Transferencia de Masa en Quesos
Transferencia de Masa en Quesos
Transferencia de Masa en Quesos
Sistema de equilibrio
Fenmenos de transporte
Cualquier cambio desarrollado dentro del equipo de proceso, tambin identificado como
proceso de proceso de alimentos pueden analizarse a partir de un principio bsico en el que
uno, dos o tres fenmenos de transporte teniendo lugar. Como ejemplos de operaciones de
procesos alimenticios en la industria lechera, en transporte de impulso est presente, son:
bombeo de leche y transporte a travs de tuberas, homogeneizacin de los glbulos grasos en
la leche y separacin de la grasa de la leche descremada centrifugacin. El enfriamiento, la
calefaccin, la pasteurizacin y la evaporacin son operaciones los tratamientos trmicos o la
transferencia de calor estn principalmente involucrados; mientras que la salazn, el secado y
la prdida / ganancia de componentes voltiles o la migracin de los componentes del queso a
travs de procesos de transferencia de masa, por mencionar slo algunos. El trabajo de muchos
ingenieros de alimentos o cientficos en el papel industrial o de fabricacin implica el desarrollo
o la seleccin de procesos, el diseo o la evaluacin de los equipos, y la operacin exitosa de
plantas alimenticias, que se basan en su Conceptos fundamentales.
La adsorcin y desorcin del vapor de agua por los alimentos est altamente relacionada con su
estabilidad y perecederos. Y aunque el contenido de agua es un factor de control, varios
alimentos con la misma concentracin de humedad presentan una estabilidad o perecedera
diferente; as el trmino de agua (Aw) que expresa el agua asociada a constituyentes no acuosos,
se ha convertido en el concepto fsico-qumico o termodinmico ms relacionado con las
caractersticas microbianas, bioqumicas y estabilidad fsica. La actividad hdrica como concepto
objetivo, que se ha definido a partir de la actividad o relacin de fugacidad entre el disolvente y
el disolvente puro; se expresa por la ecuacin 1, una expresin prctica de ella, en la que los
supuestos de idealidad de solucin y se ha considerado la existencia del equilibrio
termodinmico (Saravacos, 1986; Fennema, 1996; Vlez Ruiz, 2001; Toledo, 2007):
ii. Illescas-Chvez y Vlez-Ruiz (2009) utilizaron una correlacin emprica entre la sal contenido
de agua y contenido de agua (R2 = 0,996) para queso tipo Manchego, expresin cuadrtica:
El queso como un sistema
El queso como sistema biolgico y como producto lcteo, es uno de los primeros, ms populares
y alimento elaborado universal. El queso representa un producto en el que los componentes
lcteos se conservan. Este alimento, se conoce como queso (en ingls), "fromaggio" (en italiano),
"Fromage" (en francs), "kase" (en alemn) y "queso" (en espaol). As, un queso es unsistema
alimentario en el que debido a muchos componentes, est expuesto a muchos cambios, ya sea
bioqumicos y / o fsicos. As, un queso es un producto lcteo hecho para preservar la mayor
parte de la leche, incluyendo grasa, protenas y componentes menores de la leche, eliminando
agua y / o suero y agregando sal y otros ingredientes, con un sabor especial y con un consistencia
slida o semislida (Vlez-Ruiz, 2010).
Manifactura
El queso como sistema biolgico y como producto lcteo, es uno de los primeros, ms populares
y alimento elaborado universal. El queso representa un producto en el que los componentes
lcteos se conservan. Este alimento, se conoce como queso (en ingls), "fromaggio" (en italiano),
"Fromage" (en francs), "kase" (en alemn) y "queso" (en espaol). As, un queso es un sistema
alimentario en el que, debido a muchos componentes, est expuesto a muchos cambios, ya sea
bioqumicos y / o fsicos. As, un queso es un producto lcteo hecho para preservar la mayor
parte de la leche, incluyendo grasa, protenas y componentes menores de la leche, eliminando
agua y / o suero y agregando sal y otros ingredientes, con un sabor especial y con un consistencia
slida o semislida (Vlez-Ruiz, 2010).
i. Recoleccin de leche. La leche se recoge, se aclara y se enfra, para asegurar una higiene
materia prima.
iii. Coagulacin de la leche. Se completa la adicin de cuajo, coagulante o cido para transformar
la leche en un cogulo. La enzima acta sobre un aminocido especfico de la casena, mientras
que el cido genera precipitacin de protenas.
iv. Eliminacin de suero. El cogulo formado se contrae y expulsa parte de la parte atrapada
suero, constituyendo el fenmeno de sinresis. Eliminacin de suero del queso es favorecido
por el corte, escaldado, y / o agitacin, y ltimamente por salazn.
v. Salmuera de cuajada / salazn. Se aade sal a la cuajada, como un material slido o como una
favorecen la eliminacin del suero, para desarrollar el sabor deseado, y para preservar el queso.
Difusin
La relacin bsica para la difusin molecular de un sistema alimentario define el flujo molar a la
concentracin de componentes, para procesos estables es modelado por la primera ley de Fick
(Bird et al., 1960, Welty et al., 1976, Crank, 1983, Welti-Chanes et al., 2003, Vlez-Ruiz, 2009):
Donde: Jiz es el flujo molar o masivo del componente i en la direccin z (mol / m2s omg / m2s),
Dim es la difusividad de masa o constante de difusin (m2 / s), siendo especfica para el i
componente en un medio dado, dCi / dz es el gradiente de concentracin del componente i en
el z direccin (mol / m4 o mg / m4), dCi es la diferencia de concentracin o la fuerza impulsada
(mol / m3 o mg / m3), y dz es la separacin de interfaz o distancia de separacin entre dos
puntos o porciones con diferente concentracin del componente i (m). El flujo molar del
componente implicado, en la ecuacin 4, se puede convertir en unidades de masa de kilogramo
considerando el peso molar. Se han evaluado algunas constantes de difusin para sistemas
particulares, pocos datos se incluyen en la Tabla 1 (Welty et al., 1976, Okos et al., 1992). Como
puede observarse, la difusin de gas es ms fcil que la difusin lquida y slida, as como la
difusin lquida es ms fcil que la difusin slida.
Convecion
El transporte de masa convectiva se produce en los fluidos como resultado del flujo masivo,
natural y forzado movimiento. Es muy similar a la conveccin por calor, por lo tanto las
propiedades de los dos.
las fases de interaccin, en las cuales cualquiera de ellas puede ser un queso o alimento, son
muy importantes. El medio de suministro y la fase de flujo, as como algunos parmetros fsicos
del sistema, tambin participan a travs de grupos adimensionales para la evaluacin de
coeficiente de transferencia de masa convectiva. El flujo molar de un componente dado se
puede calcular a partir de la ecuacin 5 (Bird et al., 1960; Welty et al., 1976; Welti-Chanes et al.,
2003; Vlez-Ruiz, 2009), y como en el caso de difusin, se produce en la direccin de la
concentracin decreciente:
Donde: Ni es el flujo molar o de masa del componente i en la direccin del flujo de flujo (mol /
m2s o mg / m2s), km es el coeficiente de transferencia de masa convectiva (m / s), Ci es el
diferencia de concentracin o fuerza motriz (mol / m3 o mg / m3), con una concentracin
diferencia entre la concentracin superficial lmite (Cis) y la concentracin media de la corriente
de fluido (Cif). Se espera que los coeficientes de transferencia de masa varen en funcin de las
condiciones dinmicas, aspectos geomtricos del sistema implicado y propiedades fsicas del
fluido y del slido fases. Aunque hay un buen nmero de ecuaciones para la evaluacin de la
conveccin el coeficiente de transferencia de masa, los sistemas alimentarios y las
particularidades de los procesos son correlaciones especficas.
Tres son tres fenmenos de transferencia de masa relacionados con la fabricacin y se comentan
brevemente a continuacin. Salazn de queso El proceso de salazn durante la elaboracin del
queso favorece el desarrollo de cualitativos, tanto organolpticos como de textura, tambin
suprime los microorganismos, afecta favorablemente la aceptabilidad, provoca la reduccin del
volumen y maduracin en algn grado. Y aunque la concentracin y distribucin de la sal jue-
papel importante en los aspectos antes mencionados, hay un conocimiento limitado principios
de ingeniera de los fenmenos de salazn en el queso, relacionados con la transferencia de
masa. Secado de queso La deshidratacin del queso como un fenmeno de transferencia de
masa implica la eliminacin de la humedad del material alimenticio, el proceso de
deshidratacin o secado en un queso reduce su humedad contenido. Este proceso no es
intencionalmente favorecido en la elaboracin del queso, excepto coagulacin por medios
mecnicos. Se desarrolla como consecuencia de la humedad diferencia entre el tipo de queso y
los alrededores (ambiente, refrigerador y cueva de maduracin, por ejemplo). As, el control de
la humedad relativa del entorno es necesarios para evitar una deshidratacin indeseable y
excesiva; como un fenmeno deseado es identificado como prdida de peso. Un modelo de la
prdida de masa de queso de tipo Camembert se estableci experimentalmente durante
maduracin por Hlias et al. (2009), en el que las concentraciones de masa de O2 y CO2, Aw,
vapor presin y coeficientes de conveccin para los fenmenos de transporte masivo (prdida
de peso como la ms importante).
La migracin de los componentes del queso a travs de un envase puede convertirse en otra
transferencia de masa fenmeno comnmente encontrado en estos sistemas lcteos. De esos
componentes de queso (voltiles y vapor de agua), la prdida o ganancia de humedad es la ms
importante que influye en la
vida til del queso. Un sistema de queso tiene un microclima dentro de un paquete,
determinado por la presin de vapor / gas de la humedad del queso a la temperatura de
almacenamiento y permeabilidad del envase especfico; en el caso de los quesos con una
cantidad apreciable de grasa u otros componentes sensibles al oxgeno, tambin es importante
la absorcin de oxgeno. Por lo tanto, la el control del intercambio de vapor y de gases es
necesario para evitar el deterioro indeseable, la deshidratacin, condensacin, cambios de
textura y oxidacin, entre otros. Oxgeno y olores desagradables los carroeros pueden ser
utilizados cuando los daos correspondientes son problemas graves. Algunos el intercambio de
gases tambin est involucrado en atmsferas modificadas con el fin de preservar el queso
caractersticas. La mayora de los estudios de transferencia de masa en queso se han centrado
en la salazn para favorecerla, y adecuadamente, los otros dos fenmenos de transferencia de
masa (secado y migracin a travs de un paquete, sin consideracin de atmsferas modificadas
como mtodo de conservacin) son indeseables para la mayora de las variedades de queso.
Salazn de quesos
El queso es una matriz de protena, grasa y fase acuosa (con sal y minerales), es decir un poco
de salazn como una etapa muy importante Desde el punto de vista de la ingeniera, la salazn
proceso de transferencia de masa que implica la absorcin de sal y la prdida de agua por el
mismo principales fenmenos de transporte masivo estudiados.
Donde: Jiz es el flujo de masa del i soluto o componente (g / cm2s), Dij es la difusin coeficiente
(cm2 / s), del componente i en un sistema multicomponente, es el gradiente operador y x es
la concentracin local del componente j (g / cm3). Otras matemticas enfoques incluyen las
adaptaciones empricas, soluciones analticas diferentes a la ley de Fick, tales Ecuacin de
Boltzmann, mecanismos hidrodinmicos y soluciones numricas, entre otros.
Enfoque integral
Se propuso un factor de velocidad promedio (AVF) como una relacin matemtica integral, que
considera la transferencia de masa acumulada de sal en el queso a travs de un perodo
seleccionado de hora. Se obtiene a partir de los parmetros cinticos evaluados a partir de la
ecuacin de Peleg (Illescas-Chvez y Vlez-Ruiz, 2009), y se define como:
Donde: dNaCl / dt es el flujo de cloruro sdico o transferencia de masa (= JNaCl, g / h); k _ {1} (h
/ g) y k _ {2} (1 / g) son constantes del modelo de Peleg, NaClt es la concentracin de cloruro
sdico en cualquier tiempo t (g), y AVF es el factor de velocidad medio (g / h) as definido como
un valor integral para un tiempo de proceso dado (tp en h). La ecuacin de Peleg (1988) se ha
aplicado a muchos procesos de sorcin / desorcin como modelo no exponencial emprico con
los dos parmetros antes mencionados, en los que NaCl0 es la concentracin de cloruro de sodio
al inicio del proceso:
Por lo tanto, para modelar la sal o la difusin de otros componentes, hay varios mtodos
matemticos enfoques, que implican limitaciones, ventajas y desventajas. Para seleccionar la el
modelado apropiado ser la funcin del foco del estudio particular.
Observaciones finales