2009

CORONEL CALLE LUIS R.

UCV

14/12/2009

TIEMPO DE PERMANENCIA DEL AJI

PIMIENTO ENLATADO EN EL PROCESO DE

ESTERILIZACIÓN

ENLATADO:

Es un procedimiento para conservar alimentos envasándolos en recipientes

herméticamente cerrados, calentándolos para destruir los microorganismos

patógenos causantes del deterioro y sus esporas. Es posible emplear

temperaturas cercanas a 250 °F (121°C), que aceleran considerablemente la

destrucción de microorganismos y esporas, la temperatura está en función al

proceso y en función al PH del producto.

En el enlatado, el calor se transfiere a través de las paredes de los recipientes a

las sustancias alimenticias solidas por conducción y a los alimentos líquidos por

convección. La rapidez de calentamientos de los alimentos depende de la

naturaleza del medio de calentamiento, el coeficiente de conducción

(conductividad térmica) de la lata y el alimento y de si la convección hace circular

o no el alimento dentro de la lata.

A causa de la resistencia térmica y la capacidad calorífica del alimento y el

recipiente la temperatura del alimento cambia más lentamente que la cámara de la

autoclave. En particular de un punto cerca del centro del recipiente es el que

cambia más lentamente.

VELOCIDAD LETAL.

Las esporas de C. BOTULIMUN son destruidas a un ritmo de un ciclo log cada 0.2

minutos en una solución amortiguadora de fosfato a 250 °F, a otras temperaturas,

el tiempo de procesamiento puede ajustase a un tiempo equivalente a 250°F con

la siguiente formula.

( 250) /18

0

0

( 250) /18

10

: .

: 250 .

: .

T

T

T

T

F F

F Minutos de procesamientoaT

F Minutos de procesamientoa F

Factor deconversión

En general el factor de conversión de la ecuación anterior se conoce como

la velocidad letal.

EL Fo se conoce como la letalidad de un proceso.

Cabe mencionar que según la literatura que estudia los procesos enlatados para el

PH mayor a 4.5 se debe preocupar por eliminar las esporas del C. BOTULINUM,

menores a este PH ya no se deben considerar por lo que el tratamiento será a

menor temperatura.

Se debe tener en cuenta que el producto de estudio es el pimiento rojo y que en

condiciones normales tiene un PH de 5.86 por lo que desde un punto de vista se le

aplicaría una esterilización porque el C. BOTULINUM estaría presente, pero no

hay que dejar de lado que para conservar este alimento en el tiempo se le agrega

el liquido de gobierno el cual contiene ácidos y al agregarle al pimiento el pH

queda alrededor de 3.8 y con este pH sería pasteurizable.

VELOCIDAD LETAL

No se puede calcular simplemente una sola

velocidad letal para el proceso y multiplicarla por el tiempo de procesamiento. En

vez de ello, se calculan velocidades letales a varios intervalos a lo largo del

proceso, y luego se integra esta velocidad con respecto al tiempo.

La larga experiencia de la preparación industrial de conservas, así como los

numerosos estudios de laboratorio, demostraron que el margen de seguridad es

ampliamente suficiente cuando se aplican tratamientos térmicos capaz de reducir

de 1012 a 100 por ml el número de esporas inicialmente presentes en la cepa de C.

BOTULINUM la más termoreisitente que jamás se haya aislado. La elección de C.

BOTULINUM se debe a que esta especie es el germen patógeno, o más bien

exactamente toxinógeno, más resistente al calor, por el contrario la toxina

botulínica es termolábil y no resiste un calentamiento de unos 100° C. Otras

especies forman esporas cuya resistencia al calor es muy superior a la de las

esporas de C. BOTULINUM , pero no son patógenas ni toxigenogenas y la

supervivencia accidental de algunas de sus esporas puede, sobre todo si las

condiciones de temperatura y del medio le son favorables, afectar a la

conservación del producto, pero no a la salud del eventual consumidor.

( 250)/1810 TVELOCIDAD LETAL L

En la práctica, los tratamientos térmicos que se aplican son en general

sensiblemente más fuertes que el mínimo; de tos formas tal no se puede alcanzar

la esterilización absoluta, pero si la salubridad y estabilidad bacteriológica del

producto, esto es lo que se llama “esterilización práctica” o “esterilización

comercial”.

Los numerosos datos que se dispone con relación a las cargas microbianas de los

comestibles más diversos permiten asegurar que adoptando precauciones

apropiadas de higiene desde la cosecha, matanza o captura hasta el momento del

tratamiento térmico, el número de esporas termo resistentes no sobrepasa las

cinco por gramo.

Las esporas de C. BOTULINUM y otras bacterias esporuladas termoresistentes,

afectan especialmente a las conservas poco acidas con PH mayor o igual a 4.5.

Los productos ácidos, por ejemplo las frutas y zumos de frutas, son más fáciles de

esterilizar y además no son apropiados al desarrollo de C. BOTULINUM.

3

2 7

:

5.86

( ) 1207

3,945

:

0,586

:

1,432 10

:

25 41,367

30.6 51,035

e

DATOS DEL AJI PIMIENTO

PH

KgDENSIDAD

m

CALOR ESPECIFICO

JC

Kg C

CONDUCTIVIDADTERMICA

WK

m K

DIFUSIVIDADTERMICA

DF m s

ENTALPIAS

KJC

Kg

KJC

Kg

Hay que recordar que para PH menores a 4.5 no se debe tener en

consideración las esporas de C. BOTULINUM. Porque no se pueden

desarrollar.

Con PH inferiores a 4.5 pueden permitir proliferación de otros micro-

organismos, levaduras, mohos, bacterias anaerobias facultativas del genero

Bacillus Coagulans (B. THERMOACIDURANS) suceptibles de alterar el

producto, pero sin peligro para el consumidor.

Por lo general para productos cuyo ph es inferior a 4 un calentamiento

moderado es suficiente para asegurar la conservación; una regla práctica

frecuentemente empleada, consiste en comprobar que el producto alcanzo

los 85 °C inclusive en el centro del envase.

Para productos con ph intermedio (4 a 4.4) se adaptan en general a

tratamientos de 95-100 °C. Lo que hay que revisar es que el ph no resulte

modificado ni por el calentamiento ni por ciertos tratamientos.

Para el producto que se tomo como estudio tiene un ph superior a 4.5 pero

al agregarle el líquido de gobierno (conservante) el ph reduce a 3.8 lo que

hace que se le aplique temperaturas de 95 °C aproximadamente en el

centro del envase.

En el autoclave se tiene un consumos de entre 20 y 30 BHP dependiendo del tipo

de proceso. Sacando un promedio se tiene

25 BHP es equivalente a 862.5 lb/hr que es igual a 0,1086 Kg/s

Cálculo de la velocidad de vapor sabiendo que utiliza dos entradas de vapor de 1

pulgada esto hace un diámetro de 0.0508m.

Entonces la velocidad del vapor saturado es.

2

3

: ( / )

: ( / )

: ( / )

: .

e

e

v QV

D

V VELOCIDAD m s

v voluménespecifico m kg

Q flujo kg s

D Diámetro dela tuberia

3

100 1.6729

101

105 1.4194

1.6222

e

e

e

volumenespecifico

T v

v

mv

kg

Número de REYNOLS

Reynolds mayor de 4000 turbulento.

NUMERO DE NUSSELT

2

1.6222 0.1086

0.508

68.31

V

mV

s

3

Re

: ( / )

: ( / )

: ( )

: cos ( / .

V D

Densidad kg m

V velocidad m s

D diámetro m

vis idad dinámica kg m s

4

4

4

cos

( )

100 6.82 10

101

110 6.16 10

6.754 10 / .

vis idad dinámica

T C

kg m s

4

992.76 68.31 0.0508Re 5100716.8

6.754 10

4/50.023 Re

Re :

: Pr

: 0.3( )

0.4( )

nNu pr

REYNOLDS

PR Númerode ant

n cuandoel fluido seenfria

cuandoel fluido secalienta

Pr

( )

100 4.53

101 Pr

110 4.04

Pr 4.48

Número de ant

T C PR

CALCULANDO LA TEMPERATURA EN EL INTERIOR DE LA LATA

La lata en estudio es formato A-10

Sus dimensiones son

Longitud:17.8 cm

Radio: 7.675 cm

4/5 0.40.023 (5100716.8) 4.48

9735.18

Nu

Nu

2: ( / )

: ( / )

: ( )

Nu kh

D

h coeficientedetransferencia decalor w m C

k coeficientedeconductividad w m C

D Diámetro m

?

100 0.63

101

110 0.637

0.6307.

k

T C K

K

WK

m C

2

9735.18 0.6307

0.0508

120865.7

h

Wh

m C

:

: .

. .

: .

120865.7 0.0767557.7

160.65x

h rBi

k

Bi número debiot

h coeficientedetransferencia decalor

r radio

k conductividad termica

Bi

120865.7 0.08966.9

160.65y

h rBi

k

Bi

Tratando a la lata como un cilindro

Para el espesor de la lata se tomara como la longitud (y)

Para desarrollarlo por la grafica de Gurney- Lurie para una placa.

1

1

1

, : var ar

xn

x

km

h x Bi

m n iables parautiliz las graficas deGurney Lurie

2

7

2

1 10.01733 0

57.7

0.1535 0.076750.5

1 0.1535

1

1.432 10 5 600.007293

0.07675

0.30

x

Y

mBi

xn

x

Número de Fourier

tX

x

X

Y

2

7

2

1 10.01495 0

66.9

17.8 8.90.5

1 17.8

1

1.432 10 5 600.005423

0.089

0.35

y

Y

mBi

yn

y

Número de Fourier

tX

y

X

Y

0

1

1

1000.30 0.35

100 40

93.7

X Y

T TY Y Y

T T

T

T C

GRÁFICA DE GURNEY-LURIE PARA PLACA

GRÁFICA DE GURNEY-LURIE PARA CILINDRO.

De acuerdo al ejercicio anterior se seguirán haciendo los cálculos tomando

tiempos de cinco en cinco.

Consideraciones.

Según estudios para Ph menores de 4.5 se adoptan en general a tratamientos

entre 95-100 °C

Por lo tanto las temperaturas en el centro del embase están en ciertos rangos

aceptables.

TIEMPO DE CALENTAMIENTO

Con el cuadro anterior para alcanzar la temperatura de aproximadamente 95 °C

está entre el tiempo de 10 y 15 minutos para nuestro caso tomamos el mayor.

T Xx Yx Xy Yy Yx*Yy T°C

0 40

5 0.007293 0.30 0.005423 0.35 0.105 93.7

10 0.014586 0.25 0.010847 0.34 0.085 94.9

15 0.021879 0.24 0.01627 0.33 0.079 95.3

20 Enfriamiento(se desea a 40°c) 40

: .

: .

: .

: .

: .

: .

x

X

y

y

T Tiempo

X Númerode Fourier para el radio del envase

Y Factor del la gráfica deGurney Lurie

X Númerode Fourier para la mitad del envase

Y Factor del la gráfica deGurney Lurie

T C Temperatura al centrodel envase

TIEMPO DE PROCESAMIENTO

Temperatura base 212°F ó 100°C

Ph (3.7<ph<4.5)

Z:10°C

Tiempo de procesamiento

Para ciertos mohos y hongos el D212 es cercano al 0.07

Por lo tanto Dt será:

Con respecto a “N” de acuerdo a la literatura el número de esporas

termoresitentes no sobrepasa de los cinco por gramo. Cada envase tiene

2100 gr por lo tanto en el envase existen por lo menos 10500.

También para un adecuado proceso se requiere una reducción de

microorganismos de

10-9 esto quiere decir que por cada 109 existe por lo menos un

microorganismo.

0.221 13.02 2.87 3minTF utos

:

.

: log .

T T

T

F D N

D Tiempoque se requierea la temperaturaT para quela cuenta se redusca

enuna decima de su valor inicial

N Númerodeciclos de reducción por alcanzar

100

10212 10

T

TD D

100 95

100.07 10 0.221minTD utos

9

log( ) log( )

log(10500) log(10 ) 13.02

O iN N N

N

Temperatura de enfriamiento

CÁLCULO DEL Fo

El Fo es el calentamiento en el punto crítico (centro del envase) en minutos a 100

°C o 112°F y se calculará por el método general.

100

10

( )

10T

LETALIDAD DEL PROCESO L

L

log 2 log 2

: lim .

2 : .

:

2

tT T fc TB T

z

T temperatura del a ento

T temperatura deenfriamiento

TB temperatura a la desconección

TBfc

T T

95

2 40

100

1001.8

95 40

10

log 95 40 log 1.8 100 4010

3min

T C

T C

TB C

fc

Z

t

t utos

T T °C L T*L LETALIDAD (FO)

0 40 0 0 0

5 93.7 0.23 1.15 1.15

10 94.9 0.30 1.5 2.65

15 95.3 0.34 1.7 4.35

20 40 0 0 4.35

Fo mínimo

BIBLIOGRAFIA.

1. Introducción a la bioquímica tecnológica de alimentos- Jean Claude

Cheftel, Henri Cheftel y Pierre Besacon. Volumen II.

2. Ingeniería de alimentos – Sharma. Mulvaney. Rizxi