Factores que influyen en los fenómenos de transferencia durante la congelación de alimentos por inmersión en soluciones multicomponentes

TELLO ALONSO, HA; RUBIOLO, AC; ZORRILLA, SE

Buenos Aires

Congreso; XIII Congreso Argentino de Ciencia y Tecnología de Alimentos, 4º Simposio Internacional de Nuevas Tecnologías y II Simposio Latinoamericano sobre Higiene y Calidad de Alimentos; 2011

Asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios

El proceso de enfriamiento y/o congelación por inmersión (ICF) consiste en sumergir un alimento en soluciones acuosas concentradas a bajas temperaturas. Generalmente se usan soluciones binarias (por ejemplo, NaCl/agua, CaCl2/agua) y con menos frecuencia, soluciones multicomponentes (por ejemplo, NaCl/etanol/agua, NaCl/sacarosa/agua). ICF está asociado a altas velocidades de transferencia de energía y consecuentemente a menores tiempos de procesamiento, lo cual se relaciona con una mejor calidad del producto y con menores costos anuales en comparación con las alternativas tradicionales, entre otras ventajas. Sin embargo, los estudios fundamentales para mejorar el entendimiento, modelado y control de este proceso son escasos, particularmente cuando se usan soluciones multicomponentes. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de las principales variables de operación de ICF sobre los fenómenos de transferencia de energía y materia cuando se usan soluciones multicomponentes.   Esferas de papa (diámetro: 1.943 ± 0.006 cm, temperatura inicial: 21 ± 1 °C, humedad: 82.4 ± 0.4% b.h.) fueron sumergidas en soluciones ternarias de NaCl-KCl-H2O de diferente composición (wNaCl = 0.137 kg kg-1, wKCl = 0.091 kg kg-1; wNaCl = 0.155 kg kg-1, wKCl = 0.066 kg kg-1; wNaCl = 0.172 kg kg-1, wKCl = 0.043 kg kg-1), a diferentes temperaturas (-13°C, -15°C) y fueron retiradas a diferentes tiempos (5 min, 8.5 min, 12 min). Las composiciones de refrigerante seleccionadas corresponden a las relaciones másicas X=wNaCl/(wNaCl+wKCl) de 0.6, 0.7, 0.8 con temperatura inicial de congelación de -17°C. Se determinó la temperatura en el centro geométrico de las esferas mediante termocuplas T de 30 AWG y la ganancia de NaCl y KCl mediante espectrometría de absorción atómica y titulación potenciométrica, al menos por triplicado. En todos los casos, la velocidad de agitación del medio refrigerante fue 1000 rpm. El efecto de los factores fue estudiado mediante ANOVA.  A partir de los perfiles de temperatura central se determinó un tiempo de congelación característico t5 (tiempo necesario para alcanzar una temperatura central de -5°C). Se observó que la composición del refrigerante, su temperatura y la interacción de ambos factores afectaron significativamente t5, obteniéndose valores más altos a mayor temperatura del refrigerante. La temperatura de la solución refrigerante afectó significativamente la ganancia de NaCl y KCl, la cual fue mayor a mayor temperatura del refrigerante. Se observó que la transferencia de KCl fue mayor para mayores valores de su concentración en el refrigerante y que la transferencia de NaCl fue mayor para mayores tiempos de inmersión. Estos resultados serán usados para seleccionar sistemas adecuados para la validación de los modelos matemáticos de ICF cuando se utilizan soluciones multicomponentes.