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TitleProblemas de Esterilizacion Termica 10-11
TagsFoods Heat Water Microorganism Sterilization (Microbiology)
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                            Problemas de esterilización térmica (2010-11)
                        
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Datos:

El microorganismo más termorresistente presenta: D110 = 19.26 min; D125 = 0.15 min y N0 = 2.5·106

ufc/g.

Problema 4

Una esterilización en autoclave requiere el siguiente esquema:

1. Etapa de calentamiento regulable (se puede variar la pendiente) lineal

2. Mantenimiento a 125 ºC durante 2 minutos

3. Enfriamiento

t (min) 1 2 3 4 5
T (ºC) 120 11.5 102.5 90 50

Datos:

T0 = 50 ºC, D115 = 21.8 min, D118 = 8 min, D126 = 0.6 min

Calcular:

a) Curva D = f(t)

b) Ea, K0, Z

c) Curva L = f(a), donde a es el ángulo de la pendiente de calentamiento

d) Curva Tiempo total del proceso (min) = f(a)

e) Para n = 5, determinar a. Duración total del proceso en este caso.

f) Si N0 = 105 ufc, cuantos sobrevivirán si a= 45 º

Problema 5

El Sr. Barrufet, magnate y presidente de uno de los principales holdings del sector agroalimentario,
tuvo a bien recibir el año pasado a los alumnos de la LCTA de la UdL. La recepción tuvo lugar en una
de sus fábricas, concretamente la dedicada a conservas vegetales de Verdú.

Entre los diversos productos allí elaborados, destacan las conservas de las setas autóctonas de la zona
(Bolletus terrafermae, X.), cuya exquisitez no tiene parangón. Estando en la sala de autoclaves,
comentaba airadamente nuestro anfitrión las vicisitudes por las que pasó un licenciado en ciencia y
tecnología de alimentos que contrató “ex profeso” hasta establecer el programa de esterilización de las
citadas setas. (Lo que se le olvidó comentar fue que lo despidió una vez tuvo conocimiento de los
baremos de esterilización a aplicar al producto y de sus pretensiones económicas).

Dicho programa conseguía la esterilidad comercial perseguida y era el que se estaba aplicando en los
autoclaves durante la visita a las instalaciones. En líneas generales -- decía orgulloso el Sr. Barrufet --
consiste en introducir los botes de las setas a una temperatura de 60 ºC (en el punto crítico) en el
autoclave y elevar la temperatura linealmente mediante la inserción de vapor hasta 125 ºC. Una vez
alcanzado este valor, se mantiene constante durante 4 minutos. A continuación, se enfría linealmente a
contrapresión hasta unos 60 ºC. En definitiva, se consigue un F0 total de 13.5 min. La fase de
calentamiento y enfriamiento representan un 2 y un 1 % del valor anterior.

Con estas y otras disquisiciones estaba nuestro personaje cuando, de pronto, se disparó la horrísona
alarma de uno de los autoclaves. Todo el grupo visitante y personal laboral próximo al lugar del
incidente, precedidos por un asustado y algo contrariado presidente del holding, corrimos en tropel
hacia aquel autoclave a ver que ocurría.

- ¡¡Que vengan los de mantenimiento!! - gritó con autoridad el Sr. Barrufet.

Al instante llegaron (asombroso).

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DATOS:
• El procesado busca lograr 12 reducciones decimales de un microorganismo con z = 8.7 ºC y

D121 = 2.3 min.
• La musculina tiene un D121 = 0.7 min y una z = 50 ºC.

Problema 10 (2ª prueba curso 99-00)

El Sr. Barrufet después de sufrir un duro revés económico tras un intento fracasado de dominar el
mercado de las bebidas deportivas. Para intentar recuperarse ha montado una nueva empresa dentro de
su holding dedicada a la producción de comida para animales. Aunque la bebida para deportistas fue
un fracaso, el Sr. Barrufet está contento con tu trabajo, por ello te encarga el diseño del nuevo proceso
de esterilización.

El producto se distribuirá en latas de 150 g de 154 mm de altura y 64 mm de diámetro. Se estima
aceptable que haya problemas de conservación en una lata cada millón de latas producidas. La
contaminación inicial media es de 100 ufc/g. El laboratorio te proporciona los siguientes datos acerca
de la termorresistencia del principal microorganismo alterante:

El laboratorio de la empresa también te comunica que han realizado estudios de penetración de calor
del producto en las latas en las que va a ser comercializado. Como resultado han encontrado la
siguiente ecuación empírica:

T =T ext [1−exp −4 . 26h t ]T 0
donde:

Text: Temperatura en el exterior del envase (ºC)

h: Altura del punto en el que se mide la temperatura, situado en el eje de la lata (mm)

t: tiempo (min)

T0: Temperatura inicial (ºC)

El departamento de producción te informa que los autoclaves existentes operan a una temperatura de
112 ºC. Las latas se introducen en el autoclave a temperatura ambiente (25ºC). Para realizar el
enfriamiento se introduce agua a presión a una temperatura de 20 ºC. Se considera finalizado el
proceso cuando las latas alcanzan una temperatura en el punto crítico de 40 ºC. Como aproximación se
puede considerar que la temperatura del autoclave cambia instantáneamente de 25 ºC a 112 ºC y de
112ºC a 20 ºC.

El Sr. Barrufet te pide que le presentes un informe con los siguientes puntos:

a) ¿z y D121 del microorganismo?

b) Dar por escrito las ordenes a los operarios que tienen que manejar los autoclaves acerca de
cómo tienen que realizar la operación.

Problema 11

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t (min)\T (ºC) 105 110 115
0 105 105 105

5 5.5·104 1.8·104 600
10 3·104 3.0·103 3.6
15 1.6·104 5.3·102 0
Nota: Valores expresados como ufc/g

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a) Calcular el tiempo de la etapa de mantenimiento para la conserva situada en el exterior y para
la conserva situada en el centro del autoclave

b) ¿Qué tiempo utilizarías para programar el autoclave? ¿El de la conserva en el exterior, en el
centro o la media? Justifica la respuesta mediante cálculos.

c) Si se cambiase el microorganismo de referencia, ¿cambiarían los tiempos calculados? Para
recalcularlos, ¿sería necesario repetir los experimentos para encontrar las curvas de
penetración de calor?

d) Si se parte de una concentración inicial de 100.000 ufc/envase, ¿cuál será la concentración
final? ¿Cómo se interpreta ese dato?

Problema 18 (1ª prueba curso 05-06)

Un alimento se procesa térmicamente para lograr 9 reducciones decimales del microorganismo más
termorresistente (D121 = 0.25 min y z =11.3 ºC). El tratamiento se puede realizar a dos temperaturas
posibles (105 ºC y 110 ºC). Contestar a las siguientes preguntas:

a) Elegir la temperatura de tratamiento que proporciona un procesado más económico sabiendo
que los gastos energéticos son 0.0023 €/(min·ºC)

b) Elegir la temperatura de tratamiento que provoca las menores pérdidas de tiamina (D121 = 158
min y z =25 ºC )

Problema 19 (1ª prueba curso 07-08)

En el capítulo dedicado a Pasteurización del libro “Tecnología del procesado de los alimentos” de
Peter Fellows se encuentra la siguiente tabla:

Alimento Objetivo principal Objetivo secundario
Condiciones mínimas de
tratamiento

pH < 4.5

Zumo de frutas Inactivación
enzimática
(pectinestearasa y
poligalacturonasa)

Destrucción de
gérmenes causantes de
alteraciones (levaduras
y hongos)

65 ºC durante 30 min;

77 ºC durante 1 min

Contestar a las siguientes preguntas:

a) ¿Qué valor tiene la z de la enzima objetivo del zumo anterior? ¿Cuál sería la duración del
tratamiento si se realizase a una temperatura de 70 ºC?

b) Se realiza un tratamiento térmico a 70 ºC para el zumo del ejemplo en el que se puede suponer
un calentamiento y un enfriamiento lineal. Sabiendo que la etapa de calentamiento y de
enfriamiento suponen un 10% del tratamiento total respectivamente, calcular las pendientes de
calentamiento y enfriamiento y determinar la duración de la etapa de mantenimiento.

Problema 20 (1ª prueba curso 08-09)

Se procesa térmicamente un alimento. El objetivo es lograr 8 reducciones decimales de un
microorganismo objetivo (D121 = 1.5 min y z = 10 ºC). El procesado se hace mediante un
calentamiento lineal, una etapa de mantenimiento a 115 ºC y una etapa de enfriamiento lineal. Durante
la etapa de mantenimiento se inactiva el 10% de los microorganismos y durante el enfriamiento el 5%.

a) ¿Cuánto debe durar la etapa de mantenimiento para lograr el objetivo del tratamiento?

b) ¿Qué valores tienen la pendiente de calentamiento y de enfriamiento para el procesado de la
pregunta anterior?

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