Tiempo de refrigeración
La determinación del tiempo de refrigeración constituye un elemento de
importancia práctica ya que permite conocer el tiempo necesario para que
un producto alcance una temperatura dada en su centro térmico partiendo
de una temperatura inicial, una temperatura del medio de enfriamiento,
configuración geométrica, tipo de envase, etc. Este resultado puede
emplearse en el cálculo de la carga por productos correspondiente a la
carga térmica.
Una vía que puede utilizarse para la determinación de este tiempo la
constituye un método gráfico. Este se basa en gráficos para cada una de
las formas geométricas sencillas, esferas, paralelepípedos y cilindros,
donde se relacionan un factor de temperatura, el número de Fourier que
relaciona la difusividad térmica, el tamaño del producto y el tiempo de
enfriamiento, y el número de Biot que relaciona el coeficiente de
transferencia de calor, la conductividad y el espesor del producto.
El método antes descrito supone que la transferencia de calor es
unidireccional. Cuando la transferencia de calor se desarrolla en más de
una dirección, la obtención del citado tiempo conduce a series
infinitas, quedando demostrada la posibilidad de limitarse sólo al
primero de sus términos. Para el trabajo práctico se han preparado
tablas y figuras, las que de manera rápida y sencilla permiten
determinar el tiempo de enfriamiento.
Este método se basa en la combinación de la transferencia de calor
unidireccional desarrollada en figuras geométricas sencillas como la
esfera y el cilindro. Así, para un cilindro de longitud finita donde la
transferencia de calor se efectúe en los sentidos radial y longitudinal,
el método combina la solución del cilindro para el primero y la lámina
para el segundo. En el caso de un paralelepípedo se combina las
soluciones correspondientes a tres láminas.
Este último brindará resultados más precisos en la medida que la figura geométrica se acerca más a una figura regular.
Características del agua
El agua es el constituyente más abundante en la mayoría de los alimentos
en estado natural por lo que desempeña un papel esencial en la
estructura y demás caracteres de los productos de origen vegetal y
animal.
El agua presente en un alimento puede estar como agua libre o como agua
ligada. Esta última puede estar más o menos fuertemente unida de manera
compleja a otros constituyentes. Es por ello que el estado del agua
presente en un alimento es tan importante para su estabilidad como su
contenido total, ya que de ello dependerá su aptitud para el deterioro.
El agua constituye un disolvente para las numerosas especies químicas
que pueden difundirse y reaccionar entre ellas. El agua también puede
difundirse y participar en diversas reacciones, especialmente las de
hidrólisis. La introducción en el agua de distintas especies químicas en
solución o en suspensión coloidal da lugar a las denominadas
propiedades coligativas, las cuales dependen del número de moléculas
presentes. En tal sentido pueden citarse el descenso de la presión de
vapor, elevación del punto de ebullición, descenso del punto de
congelación, descenso de la tensión superficial, aumento de la
viscosidad y gradientes de presión osmótica a través de membranas
semipermeables, entre otras. Estas propiedades determinan el
comportamiento de los alimentos.
Las moléculas del agua en el estado sólido están ligadas entre sí por
enlaces de hidrógeno, lo que da origen a la formación de polímeros de
estructura cristalina en el que cada molécula está unida a otras cuatro.
Los diversos agentes influyen de modo diferente sobre la estructura del
agua. Así, por ejemplo, los electrolitos como Na+, K+, Cl-, fuertemente
hidratados en solución disminuyen el número de enlaces de hidrógeno
entre las moléculas de agua. Las sustancias en solución capaces de
formar enlaces de hidrógeno por sí mismas y pueden modificar la
asociación entre las moléculas de agua de acuerdo con su compatibilidad
geométrica con la red existente.
El agua a su vez modifica propiedades tales como la estructura, difusión, reactividad, etc., de las sustancias en solución.
La actividad del agua es una medida de la mayor o menor disponibilidad
del agua en los diversos alimentos, la cual se define por el descenso de
la presión parcial del vapor del vapor de agua:
aw = pw / po
donde pw es la presión parcial del vapor de agua del alimento y po es la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura.
La actividad de agua constituye una medida relativa con respecto a un
estado estándar tomado como comparación. El estado estándar escogido es
el del agua pura la cual su actividad se toma igual a la unidad, por lo
cual la actividad de un alimento es siempre menor que la unidad. Esto es
debido a que las especies químicas presentes disminuyen la capacidad de
vaporización del agua.
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