TPL - Escaldado

UNIVERSIDAD NACIONAL DE JUJUY. FACULTAD DE INGENIERÍA
Tecnología de los Alimentos I. Trabajo Práctico de Laboratorio. 2012
ESCALDADO. Transmisión de calor en estado no estacionario.
Determinación experimental del tiempo de calentamiento y tiempo de
inactivación de la peroxidasa.
OBJETIVOS
 Determinar experimentalmente la variación de temperaturas en muestras de vegetales,
sometidas al proceso de pre tratamiento: escaldado.
 Establecer la aplicabilidad del cálculo por comparación de valores obtenidos
experimentales y calculados.
 Confirmar el efecto de la corteza-cáscara sobre la capacidad de conducir el calor en
muestras de alimento.
 Encontrar experimentalmente el tiempo y la temperatura para la inactivación de la
peroxidasa en el proceso de escaldado.
 Calcular el tiempo óptimo de escaldado.
INTRODUCCIÓN
Cuando la transferencia de calor depende del tiempo se denomina estado transitorio/
no estacionario/ inestable de transferencia de calor. Este caso ocurre en muchos de los
procesos de calentamiento y enfriamiento durante la industrialización y comercialización de
alimentos.
El escaldado es un pre tratamiento térmico en función del tiempo y se aplica antes del
procesado para inhibir la actividad enzimática de frutas y verduras, no constituyendo, en sí
mismo, un método de conservación, siendo aplicado en las manipulaciones de preparación de
materia prima previa a otras operaciones de conservación especialmente la esterilización,
deshidratación y congelación. La adecuada inactivación de los enzimas requiere un
calentamiento rápido hasta una temperatura determinada, mantenimiento de ésta durante el
tiempo necesario y enfriamiento rápido hasta una temperatura próxima a la ambiente. Los
factores que determinan el tiempo de escaldado son los siguientes:
1) tipo de fruta o verdura
2) tamaño
3) temperatura de escaldado y
4) sistema de calentamiento.
Los dos métodos de escaldado más empleados son:
a) Mantener durante un tiempo el alimento en una atmósfera de vapor de agua saturado y
b) Sumergir el alimento en un baño de agua caliente.
El escaldado tiene distintos efectos sobre los alimentos. La cantidad de calor que el
alimento recibe durante el escaldado altera inevitablemente su valor nutritivo y sus
características organolépticas. Por lo general, la combinación de tiempo y temperatura utilizada
para el escaldado se establece como solución de compromiso para que, reduciendo al mínimo
las pérdidas de compuestos volátiles responsables del flavor y compuestos nutricionales, se
asegure la adecuada inactivación de enzimas, sin reblandecer excesivamente el producto.
También tiene influencia sobre el color ya que la temperatura y el tiempo influyen sobre los
pigmentos.
Transmisión De Calor En Estado No Estacionario Por Conducción Y Convección.
Cuando un alimento se calienta o enfría las resistencias a la transmisión del calor
están constituidas por el coeficiente de transmisión de calor superficial y la conductividad
térmica del alimento. Estos dos factores se hallan relacionados por el número de Biot.
Bi  h.L
k
En esta expresión: h ( Wm-2 K-1) representa el coeficiente de transmisión de calor por
convección, L es la dimensión media característica del alimento (ej: radio del cilindro o la
esfera ) y k (Wm-1K-1) su conductividad térmica.
Cuando el valor Bi es pequeño (menor de 0,2) la principal resistencia al flujo calórico se
debe a la película superficial, por lo que el tiempo necesario para el calentamiento del alimento
sólido se calcula mediante la ecuación:
t
m.c p
U .A
ln
Tm  T f
Tm  Ti
(Jkg-1K-1)
En ella m (kg) representa la masa, cp
el calor específico, Tm (°C) la temperatura
del medio de calentamiento, Ti (°C) la temperatura inicial, Tf (°C) la temperatura final, A (m2) la
superficie de intercambio y U (Wm-2K-1) el coeficiente global de transmisión de calor, que para
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casos donde el Bi < 0,2 se usa el coeficiente de transmisión de calor superficial. Sin embargo,
en la mayor parte de los casos la transferencia calórica (Bi> 0,2) viene limitada por el
coeficiente de conductividad térmica del alimento.
En el caso de alimentos de forma sencilla se dispone de gráficos diversos que relacionan
el factor temperatura (cambio de temperatura que todavía no se ha producido) y el número de
Fourier (número sin dimensión que relaciona difusividad térmica, tamaño de la pieza, tiempo de
calentamiento y enfriamiento, y el número de Biot.

Tm  T f
Tm  Ti
Fo 
k
cp

t
L2
ρ= densidad (kg/m3)
Como se mencionó anteriormente el objetivo del escaldado es destruir enzimas como
la peroxidasa, que cataliza reacciones de degradación del alimento. La peroxidasa junto a la
catalasa, es una de las enzimas mas resistente a la acción del calor razón por la cuál, si es
destruida se puede considerar que las otras enzimas fueron desactivadas.
PARTE EXPERIMENTAL
A) Situación problemática
Calcule el tiempo de escaldado de una papa por inmersión en agua caliente a 120ºC.
Considere que el proceso finaliza cuando la temperatura en el centro es de 85ºC.
Suponga que la papa tiene forma esférica con un radio de 4cm y una temperatura
inicial de 20ºC.
Datos:
Papa: k= 0,6 W/mK
ρ= 1100 kg/m3
cp= 3,5 kJ/kgK
Agua: Tm = 120ºC
h = 1500 J/m2segK
B) Trabajo experimental de laboratorio.
a) Determinación del tiempo de Escaldado
Se trabajará por duplicado con papas andinas y se procederá según el siguiente
protocolo:
1- Pelar y cortar las papas en cubos de 5 cm de lado.
2- Determinar los diámetros y pesar los cubos individualmente. Identificar.
3- Introducir con cuidado el vástago del termómetro hasta el centro del cubo, tratando de
que quede en el centro geométrico del mismo.
4- Introducir el cubo en un baño de vapor y tapar parcialmente.
5- Seguir la evolución de la temperatura registrando las mismas cada minuto, hasta que
el centro geométrico llegue a una temperatura de 85° C.
6- Retirar el cubo e introducir con cuidado, para evitar que el vástago del termómetro se
salga, en un baño de agua fría.
7- Registrar el descenso de temperatura, anotando la misma cada minuto hasta que
llegue a temperatura ambiente.
8- Con estos valores realizar una gráfica, Temperatura (°C) versus tiempo (minutos) tanto
para el calentamiento como para el enfriamiento.
9- Asumiendo que el valor de k para la papa es de 0,42 W/mK y utilizando las gráficas
adjuntas, calcule el valor del coeficiente de transferencia de calor h para el caso del
alimento utilizado.
b) Determinación cualitativa del tiempo de inactivación enzimática
1- Lavar y pelar papas.
2- Cortar 50 rodajas de 1 cm de espesor.
3- Preparar baños de agua regulados a 35ªC, 55ºC, 75ºC y 85ºC. Iniciar el calentamiento.
4- Introducir 9 rodajas de papa en cada baño de agua. Reservar una rodaja que
corresponderá el tiempo=0. (Total de rodajas por baño = 10).
5- Extraer una rodaja cada 30 segundos.
6- Enfriar y realizar el ensayo de presencia de enzima a todas las rodajas, incluyendo a la
que corresponde al tiempo=0.
7- Continuar el experimento hasta que el ensayo dé negativo.
C) Informe
El informe deberá constar de: solución de A) y diagrama de flujo de B) a) y B) b)
Tablas, gráficas y cálculos solicitados en B)
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Bibliografía:
 Fellows, P. “Tecnología del procesado de los alimentos: Principios y prácticas”. Editorial
Acribia,S.A. ISBN: 84-200-0748-X.
 http://ucv.altavoz.net/prontus_unidacad/site/artic/20080814/asocfile/20080814111025/p
vildosola.pdf
 Aguado Alonso; Calles Martín, Cañizares et al. “Ingeniería de la industria alimentaria”.
Volumen I. Conceptos básicos. Editorial Síntesis. ISBN: 84-7738-667-6.
 http://www.coneau.edu.ar/archivos/328.pdf
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