Quimica de alimentos

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ESCUELA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS TALLER Y LABORATORIO VI Práctica # 1 Transferencia de masa a través de empaques de alimentos Introducción El empaque de alimentos incluye todas las actividades de diseñar y producir el recipiente o la envoltura para un producto. Su objetivo primordial es proteger la vida de anaquel de los alimentos ya que constituye una barrera entre el alimento y el ambienteque controla la transmisión de luz y la transferencia de calor, humedad y gases. Además, el empaque debe atraer la atención de los consumidores en los sitios de venta, tener tamaño y forma funcionales y ser de fácil eliminación o reutilización. El fenómeno de transferencia de masa a través de barreras como lo son los empaques para alimentos, son explicados relacionando la 1ra ley de Ficks de ladifusión y la Ley de Henry según la Ecs. (1-2). En la ecuación anterior se relaciona como el flux (J), depende del gradiente de presión (dP) a través de un espesor de empaque (dx) con características constantes de difusión de vapor (D), solubilidad (S) o permeabilidad (K). muestras empacadas durante un tiempo t, A es el área total de transferencia de vapor de agua. La permeación del vapor de aguase define como el cociente entre la velocidad de transmisión de vapor de agua del material y la diferencia de la presión de vapor en cada lado de la muestra de la película de acuerdo a la ecuación (5).

permeación =

VTR VTR VTR = = ∆P ( P1 − P2 ) PS ( HRext − HRin )

(5)

J = − DS
K = DS

dP dx

(1) (2)

Donde ∆P es la diferencia de presión de vapor a cada lado de la muestra depelícula, HRin es la humedad relativa en el interior del empaque y corresponde a la Aw de la muestra (asumiendo un contenido de humedad en equilibrio), HRext es la humedad relativa en el exterior del empaque y Ps es la presión de saturación de vapor en las condiciones de almacenamiento del alimento. La permeabilidad de vapor de agua (K) de acuerdo a la ecuación (6), es la cantidad de vapor de aguatransmitida por unidad de tiempo a través de un área dada, por unidad de diferencia de presión de vapor entre sus caras por unidad de espesor del empaque (x).

K = ( permeación) x

(6)

Velocidad de transmisión del vapor de agua La pérdida o ganancia de humedad es uno de los factores más importantes que controlan la vida de anaquel de los alimentos. El microclima dentro de un envase estáregulado por la presión de vapor de la humedad del alimento a la temperatura de almacenamiento. Los cambios en el contenido de humedad dependen de la velocidad de transmisión de vapor de agua a través del envase; para controlar el contenido de humedad del alimento dentro de un envase, deben seleccionarse la permeabilidad al vapor de agua del material de empaque, así como el área superficial y el espesorde éste, teniendo en cuenta el almacenamiento que se requiere o la duración de la vida de anaquel. Determinación del tiempo de vida útil El tiempo, t (s) de duración de vida de anaquel del producto, es un parámetro esencial en el diseño de empaques para alimentos. Para obtener los valores de tiempo de vida útil se emplea la ecuación (7), la cual puede deducirse fácilmente a partir de lasecuaciones (4), (5) y (6):

t=
w: m c: m 0:

w( mc − m0 ) x K A ∆P

(7)

J = −K

dP dW = dx Adt

(3)

peso de sólidos secos humedad crítica de la muestra en base seca humedad inicial de la muestra en base seca

La Ec. 3, es la ecuación fundamental que la Norma ASTM E-96 aplica en su metodología para evaluar la permeabilidad de materiales de empaques como papel, plastico entre otros, hastaespesores no mayores 11/4 in (32 mm). De acuerdo a la ecuación (4), la velocidad de transmisión del vapor de agua (VTR) es la cantidad de vapor de agua transmitida por unidad de tiempo a través de una unidad de área, bajo condiciones dadas de temperatura, humedad y espesor.

La humedad crítica de la muestra, mc, se obtiene da la isoterma de sorción para una actividad de agua de 0.4 a 0.45 en...
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