Optimización del Proceso Térmico

1. Optimización del Proceso Térmico

2. LA DEPENDENCIA TÉRMICA DE CÉLULAS VEGETATIVAS, ESPORAS Y ENZIMAS TERMOLÁBILES ES APROXIMADAMENTE 6 VECES MAYOR QUE LA DE LAS VITAMINAS Y LAS CUALIDADES SENSORIALES. ESTO CONSTITUYE EL CRITERIO PARA OPTIMIZAR UN PROCESO TÉRMICO ENTONCES, SE NECESITA DETERMINAR EL TIEMPO DE CALENTAMIENTO NECESARIO PARA OBTENER LA ESTERILIDAD COMERCIAL, POR LO TANTO SE TIENE LO SIGUIENTE: De la Curva de Sobrevivientes se sabe que: --------------- (1) = Donde n = número de esporas por unidad de volumen De la curva de TMT, se tiene que ------------ (2) =

3. DT = DTref Como D está en función de la T , DT cambiará conforme avance el proceso. Por lo que integrando la ecuación (2), se define esa dependencia de la siguiente manera: -------- (3) = Sustituyendo (3) en (1) , se tiene: log DT – log DTref = = log = Resolviendo la integral del lado izquierdo:

4. = = Ecuación que define el valor para un Proceso Térmico, esto es, el cálculo del tiempo. = TIEMPO EN MINUTOS A LA Tref QUE LOGRARÁ UN NIVEL ESTABLECIDO DE DESTRUCCIÓNDE MICROORGANISMOS EN EL PUNTO CRÍTICO (PUNTO FRÍO) DE UN PRODUCTO, GARANTIZANDO SU ESTERILIDAD COMERCIAL.

5. Cuando la temperatura de calentamiento empleada en un proceso dado, es diferentea la Tref ,entonces debe calcularse la F requerida (Freq) Tiempo en minutos a una temperatura dada (T) que logrará la misma destrucción de microorganismos en el punto crítico que la lograda por F requerido, es el que da esterilidad al producto F proceso, es el que se calcula Problemas de m.o.’s patógenos Si

6. Cálculo del Procesamiento Térmico

7. Procesamiento Térmico Dentro del Envase Matemáticos:FÓRMULA DE BALL (1923-1928) MÉTODOS Gráficos: GENERAL MEJORADO • PARA APLICAR ESTOS MÉTODOS ES NECESARIO CONOCER : • VALOR PARA EL MICROORGANISMO BASE DE DISEÑO A UNA • TEMP. DADA. • B) LA HISTORIA TÉRMICA O DE PENETRACIÓN DE CALOR DEL PRODUCTO

8. T (ºF) 249 240 fh TAA I = Tc- Ti 150 JI = Tc - T0p T0p 0.58 TAA 0 10 20 30 40 50 t (min ) B Prendido del vapor Tiempo mortal del proceso Cero corregido del proceso Apagado del vapor Fórmula de Ball g =al final del calentamiento B = fh (log JI – log g)

9. Método General Mejorado Fundamento:Cada punto de las curvas de calentamiento y enfriamiento de la historia térmica de un producto, ejerce un efecto letal sobre el m.o. contaminante de dicho producto. INTEGRACIÓN GRÁFICA DE DEL EFECTO LETAL DE DICHOS PUNTOS  Diferentes combinaciones t-T pueden lograr el mismo efecto letal sobre un m.o. dado.

10. De la curva de TMT, se tiene que: Se establece un valor arbitario de F=1 como base del proceso, esto es, calculando TMT a partir de , se tiene que equivale a 1 minuto a 250 ºF (F=1 min). Si se utilizara una temperatura de proceso de 232 ºF y z=18 ºF , entonces se tendría:

11. 10 min a 232 ºFequivalen en letalidad a 1 min a 250 ºF, o bien, utilizando el recíproco del término TMT/1, se obtendría : Lo que significa que 1min a 232 ºF equivalen a 0.1min a 250 ºF El término se conoce como Velocidad letal, Valor letal o Letalidad Y se utiliza para calcular los tiempos de proceso térmico. Este término está en función de la Temperatura del Producto y del valor z.

12. SI SE CONOCE EL VALOR A UNA TEMP. DADA (T1) PARA EL M.O. CON EL VALOR Z CORRESPONDIENTE, PUEDE CALCULARSE UN NUEVO VALOR CON LAS SIGUIENTES ECUACIONES: (1) (2)

13. En donde: T2 = Temp. a la que se desea efectuar el tratamiento térmico T1 = Temp. de referencia para el tratamiento térmico = Valor esterilizante buscado ( a T2) = Valor esterilizante conocido ( a T1) z = Valor “z” del microorganismo utilizado como base del proceso

14. Método General Mejorado • El procedimiento para aplicar el método general mejorado, requiere los datos de : • Penetración de calor • La conversión de la temperatura del producto a valores de letalidad. En donde : L =Valor letal o letalidad. T = Cada una de las temperaturas registradas durante el calentamiento y enfriamiento del producto Tref = Temperatura de referencia.

15. Por lo tanto, el valor (F de proceso) será :

16. Formas para resolver la ecuación anterior: • Obteniendo los valores letales de cada combinación t – T y graficarlos 2. Con la sumatoria del registro de la temperatura de penetración de calor a cada minuto

17. Se determina el valor letal de cada combinación t-T de los datos de penetración de calor con la ec. 2. Se obtiene el valor FT correspondiente a esa temperatura con la ecuación En el caso de registro min. a min, FT = al valor letal en valor numérico. 3. Se efectúa la sumatoria de cada valor FT obtenido con el de los anteriores, para obtener “F acumulado” para el calentamiento y para el enfriamiento. 4. Finalmente, la Fproc en los diferentes tiempos se determina: Fproc = FT acumulada hasta el min “n” + FT acumulada en del calentamiento el enfriamiento

18. Fórmula de Ball Curva quebrada

19. 239 ºF 1 g gbh fh2 TAA 10 fh1 I JI Tiempo del proceso a partir del quiebre de la curva 0 10 20 30 40 50 60 70 x Tiempo (min) Tp B Cero corregido

20. Donde: B = tiempo de proceso (min) que se requiere para las condiciones que se plantean. fh1= tiempo (min)para que la 1ª recta de la curva de calentamiento atraviese un ciclo logarítmico. fh2 = tiempo (min) para que la 2ª recta de la curva de calentamiento atraviese un ciclo logarítmico. gbh= valor g (ºC ó ºF) correspondiente al tiempo en que se corta la 1ª recta = T0-Tmáx Tmáx = Temp. en la que corta la 1ª recta de calentamiento. gh2 = valor g al final del calentamiento. Se obtiene de tablas con el valor calculado de

21. r = factor de proporcionalidad