Enfriamiento del producto mediante transferencia de calor con hielo en escamas

Enfriamiento de productos, por ejemplo, enfriamiento de pescado con hielo en escamas a -0,5°C cerca del punto de congelación

Los peces y sus derivados son alimentos de alta relevancia en la alimentación humana, por lo tanto, deben cumplir con requisitos que tienen como objetivo preservar y proteger la salud del consumidor.  En estos procesos de transformación de la materia prima de pescado, la cadena de frío juega un papel vital. Esto abarca desde la captura, eviscerado y lavado, hasta la transformación en diferentes presentaciones comerciales. Como resultado, se garantiza una mejor calidad del producto final, lo cual beneficia y satisface al consumidor.

Visualización de un proceso de hidrocooling

Una ilustración de lo eficiente y automático que resulta enfriar productos como frutas, verduras, carne, pescado, platos preparados o salsas en cintas transportadoras con la ayuda de agua helada en cortina.

  • el enfriamiento por agua helada es 15 veces más rápido que el enfriamiento por aire
  • se conservan el color y la frescura, los productos no se secan
  • funcionamiento eficaz y estable en el proceso, incluso hasta temperaturas del producto centrico hasta 1°C

Metodología

Para comprender el proceso de conservación del pescado, es necesario tener en cuenta la valoración del mismo como alimento, para ello se presentan las siguientes consideraciones:

1. La composición química y el valor real de vitaminas, proteínas y minerales, que en última instancia caracterizan el nivel alimenticio del recurso hidrobiológico.

2. Parámetros de calidad, es decir el sabor, el olor, la estructura y consistencia, así como las características de la carne (músculo), igualmente el aspecto en lo referente a la forma, color, vistosidad y apariencia del pescado tratado.

3. El grado de frescura, edad del pez, después de la captura y la posterior capacidad de conservación.

4. La afinidad del pescado para ser elaborado de una forma u otra determinada.
El pescado es uno de los alimentos más perecederos, por lo que necesita unos cuidados adecuados desde que es capturado hasta que se sirve o se industrializa.

La forma de manipular el pescado en este intervalo determina la intensidad con la que se presentan las alteraciones, las cuales se deben a tres causas:
- Enzimática: actividad de los fermentos propios.
- Oxidativa: alteración aeróbica de las grasas.
- Bacteriana: acción de los microorganismos internos y externos.

La rapidez con la que se desarrolla cada una de estas acciones durante la descomposición del pescado depende, en primer lugar, de la implementación de los principios básicos de conservación de alimentos y, en segundo lugar, de la especie de los peces y los métodos de pesca. De acuerdo con estos puntos expuestos, cuanto más definidos sean estos parámetros, mayor será la calidad y, por lo tanto, el valor comercial del recurso hidrobiológico.

Composición de la carne de pescado: cuando se habla de la composición de un alimento, puede referirse a la composición total o a la composición de algunas partes, principalmente las más comerciales.

Según el porcentaje de carne en el peso total del pescado, es necesario aclarar que cuando se menciona carne se hace referencia a los músculos del cuerpo, junto con los tejidos conectivos, grasos, vasos sanguíneos y linfáticos, así como algunos huesos pequeños o espinas intramusculares. La carne es la parte comestible básica del pescado, la cual en término medio representa la mitad de toda la masa del mismo.
 

Ventaja del consumo energético de una máquina de hielo industrial BUCO en el enfriamiento directo del producto

Para producir hielo, tenemos que centrarnos en la eficiencia. Sólo por la fusión del hielo, el calor para el enfriamiento del agua se toma de los alrededores. El hielo se funde a una temperatura de 0°C con el agua y da 335 kj por kg de hielo. Por lo tanto, producimos hielo con una temperatura de evaporación T0= -10°C, que genera hielo a una temperatura de T= -0,5°C a -1,0°C. La idea es simple, ya que la ganancia de refrigeración para el subenfriamiento del hielo en escamas en los sistemas de tambor convencionales es de hasta T= -8°C, que es sólo aprox. el 8% de una mayor capacidad de fusión. Desgraciadamente, esto tiene un alto impacto en el consumo de energía de las máquinas de hielo en tambor.

Comparación de los costes energéticos de una máquina de hielo industrial BUCO y un sistema de tambor convencional como principal factor de coste para la refrigeración directa de productos

Ejemplo: Producción 30to hielo / día

Potencia de refrigeración necesaria, incluidas las pérdidas: aprox. 150 kWref
Potencia eléctrica para el accionamiento de la máquina de refrigeración:
-30 / 35 °C con COP = 1,8 Pel = 84 kWel - Sistema de tambor
-10 / 35 °C con COP = 3,6Pel = 42 kWel - BUCO Ice Pack

Accionamientos adicionales 6 kW
Precio de la electricidad: 0,15 € /kWhel

Costes de funcionamiento a -30 °C : 324 € / día o 11 €  por to hielo Sistema de tambor
Costes de funcionamiento a -10 °C : 173 € / día o 6 € por to hielo BUCO Ice Pack

Ahorro con el BUCO Ice Pack
151 € / día
para 300 días de producción 45.300,-€ / año ahorro de costes de electricidad

Formas de conservación de la calidad del pescado

Todos los métodos de conservación del pescado tienen como objetivo inactivar los fermentos de los tejidos y destruir la vida de los microorganismos. Desde el punto de vista de la acción en el recurso hidrobiológico, los métodos de conservación se pueden dividir en:

- Físicos: frío, calor, rayos ultravioletas, e infrarrojos, ultrasonido, refrigeración, congelamiento, secado, etc.

- Químicos: sustancias químicas (conservantes) no peligrosas para el organismo humano, donde el pescado adquiere nuevas propiedades organolépticas (sabor, olor, color, consistencia). Por ejemplo, la conservación por medio de cloruro de sodio (NaCl), marinado (sal, ácido acético o vinagre) y ahumado (elaboración con humo que contiene fenoles y ácidos). También se permiten antisépticos como el ácido benzoico, benzoato de sodio, etc., y antioxidantes como el ácido ascórbico, glutamato de sodio, ácido cítrico.

- Bioquímicos: estos métodos se basan en la utilización de sustancias biológicamente activas que tienen una acción bacteriostática y bactericida (antibióticos), así como fermentos y microorganismos que forman nuevas uniones químicas con propiedades aromáticas y de sabor específicas (maduración del pescado salado, elaboración de conservas, etc.).

- El enfriamiento se realiza para aumentar el tiempo de conservación de la materia prima sin obtener cambios fundamentales en sus propiedades y calidad. La refrigeración es el proceso mediante el cual se desciende rápidamente la temperatura del pescado hasta un grado cercano al punto crioscópico (temperatura en la cual el agua de los tejidos del pescado comienza a pasar del estado líquido al estado sólido). La temperatura óptima para los peces de agua dulce es de -0.5ºC a -1.5ºC, y para los peces de agua salada es de -0.8ºC a -2.2ºC. Para los cálculos tecnológicos, la temperatura o punto crioscópico utilizado es de -1.0ºC.

Para la preservación y conservación de la calidad de los productos hidrobiológicos, y para evitar el deterioro, es necesario reducir al mínimo el tiempo entre la captura del pescado y el inicio de su refrigeración, y realizar este proceso lo más rápido posible. El uso del hielo es el método de enfriamiento más común para conservar la calidad del pescado fresco.

1. Para períodos cortos de tiempo, hay varias formas de enfriamiento disponibles para el pescado, que se deben utilizar según su tamaño y forma. Hielo en escamas: Es una forma moderna de producir hielo, que tiene un área de contacto mayor con un espesor de 1,5 a 6 mm y una superficie de 2,5 a 5 cm². No daña los objetos con los que entra en contacto.

2. Para períodos de tiempo más prolongados.
- La conservación por congelamiento es un proceso que consiste en aplicar bajas temperaturas para congelar el agua en los tejidos del pescado y alargar su tiempo de almacenamiento durante períodos bastante largos (generalmente de 6 a 12 meses, aproximadamente), de modo que no se modifique sustancialmente la estructura química del producto. También se define como la aplicación de temperaturas bajas al producto para que el centro térmico alcance temperaturas de almacenamiento mínimas. El centro térmico es el lugar que se enfría más lentamente. En el pescado, no tiene un punto definido debido a la presencia de sólidos disueltos, la naturaleza del agua ligada y el radio medio que depende de la forma del pescado.

La capacidad de congelación se determina mediante los siguientes efectos:

- Eliminación del agua líquida al convertirse en hielo, deteniendo toda actividad enzimática.
- Efecto térmico al enfriar los productos tratados hasta temperaturas en las que las actividades biológicas están muy reducidas.
El término "congelación" generalmente se utiliza para describir el cambio de estado líquido a sólido, mientras que el término "ultracongelación" se utiliza cuando el pescado ha sido congelado "lo más rápido posible" a una temperatura inferior a -18 °C y se ha almacenado por debajo de esta temperatura.
- Hielo líquido se usa para un sistema por inmersión para enfriar la materia prima. Esta innovadora alternativa consiste en una suspensión de agua cristalizada que ofrece una mayor capacidad de enfriamiento en comparación con los métodos tradicionales, gracias a su amplia superficie de intercambio de calor que supera hasta 3-5 veces dicha capacidad. Sin embargo, la primera generación de máquinas de hielo líquido apenas ha evolucionado en los últimos veinticinco años.
 

Resultados

Un mayor conocimiento en la utilización de la cadena de frío contribuye a obtener materia prima de pescado de excelente calidad. Es necesario garantizar tanto la inocuidad como la calidad organoléptica de los pescados frescos refrigerados (con más tiempo de exposición en vitrinas) y de aquellos procesados y congelados con valor añadido en el contexto comercial. Así mismo, es importante incorporar las buenas prácticas de procesamiento en la captura, cultivo y procesamiento de especies acuícolas para garantizar la salubridad y el rendimiento de la industria acuícola regional. Se sugiere que las instituciones académicas brinden mayor énfasis a la capacitación especializada en el uso de la cadena de frío para productores pequeños, de la mano de profesionales cualificados en sistemas de refrigeración industriales y semindustriales.
 

Conclusiones

La cadena de frío es actualmente una de las tecnologías más eficaces para preservar productos hidrobiológicos, permitiendo obtener excelentes resultados tanto en almacenamiento a corto como a largo plazo y en la comercialización de los mismos. Todos los métodos de conservación de pescado tienen como objetivo inactivar los fermentos de los tejidos y destruir la vida de los microorganismos. Desde el punto de vista de su impacto en los recursos hidrobiológicos, los métodos de conservación pueden clasificarse en físicos, químicos y bioquímicos. El enfriamiento se realiza para aumentar el tiempo de conservación de la materia prima sin alterar sus propiedades y calidad. Las temperaturas óptimas para los peces de agua dulce son de -0.5ºC a -1.5ºC, y para los peces de agua salada son de -0.8ºC a -2.2ºC. El punto crioscópico utilizado para cálculos tecnológicos es de -1,0ºC. Para tiempos cortos, se utiliza hielo en escamas según el tamaño y forma del pescado. Para conservación a largo plazo, se aplica congelamiento para congelar el agua tisular del pescado y prolongar el almacenamiento durante períodos largos.
 

Preguntas y aplicaciones de los clientes en el campo del enfriamiento de productos: