246315973 Practica 4 Curva de Congelacion Aguaymanto

DETERMINACIÓN DE CURVAS DE CONGELACIÓN DE ALIMENTOS Y ESTIMACIÓN DE TIEMPO DE CONGELACIÓN Y DESCONGELACIÓN

REFRIGERACIÓN Y CONGELACIÓN DE LOS PAI

IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES

A continuación presentamos las temperaturas tanto del aguaymanto y del medio de congelación (°C) para determinar la curva de congelación del mismo. Cuadro 1. Datos para la determinación de la curva de congelación de aguaymanto

Tiempo (min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

Tiempo

Temperatura (°C) Aguaymanto Medio 17.9

-19.4

14.4

-19.8

11.8

-20.1

9.2

-20.6

6.7

-20.8

4.4

-21.2

2.2

-21.5

-0.4

-21.9

-1.1

-22.1

-2.6

-22.3

-2.5

-22.3

-2.2

-22.4

-2.2 -2.2

-22.2 -21.7

-2.1

-21.4

-2.1

-21.3

-2.0

-21.1

-2.0

-20.8

-1.9

-20.5

-1.8

-20.1

-1.8

-19.8

-1.8

-19.3

-1.8

-18.9

-1.8

-18.5

-1.7

-18.0

-1.7

-17.5

-1.5

-16.9

-1.5

-16.3

-1.6

-15.7

-1.7

-15.1

Temperatura (°C)

INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

Tiempo (min) 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Tiempo

Temperatura (°C) Aguaymanto Medio -5.0

-12.3

-5.2

-12.9

-5.2

-13.3

-5.3

-14.0

-5.5

-14.2

-5.6

-14.6

-5.9

-15.1

-6.2

-15.3

-6.3

-15.6

-6.4

-16.0

-6.6

-16.4

-6.8

-16.7

-7.0

-16.8

-7.2

-17.1

-7.4

-17.5

-7.7

-17.7

-7.9

-18.0

-8.1

-18.2

-8.4

-18.4

-8.8

-18.6

-9.2

-18.9

-9.6

-19.2

-10.1

-19.4

-10.7

-19.4

-11.2

-19.7

-11.7

-19.8

-12.2

-20.0

-12.7

-20.2

-13.7

-20.7

-14.8

-20.9

Temperatura (°C) 1

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(min)

Aguaymanto

Medio

(min)

Aguaymanto

Medio

30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

-1.7

-14.5

-15.1

-21.0

-1.8

-13.8

-15.6

-21.0

-1.8

-13.0

-16.1

-21.2

-1.8

-12.1

-16.7

-21.3

-1.9

-11.0

-17.1

-21.4

-1.9

-10.2

-17.6

-21.6

-2.0

-9.2

-18.1

-21.7

-2.0

-8.3

-18.5

-21.7

-2.0

-7.5

-19.1

-22.0

-2.0

-6.7

-19.4

-22.0

-2.0

-5.9

-19.7

-22.1

-2.0

-5.3

-20.1

-22.3

-2.0

-4.9

-20.3

-22.4

-2.0

-4.5

-20.7

-22.4

-2.2

-4.3

-20.9

-22.5

-2.5

-4.0

-21.1

-22.6

-2.8

-1.9

-21.3

-22.6

-3.0

-2.6

-21.7

-22.7

-3.2

-3.4

-21.8

-22.7

-3.3

-4.5

-22.0

-22.8

-3.6

-5.4

-22.1

-22.8

-3.8

-6.2

-22.3

-22.8

-4.1

-7.0

-22.4

-22.9

-4.3

-7.7

-22.4

-23.0

-4.4

-8.5

-22.7

-23.1

-4.5

-9.1

-22.8

-23.2

-4.5

-9.7

-22.9

-23.3

-4.7

-10.5

-23.1

-23.3

-4.8

-10.5

-23.2

-23.4

-4.8

-11.3

-23.3

-23.5

-5.0

-12.1

91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

-23.5

-23.5







CURVA DE CONGELACIÓN DEL AGUYMANTO 20 15 10

) 5 C ° ( A 0 R U T A -5 R E P -10 M E T -15

0

20

40

60

80

10 0

12 0

14 0

-20 -25 -30

TIEMPO (min)

Figura 1. Curva de congelación del aguaymanto.

Las curvas de congelación obtenidas en la práctica tienen el parecido con la estructura teórica de una curva de congelación para alimentos (ver Figura 7 en Anexos) como muestra Lewis (1993). La existencia de solutos disueltos hace que la curva de congelación tenga esta estructura determinada.

Observamos en la Figura 1 la curva de congelación del aguaymanto, podemos notar que tenía una temperatura aproximada de 18 °C al momento de colocarlo en la cámara de congelación.

Lewis (1993) indica que el tiempo efectivo de congelación viene definido como el tiempo requerido para reducir la temperatura del punto de enfriamiento desde la temperatura ambiente hasta – hasta – 15 15 °C. Esto depende del tamaño y de la naturaleza del producto, así como







congelación lenta, de tal manera que se puedan observar las etapas del proceso de congelación.

En las curvas de congelación del néctar se puede observar claramente las etapas de la congelación. De 1- 2 se produce la liberación liberación del calor sensible por lo lo que la temperatura disminuye uniformemente uniformemente por debajo de 0 °C. El punto 2 nos muestra la etapa de sobreeenfriamiento. De 2 – 3 se produce un calentamiento debido a la liberación de calor de los núcleos formados es por ello que se ve un incremento de la la temperatura. El punto 3 corresponde a la temperatura de inicio de congelación; la temperatura no permanece constante del punto 3 – 4, por que a medida que se forman los cristales de hielo se va concentrando los solutos en solución lo que origina una depresión continua de la temperatura de congelación (Gruda, 1986).

Lewis (1993) menciona que los sólidos ocasionan que la temperatura de congelación sea menor a 0ºC, esto se corrobora con lo observado Figura 1, siendo el descenso en la temperatura de congelación proporcional a la concentración de sólidos en el alimento.

El punto de congelación de un alimento es aquella temperatura en la que coexisten, en equilibrio, el agua y pequeños cristales de hielo. El punto de congelación de un alimento es más bajo que el del agua pura, debido a la la presencia de solutos disueltos. Muchos alimentos comienzan a congelar a una temperatura por debajo de -1°C (Fellows, 1994). En el caso de frutas, Fellows (1994) menciona que la temperatura de inicio de congelación está en el rango de – de – 0.9 0.9 a -2.7 °C (ver Cuadro 1 en Anexos).

Según lo menciona Lewis (1993) las temperaturas eutécticas para alimentos están normalmente por debajo de -30 -30 °C. Para fines prácticos, muchos alimentos se consideran congelados a -15 °C, temperatura a la que entre el 90% y el 95% del agua presente estará







A continuación procederemos a determinar el tiempo de congelación del aguaymanto mediante el modelo de plank, los datos para los cálculos se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 2. Datos para la determinación del tiempo de congelación del aguaymanto Datos del Aguaymanto congelado Densidad del aguaymanto congelado (Kg/m3)

1055.27

Calor latente de fusión del aguaymanto aguay manto (J/Kg)

268000

Coeficiente convectivo (W/m2°C)

38.5

Conductividad térmica del aguaymanto congelado (W/m°C)

1.972

Temperatura de congelación (°C)

-19.4

Temperatura del medio de congelación (°C)

-23.5

Diámetro del aguaymanto (m)

0.015

′′ 

′  ′      =  − ∞  ℎ +  

0.166666667 0.041666667

268000     ⁄  ⁄  1055. 2 7  268000  0. 1 67×0. 0 15 0. 0 417×0. 0 15  =  −19.4°−23.5°   25⁄° + 1.972⁄°   = . .  = . .  = . .






Datos del Aguaymanto Densidad del aguaymanto congelado (Kg/m3) Calor latente de fusión del aguaymanto (J/Kg) Coeficiente convectivo (W/m2°C) Conductividad térmica del aguaymanto congelado (W/m°C) Temperatura de congelación (°C) Temperatura del medio de congelación (°C) Temperatura final en el centro (°C) Temperatura inicial (°C) Diámetro del aguaymanto

′′ 

Calor específico del material no congelado (KJ/kg°C) Calor específico del material congelado (KJ/kg°C)




1055.27 268000 38.5 1.972 -19.4 -23.5 -2.8 17.9 0.015 0.166666667 0.041666667 3.562614 1.709254063

A continuación procedemos a calcular el nuevo calor latente de fusión mediante Nagaoka

′ = 1+0.00445 − [ −  +  +  ×  − ] ′ = 1+0.00445×17.9+2.8 1+0.00445×17.9+2.83. 3.562614×17.9+2.8+268000 +1.709254063 × −2.8+19.4 ′ = ./

′  ′      =  − ∞  ℎ +  

404.213⁄  0.167×0.015 0.0417×0.015   ⁄ 1055. 2 7   =  −19. −19.4° − −23. −23.5°   38.5⁄° + 1.972⁄°   = ..  = . .  = . .









Tabla 4. Datos de la densidad y calor c alor específico del aguymanto antes y después despu és de congelación Datos del aguaymanto Densidad del aguaymanto sin congelar (Kg/m3)

1910.24

Densidad del aguaymanto congelado (kg/m3)

1055.27

Calor específico del aguaymanto sin congelar (KJ/Kg°C)

3.562614

Calor específico del aguaymanto congelado (KJ/Kg°C)

1.709254063

Procedemos a determinar la temperatura media de congelación:

 = 1.8 1.8++ 0.263×−2.8° + 0.105×−23.5°   = −. Procedemos a calcular el cambio entálpico volumétrico ΔH 1, en el periodo de enfriamiento:

 = ( − )  = 1910.24⁄ ×3.562614 ⁄° × 17.9+1.4039 039°  = ⁄ Procedemos a calcular el cambio entálpico volumétrico (J/m3) ΔH2,durante el cambio de fase y periodo de postenfriamiento:

 = [ + ( − )] ∆






Se conoce que el factor forma para una esfera infinita es:


  = 

Finalmente procedemos a determinar el tiempo de congelación, mediante la ecuación:

 = ℎ ∆∆ + ∆∆1+ 2  285330539.8⁄   ⁄  ⁄ 0. 0 15 2  131371683. 2    = 3×25⁄°  31.74805° + 22.0961° 1+ 0.095081136 2   = . .  .  = .   = . .   .. V. CONCLUSIONES

VI.

BIBLIOGRAFIA



FELLOWS, P. 1994. Tecnología del procesado de los alimentos: Principios y prácticas. Editorial Acribia. Acribia. Zaragoza, España.






VII.


ANEXOS

Cuadro 1: Contenido de agua y temperaturas de congelación de diversos alimentos Alimento

Contenido en agua (%)

Temperatura de congelación (°C)

Verduras

78 - 79

-0.8 a -2.8

Frutas

87 – 95 95

-0.9 a -2.7

Carne

55 – 70 70

-1.7 a -2.2

Pescado

65 – 81 81

-0.6 a -2.0

Leche

87

-0.5

Huevos

74

-0.5

Fuente: Fellows (1994) Figura 7: Curva de congelación para un alimento







246315973 Practica 4 Curva de Congelacion Aguaymanto

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