La refrigeración por vacío se basa en la evaporación rápida de la humedad de la superficie y dentro de los productos debido a la baja presión circundante. La evaporación del agua absorbe calor de los productos. La evaporación del agua depende directamente de la presión de vapor circundante y causa la disminución de la temperatura. Cuando se coloca un producto que contiene agua libre en una cámara cerrada y se disminuye la presión, el vapor se mueve del producto a la atmósfera circundante. Para mantener el proceso de enfriamiento constante, es necesario evacuar la cámara continuamente. La temperatura final deseada del producto puede controlarse ajustando la presión circundante final.
El proceso de refrigeración por vacío se puede describir de la siguiente manera: Se utiliza una cámara de vacío para mantener los productos alimenticios. Después de colocar los alimentos en la cámara de vacío, se cierra la puerta y se enciende la bomba de vacío. Cuando la presión se reduce y el agua comienza a evaporarse, la temperatura de los alimentos comienza a disminuir. El enfriamiento de los alimentos continúa hasta que alcanza la temperatura deseada del producto. Cuando se logra la temperatura predeterminada, se detiene la bomba, se abre la válvula de ventilación y se permite que entre aire atmosférico en la cámara. Después de que el proceso haya terminado, finalmente, se retiran los productos de la cámara.
La refrigeración por vacío es una técnica establecida para el procesamiento de enfriamiento rápido que ha demostrado ser uno de los métodos de enfriamiento más eficientes disponibles (Brosnan y Sun, 2001, Sun y Wang, 2000, Wang y Sun, 2002a; McDonald y Sun, 2002). La refrigeración por vacío depende principalmente del calor latente de evaporación para eliminar el calor sensible de los productos enfriados. Se puede considerar un método de enfriamiento rápido y evaporativo. Generalmente, la refrigeración por vacío se puede aplicar a cualquier producto poroso que tenga agua libre (Wang y Sun, 2002b, Houska et al., 1996; McDonald y Sun, 2000; Dostál y Petera, 2003, Wang y Sun, 2001). Es uno de los métodos más efectivos para enfriar frutas frescas, verduras, flores cortadas, producción de carne, pescado y salsas. Los componentes principales de un enfriador de vacío típico son la cámara de vacío, la bomba de vacío y el condensador de vapor. La función de las bombas de vacío y el condensador de vapor es proporcionar el vacío en la cámara. La cámara de vacío se utiliza para albergar los productos que se van a enfriar con refrigeración por vacío. Cuando se establece el vacío en la cámara de vacío, la presión dentro de la cámara se reduce a la presión de saturación correspondiente a la temperatura inicial del producto y algo de agua se evapora de los alimentos hasta que se alcanza una nueva condición de equilibrio. Durante la refrigeración por vacío, la gran cantidad de vapor generada en la cámara se elimina mediante la bomba de vacío y/o a través de la condensación cuando se instala un condensador de vapor dentro de la cámara. Cualquier producto alimenticio con agua libre y cuya estructura no se dañará por la eliminación de agua del producto puede ser enfriado por vacío (Wang y Sun, 2001). Durante la evaporación, se ha eliminado calor de los productos a través de la evaporación. Para mantener la evaporación del agua, se debe garantizar una reducción de la presión ambiental (presión de la cámara) hasta alcanzar la presión que permita alcanzar una temperatura deseada. El calor latente necesario para la evaporación es suministrado por el propio producto, reduciendo el calor sensible del producto y causando que se enfríe.
Las frutas frescas, verduras y cultivos ornamentales son tejidos vivos y pueden comenzar a deteriorarse después de la cosecha. Para mantener la calidad y prolongar la vida útil, es necesario enfriarlos inmediatamente después de la cosecha. Este proceso se llama pre-enfriamiento (Brosnan y Sun, 2001), que elimina el calor del campo inmediatamente después de la cosecha (Nonnecke, 1989). El pre-enfriamiento es una parte crítica del proceso adecuado de gestión de la temperatura (Nowak y Rudnicki, 1990, Turk y Celik, 1993). Cuando las mercancías se enfrían rápidamente después de la cosecha, se prolonga la vida útil, se mejora la apariencia, se mantiene la frescura y el sabor previos a la cosecha y se reduce el deterioro. La refrigeración por vacío es uno de los métodos de enfriamiento rápido más efectivos para proporcionar todos estos beneficios.
Hay dos requisitos principales para utilizar la refrigeración por vacío: (a) el producto debe tener una gran área de superficie para la transferencia de masa, (b) la pérdida de agua del producto no debe representar un problema económico o sensorial debido a la reducción de peso y posibles cambios en la estructura o apariencia (McDonald y Sun, 2000).
Cualquier producto con estructura porosa puede ser utilizado para la refrigeración por vacío porque el vapor de agua generado dentro de la muestra se difunde fácilmente a la atmósfera circundante. Durante la refrigeración por vacío, la transferencia de calor y humedad es un proceso complicado, que ha sido investigado por muchos investigadores. La refrigeración por vacío se utiliza ampliamente para enfriar algunos productos agrícolas y alimenticios (Thompson y Rumsey, 1984, Varszegi, 1994, Sun y Wang, 2000; McDonald y Sun, 2001a). Se ha aplicado ampliamente en el tratamiento de pre-enfriamiento para lechuga (Turk y Celik, 1993, Tambuna et al., 1994, Shewfelt y Phillips, 1996, Sullivan et al., 1996, Sun y Brosnan, 1999; Haas y Gur, 1987), champiñones (Frost et al., 1989, Sun y Brosnan, 1999, Brosnan y Sun, 2001, Burton et al., 1987), producción de carne (McDonald y Sun, 2001a; McDonald y Sun, 2001b, McDonald et al., 2000, McDonald et al., 2002b), pescado (Everington, 1993) y salsas (Thompson y Rumsey, 1984, McDonald y Sun, 2001b, Shaevel, 1993, Sun y Hu, 2003, Sun et al., 2003).
Martinez y Artes (1999) aplicaron la refrigeración por vacío para la lechuga iceberg envasada y monitorearon la pérdida de peso, marchitamiento, trastornos fisiológicos, descomposición bacteriana y calidad. Encontraron que los niveles de pérdida de peso de las lechugas desempaquetadas y de las cabezas empaquetadas en película de polipropileno perforada eran similares a los encontrados después de 2 semanas de almacenamiento. Se investigan los efectos de diferentes tasas de reducción de presión en la calidad de la lechuga para determinar si los enfriadores de vacío con tasas de enfriamiento más lentas eran factibles (Rennie et al., 2001). Tao et al. (2006) llevaron a cabo un estudio para investigar la refrigeración por vacío y los efectos de diferentes condiciones de almacenamiento en la pérdida de peso, la tasa de respiración, el contenido de sólidos solubles, la permeabilidad de la membrana y el grado de oscurecimiento de los champiñones.
He et al. (2004) llevaron a cabo un estudio para determinar si la tasa de reducción de presión en un enfriador de vacío tendría un efecto en las características de calidad física y química, así como en la ultraestructura de la lechuga iceberg después del enfriamiento y almacenamiento. Se tomaron tres tasas diferentes de reducción de presión para enfriar la lechuga iceberg en un enfriador de vacío.
Jackman et al. (2007) llevaron a cabo estudios experimentales para los métodos de enfriamiento combinados de refrigeración por vacío y refrigeración por aire forzado para comparar la idoneidad en la minimización tanto de la pérdida de enfriamiento como del tiempo de enfriamiento para la gran carne de res cocida. Mostraron que la refrigeración por aire forzado a una temperatura intermedia y luego la refrigeración por vacío a la temperatura final fue más efectiva para minimizar la pérdida de enfriamiento en comparación con la refrigeración por vacío primero y luego la refrigeración por aire forzado y ambos métodos fueron similares en optimizar el tiempo de enfriamiento.
Zhang y Sun (2006) investigaron experimentalmente cuatro métodos de enfriamiento diferentes, incluida la refrigeración por vacío, por aire, en cámara fría y por placa para rodajas de brócoli y zanahoria cocidos. Se compararon las eficiencias de enfriamiento de los cuatro métodos y las cualidades de ambas verduras después del enfriamiento. Mostraron que la refrigeración por vacío fue el método más eficiente entre los cuatro métodos de enfriamiento. Sus resultados muestran que la pérdida de peso durante la refrigeración por vacío puede reducirse considerablemente rociando agua sobre las verduras. El análisis de calidad reveló que la refrigeración por vacío no impuso ningún efecto negativo en las cualidades de las verduras, en comparación con los otros tres métodos de enfriamiento.
Cheng y Sun (2008) compararon la pérdida de masa de productos cárnicos cocidos para los diferentes métodos de enfriamiento como la refrigeración por vacío, la refrigeración por aire forzado, la refrigeración lenta por aire y la refrigeración por inmersión en agua. También compararon la tasa de enfriamiento, la pérdida de peso y la calidad de grandes piernas de jamón cocido. Indicaron que a pesar de la mayor pérdida de enfriamiento, la refrigeración por vacío aumenta significativamente la tasa de enfriamiento y es el único método que puede cumplir con los requisitos de enfriamiento.
Sun y Zheng (2006) discutieron los principios y equipos de la refrigeración por vacío y analizaron las ventajas y desventajas de esta técnica. Presentaron una visión general del desarrollo de la tecnología de refrigeración por vacío para la industria agroalimentaria.
El objetivo de este estudio es determinar el efecto de la presión en la refrigeración por vacío de la lechuga iceberg y comparar los resultados con el enfriamiento convencional.
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