FACULTAD DE CIENCIAS
MÁSTER en INNOVACIÓN en NUTRICIÓN,
SEGURIDAD y TECNOLOGÍAS ALIMENTARIAS
D. And és Edua do Ma ín De Jesús
PUESTA EN MARCHA Y ELABORACIÓN DE UN
PROTOCOLO DE FUNCIONAMIENTO DE UN
ESTERILIZADOR DE SUPERFICIE RASPADA PARA
PRODUCTOS VISCOSOS
T abajo Fin de Más e
Junio 2021
2
Dedica o ia y ag adecimien os
Al g upo de abajo del Aula de P oduc os Lác eos y Tecnologías Alimen a ias (APLTA)
Al p og ama de Becas Hondu as 20/20
A mis u o es Luis Aldeanue a Po el y Ángel Cobos Ga cía
Pa a mis pad es; Da id Ma ín y Ma iana De Jesús
Mis he manos; José Rica do, Juan Ca los y Da id Fe nando
A mi no ia: Magaly Mi anda
3
ÍNDICE
RESUMEN......................................................................................................................................4
ABSTRACT ....................................................................................................................................5
RESUMO ........................................................................................................................................6
1. INTRODUCCIÓN .....................................................................................................................7
1.1. Conse ación de alimen os ............................................................................................................... 8
1.2. Es e ilización é mica ......................................................................................................................... 9
1.3. Reología de alimen os ...................................................................................................................... 12
1.4. Es e ilizado de supe icie aspada ................................................................................................... 16
1.5. T ans e encia de calo ...................................................................................................................... 20
2. OBJETIVOS .............................................................................................................................22
3. MATERIALES Y METODOS ...............................................................................................23
3.1. Ubicación ......................................................................................................................................... 23
3.2. Diseño expe imen al ........................................................................................................................ 23
3.3. Ma e iales y equipos u ilizados ........................................................................................................ 23
3.4. Desa ollo de p o ocolo de uncionamien o ...................................................................................... 24
3.5. P uebas p elimina es ........................................................................................................................ 25
3.5.1. Viscosidad p uebas p elimina es .............................................................................................. 25
3.6. P uebas en es e ilizado de luidos iscosos .................................................................................... 25
3.6.1. Viscosidad p uebas en es e ilizado de luidos iscosos........................................................... 26
3.7. Coe icien e global de ansmisión de calo ...................................................................................... 26
3.8. E iciencia é mica de in e cambiado de calo ...........................................................................28
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN .............................................................................................29
4.1. Desa ollo de p o ocolo de uncionamien o ..................................................................................... 29
4.2. P uebas p elimina es ....................................................................................................................... 38
4.3. Viscosidad p uebas en es e ilizado de luidos iscosos .................................................................. 39
4.4. Coe icien e de ansmisión de calo ................................................................................................. 41
4.5. E iciencia é mica de in e cambiado de calo ................................................................................. 48
5. CONCLUSIONES....................................................................................................................49
6. RECOMENDACIONES..........................................................................................................50
7. BIBLIOGRAFIA .....................................................................................................................51
4
RESUMEN
Tí ulo: Pues a en ma cha y elabo ación de un p o ocolo de uncionamien o de un es e ilizado de
supe icie aspada pa a p oduc os iscosos.
La es e ilización como mé odo de inac i ación de mic oo ganismos es una de las écnicas más
e icien es pa a el almacenamien o de alimen os. La es e ilización de luidos iscosos ales como
ade ezos, jaleas, o man equillas sin al e a sus p opiedades isicoquímicas y senso iales es un e o
pa a la indus ia de alimen os siendo la ecnología de In e cambio de Calo po Supe icie Raspada
(ICSR) la más e icien e. És a cons a de un cilind o aco azado que suminis a agua calien e o ía
po el ex e io e in e namen e y a con aco ien e el p oduc o, en la pa e cen al se si úa una
cuchilla gi a o ia que acili a el lujo y emue e el p oduc o de las pa edes asegu ando una
ans e encia de calo uni o me. Es e abajo se cen a en la elabo ación de un p o ocolo de
uncionamien o de un es e ilizado de supe icie aspada pa a p oduc os iscosos y e aluación de
u ilidad.
Se ealiza on cua o soluciones con di e en es po cen ajes de almidón Pola Tex 06716 de Ca gill®
y agua osmo izada, 4,5, 5,5, 6,5 y 7,5%. Las mues as se some ie on a un p oceso de es e ilización
a un caudal de 200 L/h, 4 ba , 60 segundos de man enimien o, 16 Hz de cizalla y a empe a u as
de 47 ± 2, 80 ± 2, 140 ± 2 y 83 ± 2 °C en los In e cambiado es Con he m 4, 3, 2 y 1 espec i amen e.
Se ealizó un análisis de iscosidad y un cálculo de ans e encia de calo . El compo amien o
eológico, especí icamen e la iscosidad apa en e con a la cizalla, ue in luenciado po la
empe a u a y la ans e encia de calo se io a ec ada po la di ección de lujo y diseño del
in e cambiado .
Palab as cla e: iscosidad, almidón, eología, ans e encia de calo , cizalla.
5
ABSTRACT
Ti le: S a -up and p epa a ion o an ope a ing p o ocol o a sc aped su ace s e ilize o iscous
p oduc s.
S e iliza ion as a me hod o inac i a ion o mic oo ganisms is one o he mos e icien echniques
o ood s o age. The s e iliza ion o iscous luids such as d essings, jellies, o bu e s wi hou
al e ing hei physicochemical and senso y p ope ies is a challenge o he ood indus y, being
he Sc aped Su ace Hea Exchange (SSHE) echnology he mos e icien . This consis s o an
a mo ed cylinde ha supplies ho o cold wa e ex e nally and in e nally and he p oduc a
coun e cu en , in he cen al pa he e is a o a ing blade ha acili a es he low and emo es he
p oduc om he walls ensu ing a uni o m hea ans e . This wo k ocuses on he de elopmen o
an ope a ing p o ocol o a sc aped su ace s e ilize o iscous p oduc s and i s u ili y e alua ion.
Fou solu ions we e made wi h di e en pe cen ages o Ca gill® Pola Tex 06716 s a ch and
osmo ized wa e , 4.5, 5.5, 6.5 and 7.5%. The samples we e subjec ed o a s e iliza ion p ocess a a
low a e o 200 L / h, 4 ba , 60 seconds hold, 16 Hz shea and a empe a u es o 47 ± 2, 80 ± 2,
140 ± 2 and 83 ± 2 ° C. in Con he m Exchange s 4, 3, 2 and 1 espec i ely. Viscosi y analysis and
hea ans e calcula ion we e pe o med. The heological beha io , speci ically he appa en
iscosi y agains shea , was in luenced by empe a u e and hea ans e was a ec ed by he low
di ec ion and design o he exchange .
Key Wo ds: iscosi y, s a ch, heology, hea ans e , shea
6
RESUMO
Tí ulo: Pos a en ma cha e elabo ación dun p o ocolo de uncionamien o dun es e ilizado de
supe icie aspada pa a p odu os iscosos.
A es e ilización como mé odo de inac i ación de mic oo ganismos é unha das écnicas máis
e icien es pa a o almacenamen o de alimen os. A es e ilización de luídos iscosos como apósi os,
xeleas ou man eigas sen al e a as súas p opiedades isicoquímicas e senso iais é un desa ío pa a
a indus ia alimen a ia, sendo a ecnoloxía In e cambio de Calo po Supe icie Raspada (ICSR) a
máis e icien e. Es e consis e nun cilind o blindado que subminis a auga quen e ou ía
ex e namen e e in e namen e e a con aco en e do p odu o, na pa e cen al hai unha olla xi a o ia
que acili a o luxo e elimina o p odu o das pa edes asegu ando unha ans e encia de calo
uni o me. Es e aballo cén ase no desen ol emen o dun p o ocolo ope a i o pa a un es e ilizado
de supe icie aspada pa a p odu os iscosos e na súa a aliación da u ilidade.
Fixé onse ca o solucións con di e en es po cen axes de amidón Ca gill® Pola Tex 06716 e auga
osmo izada, 4,5, 5,5, 6,5 e 7,5%. As mos as some é onse a un p oceso de es e ilización a un caudal
de 200 L / h, 4 ba , 60 segundos de e ención, 16 Hz de co e e a empe a u as de 47 ± 2, 80 ± 2,
140 ± 2 e 83 ± 2 ° C. en In e cambiado es 4, 3, 2 e 1 espec i amen e. Realizouse a análise da
iscosidade e o cálculo da ans e encia de calo . O compo amen o eolóxico, especi icamen e a
iscosidade apa en e con a o cisallamen o, es i o in luído pola empe a u a e a ans e encia de
calo iuse a ec ada pola di ección do luxo e o deseño do in e cambiado .
Palab as cla e: iscosidade, amidón, eoloxía, ans e encia de calo , cisallamen o.
7
1. INTRODUCCIÓN
La ciencia y ecnología de los alimen os ha p og esado de la caza y ecolección de alimen os a un
sis ema mul idisciplina io en ocado en la p oducción masi a de ma e ia p ima, p ocesamien o
indus ial de alimen os y se icios de alimen ación y es au ación, odos es os a di e en es ni eles
de obje i idad p oduc i a, complejidad senso ial, iabilidad económica, pe il nu icional,
accesibilidad, uncionalidad, con eniencia, di e sidad y aplicabilidad cien í ica y ecnológica. La
p og esión de la indus ia a es os ni eles ha sido impulsada po la e olución social y cul u al de la
aza humana y la esolución de p oblemas especí icos como la libe ación de la búsqueda y
ecolección de alimen os pa a las pe sonas y la necesidad de una nu ición adecuada median e un
suminis o cons an e de alimen os du an e odo el año (Flo os e al. 2010). Tomando en cuen a
odas las necesidades sociales ci adas, es imp escindible, sin impo a al ni el en que la indus ia
se encuen e, el cumplimien o de la segu idad alimen a ia en odos y cada uno de los eslabones de
la cadena alimen a ia.
Los di e en es países pa icipan es en la Cumb e Mundial de la Alimen ación (1996) de inie on
que: “Exis e segu idad alimen a ia cuando odas las pe sonas ienen en odo momen o acceso
ísico, social y económico a su icien es alimen os inocuos y nu i i os pa a sa is ace sus
necesidades alimen icias y sus p e e encias en cuan o a los alimen os a in de lle a una ida ac i a
y sana” (FAO 1996). El elemen o más impo an e den o de los p incipios de la segu idad
alimen a ia es la inocuidad de los alimen os ya que sin es e no puede exis i la segu idad
alimen a ia (FAO y OMS 2019). Se en iende con inocuidad alimen a ia la ga an ía de que un
alimen o no causa á daño al consumido cuando el mismo sea p epa ado o inge ido de acue do
con el uso a que se des ine (OMS 2007). La inocuidad alimen a ia se consigue y man iene median e
una se ie de p incipios básicos como son la limpieza del pe sonal, alimen os y espacios de abajo,
uso de agua y ma e ias p imas segu as, manejo ap opiado de la ma e ia p ima y la conse ación
con inua de los alimen os.
8
1.1. Conse ación de alimen os
La c ecien e indus ia alimen a ia no es solo una en aja pa a la gene ación masi a de alimen os,
esul a ambién un e o pa a las en idades esponsables del con ol, egulación, moni o eo y
asegu amien o del cumplimien o de medidas sani a ias y i osani a ias. El Acue do Sob e la
Aplicación de Medidas Sani a ias y Fi osani a ias au o iza a los países a es ablece sus p opias
no mas a a o de la inocuidad de alimen os p ese ación de ege ales y salud de los animales.
Siemp e y cuando es as eglamen aciones es én undamen adas con p incipios cien í icos y,
además, que sólo se apliquen en la medida necesa ia pa a p o ege la salud y la ida de las pe sonas
y de los animales. (OMC 1995). El seguimien o de es e acue do jun o a la gene ación de en idades
y o ganizaciones cali icadas que es ablezcan eglamen os especí icos a dis in as á eas de in e és
pa a la indus ia alimen a ia, es p imo dial pa a el cumpli el obje i o de b inda una alimen ación
inocua a los habi an es; de un país, de un con inen e y del mundo.
Las necesidades básicas de la alimen ación han pasado de solo se una necesidad básica que
cumple un eque imien o die é ico y ene gé ico pa a con e i se en una ama me can il que
complace los gus os y p e e encias de di e en es me cados. Los consumido es son los enca gados
de exigi y de e mina los cambios en las nue as endencias de alimen ación y la indus ia debe
p og esa y adap a se de acue do a es as nue as endencias. En los úl imos años los consumido es
demandan alimen os de buena calidad, áciles de p epa a , segu os, na u ales, mínimamen e
p ocesados y con una ida anaquel más la ga (La anjo e al. 2017). La conse ación de alimen os
es impo an e pa a p e eni el c ecimien o de mic oo ganismos al e an es y pa ógenos, como las
bac e ias, le adu as, hongos y mohos, esponsables del de e io o del 20% de los alimen os
p oducidos a ni el mundial (Rod íguez Sauceda 2011). Así mismo, la conse ación de alimen os
ayuda a alen iza las eacciones químicas y bioquímicas pa a ala ga el iempo de ida ú il.
Exis en di e en es mé odos empleados pa a la conse ación de alimen os, cada uno de es os con
una a iable gama de ecnologías. En e ellos es án: conse ación a baja empe a u a median e
e ige ación, congelación y ul a congelación (Pan e al. 2019), aplicación de adiaciones
ionizan es, ayos X, ayos gamma y ayos be a (Beie 2004; Pillai 2004), y adiaciones no
ionizan es de pulsos de luz ul a iole a y mic oondas (Hayes e al. 2012), educción de la ac i idad
de agua, deshid a ación, c is alización y adición de solu os, empleo de adi i os alimen a ios,
9
agen es an ipa dean es, an ioxidan es y an imic obianos, mé odos de i ados del empleo de
mic oo ganismos o de la ac i idad mic obiana, e men ación, cul i os iniciado es y
mic oo ganismos, p o ec o es ( lo a compe i i a), bac e iocinas y an ibió icos (E kmen y Bozoglu
2016), ecnologías de en asado en ocadas en, a mós e as modi icadas y con oladas, en asado
asép ico, ma e iales ac i os y en ases comes ibles (A hanassiou 2020), mé odos de p ocesado no
é mico, al as p esiones, pulsos eléc icos, pulsos magné icos oscilan es y ul asonido, y mé odos
de p ocesado é mico, pas eu ización y es e ilización (Pa hania e al. 2020).
1.2. Es e ilización é mica
La es e ilización como mé odo de inac i ación de mic oo ganismos se ha con e ido en una de las
écnicas más e icien es (Qui e al. 2020). más an iguas y económicamen e en able pa a el
almacenamien o de alimen os. El obje i o de la es e ilización consis e en la des ucción o al de
odos los mic oo ganismos incluyendo espo as, i us y p iones, sin emba go, la es e ilización
absolu a en alimen os no exis e, es po es o que pa a la ciencia y ecnología de los alimen os se
maneja el e mino, es e ilización come cial. La es e ilización come cial de p oduc os p ocesados
é micamen e se de ine como la aplicación de calo que libe a al alimen o de mic oo ganismos
capaces de ep oduci se en el alimen o en condiciones no males de almacenamien o y dis ibución
sin e ige ación; y mic oo ganismos iables (incluidas las espo as) de impo ancia pa a la salud
pública (US-FDA 2021).
La es e ilización é mica u iliza la agilidad é mica de un mic oo ganismo pa a p e eni su
c ecimien o. El con ol écnico que iene el p oceso pe mi e adap a se una a iada aplicación a
dis in os ipos de alimen os de acue do a su es ado ísico, pH, esis encia é mica, ipo y o ma de
empaque (Sun 2021). Pa a la de e minación del iempo y empe a u a de un p oceso de
es e ilización é mica se iene que oma en cuen a la ciné ica de inac i ación é mica ( esis encia
al calo ) del mic oo ganismo obje i o, así como su sensibilidad al oxígeno, pH y empe a u a
(Teixei a 2004). Como al, la es e ilización é mica busca alcanza la empe a u a deseada en la
Zona Más Len a de Calen amien o (ZMLC) que es el cen o del alimen o en cues ión. Las
aplicaciones de es as al as empe a u as ienden a deg ada las ca ac e ís icas nu icionales y
16
1.4. Es e ilizado de supe icie aspada
El Es e ilizado de Supe icie Raspada se p es a a múl iples alimen os de di e en e luidez e incluso
aquellos que puedan su i c is alización y/o un cambio de ase (Al a La al 2009). Den o del
p oceso la iscosidad de un líquido aumen a con la adición de pa ículas es é icas ígidas debido
al aumen o de la icción en e la pa ícula y las capas líquidas, lo que p o oca una mayo
disipación de ene gía (Bel on 2007). Como se mencionó p e iamen e, la eología es una ciencia
busca desc ibi las de o maciones que su en los luidos a a és de un modelo ma emá ico, el cual
pe mi e explica la capacidad de lui de un alimen o y la de o mación que su e al aplicá sele
p esión (Chhab a 2020). Con es a in o mación podemos de ini la elocidad y iempo pa a que un
luido luya desde un pun o “A” a un pun o “B” dependiendo de si es e es new oniano o no
new oniano, el cual puede se iden i icado a a és de un iscosíme o (Regalado y Ramos 2009).
La base pa a es e iliza los alimen os en es e p oceso es a a és de ans e encia de calo , que se
de ine como la capacidad de ans e i ene gía ciné ica de un cue po de mayo empe a u a a uno
de meno empe a u a (Çengel y Pe ez 2004). Po ejemplo, al sume gi un alimen o en un medio
calien e su empe a u a aumen a ápidamen e y el agua que con iene se elimina en o ma de apo ,
po lo que su supe icie empieza a deshid a a se, o mando una co eza y e apo ando el in e io
del p oduc o (Mo ie a e al. 1999). “Las elocidades de ans e encia de calo al alimen o dependen
de la di e encia de empe a u as en e és e y el luido y del coe icien e de conduc ancia é mica
supe icial” (Al is e al. 2009). Las ca ac e ís icas que adquie a cualquie alimen o que se some a
a conse ación po calo es án ín imamen e elacionadas con las p opiedades isicoquímicas y
uncionales de los cons i uyen es de es os mismos, así como las a iables de ope ación que se
aplican en las di e en es e apas del p oceso (Mo ie a e al. 1999).
El diseño del ICSR cons a de un cilind o aco azado que suminis a agua calien e o ía po el
ex e io e in e namen e y a con aco ien e el p oduc o, en la pa e cen al se si úa una cuchilla
gi a o ia que acili a el lujo y emue e el p oduc o de las pa edes asegu ando una ans e encia de
calo uni o me. El equipo puede p esen a di e en es diseños geomé icos y se pueden implemen a
soluciones inno ado as pa a ope a en condiciones especí icas o pa a mejo a ca ac e ís icas
seleccionadas del in e cambiado , como el coe icien e de ans e encia de calo o el consumo de
17
ene gía (D’Addio e al. 2013). Pa a c ea un diseño e icien e es necesa io conside a odos los
ac o es écnicos que cons i uyen y a ec a an al sis ema de ansmisión de calo : el caudal que
puede ene an o el p oduc o como el luido, la p esión con la que se dis ibuyen los luidos den o
del p oceso, las p opiedades ísicas de ambos luidos, como se la densidad, solidos solubles, calo
especi ico y iscosidad, di ección de lujo del medio e sus p oduc o (es os pueden se de ipo
pa alelo o a con aco ien e), ca ac e ís icas de la pa ed de in e cambio, ma e ial, g oso , po osidad
y amaño.
Expues os es os pun os, se emplea á el uso de un Es e ilizado de Supe icie Raspada (SSHE po
sus siglas en inglés) o In e cambiado de Calo de Supe icie Raspada (ICSR), cuya unción es
mejo a la ans e encia de calo en los luidos al amen e iscosos a a és po e ec o del cons an e
aspado y mezcla del luido causado po un o o cilínd ico (Lakhda e al. 2005). Po la na u aleza
de los luidos al amen e iscosos, es os ienden a ocasiona allos y p oblemas de limpieza en las
máquinas. Sin emba go, aquí es donde las aspas gi a o ias juegan su papel ya que es as e i an que
los luidos iscosos se peguen y ocasionen los p oblemas p e iamen e mencionados mien as
simul áneamen e agilizan el p oceso de ans e encia de calo (Dumon e al. 2000). En cuan o al
po qué u iliza es a me odología pa a es e ilización de luidos yace en que p o ee un cons an e
lujo de p oceso, an o en man ene la empe a u a de es e ilización deseada como e i a un cuello
de bo ella en la p oducción, a pesa de se some ido a p oduc os con di e en es iscosidades (Al a
La al 2009).
18
Figu a 5. Esquema de in e cambiado de calo de supe icie aspada (Al a La al 2009).
El p incipio de abajo del equipo es la es e ilización del p oduc o mien as se man iene in ac o el
aspec o asép ico de es e mismo. Pa a log a es o, p ime o se some e a una p e-es e ilización en la
cual se ci cula agua calien e de con una p esión de 4 ba du an e 30 minu os en oda la máquina
19
has a llega a una empe a u a de 120°C. Pos e io a la p e-es e ilización, el equipo se condiciona
de acue do a las consignas de p oducción p es ablecidas de acue do al p oduc o y a las
ca ac e ís icas espe adas, omando en cuen a las empe a u as de salida del agua calien e, caudal y
p esión de las bombas, elocidad de las aspas gi a o ias de los con he ms y consignas de llenado
y aciado del anque, es e p oceso se denomina pues a en égimen. Al habe ealizado la pues a en
égimen, la máquina se p ocede a llena con el p oduc o deseado y se comienza el p oceso de
es e ilización indi ec a a a és del apo p oducido, el cual log a es o ya que el p oduc o se
man iene en un “ ubo de e ención” po el iempo que sea necesa io pa a alcanza la empe a u a
deseada según los pa áme os que se es ipulen (Te a pack 2006). Luego, el p oduc o p ocede a
egula su empe a u a en los in e cambiado es in e nos de calo “Con he m” del equipo pa a
conclui el p oceso. Po úl imo, es necesa io que la maquina se some a a una limpieza In-Si u (CIP
po sus siglas en inglés) con clo o, ácidos y/o de e gen es que depende án del p oduc o que haya
sido p ocesado (Lakhda e al. 2005).
El in e cambiado de calo de supe icie aspada ue c eado como una solución pa a dis in os
p oblemas en la indus ia química, cosmé ica, a macéu ica, médica y alimen icia. El ICSR es el
in e cambiado de calo más adecuado pa a manipula p oduc os de al a iscosidad y sensibles al
calo , que ienden a o ma espuma y ensucia la supe icie de ans e encia de calo (Bocca di e
al. 2010; De a aju e al. 2013). Los p oblemas mencionados an e io men e en los p oduc os
co espondien es a cada indus ia suelen se , ans e encia de calo no uni o me, c eación de capas
solidas o cos as, ex u as desiguales en e p oduc os de un mismo lo e, deses abilización química,
co a ida ú il o daño senso ial en a ículos pa iculados. El uso de un equipo que no es á
desa ollado pa a p ocesa luidos de al a iscosidad puede educi la e iciencia de es e mismo
Exis e una a iada gama de p oduc os den o de la indus ia alimen icia a los que la ecnología
desa ollada po es e equipo es á en ocada. Como se mencionó an e io men e el en oque p incipal
del ISCR se cen a en p oduc os iscosos ales como; ade ezos, c emas de cacao o chocola e,
man equillas de maní u o os u os secos, ellenos de u a pa a epos e ía, p oduc os ba idos o
ai eados, masas pa a pan o galle as, ca ne deshuesada mecánicamen e, gela inas o alimen os pa a
bebe. También es e equipo a iende las necesidades de p oduc os sensibles al calo como se ,
p oduc os a base de hue os líquidos y e uel os, emulsiones de ca ne, pu és de u as, quesos
c emosos o p o eínas de sue o. De igual o ma se cuen a con p oduc os pa iculados como son;
20
jaleas y conse as de u as, yogu s con u as, sopas lis as pa a come , pu és de ca nes o alimen os
pa a masco as. O o ipo de p oduc o obje i o es el de e minado “pegajoso” o “pegadizo” así
como; quesos p ocesados, ca amelo, mezclas o pas as pa a con i e ía, gomas y chicles. Como
ul ima mención se conside a a los alimen os suscep ibles a la c is alización o a cambios de ase;
miel, glaseados, concen ados de azúca , c emas pa a un a , caldo de gela ina, c emas pa a galle as
ma ga inas, ácidos g asos, man ecas de o igen ege al y animal,
1.5. T ans e encia de Calo
Independien emen e del ipo de luido en cues ión, es os ienen di e en es coe icien es de
ans e encia de calo , especí icamen e po con ección. Ag egando, los luidos que se exponen en
el es udio ienden a se bas an e iscosos, po lo que los e ec os de dicha con ección no son
no o ios y no apo an su icien e calo como pa a ene in luencia en la inocuidad del alimen o
(Bandala-Rocha e al. 2005). Dado es e caso, es necesa io implemen a el p incipio de la
es e ilización pa a luidos iscosos el cual no es di e en e a la es e ilización con encional, con la
excepción del diseño de aspas gi a o ias que aspan las pa edes de la ube ía e i ando que es os
luidos se queden pegados a los la e ales po e ec o del mismo calo en el es e ilizado . (Figu a 6)
Pa a comp ende en su mayo ex ensión el uncionamien o del equipo se deben de ene cla as las
a iables que condicionan la ans e encia de calo en es e ipo de modelo de in e cambiado . La
ans e encia de calo de una sus ancia a o a, es as ienen que se dis in as, omando en cuen a que
el calo luye del p oduc o más calien e hacia el menos calien e. El lujo de calo aumen a su
elocidad cuando la di e encia de es as dos sus ancias es mayo , has a que se educen y llegan a
un equilib io é mico, igualando ambas empe a u as (Bylund e al. 1996). Exis en es ipos de
ans e encia de calo ; conducción, con ección y adiación. La conducción es un mecanismo a
ni el molecula po el cual la ene gía é mica se mue e median e la ma e ia sólida. Debido a que
las moléculas a mayo empe a u a ienen mayo ene gía, es as la ansmi en po in e acción con
las moléculas ecinas que es án a un ni el ene gé ico más bajo. La con ección es el mo imien o
de ene gía é mica de un lujo a una supe icie o ice e sa, c eada po el mismo lujo del luido.
Po úl imo, la adiación es la ans e encia di ec a de ene gía é mica de un obje o a o o median e
21
ondas elec omagné icas sin c ea con ac o molecula di ec o o medio de ans e encia. (Ma ks
2009).
Pa a e leja la e icacia del in e cambio de calo en e dos luidos sepa ados po una supe icie, se
u iliza el coe icien e Global de ansmisión de Calo (U), que iene de inido según la siguien e
exp esión:
𝑄 = 𝑈 × 𝐴 × ∆𝑡
Es e ac o U indica la can idad de calo que pasa po ho a a a és de 1 m2 de supe icie de
in e cambio po cada 1 ºC de di e encia de empe a u as. Se a a de aumen a al máximo ese alo .
Po o a pa e, el calo cedido po el agua calien e debe se casi igual al calo abso bido po el
p oduc o. Es e alo se calcula con la siguien e ó mula
𝑄 = 𝑉 × 𝐶𝑒 × ∆𝑡
𝐶𝑒: calo especi ico del agua que es 1
𝑉: caudal que ci cula
∆𝑡: di e encia de empe a u a en e en ada y salida.
22
2. OBJETIVOS
Desa olla un manual uncional y ácil de comp ende donde se es ablezca el p o ocolo de
uncionamien o, componen es p incipales y esquemas del es e ilizado pa a p oduc os iscosos
del Aula de P oduc os Lác eos y Tecnologías Alimen a ias.
De e mina los cambios de iscosidad que p esen a una mezcla de almidón con agua a
di e en es concen aciones al se es e ilizado po el es e ilizado de luidos iscosos.
Medi la e iciencia de los in e cambiado es de calo de supe icie aspada median e el cálculo
de la ans e encia de calo y el coe icien e global de ansmisión de calo que gene an los
in e cambiado es de calo de supe icie aspada u ilizando di e en es pa áme os de caudal y
elocidad de las aspas gi a o ias.
23
3. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. Ubicación.
Los a amien os ue on ealizados en el Aula de P oduc os Lác eos y Tecnologías Alimen a ías
(APLTA) siendo es a pa e de la Uni e sidade de San iago de Compos ela (USC) ubicada en LA
ciudad de Lugo, Lugo, España.
3.2. Diseño expe imen al.
Pa a las p uebas p elimina es se ealizó un solo ensayo y es mediciones po cada esul ado de
iscosidad, siendo un o al de nue e mediciones. Pa a las p uebas de iscosidad ealizadas en el
es e ilizado de luidos iscosos se ealiza on es epe iciones de cada a amien o y 3 mediciones
po epe ición, siendo un o al de nue e mediciones po a amien o y 36 mediciones en o al. Pa a
el cálculo de coe icien e global de ansmisión se ealiza on 3 a amien os, el p ime o y el segundo
con es mediciones po in e cambiado en los in e cambiado es 4, 3 y 2 a lo la go del p oceso y
el e ce a amien o con es mediciones en el in e cambiado núme o dos. Pa a un o al de 21
mediciones.
3.3. Ma e iales y equipos u ilizados.
Almidón de maíz Pola Tex 06716 de Ca gill
Agua Osmo izada
Te momix® TM6 - Vo we k
Viscosíme o ma ca B ook ield Model ∆V-11+
Spindle 91 pa a iscosíme o
Spindle TA (S91) pa a iscosíme o
Spindle 60 pa a iscosíme o
Beake de id io de 500 ml
Es e ilizado pa a p oduc os iscosos
24
El Es e ilizado pa a p oduc os iscosos es un equipo diseñado y cons uido po el pe sonal del
aula u ilizando cua o ICSR (In e cambiado de Calo de Supe icie Rascada) ma ca Con he m ®
diseñados po Al a La al, más o os componen es y equipos indus iales de di e en es ma cas y
modelos. El equipo iene como pun o de acceso un anque asép ico de 100 li os de capacidad más
la accesibilidad di ec a de p oduc o de o as á eas del aula median e ube ías de ace o inoxidable.
Pa a la ci culación del p oduc o y luidos de calen amien o o en iamien o den o y ue a del
equipo, es e cuen a con es bombas, una helicoidal, una cen i uga y o a helicoidal. Pa a pode
ges iona es a ci culación el equipo cons a de cua o pun os de conexión múl iple denominados
“Mul i ías”, es os pun os son de ges ión manual y si en pa a di ecciona el p oduc o según las
especi icaciones y p opósi os que se deseen. Complemen a ios a los mul i ías el equipo cuen a
con 25 ál ulas manuales y au omá icas que pe mi en o limi an el lujo del p oduc o y o os luidos
de in e és. Como componen e p incipal, es e equipo iene cua o ICSR, dos pa a calen a el
p oduc o y dos pa a en ia lo. También cuen a con es placas in e cambiado as, dos que calien an
el agua que a hacia los ICSR de calen amien o y una al inal de línea que en ía el p oduc o que
se di ige a la sección inal del p oceso de p oduc o e minado. En e la sección de calen amien o y
en iamien o el equipo cuen a con una e apa de man enimien o de inida a pa i de secciones de
ube ía en elación al iempo de es e ilización.
3.4. Desa ollo de p o ocolo de uncionamien o.
Se ealizó un p o ocolo de uncionamien o o manual de uso en ocado en acili a la manipulación
y pues a en ma cha del es e ilizado de luidos iscosos, es e ue desa ollado de mane a esumida
con o mado po una b e e desc ipción del equipo, abla de componen es p incipales,
ep esen ación g á ica de los mul i ías, desc ipción del lujo de p oceso y plano de es e ilizado ,
pa a es o se ealiza on dis in as p uebas con el es e ilizado pa a de e mina un p o ocolo co ec o
y selecciona pasos del p oceso, cali icándoles como necesa ios o no. Se ealizó ambién una
e isión de los componen es pa a e isa su co ec a manipulación, y una e isión bibliog á ica de
los manuales y ichas écnicas ya exis en es en el Aula de P oduc os Lác eos y Tecnologías
Alimen a ias.
25
3.5. P uebas p elimina es.
Se ealizó una p ueba p elimina u ilizando es soluciones de 2 kg cada una, con es di e en es
po cen ajes de almidón de maíz, 3, 4 y 5%, mezclado con agua osmo izada. Pa a simula el p oceso
de in e cambio en supe icie aspada se u ilizó la Te momix®, se in odujo la mezcla y se lle ó a
92 °C, al llega a es a empe a u a se some ió po un minu o a elocidad es, de acue do a las
especi icaciones écnicas del equipo es a elocidad es igual a 8,3 Hz (Vo we k 2018).
Cuad o 1. Desc ipción de mues as
Mues a
Po cen aje de almidón
Mues a 1
3% de almidón (60 g)
Mues a 2
4% de almidón (80g)
Mues a 3
5% de almidón (100 g)
3.5.1. Viscosidad p uebas p elimina es.
El análisis de iscosidad en las p uebas p elimina es se ealizó u ilizando un iscosíme o
B ook ield con Spindle 91 a 60 pm y Spindle 2 a 60 pm. Las mues as se analiza on p e io al
a amien o é mico a una empe a u a de 20 °C y después de es e a dos di e en es empe a u as,
90º C y a 30 °C en iando la solución a baño ma ía en baño de salmue a helada.
3.6. P uebas en es e ilizado pa a p oduc os iscosos.
Se ealiza on 4 soluciones de 200 kg, cada una con di e en es po cen ajes de almidón de maíz, 4,5,
5,5, 6,5 y 7,5%, mezclado con agua osmo izada, p e io al día del ensayo y se almacenó en un
cua o io a 4 ° C. P e io a el ensayo las mues as se saca on del cua o io y se deja on aclima a
a empe a u a ambien e. El p oceso se ealizó en el es e ilizado de luidos iscosos de acue do al
p o ocolo de uncionamien o mencionado en el manual. Las mues as se adminis a on de meno
a mayo po cen aje de solución, ealizando un acla ado en e a amien o. Se u iliza on los
pa áme os de ope ación mencionados en el cuad o 3.
32
120 segundos 180 segundos
240 segundos
* omando en cuen a 30 segundos que a da el p oduc o en la en ada y salida de man enimien o
Conexiones pa a limpieza CIP
- 1 con 2, 3 con 4, 5 con 6 y 7 con 8
- solo el iempo de man enimien o u ilizado
MV-3
1) De Con he m 3
2) A Con he m 2
3) A man enimien o
4) De man enimien o
5) CIP
6) CIP
Conexiones pa a limpieza CIP
1 con 2, 3 con 5 y 4 con 6
Conexiones pa a es e ilización
1 con 3 y 2 con 4
33
MV-4
1) Con he m 1
2) CIP
3) CIP
4) A placa in e cambiado a/Tanque
Conexiones pa a limpieza CIP
1 con 3 y 2 con 4
Conexiones pa a es e ilización
1 con 4
Flujo de P oceso
A anque del Equipo
P oducción
Pues a en Régimen
Es e ilización del
Equipo
Limpieza
Inicio
Fin
34
Desc ipción del Flujo de P oceso
A anque del Equipo
Ac i a elec icidad en caja de conexiones y pulsa bo ón de ea me si uados en la caja de conexiones (EQ
002).
In oduci usua io y con aseña en la pan alla de con ol.
Re isa que los mul i ías MV-1, MV-3 y MV-4 es én conec ados en posición de es e ilización y que el
mul i ías MV-2 es é conec ado de acue do al iempo de man enimien o deseado.
Ab i ál ulas de alimen ación de apo V012 y agua de ed V029 si uadas en la pa e supe io del equipo
y de salida de condensados del Con he m 3 (V019) y Con he m 4 (V018).
Ab i ál ula V035 de en ada de agua al anque de llenado.
Ab i ál ulas que salen del anque de llenado a las bombas de alimen ación V044 y V071.
Ab i ál ulas de pu ga de apo V006 y V004.
Ce a ál ula V037 que conec a de CIP a man enimien o.
Ab i ál ula V007 p e ia al in e cambiado de placas.
Ce a ál ulas de en ada de agua en Con he m 2 (V021) y de agua ía en Con he m 1 (V048).
P ocede con el llenado con agua de los in e cambiado es.
Llenado
Encende la bomba cen i uga y la bomba helicoidal pa a ob ene p esión y caudal su icien e pa a llena
odo el equipo.
Una ez el equipo es e lleno se apaga la bomba cen i uga y se cie a la ál ula que la alimen a (V071).
P ocede con la es e ilización del equipo.
Es e ilización del equipo
Ab i ál ula de egulación de con ap esión V003 y aumen a la p esión del sis ema a 4 ba .
Una ez la empe a u a en odos los pun os del p oceso alcanza los 120 °C se cuen an 30 minu os de
es e ilización.
Encende bomba lobula de salida de p oduc o
Al e mina los 30 minu os de es e ilización pasa a pues a en égimen.
35
Pues a en égimen
Ab i ál ulas de en ada de agua ed a Con he m 2 (V021) y de agua ía al Con he m 1 (V048).
Ce a ál ulas de salida de agua ed del Con he m 2 (V016) y agua ía del Con he m 1 (V023).
In oduci en la pan alla de con ol del equipo las consignas de p ocesamien o deseadas especi icadas en
consignas gene ales, consignas de empe a u as de salida de los con he ms, consignas de caudal y p esión
de las bombas, consignas de elocidad de las aspas gi a o ias de los con he ms y consignas de llenado y
aciado del anque.
Se ajus a de o ma au omá ica el po cen aje de ape u a de ál ulas de agua ed y de agua ía pa a acele a
las empe a u as deseadas en los con he ms 1 y 2.
Una ez alcanzadas las empe a u as deseadas en cada Con he m, pasa a p oducción.
P oducción
La p oducción se di ide en cua o ases:
Fase 1: aciado de agua del anque. In oduci el p oduc o manual o au omá icamen e cuando el agua en
el anque baja has a el olumen mínimo pe mi ido
Fase 2: p oducción (Es e ilización del p oduc o).
Fase 3: aciado de p oduc o del anque.
Fase 4: Empuje del p oduc o con agua.
Se conec a el o i icio 3 con el 4 y se cub e el senso cen al, se coloca una mangue a en el o i icio núme o
dos del mul i ías 1 pa a ecolec a el p oduc o inal si se desea ecoge ahí. De igual o ma se puede
aslada el p oduc o a 3 u as di e en es pasando po un mul i ías ex e no de conexiones múl iples, cabina
asép ica de llenado manual, en asado a asép ica o la en asado a de yogu .
Si el p oduc o es de una iscosidad muy al a se ecomienda ce a la ál ula V007 de in e cambiado de
placas.
Una ez e minadas es as cua o ases y ecolec ado el p oduc o inal se puede segui p oduciendo con
di e en es consignas pasando po la e apa de pues a en égimen o se puede inaliza el p oceso y pasa a
la limpieza del equipo.
*El iempo o al del p oceso desde que en a y sale el p oduc o es de ap oximadamen e 25 minu os.
36
Limpieza (CIP)
La limpieza se di ide en 5 ases
Fase 1: Acla ado inicial.
Fase 2: Aplicación del p ime de e gen e
Fase 3: Acla ado in e medio
Fase 4: Aplicación del segundo de e gen e
Fase 5: Acla ado inal
Ce a ál ula V012 de alimen ación de apo .
Cambia los mul i ías MV-1, MV-3 y MV-4 en posición de limpieza CIP y deja el mul i ías MV-2 en el
iempo de man enimien o u ilizado du an e el p oceso.
Ab i ál ulas que salen del anque de llenado a las bombas de alimen ación V044 y V071.
Ab i ál ula V037 que conec a de CIP a man enimien o.
Ab i ál ula V007 p e ia al in e cambiado de placas.
Ab i ál ula V054 de CIP a anque (aspe so ).
Ab i ál ula V059 de egulación de con ap esión de CIP y egula a la p esión deseada.
Ab i ál ula V056 de en ada de p oduc o al anque.
Encende bomba cen i uga.
Ab i y ce a po b e es segundos la ál ula V072 de p oduc o e minado y la ál ula V073 de desagüe
inal de línea du an e las cinco ases de limpieza.
Ab i y ce a po b e es segundos la ál ula V069 de CIP a anque y la ál ula V070 de CIP (desagüe)
du an e las cinco ases de la limpieza.
Una ez e minada la limpieza se p ocede a apaga el equipo, se dejan abie as las ál ulas de pu ga y
desagüe, V006, V007, V013, V016, V023, V032, V070, V073 y ál ula V018 y V019 a condensados.
Ce a ál ula V003 de egulación de con ap esión.
Ce a ál ula V048 de alimen ación de agua ía y ál ula V029 de alimen ación de agua.
Apaga equipo y desconec a elec icidad.
37
37
A. V071 C. V032 E. V013 G. V073 I. V037 K. V069 M. V012 O. V009 Q. V006 S. V016 U. V035 W. V029 Y. V059
B. V044 D. V056 F. V072 H. V007 J. V054 L. V070 N. V018 P. V004 R. V021 T. V029 V. V048 X. V003
Plano de
Es e ilizado de
P oduc os Viscosos
38
4.2 P uebas p elimina es.
Cuad o 4. Viscosidad en cP de p uebas p elimina es de soluciones de almidón.
Mues a
Viscosidad Inicial
Viscosidad Final
20 °C
90 °C
30 °C
3%
1,0
326,7
873
4%
1,0
176000
248000
5%
1,0
340000
525300
Figu a. 6. Análisis de iscosidad de 3 soluciones de almidón en Te momix®.
La iscosidad de las soluciones de almidón se io a ec ada po el a amien o é mico en combinación con
la cizalla. Se obse ó un mayo inc emen o de iscosidad en la mues a 2 (176000 cP) y en la mues a 3
(340.000cP) al se a adas a 90 °C po un minu o. Se obse ó un inc emen o de 72000 cP en la mues a 2
y de 185300 cP en la mues a 3 con espec o al a amien o é mico, después de se en iadas a baño ma ía.
La mues a 1 p esen ó alo es de iscosidad muy bajos en elación a la mues a 2 y 3, po lo cual se decidió
no u iliza es e po cen aje de solución pa a las p uebas en el es e ilizado de luidos iscosos. En elación
a las p uebas p elimina es hay que conside a las ca ac e ís icas écnicas del equipo u ilizado, la
ans e encia de calo de la Te momix® no es uni o me debido a que es a emi e el calo desde la base del
cilind o con enedo y es e se a conduciendo al es o del cilind o a medida se a calen ando haciendo es é
un p oceso más len o. Las mues as no en a on al p oceso con la empe a u a de a amien o ya
es ablecida, es ás se in oduje on y se inc emen ó la empe a u a has a llega a 09 °C exponiendo la
1326,7 873
1
176000
248000
1
340000
525300
0
100000
200000
300000
400000
500000
600000
20 °C 90 °C 30 °C
Viscosidad Inicial Viscosidad Final
Viscocidad (cP)
3% 4% 5%
39
mues a po más iempo a un a amien o é mico. Las aspas solo es án si uadas en la base del con enedo
cilínd ico y no a lo la go de él, además que es as no aspan el luido de las pa edes del con enedo , solo
agi an. La Te momix® no es un sis ema he mé icamen e sellado, po lo que la conse ación de la
empe a u a no es e icien e y puede su gi e apo ación. El análisis de las p uebas p elimina es se ealizó
pa a ene una idea más cla a del posible compo amien o de las mezclas de almidón en el es e ilizado de
luidos iscosos.
4.3. Viscosidad p uebas en es e ilizado de luidos iscosos.
Cuad o 5. Viscosidad en cP de soluciones de almidón pola Tex 06716 y agua osmo izada.
T a amien o
Medida
Viscosidad Inicial (cP)
Viscosidad Final (cP)
20 °C
43 °C
4,5%
5 min iniciales
1,0
375
5 min inales
1,0
535
5,5%
5 min iniciales
1,0
1516
5 min inales
1,0
1900
6,5%
5 min iniciales
1,0
2391
5 min inales
1,0
2950
7,5%
5 min iniciales
1,01
3150
5 min inales
1,01
4450
cP = Cen ipoise, °C = g ados cen íg ados.
La iscosidad de los cua o a amien os u o un inc emen o en elación a la iscosidad inicial de las
soluciones an es de se a adas en el es e ilizado de luidos iscosos. La iscosidad inal de los
a amien os se io elacionada al po cen aje de concen ación de almidón, a mayo po cen aje de almidón
mayo ue la iscosidad inal. El aumen o de la iscosidad del almidón en calo se debe a las p opias
ca ac e ís icas eológicas del almidón al igual que la o ma en que eacciona su es uc u a. De acue do a
di e en es au o es, la iscosidad de la mezcla de almidón es mayo cuando el es ado ísico de la mayo ía
de los g ánulos es á de o ma hinchada y la es uc u a ísica in ac a después del a amien o é mico.
Pos e io men e la iscosidad disminuye cuando és os son o os y se pie de la in eg idad de la es uc u a,
al sucede es o hay una p og esi a exudación de la amilosa donde e en ualmen e se o man conexiones
ipo gel, que al en ia se se uel en más ígidas y la iscosidad de la masa aumen a una ez más
(Huijb ech s 2008; Glo io Paule e al. 2009).
40
Figu a 7. Análisis de iscosidad de 4 soluciones de almidón en es e ilizado de luidos iscosos en los
p ime os 5 minu os del p oceso y en los úl imos 5 minu os del p oceso.
De acue do a Gonçal es e al. (2017), el compo amien o eologico, especi icamen e la iscosidad con a
la cizalla se e in luenciado mayo i a iamen po la empe a u a, en el caso de es e expe imen o la cizalla
ue cons an e y no se obse a on cambios de es e ipo. En o o es udio se concluyó que la iscosidad
disminuye a medida que el con enido de almidón disminuye, o ice e sa, es o es á elacionado con la
posible exis encia de lími e elás ico en soluciones con acciones de al o olumen de almidón (Zhou e al.
2001) El lími e elás ico se de ine como la ensión máxima que un ma e ial puede sopo a sin su i
de o maciones pe manen es, El ma e ial isco-elás ico es más elás ico cuando es más esis en e a la
up u a y es más iscoso en el caso con a io.
Se obse ó un inc emen o en la iscosidad inal de las cua o soluciones en elación al momen o de la
oma de mues a, siendo meno en los p ime os minu os de p oceso y mayo en los úl imos minu os de
p oceso. Es o ue sucediendo ya que du an e el p oceso se ue al e ando los lujos de los in e cambiado es
de supe icie aspada (Con he m 2 y 1) y se ue mejo ando la capacidad de en iamien o del equipo. Es os
cambios en iscosidad pasan a medida se en ía el p oduc o y gene almen e in luenciado a los cambios
es uc u ales que su e el almidón, así como la e og adación, el cual es un p oceso en el que las moléculas
375
1516
2391
3150
534
1900
2950
4450
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
4,5% 5,5% 6,5% 7,5%
Visosidad (cP) 43°C
5 minu os iniciales 5 minu os inales
41
en los g ánulos de almidón gela inizados se e-asocian en una es uc u a o denada c eando una masa más
iscosa e incluso con e i se en un sólido (Rod iguez-Sando al e al. 2007). Es a ec is alización de
almidones du an e el en iamien o y almacenamien o puede i acompañada po el endu ecimien o y la
il ación de agua del gel de almidón, es e p oceso es llamado, siné esis (Lian e al. 2014). La
e og adación es un p oblema conside able en el uso del almidón como adi i o alimen a io du an e el
p ocesamien o y la conse ación, pues a medida que pasa el iempo, la ex u a y de más p opiedades ísicas
del alimen o se de e io an (Sola e-Mon ú a e al. 2019).
Es impo an e oma es o en cuen a ya que el almidón es un adi i o muy impo an e y de muy bajo cos o
en la indus ia alimen a ia, u ilizado como agen e de e ención de humedad, espesan e y es abilizan e de
sis emas (López-So o e al. 2005). Exis e una g an a iedad de alimen os en la indus ia alimen a ia que
pueden se some idos a un p oceso de es e ilización compues a po in e cambiado es de calo de supe icie
aspada, que con ienen almidones de di e en es p ocedencias que pueden a ec a signi ica i amen e la
ex u a inal y gene a una acep ación nega i a de pa e de los consumido es.
4.4. Coe icien e de ansmisión de calo .
El coe icien e de ans e encia de calo se ealizó a una p esión cons an e de 4 ba , con iempo de
man enimien o de 60 segundos, omando como pa ida los mismos pa áme os de ope ación u ilizados
pa a la p ueba de iscosidad, con la excepción de las a iables a medi . A pesa de habe es ablecido una
consigna de ope ación, los da os de empe a u a a ían de acue do al ni el de exac i ud y la calib ación
de los e móme os ins alados, a iación en la ans e encia de calo den o de los in e cambiado es o
calen amien o o en iamien o en o as pa es del equipo debido a conducción o adiación é mica. Po es e
mo i o y pa a mayo e icacia de los cálculos pe inen es, se egis ó la empe a u a eal du an e el p oceso
(Cuad o 6).
48
signi ica i o en la elocidad de o ación de las aspas sob e la ans e encia global de calo en el
In e cambiado (Con he m 2).
Conside ando que el lujo de los luidos del in e cambiado (Con he m 2) son de o ma pa alela, los
esul ados de es e es udio, concue dan con lo explicado según Çengel y Pe ez (2004), es ableciendo que
el in e cambiado a con a lujo iene la e ec i idad más ele ada en la ans e encia global de calo y que
los alo es más bajos da e ec i idad se encuen an en los in e cambiado es de lujo pa alelo.
4.5. E iciencia é mica de in e cambiado de calo .
Cuad o 7. E iciencia de in e cambiado es de calo de supe icie aspada.
In e cambiado
E iciencia
Con he m 4
59%
Con he m 3
72%
Con he m 2
51%
Se de e minó la e iciencia del in e cambiado , siendo el Con he m 3 el más e icien e con 72% de e iciencia
y el Con he m dos con meno po cen aje de e iciencia (51%). La e iciencia no solo ea i ma la capacidad
de ans e encia y el coe icien e global de ansmisión, si no que nos da una idea eal de la capacidad con
la que abaja ac ualmen e cada in e cambiado .
49
5. CONCLUSIONES
Se desa olló un p o ocolo de uncionamien o de 9 páginas pa a uso del pe sonal del Aula de
P oduc os Lác eos y Tecnologías Alimen a ías. El p o ocolo es á di idido en 6 secciones:
Desc ipción del equipo, abla de componen es, ep esen ación g á ica de mul i ías, lujo de
p oceso, desc ipción del lujo de p oceso y plano de es e ilizado de p oduc os iscosos
Se de e minó que la iscosidad inal de las mezclas se e in luenciada po el po cen aje inicial de
almidón en cada una de las mues as y el en iamien o de las mismas.
Se de e minó la e iciencia de los in e cambiado es de calo de supe icie aspada median e el
cálculo de la ans e encia de calo , coe icien e global de ansmisión de calo y la e iciencia
é mica. Se plan eó que no exis e e ec o de la elocidad de o ación de las aspas gi a o ias sob e la
ansmisión de calo del agua ía y calien e y coe icien e global de ansmisión de calo en los
in e cambiado es Con he m 4, 3 y 2. Se de e minó que el caudal del agua ía in luye sob e la
ans e encia de calo del in e cambiado Con he m 2 y que la o ma de lujo pa alelo in luye sob e
el coe icien e global de ansmisión de calo nega i amen e. Dada es a in o mación, se concluyó
que el in e cambiado más e icien e del es e ilizado de luidos iscosos es el Con he m 3, con
meno pé dida de calo , 303,34 ± 1,08 y 1256,61 ± 1,85 Kcal/h, coe icien e global de ansmisión
es able 663,60 y 659,17 𝑊/𝑚2∙K y mayo e iciencia é mica, 72%.
50
6. RECOMENDACIONES
Hace en ega de p o ocolo de uncionamien o y capaci a al pe sonal en base al uso y
en endimien o de es e.
Modi ica el sen ido del lujo en el in e cambiado Con he m 2 de pa alelo a con a con aco ien e
pa a mejo a la e iciencia de ansmisión de calo .
Aisla la zona de man enimien o pa a e i a la pé dida de calo y mejo a el iempo de exposición
a la empe a u a de es e ilización.
Realiza es udios u ilizando alimen os pa a ene un mejo en endimien o del e ec o del
es e ilizado de luidos iscosos y complemen a con análisis mic obiológicos, isicoquímicos y
senso iales.
51
7. BIBLIOGRAFIA
Al-Baali AA-G, Fa id MM. 2006. P inciples o he mal s e iliza ion. In: S e iliza ion o ood in e o
pouches. Bos on, MA: Sp inge US. p. 25–32 (Food Enginee ing Se ies).
Al a La al. 2009. Ve sa ile hea ans e solu ions: The Con he m ange o sc aped-su ace hea
exchange s.aSuecia.ah ps://www.csidesigns.com/uploads/ esou ces/Al a_La al_Con he m_B ochu
e.pd .
Alipanah M, Kalashiniko a LA. 2007. In luence o K-casein gene ic a ian on cheese making abili y. J
Anim Ve Ad . 6(7):855–857.
Al is A, Co és LE, Páez M. 2009. T ans e encia de calo y ma e ia du an e la i u a de ozos de ñame
(Dioscó ea ala a). In . ecnol. 20(1). Doi: 10.4067/S0718-07642009000100012.
A hanassiou A. 2020. Sus ainable ood packaging echnology. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN:
9783527820078.
Bandala-Rocha MR, Macedo y Ramí ez RC, Vélez-Ruiz JF. 2005. E aluación de coe icien es de icción
en el anspo e de luidos no-new onianos. In . ecnol. 16(2). Doi: 10.4067/S0718-
07642005000200012.
Beie RC, edi o . 2004. P eha es and pos ha es ood sa e y: Con empo a y issues and u u e di ec ions.
Ames, Iowa: Blackwell Publishing. Online-Ressou ce. ISBN: 9780470752579.
Bel on P, edi o . 2007. The Chemical Physics o Food. Ox o d, UK: Blackwell Science L d. ISBN:
9780470995792.
Bi d RB, S ewa WE, Ligh oo EN. 2006. T anspo phenoma. 2ª ed. Uni ed S a es o Ame ica: John
Wiley & Sons, L d. ISBN: 0-471-41077-2.
Bocca di G, Cela a GP, Lazza ini R, Sa aceno L, T inchie i R. 2010. De elopmen o a hea ans e
co ela ion o a Sc aped-Su ace Hea Exchange . Appl. The m. Eng. 30(10):1101–
1106.ah ps://www.sciencedi ec .com/science/a icle/pii/S1359431110000360.aDoi:10.1016/j.appl h
e maleng.2010.01.023.
Bylund G, López Gómez A, Mad id Vicen e A. 1996. Manual de indus ias lác eas. Mad id: AMV
Ediciones; Mundi-P ensa. 436p. ISBN: 8484760944.
52
Çengel Y, Boles M, Campos Olguín V, Colli Se ano MT. 2003. Te modinámica. 4ª ed. México: McG aw-
Hill.ah p://www.sidalc.ne /cgibin/wxis.exe/?isissc ip =ag iuan.xis&me hod=pos &
o ma o=2&can idad=1&exp esion=m n=027475.
Çengel Y, Pé ez H. 2004. Hea ans e : a p ac ical app oach. 2ª ed. México: McG aw-Hill.
www.mhhe.com/cengel/.
Chhab a RP. 2020. Bubbles, d ops, and pa icles in non-new onian luids. [s.l.]: c c p ess. ISBN:
0367074486.
D’Addio L, Ca o enu o C, Di Na ale F, Nig o R. 2013. Hea ing and cooling o hazelnu pas e in al e na e
blades sc aped su ace hea exchange s. J. Food Eng. 115(2):182–189. Doi:
10.1016/j.j oodeng.2012.10.011.
De a aju R, Mohanjee Lal, Kuma GM, Kholi RK. 2013. P ocess op imiza ion o mechanized p oduc ion
o Doda Bu i using sc aped su ace hea exchange . In e na ional Jou nal o P ocessing and Pos
Ha es Technology. 4(2):86–89.
Dillon P, Beckley F, O’Conno P, Hega y D, Ra h M. 2003. A compa ison o di e en dai y cow b eeds
on a seasonal g ass-based sys em o milk p oduc ion. Li es ock P oduc ion Science. 83(1):21–
33.ah ps://www. esea chga e.ne /publica ion/223004769_A_compa ison_o _ di e en _dai y_cow_
b eeds_on_a_seasonal_g ass-based_sys em_o _milk_p oduc ion_1_Milk_p oduc ion_li e_weigh _
body_condi ion_sco e_and_DM_in ake. Doi: 10.1016/S0301-6226(03)00041-1.
Dumon E, Fayolle F, Leg and J. 2000. Flow egimes and wall shea a es de e mina ion wi hin a sc aped
su ace hea exchange . In . J. Food Eng. 45(4):195–207. Doi: 10.1016/S0260-8774(00)00056-X.
E kmen O, Bozoglu TF. 2016. Food Mic obiology: P inciples in o P ac ice. Uni ed S a es o Ame ica:
Wiley. ISBN: 9781119237761.
FAO. 1996. Cumb e Mundial de la Alimen ación. Roma, I alia: Food and Ag icul u e O ganiza ion. h p://
www. ao.o g/w s/index_es.h m.
FAO, OMS. 2019. Inocuidad de los alimen os, un asun o de odos. O ganización de las Naciones Unidas
pa a la Alimen ación y la Ag icul u a. h ps://www.paho.o g/hq/index.php ?op ion=com_
docman& iew=download&slug=dia-mundial-de-la-inocuidad-de-alimen os2019-guia&I emid=270
&lang=es.
Flo os JD, Newsome R, Fishe W, Ba bosa-Cáno as GV, Chen H, Dunne CP, Ge man JB, Hall RL,
Heldman DR, Ka we MV. 2010. Feeding he wo ld oday and omo ow: The impo ance o ood
science and echnology: An IFT Scien i ic Re iew. Comp . Re . Food Sci. Food Sa . 9(5):572–599.
Doi:10.1111/j.1541-4337.2010.00127.x.
53
Glo io Paule P, Bello-Pé ez LA, Salas F, Buleje E. 2009. Ca ac e ís icas isco-elás icas y es imaciones
de masas molecula es en almidón de oca (Oxalis ube osum). Re is a de la Sociedad Química del Pe ú.
75(2):266–276. 1810-634X.
Gonçal es, Pe ei a CG, Lago A, Gonçal es CS, Gia ola T, Ab eu LR, Resende JV. 2017. The mal
conduc i i y as in luenced by he empe a u e and appa en iscosi y o dai y p oduc s. J. Dai y Sci.
100(5):3513–3525. Doi:10.3168/jds.2016-12051.
Guzmán LE, Tejada C, La Ossa YJ de, Ri e a CA. 2015. Análisis compa a i o de pe iles de ex u a de
quesos escos de leche de cab a y aca. 13(1):139–147. h p://www.scielo.o g.co/pd /bsaa/ 13n1/
13n1a16.pd .
Hayes JC, La ey JG, McNeil B, Rowan NJ. 2012. Rela ionship be ween g ow h o ood-spoilage yeas in
high-suga en i onmen s and sensi i i y o high-in ensi y pulsed UV ligh i adia ion. In . J. Food Sci.
Nu . 47(9):1925–1934. Doi:10.1111/j.1365-2621.2012.03052.x.
Huijb ech s A. 2008. Mul i unc ional s a ch de i a i es: syn hesis, cha ac e iza ion and p ope ies
[Doc o al]. Paises Bajos: Wageningen Uni e si y. ISBN: 978-90-8585-250-6.
h ps://www. esea chga e.ne /publica ion/37793670_Mul i unc ional_s a ch_de i a i es_syn hesis_c
ha ac e iza ion_and_p ope ies.
Iba ola EL. 2009. In oducción a los luidos no new onianos. Ca ed a de Mecánica de los luidos. UNCo .
Janmey PA, Schliwa M. 2008. Rheology. Cu . Biol. 18(15):R639-R641. Doi: 10.1016/j.cub.2008.05.001.
Jiménez Pé ez S. 2015. P ocesado Indus ial de la leche. España: Real Academia de Ciencias Ve e ina ias
de España e Ins i u o Tomás Pascual Sanz. 978-84-693-9277-5.
h p://www.ins i u o omaspascualsanz.com/desca gas/ o macion/publi/Cu so_Leche_RACVE_2.pd .
Ku z M. 2013. Handbook o a m, dai y and ood machine y enginee ing. Ams e dam: Academic P ess.
ISBN: 9780123858818.
Lakhda MB, Ce ece o R, Al a ez G, Guilpa J, Lallemand A. 2005. Hea ans e wi h eezing in a
sc aped su ace hea exchange . Applied The mal Enginee ing. 25(1):45–60.
h ps://www. esea chga e.ne /publica ion/229145038_Hea _ ans e _wi h_ eezing_in_a_sc aped_su
ace_hea _exchange . doi:10.1016/j.appl he maleng.2004.05.007.
La anjo M, Fe nandez-Leon AM, Pon es ME, Agulhei o-San os AC, Elias M. 2017. Use o essen ial oils
in ood p ese a ion. Mic obiology Book Se ies #6. 177–188.
h ps://dspace.ue o a.p / dpc/handle/10174/23047.
54
Lian X, Wang C, Zhang K, Li L. 2014. The e og ada ion p ope ies o glu inous ice and buckwhea
s a ches as obse ed wi h FT-IR, 13C NMR and DSC. In . J Biol. Mac omol. 64:288–293.
h ps://www.sciencedi ec .com/science/a icle/pii/S0141813013006648. Doi:10.1016/j.ijbiomac.2013
.12.014.
López-So o M, Zazue a Mo ales JJ, Ma ínez-Bus os F., Mo ales Sánchez E. 2005. P epa ación y
p opiedades de almidones p egela inizados de yuca (Maniho esculen a C an z) y jícama (Pachy hizus
e osus) usando calen amien o óhmico. Ag ociencia. 39(3):275–283. 1405-3195.
h ps://dialne .uni ioja.es/se le /a iculo?codigo=1215725.
Ma ks, BP. 2009. Hea and Mass T ans e . En: The mal P ocessing o Ready- o-Ea Mea P oduc s. USA:
John Wiley & Sons, L d. p. 3–15.
h ps://onlinelib a y.wiley.com/doi/pd /10.1002/9780813808611.ch1.
Mon aguano Toaquiza J. 2019. De e minación de los pa áme os é micos de un in e cambiado de calo
de ubos concén icos con luidos o gánico- apo . [Ingenie ía]. Ecuado : Minis e io de Educación
Supe io de Ecuado , Uni e sidad de G anma. h p://181.112.224.103/bi s eam/27000/6858/1/UTC-
PIM000231.pd ? bclid=IwAR3ej1s El7 e1la3p4CpQ2dNpLbbAsBmQ PUwXmnW udyJ-
OYmkY49g4eZQ.
Moo RL. 2006. Mecánica de luidos. 6ª ed. Mexico: Pea son. ISBN: 970-26-0805-8.
Mo ie a RG, Cas ell-Pé ez ME, Ba u e MA. 1999. Deep a ying: Fundamen als and applica ions.
Gai he bu g, Md: Aspen. ISBN: 0834213214.
Núñez San iago MC, Méndez Mon eal o MG, Solo za Fe ia J. 2001. In oducción a la eología. 1ª ed.
México: Ins i u o Poli écnico Nacional de México. ISBN: 970-18-7223-1.
h ps://www.sc ibd.com/documen /327979527/In oduccion-a-la- eologia-pd .
OMC. 1995. Acue do sob e la aplicación de medidas sani a ias y i osani a ias: en esul ado de la onda
u uguaya de negociaciones come ciales mul ila e ales. U uguay: O ganización Mundial del Come cio.
w o.o g
OMS. 2007. Manual sob e las cinco cla es pa a la inocuidad de los alimen os. Suiza: O ganización
Mundial de la Salud. ISSN: 978 92 4 359463 7. h ps://apps.who.in /i is/bi s eam/handle/10665/
43634/9789243594637_spa.pd .
Pan C, Chen S, Hao S, Yang X. 2019. E ec o low- empe a u e p ese a ion on quali y changes in Paci ic
whi e sh imp, (Li openaeus annamei): A e iew. J. Sci. Food Ag ic. 99(14):6121–6128.
Doi:10.1002/js a.9905.
55
Pa hania S, Tiwa i BK, Mohan MS, Aguiló Aguayo I, Laga ga T. 2020. Food o mula ion: No el
ing edien s and p ocessing echniques. Fi s edi ion. Hoboken, NJ: Wiley Blackwell. ISBN:
9781119614760.
Pé ez-T ejo L, Méndez Sánchez A.F., Paniagua Me cado AM. 2010. De e minación de la iscosidad de
luidos new onianos y no new onianos (una e isión del iscosíme o de Coue e). La iname ican
Jou nal o Physics Educa ion.
Pe kin AG. 1985. Re iew o UHT p ocessing me hods. In J Dai y Tech. 38(3):69–73. doi:10.1111/j.1471-
0307.1985. b00559.x.
Pillai SD. 2004. Food I adia ion. Beie RC, edi o . P eha es and pos ha es ood sa e y: Con empo a y
issues and u u e di ec ions. Ames, Iowa: Blackwell Publishing. p. 375–388.
Po danjani AH, Vahedi SM, Aghakhani S, A and M, Mahian O, Wang L-P. 2020. Mul i a ia e
op imiza ion and sensi i i y analyses o ele an pa ame e s on e iciency o sc aped su ace hea
exchange . Applied The mal Enginee ing; 178.
h p:// esea ch.me.udel.edu/lwang/ ep in s/Po danjani_e al_ATE_2020.pd .ADoi:10.1016/j.appl he
maleng.2020.115445.
Qiu L, Zhang M, Mujumda AS, Liu Y. 2020. Recen de elopmen s in key p ocessing echniques o
o ien al spices/he bs and condimen s: a e iew. 1–21. Doi:10.1080/87559129.2020.1839492.
Regalado A, Ramos O. 2009. Compo amien o eológico de un luido. Ciencia y Ma . 36:35–42.
Rod íguez Sauceda 2011. Uso de agen es an imic obianos na u ales en la conse ación de u as y
ho alizas. Ra Ximhai. 7(001):153–170. 1665-0441.
h p://www.jou nals.unam.mx/index.php/ xm/a icle/ iew/26675/24991.
Rod iguez-Sando al E, Sando al-Aldana A, Fe nández-Quin e o A. 2007. E aluación de la
e og adación del almidón en ha ina de yuca p ecocida. Re . Colomb. Quím. 36(1):13–30.
h p://www.scielo.o g.co/pd / cq/ 36n1/ 36n1a02.pd .
San illan U quiza E, Méndez Rojas MA, Vélez Ruiz A. 2014. P oduc os-lac eos- uncionales- o i icados-
y-sus-bene icios-en-la-salud-humana. Temas Selec os de Ingenie ía de Alimen os. 8(1):5–
14.ah ps://www. esea chga e.ne /publica ion/311103257_P oduc os_lac eos_ uncionales_ o i icado
s_y_sus_bene icios_en_la_salud_humana.
Sil aggio J, Hicks ML. 1997. E ec o hea s e iliza ion on he o sional p ope ies o o a y nickel-
i anium endodon ic iles. Jou nal o Endodon ics. 23(12):731–734. Doi:10.1016/S0099-
2399(97)80344-5.
56
Sola e-Mon ú a JG, Díaz-Mu angal AE, Oso io-Mo a O, Mejía-España DF. 2019. P opiedades
Reológicas y Funcionales del Almidón. P oceden e de T es Va iedades de Papa C iolla. In . ecnol.
30(6):35–44. Doi: 10.4067/S0718-07642019000600035.
Sun D-W. 2011. Handbook o Food Sa e y Enginee ing. Ox o d, UK: Wiley-Blackwell. ISBN:
9781444355321.
Teixei a AA. 2014. The mal Food P ese a ion Techniques (Pas eu iza ion, S e iliza ion, Canning and
Blanching). Con en ional and Ad anced Food P ocessing Technologies. John Wiley & Sons, L d. p.
115–128.
Te a pack. 2006. Te a The m Asep ic Visco SSHE – Con inuous indi ec UHT ea men module o
iscous p oduc s wi h o wi hou pa icles.
Te a Pak. 2021. The igh UHT p ocessing o e e y dai y p oduc . h ps://www. e apak.com/es/
solu ions/p ocessing/main- echnology-a ea/uh - ea men .
US-FDA. 2021. CFR 21 Food and D ugs: 113.3. h ps://www.ec .go /cgi-bin/
e ie eECFR?gp=&SID=a2d 7c aeee8a bc8cb963c18490bd c&mc= ue&n=p 21.2.113& =PART&
y=HTML.
Villa eal Y, Mejia DF, Oso io, O: Ce ón, AF. 2013. E ec o de pas eu ización sob e ca ac e ís icas
senso iales y con enido de i amina C en jugos de u a. e is a Bio. 11(2):66–75. h p://
www.scielo.o g.co/pd /bsaa/ 11n2/ 11n2a08.pd .
Vo we k. 2018. Especi icaciones écnicas Te momix TM6. España: Vo we k In e na ional.
h ps://suppo . o we k.com/hc/es/a icles/360000885809--Con-qu%C3%A9- elocidad-gi an-las-
cuchillas-del-The momix-en-los-dis in os-ni eles-de- elocidad-.
Wa s S. 2016. A mini e iew on echnique o milk pas eu iza ion. Jou nal o Pha macognosy and
Phy ochemis y. 5(5):99–101. h ps://www.phy ojou nal.com/a chi es/yea =2016& ol=5&issue=5&
pa =B&A icleId=944.
Zhong Q, Daube CR. 2013. Food Rheology. Ku z M, edi o . Handbook o a m, dai y and ood
machine y enginee ing. Ams e dam: Academic P ess. p. 403–426.
Zhou G, Wille JL, Ca ie e CJ. 2001. E ec o s a ch con en on iscosi y o s a ch- illed poly (hyd oxy
es e e he ) composi es. Polym. Eng. Sci. 41(8):1365–1372. Doi:10.1002/pen.10836