Grafico del calentamiento del tratamiento térmico
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Esterilización por Calor: Operación Unitaria en que los alimentos son calentados a temperatura suficientemente alta y durante un tiempo suficientemente largo, para destruir la actividad microbiana y enzimática.
Los alimentos así estabilizados tienen una vida util (shelf life) superior a 6 meses.
La esterilización provoca en los alimentos cambios importantes en su valor nutritivo y características sensoriales.El desarrollo tecnológico está orientado a reducir estos efectos secundarios no deseados, en el tratamiento de:Productos envasados, oA granel, para posterior envasado en sistemas asépticos.
Termoresistencia Microbiana: Alimentos de baja acidez (pH>4,5)
-De entre los M.O. esporulados patógenos eventualmente presentes, en el Clostridium botulinumes el más peligroso.
-Este M.O. puede crecer en condiciones anaeróbicas en envases cerrados eliminando una toxina muy potente.
-Los procesos de esterilización deben garantizar su destrucción.Alimentos Moderadamente Ácidos. (pH 4,5 a 3,7)
-Para calcular los tiempos y temperaturas de esterilización, se emplean otros M.O. (mohos y levaduras) o enzimas termo resistentes.Alimentos Acidos (pH< 3,7), la esterilización consiste en inactivar sus enzimas. Es un tratamiento más suave (pasteurización).La termodestrucción de M.O. sigue un curso logarítmico, por lo tanto la esterilidad absoluta es inalcanzable.
Puede calcularse sí, para cada caso, la probabilidad de supervivencia (que en un envase se encuentre 1 M.O.)
Esterilidad Comercial: Riesgo que el Industrial está dispuesto a asumir, ejemplo,5 D (5 reducciones decimales), un producto que tiene 105 esporas/envase reduciría el nº de M.O. a 10-3, o sea 1 M.O. por cada 1.000 envases.-
Probabilidad de Supervivencia:
La P. de S. se halla determinada por el tipo de M.O. habitualmente presente en el alimento.-
Si hay riesgos de Cont. Por C. Botulinum y M.O. muy termo resistentes se podría aplicar procesos de esterilización de 12 D. (con alto deterioro de calidad)
Lo normal para compatibilizar la calidad en general, es aplicar 5D a 8 D. Los C. Botulinum tienen resistencia térmica no demasiado alta.La carga inicial debe mantenerse lo más baja posible para permitir tratamientos menos enérgicos y preservar la calidad organoléptica.-El escaldado y el manejo higiénico a lo largo de todo el proceso permiten procesos de esterilización moderados.-
Se previenen los problemas en el mercado, muestreando el 1 a 2 % de los envases e incubándolos.-
Para determinar el tiempo de tratamiento en la esterilidad comercial se requiere saber la velocidad de penetración del calor en el envase durante el tratamiento térmico.
Velocidad de Penetración del Calor
El calor se transmite desde el vapor al agua y al alimento.
Los coeficientes de transmisión de calor por convección son elevados y no limitan el paso del calor.
ƒÜOtros factores influyen de manera importante (en la velocidad de penetración del calor),
1.Tipo de Producto: Los alimentos líquidos (convección) se calientan más rápido que los sólidos y pastosos (conducción)
2.Tamaño del envase, la transferencia de calor al centro del producto se alcanza más rápido en los envases de menor tamaño.3.Agitación del envase, en los alimentos semi-sólidos o viscosos, se logra mejorar la Transf. De calor, invirtiendo el envase o sometiéndolo a agitación axial.
Velocidad de Penetración del Calor(Alimentos envasados): Temperatura del Autoclave, un salto térmico más alto aumenta la velocidad de transferencia del calor.
5. Forma del Envase, los envases más altos favorecen el paso del calor por convección.-
6. Tipo de envase, la conductividad térmica de los materiales es muy distinta entre sí: envases metálicos mucho más alta que en vidrio o plástico.-
Gráfica de Penetración del Calor : La velocidad de penetración del calor se mide poniendo un sensor de TºC en el centro térmico del envase (punto más frío) y registrando la temperatura a lo largo del proceso (curva Tº C v/s Tiempo).
Cilindros, centro térmico=centro geométrico, y varía de si es por convección o conducción.-
Se obtienen de las mediciones curvas típicas como la indicada.
Los cambios bruscos de la curva se deben a los cambios de convección a conducción al producirse una aumento de la viscosidad con el calor.
Cálculo del Tiempo de Esterilización Método de la Fórmula :
Método rápido para el cálculo del tiempo de esterilización a distintas temperaturas de tratamiento y tamaños de envases.
ƒÜDesventaja del método: requiere asumir las características del proceso de calentamiento.
ĆHay que construir una curva de calentamiento.
ƒÜSe usa la siguiente fórmula:B = fnlog (jhIh/g)
B: Tiempo de calentamiento
fn: minutos, tiempo en que la gráfica de penetración de calor atraviesa un
Ciclo logarítmico
jh:
hallar la temperatura pseudo inicial del producto que es ?pih.
Valor F para determinar eficacia de la Esterilización F representa una combinación tiempo/temperaturarecibida por el alimento.
ƒÜTiene un sub-índice que indica la temperatura del autoclave durante el tratamiento y el valor z del M.O. que se está tratando.Ejemplo F10115es un proceso de Esterilización a 115 ºC para un M.O. que tiene un valor z de 10 ºC.-Z es la Temperatura adicional para reducir a la décima parte D (el tiempo de reducción decimal).F también es el tiempo necesario de tratamiento para reducir el Nº de M.O. en un múltiplo equivalente a D.
UHT: El rango efectivo del proceso de UHT se mide por dos parámetros
B* : Efecto Bacteriológico
C* : Efecto Químico
B* se basa en la suposición que se alcanza la esterilidad a 135 oC, por 10,1 seg y z=10,5 oC.
B = 1 ; significa una reducción de esporas termofílicas de 109por unidad que sobrevive.
C = Está basado en las condiciones para destrucciòn de 3 % de la Tiamina por unidad.
Corresponde a 135 oC por 30,5 seg y z= 31,4 oC.
Esterilización depende de:
Combinación Tiempo-Temperatura
Resistencia al calor de las esporas
Del Producto sometido a esterilización
Productos Larga Vida
Reducción Logarítmica de Esporas.
El efecto letal se puede expresar matemáticamente, como una función logarítmica.
K x t = log N / NtN : Node m.o. iniciales (esporas)Nt : Node m.o. remanentesK : Constantet : tiempo de tratamiento
Expresión numérica de la Esterilización
Log 109-Log 100= 9 -0 = 9
Efecto de esterilización igual a 9 significa que de 109
que había antes del tratamiento, sólo 1 sobrevive.