Las operaciones de la ingeniería de los alimentos J.G. Brennan • J.R. Butteri • N.D. Cowell • A.E.V. LiHey
Tercera Edición
Editorial Acribia. S.A.
3.6 3.7 3.8
Selección por de nsi da d .....................................;..................................... Métodos misceláneos misceláneos de sele cc ión ........................................................ ........................................................ Clasificación Clasificación de los alim en to s
57 58 59
PARTE PARTE II - OPERACIONES DE CONVERSIÓN 4. REDUCCIÓN DE TAMAÑO Y TAMIZADO TAMIZADO DE SÓ LID OS .................... 4.1 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
Principios Principios ge nera les .................................................................................. Consideraciones Consideraciones en que se basa la selección selección de los eq ui po s Aparatos para la reducción de tam añ o ................................................... Funcionamiento de las instalaciones instalaciones de reducción reducción de tam añ o Desinteg ración de sustancias fibrosas: fibrosas: corte en rodajas, troceado en cubos, desmen uzamie nto y transformación en pulpa pulp a .... .... Energía necesaria para la desintegración desintegración de los só lid os ..................... Tamizado ...................
69 72 74 80
MEZCLA Y EM ULSIÓ N ................................................................................
95
4.6 4.7 5.
5.1 5.2 6.
7.
8.
9.
69
83 85 88
...................................................................................................... ..................................... Mezcla ..................................................................... ................................................................................................... ........................................ Emulsión ...............................................................
95 118 118
FILTRACIÓN FILTRACIÓN Y SEPARACI SEPARACIÓN ÓN POR ME M BR AN AS .............................
139
6.1 6.1 Teoría de la filtra ció n................................................................................ 6.2 Equipos de filtración: filtración: principios, características de diseño y aplicac aplicacione ioness ge ne rale s ......................................................................... 6.3 Aplicacion es de los aparatos de filtración en la industria industria alime ntaria ....................................................................... 6.4 Separación por membranas: ultrafiltración y osmosis inve in ve rsa
139
CENTRIFUGACIÓN ...............
148 160 162 162 181
7.1 Introducción y teo ría .................................................................................. 7.2 Equipo: principios, características de diseño y aplica aplicacion ciones es gen era les ..................................... 7.3 Aplicaciones de los equipos de centrifugación en la industria industria alimen taria.......................................................................
201
EXTRACCIÓN SÓLIDO SÓLIDO - LÍQUIDO LÍQUIDO Y ESTR UJAM IENTO .................
205 20 5
8.1 8.1 Extracció n sólido-líquido (lixiviación, lava la va d o) .................................... .............................................................................................. ............................ 8.2 Estrujamiento ..................................................................
205 234 23 4
........................................................................................... ............................... CRISTALIZACIÓN ............................................................
243
................................................................................................ .............................. 9.1 Introducción .................................................................. ................................................................................... ...................... 9.2 9.2 Nu cleació n :............................................................. 9.3 9.3 Crecimiento de los cri sta les ......................................................................
243 245 254 25 4
XII XI I
181 181 190
LAS OPERACIONES DE LA INGENIERÍA DE LOS ALIMENTOS
Las operaciones de la ingeniería de los alimentos Tercera edición
J.G.
B ren na n •
J.R.
B u t t e r s • N.D. C o w e l l
D e p a r t m e n t o f F o o d S c ie n c e a n d T e c h n o lo g y , U n i v e r si s i ty ty o f R e a d i n g , R e a d i n g , U K
y
A . E . V . L i Tl e y F o r m e r l y o f th e D e p a r t m e n t o f F o o d S c ie n c e a n d T e c h n o lo g y , U n i v e r si si ty ty o f R e a d i n g , R e a d i n g , U K
Traducción a cargo de Dr. Justi Ju sti no Bu rgos rg os Go nzá lez
Catedrático de Tecnología de los Alimentos Facultad de Veterinari Veterinaria a Universidad de Zaragoza
Editorial ACR IBIA, S.A. S.A. ZARAGOZA (España)
Titulo Titulo original: Au A u to re s: Ed E d ito it o ria ri a l:
Food Eng ineering Operations, 3? edicion J.G. Brenn an, J.R. Bu tters, N.D. Cow ell y A.E.V. Lilley Aspen Publishers Inc A W olters olters Kluwer Company 200 Orchard Ridge Drive Suite 200 Gaithersburg, MD 20878 U SA
Primera Prime ra edición edic ión española españ ola 1970 Segunda edición española 1980 Tercera edición española 1998
©
Aspen Publishers Inc A W olters olters Kluwer Company
© De la edición en lengua españ ola Editorial Acribia, S.A., Apartado 466 50080 ZARA GOZA (España) (España)
I.S.B.N.: 84-200-0852-4
IMPRESO EN ESPAÑA
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Imprime: Grafic RM Color, S.L. S.L. C/ Com ercio, parcela I,I, nave 3. 22006 Huesca. 199 19988
P rólogo A LA TERCERA EDICIÓN
Es pa ra mi un honor y un placer presentar la tercera e dición de este libro de texto sobre los principios de la Ingeniería de los Alimentos. El Na tional College of Food Technology es un centro de reconocido prestigio, ganado, en gran medida, a través de los que han usado este texto, como estudiantes, en Weybridge, o en otros cursos en todo el Mundo. Desde la aparición de la segunda edición, el National College of Food Technology se fusionó con el Departamento de Cie ncia de los Alimentos de la Universidad Universid ad de Reading y ocupa ahora, ahora, como Departam ento de Ciencia y Tec nología de los Alimentos, un excelen te edificio, edificio, moderno y bien equipado, en el atractivo «campus» de White Knights. Entre otros medios, dispone de una plan pl anta ta de proc pr oces esad ado, o, mode mo dern rnaa y versá ve rsátil. til. Todo Tod o esto es to ha sido posib po sible le debid de bido, o, en gran parte, a la generosidad de la Industria Alimentaria británica, en reco noci miento a la labor previamente realizada, que será preciso continuar, para lo grar los estándares, cada vez mas exigentes, de la modern a industria alimentaria. El consumidor quiere hoy alimentos fáciles de preparar, tan «naturales» como sea posible, sólo mínimamente procesados y que no comprometan su salud. La industria alimentaria, que está adquiriendo dimensiones cada vez más internacionales y es cada vez más competitiva, necesita emplear científicos, tecnólogos e ingenieros de los alimentos, alimentos, que conozcan y puedan aplicar mé to dos óptimos de procesa do de los alimentos, que sean al mismo tiempo eficaces y seguros desde el punto de vista sanitario. Esta tercera edición de «Las O pera ciones básicas en la Ingeniería de de los Alimentos» será básicame nte un libro de texto para los estudiantes presentes y futuros. Los estudiantes de hoy harán V
muy bien en adquirir sus propios ejemplares, que les servirán para ir constru yendo sus bibliotecas personales de referencia, que les serán muy necesarias mañana. Geoffrey Campbell-Platt Pr ofe sor so r de Tecnolo Tec nología gía de los A lim en tos del de l N atio at iona nall Colle Co llege ge y Dir D irec ec tor to r del d el D epar ep arta tame me nto de Cienci Cie ncia a y Tecnolog Tec nología ía de los A lim en tos to s Universidad de Reading, U.K.
VI
P refacio
A LA TERCERA EDICIÓN
Al preparar la tercera edición, los autores hemos tratado de incorporar los cambios importantes sufridos por las las técnicas de procesado, el diseño de equi pos y las aplic ap licac acion iones es de los mism mi smos os desd de sdee la publi pu blica caci ción ón de la segu se gund ndaa edi ed i ción. Entre los cambios introducidos, cabe citar: los nuevos materiales para membranas y las nuevas configuraciones de las mismas, en el Capítulo 6; la extracción con C 0 2 supercrítico, supercrítico, en el Capítulo 8; 8; la cocción extrusión, extrusión, en el Capítulo 15 y la ampliación del tratamiento dado a los procesos aeróbicos y anaeróbicos para pa ra la eliminación de residuos, residuos, en el Capítulo 18. 18. También se ha actualizado la lista de referencias bibliográficas al final final de cada capítulo, aun que se han mantenido las citas consideradas clave que ya figuraban en la edi ción precedente. En el Apéndice II, se ha aumentado la sección dedicada a la transferencia de calor por conducción en estado no estacionario. Se ha introducido un nuevo capítulo sobre «Bombeo en la Industria Alimentaria», para complementar el capítulo de «Transporte de materiales». Reconociendo la importancia del envasado y empaquetado en la extensión de la vida útil y el mantenimiento de la calidad de los alimentos, se ha incluido un nuevo capítulo dedicado a este tema. J. G. B. J. R. B. N. D. C. A. E. V. L. VII VI I
P refacio A LA SEGUNDA EDICIÓN
Para preparar p reparar esta segund a edición, hemos revisado todo el libro y dado un tratamiento más extenso a algunos temas. Se han añadido secciones nuevas, por po r eje e jem m plo, plo , sobre sob re los proce pro ceso soss de m embr em brana anass y la des d esco cong ngel elac ació ión, n, así as í com c omoo un nuevo capítulo sobre extracción sólido-líquido y el estrujamiento. Sin em bargo ba rgo,, el princ pr incip ipio io que guía gu ía esta es ta edici ed ición ón es el mismo mis mo que qu e el de la prime pri mera ra:: prod pr oduc ucir ir un libro libr o de texto tex to que prop pr oporc orcio ione ne a los estud es tudia iante ntess un cono co nocim cim iento ie nto bási bá sico co del de l prob pr oble lem m a y, orie or ient ntar ar la aten at enció ciónn del de l lector lec tor inter int eres esad adoo en un estud es tudio io más extenso o detallado de de determinadas materias, mediante una bibliografía seleccionada. A lo largo de todo el libro, se ha empleado el sistema SI, pero en ciertas circunstancias, al tratar temas en los cuales no se emplean ordinariamente es tas unidades, las cantidades expresadas en unidades SI se acompañan de sus equivalentes en las unidades más convencionales. Los autores expresan su gratitud gratitud a Mr. I. I. F. F. Davison Da vison por la ayuda prestada p restada en la preparación de esta segunda edición del libro. J. G. B. J. R. B. N. D. C. A. E. V. L.
IX
