Refri Practica 5

REFRIGERACION Y CONGELACION

I.

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OBJETIVOS

Conocer las curvas de congelación de alimentos líquidos.

II.

REVISION DE LITERATURA

Las curvas de congelación proporcionan información útil acerca de proceso de congelación relacionando temperaturas del producto con el calor extraído o tiempo de congelación. Si se representan las variaciones que sufren durante la congelación, las temperaturas del agua y de una solución binaria donde se obtienen curvas como las de la Figura 1.

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Curva de congelación: OD Extracción de calor sensible, desde el origen de la curva al punto D lo que producirá un descenso uniforme de la temperatura. D punto de sobre - enfriamiento necesario para la nucleación DE Calentamiento producido por la liberación de calor del núcleo lo cual contribuye al crecimiento de cristales EF Cambio de estado (liquido a solido) No se realiza a temperatura constante debido a que conforme se va cristalizando el agua, la concentración de la solución va incrementándose con el consiguiente decrecimiento del punto de congelación. F La fase liquida se satura con el soluto y empieza la nucleación de la solución sobresaturada FG Calentamiento producido por la liberación de calor por cristalización del soluto G Temperatura eutéctica Se define el punto eutéctico como la temperatura mas alta a la que una máxima cristalización de agua y soluto puede ocurrir, en un sistema acuoso. El termino criohídrico se aplica solo cuando el solvente es agua, siendo el termino mas general el de eutéctico, que es aplicable a cualquier solvente. GH Cambio de estado de la solución sobresaturada en donde la cristalización de agua y soluto es proporcional por lo que la concentración no variara siendo por lo tanto un proceso a temperatura constante. Se realiza la concentración correspondiente al punto eutéctico. H La cristalización de la solución sobresaturada es completa HI Al ser todo solido, y seguir extrayendo calor, solo se producirá una disminución de la temperatura, por liberación de calor sensible. En el caso del agua pura, después de la sobrefusión (S) ocurre la formación de los cristales de hielo y liberación de calor, la temperatura sube a 0°C (punto crioscópico) y permanece constante durante toda la cristalización. Cuando toda el agua se transformo en hielo se inicia el descenso de la temperatura a una marcha mas rápida porque el calor especifico del hielo es inferior al del agua.

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Se define al punto crioscópico como el punto en el cual el agua de un alimento comienza a cambiar de estado. Como los alimentos son sistemas heterogéneas desde el punto de vista químico y físico: el fenómeno de congelación esta caracterizado por una temperatura a la que aparecen los primeros cristales de hielo y de un intervalo de temperatura para que el hielo se forme. Mientras que el hielo se encuentra localizado en el exterior de las células, no se produce una lesión grave o irreversible. Las soluciones alimenticias deben lógicamente producir complicadas curvas de congelación, con pequeñas interrupciones que aparecen cada vez que pasa por un punto eutéctico, esto sin embargo generalmente no ocurre, las razones son bien explicadas por Sommer (1974): en una solución que contienen varias sustancias disueltas se puede presagiar lo siguiente: cuando un punto de saturación (debido a la extracción de agua como hielo) ha sido alcanzado con respecto a la sustancia A en la porción no congelada la concentración permanecerá constante pero aumentara las concentraciones de B y C, etc. Por lo tanto la temperatura no permanecerá constante en el congelamiento ulterior como lo fue en la solución con un solo componente. Habrá solamente un descenso en la velocidad de cambio de temperatura después que A ha alcanzado su punto de saturación. Lo mismo ocurrirá cuando los puntos de saturación de B y C etc. Son alcanzados en la porción excedente sin congelar.

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III.

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MATERIALES Y METODOS

1. Materiales  Alimento liquido  Beaker de 600ml

2. Equipos  Termómetros o termocuplas  Laptop

3. Metodología  El proceso experimental normal para obtener las curvas de congelación consiste en someter e producto a una temperatura de 25°C, registrándose cada minuto la temperatura del mismo por medio de sensores (termocupla) instalados en su interior.  El procedimiento para obtener una curva representativa consistente básicamente en ajustar para cada periodo de la curva, aquella que presente la mejor correlación; luego se trazan dichas curvas y los puntos de intersección entre ellos determinan los límites del periodo de cambios de fase.

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IV.

RESULTADOS Y DISCUSION

1. Cuadro de datos

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2. Grafica temperatura vs tiempo para una solución binaria

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3. Determinación de las zonas de la curva de congelamiento

A-B: calor sensible, baja su temperatura en 12.81°C (11.75°C a -1.06°C) en 15 minutos B-C: calor latente, cambia de estado de líquido a solido a -1.06 °C en 60 minutos C-D: calor sensible, baja su temperatura en 4.13°C (-1.06°C a -7.19°C) en 12 minutos El tiempo total de congelación es de A a C de 75 minutos.

4. Velocidad de congelamiento

𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 =

𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜

𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 =

15𝑚𝑚 3600𝑠

𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 0.004𝑚𝑚/𝑠 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 = 0.025𝑐𝑚/𝑚𝑖𝑛

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V.

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CONCLUSIONES

La curva de congelación del alimento liquido (tampico) se determinó con ayuda de una termocupla, formado fácilmente por la toma de datos de la temperatura cada 3 minutos. La velocidad de congelamiento fue de 0.025 centímetros o 0.25mm por cada minuto

VI.

RECOMENDACIONES

La utilización de por lo menos una laptop es indispensable para la toma de datos de la presente practica Colocar correctamente la termocupla. Asegurarse de tener instalado correctamente el programa

VII.

BIBLIOGRAFIA

https://maqsolano.files.wordpress.com/2013/09/laboratorio-v.pdf

VIII.

ANEXO

MODELO PARA LA PREDICCION DE PUNTOS DE CONGELACION DE ZUMOS

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