NUEVAS TECNOLOGÍAS NO TÉRMICAS DE PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS

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ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

Monografía Para Optar El Título Profesional De Ingeniero en Industrias Alimentarias

TITULO:

“NUEVAS TECNOLOGÍAS NO TÉRMICAS DE PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS”

AUTOR:         

BACH. JULIO ANTONIO DEJO CORTEZ

ASESOR:

ING. JAMES GUERRERO BRACO  

LAMBAYEQUE, ABRIL 2019

DEDICATORIA

El presente trabajo está dedicado al creador de todas las cosas a mi padre celestial jehová, por ello con toda humildad de mi corazón dedico en primer lugar mi trabajo a Dios.

De igual manera dedico este trabajo monográfico a mi madre Amalia Libertad Cortez Serquen; quien ha sabido formarme con buenos valores, sentimientos, que me inculco a ser justo y al trabajo honrado para poder salir adelante.

A mi padre Antonio Dejo Alvarado, que desde el cielo sé que me cuida y me tiene presente a cada momento. A mis hermanos por estar siempre conmigo apoyándome en todo e inculcar siempre la unión familiar.

A mi esposa Nathaly Obando Oliva, por su motivación, inspiración e incansable aliento de superación y de la lucha de crecimiento profesional; para de esa manera afrontar los obstáculos que nos prepara la vida en este mundo competitivo y de constantes cambios.

ÍNDICE

DEDICATORIA        …2

ÍNDICE……………………………………………………………………………….3

RESUMEN…………………………………………………………………………...5

ABSTRACT………………………………………………………………………….6

I. INTRODUCCION        7

II. OBJETIVOS        9

2.1 Objetivo General………………………………………………………………..9

2.2 Objetivos Específicos………………………………………………………….9

III. FUNDAMENTO TEÓRICO        9

3.1 PROCESOS NO TERMICOS DE PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS        9

3.1.1 ALTAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS (APH)        10

3.1.1.1 Sistemas y Equipos Generadores de alta presión en alimentos        13

3.1.1.2 Descripción del proceso de presurización        15

3.1.1.3 Efecto de la APH sobre los microorganismos        16

3.1.1.4 Calidad de los alimentos presurizados        17

3.1.1.5 Alimentos que pueden ser tratados con APH        18

3.1.2 CAMPOS ELECTRICOS PULSADOS DE ALTA INTENSIDAD (CEPAI)…………………………………………………………………………………………………………..…….19

3.1.2.1 Fundamentos…………………………………………………………………………………………..20

3.1.2.2 Mecanismo de Acción        21

3.1.2.3 Equipo……………………………………………………………………………………………………..22

3.1.2.4 Ventajas y Desventajas de CEPAI        24

3.1.2.5 Aplicaciones de CEPAI        24

3.1.2.6 Inactivación Microbiológica por CEPAI        25

3.1.2.7 Costo económico y energético de la tecnología CEPAI        25

3.1.3 ARCOS DE DESCARGA ELECTRICA ALTO VOLTAJE        26

3.1.3.1 Definición, descripción y aplicaciones        27

3.1.3.2 Inactivación de microorganismos        28

3.1.3.3 Mecanismo de la inactivación microbiana        29

3.1.3.4 Validación y Factores Críticos del Proceso        30

3.1.4  PLASMA FRIO………………………………………………………………………………………….31

3.1.4.1 Métodos para generar plasma        33

3.1.4.2 Áreas de acción del plasma frio        33

3.1.4.3 Ventajas de la utilización del plasma frio        34

IV.  CONCLUSIONES        35

V. RECOMENDACIONES        36

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS        37

RESUMEN

        El calentamiento es probablemente el medio más antiguo de procesamiento de alimentos y ha sido utilizado por la humanidad durante milenios. Sin embargo, la tecnología utilizada para calentar los alimentos para procesarlos ha tenido una evolución espectacular durante el siglo XX que ha continuado hasta el presente. El tratamiento térmico convencional está diseñado para garantizar la seguridad de los alimentos, pero puede provocar cambios indeseables tanto en las propiedades nutricionales como en las sensoriales de los alimentos. Para evitar estos cambios desfavorables durante el tratamiento térmico, en las últimas décadas las nuevas tecnologías de alimentos no térmicos están recibiendo mucha atención.

        Se han desarrollado tecnologías como el calentamiento óhmico, el calentamiento dieléctrico (que incluye el calentamiento por microondas y el calentamiento por radiofrecuencia) y el calentamiento por inducción, que pueden reemplazar, al menos parcialmente, los métodos de calentamiento tradicionales que se basan esencialmente en la transferencia de calor por conducción, convección y radiación. Todos tienen una característica común: el calor se genera directamente dentro de los alimentos y esto tiene implicaciones directas en términos de eficiencia energética y de calefacción. También se ha desarrollado el calentamiento por infrarrojos como medio de procesamiento térmico de alimentos.

        En la presente monografía se hace una revisión bibliográfica actualizada de cuatro procesos no térmicos que se consideran opciones viables para extender el tiempo de vida de anaquel de los alimentos: alta presión hidrostática, campos eléctricos pulsados, descarga de arco de alto voltaje y plasma frio.

Palabras Claves: alta presión hidrostática, campos eléctricos pulsados, descarga de arco eléctrico de alto voltaje, plasma frio.

ABSTRACT

        Warming is probably the oldest means of food processing and has been used by mankind for millennia. However, the technology used to heat food for processing has had a spectacular evolution during the twentieth century that has continued to the present. Conventional heat treatment is designed to ensure the safety of food, but it can cause undesirable changes in both the nutritional and sensory properties of food. To avoid these unfavorable changes during the heat treatment, in the last decades the new non-thermal food technologies are receiving a lot of attention.

        Technologies such as ohmic heating, dielectric heating (including microwave heating and radiofrequency heating) and induction heating have been developed, which can replace, at least partially, traditional heating methods that are essentially based on heat transfer by conduction, convection and radiation. All have a common characteristic: heat is generated directly within food and this has direct implications in terms of energy efficiency and heating. Infrared heating has also been developed as a means of thermal processing of food.

        In the present monograph an updated bibliographic review of four non-thermal processes is done, which are considered viable options to extend the shelf life of the food: high hydrostatic pressure, pulsed electric fields, discharge of high voltage arc and cold plasma.

Keywords: High Hydrostatic Pressure, Pulsed Electric Fields, High Voltage Arc Discharge, Cold Plasma

I. INTRODUCCION

        El procesamiento térmico de alimentos es una técnica clásica para garantizar la seguridad microbiológica de los alimentos. Esta técnica conduce a cambios no deseados en los atributos sensoriales de los alimentos (por sobrecalentamiento) o a un bajo valor nutricional de los productos alimenticios.  El mayor interés de los consumidores por los alimentos de alta calidad con mayor valor nutritivo y atributos sensoriales frescos llevó al desarrollo de una serie de tecnologías de procesamiento de alimentos no térmicos como una alternativa a los tratamientos térmicos convencionales. (Fernández et al., 2012). Entre estas nuevas tecnologías, la presión hidrostática alta (HHP) y los campos eléctricos pulsados (PEF) son las más investigadas. HHP es una tecnología innovadora para la conservación de alimentos que protege los atributos sensoriales de los alimentos y produce una pérdida de calidad mínima. Además, HHP tiene el potencial de mejorar la eficiencia energética y la sostenibilidad de la producción de alimentos. El campo eléctrico pulsado (PEF, por sus siglas en inglés) es una tecnología no térmica que proporciona a los consumidores alimentos frescos, mínimamente procesados, seguros, nutritivos y similares. (Mensitieri, SCherillo y Iannace, 2013).

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