Métodos y equipos empleados para la congelación de alimentos,
Introducción
¡Hola notable estudiante!
Mis felicitaciones por llegar hasta este momento de tu aprendizaje. Has llegado a la última clase del curso y siento mucho orgullo de tu gran participación y compromiso en este proceso formativo. Espero que cierres con broche de oro esta clase y no me resta otra cosa más que ofrecerte la bienvenida a la misma.
En esta sesión que será bastante amplia, se van a revisar temas diversos relacionados a la congelación de alimentos. Se iniciará con la descripción de equipos empleados para la congelación de alimentos mencionando que existen de manera general tres tipos de equipos de congelación: por aire, por superficie y por inmersión. Se detalla cada uno de estos tipos con una subclasificación.
Otro de los temas abordados serán las recomendaciones para el transporte de alimentos a bajas temperaturas, donde básicamente se darán consejos para poder transportar alimentos congelados. El estudio de procesos industriales de congelación a diversos productos será otro de los temas a revisar en esta clase, siendo este tema de importancia en la ingeniería del frío debido a que, como se ha mencionado, las características del producto son diferentes. No será lo mismo congelar verduras, carne, hortalizas, embutidos, productos del mar o frutas, ya que todos tienen características muy puntuales que los hacen diferentes.
A pesar de esto, la congelación como método general aplica de manera perfecta a los productos mencionados y de hecho, puede ser que para algunos aplique congelación rápida o lenta.
Finalmente, se dejará como proyecto final el diseño de un complejo frigorífico y es por eso que esta sesión se consideran más semanas que en las clases anteriores. El proyecto tendrá una duración de 2 semanas y se realizará de manera individual El objetivo es poner en práctica los conocimientos adquiridos en el curso y los detalles del mismo serán mencionados en el Tabla I anexa a este documento.
¡Actitud positiva ante todo!
¡Continuemos sin más demora!
Desarrollo del tema
Métodos y equipos empleados para la congelación de alimentos
La congelación como proceso es aplicada a productos orgánicos los cuales son susceptibles a formación de bacterias que influyen en su descomposición. Para conseguir la congelación existen métodos y equipos los cuales se mencionan a continuación.
Existen básicamente tres métodos de congelación Según: (Técnicas de Congelación de Alimentos ❄)
- Rápida,
- Media y
- Lenta
Congelación rápida. Se utiliza en cocinas profesionales y en la industria alimentaria para congelar rápidamente y detener la proliferación de bacterias tras el congelado o descongelado. Consiste en un enfriamiento brusco donde se pretende alcanzar la máxima cristalización en un tiempo inferior a cuatro horas. El proceso concluye tras lograr la estabilización térmica a -18ºC, entonces, el producto deberá mantenerse en cámaras a bajas temperaturas.
Congelación media. Se realiza a una velocidad de congelación de 1-5cm/h en túneles de aire frío a 20km/h y -40ºC
Congelación lenta. Se utiliza cuando productos de gran tamaño son almacenados en amplios almacenes o cuando se requieren cámaras de gran capacidad para alojar grandes cantidades. Mantiene la calidad y no altera el sabor ni el olor. El tiempo de congelación es largo. Es el más común para cámaras de congelación en productos como corderos, bovino, porcino, etc.
Métodos de congelación
Equipos empleados para la congelación de alimentos
Para Rodríguez et al (2007), “dada la complejidad que se tiene para llevar el producto a una temperatura de -18°C, existen diferentes equipos que pueden emplearse para conseguir estas condiciones de temperatura en los alimentos. En este sentido, existen tres equipos Rodriguez et al, (2007, págs 97-107), empleados para la congelación.” (págs 97-107), los cuales son:
- Equipo de congelación por aire.
- Equipo de congelación por superficie.
- Equipo de congelación por inmersión.
A continuación se describe cada uno de estos equipos.
Equipo de congelación por aire. Aquí se encuentran presentes los congeladores de túnel, congelador por lecho fluidizado y los congeladores por bandas, siendo éstos además integrados por aquellos con bandas rectas, sistema de elevador y bandas curvas. La Figura 2 muestra los tres tipos más comunes de equipo de congelación por aire.
Nota: 1) Congelador de túnel, 2) Congelador de lecho fluidizado, 3) Congelador por bandas.
Equipo de congelación por superficie. Los alimentos pueden ser congelados si son puestos entre placas frías. Dichas placas, presionan al producto por medio de un sistema hidráulico ligero de entre 0.06 a 0.1 bar. Los equipos empleados para este tipo de congelación son congeladores de placas horizontales, La Figura 3 muestra este tipo de equipos. Una de las aplicaciones principales para ellos es el congelado de pescado entero, filetes de pescado y piezas de carne como chuletas.
Congelador por inmersión. Para conseguir congelación por inmersión se tienen dos tipos de equipos: los que utilizan fluidos criogénicos y los que utilizan moldes. En el primero, se utilizan líquidos criogénicos como el nitrógeno, el dióxido de carbono, las salmueras, mezclas no tóxicas de agua y solutos y otros líquidos como el propilenglicol/agua. Aquí, el alimento a congelar es sumergido en el líquido. La congelación mediante este método es rápida debido a la temperatura extremadamente baja a la que se encuentra el líquido.
La congelación con moldes utiliza lo que se conoce como pellets o cuerpos compactos, aquí el producto se hace pasar a través de éstos empleando además líquidos criogénicos como los que se mencionaron anteriormente. La Figura 4 muestra un congelador de pellets empleado en este tipo de congelación.
Recomendaciones para transporte de alimentos a bajas temperaturas
El transporte de alimentos a temperaturas de congelación es una actividad que se realiza a menudo en la vida cotidiana. La necesidad de llevar un producto a bajas temperaturas es latente en la industria alimenticia. Por esta razón, se debe prestar atención a recomendaciones realizadas para el transporte de alimentos. A continuación se dan algunos consejos para esta actividad.
Las recomendaciones principales para los productos congelados son]: que se haga bien la congelación y la descongelación, ya que el tamaño de los cristales de hielo, la rotura de las células y el consiguiente formación de exudados, dependen de la velocidad de enfriamiento, que es función del coeficiente superficial del fluido enfriador y de la diferencia de su temperatura y la temperatura de cambio de fase del producto. El inicio de la congelación suele ser entre -2 a -3ºC, pero su terminación, puede llegar a ser de -14 a -15ºC, por lo que las temperaturas de conservación, deben encontrarse entre -18ºC a -20ºC. El empleo de -60 ºC para la conservación de pescado sólo está justificado cuando se le congela a esa temperatura y se quiere consumirlo crudo. La humedad relativa en las cámaras de congelados es siempre muy alta, próxima al 100 % y la pérdida de peso es poco significativa, no suele llegar al 0,2 % por mes. En grandes cámaras, que tienen ventajas energéticas, se pueden hacer paradas diurnas de hasta 8 horas, tiempo que no se debe sobrepasar, pues pueden aparecer temperaturas elevadas en las zonas altas, llegando a -12ºC, que pueden dañar a los productos almacenados en esa franja.
Estudio de los procesos industriales de congelación a diversos productos
Como se mencionó anteriormente, existen básicamente tres formas de congelación en la industria para los productos alimenticios. La naturaleza del producto y su presentación comercial determinan cuál es la mejor técnica en cada caso. En su elección intervienen otros importantes factores, como la utilización de gases refrigerantes alternativos para minimizar el impacto ambiental y el riesgo de contaminación líquida refrigerante con agua que se manifiesta en mayor medida en aquellos circuitos que emplean amoníaco.
Actualmente las principales técnicas de congelación empleadas en la industria, son la congelación mixta y la criogénica con nitrógeno líquido.
La congelación mixta consiste en la asociación de dos sistemas de congelación: el criogénico, empleando un fluido criogénico específico (N2 o CO2) y el mecánico (con aire a –40 °C, producido por un frigorífico convencional). Este tipo de congelación está especialmente recomendada para productos frágiles, tanto aquellos que no tienen una buena resistencia mecánica (como por ejemplo los camarones), como aquellos que en el proceso cambian mucho su apariencia (filetes y porciones de pescado) empleando otra técnica.
Congelación criogénica
El dióxido de carbono y el nitrógeno líquido se pueden almacenar a temperaturas muy bajas(CO2 a –78 °C; N2 a –196 °C). Cuando estos líquidos se evaporan en contacto con materiales más calientes absorben de ellos una gran cantidad de calor y se convierten en gases muy fríos. Estos gases se pueden utilizar a su vez para eliminar calor de otros materiales, antes de descargarlos a la atmósfera con total seguridad.
Este método, conocido como congelación y refrigeración criogénica, se ha utilizado industrialmente desde hace más de 40 años y es bien conocido en la producción de alimentos congelados y refrigerados de alta calidad.
La primera y principal ventaja de la congelación criogénica, sobre todo con nitrógeno líquido, es la calidad del producto. Los microorganismos, al igual que el hombre, necesitan unos elementos nutri ya que, al igual que el hombre encuentra su temperatura óptima para vivir entre los 15 y 25 °C, la mayoría de esos microorganismos se desarrollan a temperatura de 23 a 30 °C. Por ello, si se baja a temperaturas de 2 °C/-40 °C es posible inhibir o detener totalmente su crecimiento. Además el descenso de la temperatura permite obtener pequeños cristales, que preservan la estructura durante la descongelación.
Adicionalmente, esta técnica permite un glaseado en un tiempo mínimo y sin pérdidas en la temperatura del producto, lo que favorece su envasado final en unas buenas condiciones de seguridad.
Diseño de un complejo frigorífico
En este tema, debes realizar el diseño de un sistema de congelación utilizando los conocimientos adquiridos en el curso. Para ello se darán 2 semanas. Cualquier duda que pueda surgir durante este tiempo en relación al proyecto, podrá ser consultada con el docente.
Conclusión
Para finalizar, en esta última clase, se revisaron temas enfocados a la congelación. Se presentaron los equipos y métodos de congelación empleados en la industria para garantizar una buena calidad en los alimentos congelados.
También se revisaron consejos para el transporte de alimentos a bajas temperaturas y se describió el proceso de congelamiento por criogenización, el cual es muy utilizado en la industria como proceso base, sobre todo para el tema de productos del mar, los cuales es sabido que circulan en todo el mundo y que por lo general, tanto el pescado como los mariscos, llegan a sus respectivos destinos mediante transporte refrigerado y previa congelación.
Es importante mencionar que, para cada tipo de producto alimenticio, existirá un equipo y una técnica o método para congelar, de manera que el producto no se vea perjudicado ni en color ni en sabor. En este sentido, en el desarrollo de la clase se presentaron imágenes de los equipos empleados así como una descripción del equipo y el nombre con el cual se conoce en la industria.
También se presentó un esquema de un tipo de equipo para congelar que es mediante pellets, el cual es empleado para productos muy particulares como lo son aquellos que vienen en presentaciones rectangulares, por ejemplo, el filete de pescado, el pescado entero ó incluso la carne de cerdo en trozo como la chuleta.
Es así como se finaliza este curso de ingeniería del frío en donde se describieron técnicas y equipos utilizados en la industria, de manera que con el conocimiento de esto, puedes tener una idea clara de la aplicación de la ingeniería en materia de conservación de alimentos.
¡Has llegado al final de la última clase del curso, muchas felicidades! Ha sido un gozo compartir contigo este trayecto formativo. Deseo que el curso haya cumplido tus expectativas y encuentres satisfacción con los temas abordados, así como con tu desempeño y compromiso. Para concluir de forma correcta, te invito a realizar la tarea asignada y mandarla como corresponde. Espero encontrarte nuevamente, ¡hasta pronto!
Fuentes de información
- Extraído de: Técnicas de Congelación de Alimentos ❄.
- Rodríguez-Martínez, V., Cerón-Carrillo, T.G., & Vázquez-Aguilar, M.M. (2007). Descripción y aplicaciones de equipo de congelación para la industria de alimentos, Temas Selectos de Ingeniería de Alimentos. vol. 1, pp. 97-107.
- Saravacos G.D., & Kostaropoulos, A.E., (2002), Handbook of Food Processing Equipment. Nueva York: Kluwer Academic/Plenum Publishers. Págs. 416-419.
- Domínguez, M., García, C., & Arias, J. M. (2009). Recomendaciones para la conservación y transporte de alimentos perecederos. Extraído de: RECOMENDACIONES PARA LA CONSERVACIÓN Y TRANSPORTE DE ALIMENTOS PERECEDEROS
- Dominguez, M., Carrasco, J. A., Diaz, J.M. (1986). Thermal inertia as an energy source in cold stores: International Congress of Renewable Energy Sources. Madrid: C.S.I.C. Vol. 2. Págs. 1552-1559.
- Extraído de: Industria del frío: Técnicas de congelación para lograr un producto final de óptima calidad – Alimentación