Daterminación Del Tiempo De Congelación

DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE CONGELACIÓN
UNACH – Daniel Cuellar G.
1.- Propiedades Térmicas

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2.- Entalpías de algunos alimentos
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CALCULO DEL TIEMPO DE CONGELACIÓN

Se definen dos tiempos de congelación:
• TIEMPO EFECTIVO DE CONGELACIÓN: Tiempo para que el centro térmico del alimento descienda de su valor inicial hasta un valor determinado.
• TIEMPO DECONGELACIÓN NOMINAL: Tiempo desde que la superficie alcanza 0 ºC hasta que el centro térmico se encuentre a 10 grados por debajo del punto de congelación.


El cálculo del tiempo de congelación se dificulta debido a que el alimento no tiene una temperatura inicial uniforme, los tamaños y formas son diferentes y las propiedades térmicas (k, ρ, Cp) cambian a medida que progresa la congelación.Por ello la literatura presenta diversos métodos para calcular este tiempo.

METODO DE PLANCK

Planck propuso aceptar que el perfil de temperaturas en la parte congelada del alimento corresponde con el Estado Estacionario. Esto se acerca bastante a la realidad, ya que el frente avanza muy lentamente.
Resolvamos el caso con esta hipótesis para una lámina plana con contacto térmico perfecto (Bi> 40). Bajo estos presupuestos, el perfil de temperatura en la parte congelada es lineal, como muestra la Figura:

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La configuración geométrica de la muestra es un cilindro infinito: placa infinita, o una esfera.

SUPUESTOS
La congelación se inicia en el punto de congelación; se desprecian las pérdidas de calor
➢ Hay estado estacionario porque la transferencia ocurre a una bajavelocidad.
➢ El frente de congelación mantiene su forma.
➢ Hay un solo punto de congelación.
➢ La densidad del alimento no varía.
➢ Cp y k no varían antes de la congelación; ocurrida ésta cambian a un valor que permanece constante.

La expresión es la siguiente:
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en que:
tf = tiempo de congelación (o descongelación) L = calor latente .de fusión
Tf = punto decongelación P, R = constantes
Ta = temperatura del medio enfriador (o calefactor)
D = diámetro de cilindro o esfera, o espesor de placa
h = coeficiente de transferencia de calor por convección
K1 = conductividad térmica referido a material o zona congelada.
ρ = densidad = % de humedad X calor latente de fusión KJ kg-1

Valores numéricos de P y R
| | ||Placa infinita |
| |Esfera |Cilindro |Ambas superfícies |Una superfície |
| |y Cubo |Infinito |expuestas |aislada |
|P |1/6 |1/4 |1/2 |1 |
|R |1/24 |1/8 |1/8|1/2 |


Existen gráficos para determinar estas constantes en base a los siguientes parámetros:
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Plank también dedujo fórmulas para calcular los tiempos de congelación de varillas rectangulares infinitas y muestras con forma de paralelepípedo.
Para calcular tiempos de descongelación mediante la expresión anterior, se debe reemplazar K1 por laconductividad térmica del alimento no congelado K2. Se requiere esto ya que el calor se aplica al frente de descongelación a través de una capa descongelada del alimento.
Se ha expresado generalmente que la fórmula de Plank no da resultados exactos del tiempo de congelación de un alimento (Slavin 1964). Sin embargo, Earle y Fleming (1967) publicaron que esta fórmula dió estimaciones bastante exactas detiempo de congelación de jamones y carcasas de aves usando la fórmula para un cilindro infinito.
Existe una ecuación de Planck para alimentos congelados envasados:

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En que:
x = espesor del envase
K = conductividad térmica del envase

METODO DE NAGAOKA

Nagaoka et al. (Charm, 1971) desarrolló esta fórmula para congelar pescado fresco en un congelador de aire forzado. Ya que no...