ESTERILIZACIÓN EN ALIMENTOS

I. OBJETIVOS:


* Definir la operación de esterilización como un método térmico d estabilización

* Profundizar en el conocimiento de la cinética de la muerte térmica de microorganismos.

* Estudiar los parametros que definen la intensidad de la esterilización comparandola con la pasteurización.

* Estudiar el efecto de la esterilización en la destrucción térmica de componentes nutritivos.

* Conocer los fundamentos del diseño de la esterilización.

* Conocer la aplicabilidad de la esterilización en la industria agroalimentaria.

* Conocer el equipo en el que se lleva a cabo la esterilización.

II. DEFINICIÓN DE LA ESTERILIZACIÓN

La esterilización es un método de estabilización cuyo fundamento es provocar una elevación de la temperatura que provoca la destrucción de los agentes de deterioro, enzimas y especialmente, microorganismos como bacterias, hongos y levaduras. También destruye virus que son agentes infecciosos, aunque no deterioren el alimento.

A diferencia de la pasteurización, la esterilización es un tratamiento térmico enérgico porque que tiene como objetivo la destrucción total de todos los microorganismos presentes en el alimento tratado. La esterilización se lleva a cabo a temperaturas elevadas, de al menos
100ºC, normalmente superiores, y su severidad es de varios órdenes superior a la pasteurización.

Comparada con la pasteurización, la esterilización produce alimentos con tiempos de vida muy superiores, que llegan a muchos meses e incluso a años. Porotra parte, la calidad organoléptica de los productos esterilizados es peor. En muchas ocasiones el empleo de condiciones de esterilización produce graves deterioros y pérdidas de nutrientes, si no se es muy cuidadoso.

En la practica el diseño de la esterilización conlleva diseñar tanto para producir la muerte térmica deseada como para preservar los nutrientes mas susceptibles.

En resumen, la esterilización es:

* Tratamiento térmico enérgico

* Por encima de 100ºC

* Produce la destrucción total de microorganismos

* Intenta preservar los nutrientes

* Produce alimentos de muy larga vida


(La preservación de nutrientes no se cuida en la pasteurización porque este procedimiento, por su naturaleza suave, no es destructivo para los nutrientes)

(Nota: Lo de la “destrucción total de microorganismos” no es totalmente exacto, siempre queda cierta probabilidad de que quede alguno vivo, pero esto se ve con precisión mas adelante)

* Sin embargo, hay que resaltar que el diseño de la esterilización presenta características diferenciadas de la pasteurización. No es simplemente calentar mas y mas tiempo, sino ademas preservar los nutrientes y resolver los problemas de transmisión del calor derivados de los calentamientos rapidos e intensos que requiere la operación.

ASPECTOS ESENCIALES DEL PROCESO DE ESTERILIZACIÓN:

* Tratamientos térmicos de alimentos:

* Los tratamientos subletales favorecen los mecanismos de resistencia a la acción térmica.

* Tipos de tratamientos térmicos:

RESISTENCIA TÉRMICA DE LOS MICROORGANISMOS

CURVA DESUPERVIVENCIA

Graficando el número de células en función del tiempo de proceso a distintas temperaturas se obtiene:
Graficando el número de células en función del tiempo de proceso a una dada temperatura se obtiene:

CURVA DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA (TMT)
Influencia de la temperatura
sobre el tiempo de reducción
decimal
Calculo del tiempo de reducción decimal a una dada temperatura



TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL:

Tiempo necesario a una dada temperatura para reducir la población microbiana desde un valor inicial hasta un valor final 1 ciclo logarítmico



FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CURVA DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA

CONSIDERACIONES SOBRE LA NATURALEZA SEMILOGARÍTMICA DE LA
CURVA DE SUPERVIVENCIA

Nota: El microorganismo que se utiliza para el trabajo experimental de determinación de las curvas vistas es el C. sporogenes (P. A 3679). Este microorganismo produce gran cantidad de gas y su D250=0 – 1,5. Al ser superior al del C. botulinum los ensayos dan seguridad de que si se elimina el C. sporogenes con los procesos calculados, se eliminara el C. botulinum.

DATOS DE UNA CURVA VERDADERA
















2.1 Desviaciones de la cinética logarítmica
Para ciertos microorganismos, el descenso de población viable por muerte térmica se desvía de la cinética logarítmica según los dos casos generales mostrados en la figura que aparece a continuación.

1. Cinética logarítmica normal.

2. En el tipo 2, propuesto por Humprey (1965), La destrucción de microorganismos comienza con una velocidad específica mínima que se acelera al avanzarel proceso (el trozo curvo inicial) hasta que se estabiliza en un valor que se mantiene durante todo el resto del proceso.

DISEÑO Y CALCULO DEL PROCESO DE ESTERILIZACIÓN
* Curvas de penetración de calor

ESTERILIZACIÓN EN EL ENVASE

Temperatura del alimento = función de:
• Coeficiente externo de transferencia de calor.
• Propiedades físicas del alimento y del envase.
• ΔT entre el medio de calentamiento y el alimento.
• Tamaño y forma del envase.

DISEÑO DEL PROCESO TÉRMICO DE ESTERILIZACIÓN Y/O PASTEURIZACIÓN

Parametros de diseño

Perfil de temperatura en el
alimento durante el proceso
(curva de penetración de calor)
(parametros de transferencia de
calor del medio de calentamiento
del alimento).
Cinética de inactivación térmica
de un microorganismo de
referencia.

MÉTODOS DE DISEÑO Y CALCULO

Método de Stumbo
Método de la Fórmula o de Ball

Método General

* Método General – Ventajas y Desventajas:

* Método de Ball:

El método de Ball o método de la fórmula para el calculo del tiempo de proceso a una dada temperatura de autoclave esta basado en la ecuación matematica de la parte lineal de la curva de penetración de calor graficada en papel semilogarítmico con escala invertida.

B: Tiempo de proceso en minutos, cuando no se requiere ningún tiempo adicional para que el autoclave alcance la temperatura de proceso.

Fh: Tiempo, en minutos, requerido para que la parte lineal de la curva de penetración de calor en escala semilogarítmica pase por un ciclo log.

Jh=factor de retardo del calentamiento (Tr-Tpih/Tr-Ti).

I: Diferencia de temperatura entre latemperatura del autoclave y la temperatura inicial del producto (Tr-Ti).

g :Diferencia de temperatura entre la temperatura del autoclave y la maxima temperatura alcanzada por el producto en el centro del envase.

* Método de Stumbo

Mientras que en el método de Ball se considera un valor dado para el retardo del enfriamiento establecido por el jc=1,41 (Tpic-Ta/Tic-Ta), en el método de Stumbo, se calculan los valores de g en base a distintos valores de jc.

La porción de la curva de penetración de calor para la etapa de enfriamiento se grafica en papel semilogarítmico sin invertir la escala.

Cada ciclo logarítmico representa una disminución de 10 veces de la
temperatura del autoclave.

ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LA CALIDAD

* RETENCIÓN DE NUTRIENTES

Existen infinitas combinaciones tiempo-temperatura que pueden producir la misma esterilidad comercial.
Sin embargo el objetivo del proceso térmico no es sólo obtener un producto comercialmente estéril, sino que se debe lograr la maxima retención de nutrientes y de las características organolépticas del alimento.
En base a la cinética de degradación (Ea, k, D, z) de los distintos nutrientes y factores de calidad se puede concluir

• Los valores de z para la destrucción de nutrientes y de otros factores organolépticos son mayores que para los Mo, o sea que un incremento en la T causara un aumento mayor en la velocidad de destrucción de los microorganismos y una menor pérdida de calidad organoléptica y nutritiva.
• En base a esto se diseñan los procesos HTST, los cuales conducen a un producto de mejor calidad.
• Los valores D paravarios nutrientes y factores de calidad son mucho mas dependientes de las condiciones del medio que los valores de z
• Los valores D de los nutrientes y factores de calidad son generalmente entre 100 y 1000 veces mayores que para los Mo. Este hecho permite la esterilización por calor sin que haya una total destrucción de la calidad del alimento.

3. ESTERILIZACIÓN DE ALIMENTOS ENVASADOS
El hecho de que el alimento se encuentre envasado, pone como dificultad añadida que el calor tarda cierto tiempo en penetrar hasta el interior del alimento. De hecho el tiempo de penetración del calor puede ser mucho mas importante que el requerido para la inactivación. El procesado es mas intenso y se calcula para probabilidades de fallo de 10-9 10-12. Sin embargo, por la naturaleza del proceso, es decir, por la lentitud de penetración del calor, a menudo resulta imposible realizar esterilizaciones tipo UHT en alimentos que se encuentran envasados en el momento del procesado.
La temperatura y tiempo de tratamiento seran función de la resistencia térmica de los microorganismos, de la velocidad de penetración del calor, de las condiciones de calentamiento, el pH del medio, el tamaño del envase y del estado físico del alimento.
La resistencia al calor de los microorganismos viene determinada principalmente por el pH del alimento.
Grupos según grado de acidez | Rango de pH | Grupos de alimento | Microorganismos |
Grupo 1: poco acidos | > 5 | Productos carnicos
Productos marinos
Leche
Hortalizas | -Aerobios esporulados.
-Anaerobios esporulados.
-Levaduras, mohos y bacterias no esporuladas. |
Grupo2: semiacidos | 4 < pH < 5,0 | Mezclas de carne y vegetales
Sopas
Salsas
Grupo 3: acidos | 3,7 < pH < 4,5 | Tomates
Peras
Higos
Piña
Otras frutas | -Bacterias esporuladas.
-Bacterias no esporuladas.
-Levaduras
-Mohos |
Grupo 4: muy acidos | PH < 3 | Encurtidos
Pomelo
Zumos cítricos

3.1. Resistencia a la penetración del calor
El coeficiente de transmisión de los envases suele ser alto (no son aislantes) y no representan grandes limitaciones en el tiempo de proceso. Influye mas el tipo de alimento, la transmisión por convección es mas rapida que la de conducción. Sera mejor en líquidos o en productos particulados - como los guisantes - que en bloques sólidos. Los productos viscosos, cuanto mas fluidos sean menos les costara calentarse. El tamaño del envase también influye porque la relación superficie de calentamiento/volumen a calentar es menor. Tarda mas en calentarse y en llegar el calor al centro del recipiente. Si el envase es agitado se van a facilitar las corrientes de convección y el calentamiento sera mas rapido (solo para alimentos líquidos o viscosos). Cuanto mayor sea el gradiente de temperatura entre el producto y la zona de procesado, mayor es la rapidez. Va a influir la forma del envase siendo los alargados los que mas facilitan la transmisión. El material no influye demasiado en la transmisión, el metal es buen conductor, el vidrio y el plastico son similares pero de algo peor transmisión.
4. Esterilización de graneles particulados

La presencia de partículas en alimentos fluidos que se van a esterilizar, planteadificultades adicionales que sólo se van a comentar cualitativamente. Basicamente, la mayor complicación proviene de la mayor inercia térmica de las partículas sólidas en comparación con el fluido. La situación se resume en el siguiente esquema

Esterilización de fluidos con sólidos en suspensión:

* La lentitud de penetración del calor es una barrera física contra la que poco se puede actuar. Cuanto mayor sea la turbulencia y menores las partículas, menos diferencia habra entre fluido y partículas.

5. ESTERILIZACIÓN DE PRODUCTOS NO ENVASADOS.
Tanto los líquidos como los productos viscosos daban muchos problemas de esterilización en los envases (baja velocidad de penetración del calor, pérdidas nutricionales y organolépticas, baja productividad), todos esos problemas se resolvieron al aplicar la esterilización antes del envasado (el envasado posterior debe ser aséptico). Los tiempos se hicieron mas cortos y las temperaturas mas altas, las distancias que el producto debía recorrer se volvieron mas cortas: es la base de los sistemas UHT (Temperatura Ultra Alta); el tratamiento es tan rapido que sus resultados se pueden asemejar a los de la congelación y a los de la irradiación. Los alimentos tienen una vida útil mas larga sin necesidad de frigorífico.
Estos procesos estan tan automatizados que las pérdidas de energía son mínimas y se consigue una alta productividad.
Los inconvenientes mas importantes son el elevado coste de los equipos (son difíciles de amortizar porque los productos fabricados no poseen alto valor añadido) y la complejidad de una planta de esterilizado (tanto losenvases como el interior de la maquinaria deben ser asépticos). El proceso de UHT se aplica con los mismos criterios que con la esterilización, sin embargo, la velocidad de tratamiento es mayor, con la consecuente minoración de las pérdidas de nutrientes. En este proceso de UHT nos vamos a fijar especialmente en la destrucción de las enzimas porque a esas altas temperaturas las enzimas aguantan mas que los microorganismos. La destrucción de los microorganismos se va a producir en la etapa final del calentamiento
i. Proceso
El líquido se calienta en un intercambiador de calor, en capas finas de líquido y con un fuerte control de tiempos y temperaturas. Después el líquido se enfría, bien en otro intercambiador o bien en una camara de vacío (se enfría mucho mas rapido y se desairea el producto, lo cual puede interesar en caso de posibilidad de oxidaciones porque aumentan los costes).
El envasado se suele hacer en tetrabrick, que tiene mayores ventajas sobre otros tipos de envases (costes de almacén, transporte, etc.), es totalmente impermeable multicapa, y aséptico - se le esteriliza con agua oxigenada -. Las maquinas van a mantener su limpieza con filtros de aire y con luz UV.
El mayor problema lo presentan los alimentos sólidos y las piezas grandes; esto es debido a que no se consiguen formar las mismas turbulencias que en líquidos para transmitir la convección. La misma generación de turbulencias puede llegar a dañar el producto y, ademas, se ensucian las maquinas. Otro problema que aparece es la sobrecocción de las superficies, quedando el interior intacto.
Las piezas grandes no entran facilmente porlas conducciones - son finas - o las placas - estrechas -. El proceso va a depender del tipo de alimento, de la tendencia a formar capas adheridas a las superficies, de la sofisticación del proceso (con mayores o menores controles) y por último pero uno de los mas influyentes el coste.
ii. Características comunes a todos los sistemas UHT.
* Todos trabajan a temperaturas mayores a los 132 ºC (132 - 143 ºC).
* Se pone en contacto con un volumen pequeño de producto una gran superficie de contacto para la transferencia del calor.
* Se mantiene un régimen turbulento al atravesar las conducciones.
* Necesidad de bombas para impulsar el líquido, reparto homogéneo del producto por la superficie de intercambio.
* Todos los sistemas, sobre todo las superficies de calentamiento, deben estar perfectamente limpios.
iii. Tipos de UHT.
* Calentamiento directo.
* Inyección de vapor, Uperisación
El vapor se introduce a presión en el producto líquido, el cual esta ya precalentado (65-75 ºC). En décimas de segundo se alcanzan temperaturas de 140-150 ºC los cuales se mantienen durante un pequeño periodo de tiempo. Una vez eliminados los microorganismos, el líquido se enfría rapidamente en camaras de vacío hasta los 70ºC, en estas camaras hay sistemas de eliminación del vapor condensado y de componentes volatiles, de esta manera se consigue que la humedad de salida sea la misma que entrada del producto.
* Ventajas
Tanto el calentamiento como el enfriamiento son muy rapidos, las pérdidas nutricionales y organolépticas son muy bajas.
* Inconvenientes
En el enfriamientoes facil perder sustancias volatiles. Esterilizar al vapor es un proceso caro, sólo es adecuado para productos de baja viscosidad. El control de las condiciones del proceso no es completo, en el interior de los equipos existen zonas con muy diferentes presiones, va a costar mucho mantener el equipo en la zona de presión baja.
A pesar de las pérdidas se obtiene un producto de alta calidad.
* Infusión de vapor:
El producto líquido y precalentado, una vez atomizado, forma una película que va cayendo hacia una camara donde se encuentra el vapor a presión baja, luego se produce un calentamiento muy rapido hasta los 142-146 ºC que se mantiene 3 segundos. Al final se enfría en camaras de vacío hasta los 75-70 ºC. El calor que se gana sirve para calentar el producto inicial.
* Ventajas
Al ser un proceso rapido hay una alta retención de nutrientes y de productos termolabiles. El control de la producción es mejor. Se adapta a alimentos mas viscosos y, ademas, no hay riesgos de sobrecalentamiento.
* Inconvenientes:
Los atomizadores pueden dar problemas de bloqueos y en algunos casos hay separación de componentes del producto.


* Calentamiento indirecto.
Son mas frecuentes porque son mas baratos, mas versatiles y las condiciones se adaptan mejor.
* Intercambiadores de Placas.
Las temperaturas y las presiones son mas altas, los aparatos tienen ondulaciones para aumentar la turbulencia. Dentro de las placas fluye el líquido calefactor.
* Ventajas
Es un equipo relativamente barato, ocupa poco espacio, con un bajo consumo de agua, bajo consumo energético, la velocidad de producción esflexible porque podemos poner varias placas. Los aparatos son de facil inspección.
* Inconvenientes
Las juntas no aguantan presiones muy elevadas y son sensibles a las altas temperaturas por lo que hay que reemplazarlas a menudo; las placas son muy finas y los productos no pueden ir a velocidades superiores a 2 m/s (se pueden producir sobrecalentamientos y depósitos de los productos sobre las placas, lo que supone un coste añadido).
Los líquidos viscosos transitan difícilmente, hay que hacer una esterilización previa de todo el conjunto.
* Intercambiadores Tubulares.
El líquido circula por una tubería la cual esta calentada por el flujo caliente de otra tubería circundante a la primera de esta manera se aumenta la superficie de intercambio calórico:


* Ventajas
La tubería es continua luego se puede procesar en continuo, la asepsia es mas facil de conseguir porque la limpieza es mas sencilla. Son admisibles altas presiones, mucho mayores que las que soportarían los intercambiadores de calor de placas. Se facilita la formación de turbulencias y se evitan incrustaciones en las paredes.
* Inconvenientes:
La inspección de las superficies interiores es complicada, no podemos emplearlos para fluidos viscosos (sólo para los de baja viscosidad). Si hay algún fallo en el sistema es necesario pararlo por completo.
* Intercambiadores tubulares de superficie rascada.
Es un sistema similar al anterior pero con la particularidad de que en el interior del tubo hay un rotor con una o varias palas rascadoras. Su presencia evita el inconveniente de incrustaciones en las paredes que aparecen altratar productos viscosos. Se suele emplear para yogures con trozos de fruta.
* Inconveniente
Es mucho mas caro que los tubulares normales.
* Intercambiadores Júpiter o intercambiadores de doble cono.
Su aplicación del calor se puede hacer de forma directa e indirecta, consiste en un depósito cónico con camisa (calentamiento directo) que se combina con un tratamiento de inyección (indirecto). Es el mas adecuado cuando existen partículas grandes (como en las salsas) ya que trata los sólidos y los líquidos por separado.
Se llena el depósito y se elimina el aire en las camisas. Se calienta tanto la camisa como el interior del recipiente (se emplea vapor) hasta alcanzar los 85-90ºC. Una vez alcanzados, se introduce un líquido de cocción en la cuba, la cual va a girar lentamente para no estropear el producto. Deja de entrar el vapor (el calentamiento se detiene) y empieza la fase de enfriamiento: el líquido de cocción pasa a un depósito aparte y el líquido que tenían los sólidos se puede usar como subproducto (los sólidos que quedan se les termina de enfriar haciendo pasar por ellos una corriente de agua fría) o bien incorporarselo para mezclarlos con el giro de la cuba hasta homogeneidad. Después se los lleva a una zona aséptica y se envasan.
iv. EFECTOS SOBRE LOS ALIMENTOS.
* El primer efecto que se produce es sobre el color. Para los diferentes tipos de alimentos.
* En carnes
Van a tener tratamiento en envase (latas), no se les va a poder aplicar UHT. Poseen hemoxihemioglobina (pigmento rojo) la cual pasa a meta- hemioglobina (color marrón pardo). Ademas, también se producenreacciones de Maillard (pardeamientos). Existe caramelización de los azúcares (colores marronaceos, casi negro). Estos cambios de color estan admitidos por la legislación sólo para la venta de carne cocida. A veces se les añade nitritos y nitratos de Sodio para minorar el riesgo de aparición del Chlostridium botulinum y ayudan a mantener el color rojo.
* En frutas y verduras
La clorofila pasa a feofitina que tiene mucho menos color (hay una pérdida de color). Los carotenoides pasan a hepóxidos y los antocianos pasan a pigmentos marrones.
Las latas con el tiempo pueden llegar a aportar partículas de hierro o de estaño los cuales pueden alterar el color.
Al líquido de gobierno se le puede añadir algún tipo de sal (acido cítrico, E.D.E.T.A.) o algún colorante artificial admitido (no es lo mas normal en el caso de zumos de frutas).
* En la leche
Van a existir cambios de color, sobre todo al caramelizar los azúcares, hay reacciones de Maillard (pardeamientos). Al homogeneizar la leche las partículas de caseína se hacen mucho menores haciendo que suba el índice de refracción de la luz dando la impresión de tener un color mas blanco.
* Si se les hubiera aplicado UHT.
El efecto del UHT sobre el sabor se dejaría notar en las reacciones de Maillard y en la caramelización de los azúcares (no se producen). Para poderlo aplicar a las carnes antes se han de reducir a pastas de carne.
* El segundo efecto que se produce es sobre el sabor y el aroma. Para los diferentes tipos de alimentos.
* En carnes
El calor degrada los compuestos de la carne al producirse reacciones de pirolisis(desaminaciones, descarboxilaciones de aminoacidos, oxidaciones y descarboxilaciones de lípidos y reacciones de Maillard). Los productos resultantes de estas reacciones dan lugar a mas de 600 tipos distintos de saborizantes.
* En frutas y verduras
Hay una pérdida de compuestos volatiles (mucho mas en frutas que en verduras).
* En la leche
Se obtienen sabores a cocido; al desnaturalizarse los productos forman hidróxido de azufre y metil-cetonas, sustancias de característico sabor ha cocido.
* Si se les hubiera aplicado UHT.
De haberse aplicado a las carnes, el sabor natural se consigue mantener mucho mejor. Esta particularidad del UHT se puede aplicar al resto de los productos.
* El tercer efecto que se produce es sobre la textura. Para los diferentes tipos de alimentos.
* En carnes
Los cambios en la textura se deben a la coagulación de las proteínas en el interior del músculo; la carne reduce su capacidad de retención de agua, se encoge y se vuelve mas rígida.
También se puede producir un ablandamiento de la misma por la hidrólisis del colageno (pasa a convertirse en gelatina y el reparto de grasas se extiende a toda la pieza). Esto se produce, por ejemplo, en el jamón cocido, que es un tipo de carne mucho mas blando que un jamón curado. Para disminuir estos efectos sobre la textura se emplean polifosfatos (aditivo)
* En frutas y verduras
La rigidez en estos productos es debida a las pectinas, a las hemicelulasas y en algunos casos al almidón. Los cambios en la textura se producen al hidrolizarse las pectinas (se pierde capacidad espesante y rigidizante), el almidón con el calor segelatiniza (disminuye el espesor) y las hemicelulasas se disuelven. Todo ello da lugar a un ablandamiento; para reducirlo se pueden adicionar sales de calcio para que reaccionen con las pectinas dando lugar a pectatos de calcio (insolubles) y así no sean tan sensibles a los tratamientos térmicos. La adición se puede realizar en el líquido de escaldado o en el líquido de gobierno del producto (salmuera). Para cada producto se emplea una sal distinta (tomate CaCl, fresas CaOH, etc.)
* En la leche
Hay pequeños cambios de viscosidad por alteración de la caseina (tiene tendencia a coagular).
* Si se les hubiera aplicado UHT.
Todos estos cambios hubieran sido menores.
* El cuarto efecto que se produce es sobre el valor nutricional. Para los diferentes tipos de alimentos.
* En carnes
Se van a producir hidrólisis de hidratos de carbono, de lípidos, etc. Aunque van a seguir estando disponibles para el consumo (en moléculas menores), luego en realidad no hay pérdidas.
En cuanto a proteínas, el problema es mayor (sobre todo en carnes), también hay pérdidas de aminoacidos (10-20%), dando lugar a un descenso en la calidad de las proteínas del 6-9%.
Las pérdidas mas significativas son las de las vitaminas, tiamina: 50-75%, Acido Pantoténico: 20-35%.
* En frutas y verduras
Lo mas importante también es la pérdida de vitaminas (las hidrosolubles porque pasan al líquido de gobierno o el de escaldado). Si se quedan en el de gobierno, podremos consumirlo y así reducir la pérdida en esas vitaminas.
La soja es un caso opuesto a esto, ya que su valor nutritivo aumenta por el tratamiento calóricoporque destruye el inhibidor de la tripsina, facilitando su consumo y aprovechamiento.
* En la leche
No hay cambios significativos.
* Si se les hubiera aplicado UHT.
Todos estos cambios hubieran sido mucho menores, las cuales se limitan a vitaminas termolabiles (sobre todo las del grupo B: piridoxina, tiamina).
5.10. Otros métodos de transferencia de calor usados en la esterilización de alimentos

Para producir una esterilización de alta calidad interesa que el calentamiento sea rapido y homogéneo. Aunque tiene poca difusión aun, también se ha usado el calentamiento por microondas y dieléctrico.

* Microondas.
* Dieléctrico.

6. Equipos utilizados en la esterilización de alimentos
6.1. Inyección de vapor

La corriente de vapor se inyecta a presión en la corriente de fluido a procesar. Son dispositivos muy compactos y eficientes.
* Características
* Vapor a ~150 ºC + Líquido precalentado ~75 ºC.
* Tiempo de contacto ~2.5 s.
* Enfriamiento por nebulización en camara de vacío relativo.


* Ventajas
* Calentamiento y enfriamiento rapidos.
* Apto para alimentos muy sensibles al calor.
* Pérdida de volatiles para leche.
* Desventajas
* Fluidos poco viscosos.
* Difícil de controlar.
* Difícil mantenimiento de la esterilidad en las zonas de baja presión
* Vapor caro (agua potable).
* Baja recuperación de la energía (~50% frente a ~90% calentamiento indirecto).
* Instalaciones poco flexibles.

6.2. Infusión de vapor

Consisten en una camara llena de vapor en la que se inyecta el alimento en gotas opulverizado. El alimento cae en el seno de vapor absorbiéndolo y calentandose con su calor latente. Son algo menos compactos que los de inyección pero producen calentamientos mas homogéneos.
* Características

* El alimento cae por la pared de un recipiente con vapor.
* Alcanza 142-146 ºC en ~0.3 s.
* Enfriamiento a vacío relativo.
* Integración de corrientes.

* Ventajas
* El líquido no entra en contacto con superficies muy calientes.
* Calentamiento instantaneo y enfriamiento rapido.
* Mejor control de la .esterilización.
* Productos mas viscosos.


* Desventajas
* Los de la inyección de vapor.
* Obstrucción de las boquillas de vapor.
* En algunos alimentos, separación de sus componentes.

Figura °n 01: Inyección de vapor






Figura °n 02: Cambiadores de placas y de superficie rascada

Figura °n 03: Intercambiador multitubular de calor tubular.

1. Tubos de producto rodeado por medio de enfriamiento.
2. Doble sello.

Figura °n 04: Intercambiador de calor de superficie tipo vertical de raspado.

Producto
Calentamiento o enfriamiento medio

3. Cilindro.
4. Rotor.
5. Hoja.

Figura °n 05: Esterilizador hidrostatico (continuo, para envases).
1. Primera etapa de calefacción.
2. Sello de agua y segunda fase de calentamiento.
3. Tercera fase de calentamiento.
4. Esterilización sección.
5. Primera etapa de enfriamiento.
6. Segunda etapa de enfriamiento.
7. Tercera etapa deenfriamiento.
8. Cuarta etapa de enfriamiento.
9. Etapa de enfriamiento final.
10. Ejes superiores y ruedas, accionados individualmente.
Vapor
Agua de refrigeración



















1. Carga automatica de botellas o latas.
2. Rotación de la valvula al mismo tiempo transporta botellas de dentro y fuera de la camara de presión.
3. Area de esterilización.
4. Ventilación del ventilador.
5. Pre - zona de enfriamiento.
6. Enfriamiento final a la presión atmosférica. Vapor
7. Descarga de la cadena de transporte. Agua de refrigeración

Figura °n 06: Esterilizador de valvula rotatoria (continuo, para envases

Figura °n 07: Proceso UHT con calefacción por placas de inyección directa de vapor combinado con intercambiador de calor de placas.
Figura °n 08: Sistema UHT indirecto, basada en los intercambiadores de superficie raspada.

BIBLIOGRAFÍA
* Mafart, P. En Ingeniería Industrial Alimentaria. Volumen 1: Procesos Físicos de conservación. Ed. Acribia: Zaragoza, 1994.
* Ordóñez, J.A., Cambero, M.I., Fernandez, L., García, M.L., García de Fernando, G., de la Hoz, L. y Selgas, M.D. Tecnología de los Alimentos. Volumen I: Componentes de los alimentos y procesos. Eds, Ordóñez, J.A Ed. Síntesis: Madrid, 1998.
* Fellows, P. En Tecnología del Procesado de los Alimentos. Principios y Practicas. Eds, Fellows, P. Ed. Acribia: Zaragoza, 1994.
* https://www.galesh.us/index.htm (ejemplos de equipo).