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01-01-2003
Conservadores en alimentos
Por: Editorial QuimiNet / Fuente: QuimiNet | Sectores relacionados: Alimenticia, Bebidas |
CONSERVADORES EN ALIMENTOS

La principal causa de deterioro de los alimentos es el ataque por diferentes tipos de microorganismos (bacterias, levaduras y mohos).

El problema del deterioro microbiano de los alimentos tiene implicaciones económicas evidentes, tanto para los fabricantes (deterioro de materias primas y productos elaborados antes de su comercialización, pérdida de la imagen de marca, etc.) como para distribuidores y consumidores (deterioro de productos después de su adquisición y antes de su consumo).

Se calcula que más del 20% de todos los alimentos producidos en el mundo se pierden por acción de los microorganismos. Por otra parte, los alimentos alterados pueden resultar muy perjudiciales para la salud del consumidor.

La toxina botulínica, producida por una bacteria, Clostridium botulinum, en las conservas mal esterilizadas, embutidos y en otros productos, es una de las substancias más venenosas que se conocen (miles de veces más tóxica que el cianuro). Las aflatoxinas, substancias producidas por el crecimiento de ciertos mohos, son potentes agentes cancerígenos. Existen pues razones poderosas para evitar la alteración de los alimentos.

A los métodos físicos, como el calentamiento, deshidratación, irradiación o congelación, pueden asociarse métodos químicos que causen la muerte de los microrganismos o que al menos eviten su crecimiento. En muchos alimentos existen de forma natural substancias con actividad antimicrobiana.

Muchas frutas contienen diferentes ácidos orgánicos, como el ácido benzoico o el ácido cítrico. La relativa estabilidad de los yogures comparados con la leche se debe al ácido láctico producido durante su fermentación. Los ajos, cebollas y muchas especias contienen potentes agentes antimicrobianos, o precursores que se transforman en ellos al triturarlos.

Los organismos oficiales correspondientes, a la hora de autorizar el uso de determinado aditivo tienen en cuenta que éste sea un auxiliar del procesado correcto de los alimentos y no un agente para enmascarar unas condiciones de manipulación sanitaria o tecnológicamente deficientes, ni un sistema para defraudar al consumidor engañandole respecto a la frescura real de un alimento.
Las condiciones de uso de los conservantes están reglamentadas estrictamente en todos los paises del mundo.

Usualmente existen límites a la cantidad que se puede añadir de un conservante y a la de conservantes totales. Los conservantes alimentarios, a las concentraciones autorizadas, no matan en general a los microorganismos, sino que solamente evitan su proliferación. Por lo tanto, solo son útiles con materias primas de buena calidad.

SORBATOS
E-200 Acido Sórbico
E-201 Sorbato sódico o sorbato de sodio
E-202 Sorbato potásico o sorbato de potasio
E-203 Sorbato cálcico o sorbato de calcio

El ácido sórbico es un ácido graso insaturado, presente de forma natural en algunos vegetales, pero fabricado para su uso como aditivo alimentario por síntesis química. Tienen las ventajas tecnológicas de ser activos en medios poco ácidos y de carecer prácticamente de sabor. Su principal inconveniente es que son comparativamente caros y que se pierden en parte cuando el producto se somete a ebullición. Son especialmente eficaces contra mohos y levaduras, y menos contra las bacterias.


Los sorbatos se utilizan en bebidas refrescantes, en repostería, pastelería y galletas, en derivados cárnicos, quesos , aceitunas en conserva, en postres lácteos con frutas, en mantequilla, margarina, mermeladas y en otros productos. En la industria de fabricación de vino encuentra aplicación como inhibidor de la fermentación secundaria permitiendo reducir los niveles de sulfitos. Cada vez se usan más en los alimentos los sorbatos en lugar de otros conservantes más tóxicos como el ácido benzoico.


Los sorbatos son muy poxo tóxicos, de los que menos de entre todos los conservantes, menos incluso que la sal común o el ácido acético (el componente activo del vinagre). Por esta razón su uso está autorizado en todo el mundo. Metabólicamente se comporta en el organismo como los demás ácidos grasos, es decir, se absorbe y se utiliza como una fuente de energía.

BENZOATOS

E-210 Acido benzoico
E-211 Benzoato sódico o benzoato de sodio
E-212 Benzoato potásico o benzoato de potasio
E-213 Benzoato cálcico o tbenzoato de calcio

El ácido benzoico es uno de los conservantes más empleados en todo el mundo.Aunque el producto utilizado en la industria se obtiene por síntesis química, el ácido benzoico se encuentra presente en forma natural en algunos vegetales, como la canela o las ciruelas por ejemplo.

El ácido benzoico es especialmente eficaz en alimentos ácidos, y es un conservante barato, útil contra levaduras, bacterias (menos) y mohos. Sus principales inconvenientes son el que tiene un cierto sabor astringente poco agradable y su toxicidad, que aunque relativamente baja, es mayor que la de otros conservantes.
En algunos países se utiliza como conservante en bebidas refrescantes, zumos para uso industrial, algunos productos lacteos, en repostería y galletas, en algunas conservas vegetales, como el tomate o el pimiento envasados en grandes recipientes para uso de colectividades, mermeladas, crustáceos frescos o congelados, margarinas, salsas y otros productos.

La OMS considera como aceptable una ingestión de hasta 5 mg por Kg de peso corporal y día. Con la actual legislación española esté límite se puede superar, especialmente en el caso de los niños. Otras legislaciones europeas son más restrictivas. En Francia solo se autoriza su uso en derivados de pescado, mientras que en Italia y Portugal está prohibido su uso en refrescos. La tendencia actual es no obstante a utilizarlo cada vez menos substituyéndolo por otros conservantes de sabor neutro y menos tóxico, como los sorbatos. El ácido benzoico no tiene efectos acumulativos, ni es mutágeno o carcinógeno.

ESTERES DEL ÁCIDO PARA-HIDROXI-BENZOICO

E-214 Para-hidroxi-benzoato de etilo (éster etílico del ácido para-hidroxi-benzoico)
E-215 Derivado sódico del éster etílico del ácido para-hidroxi- benzoico
E-216 Para-hidroxi-benzoato de propilo (éste propílico del ácido para-hidroxi-benzoico)
E-217 Derivado sódico del éster propílico dle ácido para-hidroxi-benzoico
E-218 Para-hidroxi-benzoato de metilo (éster metílico del ácido para-hidroxi-benzoico)
E-219 Derivado sódico del éster metílico del ácido para-hidroxi-benzoico

Los ésteres del ácido para-hidroxi-benzoico y sus derivados sódicos, denominados en general parabenos, son compuestos sintéticos especialmente útiles contra mohos y levaduras, y menos contra bacterias.
Su principal ventaja es que son activos en medios neutros, al contrario que los otros conservantes, que solo son útiles en medio ácido. En cambio tienen el inconveniente de que incluso a las dosis autorizadas proporcionan a los alimentos un cierto olor y sabor fenólico.

Se utilizan fundamentalmente para la protección de derivados cárnicos, especialmente los tratados por el calor, conservas vegetales y productos grasos, repostería, y en salsas de mesa (1 g/Kg de conservantes totales). Los parabenos se utilizan en muchos paises. Desde los años 50 se han realizado múltiples estudios acerca de su posible toxicidad, demostrandose que son poco tóxicos, menos que el ácido benzoico. Se absorben rápidamente en el intestino, eliminándose también rápidamente en la orina, sin que se acumulen en el organismo. Algunas de las personas alérgicas a la aspirina también pueden ser sensibles a estos aditivos.

SULFITOS
E-220 Anhidrido sulfuroso
E-221 Sulfito sódico
E-222 Sulfito ácido de sodio (bisulfito sódico)
E-223 Bisulfito sódico (metabisulfito sódico o pirosulfito sódico)
E-224 Bisulfito potásico (metabisulfito potásico o pirosulfito potásico)
E-226 Sulfito cálcico
E-227 Sulfito ácido de calcio (bisulfito cálcico)
E-228 Sulfito ácido de potasio (bisulfito potásico)

El anhídrido sulfuroso es uno de los conservantes con una mayor tradición en su utilización. También es el que tiene más siglos de prohibiciones y limitaciones a sus espaldas. El anhídrido sulfuroso, obtenido quemando azufre, se utilizaba ya para la desinfección de bodegas en la Roma clásica. En el siglo XV se prohibe su utilización en Colonia (Alemania) por sus efectos perjudiciales sobre los bebedores y en otras ciudades alemanas también se limita su uso en la misma época. Su utilización en la conservación de la sidra está documentada al menos desde 1664.

El anhídrido sulfuroso es un gas, comercializado en forma líquida a presión.
Es un aditivo autolimitante en su uso, en el sentido de que por encima de una cierta dosis altera las características gustativas del producto. Es especialmente eficaz en medio ácido, inhibiendo bacterias y mohos, y en menor grado, levaduras. Actúa destruyendo la tiamina (vitamina B1), por lo que no debe usarse en aquellos alimentos que la aporten en una proporción significativa a la dieta, como es el caso de la carne; sin embargo, protege en cierto grado a la vitamina C.
Durante el cocinado o procesado industrial de los alimentos el anhidrido sulfuroso y sulfitos se pierden en parte por evaporación o por combinación con otros componentes. Los límites legales se expresan siempre en contenido de anhidrido sulfuroso. El anhídrido sulfuroso y los sulfitos son muy utilizados para la conservación de zumos de uva, mostos y vinos, así como para la de la sidra y vinagre.
También se utiliza como conservante en salsas de mostaza y especialmente en los derivados de fruta (zumos, etc.) que van a utilizarse como materia prima para otras industrias, de los que desaparece en su mayor parte durante el procesado posterior.
Además de su acción contra los microorganismos, los sulfitos actúan como antioxidantes, inhibiendo especialmente las reacciones de oscurecimiento producidas por ciertos enzimas en vegetales y crustáceos. Con este fin se autoriza su uso en conservas vegetales y aceitunas de mesa, cefalópodos congelados y crustáceos . También se utiliza como antioxidante en zumos y cervezas.
En algunos paises se utiliza para conservar el aspecto fresco de los vegetales que se consumen en ensalada. También puede utilizarse para mejorar el aspecto de la carne y dar impresión de mayor frescura, pero esta última práctica se considera un fraude, al engañar al comprador respecto a la calidad real. También es perjudicial en el aspecto nutricional al destruir la tiamina (vitamina B1) aportada en una gran proporción por la carne. Esta práctica está prohibida en muchos paises.

En el organismo humano el sulfito ingerido con los alimentos es transformado en sulfato por un enzima presente sobre todo en el riñón, hígado y corazón, que es la responsable de la eliminación del sulfito producido en el propio organismo durante el metabolismo de los aminoácidos que contienen azufre. Un pequeño porcentaje de los asmáticos, entre el 3 y el 8%, son sensibles a los sulfitos. En las personas en que esta sensibilidad es más elevada, los niveles presentes en algunos alimentos en los que se ha utilizado este conservante son suficientes para producir reacciones perjudiciales, por lo que deben evitar consumir alimentos que los contengan. Se han observado en algunos casos otros tipos de reacciones frente a los sulfitos usados como aditivos alimentarios, entre ellos manifestaciones cutáneas o diarrea, especialemente entre personas con el jugo gástrico poco ácido. Los sulfitos no tienen efectos teratógenos ni cancerígenos, no representando ningún riesgo para la inmensa mayoría de la población a los niveles presentes en los alimentos.

Ante los efectos nocivos que pueden producir el anhídrido sulfuroso y los sulfitos en ciertas personas, se ha planteado reiteradamente su substitución por otros conservantes; esto es prácticamente imposible en el caso de su aplicación en la industria del vino, aunque sí en las demás, especialmente en sus aplicaciones como antioxidante. Su utilización para conservar el aspectos de los vegetales frescos para ensalada, especialmente en Estados Unidos, que ha sido la causa de la mayor parte de los incidentes observados en asmáticos, tiende a disminuir.


E-234 Nisina
La nisina es una proteina con acción antibiótica producida por un microrganismo inofensivo presente en la leche fresca de forma natural y que interviene en la fabricación de diferentes productos lácteos. Solo es eficaz contra algunos tipos de bacterias y se utiliza en casi todo el mundo como conservante de ciertos tipos de quesos procesados, especialmente los fundidos. En otros paises, sobre todo en oriente medio, se utiliza como conservante de la leche y de otros derivados lácteos ante los problemas para mantener estos productos siempre en refrigeración. No tiene aplicaciones médicas como antibiótico, y es por esto por lo que se utiliza en tecnología alimentaria. Existe como un conservante natural en algunos quesos y otros productos lácteos fermentados, producidos por su flora de maduración. También la produce la propia flora intestinal humana.
La nisina ingerida es destruída rapidamente durante la digestión y sus aminoácidos constituyentes se metabolizan junto con los procedentes de las otras proteínas. Prácticamente carece de toxicidad o de poder alergénico.

235 Pimaricina
La pimaricina, también llamada natamicina es un antibiótico útil en la protección externa de ciertos alimentos contra el ataque de mohos. Su utilización no está autorizada a nivel de la Comunidad Europea, pero sí en algunos países, de una forma transitoria. También está autorizada en Estados Unidos y otros paises. En algunos países se emplea para impregnar la superficie de los quesos duros o semiduros, chorizo, salchichón y jamones. La pimaricina se utiliza en medicina contra las cándidas.

FORMIATOS
E-236 Acido fórmico
E-237 Formiato sódico
E-238 Formiato cálcico

El ácido fórmico y sus derivados no están autorizados en algunos países, ni en muchos otros paises como Inglaterra o Estados Unidos. Proporcionan un sabor poco agradable a los productos conservados con ellos, y además son bastante tóxicos.Se utiliza, en los paises en los que se encuentra autorizado, para conservar zumos de frutas, especialmente los que se van a utilizar después industrialmente. También para la conservación de ciertos encurtidos (pepinos) en Alemania. En este caso se usa sobre todo el formiato cálcico, que actúa a la vez como endurecedor.

E-239 Hexametilentetramina
Utilizado inicialmente con fines médicos, pasó a la tecnología alimentaria como conservante de escabeches hacia 1920, haciéndose muy popular en el norte de Europa. Aunque en otros paises se utiliza como conservante en escabeches y en conservas de cangrejos o camarones, La UE lo permite exclusivamente para evitar el hinchamiento del queso Provolone.
El mecanimos de la acción antimicrobiana de este conservante se basa en su transformación en formaldehido en los alimentos ácidos. Si se ingiere, se produce la misma reacción en el estómago. El formaldehido es un agente cancerígeno debil, y se ha comprobado a nivel experimental con ratas que la ingestión de grandes cantidades de hexametilentetramina es capaz de inducir la aparición de ciertos tipos de cancer.

E-240 Formaldehido
El formaldehido es un gas bastante tóxico que suele utilizarse en disolución acuosa (formol o formalina). Es un agente mutágeno y cancerígeno debil. Su empleo como aditivo alimentario no está autorizado en la mayoría de los paises, aunque sí se emplea en la desinfección de los equipos industriales. A veces se utiliza también en la desinfección de especias en los paises tropicales productores.

ACETATOS
E-260 Acido acético
E-261 Acetato potásico
E-262 Acetato sódico
E-262 Diacetato sódico
E-263 Acetato cálcico

El ácido acético, en su forma de vinagre, que es esencialmente una disolución de este ácido en agua, mas los aromas procedentes del vino y los formados en la acidificación, se utiliza como conservante al menos desde hace 5.000 años. Una gran parte del utilizado actualmente se obtiene por síntesis química. Como conservante es relativamente poco eficaz, con excepción de una aplicación específica en panadería y respostería, la evitación de la alteración conocida como "pan filante". También es eficaz contra algunos mohos.
La acción conservante del ácido acético es un efecto añadido en aquellos productos en los que la acidez o el aroma típico que confiere es deseable o característico, como en los escabeches, salmueras y encurtidos. En las aplicaciones en las que no resulta desagradable la acidez debe utilizarse algún otro tratamiento conjunto para estabilizar el producto, como el calor (pasterización), frío (semiconservas), o la combinación del ácido acético con otros conservantes.
En maYonesas, por ejemplo, su uso permite reducir la adición de otros conservantes como benzoatos o sorbatos. La legislación española exige en muchos casos que el ácido acético utilizado sea de origen vínico. La razón no es de índole sanitaria sino para la protección de la industria del vinagre. El acetato es una pieza esencial en muchas de las reacciones metabólicas del organismo.
El ingerido con la dieta se absorbe y utiliza para la obtención de energía o la fabricación de constituyentes del organismo. El ácido acético y los acetatos son productos totalmente inocuos a las concentraciones utilizables en los alimentos.

PROPIONATOS
E-280 Acido propiónico
E-281 Propionato sódico
E-282 Propionato cálcico
E-283 Propionato potásico

El ácido propiónico, un ácido graso de cadena corta, y sus sales, se usan como conservantes alimentarios desde los años cuarenta, especialmente en panadería. Es el más efectivo contra los mohos de todos los conservantes, pero poco efizaz contra levaduras y bacterias, con alguna excepción.Se utilizan especialmente las sales, ya que el ácido tiene un olor muy fuerte. Son conservantes baratos. Es un conservante fundamental en la fabricación del pan de molde, estando autorizado para ello en la mayoría de los paises. Esta aplicación por si sola hace que, si se exceptúa la sal común, sea el conservante más utilizado en el mundo. También se utiliza en algunos productos de repostería.

La otra aplicación importante de este producto es para impregnar exteriormente ciertos tipos de quesos, por ejemplo el de tipo "emmental", para impedir su enmohecimiento, aunque en este caso se utiliza cada vez menos. Algunos quesos tienen de forma natural cantidades relativamente altas de acido propiónico, substancia que contribuye de forma importante a su aroma característico. También se utiliza como conservante en quesos fundidos.

Aunque el que se utiliza en la industria procede de síntesis química, el ácido propiónico está bastante extendido en la naturaleza. El presente en los alimentos tanto en forma natural o como aditivo se absorbe en el intestino y se utiliza de la misma forma que los demás ácidos grasos, es decir, como fuente de energía.

E-290 Anhídrido carbónico
El anhídrido carbónico se produce en la respiración de todos los seres vivos. En los procesos de fabricación de alimentos, se produce en la fermentación de la masa del pan y en las fermentaciones que dan lugar al vino, cerveza y sidra, y es el gas responsable de la formación de las burbujas de estas bebidas. Evidentemente, el ácido carbónico ha contribuído a la protección de estas bebidas desde su origen, aunque lo ignoraran los fabricantes. Este producto es poco eficaz como conservante, siendo esta propiedad un simple complemento de sus efectos estéticos y organolépticos (confiere sabor ácido y una pungencia característica a las bebidas). Al desplazar al oxígeno actúa también como antioxidante. Se utiliza en el envasado de queso o de carne en atmósfera controlada para la venta al detalle, y también para producir bebidas refrescantes gasificadas.
Aunque el presente en las atmósferas de ciertos lugares cerrados, bodegas, por ejemplo, puede ser perjudicial (más del 3%) e incluso mortal (del 30 al 60%), la cantidad de este gas presente en los alimentos resulta por supuesto totalmente inofensiva.

Cloruro sódico (sal común)
Es, con mucho, la substancia más utilizada de entre todos los aditivos alimentarios; sin embargo, su gran tradición en el procesado de los alimentos, incluyendo el realizado a nivel doméstico, hace que no se le considere legalmente como aditivo y que, salvo casos excepcionales, no se limite su uso. No obstante, además de condimento es un conservante eficaz en la mantequilla, margarina, quesos y derivados del pescado. A pesar de lo extendido de su uso, la sal común no es un producto carente de toxicidad y una dosis de 100 g puede causar la muerte de una persona. De hecho, se conocen algunos casos de intoxicaciones accidentales graves de niños muy pequeños por confusión de la sal con el azucar al preparar sus papillas.
El cloruro sódico se encuentra presente en todos los fluídos biológicos, y entre otras funciones, interviene en la formación del jugo gástrico. Es, por tanto, un componente esencial en la dieta. Desde principios de este siglo se discute la posible relación existente entre la ingestión de sal y la hipertensión. En la inmensa mayoría de los casos no se conoce la causa real de esta enfermedad, uno de los factores de riesgo más importantes de los accidentes cardiovasculares, y no está claro en absoluto que una dieta con alto contenido en sal pueda producirla. Sin embargo, una restricción drástica (menos de 1 g/día, frente a los cerca de 10 de ingestión habitual de los paises occidentales) puede colaborar en su mejora. El nivel de ingestión más adecuado se sitúa, por los conocimientos actuales, en torno a los 3 g/día para la población normal, es decir, menos de la mitad de lo que se utiliza habitualmente.
La sal marina, tan querida de los fanáticos de los alimentos naturales, no es más que sal común menos refinada, que debe su color a la presencia de restos de algas y de animales marinos. No tiene ninguna ventaja real sobre la sal refinada. En zonas con deficiencias de yodo en el suelo, es recomendable el empleo de sal yodada, que no es mas que sal común a la que se le ha añadido yodo en forma de yoduro potásico.

Antibióticos
Con la excepción de la nisina (E-234) todos los demás antibióticos quedan reservados en la Unión Europea al uso médico, prohibiéndose taxativamente su utilización como conservantes alimentarios. Esto es así para evitar la aparición de cepas bacterianas resistentes y la posible alteración de la flora intestinal de los consumidores. El uso de antibióticos en medicina veterinaria está también reglamentado para que no puedan llegar al consumidor como contaminantes de la carne o de la leche.


Agua oxigenada
El agua oxigenada se ha utilizado como agente bactericida en algunos productos, como leche o derivados del pescado, en un proceso conocido con el nombre engañoso de "pasteurización en frío". El agua oxigenada se descompone en general rápidamente y no llega a ingerirse como tal, por lo que no presenta riesgo de toxicidad. Sin embargo, puede alterar el color y destruir algunas vitaminas, por lo que su uso como conservante está prohibido en algunos países. No obstante, se emplea con alguna frecuencia en la conservación de leche destinada a la fabricación de queso, en la que se elimina después utilizando un enzima, la catalasa, para evitar que perjudique a los microrganismos beneficiosos que participan en el proceso de elaboración.
Se ha propuesto la posible utilización de cantidades muy pequeñas de agua oxigenada para la conservación de la leche cruda en paises que no disponen de medios adecuados para refrigerarla. En la forma actual de esta aplicación el agua oxigenada no actúa como un conservante directo, sino que interviene en un mecanismo complejo junto con otros componentes naturales de la leche, lo que la hace eficaz a concentraciones mucho mas bajas. En los paises en los que se puede refrigerar la leche, este método de conservación física resulta preferible, y es el único autorizado.

Percarbonato sódico
Esta substancia produce agua oxigenada cuando se disuelve en agua, por lo que su efecto como conservante es el mismo. Al ser un producto sólido es mas sencillo su manejo y conservación. Está prohibido en algunos países.

Acido bórico
Utilizado desde el siglo XIX en Italia para la conservación de mantequilla y margarina, también se ha empleado en la conservación de carne, pescado y mariscos. Es relativamente tóxico, conociéndose bastantes casos de intoxicación, sobre todo en niños. Además se absorbe bien y se elimina mal, por lo que tiende a acumularse en el organismo. Esto hace que su uso esté prohibido en todo el mundo, con la excepción de su empleo para conservar el caviar. En algunos países se han detectado con cierta frecuencia casos de uso fraudulento del ácido bórico en la conservación de mariscos, para evitar el oscurecimiento de las cabezas de gambas y langostinos.

Oxido de etileno
Al ser un producto altamente tóxico, se utiliza este gas únicamente en tecnología alimentaria para desinfección de equipos y, ocasionalmente, de algunas especias.

Dietilpirocarbonato
Se ha utilizado para la desinfección en frio de bebidas. Se descompone muy rápidamente, pero en ciertas condiciones puede formar etil uretano, un compuesto cancerígeno. Su empleo está prohibido en la mayoría de los paises.

Acido salicílico
Hasta hace unos años era un conservante muy utilizado, sobre todo en la elaboración de conservas caseras y encurtidos. Su relativa toxicidad y el riesgo de acumulación, ya que se excreta lentamente, hace que actualmente esté prohibido en casi todo el mundo.

925 Cloro
En la industria alimentaria se utiliza como desinfectante del equipo y del agua a utilizar, así como del agua de bebida. También como agente en el tratamiento de harinas. En forma pura es un gas muy venenoso, ya que una concentración de 60 mg/m3 de aire pueden causar la muerte en 15 minutos, habiendose utilizado incluso como un agente para la guerra química. Su uso es sin embargo esencial para garantizar la calidad higiénica del agua de bebida, y disuelto en las cantidades adecuadas no causa problemas a la salud.

Lisozima
La lisozima es un enzima que ataca las paredes de determinadas bacterias. Descubierta en 1922, es una proteína de tamaño pequeño, estable en medios relativamente ácidos y algo resistente al calor. Esta última propiedad se ha mejorado en las variantes obtenidas recientemente por ingeniería genética.
Se encuentra en gran cantidad en la clara de huevo, de donde puede obtenerse con relativa facilidad, y en menor cantidad en la leche (la humana es mucho más rica que la vacuna en esta substancia). Aunque aún no se utiliza regularmente, sus posibles aplicaciones como aditivo alimentario en derivados de pescado y mariscos ha despertado un gran interés en algunos paises, sobre todo en Japón.

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01-01-2003
Conservación de alimentos a bajas temperaturas
Por: Editorial QuimiNet / Fuente: QuimiNet | Sectores relacionados: Alimenticia, Bebidas |
CONSERVACIÓN DE ALIMENTOS A BAJAS TEMPERATURAS

El frío constituye una técnica de conservación ampliamente difundida en la industria de los alimentos.
A diferencia de otras técnicas de conservación, las bajas temperaturas permiten obtener productos con características similares a las del producto original, lo que resulta de especial importancia para su consumo de manera directa.
Asimismo, constituye un adecuado medio de conservación para las materias primas y los productos derivados de la industria alimentaria.


Producción de frío


Fundamentos termodinámicos de la refrigeración

La refrigeración puede definirse como el calor añadido al sistema para mantener la temperatura deseada de la sustancia que debe ser enfriada.
Esta temperatura es más baja que la del medio ambiente inmediato o alrededores. Para ello, la sustancia de trabajo, denominada refrigerante, absorbe calor a una temperatura baja, mientras que rechaza calor a una temperatura más elevada que la de los alrededores.

Las características generales de los sistemas de refrigeración son:
· Proceso continuo: La baja temperatura del foco frío debe ser alcanzada y mantenida
· Proceso no espontáneo: se absorbe calor a un a temperatura baja y se rechaza a una temperatura alta, requiriéndose el suministro de energía
· Proceso cíclico: la sustancia de trabajo debe ser retornada a las condiciones iniciales para que pueda ser nuevamente utilizada.
· Proceso inverso: el calor rechazado es mayor que el calor absorbido

El ciclo de Carnot operado a la inversa constituye el fundamento del ciclo de refrigeración, ya que mediante él se consigue el efecto inverso de la máquina térmica, pues se transporta energía desde el foco frío hasta el foco caliente. Este proceso consiste de dos procesos isotérmicos y dos procesos adiabáticos. Todos estos procesos son termodinámicamente reversibles.

Ciclo de refrigeración por compresión de vapor


Los intercambios de calor a temperatura constante pueden lograrse cuando se emplea un vapor como refrigerante, de manera que la absorción de calor desde el foco frío produzca su vaporización, mientras que el rechazo de calor al foco caliente de lugar a su condensación, lográndose de esta manera que estos procesos se efectúen a temperatura constante. Este ciclo queda enmarcado entre las líneas de líquido y vapor saturados, tanto en diagramas temperatura-entropía como presión-entalpía.
La compresión del refrigerante de manera posterior a la absorción de calor eleva su temperatura lo que permite que ceda calor en el foco caliente condensándose. Para llevar al refrigerante a las condiciones requeridas para la absorción de calor en el foco frío, este es expandido

La capacidad de refrigeración de un sistema de refrigeración indica la cantidad de calor que este es capaz de extraer del foco frío en una unidad de tiempo.

Los cálculos que se realizan en estos sistemas están encaminados a determinar el flujo de refrigerante que circula por el sistema, el consumo de energía, el coeficiente de funcionamiento y la capacidad de refrigeración, entre otros. El cálculo del ahorro de energía que se produce cuando un alimento puede almacenarse a una temperatura superior a otra resulta de especial importancia.

El grado de compresión queda determinado por las presiones de ebullición y condensación del refrigerante. Un aumento del grado de compresión provoca en el compresor de una etapa la reducción de su capacidad, la cual puede llegar a ser nula. Esto significa que no se puede lograr cualquier temperatura de ebullición manteniendo constante la temperatura de condensación. Asimismo, al aumentar la temperatura de condensación la temperatura de ebullición más baja que puede alcanzarse se hace también mayor.

Al disminuir la temperatura de ebullición y aumentar la temperatura de condensación se eleva la temperatura a la salida del proceso de compresión. Con el aumento de esta temperatura el coeficiente de funcionamiento disminuye debido al incremento en el trabajo de compresión. Una temperatura elevada en el cilindro del compresor empeora las condiciones de lubricación pues los aceites pierden sus propiedades lubricantes, lo que acelera el desgaste de los equipos. Además, al aumentar la diferencia entre las temperaturas del evaporador y el condensador las pérdidas en la expansión estrangulada se incrementan.

Las causas señaladas limitan los regímenes de trabajo del ciclo estándar antes señalado. Para razones de compresión (pcond / pebull) entre 7 y 10 resulta ventajoso la utilización de ciclos con más de una etapa de compresión los que se denominan ciclos de presiones múltiples.

En estos sistemas se introducen dos operaciones que son las de separación de vapor y enfriamiento intermedio de vapor. La primera está encaminada a separar el vapor que se produce durante la expansión, cuya cantidad puede resultar significativa si la razón de compresión es grande. Este vapor formado durante esta operación no realiza ningún efecto útil en el evaporador contribuyendo solo a incrementar las pérdidas de energía en el sistema. El enfriamiento intermedio del vapor entre las dos etapas de compresión origina una disminución en el trabajo de compresión. Este enfriamiento del vapor puede llevarse a cabo a expensas del líquido depositado en el tanque separador. Para ello el refrigerante en estado de vapor, proveniente del compresor de la etapa de baja, se hace burbujear en el refrigerante en estado líquido depositado en el tanque separador. Los cálculos que se realizan en estos ciclos son similares a los desarrollados en los ciclos estándares, a los que se adicionan los correspondientes a los flujos de refrigerantes que circulan por los ramales del sistema.
Estos ciclos con presiones múltiples son empleados en los casos en que se requieran bajas temperaturas de conservación. El almacenamiento de helados y la congelación de carnes constituyen ejemplos donde se aplican estos sistemas.

Refrigerantes


Se denomina refrigerante a la sustancia mediante la cual se efectúa el transporte de calor desde el cuerpo a enfriar o foco frío, hasta los alrededores o foco caliente.
Entre los refrigerantes se tienen los hidrocarburos halogenados, las mezclas azeotrópicas, los hidrocarburos, los compuestos inorgánicos y los compuestos orgánicos no saturados. Los hidrocarburos halogenados son obtenidos mediante la sustitución de uno o más átomos de hidrógeno en las moléculas de hidrocarburos por átomos de fluor y cloro. Entre estos se encuentran los conocidos freones, de los cuales el freón 12 constituye el de mayor riesgo para el medio ambiente por los daños que ocasiona sobre la capa de ozono.
Sobre la base del Protocolo de Montreal se ha establecido un plazo para su sustitución definitiva, existiendo también un cronograma para la sustitución paulatina de otros refrigerantes halogenados.
Entre los compuestos inorgánicos el amoníaco resulta el más empleado en la actualidad.

A pesar de que son muchas las sustancias que pudieran ser utilizadas como refrigerantes, solo un determinado número de ellas pueden emplearse como tales. Estas sustancias deben reunir toda una serie de requisitos, por lo que la elección de un refrigerante debe tomar en consideración diversos criterios como son:
· Criterios térmicos: presión a las temperaturas de ebullición y condensación, temperatura crítica, razón de compresión, calor absorbido en el evaporador por unidad de volumen del vapor aspirado por el compresor, temperatura de congelación, calor latente de vaporización y calor específico del líquido y del vapor.
· Criterios técnicos: Acción sobre los metales y sus aleaciones, acción sobre los lubricantes, efecto sobre el medio a enfriar, comportamiento en presencia de agua, coeficientes de transferencia de calor del líquido y del vapor, tendencia a las fugas y su detección y viscosidad.
· Criterios de seguridad: toxicidad, inflamabilidad y no formar mezclas explosivas con aire.
· Criterios medio-ambientales: acción sobre la capa de ozono

No existe un refrigerante que cumpla con todos los requisitos señalados, por lo que su elección debe realizarse tomando en cuenta las particularidades de la aplicación. En la actualidad los requisitos ambientales se consideran una limitante para la elección.

La transferencia de calor entre el cuerpo enfriado y el refrigerante se puede efectuar de manera directa o indirecta. La forma directa es aquella en la que se produce el intercambio entre el refrigerante y el medio enfriado (aire en una cámara refrigerada, por ejemplo). En tales casos el refrigerante se denomina primario. En la forma indirecta se emplea un refrigerante auxiliar, de manera que el calor se trasmite de este refrigerante auxiliar y de este a un refrigerante primario en el evaporador. Este refrigerante auxiliar constituye un refrigerante secundario.
Los refrigerantes secundarios también deben responder a una serie de requerimientos. En el caso de requerirse temperaturas de congelación son empleadas las soluciones salinas denominadas salmueras. Un aspecto de interés práctico lo constituye la selección de la salmuera así como su composición.

 

01-01-2003
Fundamentos de la operación de los equipos de refrigeración
Por: Editorial QuimiNet / Fuente: QuimiNet | Sectores relacionados: Alimenticia, Bebidas |
FUNDAMENTOS DE LA OPERACIÓN DE LOS EQUIPOS DE REFRIGERACIÓN

Compresores.


Los compresores más comúnmente empleados en los sistemas de refrigeración de alimentos son los de pistón o émbolo, los rotatorios y los centrífugos. Los dos primeros son de desplazamiento positivo, efectuándose la compresión del vapor mediante un miembro compresor. En los de pistón, como su nombre indica, el miembro compresor es un pistón mientras que en los rotatorios el miembro compresor puede ser un pistón rodante, una aleta rotatoria o un lóbulo helicoidal o tornillo. En el compresor centrífugo la compresión se produce por la acción de la fuerza centrífuga la cual es desarrollada a medida que el vapor es girado por un impulsor de alta velocidad.
El tipo de compresor empleado en cada aplicación específica depende del tamaño y la naturaleza de la instalación y del refrigerante utilizado.
El compresor pistón constituye uno de los más divulgados en los sistemas de refrigeración de alimentos, adaptándose especialmente a refrigerantes que requieran desplazamientos relativamente pequeños y presiones de condensación relativamente altas.
La potencia requerida por unidad de capacidad de refrigeración y el volumen de succión por unidad de capacidad de refrigeración constituyen indicadores de la operación de estos compresores.
Entre los cálculos que pueden realizarse están la determinación de la capacidad de refrigeración y la potencia requerida al variar las temperaturas de evaporación y condensación. Asimismo, la selección de un compresor para condiciones específicas de operación reviste resulta de importancia práctica.

Evaporadores.


El equipo donde se produce la ebullición del refrigerante producto de la absorción de calor desde el foco frío recibe el nombre de evaporador. Aunque lo que se produce es una ebullición y no una evaporación, universalmente se acepta la denominación de evaporador para designar al equipo donde ocurre este proceso.
Debido a la cantidad y variedad de requisitos que deben cumplir estos equipos en función de sus diversas aplicaciones, ellos son fabricados en una amplia gama de tipos, formas, dimensiones y diseños, pudiendo clasificarse según el medio refrigerado, el principio de operación, las características de la superficie de transferencia y según la forma de circulación del fluido a enfriar.
La capacidad de refrigeración de un evaporador está dada por la razón a la cual se trasmite el calor a través de sus paredes, proveniente del espacio o producto refrigerado al refrigerante líquido que circula por su interior, el cual se vaporiza. Esta capacidad está determinada por los factores que gobiernan la transferencia de calor a través de cualquier superficie, esto es, el coeficiente de transferencia de calor, el área de transferencia y la diferencia de temperaturas.
La selección de evaporadores para una aplicación específica constituye un elemento de utilización práctica.

Condensadores.


El calor total rechazado en el condensador incluye tanto el calor absorbido en el evaporador como la energía equivalente al trabajo de compresión. Cualquier