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procesos
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OPERACIONES Y PROCESOS DE ACONDICIONAMIENTO Y PREPARACIÓN
EN LA INDUSTRIA
Selección y Limpieza de la Materia Prima
ESCUELA DE INGENIERIA
INDUSTRIAL
EXPERIENCIA CURRICULAR PROCESOS INDUSTRIALES I
OPERACIONES Y PROCESOS DE ACONDICIONAMIENTO Y PREPARACIÓN
MÁXIMO INTERÉS DEL FABRICANTE
OPERAR DE MANERA UNIFORME
ESTANDARIZAR PROCESOS
RENTABILIZAR PROCESOS
OBTENER ALIMENTOS OMATERIAS PRIMAS
CONTINUO EN CANTIDAD Y CALIDAD
ELABORACIÓN DE ALIMENTOS
PROCESO ESTACIONAL
DEMANDA DE PRODUCTOS
DISPONIBILIDAD DE MATERIAS PRIMAS
OPERACIONES Y PROCESOS DE ACONDICIONAMIENTO Y PREPARACIÓN
ADECUACIÓN DE UNA MATERIA PRIMA (MP) PARA UN PROCESO
- DISPONIBILIDAD
- GEOMETRÍA
- PROPIEDADES FÍSICAS
- PROPIEDADES FUNCIONALES
- CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS, ELÉCTRICAS O TÉRMICAS
PRODUCTO FINAL
IMPORTANCIA DE ESTOS FACTORES
MATERIA PRIMA PROCESO
OPERACIONES Y PROCESOS DE ACONDICIONAMIENTO Y PREPARACIÓN
PROPIEDADES GEOMÉTRICAS
geometría regular adecuados para procesos mecánicos de alta velocidad
FORMA Y CARENCIA DE IRREGULARIDADES EN SUPERFICIE
EmpaquetadoControl de peso en llenadoProcesos térmicos (congelación)TransporteSelección, clasificación y limpieza Piezas irregulares = mayor coste
PATATA DE FORMA SUAVE Y CON OJOS PARA EL PELADO MECÁNICO
TOMATE LISO MEJOR QUE RUGOSO PARA LAVADO (GRIETAS Y
BICHOS)
CERDO CON LOMO LARGO PARA HACER JAMÓN
OPERACIONES Y PROCESOS DE ACONDICIONAMIENTO Y PREPARACIÓN
PROPIEDADES FÍSICAS
Color importante si el producto cambia de color con el tratamiento (térmico)
Tono rosado al enlatar
Pierden color por paso de compuestos coloreados de la fruta al jugo de la lata
Procesado de judíasPerdida de color
(clorofila)
Solución: escaldado o adición de colorantes
Textura debe ser suficiente para soportar tratamientos mecánicos de las operaciones de
preparación y tratamiento
OPERACIONES Y PROCESOS DE ACONDICIONAMIENTO Y PREPARACIÓN
OBJETIVOS PRINCIPALES
PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
- ADECUACIÓN PARA QUE LAS SIGUIENTES ETAPAS DEL PROCESADO
SEAN MAS EFICACES
- REDUCIR COSTES OPERATIVOS
- AUMENTAR LA PRODUCTIVIDAD DEL PROCESO
- CONTRIBUIR A TENER PRODUCTOS FINALES DE MAYOR CALIDAD
OPERACIONES PREVIAS AL PROCESADO
MATERIAS PRIMAS
CLASIFICACIÓNLIMPIEZA SELECCIÓN
Separa en categorías de diferente calidadSeparación de los contaminantes
Separa en categorías en función de sus características físicas (tamaño, forma, color)
LIMPIEZA
1. FUNCIONES DE LA LIMPIEZA
LIMPIEZA DE MATERIA PRIMA
Se liberan contaminantes superficiales Peligro para la saludEstéticamente indeseables
Control de la carga microbiana y de las reacciones bioquímicasPerjudican el producto final y el proceso
a) Evitar la proliferación de microorganismos durante el almacenamiento de la MP
antes de su procesado
b) Evitar la incorporación de residuos tóxicos
c) Evitar averías en las instalaciones e interferencias en otras partes del proceso
d) Eliminar costes de producción debidos al procesado de componentes
desechables
e) Aumentar la productividad al procesar solo la materia valiosa
LIMPIEZA
a) Eficiencia de separación (desperdicio pequeño frente a material valioso)
b) Eliminación del contaminante para evitar recontaminación posterior
c) Proceso y maquinaria que eviten contaminación del producto con la parte
contaminante (aguas de lavado, polvo….)
d) Superficie limpia en condiciones aceptables (no rascadas, ni agujeros)
e) Evitar lesionar el producto
f) Eliminación eficaz de los volúmenes de residuos generados
2. REQUISITOS DE LAS OPERACIONES DE LA LIMPIEZA
LIMPIEZA
a) Minerales: tierras, arena, piedras, grasa partículas metálicas de equipos de recolección
b) Plantas: ramas, hojas, tallos, semillas, cortezas
c) Animales: excreciones, pelo, huevos de insecto, partes del cuerpo
d) Productos químicos: fertilizantes, residuos fitosanitarios
e) Microorganismos
3. CONTAMINANTES DE MATERIAS PRIMAS
LIMPIEZA
- Baratos
- Superficie del alimento queda seca
- Problema: evitar la recontaminación debido al polvo que se genera
polvo explosión o incendio (pequeñas chispa por contaminantes
metálicos o eléctrica) >30 mg/L.
Los métodos de limpieza en seco son:
Tamizado, Limpieza por abrasión, Limpieza por aspiración, Limpieza magnética
Limpieza electrostática, Separación por radioisótopos, Separación por rayos X
4. MÉTODOS DE LIMPIEZA
4.1) Métodos de limpieza en seco
4.2) Métodos de limpieza húmedos
4.1. MÉTODOS DE LIMPIEZA EN SECO
LIMPIEZA
Hay dos tipos de tamices a nivel industrial:
4.1.1. Tamizado
- maquinas de clasificación: remueven contaminantes de tamaños muy diferentes a la materia prima
- una placa perforada con unos poros de diferentes tamaños
Tambor rotatorio o centrífugo: unidades continuas con gran cantidad de aplicaciones en la IA
LIMPIEZA
Baratos, fáciles de instalar y manejar
Difíciles de limpiar y velocidad crítica (Velocidad se puede degradar el producto)
Descarga
- impurezas de gran tamaño
(cuerdas, hilos de saco de harinas,
sal, azúcar)
- impurezas pequeñas como finos
LIMPIEZA
- están formados por una capa de tamices dentro de una armadura para evitar la entrada de polvo
- se someten movimiento para mejorar la separación
- se incluyen bolas de caucho para evitar la obturación de los poros del tamiz
- se utiliza para limpiar harinas y especias molidas
Tamices de lecho plano
- Limpieza fácil
- Se debe evitar deterioro de algunos
alimentos por abrasión e impacto
- Se debe evitar contaminación por
pulverización de compuestos
contaminantes
LIMPIEZA
Tamices de lecho plano
LIMPIEZA
4.1.2. Limpieza por abrasión
- abrasión entre las propias partículas
- abrasión entre partículas y partes móviles de los aparatos tambores rotatorios
- vibratorios o discos rotatorios.
ablandar y eliminar contaminantes adheridos
LIMPIEZA
4.1.3. Limpieza por aspiración
- se utiliza aire para separar sustancias de diferente flotabilidad
- el alimento a limpiar se incorpora a una corriente de aire de velocidad controlada
(importante) que separa los contaminantes
- los contaminantes se van recogiendo en función de su peso por diferentes partes
(piedras, maderas, tallos, cáscaras…)
- cereales, nueces, frutas, legumbres, guisantes, cebollas, huevos
- alta selectividad pero no para productos oxidables
- genera mucho polvo
LIMPIEZA
4.1.4. Limpieza magnética
- Se deja caer el producto entre dos imanes montados dentro de una cinta
transportadora o en tambor rotatorio.
- Electroimanes: eliminación fácil de las partículas metálicas extraídas de los
alimentos (corte de corriente)
- Peligro de contaminación fácil si se llena el recipiente de residuos en exceso
- Van seguidos de un detector de metales para controlar que no pasen los
contaminantes al alimento.
LIMPIEZA
4.1.5. Limpieza electrostática
- Se basa en la diferencia de carga electrostática de los materiales bajo condiciones
de humedad controlada
- Las partículas cargadas se separan de las de carga opuesta mediante rodillos
conectados a tierra, rejillas…
Rodillo cargado con 5-20 kV que gira
sobre el que se echa el te y las impurezas
quedan retenidas sobre el rodillo
Extracción de polvo en té
LIMPIEZA
4.1.6. Separación por radioisótopos
-Se eliminan piedras cristales y fragmentos metálicos transportando al alimento
por un barrido de rayos X.
-La imagen se observa en una pantalla que detiene el transportador cuando
observa una impureza
- Se basa en la diferencia de opacidad entre materiales frente a los rayos gamma de baja E
(radiación electromagnética emitida por elemento radiactivo)
- La diferencia de señal actúa sobre un dispositivo que elimina el contaminante
Tierra y piedras de patatas
4.1.7. Separación por rayos X
LIMPIEZA
4. MÉTODOS DE LIMPIEZA
4.1) Métodos de limpieza en seco
4.2) Métodos de limpieza húmedos
4.2. MÉTODOS DE LIMPIEZA HÚMEDOS
Ventajas
- permite eliminar contaminantes adheridos
- permite utilizar detergentes y sustancias esterilizantes
- deteriora poco las MP (control estricto del proceso)
Desventajas:
- gasta una gran cantidad de agua
- genera muchos residuos líquidos contaminados (15000l/tm de producto enlatado)
- necesidad de depurar residuos (coste)
- las superficies de los alimentos quedan húmedas y se deterioran con mayor
facilidad: necesario el secado para mantener su calidad
4.2.1. Lavado por inmersión
- Se elimina la tierra adherida que se ablanda en el baño
- Se eliminan piedras y otras sustancias que puedan dañar la maquinaria
- Son depósitos de metal o de cemento liso o materiales de fácil limpieza que poseen
rejillas en la parte inferior y laterales
-Se mejora con agitación del agua o de lo materiales a limpiar o girando dentro del
deposito de lavado o con agua caliente o con detergentes (cuidado con textura y aspecto)
- Se puede reutilizar el agua de lavado de otras etapas previamente depurada
LIMPIEZA
fresas
espárragos
espinacas
apio
tubérculos
4.2.2. Lavado por aspersión
- método más utilizado
- se basa en la exposición de la superficie del alimento a duchas de agua
- depende de varios factores:
*presión de agua (evitar deterioro de frutas blandas, fresas o muchapresión para quitar el moho de cítricos)
* volumen de agua
* distancia del producto alimenticio al origen de la aspersión
* tiempo de exposición a la ducha
* número de duchas utilizado
LIMPIEZA
Lavadores de tambor y aspersión Lavadores de cinta y aspersión
LIMPIEZA
- Tambor constituido por barras o rodillos separados de forma que retienen los
alimentos y dejan pasar las impurezas
- Tambor gira lentamente y esta inclinado, siendo la velocidad de giro y el angulo de
inclinación los que controlan el movimiento de los alimentos y el tiempo de lavado
- El tambor posee un eje central donde se encuentra las duchas o los aspersores
Lavadores de tambor y aspersión
LIMPIEZA
Lavadores de cinta y aspersión
- Consisten en un sistema transportador (cinta) que desplaza los alimentos bajo un
sistema de aspersores de agua
- Si los productos son esféricos el contacto es mayor
4.2.3. Lavado por flotación
LIMPIEZA
-Se fundamenta en la diferencia de densidad entre las partes valiosas e indeseables
de los alimentos
- Productos pesados indeseables se extraen pasando varias veces por compartimentos
separados por láminas ajustables que los atrapan
- Contaminantes mas finos se eliminan en una limpieza posterior
magulladas o podridas se hunden en el agua
legumbres podridas flotan en el agua, partes de plantas, piedras de guisantes, frutos secos, alubias
La flotación espumante: variedad de lavado que se basa en la humectación
diferencial de los alimentos y contaminantes
Se sumergen los guisantes contaminados en una emulsión diluida de detergente a base
de aceite mineral. Las sustancias contaminadas flotan con la espuma y se eliminan y
los alimentos se someten a un lavado posterior para eliminar detergentes.
4.2.4. Lavado por ultrasonidos
LIMPIEZA
- ondas de ultrasonidos: ondas de frecuencia mayor de la que puede detectar el
oído humano
- la aplicación de ultrasonidos a un fluido produce la formación y el colapso de
burbujas liberando una energía que causa una agitación violenta de las partículas
que están en el fluido
- esta agitación se utiliza para ablandar las impurezas que están en los alimentos
arena en legumbres
grasa en fruta
Heces en huevos
4.2.5. Escurrido y secado
LIMPIEZA
- alimentos lavados con limpieza húmeda quedan “limpios” pero con un exceso de agua
- escurrido: tamices vibratorios o rotatorios de escurrido (centrifugación)
- si son alimentos sensibles al agua hay siempre que realizar etapas de secado
cereales o frutas para almacenar o vender
4.3. MÉTODOS DE LIMPIEZA COMBINADOS
Los métodos de limpieza se suelen utilizar combinados por que los procesos están
compuestos por varias secciones.
Lavadoras de guisantes o alubias: inmersión + aspersión + escurrido
Trigo para harina: limpieza magnética + tamizado + aspiración + abrasión + lavado
húmedo + escurrido por centrifugación + secado
LIMPIEZA. PELADO
4.4. PELADO
Imprescindible para frutas y verduras
- mejora el aspecto final y valor nutritivo
- elimina parte no comestible
- eliminar la menor parte posible (ahorro costes)
- superficie debe de quedar limpia de contaminantes
- no puede sufrir daños
- se evitara el acabado manual
Requisitos
Métodos de pelado
Pelado al vapor
Pelado a cuchillo
Pelado a la llama
Pelado cáustico
Pelado por abrasión
LIMPIEZA. PELADO
4.4.1. Pelado al vapor
- Se introduce el alimento en un sistema que gira (mejor contacto) conectado con flujo de vapor a alta presión
- La Tª del vapor calienta la superficie del producto (15-30 sg)
- El calor no penetra al interior debido a la baja conductividad térmica
no se cuece ------- no perdidas de color o textura
- Cesa el vapor y hay una caída de presión.
- El vapor debajo de la piel se libera y se desprende la piel
- Si queda algo adherido se ducha con agua
Mas extendidoAlta productividadBajo consumo de aguaPoca pérdida de pesoBuen acabado
LIMPIEZA. PELADO
4.4.2. Pelado a cuchillo
Se elimina la piel de frutas y verduras al presionar contra una cuchilla fija o rotatoria
Poca pérdida de peso
4.4.3. Pelado a la llama
Se transporta el producto por una cinta sin fin a través de un horno a 1000ºC.
Sobre todo para cebolla.
Al paso por el horno la última capa se quema y la piel chamuscada se elimina con una ducha de agua a alta presión.
Pérdidas del 10%
LIMPIEZA. PELADO
4.4.4. Pelado cáustico
Procedimiento antiguo:
- Solución diluida de NaOH (1-2%) a 100-120ºC ------ se reblandece la piel
- Ducha de agua a alta presión ---- se elimina la piel
Cambios de color (caro)
Procedimiento nuevo:
- Solución de NaOH (10%) ------ se reblandece la piel
- Discos o rodillos de goma ---- se elimina la piel
Menos consumo de aguaMenos pérdida de productoResiduos pastosos mas fáciles de eliminar
LIMPIEZA. PELADO
4.4.5. Pelado por abrasión
- Alimento en contacto con rodillos de carborundo (material abrasivo de C y Si)
- Material abrasivo arranca la piel
- Piel arrastrada por corriente de agua
Bajo coste energético (Tª ambiente)
Bajo coste de inversión
Buen aspecto del alimento
Pérdidas altas (25%)
Fluidos contaminantes elevados
Capacidad pequeña (contacto directo)
Desventajas
OPERACIONES Y PROCESOS DE ACONDICIONAMIENTO Y PREPARACIÓN
OPERACIONES PREVIAS AL PROCESADO
MATERIAS PRIMAS
CLASIFICACIÓNLIMPIEZA SELECCIÓN
Separa en categorías de diferente calidadSeparación de los contaminantes
Separa en categorías en función de sus características físicas (tamaño, forma, color)
SELECCIÓN
SELECCIÓN DE MATERIA PRIMA
1. NECESIDAD DE SELECCIÓN
o Mejora la eficacia del proceso y aumenta la productividad
o Mejora la adecuación a procesos mecanizados (blanqueo, deshuesado,…)
o Necesaria para procesos térmicos (mejor transferencia de calor)
o Mejora el control en envasado de productos
o Importantes para el consumidor
Selección
PesoTamañoFormaFotométrica
SELECCIÓN
2. SELECCIÓN POR PESO
Alimentos valiosos, frágiles y muy variables de tamaños
- Peso de unidades y etiquetado de cada una
- Peso de piezas y agrupación para peso total requerido para empaquetado (automatizado)
Balanzas: frutas, huevos o productos empaquetados
Sistemas de flotación (guisantes, judías )
Sistemas de aspiración (nueces, avellanas,…)
Sistemas de catapulta (trayectoria según peso)
Medida de las dimensiones
SELECCIÓN
3. SELECCIÓN POR TAMAÑO
- Sobre todo para tratamientos térmicos (transferencia de calor)
- Preferencia del consumidor: alimentos uniformes
- Se utilizan tamices de diferentes diseños
Tamices de apertura fija
- Tamiz unido a un lecho de forma y apertura fija
- Suelen ser metálicos
Tamices de fondo plano
Tamices de tambor o rotatoriosconcéntricoen serie paralelo
SELECCIÓN
Tamices de tambor o rotatoriosconcéntricoen serie
paralelo
Soportan el proceso de “machaqueo”
Saturación en entrada
No se sobrecargan
+ productivos
SELECCIÓN
Tamices de apertura variable
A) apertura variable continuamente: de rodillos, de cable, de cinta
a) dos rodillos inclinados con apertura variable que rotan.
Los alimentos permanecen en este sistema hasta que encuentra una apertura entre
rodillos por la que puedan bajar cayendo en canales de recolección acolchados
Seleccionadora de rodillos
SELECCIÓN
b) dos cables inclinados con apertura cada vez mayor
(orienta al producto en su posición mas estable)
Separa por diferencias mínimas
SELECCIÓN
c) de cinta: los alimentos se desplazan por una ranura continuamente divergente
producida por cintas inclinadas en movimiento
SELECCIÓN
Tamices de apertura variable
B) apertura variable escalonada: de rodillos y de cinta, de tornillo, de longitud
a) de rodillos y de cinta
consiste en una cinta transportadora inclinada en dirección o unos rodillos accionados mecánicamente. La separación entre cada rodillo y la cinta se ajusta en función del
tamaño deseados. Es muy rápido y eficaz pero lesiona algo las frutas delicadas.
SELECCIÓN
b) de tornillo: arrastra la fruta por medio de dos espirales parcialmente superpuestas,
una continua y otra dividida en secciones. Al girar desplazan los alimentos
c) de longitud o anchura: los alimentos circulan por ranuras de longitud o anchura
determinada. Los extremos de los canales aumentan y si el alimento no pasa, cae.
SELECCIÓN
4. SELECCIÓN POR FORMA
- se utiliza para terminar de eliminar algunos contaminantes que todavía persisten en el
alimento
- materiales “atípicos” que se rechazarían una vez procesados ( eficacia del proceso)
Seleccionadora de discos y de cilindros
Funcionan atrapando productos de tamaño deseado en unas muescas situadas en los
lados de los discos verticales rotatorios.
Los discos están metidos en un depósito
de alimentación (trigo, avena, arroz)
SELECCIÓN
5. SELECCIÓN FOTOMÉTRICA
Se realizan en función de la reflectancia y la transmitancia de los materiales.
Reflectancia:
- Indica madurez de las MP (colores de fruta, legumbres y carne)
- Presencia de defectos en superficie (agujeros)
- Grado de procesado (galletas, pan, patatas)
Piel de patata
Comparación entre la señal de un barrido fotométrico de la superficie del alimento y el control
SELECCIÓN
SELECCIÓN
Transmitancia
- Determina sus propiedades internas (madurez, defectos en corazón)
- Inclusiones de materias extrañas
- Manchas de sangre en huevos o embriones en el interior
Se emplean equipos que transmiten radiaciones electromagnéticas
Toda la selección de alimentos se puede hacer a través del “Procesado Digital de Imágenes”
CLASIFICACIÓN
CLASIFICACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
Es una separación en base a una evaluación global equilibrada de múltiples propiedades
que afectan a su aceptación como alimento por parte del consumidor o como producto
para ser utilizado por el fabricante
1. FACTORES DE CLASIFICACIÓN
Las propiedades de los alimentos que determinan su calidad se pueden agrupar en 4:
- Aquellas que lo hacen adecuado para el proceso
- Inocuo para el consumidor
- Que sea conforme con las disposiciones legales
- Que sea aceptado por el consumidor
Limpieza
Propiedades sensoriales
Tamaño Forma MadurezTextura Aroma Color
defectoscontaminantes
Estándar de calidad
CLASIFICACIÓN
2.1. Control de calidad
Se determina la calidad por medio de pruebas de laboratorio
2.2. Categoría de calidad
Procedimientos que separan la cantidad total del alimento en categorías de calidad
Clasificación manual:
- operarios entrenados que captan simultáneamente cierto numero de factores de
clasificación formando un juicio equilibrado de la calidad global y separando físicamente
el alimento en categorías
- estándares de color
- elevado costo de mano de obra
- agotamiento y fatiga ---- disminución de la eficacia de la clasificación
Clasificación automática
- se obtiene como resultado de una combinación de operaciones de selección
- rápida, reproducible, bajo coste de mano de obra
2. MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN