Problemas de esterilización térmica (2010-11)
Problema 1
(1a. convocatoria 97-98)
Se desea esterilizar un alimento envasado. Como objetivo de la esterilización se desean lograr 12 reducciones logarítmicas de una variedad de Clostridium botulinum de botulinum de z = 6.7 ºC y 121 = !.26 min. "a curva de #enetración de calor en el centro del envase es la siguiente$ T (ºC) 115
50 40
0
30
40
70
T (min)
%&s su'iciente el tiem#o de tratamiento( %&n cuanto )abría *ue cambiar el tiem#o en *ue se mantiene la tem#eratura a 11+ ºC #ara lograr las 12 reducciones logarítmicas( Problema 2
(2a. convocatoria 97-98)
Se desea esterilizar un alimento envasado. Como objetivo de la esterilización se desean lograr 1! reduccione reduccioness logarítmica logarítmicass de C. hastae de hastae de z = 6.+ ºC y 121 = !.,1 min. "a curva de #enetración de calor en el centro del envase es la siguiente$ T (ºC) 115
53 49
0
22
54
68
T (min)
%&s su'iciente el tiem#o de tratamiento( %&n cuanto )abría *ue cambiar el tiem#o en *ue se mantiene la tem#eratura a 11+ ºC #ara lograr las 12 reducciones logarítmicas( Problema 3
Se somete un #roducto a una esterilización t-rmica en escalones segn la siguiente tabla$ t /min0 /ºC0
! 77
, 3+
7 11!
1! 12
eterminar$
a) 45 121.15 &a5 ! b) al 'inal de cada eta#a de tem#eratura constante c) 8alores de " y n de todo el tratamiento t-rmico 1
12 12!
1+ 3!
1.+ 2!
atos$ &l microorganismo m9s termorresistente #resenta$ 11! = 13.26 min: 12+ = !.1+ min y ! = 2.+;1!6 u'c
na esterilización en autoclave re*uiere el siguiente es*uema$
1. &ta#a de calentamiento regulable /se #uede variar la #endiente0 lineal 2. >antenimiento a 12+ ºC durante 2 minutos 3. &n'riamiento t /min0 /ºC0
1 12!
2 11.+
, 1!2.+
? 3!
+ +!
atos$ ! = +! ºC5 11+ = 21. min5 11 = min5 126 = !.6 min Calcular$
a) Curva = '/t0 b) &a5 !5 4 c) Curva " = '/a05 donde a es el 9ngulo de la #endiente de calentamiento d) Curva iem#o total del #roceso /min0 = '/a0 e) @ara n = +5 determinar a. uración total del #roceso en este caso. f) Si ! = 1!+ u'c5 cuantos sobrevivir9n si a= ?+ º Problema 5
&l Sr. Aarru'et5 magnate y #residente de uno de los #rinci#ales holdings del sector agroalimentario5 tuvo a bien recibir el aBo #asado a los alumnos de la "C de la d". "a rece#ción tuvo lugar en una de sus '9bricas5 concretamente la dedicada a conservas vegetales de 8erd. &ntre los diversos #roductos allí elaborados5 destacan las conservas de las setas autóctonas de la zona / Bolletus terrafermae5 D.05 cuya eE*uisitez no tiene #arangón. &stando en la sala de autoclaves5 comentaba airadamente nuestro an'itrión las vicisitudes #or las *ue #asó un licenciado en ciencia y tecnología de alimentos *ue contrató FeE #ro'esoG )asta establecer el #rograma de esterilización de las citadas setas. /"o *ue se le olvidó comentar 'ue *ue lo des#idió una vez tuvo conocimiento de los baremos de esterilización a a#licar al #roducto y de sus #retensiones económicas0. ic)o #rograma conseguía la esterilidad comercial #erseguida y era el *ue se estaba a#licando en los autoclaves durante la visita a las instalaciones. &n líneas generales HH decía orgulloso el Sr. Aarru'et HH consiste en introducir los botes de las setas a una tem#eratura de 6! ºC /en el #unto crítico0 en el autoclave y elevar la tem#eratura linealmente mediante la inserción de va#or )asta 12+ ºC. na vez alcanzado este valor5 se mantiene constante durante ? minutos. continuación5 se en'ría linealmente a contra#resión )asta unos 6! ºC. &n de'initiva5 se consigue un I ! total de 1,.+ min. "a 'ase de calentamiento y en'riamiento re#resentan un 2 y un 1 J del valor anterior. Con estas y otras dis*uisiciones estaba nuestro #ersonaje cuando5 de #ronto5 se dis#aró la )orrísona alarma de uno de los autoclaves. odo el gru#o visitante y #ersonal laboral #róEimo al lugar del incidente5 #recedidos #or un asustado y algo contrariado #residente del holding 5 corrimos en tro#el )acia a*uel autoclave a ver *ue ocurría. H KKLue vengan los de mantenimientoMM H gritó con autoridad el Sr. Aarru'et. l instante llegaron /asombroso0.
2
Se )abía #roducido eEactamente al minuto de iniciarse el #rograma de esterilización5 una 'uga de va#or en la junta entre la conducción del 'luido cale'actor y el #ro#io autoclave. >ientras se re#araba la avería5 nervioso5 y sin duda recordando en *u- mala)ora no accedió a las condiciones del t-cnico *ue des#idió5 casi sollozando5 el Sr. Aarru'et decía$ H %N *u- )aremos a)ora( unca me )abía #asado esto. "os de mantenimiento me arreglan el esca#e r9#ido HH #or la cuenta *ue les traía HH5 #ero %cómo acabo des#u-s de la avería el #rograma de esterilización( %@odrían ayudarme( Contrato 'ijo a uno de estas c)icas o c)icos5 si me dicen *ue debo )acer. aturalmente su#ieron *u- )abía *ue )acer. Se 'ueron al registrador de la tem#eratura y anotaron los siguientes datos corres#ondientes al #eríodo de avería5 justo entre el #rimer minuto del #rograma inicial y el momento en *ue la tem#eratura em#ezó a subir otra vez linealmente5 segn el #rograma normal$ t /min0 ! !.+ 1.! 1.+ 2.! 2.+ ,.! ,.+
/ºC0 %( 111.+ 11+.! 116.+ 117.! 117.+ 117.! 116.+
t /min0 /ºC0 ?.! 11+.! ?.+ 112.+ +.! 1!7.+ +.+ 1!!.! 6.! 37.+ 6.+ 36.! 7.! 3+., 7.+ 3+.! .! 3+.! Con esta in'ormación y la a#ortada inicialmente #or el Sr. Aarru'et 'ueron ca#aces de$
a) Calcular 45 ' )5 ' c5 tem#eratura en el #unto crítico en el momento de iniciarse la avería b) razar la curva de #enetración de calor en el #unto crítico del #rograma normal de trabajo5 así como evaluar el valor letal de cada una de las zonas. c) Oacer lo mismo #ero #ara a*uella azarosa #artida y garantizando el mismo grado de esterilidad *ue se conseguía en el caso anterior. &#ílogo$ Como todos los alumnos 'ueron ca#aces de resolver el #roblema #lanteado #or el Sr. Aarru'et5 al 'inal tuvieron *ue decidir *ui-n se *uedaba a #iedra5 #a#el o tijera. "a 'ortuna y la intercesión del santo local )icieron justicia con el em#ollón del gru#o 5 @ere Clever5 *uien me imagino continua en la em#resa todavía5 si el Sr. Aarru'et no )a su'rido un nuevo acceso de racanería. Problema 6
"a con'erencia del #ro'esor de @rocesos sobre conservas vegetales )abía sido muy aburrida5 #ero las #reguntas de una de las seBoras del #blico te )icieron reaccionar. "a seBora en cuestión /a05 una pagesa de toda la vida5 dijo *ue la con'erencia era muy interesante5 #ero *ue5 a ella5 lo *ue le #reocu#aba era *ue los botes de conserva *ue 'abricaba le salieran todos bien5 la mayoría de las veces5 #ero de vez en cuando algunos le salían de'ectuosos. "a seBora eE#licó *ue #onía los botes5 inicialmente a 2+ ºC5 en un baBo maría cuando el agua entraba en ebullición5 y los dejaba durante ,! minutos. &ntonces los sacaba y en'riaba con un c)orro de agua 'ría )asta unos 2+ ºC. Sie m#re lo )acía igual. F&sta situación la conocemos muy bienG5 eE#licó el #ro'esor. F"o )emos estudiado y sabemos *ue con los envases *ue utilizan ustedes5 el contenido se calienta y se en'ría segn la ley siguienteG. &nseBó la trans#arencia nmero 1. F&sto consume #arte de los ,! minutos. &l resto del tiem#o #odemos asumir *ue el contenido del envase est95 e'ectivamente5 a la misma tem#eratura *ue el agua en ebullición. &sto es lo *ue )ace *ue su #roducto se conserve. @ero si los resultados son tan di'erentes es *ue algo )a 'allado. %@uede decirme usted si )a observado alguna cosa es#ecial cuando )a 'abricado las conservas *ue se le deterioran( %@uede ser *ue las 'abri*ue los días de lluvia /10( Na sabe *ue cuando llueve suele )aber bajas #resiones5 y *ue el agua )ierve a tem#eratura m9s baja: #or este motivo el tratamiento t-rmico *ue realiza usted no siem#re es igualG. "a seBora no estaba segura si ,
esta era la causa5 #ero dijo *ue #udiera ser5 *ue *uiz9s 'abricaba las conservas de'ectuosas los días de lluviaP F%"o ve(G5 dijo el #ro'esor. F ebería )acerlas sólo los días *ue )aya anticiclón /20. N5 #ara acabar5 les mostrar- #or curiosidad5 como reacciona el microorganismo res#onsable de estas alteraciones con el calorG. @uso la trans#arencia nmero 2. Qtra seBora /A0 dijo *ue era mejor dejarse de #uBetas5 *ue lo *ue ella )acía siem#re era aBadir sal al agua )asta *ue5 termómetro en mano5 )ervía a 11! ºC5 y entonces #onía los botes durante ,! minutos. @ensaste *ue seguramente esta seBora era m9s #rudente5 #ero no te convencía la eE#licación del #ro'esor. @arecía *ue las oscilaciones de #resión atmos'-rica no daban lugar a cambios tan evidentes. e #ro#usiste calcularlo. Oiciste una bs*ueda de *ue oscilaciones de #resión #odían tener lugar5 y a *u- tem#eratura )ervía el agua a estas #resiones. e &ncontraste con el cuadro siguiente$ Situación nticiclón ormal Aorrasca
@resión /mbar0 1!,! 1!1, 36!
ebullición del agua /ºC0 1!!.? 1!!.! 3.+
Contenido de la rans#arencia 1$ Iunción
Contenido de la rans#arencia 2$ >icroorganismo de re'erencia @oblación en u'c<1!! ml t /min0T /ºC0
3+
1!!
1!+
!
1!!!!!!
1!!!!!!
1!!!!!!
1+
16!!!
+!!!!
2+!!!!
,!
666!!!
,?+!!!
6,!!!
Contestar a las siguientes #reguntas$ a) Com#arar5 mediante c9lculos5 la reducción de microorganismos #roducida en los tras casos eE#uestos /15 25 A0
b) %Crees *ue la variación #roducida #or la oscilación de la #resión atmos'-rica justi'ica el aumento de botes alterados( c) %Crees *ue el m-todo de la seBora A es signi'icativamente m9s e'ectivo *ue el de la seBora ( %@or *u-( d) &E#oner alguna )i#ótesis alternativa *ue #ueda eE#licar las di'erencias *ue encuentra las seBora . Problema 7
?
&res el t-cnico de #roducción de I&U&S5 'amosa #or sus #at-s de todo ti#o5 comercializados en envases de lata de +! y +! g. Con intención de ajustar el 'uncionamiento de uno de los sistemas de esterilización en una línea de #roducción5 encargaste a un laboratorio eEterno unas #ruebas de destrucción t-rmica del microorganismo m9s termorresistente #resente en una serie de muestras del #roducto. &l laboratorio te )abía #ro#orcionado todas las características de los #ar9metros de termorresistencia5 #ero desgraciadamente un t-cnico del laboratorio )a derramado 9cido sul'rico concentrado sobre el in'orme5 *ue se )a desintegrado a eEce#ción del 'ragmento siguiente5 *ue )as #odido recu#erar$
FIec)a$ ? de octubre de 1333 >uestra$ @ro#orcionada #or I&U&S /re'. ,7<330
Vesultados 11! = ,6.+ min 11 = .+ min 127 = 36 s ota$ em#eraturas en ºCG
&n este momento llega un analista del laboratorio de la #ro#ia '9brica5 con un in'orme sobre la contaminación inicial de la #asta de #at-5 *ue da 1!6 u'c
a) Si se #retende lograr una contaminación 'inal de 1! H+ u'c
I&U&S acaba de vender su antiguo autoclave discontinuo *ue tenía #ara los envases de +! g y se acaba de com#rar uno nuevo. "os o#erarios est9n dis#uestos a esterilizar un lote de #roducto con el nuevo e*ui#o y le #rograman la misma secuencia *ue utilizaban antes$ el #roducto5 *ue inicialmente se encuentra a 6! ºC5 subía linealmente )asta 12+ ºC en 6 minutos: se mantenía a esta tem#eratura durante 1? minutos y des#u-s se en'riaba5 tambi-n linealmente5 )asta los 6! ºC en minutos. 8as corriendo a avisarles5 #or*ue sos#ec)as *ue con el nuevo autoclave el ciclo de calentamientoH en'riamiento no coincide con el antiguo. &'ectivamente5 miras el cat9logo de la em#resa suministradora y te das cuenta de *ue son di'erentes5 ya *ue sus características son las *ue se eE#onen en el siguiente 'ragmento del cat9logo$
FQC"D5 S.. Características de uso del modelo VW>>&V /establecidas #ara envases de +! g: ensayo con #at-0 •
•
t /min0 /ºC0
Fase de calentamiento$ se logra #asar de 6! ºC a 12+ ºC en ? minutos. "a curva de #enetración de calor t< se ajusta a la siguiente 'órmula em#írica /v9lida #ara ?+ ºC X X 1++ºC: en ºC5 t en minutos0$ = 127.6+/1HeE#/H!./tR!.7,000 Fase de enfriamiento$ "as #ruebas realizadas comenzando a 12+ ºC dan la siguiente relación t<$ 1 1!+
2 3!
, !
? 72
+ 6?
+
6 6!G
Si las tem#eraturas inicial y 'inal y la de la 'ase de mantenimiento del #roducto5 son las mismas *ue se utilizaban con el autoclave anterior5 determinar el tiem#o *ue debe durar a)ora la 'ase de mantenimiento #ara *ue el tratamiento t-rmico sea e*uivalente. ota$ odas las tem#eraturas son re'eridas al #unto crítico del envase. &l microorganismo de re'erencia es el mismo *ue en el #roblema anterior. Problema 9
(1ª prueba curso 99-00)
&l sr. Aarru'et tras un #ro'undo estudio del mercado )a decidido *ue el 'uturo de su em#resa est9 en la 'abricación de #roductos dirigidos a de#ortistas. @ara ello en la #lanta #iloto est9 desarrollando un nuevo #roducto dirigido a ese mercado. &ste #roducto consiste en una bebida basada en clara de )uevo Ydebido su alto contenido #roteicoY5 en 'ibra de 'rutas y una serie de aditivos autorizados$ estabilizantes5 aromatizantes y colorantes. &l sr. Aarru'et cree *ue lograr9 un buen resultado de ventas basado en una buena cam#aBa #ublicitaria y en el uso de un ingrediente secreto *ue marcar9 la di'erencia con el resto de com#etidores$ la musculina. &sta es una )ormona eEtraída de una es#ecie de mono tro#ical *ue #rovoca un aumento eEagerado de la masa muscular. @ara ser e'ectiva la musculina debe estar #resente en la bebida en una concentración de 1+ ##m. "a bebida se #resentar9 en botes de 1+! g. &l sr. Aarru'et te )a contratado como estudiante en #r9cticas /ya *ue así le sale m9s barato0 #ara *ue diseBes la o#eración de esterilización t-rmica de este nuevo #roducto. u nuevo je'e #iensa *ue lo mejor es utilizar los autoclaves discontinuos ya eEistentes. &stos autoclaves #ermiten realizar un calentamiento lineal a una velocidad de ºC
i) el #roducto es as*ueroso /esto5 en realidad5 no lo dices solo lo #iensas0 ii) no est9s de acuerdo con *ue lo mejor sea realizar la o#eración a baja tem#eratura iii) lo mejor sería com#rar un e*ui#o de esterilización en continuo O de las siguientes características$ Calentamiento iem#o /s0 em#eratura /ºC0 ! 3 !.1 1!? !.2 111 !., 127 !.? 1,+ !.+ 1, !.6 1?!
Enfriamiento iem#o /s0 em#eratura /ºC0 ! 1?! !.1 127 !.2 11? !., 1!6 !., 3?
na vez realizada ya solo *uedaría el realizar un envasado as-#tico. Como consecuencia el sr. Aarru'et *uiere *ue le #resentes un in'orme con la res#uesta a las siguientes #reguntas$
a) ar los tiem#os de mantenimiento #ara cada una de los #rocesos$ los #ro#uestos #or el sr. Aarru'et /esterilizar con los autoclaves a 11+ ºC o a 127 ºC0 y el #roceso O. b) Zusti'icar5 mediante c9lculos5 cu9l es el mejor de los tres #rocesos #ara esterilizar el #roducto en cuestión. c) %Cu9nta musculina se debe aBadir a la bebida #ara *ue tras el #rocesadoYsiguiendo el mejor de los #rocesos #ro#uestosYse obtenga la concentración deseada(
6
QS$ &l #rocesado busca lograr 12 reducciones decimales de un microorganismo con z = .7 ºC y • 121 = 2., min. "a musculina tiene un 121 = !.7 min y una z = +! ºC. • Problema 10
(2ª prueba curso 99-00)
&l Sr. Aarru'et des#u-s de su'rir un duro rev-s económico tras un intento 'racasado de dominar el mercado de las bebidas de#ortivas. @ara intentar recu#erarse )a montado una nueva em#resa dentro de su holding dedicada a la #roducción de comida #ara animales. un*ue la bebida #ara de#ortistas 'ue un 'racaso5 el Sr. Aarru'et est9 contento con tu trabajo5 #or ello te encarga el diseBo del nuevo #roceso de esterilización. &l #roducto se distribuir9 en latas de 1+! g de 1+? mm de altura y 6? mm de di9metro. Se estima ace#table *ue )aya #roblemas de conservación en una lata cada millón de latas #roducidas. "a contaminación inicial media es de 1!! u'c
115 1!+ 6!! ,.6 !
&l laboratorio de la em#resa tambi-n te comunica *ue )an realizado estudios de #enetración de calor del #roducto en las latas en las *ue va a ser comercializado. Como resultado )an encontrado la siguiente ecuación em#írica$
T =T ext
[
1 − exp −
? . 26
h
]
t
T
!
donde$ eEt$ em#eratura en el eEterior del envase /ºC0 )$ ltura del #unto en el *ue se mide la tem#eratura5 situado en el eje de la lata /mm0 t$ tiem#o /min0 !$ em#eratura inicial /ºC0 &l de#artamento de #roducción te in'orma *ue los autoclaves eEistentes o#eran a una tem#eratura de 112 ºC. "as latas se introducen en el autoclave a tem#eratura ambiente /2+ºC0. @ara realizar el en'riamiento se introduce agua a #resión a una tem#eratura de 2! ºC. Se considera 'inalizado el #roceso cuando las latas alcanzan una tem#eratura en el #unto crítico de ?! ºC. Como a#roEimación se #uede considerar *ue la tem#eratura del autoclave cambia instant9neamente de 2+ ºC a 112 ºC y de 112ºC a 2! ºC. &l Sr. Aarru'et te #ide *ue le #resentes un in'orme con los siguientes #untos$
a) %z y 121 del microorganismo( b) ar #or escrito las ordenes a los o#erarios *ue tienen *ue manejar los autoclaves acerca de cómo tienen *ue realizar la o#eración. Problema 11
7
"a '9brica de bebidas re'rescantes @QCCQS est9 #roduciendo Gugolplex la bebida isot!nica "ue proporciona energ#a infinita5 basada en una solución de ,7 com#onentes en agua5 *ue se trata t-rmicamente y gasi'ica con CQ2 y a continuación se envasa as-#ticamente. &l de#artamento de WR de @QCCQS est9 ensayando #ara determinar las concentraciones ó#timas de tres com#onentes secretos5 *ue llama 5 A y C. no es soluble en agua cabonatada5 de manera *ue lo )an de descartar y destinarlo a otro #roducto de la em#resa5 sin gas. A y C5 *ue tienen una solubilidad baja5 son termol9biles y5 #or tanto5 se destruyen #arcialmente con el tratamiento t-rmico5 *ue5 #or cuestiones de seguridad5 se debe realizar des#u-s de obtener la disolución. "as #ruebas organol-#ticas )an 'ijado una concentración ó#tima de A en el #roducto 'inal de 1+ ##m5 lo *ue se consigue saturando la solución inicial con ,!! ##m de esta sustancia5 mientras *ue con C se consigue *ue *uede una concentración de + ##m #artiendo de una solución inicial5 no saturada5 de 2! ##m. &l tratamiento t-rmico )abitual se )ace en 'unción de un microorganismo de re'erencia5 *ue se encuentra #resente en el agua /#retratada mediante 'iltrado biológico05 *ue se encuentra en una concentración de 1 IC
(1ª prueba curso 00-01)
Ooy est9s muy contento5 acabas de recoger la ltima nota de la "C. KNa #uedes trabajarM "amentablemente sólo encuentras una o'erta de trabajo5 se trata de un contratoHbasura en una de las em#resas del Sr. Aarru'et. &sta em#resa es un nuevo intento #or #arte del Sr. Aarru'et #or con*uistar el mercado de los #roductos l9cteos. &n este caso se trata del [Nogur Aebible >editerr9neo\. &ste #roducto intenta unir todas las ventajas de la dieta mediterr9nea en un solo alimento. Sus com#onentes son yogur5 'ibra de algarroboY#roducto 'inanciado #or la nión &uro#eaYy aceite de oli va. &n tu #rimer día de trabajo tu nuevo je'e te cuenta5 F&n #rimer lugar tienes *ue acabar de diseBar el #rocesado t-rmico del yogur #ara lograr tener un #roducto comercializable. 8er9s5 una vez se tiene el #roducto elaborado5 se envasa en reci#ientes de 2+! ml. continuación se esteriliza en autoclaveG. ebido a las esclavistas condiciones laborales del Sr. Aarru'et no eres la #rimera #ersona en ocu#ar el #uesto *ue ocu#as. Como nica in'ormación dis#ones de las notas #ersonales de tu antecesor. &stas notas dicen$
H3H!! "a concentración media del microorganismo m9s termorresistente es de 2;1! + u'c
prueba curso 01-02)
&n una conserva se #ueden encontrar tres ti#os de microorganismos #atógenos. Sus datos de termorresistencia son los siguientes$ Microorganismo D121 (min) z (ºC) !.2 +.+ A !.? 6.7 C !.1+ ?.7 Con objeto de reducir el riesgo microbiano se esteriliza el #roducto en envases de 12+ ml a 11+ ºC. "a concentración inicial del microorganismo m9s termorresistente es de ,;1! 2 u'c
3
2. %Lu- tiem#o )ay *ue #rogramar en el autoclave #ara *ue se cum#lan los objetivos de esterilización( ,. Si se decidiese realizar un tratamiento en continuo O /eta#as de calentamiento y en'riamiento des#reciables0 a 12+ ºC5 %cu9l sería el tiem#o de tratamiento( %&l microorganismo contina siendo el m9s termorresistente( ?. %Cu9l ser9 la concentración de microorganismos tras el tratamiento( &E#licar el signi'icado de este dato Problema 14
(2ª prueba curso 01-02)
&n una conserva se #ueden encontrar tres ti#os de microorganismos #atógenos. Sus datos de termorresistencia son los siguientes$ Microorganismo D121 (min) z (ºC) !.2 +.+ A !.? 6.7 C !.1+ ?.7 Con objeto de reducir el riesgo microbiano se esteriliza el #roducto en envases de 12+ ml a 11+ ºC. "a concentración inicial del microorganismo m9s termorresistente es de ,;1! 2 u'c
(2ª prueba curso 02-03)
&n una em#resa #roductora de alimento #ara animales de com#aBía tienen *ue diseBar el #roceso de esterilización del #roducto. Se trata de un alimento con consistencia de #at-. Se dis#one de datos de termorresistencia del microorganismo objetivo$ /ºC0 t /min0
11?
117
12!
12,
! ?
1.!&R!6 +.&R!+
1.!&R!6 1.&R!+
1.!&R!6 +.2&R!,
! !
6
?.?&R!+
7.3&R!?
,.7&R!2
!
,.?&R!+
,.?&R!?
2.7&R!1
!
1!
2.+&R!+
1.+&R!?
X ,!
!
Se #lantea lograr con el tratamiento t-rmico reducciones decimales del microorganismo en cuestión trat9ndolo a 116 ºC. @ara esterilizar las conservas se utiliza un autoclave con las siguientes curvas tH de calentamiento y en'riamiento$
1!
Calentamiento
&n'riamiento
t /min0
/ºC0
t /min0
/ºC0
!
,!
!
116
6
?!.3
2.+
72.1
12
+.?
+
+2.1
1
111.+
7.+
?7.2
2?
116
1!
?+
Contestar a las siguientes #reguntas$ a0 emostrar *ue #ara el microorganismo a tratar z=6.1 ºC y 121=1.2 min b0 Calcular el tiem#o /real0 de la eta#a de mantenimiento c0 %ónde se encuentra el #unto crítico de esta conserva( d0 %Se #uede tratar este #roducto en una instalación en continuo( Si es así5 describir dic)o e*ui#o Problema 16
(1ª prueba curso 03-04)
&l sr. Aarru'et te )a contratado #ara diseBar el #roceso #roductivo de su nueva #lanta de elaboración de ovo#roductos. &l #rinci#al #roducto a obtener en esta línea de #rocesado es )uevo entero #asteurizado. #artir de tus estudios de $icrobiolog#a de alimentos y de %rocesado de alimentos sabes *ue el objetivo de #asteurización es lograr 3 reducciones decimales /30 del microorganismo #atógeno &almonella senftenberg y *ue el tratamiento )abitual consiste en someter el #roducto a un tratamiento a 6?.+ ºC durante dos minutos y medio. &n un libro encuentras *ue la termoresistencia #ara este microorganismo es$
Microorganismo
Temp. de referencia (ºC)
D(min)
z (ºC)
&almonella senftenberg
6+.6
!. a 1.!
1!
Contestar a las siguientes #reguntas$ a0 sumiendo *ue el calentamiento y el en'riamiento son lineales y *ue tienen la misma #endiente en valor absoluto5 %cu9nto deben valer las #endientes de en'riamiento y calentamiento #ara *ue se garantice el tratamiento #ro#uesto( b0 Qtra #osibilidad es realizar un tratamiento de ti#oOS / 'igh Temperature(&hort Time0 a 7! ºC. &E#erimentalmente se determinan las curvas de calentamiento y de en'riamiento$ Calentamiento
Enfriamiento
t /min
/ºC0
t /min
/ºC0
!
++
!
7!
!.1
62
!.1
6!
!.2
6+
!.2
+
!.,
63
!.,
,2
!.?
7!
!.?
?
%Cu9nto tiem#o debe durar la eta#a de mantenimiento #ara garantizar la esterilización( 11
c0 &l Veal ecreto 1,?<1332 de 6 de noviembre5 FVeglamentación -cnicoHSanitaria #ara la #roducción y comercialización de ovo#roductosG dice en su Ca#ítulo 8W. Ve*uisitos analíticos$ Fodo lote de ovo#roductos se someter95 des#u-s del tratamiento5 a controles microbiológicos mediante sondeo en los establecimientos de tratamiento5 #ara garantizar *ue cum#lan los criterios siguientes$ a0 Salmonella$ ausencia en 2+ g o m" de ovo#roducto.G >ediante an9lisis microbiológicos se sabe *ue se #arte de una concentración inicial de &almonella de 1!! u'c<"5 %cum#lir9 nuestro #roducto con las eEigencias de la legislación( d0 Si se comercializa este #roducto en envases de 1! "5 %*u- cantidad de microorganismos )abr9 #or envase( %Cómo se inter#reta este dato( Problema 17
(1ª prueba curso 04-05)
ienes *ue diseBar la o#eración de #asteurización en discontinuo de un #roducto envasado en autoclave. Sabes *ue el microorganismo objetivo a inactivar tiene un tiem#o de reducción decimal de 12 minutos a 3! ºC y su valor ) es de ºC. &l objetivo de la esterilización es lograr 12 reducciones decimales. @ara #oder calcular el tiem#o de la eta#a de mantenimiento es necesario conocer las curvas de #enetración de calor en el interior de los envases. eterminas estas curvas i ntroduciendo dos sondas en el interior de dos envases a #rocesar. no de los envases instrumentados se coloca en una #osición cercana al eEterior del autoclave / T ext 05 el otro de los envases se coloca en el centro del autoclave / T int 0. &l motivo de realizar dos medidas es *ue sos#ec)as *ue las condiciones de #rocesado son di'erentes segn la #osición del envase. &n la 'igura siguiente se muestran las curvas de calentamiento$
Calentamiento 100 90 80 70
) C º ( 60 T
50 40 Text (ºC)
30
Tint (ºC)
20 0
5
10
15
20
25
30
t (min) &l en'riamiento se #uede considerar lineal en los dos casos. "a conserva en el eEterior del autoclave eE#erimenta un descenso de la tem#eratura de H+.+ ºC
a0 Calcular el tiem#o de la eta#a de mantenimiento #ara la conserva situada en el eEterior y #ara la conserva situada en el centro del autoclave b0 %Lu- tiem#o utilizarías #ara #rogramar el autoclave( %&l de la conserva en el eEterior5 en el centro o la media( Zusti'ica la res#uesta mediante c9lculos. c0 Si se cambiase el microorganismo de re'erencia5 %cambiarían los tiem#os calculados( @ara recalcularlos5 %sería necesario re#etir los eE#erimentos #ara encontrar las curvas de #enetración de calor( d0 Si se #arte de una concentración inicial de 1!!.!!! u'c
(1ª prueba curso 05-06)
n alimento se #rocesa t-rmicamente #ara lograr 3 reducciones decimales del microorganismo m9s termorresistente / *121 = !.2+ min y ) =11., ºC0. &l tratamiento se #uede realizar a dos tem#eraturas #osibles /1!+ ºC y 11! ºC0. Contestar a las siguientes #reguntas$ a0 &legir la tem#eratura de tratamiento *ue #ro#orciona un #rocesado m9s económico sabiendo *ue los gastos energ-ticos son !.!!2, ]
(1ª prueba curso 07-08)
&n el ca#ítulo dedicado a @asteurización del libro Fecnología del #rocesado de los alimentosG de @eter Iello^s se encuentra la siguiente tabla$ Alimento
!"eti#o $rinci$al
!"eti#o secun%ario
Wnactivación enzim9tica /#ectinestearasa y #oligalacturonasa0
estrucción de g-rmenes causantes de alteraciones /levaduras y )ongos0
Con%iciones tratamiento
m&nimas
%e
p' + ,.5 4umo de 'rutas
6+ ºC durante ,! min: 77 ºC durante 1 min
Contestar a las siguientes #reguntas$ a0 %Lu- valor tiene la ) de la enzima objetivo del zumo anterior( %Cu9l sería la duración del tratamiento si se realizase a una tem#eratura de 7! ºC( b0 Se realiza un tratamiento t-rmico a 7! ºC #ara el zumo del ejem#lo en el *ue se #uede su#oner un calentamiento y un en'riamiento lineal. Sabiendo *ue la eta#a de calentamiento y de en'riamiento su#onen un 1!J del tratamiento total res#ectivamente5 calcular las #endientes de calentamiento y en'riamiento y determinar la duración de la eta#a de mantenimiento. Problema 20
(1ª prueba curso 08-09)
Se #rocesa t-rmicamente un alimento. &l objetivo es lograr reducciones decimales de un microorganismo objetivo / 121 = 1.+ min y z = 1! ºC0. &l #rocesado se )ace mediante un calentamiento lineal5 una eta#a de mantenimiento a 11+ ºC y una eta#a de en'riamiento lineal. urante la eta#a de mantenimiento se inactiva el 1!J de los microorganismos y durante el en'riamiento el +J. a0 %Cu9nto debe durar la eta#a de mantenimiento #ara lograr el objetivo del tratamiento( b0 %Lu- valores tienen la #endiente de calentamiento y de en'riamiento #ara el #rocesado de la #regunta anterior(
1,
c0 &l alimento #rocesado en la #regunta . se envasa en envases de ti#o bag in boE de +! l. Si la contaminación inicial del microorganismo es de 1!! u'c
1?
