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Enfriamiento y métodos para el control de la temperatura
Dr. Víctor Hugo Escalona Contreras
CEPOC- Universidad de Chile
www.hortyfresco.cl
Curso Internacional
ACTUALIZACIÓN EN POSCOSECHA Y PROCESAMIENTO
DE PRODUCTOS HORTIFRUTÍCOLAS Calidad de las Frutas y Hortalizas
Apariencia visual: frescor, color, ausencia de defectos
Textura: integridad de los tejidos, turgidez, firmeza,
dureza, crujiente.
Flavor: aroma, gusto.
Valor nutritivo: vitaminas A y C, minerales, fibra dietética.
Villena et al., 2011 Kader, 2002.
Condiciones de transporte y conservación
Cambios en la composición de brócoli según la temperatura de conservación.
Temperatura
Tasa de respiración.
Dependiendo del tipo de producto hortofrutícola.
Q10: 2‐4 veces
Pérdidas de agua.
Consumo de oxígeno.
Producción de dióxido de carbono y etileno.
C6H12O6 + 6 O2 + 35 ADP + 35 Pi 6 CO2 + 6 H2O + 35 ATP + 685 Kcal
O2
RESPIRACION
CO2
+ Calor
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Vida relativa postcosecha para productos hortofrutícolas frescos
0 1 2 3 4 5
20-25ºC
T óptima
Vida relativa
AM
Aire
Q10: Los procesos metabólicos, incluidos la respiración y la maduración son sensibles a la
temperatura.
La velocidad de las reacciones bioquímicas se incrementa de 2 a 3 veces por cada 10ºC de incremento en la temperatura
Temp. (ºC) Q10 Veloc
relativa de
deterioro
Vida útil
relativa
Pérdidas por
día
0 - 1,0 100 1
10 3,0 3,0 33 3
20 2,5 7,5 13 8
30 2,0 15,0 7 14
40 1,5 22,5 4 25
Q10 = Valor de deterioro a una temperatura (T) + 10ºC Valor de deterioro a una temperatura (T)
Efecto de la temperatura sobre el deterioro en productos (no sensibles a DF).
Temperatura mL CO2 / kg h
0
6
9
17
20 – 35
30 – 40
40 – 65
70 - 140
Actividad respiratoria de alcachofas “Blanca de Tudela” (Conesa, 2003)
Respiración de lechugas mantecosas cortadas (Escalona et al., 2006)
Temperatura
Afecta la vida útil.
Evitar los daños por frío (temperaturas no adecuadas).
Preenfriamiento: lo más rápidamente posible.
Retrasos:
Altas tasas de respiración
Pérdidas de agua
Senescencia, etc.
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Grupo I Grupo II
Frutas Hortalizas Frutas Hortalizas
Damasco
Manzana
Berries
Datiles
Uva
Higos
Kiwi
Duraznos
Nectarinas
Alcachofas
Espárragos
Porotos verdes
Repollos de
Bruselas
Repollo
Coliflor
Apio
Maíz dulce
Ajo
Perejil
Lechuga
Arvejas
Espinaca
Palta
Plátano
Chirimoya
Cítricos
Mango
Papaya
Pepino
Piña
Granada
Berenjena
Zapallo italiano
Setas
Pimiento
Papa
Tomate
Sandia
Clase mg CO2/kg h
5ºC
Productos
Muy bajo <5 Datiles, frutos secos, nueces
Bajo 5-10 Manzana, cítricos, uva, melón
honeydew, kiwi, papaya, caqui,
sandia
Moderada 10-20 Damasco, plátano, arándano, repollo,
higo, lechuga, mango, nectarina,
durazno, pera, ciruela.
Alto 20 - 40 Palta, mora, frambuesa, frutilla.
Muy alto 40-60 Chirimoya.
Extremadamente
alto
> 60 Espárragos, setas ,etc.
Kcal/1000 kg/24 h = mg CO2/kg h x 61,2
Perecibilidad
relativa
Almacenamiento
(semanas)
Productos
Muy alta <2 Damasco, Mora, cereza, higo,
frambuesa, brócoli, espárragos,
frutillas, melón cantaloupe, productos
precortados
Alta 2-4 Palta, plátano, uva, mandarina,
nectarina, papaya, durazno, ciruelas,
arándano.
Moderada 4-8 Manzanas y peras (alg var.), uva
(tratada con SO2), naranja, pomelo,
kiwi, caqui.
Baja 8-16 Manzanas y peras (alg var.), limón.
Muy baja >16 Nueces, frutos secos.
Humedad relativa, deshidratación, condensación
Presión de vapor de agua bajo diferentes condiciones de aire de cámara y temperatura producto (manzana)
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Envasar fruta caliente y luego frio Condensaciones (cajas difíciles de enfriar)
Comercialización
4/3 ³ = d ³·/6
4 r² = d² ·
Tamaño
Área perforada de la bolsa
0,96 %
1,27 %
2,0 – 3,7 %
Antes posible después de cosecha
Consideraciones de cosecha:
Primeras horas de la mañana
Protección del sol
Pre refrigeración
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Pre-refrigeración Perecibilidad Productos Temperaturas (°C)
Muy perecederos
Frutilla Frambuesa
Lechuga
1 - 3
Perecederos Coliflor Zanahoria
4 - 8
Poco perecederos Melón y sandía Alcachofas
Pepinos, etc.
8 - 12
Beneficio Hortalizas
++++ Espárragos Betarraga (remolacha) Brócoli - coliflor Tomates maduros Maíz dulce Hortalizas de hoja
++ Coles Zanahorias Rábanos Alcachofas
+ Papas Zapallos (calabazas) Batatas Tomates verdes
Kader, 2002
Producto Temperaturas recomendadas para transporte (ºC)
0-2 4-7 7-10 13-18
Hortalizas secas
Cebollas, ajos
Hortalizas sensibles a etileno
Espárrago, Endivia, Brócoli, Apio, Lechuga
Porotos verdes, Pepino, Pimiento, Papa
Albahaca, Berenjena, Sandia
Papa temprana
Hortalizas no sensibles a etileno
Alcachofa, Rábano, Nabo
Zapallo, Ajíes
Camote,
Ñame
Frutas productores de poco etileno
Berries, Dátil, Uva, Naranja
Tuna, Mandarina, Granada, Pepino
Carambola, Melón, Limón,
Piña
Zapote
Frutas productores de etileno
Manzana, Durazno, Kiwis, Palta madura
Melón tuna
Guayaba
Palta inmadura, Melón
Plátano, Chirimoya, Mango
Kader, 2002
Hortalizas Temperaturas (ºC)
Óptima Rango
Alcachofa 0 0 - 5
Espárrago 2 1 - 5
Brócoli 0 0 - 5
Repollo 0 0 - 5
Pepino 12 8 - 12
Lechuga cortada 0 0 - 5
Champiñones 0 0 - 5
Cebolla (bulbo) 0 0 - 5
Pimiento 8 5 - 12
Tomate (v-m) 12 12 - 20
Tomate (maduro) 10 10 - 15
Kader, 2002
Condiciones de conservación para frutas (Kader, 2002).
Fruta Temperatura
(ºC)
AC Aplicación
% O2 % CO2
Manzana 0 - 5 1 - 2 0 -3 60% AC
Damasco 0 - 5 2 - 3 2 – 3
Palta 5 – 13 2 - 5 3 – 10 Transporte marítimo
Plátano 12 - 16 2 – 5 2 - 5 Transporte marítimo
Mora 0 - 5 5 - 10 15 - 20 Pallet en transporte
Arándano 0 - 5 2 - 5 12 - 20 Uso limitado en transporte
Chirimoya 8 - 15 3 - 5 5 - 10
Cereza dulce 0 – 5 3 - 10 10 -15 Pallet o contenedores en transporte
Higo 0 -5 5 - 10 15 - 20 Transporte
Uva 0 -5
2 – 5
5 -10
1 – 3
10 - 15
Incompatible con SO2
Control Botrytis (reemplazo SO2)
Kiwi 0 – 5 1 - 2 Transporte, almacenamiento (C2H4<20 ppb)
Limón 10 – 15 5 - 10 0 - 10
Mango 10 – 15 3 - 7 5 - 8 Transporte marítimo
Nectarina, durazno
0 - 5 1 – 2
4 - 6
3 – 5
15 - 17
Uso limitado en transporte
Reduce DF alg. cv.
Piña 8 - 13 2 - 5 5 - 10 Encerado para evitar mancha parda
Granada 5 - 10 3 -5 5 -10
Transferencia de calor
Aire frío Cámara Aire forzado
Agua fría Hidroenfriado
Evaporación superficial
Evaporativo Vacío
Hielo Hielo escamas Agua hielo
Sistemas de pre refrigeración
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ENFRIAMIENTO POR CÁMARA Uso Productos con vida de postcosecha larga Toleran una lenta eliminación del calor No soportan el contacto con el agua
Se podrían rociar con agua durante el enfriamiento. Recinto diseñado para mantener T y HR Poco eficiente Diagrama de ventilación y enfriamiento en cámara
Kader, 2002
ENFRIAMIENTO POR AIRE FORZADO
Gradientes de presión dentro dela cámara (15‐20 mm
de columna de agua)
Enfriamiento rápido (8 y 12 h)
Ventilación en los envases (dirección del aire, 5%)
Amplia gama de productos
Precaución con HR y deshidratación
Túneles de aire: altas velocidades de aire (5 y 15 m/s) y
tiempos cortos de enfriamiento (1 a 6 h). Diagrama de un túnel de aire forzado Kader, 2002
Curva de enfriamiento de productos perecederos
Enfriamiento (aire forzado)
T: 43 a 44°F
Registro de temperaturas de los túneles (temperatura del aire mínima sobre 43°F).
Enfriamiento (aire forzado)
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Aire forzado
Lechugas en Murcia (España)
Pimientos en California (EE.UU.)
Túneles de aire forzado
Medición de la velocidad del viento en los túneles
Ausencia de evaporador
Altura evaporador
Sonda temperatura (central)
Detalle de túnel aire forzado
Enfriamiento (aire forzado)
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Enfriamiento (aire forzado)
Enfriamiento en túnel con diferentes envases (T: final 42°F, melón Galia).
Tiempo (h)
P 1 (C:5kg) Succión
P2 (C:12 kg) Centro
P3 (C: 6kg) Puerta
Text Tint Text Tint Text Tint
0,0 63,4 77,4 74,3 61,9 71,6 66,7
1,2 58,2 56,9 68,5
2,2 55,6 55,0 62,8
3,5 54,4 61,3 54,5 58,9 63 69,3
4,9 51,80 51,9 57,4
6,4 48,00 53,2 50,7 53,3 54,8 51,6
7,4 47,40 50,4 53,5
8,4 45,60 48,5 50,3
9,4 44,70 49,2 46,3 48,8 48,7 56,2
11,4 45,60 48,2 46,6
12,4 45,80 46,8 46,4 46,6 46 44,8
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15
Pallet 1
T Ext
T int
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15
Pallet 3
T Ext
T int
Curvas de enfriamiento en un túnel homogéneo, melón Galia, caja 5 kg. Eje Y: Temp. (°F); eje x: tiempo (h).
Diseño de cajas
• Porcentaje de apertura
• Conformación de los pallets
• Posición en túneles y estiba en contenedores
• Tipo de pallets
• Espacios muertos
• Uso de sondas de temperatura (pulpa)
Enfriamiento (aire forzado)
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Enfriamiento (aire forzado)
Ventilaciones y su distribución en la caja
• Simetría en las dimensiones de la caja.
• Simetría ventilaciones en flujo horizontal.
• Flujo de aire en cabezal y lateral de la caja
deben coincidir en pallet asimétrico.
• Flujo vertical durante el transporte.
Enfriamiento (aire forzado)
1,20 m 1,00 m
Transporte (contenedor)
1,20 m 1,00 m
Base 12, 5 kg
Pallet simetrico
Base 5, 15 kg
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Ventilaciones y su distribución en la caja
• Simetría en las dimensiones de la caja.
• Simetría ventilaciones en flujo horizontal.
• Flujo de aire en cabezal y lateral de la caja deben coincidir en pallet
asimétrico.
• Flujo vertical durante el transporte.
Base 12, 5 kg Base 12, 5 kg
Base 5, 15 kg
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Amarre de los pallets
Separación entre cajas en el mismo pallet y entre pallets
Agua condensada en la base de las cajas
ENFRIAMIENTO POR AGUA
Tipos: lluvia o inmersión
Cloro (100‐150 ppm).
Tiempo: 10 min a 1 h
Gran cantidad de productos
Más difundido en frutas
Productos: espárrago, brócoli, repollo,
zanahoria, apio, puerro, melón, etc. Hidro-enfriado en hortalizas
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Enfriamiento de hortalizas IV gama
ENFRIAMIENTO EVAPORATIVO
Evaporación del agua superficial: extracción del calor
Contenedores sellados: vacío
Productos con alta S/V
A 1 ºC si la presión es reducida a 5 mm Hg
Es el más rápido de todos los sistemas
Pérdida de 1 % pp por cada 5ºC de reducción (desde
20ºC hasta 0ºC, 3,2 % pp)
Un ciclo de enfriamiento: 20‐25 min
Enfriamiento por vacío
ENFRIAMIENTO POR HIELO Rápidos y no deshidrata el producto. Producto tolerantes al humedecimiento Aguas re-circuladas (higiene) Productos: espárrago, betarraga, brócoli, repollo, zanahoria, apio, puerro, lechuga, etc.
Manzana Durazno Cereza
Piña Palta
Cítricos
Plátano Chirimoya
Papaya
Ruiz Altisent (2011); www.frutura.net
Comercialización
Cambios en temperatura y concentración de gases envases con tomate (13 y 23°C). Tano et al., 2007.
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Cambios en temperatura y HR envases con tomate (13 y 23°C). Tano et al., 2007.
Calidad 13°C (aire) 13°C (EAM) 12-23°C (EAM)
Luminosidad 38,6 50,0 51,7
Enrojecimiento 16,1 -8,1 -7,7
Infección 4,0 0 2,0
Licopeno (mg/kg)
11,3 2,8 2,9
Clorofila (mg/kg)
0,12 1,5 1,46
Etanol (mg/kg) 29,5 49,5 141,6
Índice condensación
0 2 3
Calidad de tomates envasados (13 y 23°C). Tano et al., 2007.
Actividad enzimática en piña Comte de Paris almacenada a diferente temperatura (Hong et al., 2013)
Pardeamiento interno en Comte Paris después de 24 d a diferentes temperatura (Hong et al., 2013)
Producto T (°C): A HR (%): A T (°C): B HR (%): B
IV gama
Min 2,6 61,2 0,7 76,7
Max 16,4 90,2 13,8 92,6
X 4,8 84,3 3,3 88,0
Ensaladas bolsa
Min 1,3 63,7 4,4 -
Max 14,4 89,9 19,2 -
X 5,9 82,9 8,4 -
Berries
Min 1,6 55,9 -1,2 72,1
Max 7,7 88,0 14,1 92,6
X 1,2 74,3 3,3 88,0
Temperaturas y HR en zona venta durante 6 semanas (Nunes et al., 2009) Recepción y refrigeración de los productos
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Producto terminado
CONSIDERACIONES FINALES
Enfriar lo antes posible para asegurar la calidad y prolongar la vida
útil de frutas y hortalizas frescos.
Conocer el funcionamiento de los distintos sistemas de
enfriamiento y la susceptibilidad de los productos.
La deshidratación en sistemas por aire afecta gravemente la
apariencia de los productos.
Mantener y controlar la cadena de frío en los rangos de
temperatura y HR.
Enfriamiento y métodos para el control de la temperatura
Dr. Víctor Hugo Escalona Contreras
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