UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS

GRUPO IQ-1.VII

E. E. INGENIERIA DE SERVICIOS

EXPOSICION:

AGUA PARA USO EN PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS

ALUMNO: ADAN SANTIAGO GARCIA

MAESTRO: ING. LUIS ELIAS CARDENAS PEREZ

POZA RICAQ DE HIDALGO, VER. A 20 DE SEPTIEMBRE DE 2010

Agua para uso en Procesamiento de Alimentos

Procesamiento de alimentos

Los proyectos de procesamiento de alimentos incluyen la preparación y empacado de carnes y productos relacionados, pescado y moluscos, productos lácteos, frutas y vegetales, y granos. El procesamiento de los alimentos puede significar el refinamiento, preservación, mejoramiento de los productos, almacenamiento, manejo, empacado, o envasado.

Las materias primas básicas de la industria se producen naturalmente, o se cultivan. El procesamiento puede incluir la recepción y almacenamiento de materiales parcialmente procesados, preparación de los mismos para obtener productos terminados, y empacado y almacenamiento de los productos finales. El objetivo del procesamiento de los alimentos, es extender la vida útil de las mercancías crudas mediante el uso de varios métodos de preservación.

Impactos ambientales potenciales

La industria de procesamiento de alimentos proporciona productos alimenticios aptos para el consumo humano inmediato o futuro y subproductos para la industria ganadera. La actividad genera grandes cantidades de aguas servidas y desperdicios sólidos y puede ser una fuente de contaminación atmosférica. Las aguas servidas provienen principalmente de las fugas, derrames y el lavado de los equipos. Además, se generan grandes volúmenes de efluentes durante las operaciones de lavado, cuyo propósito es eliminar la tierra, pesticidas y cáscaras de las frutas y vegetales.

Se emplea, ampliamente, el tamizado para remover los sólidos que tienen un valor comercial; normalmente, su procesamiento sirve de alimentos para animales. Si bien las emisiones atmosféricas no son un problema, los olores pueden ser importantes.

Productos lácteos

La industria láctea fabrica 20 tipos de productos, entre estos tenemos: leche pasteurizada, helados, mantequilla, leche condensada, leche en polvo, suero, y cultivos. Las plantas lecheras pueden emplear una combinación de operaciones para producir varios productos, pero algunas fábricas sólo producen uno o dos. Los procesos típicos de fabricación de la industria láctea son los siguientes:

recepción y almacenamiento de las materias primas, que incluye las áreas de recepción, equipos de transferencia, y grandes tanques refrigerados para almacenamiento;

clarificación para eliminar los sólidos suspendidos, y separación para remover la crema estos procesos se efectúan usualmente con grandes centrífugas de un diseño especial;

batido, homogeneización, cultivo, condensación y secado para producir mantequilla, helados, queso, leche de manteca, etc;

empacado y almacenamiento para envío posterior.

Las fuentes principales de desechos y aguas servidas de la industria láctea son las aguas de lavado y enjuague de limpieza, subproductos no recuperados, o dañados o averiados, y el líquido arrastrado de los evaporadores.

Si las operaciones son normales y se practica buena limpieza, la recepción y almacenamiento de las materias primas no constituyen fuentes importantes de desperdicios. Los desechos sólidos son menores y pueden ser eliminados en un relleno sanitario.

Las características significativas de las corrientes de desechos de toda planta láctea son: las variaciones marcadas del caudal, Demanda de Oxigeno Bioquímico, temperatura, y pH. En una planta de leche líquida, aproximadamente el 94 por ciento de la Demanda de Oxígeno Bioquímico proviene de la leche, derivados y otros productos comestibles. De todos los desechos, la eliminación del suero constituye el problema más difícil. Los métodos más comunes que se emplean para eliminarlo son:

alimentos para el ganado, riego por rocío, descarga a los sistemas municipales, concentración y secado.

Los principales riesgos para la seguridad en la industria láctea son el resultado de roturas de botellas, vidrio volante, y caídas en los pisos resbalosos. Como riesgos comunes para la salud tenemos las enfermedades de los animales, como brucelosis, tuberculosis bovina, ántrax, etc. Además, los empleados pueden contraer el “comezón del queso.”

Procesamiento de frutas y vegetales

El envasado y preservación extiende la vida útil de los productos crudos. En los métodos de preservación también se halla el envasado, congelación, deshidratación, y tratamiento con salmuera. Generalmente, la conservación de las frutas y vegetales incluye la limpieza, clasificación, peladura, clasificación por tamaño, estabilización y procesamiento.

Antes de su procesamiento, se deben lavar y enjuagar las frutas y vegetales con grandes cantidades de agua, y, ocasionalmente, con detergentes. Se deben clasificar y graduar los productos lavados empleando medios mecánicos, ópticos, manuales e hidráulicos. Los productos maduros se separan utilizando una

solución de salmuera de densidad controlada. Luego de su clasificación, los productos se desapolillan, se recortan y se cercenan, mecánicamente.

Muchas frutas y vegetales se deben pelar para eliminar la tierra, pesticidas y las cáscaras gruesas, vellosas o duras. Este proceso se realiza mecánica, térmica o químicamente. Se deshuesan, se les quita el corazón, y se cortan en tajadas o cubitos, mecánicamente, sin utilizar agua. Algunas frutas se exprimen para producir jugos. Los vegetales, en cambio, se blanquean y se envasan. Finalmente, dependiendo del tipo de operación, algunos productos se secan o se deshidratan, otros se cocinan y otros se deshidratan por congelación.

Las plantas de procesamiento de frutas y vegetales son importantes usuarios de agua y generadores de desechos. Las operaciones de lavado, enjuagado, clasificación, transporte dentro de la planta, peladura, blanqueado, envasado, combinación, cocinado y limpieza producen grandes cantidades de aguas servidas y desechos sólidos. Las emisiones gaseosas son menores, pero los olores pueden ser importantes en algunos casos.

Los parámetros significativos de las aguas servidas son la Demanda de Oxigeno Bioquímico, Sólidos Totales Suspendidos y pH. Los colibacilos fecales pueden ser causa de preocupación, pero se pueden prevenir, si se practica buena limpieza y se mantienen condiciones sanitarias en todo momento. Debido a la gran variación de caudal y concentración (Demanda de Oxigeno Bioquímico) de las aguas servidas, se deberán diseñar las instalaciones de tratamiento a fin de que se puedan manejar volúmenes grandes e intermitentes. Los desechos cítricos contienen pectina, y ésta interfiere con el asentamiento de los sólidos suspendidos.

En las envasadoras de frutas y vegetales, los accidentes mayores son causados por el levantamiento de pesas, quemaduras de vapor, ácidos y álcalis, y heridas a causa de vidrios rotos y latas cortantes. Los problemas principales de salud son: dermatitis e infecciones de la piel, a causa de químicos y manejo de las frutas y vegetales. En algunas fábricas, el exceso de ruido, temperatura y humedad también causa problemas en la salud.

Procesamiento de carne

Las plantas de procesamiento de carne, compran los cadáveres de animales, piezas de carne y otros materiales. Además, fabrican salchichas, carnes cocinadas, curadas, ahumadas, envasadas, y tajadas de carne congelada y fresca, tripas naturales para salchichas, y otras especialidades. El procesamiento puede realizarse separada o conjuntamente con los mataderos.

El procesador de carnes recibe los cadáveres congelados que luego se descongelan en agua o en seco, o se pican. A diferencia del proceso seco, al hacer la descongelación en agua, se producen grandes volúmenes de efluentes. El picado emplea máquinas que reducen el tamaño de los pedazos de carne

congelada. Una planta típica puede emplear una o más de las siguientes operaciones:

corte de carne para preparar productos estandarizados para hoteles, restaurantes, instituciones, agencias de comida rápida, etc.;

procesamiento de jamón, curándolo en soluciones de encurtido, para luego cocinar, ahumar, enfriar, cortarlo en tajadas y envasarlo;

la fabricación de salchichas y fiambres, requiere una reducción substancial de tamaño, mezcla, moldeo y formación intensivo del producto final;

productos de jamones envasados, para untar en sándwichs, y alimentos para animales domésticos.

El procesamiento de carne es una operación que se realiza durante todo el año, pero el trabajo diario es intermitente. Normalmente, las plantas son paralizadas para realizar una limpieza completa. La industria produce grandes volúmenes de efluentes con diferentes concentraciones de sólidos suspendidos. Los desechos sólidos, que provienen principalmente del tamizado y la limpieza, se recuperan, normalmente, y se envían a la planta de extracción de grasa. Si bien las emisiones gaseosas no son mayores, los olores presentan un problema. Se originan del proceso de cocción de los materiales, residuos de animales y de la descomposición de materia orgánica.

Los parámetros más importantes para la industria de procesamiento de carne son: Demanda de Oxigeno Bioquímico, Sólidos Totales Suspendidos, aceites y grasa, pH y colibacilos fecales. Dependiendo del tipo de operación, el fósforo y el amoníaco pueden ser también un problema. De los procesos presentados anteriormente, el envasado de carne y el procesamiento de jamón, son los mayores contribuidores en la formación de corrientes de aguas servidas, Demanda de Oxigeno Bioquímico, Sólidos Totales Suspendidos, aceite y grasa. La que contribuye menos es la operación de cortar la carne.

Los desechos descargados por la industria de carne pueden ser reducidos a niveles deseados mediante el manejo efectivo del agua, control de los desperdicios dentro de la planta modificación del proceso y sistemas de tratamiento de las aguas servidas.

Los riesgos para la seguridad en la industria de procesamiento de carne son: pisos resbalosos, quemaduras, y heridas y abrasiones producidas por las latas cortantes, vidrio roto y máquinas de corte. El problema principal para la salud es la dermatitis causada por los químicos, y las infecciones de la piel. Además, son peligros potenciales para la salud las enfermedades de los animales, como ántrax, actinomicosis, erisipela y tuberculosis. Otros riesgos para la salud son el exceso de ruido, temperatura y humedad.

Procesamiento de pescado y moluscos

La industria de pescado y mariscos envasados y preservados ha progresado gradualmente en la utilización de las técnicas de secado y curado, preservación, envasado, congelación y extracción de los productos pesqueros. El tiempo que dura el procesamiento del pescado varía mucho, dependiendo de la temporada de cosecha y la cantidad de material que procesa la industria.

Dentro de los procesos que emplea esta industria se incluye: pesca, almacenamiento, recepción, destripamiento, precocinado, limpieza, preservación y empaquetado. Una vez realizada la pesca, se descarga del buque el producto, es pesado y transportado al área de preparación, sea para su procesamiento inmediato o para almacenamiento en frío. En algunas operaciones, el preprocesamiento para descabezar el camarón, destripar el pescado o los moluscos, se realiza en el mar. Los desechos se recogen en seco o se tamizan de las aguas servidas para ser procesados como subproductos.

Dependiendo del uso final del producto, el pescado o marisco fresco puede ser empaquetado para consumo inmediato, o cocinado, para luego picarlo, limpiarlo, eliminando la piel, los huesos, el carapacho, las agallas, etc. El picado puede ser seguido por congelación, envasado, pasteurización y refrigeración.

Hay mucha variación, entre una planta de procesamiento, y otra, con respecto al volumen de agua que se utiliza y la cantidad de desechos que se generan. En general, los desperdicios de esta industria contienen Demanda de Oxigeno Bioquímico y Químico, Sólidos Totales Suspendidos, aceite y grasa, y pueden tener un pH alto o bajo. Normalmente, estos efluentes no contienen ningún material peligroso o tóxico. Ocasionalmente, se pueden producir aguas servidas con una alta concentración de cloruro de sodio.

En condiciones normales, las emisiones gaseosas no constituyen ningún problema. Si no se recuperan, los desechos sólidos pueden causar problemas de tratamiento y eliminación. Afortunadamente, las plantas más nuevas recuperan la mayoría de los desperdicios sólidos mediante tamizado, o recolección en seco. Estos desechos se procesan para producir harina de pescado, proteínas solubles concentradas, aceites, fertilizantes líquidos, pelotillas de alimento para peces alimentos para animales, novedades de madreperla, etc.

En la industria envasadora de pescado, los accidentes mayores ocurren como resultado del levantamiento, o manejo de materiales y la caída de los mismos. Como causas secundarias tenemos las caídas en los pisos resbalosos y quemaduras y heridas por la maquinaria y objetos cortantes. Los problemas principales en la salud se originan de las verrugas, causadas por los virus y el órgano del pescado, y las infecciones de la piel y dermatitis a causa de los químicos.

Temas de los recursos naturales

Agua

Se emplean importantes cantidades de agua en la industria de procesamiento de alimentos. El agua es utilizada, principalmente, para lavar, enjuagar y transportar los productos dentro de la planta, y para su limpieza.

En la industria de las frutas y vegetales, por ejemplo, es muy común utilizar, agua para transportar la materia prima dentro de la planta, y se considera que este uso es muy económico y sanitario. Sin embargo, la lixiviación de los elementos solubles de los productos ha impulsado el desarrollo de medios alternativos de transporte líquido, tales como los sistemas de líquidos osmóticamente equivalentes. Sin embargo, es necesario realizar un lavado eficiente después de la cosecha, debido al uso de pesticidas y la presencia de otros contaminantes, porque las técnicas mecánicas de cosecha, dejan residuos de tierra y suciedad en las frutas y vegetales.

Asimismo, el procesamiento de la leche, carne, pescado y moluscos requiere de grandes volúmenes de agua dulce para el proceso y para limpiar los equipos y las áreas de trabajo. Además, el agua sirve como solvente para los productos, y como medio para cocinar y limpiarlos. Por eso, es necesario seleccionar el sitio para las instalaciones de procesamiento de alimentos de tal modo que está disponible suficiente agua de muy buena calidad.

Las características de las aguas servidas de la industria de procesamiento de alimentos varían según el tipo y tamaño de la operación. Típicamente, los efluentes tienen alta Demanda de Oxigeno Bioquímico y Químico, aceite y grasa, colibacilos, y sólidos suspendidos y disueltos. En las aguas servidas puede haber otros contaminantes, como residuos de pesticidas, aceites complejos, compuestos alcalinos o ácidos, y otros materiales orgánicos. Salud ocupacional ambiental de y de orientaciones y orientaciones de seguridad del Banco Mundial establecen normas para los efluentes y la seguridad de los trabajadores de las industrias de procesamiento de alimentos.

La Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los EE.UU. también ha establecido lineamientos para las aguas servidas, en varios sectores de la industria de procesamiento de alimentos. Los compuestos que se reglamentan bajo estas normas que controlan las diferentes operaciones de procesamiento de alimentos son: pH, sólidos Totales Suspendidos, y Demanda de Oxigeno Bioquímico. Asimismo, se han establecido normas, para el aceite y grasa, colibacilo fecal, y amoniaco, para las industrias de procesamiento de leche, carne y mariscos. Los reglamentos nacionales varían según el país y el tipo de industria, y pueden ser muy subjetivos.

Los recursos hídricos del área circundante pueden sufrir deterioro debido a los derrames casuales de efluentes no tratados, y químicos de procesamiento, o a raíz del control inadecuado del escurrimiento superficial y otras fuentes no puntuales. Si se utilizan químicos, se deben diseñar procedimientos para su manejo y almacenamiento, y medidas para el control de los derrames, a fin de reducir al mínimo el potencial de un derrame accidental al medio ambiente.

Operación de la instalación

El procesamiento y fabricación de alimentos, siguen una variedad de procesos. El producto que es procesado y el tamaño de la operación determinan el tipo de maquinaria que se requiere, la calidad y cantidad de los efluentes o desperdicios que se producen, y, por tanto, la necesidad de dispositivos para controlar la contaminación. Los equipos que se utilicen Para atenuar la contaminación no pueden ser especificados Para todas las industrias posibles de procesamiento y fabricación de alimentos. En general, las medidas de control de la contaminación utilizan los siguientes procesos:

(a) Contaminación del Agua

tratamiento activado de lodos lagunas aireadas tamizado sedimentación, floculación. neutralización, clarificación riego por rociado filtración por goteo lagunas de estabilización flotación de aire separación con armoniaco intercambio iónico adsorción con carbón electrólisis

Monitoreo

Monitoreo de la planta durante la puesta en marcha y operación

Generalmente, se debe monitorear el aire, los efluentes y los desechos sólidos, a fin de controlar la contaminación causada por los proyectos de procesamiento de alimentos. El diseño e implementación de un Plan de Monitoreo Ambiental proporciona los medios específicos necesarios para determinar si el proyecto o sus subcomponentes cumplen o no, con las normas y prácticas ambientales pertinentes.

Por lo menos, el plan de monitoreo debe especificar los medios institucionales y administrativos, y el programa de vigilancia y supervisión de los componentes ambientales, que requiere el proyecto. A más del programa de monitoreo, se puede emplear también, la información producida para obtener la ayuda de profesionales ambientales locales y extranjeros a las coyunturas criticas del proyecto. Una posibilidad seria la de realizar talleres para evaluar los datos del monitoreo ambiental, reorientar los objetivos del proyecto, y desarrollo lineamientos de manejo más prácticos.

A continuación se enumeran algunas actividades representativas que deben ser incluidas en el plan de monitoreo de las plantas de procesamiento de alimentos:

monitoreo de las corrientes de desechos y emisiones gaseosas para controlar ciertos parámetros seleccionados;

se debe tomar acción correctiva si un efluente en particular arroja valores consistentemente más altos que el límite nacional para emisiones o la norma para la industria;

la acción correctiva puede incluir la modificación, o mejoramiento del proceso o los equipos, o cambios en los procedimientos de limpieza;

monitoreo de la calidad de las aguas de recepción, o el aire a favor del viento;

control de los efectos de la eliminación de los desechos sólidos, sobre los recursos terrestres, y el agua freática y superficial;

incorporación de programas para concientizar a todos los empleados sobre el medio ambiente;

revisión periódica de la tecnología, a fin de adoptar, donde sea posible, sistemas de atenuación de la contaminación, que sean los más eficientes y efectivos;

motivar a los gerentes e ingenieros de fábrica, para que sean vigilantes en cuanto a sus efectos potenciales para el ambiente local;

diseñar y mantener un sistema para responder a las quejas relacionadas con los olores, que ha de ser analizado con los funcionarios y las comunidades;

implementar programas de salud y seguridad e inspecciones regulares del sitio, a fin de asegurar que la capacitación y los equipos de protección de los trabajadores están siendo utilizados en el lugar de trabajo;

hay que seguir las prácticas normales de la industria; la documentación y los registros deben reflejar la revisión periódica y

acciones correctivas que se hayan tomado.

Un factor importante que apoya la mitigación de la contaminación en los proyectos de procesamiento de alimentos, es el fortalecimiento simultáneo de la capacidad de monitoreo e implementación legal y reglamentario, tanto dentro de la planta, como en las agencias reguladoras. Asimismo, es necesario que exista suficiente capacidad técnica para que sea posible cumplir con las normas en cuanto a los efluentes. Para poder implementar un programa de monitoreo exitoso, puede ser necesario introducir equipos de muestreo y procedimientos de laboratorio (o un laboratorio analítico) al país anfitrión, e incluir en el diseño del proyecto, el entrenamiento necesario.

Potenciales impactos negativos - Medidas de atenuación

Impactos Negativos Medidas de Atenuación

Potenciales

Directos: Selección de Sitio

-

1. Ubicación de la planta en o cerca de los hábitats frágiles: manglares, esteros, arrecifes de coral, o el uso de tierras agrícolas de alta calidad.

Ubicar la planta en una área industrial, de ser posible, a fin de reducir o concentrar la carga sobre los servicios ambientales locales y facilitar el monitoreo de los efluentes.

Integrar la participación de las agencias de los recursos naturales en el proceso de la selección del sitio, a fin de estudiar las alternativas.

2. Ubicación junto a un río, causando su eventual degradación

Se debe escoger el sitio estudiando las alternativas que reduzcan los efectos para el medio ambiente, sin excluir el uso beneficioso del agua, en base a los siguientes lineamientos:

o el caudal del río debe ser suficiente para asegurar que su capacidad para diluir y absorber las aguas servidas, sea muy grande;

o puede ser un área en la que las aguas negras puedan ser reutilizadas en la agricultura o la industria, luego de un tratamiento mínimo;

o puede estar dentro de una municipalidad que pueda aceptar los desperdicios de la planta, en su sistema de tratamiento de aguas servidas.

3. Ubicación puede causar graves problemas de malos olores en el área local.

Se debe ubicar la planta en un área que no esté sujeta a inversión atmosférica, y los vientos reinantes se dirijan fuera de las áreas pobladas.

4. Ubicación puede agravar los problemas que se relacionan con los desechos sólidos en el área.

En el caso de las plantas que producen grandes volúmenes de desechos, se puede considerar las siguientes pautas al seleccionar el sitio:

el tamaño del lote debe ser adecuado para poder eliminar los desechos en el sitio mismo, o en un relleno;

puede estar cerca de un depósito apropiado;

o el sitio puede ser accesible para que los contratistas públicos o privados puedan retirar los desperdicios sólidos y efectuar su eliminación definitiva;

Directos: Operación de la Planta

-

5. Contaminación hídrica debido a los efluentes y el agua de enfriamiento o el escurrimiento de las pilas de desechos.

Planta: Aceite y Grasa, Sólidos Totales Disueltos y Suspendidos, Demanda de Oxígeno Bioquímico y Químico

Se puede realizar un análisis de laboratorio de los efluentes para controlar el nivel de aceite y grasa, sólidos totales disueltos y suspendidos, demanda de oxígeno bioquímico y químico, y observar la temperatura.

Para todas las plantas

No se debe descargar el agua de enfriamiento; al no ser factible reciclarla, puede ser descargada solamente si la temperatura del agua que la recibe no sube más de 3°C.

Se debe mantener el pH del efluente entre 6.0 y 9.0

Se deben controlar las características del efluente, según el proceso específico, para que cumpla con el límite especificando por la Agencia de Protección Ambiental (40 CFR 405-409).

Se puede verter los efluentes sobre la tierra si es apropiado

6. Emisiones de partículas a la atmósfera, provenientes de todas las operaciones de la planta.

Se puede controlar las partículas, utilizando colectores y filtros de tela o precipitadores electroestáticos.

7. Emanación de gases y olores a la atmósfera que se originan en las operaciones de procesamiento.

Se las puede controlar mediante la acción natural de separación de los materiales alcalinos.

A través de un análisis de la materia prima durante la etapa de prefactibilidad del proyecto, se puede determinar los niveles de azufre para asegurar que sea adecuado el diseño de los equipos de control de las emisiones.

8. Derrames casuales de solventes y materiales

Se debe mantener en buen estado las áreas de almacenamiento y eliminación de desechos

ácidos y alcalinos que son, potencialmente, peligrosos.

para prevenir los derrames contingentes. Hay que proveer los equipos necesarios para

atenuar los derramamientos que ocurran.

Indirectos -

9. Los efectos para la salud de los trabajadores, a causa del manejo de los materiales, ruido y otras operaciones del proceso.

Los accidentes ocurren con una frecuencia mayor que lo normal, debido a la falta de conocimiento y habilidad.

En la instalación, se debe desarrollar un Programa de Seguridad y Salud, para identificar, evaluar y controlar los peligros para la seguridad y la salud. Debe tener un nivel adecuado de detalle para tratar los peligros de salud y seguridad de los trabajadores y protegerlos, incluyendo cualquiera de los siguientes puntos, o todos:

o caracterización y análisis del sitio;o control del lugar;o capacitación;o control médico,o controles de ingeniería, normas de

trabajo y equipos de protección personal;

o monitoreo;o programas de información;o manejo de la materia prima y los

materiales procesadoso procedimientos de descontaminación;

Respuesta de emergencia; Iluminación; Saneamiento de las instalaciones permanentes

y temporales Reuniones regulares de seguridad

10. Exacerbación del problema regional de los desechos sólidos debido a la falta de almacenamiento en el sitio.

Hay que planificar las áreas necesarias para eliminar los desperdicios en el sitio, suponiendo que se conozca las características peligrosas del lixiviado.

11. Interrupción de los modelos de tránsito, ruido y congestión, y agravación de los peligros para los peatones a causa de los camiones pesados que transportan la materia prima y los productos de la planta.

La selección del sitio puede atenuar algunos de estos problemas, por ejemplo, los peligros para los peatones.

Se debe hacer un análisis del transporte durante el estudio de factibilidad del proyecto, para seleccionar las mejores rutas y reducir los impactos.

Reglamentar el transporte y diseñar los planes de contingencia de emergencia para reducir al

mínimo el riesgo de accidentes;

12. Potencial transmisión de enfermedades debido a la eliminación inadecuada de los desechos.

Diseñar las especificaciones para: o la preparación y/o procesamiento de los

alimentos;o los procesos de eliminación de

desechos;o el monitoreo del colibacilo fecal u otras

bacterias

Procesamiento de alimentos

El agua desempeña un papel crucial en la tecnología de alimentos. El agua es básica en el procesamiento de alimentos y las características de ella influyen en la calidad de los alimentos.

Los solutos que se encuentran en el agua, tales como las sales y los azucares, afectan las propiedades físicas del agua y también alteran el punto de ebullición y de congelación del agua. Un mol de sacarosa (azúcar) aumenta el punto de ebullición del agua a 0.52 °C, y un mol de cloruro de sodio aumenta el punto de ebullición a 1.04 °C a la vez que disminuye del mismo modo el punto de congelamiento del agua. Los solutos del agua también afectan la actividad de esta, y a su vez afectan muchas reacciones químicas y el crecimiento de microorganismos en los alimentos. Se denomina actividad del agua a la relación que existe entre la presión de vapor de la solución y la presión de vapor de agua pura. Los solutos en el agua disminuyen la actividad acuosa, y es importante conocer esta información debido a que la mayoría del crecimiento bacteriano cesa cuando existen niveles bajos de actividad acuosa. El crecimiento de microbios no es el único factor que afecta la seguridad de los alimentos, también existen otros factores como son la preservación y el tiempo de expiración de los alimentos.

Otro factor crítico en el procesamiento de alimentos es la dureza del agua, ya que esta puede afectar drásticamente la calidad de un producto a la vez que ejerce un papel en las condiciones de salubridad. La dureza del agua mide la concentración de compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de agua, especialmente carbonato de calcio y magnesio. La dureza del agua se clasifica en:

Agua blanda , 17 mg/l Moderadamente dura, 120 mg/l Agua dura , 180 mg/l

La dureza del agua puede ser alterada o tratada mediante el uso de un sistema químico de intercambio iónico. El nivel de pH del agua se ve alterado por su

dureza, jugando un papel crítico en el procesamiento de alimentos. Por ejemplo, el agua dura impide la producción eficaz de bebidas cristalinas. La dureza del agua también afecta la salubridad; de hecho, cuando la dureza aumenta, el agua pierde su efectividad desinfectante.

Algunos métodos populares utilizados en la cocción de alimentos son: la ebullición, la cocción al vapor, y hervir a fuego lento. Estos procedimientos culinarios requieren la inmersión de los alimentos en el agua cuando esta se encuentra en su estado líquido o de vapor.

Nuevas tecnologías alimentarias: el procesamiento de alimentos por razones de seguridad, conveniencia y sabor

La salazón y el secado son dos de los primeros métodos utilizados para transformar alimentos con el fin de preservar su frescura y mejorar su sabor. Con el paso de los años, las técnicas de procesamiento de alimentos han mejorado sustancialmente, lo que ha permitido perfeccionar el abastecimiento alimentario al prolongar la duración de los artículos, evitar que éstos se echen a perder y aumentar la variedad de los productos disponibles. Éste es el primero de una serie de artículos que Food Today va a dedicar a las nuevas tecnologías y su contribución a una provisión de

alimentos más eficaz.

Extrusión: nuevas formas y texturas

Determinados alimentos como algunos productos de aperitivo, cereales, golosinas e incluso algunas comidas para animales se producen gracias a un método de procesamiento conocido como extrusión. Ésta consiste básicamente en comprimir los alimentos hasta conseguir una masa semisólida, que después se pasa por una pequeña abertura, que permite obtener una gran variedad de texturas, formas y colores a partir de un ingrediente inicial. Este procedimiento ha dado lugar a productos con formas y texturas desconocidas hasta ahora. La extrusión puede servir para dar forma y, en ocasiones, cocinar ingredientes crudos y convertirlos en productos acabados.

La máquina extrusora consiste en una fuente de energía, que acciona el tornillo principal, un alimentador para dosificar los ingredientes crudos y una espiga que rodea al tornillo. Este último empuja los ingredientes hacia una abertura con una forma determinada, la boquilla, que determinará la forma del producto. La extrusión puede realizarse a elevadas temperaturas y presiones, o simplemente aplicarse para dar forma a los alimentos, sin cocinarlos.

Uno de los beneficios derivados del uso de este procedimiento en la producción de alimentos está relacionado con la conservación de los mismos. La extrusión permite controlar la cantidad de agua contenida en los ingredientes, de la que dependen la aparición de microbios y la consiguiente putrefacción de los alimentos. Por lo tanto, es una técnica muy útil para producir productos alimentarios con una humedad óptima y duradera, que cada vez se emplea más para obtener toda una serie de productos como aperitivos, algunos cereales de desayuno, golosinas y comida para animales.

Productos nuevos y originales

Los productos de aperitivo son uno de los sectores de la industria alimentaria que más ha crecido recientemente; en este campo, la extrusión ya se ha establecido como método para obtener productos nuevos y originales. La mayoría de los cereales pueden someterse a este proceso, así como los productos a base de cereales como el pan, los cereales de desayuno, y los pasteles. La extrusión también puede emplearse para producir alimentos para animales.

Una aplicación de la extrusión que resulta especialmente prometedora es el procesamiento de carne artificial. Éste consiste en procesar y secar harina de soja hasta obtener una sustancia con una textura esponjosa que se sazona de forma que su sabor sea parecido al de la carne. A las semillas de soja se les quita la cáscara y se extrae su aceite antes de molerlas para obtener harina. Después, la harina se mezcla con agua para eliminar los hidratos de carbono solubles, y se extrusiona la masa resultante. Durante el proceso, la soja calentada pasa de una zona de alta presión a otra de presión reducida a través de la boquilla, lo que produce la expansión de la proteína de la soja. A continuación, se somete a deshidratación y puede cortarse en trozos o molerse para producir grageas. Con las técnicas de extrusión es posible producir sustitutos de la carne de buena calidad a partir de soja o de la micoproteínas (proteínas obtenidas a partir de hongos). La proteína de soja también se emplea para elaborar alimentos funcionales con el objetivo de aprovechar sus propiedades beneficiosas.

Este procedimiento se ha usado en la preparación de raciones alimentarias para el ejército y para rutas, en la de alimentos destinados a satisfacer necesidades dietéticas especiales, y en la de la comida que se distribuye durante situaciones de desastre o hambrunas. Incluso se ha propuesto como candidato para la instalación de un sistema de procesamiento de alimentos en Marte. La aplicación de la extrusión para elaborar alimentos innovadores garantiza un futuro muy prometedor a la producción alimentaria.

Acidez pH:

La acidez de un agua es una medida de la cantidad total de substancias ácidas (H+) presentes en esa agua, expresados como partes por millón de carbonato de calcio equivalente. Se ha demostrado que un equivalente de un ácido (H+) es igual al equivalente de una base (OH-). Por lo tanto no importa si el resultado se

expresa como ácido o como base y, por conveniencia, la acidez se reporta como el CaCO3 equivalente debido a que en muchas ocasiones no se sabe con exactitud que ácido está presente.

Alcalinidad:

Es una medida de la cantidad total de sustancias alcalinas (OH-) presentes en el agua y se expresan como partes por millón de CaCO3 equivalente. También se hace así porque puede desconocerse cuáles son los álcalis presentes, pero éstos son, al menos, equivalentes al CaCO3 que se reporte.

"La actividad de un ácido o un álcali se mide mediante el valor de pH. En consecuencia, cuanto más activo sea un ácido, menor será el pH y cuanto más activo sea un álcali, mayor será el pH.

Cloro Residual:

La concentración del cloro residual "libre", así como la porción relativa entre los cloros residuales "libre" y "combinado", son importantes cuando se practica la cloración residual libre. En un determinado abastecimiento de agua aquella porción del cloro residual total "libre", sirve como medida de la capacidad para "oxidar" la materia orgánica. Cuando se práctica la cloración residual libre, se recomienda que cuando menos, el 85 % del cloro residual total quede en estado libre.

La cloración es también un método relativamente eficiente como tratamiento correctivo, si se aplica en las cantidades adecuadas, adicionales a las que se requieren para propósitos de desinfección.

A veces se requieren tan grandes concentraciones de cloro, que se necesita de una decloración posterior para que no se presenten sabores ni olores de cloro en el agua. Una técnica de cloración relativamente reciente, incluye el uso de cloruro de sodio junto con la cloración ordinaria. En esta reacción se produce bióxido de cloro.

Post – Laboratorio (Anexado):

Tratamiento que recibe el H2O antes de su uso industrial o doméstico:

Los tratamientos recomendados para un H2O cualquiera dependerán del uso al cual ella se destine: doméstico, industrial, etc. El H2O que se utiliza para el abastecimiento de una población (usos básicamente domésticos) debe ser, específicamente, un agua exenta de organismos patógenos que evite brotes epidémicos de enfermedades de origen hídrico. Para lograr esto será necesario desinfectar al agua mediante tratamientos físicos o químicos que garanticen su esterilidad microbiano – patógena.

Los tratamientos mas conocidos son la cloración propiamente dicha, hipocloración y cloraminación; la aplicación de ozono, rayos ultravioletas, cal y plata. De ellos, el primero es el casi universalmente adoptado, en razón, principalmente, a que el cloro deja residuos que pueden eliminar contaminaciones posteriores.

Tratamiento de Desinfección de Agua para uso Industrial o Domestico:

El Ozono (O3):

Es en realidad oxigeno trimolecular, presentando la propiedad de desintegrarse fácilmente y convertirse en oxígeno nacientes, el cual tiende a oxidar rápidamente las materias orgánicas presentes en la reacción. Si aplicamos ozono al agua, podremos con tal virtud obtener una desinfección cuyo procedimiento se denomina ozonificación. Lo aparatos ozonificadores inyectan al agua el aire ozonificado; luego se mezcla ese aire durante un tiempo suficiente para que actúe su poder desinfectante.

Los Rayos Ultravioletas:

Los rayos ultravioletas, producido en el espectro solar inmediatamente después de los violetas, son invisible y poseen la propiedad de destruir bacterias y esporas en virtud de la longitud de onda de sus rayos. Esta desinfección se efectúa haciendo pasar el agua, en filetes debe ser de un espesor de unos 10 cm. Esta técnica motivo muchos gastos excesivos y diseños complicados, pocos prácticos, para desinfectar volúmenes apreciables de agua, como es en el caso de abastecimientos municipales.

Plata:

Mediante el procedimiento denominado electrocadismo se puede desinfectar el agua con la ayuda de plata, metálica. La técnica consiste en pasar el agua a través de un tubo que contenga electrodos de plata metálica conectados a un generador de corriente directa de 1,5 voltios.

Tratamiento del H2O antes del uso Industrial (Físico o Químico):

La purificación del agua para uso industrial puede ser muy compleja o relativamente simple, dependiendo de las propiedades del agua cruda y del grado de pureza requerida. Se emplean muchos métodos y combinaciones de ellas, pero todos abarcan tres procesos básicos: tratamiento físico, químico y fisicoquímico.

Tratamiento Físico:

El tratamiento físico abarca los procesos mediante los cuales las impurezas se separan del agua sin producirse cambios en la composición de las sustancias. Los métodos mas comunes son sedimentación, colado y filtrado, destilación.

Sedimentación

En la sedimentación se aprovecha la acción que ejerce la fuerza de gravedad sobre las partículas más pesadas que el agua, que descienden depositándose sobre el fondo. Las aguas superficiales contiene diferentes cantidades de materia en suspensión y este método se emplea para clarificar el agua cruda, ya sea por sedimentación simple o mediante la adición de coagulantes químicos. Los

recipientes donde se lleva a cabo este proceso se denominan tanque de sedimentación.

Colado y Filtrado:

Los coladores y filtros pueden utilizarse cuando sea necesario eliminar sólidos suspendidos o flotantes en el agua, ya sea como paso adicional, después de la sedimentación, o cuando el espacio disponible no permite la instalación de depósitos de sedimentación.

Existen varios coladores de uso comercial, siendo los más comunes los de tela, malla metálica, tambor giratorio y disco giratorio. Los filtros de tela y malla metálica se utilizan cuando los materiales suspendidos son relativamente finos y están en concentraciones bajas.

Destilación:

La destilación es el método mas antiguo para obtener agua pura de alta calidad. Mediante este proceso puramente físico de evaporación y condensación pueden eliminarse casi totalmente tanto sólidos disueltos como los suspendidos.

El equipo de destilación debe estar diseñado en tal forma que la eliminación de lodos e incrustaciones pueda hacerse con un mínimo de mano de obra.

Tratamiento Químico:

El tratamiento químico es uno de los procesos en los que la separación de las impurezas del agua implica la alteración de la composición del material contaminante.

Precipitación:

Cuando se añaden a una solución acuosa algunas sales solubles, parte de los iones libres pueden reaccionar para formar compuestos comparativamente insolubles.

Suavizamiento:

El primer proceso químico de precipitación que se empleó comercialmente, fue la adición de cal hidratada (Ca (OH)2) al agua para eliminar la dureza de bicarbonatos. La cal disminuye la dureza de bicarbonato formando carbonato de calcio relativamente insoluble:

Ca (OH)2 + Ca (HCO3)2 a 2CaCO3 + 2H2O

Métodos Empleados para Eliminar la Dureza del H2O Agua:

Los métodos son:

Decantación Filtración

El tratamiento dependerá de la dureza del H2O

La dureza puede ser carbonática y no carbonática, dependiendo de que las sales de Ca y Mg sean carbonatos y bicarbonatos o sulfatos y cloruros. La dureza puede ser reducida por el método de cal – soda, en el cual el óxido de calcio, Ca (OH)2

cal viva o apagada reacciona con la dureza temporal bicarbonática, produciendo precipitados de Ca o Mg y la soda (Na2Co3) (sulfatos y cloruros), produciendo también precipitados de Ca y Mg. Estos precipitados son removidos por decantación y filtración.

¿Cómo Influye la Dureza del H2O en la Calidad Final de los Alimentos?:

El empleo de H2O con dureza (proviene del carbonato de calcio) y en el escaldado de vegetales reduce la absorción de agua totalmente carente de cationes también ejerce efectos negativos en estos productos. En el caso de las frutas que contiene pectinas, los iones divalentes producen una mayor rigidez.

El agua es el principal componente de muchos alimentos, teniendo cada alimento su propio y característico contenido de este componente. El agua en la cantidad, localización y orientación apropiados influyen profundamente en la estructura, aspecto y sabor de los alimentos y en su susceptibilidad a la alteración debido a que la mayoría de los alimentos frescos contienen grandes cantidades de agua, se necesitan modos de conservación eficaces si se desea su almacenamiento a largo plazo.

¿Cuáles son los Métodos de Cloración de H2O?:

Según las normas COVENIN los métodos son:

1. Este método se basa en que en una solución neutra o ligeramente alcalina, el cromato de potasio puede indicar el punto final de la titulación de cloruros con nitratos de plata. El cloruro de plata es precipitado cuantitativamente antes de que el cromato de plata rojo se haya formado.

2. Método de Mohr:

En este método los cloruros de un volumen conocido de agua precipitan en presencia de ácidos nítricos por un exceso de nitrato de plata valorado.

Este exceso de sal de plata se determina con una solución valorada de sulfocianuro amónico en presencia de alumbre de hierro que actúan como indicador.

3. Método de Charpentier – Volhard:

4. Método de Nitrato de Mercurio:

En este método los cloruros pueden ser titulados con nitrato de mercurio debido a la formación de cloruro de mercurio soluble y ligeramente disociado. En el intervalo de pH 2,3 – 2, 8 la difenilcarbonaza indica el punto final de la titulación por la formación de un complejo púrpura con exceso de iones mercúricos.

Reducción del uso de agua en el procesamiento de alimentos Author: Myriam Grajales-Hall

Wednesday April 28 2010

Las amas de casa saben que el secreto para quitarle la cáscara al tomate es

meterlo,  brevemente, en agua caliente, hasta que la piel se desprenda. Esto

requiere de mucha agua (y energía para calentarla), especialmente cuando se

tienen que pelar tres millones de libras de tomates que son procesados cada año

en California. Pero una nueva investigación de la Universidad de California en

Davis está afinando una novedosa forma de pelar los tomates con casi nada de

agua y usando calor infrarrojo. 

Hasta ahora, se han usado dos métodos para quitarle la piel al tomate que se va a

procesar: ya sea sumergiéndolos en agua caliente/lejía o con vapor. El método de

escaldado requiere mucha agua, energía y genera una gran cantidad de sales, lo

que representa un problema para su eliminación. El tratamiento a base de vapor

calienta demasiado el tomate, lo que reduce el rendimiento y calidad. 

“La industria de procesamiento del tomate se ha interesado desde hace tiempo en

encontrar una mejor forma de pelar los tomates”, dijo el doctor Zhongli Pan, un

investigador de USDA, y profesor adjunto en la Universidad de California en Davis.

El descubrió que al pelar el tomate con calor infrarrojo se elimina el uso de la lejía,

se reduce considerablemente la cantidad de agua que se usa, y resulta en

tomates de mejor calidad. 

El calor infrarrojo es similar al calor producido por el sol y las chimeneas. Este

permite  transferir, de manera eficiente, el calor desde el punto de origen hasta el

producto. El calor infrarrojo tiene un potencial promisorio no sólo para el pelado en

seco de los tomates, duraznos y otros productos, sino también para escaldar

muchas frutas y verduras antes de congelarlas, tales como las manzanas y las

zanahorias diminutas.   

Pan y sus colegas están construyendo un dispositivo piloto que produzca calor

infrarrojo para los tomates. La meta es desarrollar pautas comerciales para pelar

tomates y otros productos con calor infrarrojo. Dado que en California el agua está

escaseando, nuevas técnicas como ésta pueden reducir nuestra dependencia en

el agua. 

Podríamos disfrutar de pizza y salsa de tomate de mejor calidad, y de muchos

otros alimentos en nuestras mesas si la industria procesadora de alimentos llegara

a adoptar el calor infrarrojo. Y el impacto secundario en la conservación de agua

nos beneficiaría a todos. 

Lavado de productos hortofrutícolas

 

Las frutas y verduras tienen que estar completamente desinfectadas antes de su

consumo. Los productos químicos como el cloro son de uso común en todo el

mundo para su esterilización, pero estos productos químicos dejan subproductos

tóxicos cuando se emplean como agentes esterilizadores.

El ozono está declarado como la solución más segura y económica para la

limpieza y lavado de frutas y verduras.

El empleo del ozono es altamente recomendable para su utilización en la industria

hortofrutícola al garantizar la seguridad microbiológica y la calidad de los

productos. Su alto poder oxidante y la no-generación de residuos tiene como

ventajas:

- La reducción de la carga microbiana y de compuestos orgánicos tóxicos

- No conferir ni olor ni sabor residual al producto

- Reducir la DBO y la DQO en los vertidos al medioambiente

Uno de los objetivos principales, tanto de los productores como de los

procesadores de frutas y hortalizas, es evitar la contaminación de sus productos

por bacterias, virus y parásitos, además de protegerlo de agentes físicos y

químicos. La seguridad microbiológica de las frutas y hortalizas se considera

esencial para la salud debido a que, generalmente, estos productos frescos no

sufren ningún tratamiento que destruya los microorganismos patógenos humanos

que pudieran contener. Por ello, la industria alimentaria busca higienizantes que,

además de ser efectivos contra microorganismos patógenos, sean seguros para

su empleo durante el proceso de elaboración de los productos vegetales.

Durante la manipulación, postrecolección y, en particular, en el procesado de

frutas y hortalizas frescas cortadas (IV gama) se emplean grandes cantidades de

agua. Una de las prácticas comunes en las empresas de elaboración de vegetales

frescos cortados es la recirculación del agua. Esto se viene realizando no sólo por

razones económicas sino también por ser cada vez más exigentes las

regulaciones sobre vertidos y depuración de las aguas residuales.

La recirculación del agua incrementa el riesgo potencial de diseminación de

microorganismos procedentes de fuentes contaminantes. El agua utilizada para el

lavado, tanto en tanques, depósitos y duchas, o bien para el transporte de los

productos por flotación, entre otros usos, debe mantenerse siempre en

condiciones higiénicas adecuadas para su aplicación. Por ello, la desinfección del

agua es una etapa fundamental en el proceso, ya que un agua insuficientemente

higienizada puede ser por sí misma una fuente de contaminación. Los

microorganismos patógenos pueden sobrevivir en el agua durante tiempos

relativamente prolongados, o en los restos de productos vegetales para después

contaminar al producto limpio que pasa a través del agua.

 

 

Por otra parte, las soluciones higienizantes de hipoclorito sódico en el agua de

lavado se emplean para el control de los microorganismos contaminantes durante

el proceso de elaboración de vegetales frescos cortados. Sin embargo, se ha

desatado recientemente una gran polémica sobre la continuidad del uso de

compuestos clorados (entre ellos el hipoclorito sódico) por los riesgos potenciales

que los productos de reacción han sido calificados como cancerígenos y tóxicos,

tanto para el medio ambiente como para el consumidor ya que, además de no

garantizar totalmente la inocuidad del producto, quedan restos en la superficie de

los alimentos.

Todo ello ha llevado a la industria de alimentos a la búsqueda de otros

higienizantes que sean adecuados para uso alimentario como alternativa a los

compuestos clorados que se emplean en la actualidad. El alto poder oxidante y el

poder autodegradarse sin generar productos de reacción que deban ser

eliminados hacen al ozono un desinfectante viable para garantizar la seguridad

microbiológica y la calidad de los productos alimentarios.

El ozono es un potente agente antimicrobiano de amplio espectro, activo frente a

bacterias, virus, hongos filamentos, protozoos y esporas bacterianas y fúngicas.

Se ha demostrado que el ozono disuelto en agua es efectivo en el control de

bacterias como la Escherichia Coli, Salmonela Enteriditis, Pseudomonas

Putrefaciens, Pseudomonas Fluorescens, Leuconostoc Mesenteroides y

Cryptosporidyum Parvuum.

Calidad del agua

La dureza total se fija a una concentración mínima de 60 mg/l como CaCO3. El exceso de dureza incrusta las calderas del agua. El agua dura se ha correlacionado positivamente como una reducción de ataques de corazón. Los bicarbonatos, sulfatos y cloruros de calcio y magnesio producen dureza. El agua para la industria se suele ablandar más si los niveles de dureza exceden de 100 mg/l, debido a la incrustación de calderas y tuberías y a un sabor inaceptable.

La presencia de patógenos indeseables (bacterias, virus, etc.) se debe a las excreciones humanas y animales.

Las diferentes especies de plantas y animales están adaptadas a condiciones químicas diferentes, así por ejemplo se encuentran muchas diferencias entre las comunidades de aguas acidas (blandas) y de aguas alcalinas (duras). En general, las aguas acidas tienden a mantener un numero pobre de especies y no se ven favorecidos por el crecimiento de peces salmónidos, por el contrario las aguas alcalinas son muchas mas ricas en macroinvertebrados. El cambio en el uso de la tierra puede suponer un duro golpe para los ecosistemas de agua dulce debido a los cambios en la química del agua.

La calidad del agua y las normas aplicadas varían y pueden proceder de organismos diferentes, existen normas internacionales establecidas por la OMS y la UE.

De este modo, en la actualidad se utilizan 3 enfoques para describir la calidad agua:

- Medidas cuantitativas, como los parámetros fisicoquímicos del agua, de los sedimentos o de los tejidos biológicos.

- Análisis bioquímicos/biológicos (incluida la estimación DBO, análisis de toxicidad, etc.)

- Descriptivos semi-cuantitativos y cualitativos que implican indicadores biológicos e inventarios de especies.

Los desinfectantes mas utilizados a escala industrial son:

- Dióxido de cloro- Cloraminas- Ozono- Radiación UV- Cloración

Cloraminas: NH2Cl; NHCl2 y NCl3;

Características:

- No reacciona con la materia orgánica o los fenoles- Son persistentes y proporcionan una protección continua

contra rebrotes en el sistema de distribución.- Tienen un efecto perjudicial para el sabor y el color- Tienen un efecto algicida- Son desinfectantes menos efectivos

Ozono (O3):

Características:

- Efectivo contra virus - Mejora el color y el sabor- Transforma en no degradables a degradables- Efecto de microfloculacion- Sensiblemente independiente del pH- Rebrotes de microorganismos en el sistema de distribución de

agua debido a la producción de sustancias mas fácilmente degradables

- Formación de compuestos tóxicos- No quedan residuos desinfectantes

Radiación UV:

Características:

- Necesita tener agua clara y capas finas de agua- No residuos- Puede producir fotooxidacion de los compuestos- No olor ni sabor- No se añaden productos químicos

Características del agua residual

Color AlcalinidadOlor ClorurosSólidos en suspensión y disueltos NitrógenoTemperatura FósforoCarbohidraros AzufreGrasas y aceites Sulfuros de hidrógenoProteínas MetanoAgentes tensoactivos ProtistasVirus

Tratamiento de las aguas residuales

Principales contaminantes

Sólidos en suspensión:

Cuando los sólidos en suspensión de un agua residual se vierten en lechos de ríos, lagos, etc., conducen al desarrollo de depósitos de fangos y aumentan las condiciones anaerobias de las zonas de vertido.

Materia orgánica refractaria:

Este tipo de materia orgánica puede interferir en los métodos convencionales de tratamiento, por otra parte el vertido de aguas que la contengan con elevada concentración puede contaminar las aguas naturales de productos tóxicos o, según algunos estudios, incluso cancerígenos (pesticidas, fungicidas, herbicidas, fenoles, etc.)

Nutrientes:

Los principales nutrientes acuáticos son el nitrógeno, el fosforo y el carbono. Un agua residual que los contenga, y se vierta sin tratar, puede producir el crecimiento de una vida acuática no deseada así como la contaminación de aguas superficiales y subterráneas.

Metales pesados:

Los metales pesados provienen generalmente de aguas residuales comerciales e industriales. Aunque algunos de estos metales son necesarios para el desarrollo de la vida biológica, las concentraciones elevadas de estos pueden interferir en los procesos de depuración y, por supuesto, que su vertido al medio acuático podría poner en peligro el aprovechamiento de las aguas naturales dada su alta toxicidad.

Compuestos tóxicos:

Estos compuestos, tienen la misma problemática que los metales pesados, y algunos de ellos, tales como la plata, el cobre, boro, cianuro, cromatos, cromo, plomo y arsénico, son tóxicos en alguna medida para los microorganismos y, por lo tanto, pueden interferir en los procesos de depuración biológica.

Patógenos: pueden transmitir enfermedades contagiosas.

1. Tratamiento físico (primario):

Desbaste SedimentaciónDilaceración FlotaciónFloculación Filtración

Desbaste:

Consiste en la eliminación de sólidos gruesos y sedimentables por retención en las superficies. Los elementos utilizados son las rejas y los tamices. Las rejas presentan aberturas mayores de 25mm mientras que en los tamices no serán superiores a 6mm. Las rejas se utilizan para separar los sólidos grandes, que pueden producir daños y obturaciones en bombas, válvulas, conducciones u otros elementos. El tamiz se usa tanto para el tratamiento primario como la eliminación de sólidos en suspensión en el tratamiento secundario. La limpieza de las rejas y tamices se pueden realizar mecánica o manualmente.

Dilaceración:

Es la trituración de sólidos gruesos en tamaños menores y más homogéneos. Esta operación se realiza para mejorar los procesos posteriores y evitar los problemas que pueden causar los sólidos de diferentes tamaños. Según algunos autores es conveniente dilacerarlos sólidos que quedan en las rejas y tamices que pueden ser devueltos a la corriente para su eliminación en los procesos posteriores. El apartar los sólidos de las rejas y tamices, o proceder a su dilaceración dependerá de los estudios de eficiencia para cada caso concreto.

Homogenización de caudales:

Se realiza en los tratamientos de aguas residuales para tener caudales de tratamientos iguales y concentraciones de contaminantes mucho más homogénea. Esta operación produce una mayor efectividad en los tratamientos posteriores.

Floculación:

Es la operación en que las partículas en suspensión aumentan su superficie de contacto. Este aumento de la superficie de contacto es debido a la adición de productos químicos en los procesos de precipitación química o química asistida. Debido a la floculación las partículas se agregan en partículas mayores (coagulación) y alcanzan la masa suficiente para sedimentar. La floculación se ve favorecida por una agitación moderada ya que un mayor contacto entre partículas favorece la formación de flòculos. Debe tenerse cuidado de que la agitación no sea excesivamente brusca puesto que podría destruir los flòculos.

Flotación:

Se utiliza para separar partículas liquidas y solidas del agua residual. Los líquidos sólidos con una densidad menor que la del agua flotan en esta y, en consecuencia, se pueden recoger superficialmente. Los métodos de flotación son: por aire disuelto, aire a presión atmosférica y por vacio.

2. Tratamiento biológico (secundario): para eliminar la materia orgánica biodegradable.

3. Tratamiento terciario: es una combinación del físico, del químico y del biológico, así como tratamientos específicos de aguas residuales.

Cuestionario

1. ¿Qué se realiza en el procesamiento de alimentos? R= preparación y empacado de carnes y productos relacionados, pescados y moluscos, productos lácteos, frutas y vegetales, y granos; refinamiento, preservación, mejoramiento de los productos, almacenamiento, manejo, empacado o envasado.

2. ¿Cuál es el objetivo del procesamiento de alimentos? R= es extender la vida útil de las mercancías crudas mediante el uso de varios métodos de preservación.

3. ¿Qué desperdicios genera el procesamiento de alimentos? R= genera grandes cantidades de aguas residuales y desperdicios sólidos puede ser una fuente de contaminación atmosférica.

4. ¿De dónde provienen principalmente las aguas residuales? R= provienen de fugas, derrames y el lavado de los equipos.

5. ¿Cuál es el propósito de las operaciones de lavado? R= su propósito es eliminar la tierra, pesticidas y cascaras de las frutas y vegetales.

6. A parte de las aguas residuales y los sólidos ¿Qué otros problemas es importante considerar? R= los olores

7. ¿Qué productos fabrica la industria láctea? R= leche pasteurizada, helados, mantequilla, leche condensada, leche en polvo, suero y cultivos.

8. ¿Cuáles son los procesos típicos de la industria láctea? R= recepción y almacenamiento de la materia prima, clarificación para eliminar sólidos suspendidos y separación para remover la crema; batido, homogenización, cultivo, condensación y secado; empacado y el almacenamiento para envió posterior.

9. ¿Cuáles son las principales fuentes de desechos y aguas residuales de la industria láctea? R= son las aguas de lavado y enjuague de limpieza, subproductos no recuperados o dañados o averiados, y el liquido arrastrado de los evaporadores.

10. ¿Cómo podemos disminuir la emisión de desechos de aguas y sólidos en la industria láctea? R= realizando las operaciones normales y practicando una buena limpieza, la recepción y almacenamiento no constituyen fuentes importantes de desperdicios.

11. ¿Cuáles son las características significativas de las corrientes de desechos de toda la planta láctea? R= las variaciones marcadas del caudal, demanda de oxigeno bioquímico, temperatura y pH.

12. ¿Qué desecho resulta difícil eliminar y cuales son los métodos que se emplean? R= el suero y los métodos más comunes son alimentos para el ganado, riego por roció, descarga a los sistemas municipales, concentración y secado.

13. ¿Cuáles son los principales riesgos para la seguridad en la industria láctea? R= las roturas de botellas, vidrio volante y caídas en los pisos resbalosos.

14. ¿Cuáles son los riesgos para la salud? R= enfermedades para los animales, como brucelosis, tuberculosis bovina, ántrax, etc.; y se puede contraer el “comezón del queso”

15. ¿Qué procesos extienden la vida útil de los productos crudos? R= el envasado, preservación, congelación, deshidratación y tratamiento con salmuera.

16. ¿Qué métodos se incluyen en la conservación de las frutas y vegetales? R= la limpieza, clasificación, peladura, clasificación por tamaño, estabilización y procesamiento.

17. ¿Qué se debe hacer antes del procesamiento de las frutas y vegetales? R= se deben lavar y enjuagar con grandes cantidades de agua y ocasionalmente con detergentes, se deben clasificar y graduar los productos lavados, se separan los maduros de los verdes, luego se desapolillan, se recortan y se cercenan, mecánicamente.

18. ¿Por qué se realiza el pelado de muchas frutas y vegetales? R= para eliminar la tierra, pesticidas y las cascaras gruesas, vellosas o duras.

19. ¿Qué procesos generan grandes cantidades de aguas residuales? R= las de lavado, enjuagado, clasificación, transporte dentro de la planta, peladura, blanqueado, envasado, combinación, cocinado y limpieza.

20. ¿Cuáles son los parámetros significativos de las aguas residuales? R= demanda de oxigeno bioquímico, sólidos totales suspendidos y pH; y colibacilos fecales.

21. ¿Qué se debe hacer debido a la gran variación de caudal y concentración de las aguas residuales? R= se deberán diseñar las instalaciones de tratamientos a fin de manejar volúmenes grandes e intermitentes.

22. ¿Qué provocan los desechos cítricos? R= estas contienen pectina y esta interfiere con el asentamiento de los sólidos suspendidos.

23. ¿Cuáles son las principales causas de accidentes en el procesamiento de frutas y vegetales? R= son causadas por el levantamiento de pesas, quemaduras de vapor, ácidos y álcalis, y heridas a causa de vidrios rotos y latas cortantes.

24. ¿Cuáles son los principales problemas de salud en el procesamiento de frutas y vegetales? R= dermatitis e infecciones de la piel, a causa de químicos y manejo de frutas y vegetales, y también exceso de ruido, temperatura y humedad.

25. ¿Qué productos se obtienen del procesamiento de carne? R= fabrican salchichas, carnes cocinadas, curados, ahumadas, envasados y tajas de carne congelada y fresca, tripas naturales para salchichas y otras especialidades.

26. ¿Que desecho genera la descongelación de cadáveres de animales? R= la descongelación en agua producen grandes volúmenes de efluentes.

27. ¿Cuáles son las operaciones típicas que se emplean en el procesamiento de carnes? R= corte de carnes para preparar productos estandarizados, procesamiento de jamón, fabricación de salchichas y fiambres, y productos de jamones envasados.

28. Para realizar una limpieza completa ¿Qué se debe hacer con la planta? R= la planta se debe paralizar completamente

29. ¿De dónde provienen los sólidos suspendidos en los efluentes? R= provienen principalmente del tamizado y la limpieza.

30. A parte de los efluentes y sólidos ¿Qué otro problema de contaminación es importante considerar? R= los olores y estos se originan del proceso de cocción de los materiales, residuos de animales y de la descomposición de materia orgánica.

31. ¿Cuáles son los parámetros mas importantes para industria de procesamiento de carnes? R= demanda de oxigeno bioquímico, sólidos totales suspendidos, aceites y grasa, pH y colibacilos fecales, el fosforo y el amoniaco.

32. De las operaciones que se realizan en esta industria ¿Cuáles son los mayores contribuidores de contaminantes? R= el envasado de carne y el procesamiento de jamón.

33. ¿Cómo se puede disminuir a niveles deseados los desechos descargados por esta industria? R= mediante el manejo efectivo del agua, control de los desperdicios dentro de la planta, modificación del proceso y sistemas de tratamiento de aguas residuales.

34. ¿Cuáles son los riesgos para la seguridad en la industria de procesamiento de carnes? R= pisos resbalosos, quemaduras y heridas y abrasiones producidas por las latas cortantes, vidrios rotos y maquinas de corte.

35. ¿Cuáles son los principales problemas de salud en esta industria? R= dermatitis causada por los químicos y las infecciones de la piel, las enfermedades de los animales como ántrax, actimicosis, erisipela y tuberculosis, exceso de ruido, temperatura y humedad.

36. A parte del envasado y preservado ¿Qué otras técnicas se utilizan en la industria de procesamiento de pescados y moluscos? R= las técnicas de secado y curado, congelación y extracción.

37. ¿Qué procesos se emplean en esta industria? R= pesca, almacenamiento, recepción, destripamiento, precocinado, limpieza, preservación y empaquetado.

38. ¿Cómo son las aguas residuales de esta industria? R= demanda bioquímica de oxigeno y químico, sólidos totales suspendidos, aceite y grasa, pueden tener un pH alto o bajo. También a veces con alta concentración de cloruro de sodio.

39. ¿Cómo recuperan los sólidos de desperdicio las planta más nuevas? R= las recuperan en tamizado o recolección en seco.

40. ¿Para que utilizan las plantas los sólidos recuperados? R= se procesan para producir harina de pescados, proteínas solubles concentrados, aceites, fertilizantes líquidos, pelotillas de alimentos para peces, alimentos para animales, novedades de madre perla, etc.

41. ¿Cuáles son las principales causas de accidentes en el procesamiento de pescados y moluscos? R= por el levantamiento o manejo de materiales y la caída de los mismos, caídas en los pisos resbalosos y quemaduras y heridas por la maquinaria y objetos cortantes.

42. ¿Cuáles son los problemas de salud que se presentan en la industria pesquera? R= se originan de las verrugas causadas por los virus y el órgano del pescado y las infecciones de la piel y dermatitis a causa de los químicos.

43. ¿Por qué es importante la selección del sitio donde se instalara la planta de procesamiento de alimentos? R= porque el agua es muy importante en estas plantas y es indispensable elegir un lugar en donde este disponible suficiente agua de muy buena calidad.

44. ¿Cuáles son las características de las aguas residuales de procesamiento de alimentos? R= típicamente, los efluentes tienen alta demanda de oxigeno bioquímico y químico, aceite y grasa, colibacilos, y sólidos suspendidos y disueltos y otros como residuos de pesticidas, aceites complejos, compuestos alcalinos o ácidos y otros materiales orgánicos.

45. Mencione algunas instituciones que regulen el desecho de aguas residuales. R= la Environmental Guidelines and Occupational Health and safety Guidelines del banco mundial (orientación ambiental y salud ocupacional y orientación para la seguridad) y la Agencia de Proteccion Ambiental (EPA).

46. ¿Qué regulan las normas de la EPA? R= estas normas controlan las diferentes operaciones de procesamientos de alimentos son: pH, sólidos totales suspendidos y demanda de oxigeno bioquímico y también normas para el aceite y grasa, colibacilo fecal y amoniaco para las industrias de procesamiento de leche, carne y mariscos.

47. ¿Cuáles son los procesos que utilizan las medidas de control de la contaminación del agua? R= tratamiento activado de lodos, lagunas aireadas, tamizado, sedimentación, floculación, neutralización, clarificación, riego por rociado, filtración por goteo, lagunas de estabilización, flotación de aire, separación con amoniaco, intercambio iónico, adsorción con carbón y electrolisis, entre otros.

48. ¿Por qué es importante diseñar e implementar un plan de monitoreo ambiental? R= porque permite controlar la contaminación causada por los proyectos de procesamiento de alimentos, nos proporciona los medios específicos necesarios para determinar si el proyecto o sus subcomponentes cumplen o no, con las normas y practicas ambientales pertinentes.

59. Mencione, ¿Qué es extrusión? R= extrusión es un método de procesamiento de alimentos, que consiste en comprimir los alimentos hasta conseguir una masa semisólida.

50. ¿Qué alimentos se producen a través de este método? R= algunos productos de aperitivo, golosinas, cereales e incluso algunas comidas para animales.

51. Mencione los beneficios de este método. R= permite una mejor conservación de los alimentos y permite controlar la cantidad de agua contenida en los alimentos.

52. ¿Cómo influye la dureza del agua en al calidad final de los alimentos? R=reduce la absorción de agua totalmente de cationes también ejerce efectos

negativos en estos productos, en las frutas que contienen pectinas, los iones divalentes producen mayor rigidez.

53. ¿Para que se esta utilizando el calor infrarrojo en el procesamiento de alimentos? R= se utiliza para el pelado de algunas verduras y frutas, como el tomate, durazno, manzana, zanahoria, etc. en lugar de usar agua.

54. ¿Qué beneficios tiene utilizar el calor infrarrojo en el pelado de vegetales? R= su ventaja principal es el de ahorrar agua, contribuyendo a la disminución de aguas residuales.

55. ¿Cuál es el método mas eficaz y económico para el lavado y limpieza de frutas y verduras; y por que? R= la ozonificación, porque garantiza la seguridad microbiológica y la calidad de los productos, su alto poder oxidante y la no generación de residuos, no deja olor ni sabor residual, reduce la DBO y DQO.

56. ¿Qué bacterias o virus y demás patógenos es capaz el ozono de eliminar? R= la escherichia, salmonela enteriditis, pseudomonas putrefaciens, pseudomonas fluurescens, leuconostoc mesenteroides y cryptosporidyum parvuum.

FUENTES DE INFORMACION:

INTERNET

2. http://es.wikibooks.org/wiki/Impactos_ambientales/Procesamiento_de_alimentos

3. http://www.eufic.org/article/es/artid/nuevas-tecnologias-alimentarias-procesamiento/

4. http://ucanr.org/blogs/alimentos/index.cfm?tagname=Zhongli%20Pan

LIBROS:

1. Gerard kiely, 1999, ingeniería ambiental; fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión, ed. McGraw-Hill/Interamericana de España, S. A. U., Colombia

2. Sans Fonfria Ց de Pablo Ribas, 1999, Ingeniería Ambiental: contaminación y tratamientos, editora Alfaomega Grupo Editor, S. A. de C. V., Colombia.

3. Davis – Masten, 2005, Ingeniería y Ciencias Ambientales, editora McGraw – Hill/Interamericana Editores, S. A. de C. V., México.