AUTOCLAVE Y TRATAMIENTO TÉRMICO EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
AUTOCLAVE Y TRATAMIENTO TÉRMICO EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA
I. INTRODUCCIÓN Cuando los alimentos son almacenados durante tiempo, es muy probable que ocurran cambios en sus propiedades organolépticas producto de la acción de microorganismos que se desarrollan y se reproducen en el producto. Esto se debe a diversos factores, siendo probablemente la temperatura el factor más importante en el desarrollo microbiano. Este desarrollo microbiano es posible entre alrededor de -8 y hasta 90 °C. Cualquier temperatura por encima del rango de crecimiento y desarrollo de un microorganismo determinado resulta fatal para el mismo. Por ello la importancia de utilizar tratamientos térmicos para la preservación de alimentos se fundamenta en que según sea el tratamiento utilizado, el tipo y las condiciones del producto, se llega a impedir el crecimiento de los microorganismos que resultan perjudiciales para el consumidor.
II. MARCO TEORICO 1. Autoclave Inventado por Charles Chamberland en 1879, el autoclave es un equipo que permite trabajar a alta presión para realizar esterilización mediante tratamiento térmico con vapor de agua. Se basa en un principio de física básico: a mayor presión, mayor punto de ebullición. Esto es, que permite trabajar con agua a temperaturas superiores a su punto de ebullición. Figura #1: autoclave industrial
2. Tratamiento térmico de los alimentos En la industria de alimentos se utiliza tratamiento térmico para la conservación de los alimentos que serán almacenados durante determinado tiempo, principalmente productos enlatados. Se expone la carga a temperaturas elevadas (entre 100 y 130 °C) con la finalidad de alargar el tiempo entre la producción y el consumo por parte del cliente de forma segura, esto es posible ya que estas temperaturas resultan perjudiciales al desarrollo microbiano.
2.1. Eficacia del tratamiento La eficiencia de un tratamiento térmico está determinado por: -
Temperatura y presión de trabajo
-
Acidez del alimento
-
Forma del alimento
2.2. Objetivo de tratamiento térmico Un tratamiento térmico tiene por objeto prolongar la vida útil del producto con temperaturas superiores a las que se desarrollan los microorganismos, causando su muerte o provocando lesiones subletales que no permiten a los microbios reproducirse.
2.3. Tipos de tratamiento térmico Cuando se trata de alargar la vida útil de un alimento, se puede recurrir a la pasteurización o a la esterilización. a) Pasteurización Es un proceso térmico para reducir agentes patógenos ya que permite una “esterilización parcial” de los alimentos, esto es, que a diferencia de la
esterilización, la pasteurización no destruye las esporas d los microorganismos. El objetivo de la pasteurización es la reducción sustancial de poblaciones de agentes patógenos hasta niveles que no resulten perjudiciales para los seres humanos.
b) Esterilización Tratamiento donde los alimentos son calentados a una temperatura suficientemente elevada durante un tiempo determinado como para destruir en ellos la actividad microbiana y enzimática.
3. Clostridium Botulinum Esta bacteria se desarrolla en condiciones de poco oxígeno y sus esporas pueden sobrevivir en la mayoría de los ambientes, permaneciendo en estado latente hasta que encuentran condiciones que permitan su desarrollo, por lo que un alimento envasado o enlatado le proporciona el medio adecuado para reproducirse si no es tratado adecuadamente. Estas bacterias producen endosporas al detectar ambientes desfavorables, estas endosporas les permite resistir el calor. Las esporas son más resistentes al calor, resisten 105º durante 10 minutos, su temperatura óptima se encuentre de 25-35ºC y un pH óptimo de 4,6 - 8 para la célula vegetativa. Para impedir el desarrollo del clostridium botulinum se suele acidular el producto hasta llegar a un pH menor a 4.6 y exponerlo durante el tiempo necesario a una temperatura no menor a 100 °C. Imagen #2: clostridium botulinum
III. DESARROLLO 1. Proceso de conservación en Planta 3 En planta 3 actualmente se elabora conservas de pimiento morrón en sus variadas presentaciones y para su conservación se emplea el proceso de pasteurización. Para ello los el producto debe tener pH entre 3.8 a 4.2. Además se controla el tiempo del proceso y la presión del autoclave. Cuadro N°1: Proceso de pasteurización de conservas de pimiento morrón. Formatos Indicador
370 cilíndrico
V720
250
4oz
Gal A-
Gal A-
10
8
Temperatura (°C)
105
105
105
105
101
101
Presión (bar)
1.2
1.2
1.2
1.2
0.8
0.8
19
19
19
19
19
19
10
10
10
10
22
15
23
23
23
23
25
25
Tiempo
de
calentamiento (min) Tiempo
de
Pasteurizado (min) Tiempo de enfriamiento (min)
Gráfico #1: ciclo de pasteurización
Funcionamiento El agua se encuentra inicialmente en un depósito llamado domo superior, que tiene 3.5 m3 de capacidad y se encuentra en una posición elevada con el fin que el agua baje por su propio peso hasta la cámara del autoclave a través de la válvula de llenado. En este momento empieza la etapa de calentamiento, en la cual la válvula de purga permanece abierta permitiendo al aire caliente fluir al exterior, cerrándose una vez alcanzados los 100 °C y la presión comienza a subir hasta alcanzar la presión de 1.2 o 0.8 bar en el manómetro según sea el tipo de producto a pasteurizar. Una vez alcanzada la temperatura deseada (101 o 105°C) se regulariza la fuente de calor. Existen tuberías a lo largo de la autoclave por las cuales el vapor recircula para mantener la temperatura y para homogeneizar el medio se inyecta también aire. Transcurrido el tiempo de pasteurizado viene la etapa de enfriamiento en la cual se introduce agua fría en la autoclave con la finalidad que el agua caliente, por ser más liviana que el agua fría sea empujada hacia arriba, regresando al domo superior por la misma válvula por la que entró a la cámara. Finalizado el tiempo de enfriamiento el agua de la autoclave es drenada y regresa a la zona de tratamiento donde es enfriada nuevamente.
Componentes
Domo superior: recipiente en el cual se almacena el agua caliente que conecta con la cámara de la autoclave a través de la válvula de llenado. Tiene una capacidad de 3500 l.
Autoclave: es el equipo resistente a la presión de trabajo, cuenta con una cámara en la cual se introduce la carga a tratar. Tiene un mecanismo de cerradura con tornillos y una junta para evitar escapes entre la cámara y la tapa.
Válvula de control de presión: regula el nivel de vapor deseado, permitiendo la salida de cierta cantidad de vapor de ser necesario.
Válvula de seguridad: se utiliza en caso que la válvula de control averíe o no funcione bien, ya que en este caso no habría escape de vapor y éste podría subir tanto que podría explosionar. Por ello la válvula de seguridad permitiría el escape de vapor en caso de algún desperfecto.
Válvula de Purga: sirve para dejar salir el aire que está en el interior del autoclave.
