos y la envolvente.

2. Intercambiadores de calor de placasPresin diferencial entre los dos fluidos (presin mxima de 16 a 20 bar en industria alimentaria).

Temperatura mxima de trabajo, que es funcin de la naturaleza, de las juntas empleadas.

Para las juntas estndar se admite como temperatura lmite de utilizacin 150 CEst compuesto por: Uno o varios paquetes de placas de acero inoxidable Equipadas con juntas y Colocadas una al lado de otra en un bastidor entre un cabezal fijo y otro mvil. Entre estos dos cabezales existen unos tirantes que se encargan de ejercer la presin suficiente para conseguir las estanqueidades necesarias en las juntas. Un dispositivo permite el desplazamiento de las placas para las operaciones de mantenimiento y limpieza. Tipos de Placas:

Las placas se construyen de acero inoxidable, de un espesor del orden de 0,6 a 0,8 mm.

Existen placas acanaladas de distintos diseos (ms de 60 dibujos distintos).

Las acanaladuras tienen por objeto esencial incrementar la turbulencia del flujo y de esta forma que sea mayor el coeficiente global de intercambio de calor del equipo.Alimentacin en serie de un intercambiador de placas

III. Otros Equipos

Equipos para la pasteurizacin en continuo de lquidos sin envasar

IV. PROCESOS

Existen tres tipos de procesos bien diferenciados: pasteurizacin a altas temperaturas durante un breve periodo de tiempo (HTST), el proceso a ultra-altas temperaturas (UHT) y LTLT Baja temperatura en largo tiempo.a) PROCESO (HTST): pasteurizacin normal

Este mtodo es el empleado en los lquidos a granel, como son la leche, los zumos de fruta, la cerveza, etc. Por regla general es el ms conveniente, ya que expone al alimento a altas temperaturas durante un perodo breve de tiempo y adems se necesita poco equipamiento industrial para poder realizarlo, reduciendo de esta manera los costes de mantenimiento de equipos. Entre las desventajas del proceso est la necesidad de personal altamente calificado para la realizacin de este trabajo, que necesita de la realizacin de controles estrictos durante todo el proceso de produccinEl proceso de pasteurizacin HTST se disea para que los productos sean calentados uniformemente, evitando que slo algunas partes sean sometidas a esterilizacin mientras que otras no.El mtodo HTST es aceptado en la industria ya que no produce una degeneracin del sabor apreciable, mayormente utilizada en la industria lctea, industria de sumos de frutas, entre otros.Existen dos mtodos distintos bajo la categora de pasteurizacin HTST: en "batch" (o lotes) y en "flujo continuo" Proceso "batch": (denominado tambin como Vat Pasteurization o Pasteurizacin Vat) nuestro alimento se calienta en un recipiente estanco (autoclave) a una temperatura que llega de 63 a 68 C durante un intervalo de 30 minutos, seguido inmediatamente de un enfriamiento a 4 C para evitar la proliferacin de los organismos. Es un mtodo empleado hoy en da, sobre todo por los pequeos productores debido a que es un proceso lento (implica dos horas en total).

En el proceso de "flujo continuo", el alimento se mantiene entre dos placas de metal o tambin denominado intercambiador de calor de placas (PHE)[ o bien un intercambiador de calor de forma tubular,[ las temperaturas son las mismas: 63 a 68 C. Este mtodo es el ms aplicado por la industria alimenticia a gran escala ya que permite realizar la pasteurizacin de grandes cantidades de alimento en relativamente poco tiempo.b) PROCESO UHT: (ultra-pasteurizacin)

El proceso UHT es de flujo continuo y mantiene el alimento a una temperatura superior ms alta que la empleada en el proceso HTST, y puede rondar los 138C durante un periodo de al menos dos segundos. Debido a este periodo de exposicin, aunque breve, se produce una mnima degradacin del alimento. El alimento cuando se etiqueta como "pasteurizada" generalmente se ha tratado con el proceso HTST, mientras cuando el alimento es etiquetado como "ultra-pasteurizada" o simplemente "UHT", se debe entender que ha sido tratada por el mtodo UHT. Este mtodo se utiliza en lo que es pasteurizacin de los zumos, cuando estos se producen en gran cantidad.

Aparte de la leche y los zumos, otros alimentos son pasteurizados por la industria alimenticia; por regla general son aquellos que poseen una estructura lquida o semi-lquida. Algunos de los ms mencionados:V. Procedimientos de conservacin que se emplean para complementar la pasteurizacin incluyen:

La refrigeracin. La prevencin de la contaminacin por microorganismos, generalmente envasando el alimento en recipiente cerrado La adicin de elevadas concentraciones de azucares, como es en el caso de la leche condensada azucarada. la existencia en el alimento o la adicin al mismo de conservadores qumicos.VI. Cuando se utiliza pasteurizacin:

Cuando tratamientos trmicos ms intensos podran perjudicar la calidad del alimento, como es el caso de la leche comercial. Cuando su nica finalidad es destruir microorganismos patgenos, como es el de la leche comercial. Cuando los microorganismos capaces de producir alteraciones no son muy termoresistentes, como por ejemplo las levaduras que se encuentran en los sumos de las frutas. Cuando por quedar en el alimento cualquier microorganismo vivo capaz de alterarlo.

Cuando es preciso destruir microorganismos competitivos para que se produzca la fermentacin deseada.La pasteurizacin se utiliza mayormente para los siguientes alimentos:

Aguas

Bebidasenbotella (Refrescos)

Cerveza

Cremas

Helados

Lcteos(Leche, mantequillas, etc)

Mieles

Natas

Ovoproductos(evita Salmonella)

Olivas

Pepinillosenvinagre (encurtidos

Queso

Salsas (Ketchup, Mayonesa, etc)

Sidra

Vino

Zumos de frutas y verduras

VII. BIBILOGRAFIA:

Cheftel, J y Cheftel, H. introduccin a la bioqumica y tecnologa de alimentos Zaragoza, editorial acriba (2000) Medin, R y Medin, S introduccin a la tecnologa de los alimentos (2003) Frazier, w y Westhoff, D. Food microbiology Zaragoza, editorial acriba (1993). EMBED PBrush

F

I

Q

I

A