INGENIERIA Y TECNOLOGIA DE FRUTAS, HORTALIZAS Y CEREALES
1.
SISTEMAS CRIOGENICOS
El sistema criogénico produce y almacena oxígeno en un estado líquido a bajas temperaturas y tiene que convertirse en gas antes de su aplicación. Si la temperatura del tanque aumenta, se produce un fenómeno conocido e identificado en el medio como "Ebullición. "Ebullición. Este momento es bastante bastante crítico porque la presión del tanque aumenta y ante la posibilidad de una explosión, el gas que se está produciendo en el tanque debe escaparse a la atmósfera para reducir la presión del contenedor y al escapar el gas se despedicia el oxígeno que se trata de conservar. Además, la contaminación de los liquidos reduce considerablemente la pureza del oxígeno aún cuando se reclama que los niveles de pureza son altos.
El proceso criogénico recibe gas dulce húmedo de las plantas endulzadoras de gas y en algunos casos directamente de los campos productores, el cual entra a una sección de deshidratado, donde se remueve el agua casi en su totalidad, posteriormente es enfriado por corrientes frías del proceso y por un sistema de refrigeración mecánica externo. Mediante el enfriamiento y la alta presión del gas es posible la condensación de los hidrocarburos pesados (etano, propano, butano, etc.), los cuales son separados y enviados a rectificación en la torre desmetanizadora. El gas obtenido en la separación pasa a un turboexpansor, donde se provoca una diferencial de presión (expansión) súbita, enfriando aún más esta corriente, la cual se alimenta en la parte superior de la torre desmetanizadora.
MANEJO DE CILINDROS DE GAS
NORMAS BASICAS DE SEGURIDAD EN EL MANEJO DE CILINDROS o
Almacenar los cilindros con precaución, en forma vertical con sus respectivas tapas protectoras, en ambientes ventilados, ojalá en el exterior, protegidos del sol (NO sobrepase los 50 Cº), lejos de cualquier fuente de ignición o circuito eléctrico.
o
Señalizar en los recintos de almacenamiento con : NO FUMAR.
o
Transportar el cilindro, en un carro debidamente amarrado, con su tapa protectora, utilizando zapatos y guantes de seguridad.
o
Asegurar los cilindros en forma vertical, mediante una cadena a una muralla o a un poste, cuando el cilindro este almacenado o en uso.
o
Mantener las válvulas del cilindro cerradas, cuando el cilindro este cargado o vacío, excepto cuando está en uso.
o
Nunca utilizar cilindros NO identificados adecuadamente (color, etiqueta, marcas), ni equipos que no sean diseñados específicamente para el gas correspondiente.
o
No se debe retirar las etiquetas o las marcas de los cilindros, sin autorización. Si un cilindro pierde su etiqueta debe ser devuelto al distribuidor o marcar el cilindro como no etiquetado.
o
Noutilizar martillo o llaves para abrir la válvula del cilindro, si no abre con la fuerza de la mano, avise al distribuidor.
o
Nunca coloque los cilindros en pasillos o áreas de trabajo.
o
Evitar que se confundan los cilindros vacíos con los llenos, conectar un cilindro vacío a un sistema presurizado, puede causar g raves daños.
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o
Evitar que los cilindros se contaminen. Todo cilindro debe ser devuelto con un mínimo de 25 LBS/PUL2 de presión y sus válvulas cerradas.
o
Nunca utilizar los cilindros para otro uso, que no sea aquel para el cual esta diseñado.
o
Nunca levante un cilindro tomándolo de la tapa protectora o de las válvulas, ni tampoco utilizar tecles o mágnetos. Afírmelo sobre una plataforma.
o
Nunca almacenar gases combustibles junto con los gases comburentes, como oxígeno u oxido nitroso.
o
Utilizar para cada tipo de gas, las válvulas, reguladores y conexiones especiales para ese gas. Preocuparse de mantener las salidas y conexiones de las válvulas, limpias sin polvo ni partículas extrañas.
o
Si un cilindro tiene escape, márquelo y aíslelo en el exterior, lejos de fuentes de ignición. Avise al distribuidor.
EL MANIPULADOR, TRANSPORTISTA O USUARIO DE CILINDROS DEBE: - Conocer las características y los posibles riesgos del gas (o gases)que maneja y la forma correcta de manejar y almacenar los cilindros. El sistema criogénico produce y almacena oxígeno en un estado líquido a bajas temperaturas y tiene que convertirse en gas antes de su aplicación. Si la temperatura del tanque aumenta, se produce un fenómeno conocido e identificado en el medio como "Ebullición. Este momento es bastante crítico porque la presión del tanque aumenta y ante la posibilidad de una explosión, el gas que se está produciendo en el tanque debe escaparse a la atmósfera para reducir la presión del contenedor y al escapar el gas se despedicia el oxígeno que se trata de conservar. Además, la contaminación de los liquidos reduce considerablemente la pureza del oxígeno aún cuando se reclama que los niveles de pureza son altos.
2.
ALMACENAMIENTO HIPOBÁRICO
Sistema de almacenamiento mediante cámaras refrigeradas herméticas y equipos que permiten modificar la concentración de gases en el aire, para conseguir una presión de oxígeno menor que la atmosférica. Se utiliza para el almacenamiento refrigerado de productos de origen vegetal, ya que al controlar la atmósfera se retardan las tasas de respiración de los vegetales y, con ello, se alarga también su vida. Se da vacío parcial, esto es, se disminuye la presión de O2. Se debe controlar la temperatura y la humedad.
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3.
1 ALMACENAMIENTO EN ATMOSFERA CONTROLADA
Con anterioridad se estableció en este manual que niveles altos de dióxido de carbono y niveles bajos de oxígeno, pueden ser perjudiciales para los productos frescos. Sin embargo, esto no significa que niveles altos, pero no dañinos de dióxido de carbono y niveles bajos, pero no dañinos de oxigeno, no puedan ser beneficiosos para los productos frescos. Bajo ciertas condiciones, la elevación de las concentraciones de dióxido de carbono y el descenso de las concentraciones de oxigeno, retarda el ritmo de respiración del producto. Esto puede producir una considerable prolongación de la vida de almacenamiento del producto, cuando se controla la refrigeración y humedad relativa. El producto que se mantiene en un ambiente cerrado libera dióxido de carbono y absorbe oxigeno y de esa manera "modifica" la atmósfera que le rodea en virtud de su propia respiración. Este proceso de modificación de la atmósfera puede ser controlado y utilizado para crear un sistema de almacenamiento con Atmósfera Modificada (A.M.). El uso de la bolsa de polietileno con un grosor y permeabilidad gaseosa específicos, combinado con la refrigeración, puede ser un potente agente de extensión de la vida de poscosecha del producto, a causa del efecto depresor sobre la respiración y del control de la pérdida de agua. En bodegas de almacenamiento de gran escala, este proceso de modificación puede ser controlado sellando la bodega para impedir el paso de gases e incorporando equipos para la adición o eliminación de oxigeno y dióxido de carbono. Hoy en día este tipo de almacenamiento en Atmósfera Controlada (A.C.) se usa en muchos paises desarrollados para almacenar manzanas y otras frutas. En los paises en desarrollo su uso no está muy generalizado por varias razones, principalmente económicas: • El desarrollo de una bodega refrigerada, para hacerla impermeable a los gases y adecuada para el
almacenamiento en atmósfera controlada, aumenta el costo del capital en alrededor de 40%. • Los costos diarios de operaciones se duplican aproximadamente en un periodo de
almacenamiento de seis meses. • Los costos del equipo para el control de la atmósfera, hacen aumentar los gastos generales. La
operación y mantención de las bodegas con atmósfera controlada es una tarea pesada de administración. • Hay un número de frutas que responden al almacenamiento en atmósfera controlada, por
ejemplo, las frutas tropicales o subtropicales tienen vidas de almacenamiento cortas que no justifican la inversión. • Las hortalizas tienen vida corta de almacenamiento, o tienen un valor demasiado bajo para
garantizar la inversión y por supuesto algunas como las cebollas, papas y camotes pueden almacenarse bien en bodegas refrigeradas comunes o ventiladas de bajo costo.
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El almacenamiento en Atmósfera Modificada es de uso más frecuente porque puede ser parte de la operación de empacado como el caso de los plátanos que se colocan en bolsas de polietileno dentro de la caja de embalaje (Figura 28). A la bolsa se le aplica vacio para eliminar la mayor parte del aire y el producto desarrolla rápidamente una atmósfera que contiene aproximadamente 2% de oxigeno y 3 a 5% de dióxido de carbono. La refrigeración a 13,5°C (56°F) y la permeabilidad del polietileno aseguran que la composición del gas permanezca en estos niveles. El método se usa en este caso para prolongar el tiempo de transporte por barco hasta mercados de exportación distantes. Las verduras y las frutas respiran; toman oxígeno (O2) y expulsan dióxido de carbono (CO2). Conservando las frutas y verduras en un recinto hermético, se reducen los niveles de oxígeno en el ambiente, aumentando los niveles de CO2. La conservación de larga duración de verduras y frutas consiste en contrarrestar la maduración y el envejecimiento, preservando el sabor y la calidad. En realidad, lo que se hace es retrasar la maduración. Ello se consigue regulando las condiciones gaseosas en la cámara frigorífica, reduciendo así la respiración de frutas y verduras. La Atmósfera Controlada (AC) es una técnica de conservación que reduce los niveles de oxígeno y aumenta los niveles de CO2. En condiciones de Atmósfera Controlada, se mantienen la calidad y frescura de las frutas y verduras sin necesidad de utilizar productos químicos. Un gran número de productos pueden conservarse en condiciones de AC entre 2 y 4 meses más tiempo Atmósfera modificada pasiva. Las atmósferas modificadas pueden desarrollarse pasivamente en el interior de un envase herméticamente cerrado como resultado de la respiración del producto, es decir, consumo de O2 y producción de CO2. Si las características de respiración de un producto están adecuadamente ajustadas a los valores de permeabilidad del film, se puede crear pasivamente una beneficiosa atmósfera modificada en el interior del envase. Si se elige un film de una adecuada permeabilidad intermedia, se establecerá una atmósfera modificada de equilibrio cuando las intensidades de transmisión del O2 y del CO2 a través del envase sean iguales a la intensidad de respiración del producto. Es importante no seleccionar films de insuficiente permeabilidad por los riesgos de crear condiciones anaerobias y/o niveles peligrosamente elevados de CO2. Empaquetado activo. Pueden existir circunstancias en las que es deseable establecer activamente y ajustar la atmósfera en el interior de un paquete con el producto, y esto se puede realizar empleando las técnicas de empaquetado activo. Realizando un ligero vacío y reemplazando la atmósfera del interior del paquete por una mezcla adecuada de O2, CO2 y N2 se puede establecer una atmósfera modificada de equilibrio mas rápidamente que por generación de forma pasiva. Frutas y matemáticasOtra técnica de empaquetado activo es el empleo de eliminadores / emisores de O2, CO2 o etileno. Estos eliminadores / emisores son capaces de establecer rápidamente la atmósfera modificada de equilibrio en los paquetes de producto herméticamente cerrados. Sin embargo, el empleo de eliminadores de O2 con la elevada humedad de los productos envasados podría agravar el desarrollo de condiciones anaeróbicas indeseables y esto no es recomendable.
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Además los eliminadores de etileno pueden ayudar o asegurar el retraso del
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característico
incremento de la intensidad respiratoria de los frutos climatéricos. También los eliminadores de CO2 pueden evitar la creación de niveles peligrosos de CO2, y las indeseables condiciones que se pueden producir para algunos productos durante la modificación pasiva de la atmósfera del producto empaquetado. En consecuencia pueden generarse distintas composiciones de atmósferas entre las que pueden citarse las mezclas: • De N2 y O2 enriquecidas o no con CO2. • De aire y CO2. • De aire y O3. • De aire y O2. • De aire y SO2. • De N2 y muy poco O2. • De aire y C2H4. • De aire y CO.
En relación con las mezclas más utilizadas en la práctica de la conservación hortofrutícola en fresco, se pueden establecer al menos cuatro diferentes tipos de atmósferas: • Tipo I: atmósferas con concentraciones elevadas en O2 y en CO2, tales que la suma de ambas sea
el 21% (p. ej. 13% O2 y 8% CO2) • Tipo II: atmósferas con rel ativamente elevadas concentraciones de O2 y muy bajas de CO2 (p. ej.
10-12% O2 y 0-2% CO2). Son las mejor adaptadas a la conservación de cítricos (naranjas, mandarinas, limones). • Tipo III: atmósferas con muy bajas concentraciones de O2 y relativamente elevadas de CO2 (p. ej.
1-3% O2 y 5% CO2). Están perfectamente adaptadas a la conservación de la gran mayoría de variedades de manzanas y peras. • Tipo IV: atmósferas con muy bajas concentraciones de O2 y de CO2 (p. ej. 3 -1.5 O2 y 0-1% CO2). Se
utilizan preferentemente para determinadas variedades de manzanas y de peras muy sensibles al CO2, así como para hortalizas sensibles al CO2 como patata, tomate, lechuga, pepino.
Composición de la atmósfera de almacenamiento: Los alimentos vegetales almacenados contaminan respirando. Consumen oxígeno y desprenden CO2. Por tanto estos gases influyen en su conservación. El óxido etileno envejece la fruta. •
Composición de la atmósfera de almacenamiento.
•
La cantidad y proporción de los gases de la atmósfera del almacén influencian la
conservación de tos alimentos por refrigeración. Generalmente no se suele controlar la composición
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atmosférica de la cámara, aunque los alimentos vegetales almacenados continúan respirando, consumiendo oxigeno y eliminando dióxido de carbono. En los últimos años, sin embargo, se le ha concedido extraordinaria atención al “almacenamiento en gas” de los alimentos, es decir, al empleo
de atmósferas perfectamente controladas por la adición de dióxido de carbono, ozono (experimentalmente) u otro gas, o eliminando el dióxido de carbono. Generalmente se emplean juntos el almacenamiento en gas y la refrigeración; se ha visto que en presencia de concentraciones óptimas de dióxido de carbono u ozono (1) el alimento se conserva inalterado más tiempo; (2) pueden mantenerse humedades relativas mayores, sin que peligre la conservación de la calidad de ciertos alimentos, y (3) pueden emplearse temperaturas de almacenamiento más altas que las de refrigeración, sin que se acorte por ello el tiempo de conservación de los alimentos. Es especialmente ventajoso el poder mantener humedades relativas altas sin aumentar el riesgo de alteraciones microbianas, porque muchos alimentos conservan mejor su calidad original si la pérdida de humedad es pequeña. •
La concentración óptima de dióxido de carbono en la atmósfera varía, con el tipo de
alimento conservado, desde 25 %, que se ha visto es la mejor para los huevos, pasando por 10 % para la carne refrigerada, hasta el 100 % para el “bacon”. Para ciertos alimentos, c omo manzanas, la
concentración de oxígeno es tan importante como la de dióxido de carbono, por lo que se busca una proporción determinada de dichos gases. Las células de los alimentos vegetales, al respirar, pueden producir una cantidad de dióxido de carbono excesiva para algunos alimentos, por lo que parte del mismo debe eliminarse de la cámara de almacenaje. •
El ozono, en una concentración de varias partes por millón, ha sido también probado como
coadyuvante en la conservación de los alimentos por refrigeración. Pero el ozono es un oxidante fuerte, por lo que no puede usarse con los alimentos que, como la mantequilla y alimentos semejantes, se alteran por oxidación. El ozono causa irritación de las mucosas a los operadores. •
También se ha ensayado experimentalmente el almacenamiento en nitrógeno (gas inerte),
pero hasta la fecha no se ha usado en la conservación por refrigeración. •
Temperatura
•
Cuanto más baja sea la temperatura de almacenamiento tanto más cara resultará. De ahí
que, aunque se conserven mejor los alimentos a temperaturas ligeramente superiores a las de congelación, no se empleen necesariamente éstas, La temperatura de refrigeración se selecciona de acuerdo con la clase de alimentos y tiempo y condiciones de almacenamiento. Ciertos alimentos tienen una temperatura o un margen de temperaturas de almacenamiento óptimas bastante por encima de la de congelación y pueden sufrir alguna alteración si se somete a temperaturas más bajas. Un clásico ejemplo lo constituyen los plátanos, que no deben conservarse en el refrigerador; la mejor temperatura de conservación es la de 13`3 a 16'7° C. Algunas variedades de manzanas sufren una pérdida de calidad si se almacenan a temperaturas próximas a las de congelación, y los boniatos se conservan mejor a temperaturas de 10 a 12'8 º C. Como se señala más tarde, la temperatura de refrigeración mínima requerida por un alimento para su conservación depende de la humedad relativa y de la composición de la atmósfera de almacenamiento o del empleo de tratamientos especiales, como radiación ultravioleta, La temperatura de una cámara enfriada por hielo varía de 4'4 a 12`8 º C dependiendo de la cantidad de hielo, del ritmo de fusión, de la cantidad de alimento, del tipo de cámara, etc. La temperatura de un refrigerador mecánico se controla
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mecánicamente, pero varía en las diferentes partes del mismo, generalmente entre 0 y 10 º C. Antes se recomendaba mantener los a meatos en el refrigerador a una temperatura por debajo de 10 º C, porque creía que esta temperatura era lo suficientemente baja para evitar el crecimiento de patógenos y detener o retardar el de otros organismos causantes de alteración. En la actualidad se recomienda una temperatura de 5'6° C o inferior para detener el crecimiento de organismos psicrófilos y evitar el de patógenos, puesto que se han encontrado algunos capaces de crecer a 7'78° C, por ejemplo Staphylococcus aureus. Se debe advertir. Sin embargo, que CIostridium botulinum tipo E puede crecer lentamente y producir toxina a una temperatura de 3'3° C.
3.2.ALMACENAMIENTO EN ATMÓSFERA MODIFICADA:
una alternativa para la conservación de los alimentos La técnica de conservación en atmósfera modificada consiste en empacar los productos alimenticios en materiales con barrera a la difusión de los gases, en los cuales el ambiente gaseoso ha sido modificado para disminuir el grado de respiración, reducir el crecimiento microbiano y retrasar el deterioro enzimático con el propósito de alargar la vida útil del producto. Dependiendo de las exigencias del alimento a envasar, se requerirá una atmósfera con ambientes ricos en CO2 y pobres en O2, los cuales reducen el proceso de respiración en los productos, conservando sus características fisicoquímicas, organolépticas y microbiológicas por un mayor tiempo.
Frenado de la actividad respiratoria y del calor desprendido en la respiración.
Frenado de la transpiración.
Aumento en ciertos casos de la duración de la conservación.
Disminución e incluso inhibición de la síntesis de C2H4 y retraso en la aparición del climaterio.
Frenado de los procesos de maduración: frenado del metabolismo de azúcares, proteínas, lípidos,ácidos, vitaminas, de la degradación de la clorofila, entre otros.
En concentraciones superiores al 15% ligera disminución del desarrollo de algunos hongos y de bacterias e insectos. Desfavorables (por debajo del límite inferior tolerable)
Maduración anormal.
Producción de etanol, acetaldehídos y otros compuestos.
Calor anormal (degradación de antocianos).
Desarrollo de alteraciones específicas, como la mancha parda de la lechuga.
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Sensibilización de los tejidos a los daños físicos: pardeamiento interno y superficial, corazón pardo, escaldadura, necrosis de los tejidos. Formación de cavernas. Decoloración de la pulpa. Desarrollo de textura harinosa. Pérdida de textura, ablandamiento y aspecto acuoso. Desarrollo de alteraciones fúngicas secundarias sobre tejidos dañados.
BIBLIOGRAFÍA
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Garcia I, E.; Gago C, L.; Fernández N, J. Tecnologias de envasado en atmśfera protectora. Elecé industria gráfica. 2006.
http://atmosferaprotectora.es/Applications/Modified-atmosphere-packaging-fruitvegetables
http://www.transfresh.cl/atm_modificada_descr.htm
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