Operaciones unitarias

Operaciones Unitarias, Procesos alimenticios, métodos de conservación

1. Operaciones Unitarias

2. Integrantes Grupo 10 Ayerim Betzabe Cal Bercian 202042568. Helen Elisama Santizo Ixpec 202042766 Ingrid Nohemí García Velásquez 202042686 Berly Estefanía Gutierrez 202044226 Liza Paola Pineda Velásquez 202042513

3. ¿Qué es una operación unitaria? Es un procedimiento básico en un proceso que implica un cambio físico o transformación química en un alimento. Estas operaciones facilitan el transporte de la materia prima (este en estado líquido, sólido o gaseoso) hacia los reactores, así como su calentamiento o enfriamiento. También favorecen la separación efectiva de un componente específico de una mezcla de productos. Un proceso puede dividirse en una serie de pasos, denominados operaciones .

4. Función de las operaciones unitarias en el proceso de alimentos. Es someter la materia prima a tratamientos físicos con el objetivo de obtener los productos deseados a partir de esta. Ya que estas operaciones facilitan el transporte de la materia prima ya sea en estado líquido, sólido o gaseoso, hacia los reactores, así como su calentamiento o enfriamiento. También favorecen la separación efectiva de un componente específico de una mezcla de productos.

5. Objetivos de las operaciones Unitarias La adquisición de conocimientos básicos en donde es necesario modificar la composición de soluciones y mezclas, mediante métodos que no impliquen reacciones químicas, basados principalmente en los fenómenos de transferencia de masa o transferencia de calor y masa en forma simultánea. Asegurar la higiene de cada alimento. Investigar la factibilidad de tal correlación. Modificar condiciones de una determinada unidad de masa para conseguir una finalidad. Mejorar las cualidades organolépticas Hacer los alimentos más digeribles

6. Tipos de operaciones Unitarias en el proceso de alimentos. En los diferentes procesos de la producción de alimentos se muestra la oportunidad de separar los componentes de una mezcla. Dentro del campo de la separación de la ingeniería existen dos grupos, entre ellos el primero es el de las separaciones mecánica el cual tienden a comprender la filtración, sedimentación y tamizado, también existe la separación física la cual se basa en el tamaño, la forma y la densidad. Bombeo : una de las operaciones más comunes en la industria de los alimentos ya que esta es el traslado de líquidos y solidos de una etapa de procesamiento por medio de bombeo.

7. Mezclado: hay muchos tipos de mezclados, si bien se pueden mezclar solidos con sólidos como también líquidos con líquidos o gases con líquidos. Intercambio de calor: algunos alimentos normalmente son calentados con la finalidad de descubrir los microorganismos y de poder conservar el alimento, otros alimentos se calientas para poder eliminar la humedad y desarrollar el sabor, así como también algunos otros son calentados con el fin de hacerlos más blandos y apetitosos.

8. Enfriamiento: es la sustracción de calor los alimentos son refrigerados con el fin de prolongar la capacidad de conservarse. Desintegración: la desintegración se basa en una amplia escala de operaciones que se emplean para subdividir grandes masas de alimentos de unidades. Puede emplear corte, molida, homogenización y trituración.

9. Separación: consiste en la separación de un sólido, como también de un sólido de un líquido como también de un líquido de un sólido. Limpieza: la limpieza puede hacerse por medio de cepillos, vapor de aguas, proceso del vacío, aire de alta velocidad, teniendo siempre en cuenta el producto y la naturaleza se la suciedad.

10. Tipos de operaciones Unitarias en el proceso de alimentos. El procesamiento de los alimentos es la selección y combinación de las operaciones unitarias para formar procesos unitarios y procesos totales más complejos: Manejo de materiales: incluye operaciones como la cosecha manual y mecánica en el campo, el transporte por camión refrigerado de productos perecederos a través de grandes distancias, el transporte de ganado vivo por carros de ferrocarril, y el traslado neumático de la harina desde los carros de ferrocarril hasta las bodegas de almacenamiento de las panaderías. Es preciso realizar con esmero el mantenimiento de condiciones sanitarias, la reducción al mínimo de pérdidas del producto, el mantenimiento de la calidad de las materias primas y la regulación de todos los traslados y entregas a fin de reducir al mínimo el tiempo perdido en demoras que pueden resultar costosas y perjudiciales a la calidad del producto.

11. Limpieza: La limpieza puede hacerse por medio de cepillos, aire de alta velocidad, vapor, aguas, proceso del vació, atracción magnética, siempre teniendo en cuenta el producto y la naturaleza de la mugre . Flujo de fluidos Lo constituye el transporte y manejo de fluidos como tales, entendiéndose por fluidos a los gases y líquidos. En algunos procesos intervienen sólidos relativamente finos que se comportan como fluidos y se estudian como tales. Transferencia de calor El flujo de calor que causa calentamiento o enfriamiento o cambio de fase, constituye el fundamento de esta operación.

12. Filtración Separación de sólidos suspendidos en líquidos, por medios filtrantes. Tamizado Separación de fracciones de sólidos por tamaños, empleando mallas metálicas trenzadas. Cristalización Formación de cristales de sólidos en soluciones saturadas, por evaporación o inoculación de un cristal.

13. Extracción por cristalización Separación de sólidos que cristalizan, de soluciones en la que existen varios solutos. Centrifugación Separación de sólidos finos suspendidos en líquidos, por acción de la fuerza centrífuga; separación de líquidos no miscibles. Reducción de tamaño (molienda) . La molienda, pulverización y el corte son ejemplos de esta operación de reducción de sólidos gruesos, empleando medios mecánicos .

14. Aumento de tamaño o aglomeración Incremento de volúmenes de sólidos finos por aglomeración mecánica (compactación). Manejo de materiales Es la única operación que se tiene en todo proceso industrial y consiste, como su nombre lo indica, en el transporte y almacenamiento de sustancias en cualquier estado.

15. Clasificación.- Es la separación de materiales sólidos por tamaños. En alimentos es la separación de productos de acuerdo a una o más características físicas como color, tamaño, forma, peso o biológicas como grado de madurez . Mezclado . Combinación de dos o más sustancias sean sólidos, líquidos o gases . Sedimentación. Separación de sólidos en líquidos de menor densidad.

16. Fluidización. Suspensión de sólidos insolubles, finamente divididos, en gases o líquidos Lixiviación. Separación de sustancias solubles en otras insolubles por acción de líquidos solventes . Adsorción. Separación de gases en la que uno ellos es removido por un líquido Absorción. Separación de gases en el que uno de ellos es removido por un sólido.

17. Extracción liquido-solido . Separación de sólidos por acción de un líquido solvente Extracción líquido-líquido.- Separación de líquidos por un tercero soluble con uno de ellos Evaporación.- Concentración de soluciones por cambio de fase del solvente a vapor.

18. Secado. Disminución de humedad en sólidos y gases, por evaporación del agua, en el primer caso y por adsorción del vapor de agua, en el segundo. Destilación. Separación de dos o más líquidos por evaporación, aprovechando los diferentes puntos de ebullición de cada uno de ellos. Sublimación (liofilización). Eliminación de la humedad de sólidos, por sublimación del agua contenida. Humidificación .- Dispersión de una fase líquida en fase gaseosa o en fase sólida.

19. Osmosis . Extracción de líquidos a través de membranas semipermeables . Osmodeshidratación .- Deshidratación de frutas y vegetales por medio de azúcares o sales afines con los alimentos.

20. Fenómenos Físicos en la cocción de alimentos Expansión: se produce un intercambio entre el alimento y el medio de cocción. Por ósmosis, los componentes van de la solución más concentrada. Hay intercambio de nutrientes entre los alimentos y los medios de cocción, lo que produce pérdida de algún nutriente por parte del alimento . Concentración: Durante la cocción se forma una costra en el alimento que hace que los nutrientes permanezcan dentro. Mixta: Combinación de ambas

21. Filtración El proceso de filtración es aquella operación de separación sólido fluido en la que se produce la separación de partículas sólidas o gotas de líquidos o gases a través de un medio filtrante - filtro, aunque a veces se utiliza en otros procesos de separación. En el caso de filtración sólido-líquido, el líquido separado se denomina filtrado. La filtración es una de las técnicas de separación más antiguas. Es un proceso tecnológico u operación unitaria de separación , por la cual se hace pasar una mezcla de sólidos y fluidos , gas o líquido, a través de un medio poroso o medio filtrante (filtro) donde se retiene la mayor parte del o de los componentes sólidos de la mezcla.

22. Separación por Membranas Ósmosis: Es un fenómeno físico relacionado con el movimiento de un solvente a través de una membrana semipermeable. Ósmosis inversa: Es una tecnología de purificación del agua se utiliza una membrana semipermeable para eliminar iones, moléculas y partículas más grandes del agua potable en forma inversa. Ultrafiltración (UF): Filtración por membranas, la presión hidrostática fuerza un líquido contra una membrana semipermeable.

23. Cocción de los alimentos Es una aplicación de calor que permite modificar las propiedades físico-químicas de los alimentos, para que ellos puedan ser consumidos adecuadamente. Esto debe someterse a temperaturas elevadas, Durante la cocción, hay transferencia de calor de un cuerpo caliente a otro frío que es el alimento, tiene como objeto mejorar sus características organolépticas. Importancia Evita la aparición de bacterias y hongos, este proceso está automatizado y regulado. Contribuye a evitar riesgos microbiológicos y a aumenta su valor nutricional. Una cocción adecuada destruye posibles bacterias contaminantes, como pueden ser la salmonella o el estafilococo.

24. Métodos de cocción Pocheado: Se usa para pescados y huevos. Se realiza en agua y en cacerola Hervido : Sirve para carne, huevos, pasta, arroz y hortalizas. Se realiza en agua y en cacerola Braseado: Para carne dura, hortalizas duras y aves. Precisa usar agua más aceite y se hace en olla tapada Hervido continuo : Para carne, hortalizas y aves. Se usa con aceite, más agua y se hace en olla tapada Cocción a vapor : Para cocinar carne, hortalizas, aves y arroz. Se realiza en agua y en cacerola o al baño María Cocción a presión : Para preparar pescados, algunos vegetales duros, carne y arroz. Se realiza en agua más aceite y en cacerola a presión Fritura: Para pescados, huevos, algunos vegetales duros y carne. Se precisa aceite o grasa. Y se realiza en sartén Asado-Horno: Para masas, carne, aves y pescado. Se usa aceite más vapor y se cocina en horno Fritura profunda: Para hortalizas rebozadas, pescados y carne magra. Se hace con aceite y en sartén de fritura Microondas: Para platos preparados y se hace en horno microondas Asado-Plancha: Para carne, pescado y aves. Se hace en plancha para asar

25. Formas de transmisión de calor en la cocción de los alimentos y su influencia en las propiedades organolépticas. La cocción de alimentos consiste en la aplicación de calor para modificar las propiedades físico-químicas y las características organolépticas de los alimentos, para que puedan ser ingeridos adecuadamente. Los alimentos deben ser sometidos a temperaturas elevadas, de manera que el interior del alimento supere los 70 °C a fin de destruir o inactivar la mayoría de los microorganismos presentes que pueden dañar la salud del consumidor. Durante la cocción, hay transferencia de calor de un cuerpo caliente a otro frío que es el alimento.

26. Tipos de transmisión calórica La convección es una de las tres formas de transferencia de que transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente por medio de materiales, la evaporación del agua o fluidos. La convección en sí es el transporte de calor por medio del movimiento del fluido. La conducción es un tipo de transporte de calor que tiene lugar en los sólidos y que se produce por transmisión directa de la energía molecular. La convección consiste en la transferencia de calor por grupos de moléculas que se mueven por diferencia de densidad o por agitación.

27. Diferencias entre conducción, convección y radiación En la conducción, ocurre generalmente en los cuerpos sólidos y se da por contacto de los objetos. En la convección se produce por un desplazamiento de la materia. En este proceso hay una mezcla entre las sustancias. En la radiación, se efectúa sin que los objetos tomen contacto ni se mezclen. El calor que es producido viaja en forma de ondas llegando a los objetos.

28. Congelación La congelación permite conservar nuestros alimentos por largos periodos desde el momento en que se prepara hasta el momento en que se consume. Este se basa en la solidificación del agua contenida en los alimentos . Tipos de congelación: Por aire : una corriente de aire frío extrae el calor del producto hasta que se consigue la temperatura final Por contacto : una superficie fría en contacto con el producto que extrae el calor Criogénico : Se utilizan fluidos criogénicos, nitrógeno o dióxido de carbono, que sustituyen al aire frío para conseguir el efecto congelador.

29. Efectos de la congelación Aproximadamente el 80% del peso total de un animal e incluso más de una planta corresponden al agua. Al congelar un alimento, el agua se transforma en hielo y se produce un efecto de desecación Cambios de volumen En el paso de agua líquida a hielo se observa un aumento de volumen cercano al 9 %. Debido a este fenómeno los alimentos más ricos en agua se expanden más que aquellos cuyo contenido es menor . Recristalización

30. Efectos del frío en los alimentos Quemadura por frío: Cualquier entrada de aire caliente al interior de la cámara de congelación da lugar a un gradiente de temperatura entre el aire frío interno y el caliente que penetra. Cuando el aire se calienta aumenta su capacidad de absorción de humedad . Desecación :El aire caliente toma la humedad de los alimentos protegidos deficientemente. Desecándolo Sublimación Oxidación: Aparece en la superficie del tejido como manchas de color oscuro al ir concentrándose y oxidándose los pigmentos de las capas más superficiales .

31. Deshidratación Consiste en eliminar la mayor concentración posible de agua presente en un producto. El deshidratado a baja temperatura conserva la gran mayoría de los alimentos con las mismas vitaminas y minerales, nutrientes y enzimas que su equivalente fresco, y con sabores más concentrados . Tipos Osmodeshidratación : El proceso de deshidratación osmótica consiste en sumergir la fruta en una solución concentrada, aproximadamente 75 hasta 90% de azúcar. Por aire: consiste en poner los alimentos en aire caliente o temperatura ambiente.

32. Deshidratación por sal: Sirve para conservar carnes, esta consiste en extraerle el agua cubriendo la carne con grandes cantidades de sal. Deshidratación por calor : Se elimina el agua que contiene algunos alimentos mediante la evaporación de esta. Impide el crecimiento de las bacterias que no pueden vivir en un medio seco. Liofilización: este proceso es utilizado para la eliminación de agua mediante desecación al vació y a muy bajas temperaturas.

33. Liofilización Proceso utilizado para la eliminación de agua mediante desecación al vacío y a muy bajas temperaturas. La liofilización es un proceso en el que se congela el alimento y una vez congelado se introduce en una cámara de vacío para que se separe el agua por sublimación. Mediante diversos ciclos de congelación-evaporación se consigue eliminar prácticamente la totalidad del agua libre contenida en el producto original . La liofilización es el proceso más suave para secar productos y es el mejor método para secar compuestos orgánicos o inorgánicos sin alterar su composición cualitativa o cuantitativa.

34. Características se realiza a  vacío y a baja temperatura y así, es posible evitar la desnaturalización de las proteínas. Lascélulas ,  tejidos, bacterias y vacunas se convierten en productos secos, evitando el paso por su fase  líquida Los cambios enzimáticos, biológicos, y químicos también se secan.

35. Evaporación Es el proceso físico por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso, al haber tomado energía suficiente para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, éste es un proceso paulatino, y no es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición.

36. Destilación como una operación alimentaria. El proceso de destilación es una operación básica de transferencia de masa en la que una mezcla es calentada hasta que la temperatura alcanza un punto tal que el líquido más volátil comienza a desprenderse. La destilación puede efectuarse de acuerdo a dos métodos : El primer método se basa en la producción de vapor mediante la ebullición de la mezcla líquida que se desea separar y condensación de los vapores sin permitir que el líquido retorne al calderín . Es decir, no hay reflujo .

37. El segundo método se basa en el retorno de una parte del condensado a la columna, en unas condiciones tales que el líquido que retorna se pone en íntimo contacto con los vapores que ascienden hacia el condensador. Cualquiera de los dos métodos puede realizarse de forma continua o por cargas . Existen dos factores que infieren en el proceso de destilación, la temperatura y la presión de vapor.

38. Conclusión Las operaciones unitarias son parte de los procesos alimenticios por lo cual es necesario conocer los tipos de operaciones y los tipos de procesos que se manejan en dichas operaciones, conocer las funciones de los procesos y diferencia entre ellos. Existen tipos diferentes de aplicaciones de conservación y transformación de los alimentos para que se adapten a las necesidades de cada alimento, solo es necesario conocer cual se debe aplicar para no perder las propiedades organolépticas.