Propiedades Termicas

Los alimentos son sistemas complejos, siendo de origen biológico están sujetos a una gran variabilidad en su composición y estructura (Toledo,1991); sumado a lo anterior existen cambios en la composición que ocurren durante los procesos típicos de la industria alimentaria, tales como, congelación, evaporación, deshidratación, etc; esto hace que se dificulte el conocer su comportamiento y suspropiedades físicas.
Entre las propiedades de alimentos más recurrentes, están las propiedades térmicas, íntimamente ligadas a los procesos térmicos.  
Las propiedades térmicas involucradas en los distintos procesos térmicos son:   conductividad térmica, calor específico y difusividad   térmica.
  Aunque en la literatura se puede encontrar cierta información experimental sobre las propiedadestérmicas de algunos alimentos comunes, la inmensa cantidad de productos alimenticios, sus diferentes composiciones, y las diferentes temperaturas a que se llevan a cabo los procesos, hacen que las posibilidades de encontrar un valor adecuado sean reducidas.
Las propiedades térmicas de alimentos y bebidas se deben de conocer para desarrollar los cálculos de transferencia de calor involucrados en eldiseño del almacén y equipos de refrigeración; también son necesarios para estimar procesos de calentamiento, refrigeración, congelamiento o secado de alimentos y bebidas.
Porque las propiedades térmicas de alimentos y bebidas dependen fuertemente de la composición química y la temperatura, también por la alta disponibilidad de los mismos es casi imposible determinarlas y tabularlasexperimentalmente para todas las posibles condiciones y composiciones. Las propiedades térmicas de los alimentos se las puede encontrar disponibles en Holland et al. (1991) y USDA (1975).
Esa información tabulada consiste en fracciones de masa de los principales componentes de los alimentos. Con esta información disponible se pueden calcular en conjunción con la temperatura usando modelos matemáticos laspropiedades térmicas de los constituyentes individuales.

Las propiedades termo físicas a menudo se requieren para cálculos de transferencia de calor (incluyen densidad, calor específico, entalpía, conductividad térmica y transmisión térmica). Adicionalmente, si el alimento es un organismo vivo como fruta fresca o vegetales (hortalizas), estos generan calor a través de la respiración y pierdenhumedad por la transpiración.
Ambos procesos se deben de incluir en los cálculos de transferencia de calor y se debe usar como referencia tablas de propiedades termo físicas medidas para alimentos.
Los componentes comúnmente encontrados en los alimentos incluyen: agua, proteína, grasa, carbohidratos, fibra y cenizas. En Choi y Okos(1986) existen tablas de componentes a los que desarrollaron modelosmatemáticos para determinar las propiedades térmicas de éstos como función de la temperatura en el rango de -40 a 300°F, también lo hicieron para determinar propiedades térmicas del agua y del hielo. Referirse a Composition data from USDA (1996), son tablas que listan componentes de varios alimentos, incluyen agua en porcentaje de masa, proteína, grasa, carbohidratos, fibra y cenizas.
Engeneral, las características termo físicas de un alimento o de una bebida se comportan bien cuando su temperatura está sobre su punto de congelación inicial. Sin embargo, debajo del punto de congelación inicial, las características termo físicas varían grandemente debido a los procesos complejos implicados durante el congelamiento.
El punto de congelación inicial de un alimento es algo más bajo que elpunto de congelación del agua pura debido a sustancias disueltas en el agua del alimento. En el punto de congelación inicial, algo del agua en el alimento se cristaliza, y la solución restante se concentra. Así, el punto de congelación de la porción no congelada del alimento se reduce más afondo. La temperatura continúa disminuyendo mientras que la separación de los cristales de hielo aumenta...