Colección TTeeccnnoollooggííaa ddee aalliimmeennttooss OOppeerraacciioonneess UUnniittaarriiaass eenn llaa IInnggeenniieerrííaa ddee AAlliimmeennttooss Albert Ibarz Gustavo V. Barbosa-Cánovas OPERACIONES UNITARIAS EN LA INGENIERÍA DE ALIMENTOS ALBERT IBARZ Catedrático de Tecnología de Alimentos Universidad de Lleida GUSTAVO V. BARBOSA-CÁNOVAS Profesor de Ingeniería de Alimentos Washington State University OPERACIONES UNITARIAS EN LA INGENIERÍA DE ALIMENTOS Ediciones Mundi-Prensa Madrid • Barcelona • México 2005 Grupo Mundi-Prensa • Mundi-Prensa Libros, s. a. Castelló, 37 - 28001 Madrid Tel.914 36 37 00 - Fax 915 75 39 98 E-mail:[email protected] • Internet:www.mundiprensa.com • Mundi-Prensa Barcelona • Editorial Aedos, s. a. Consell de Cent, 391 - 08009 Barcelona Tel.934 88 34 92 - Fax 934 87 76 59 E-mail:[email protected] • Mundi-Prensa México, s. a. de C. V. Río Pánuco, 141 - Col.Cuauhtémoc 06500 México, D.F. Tel.00 525 55 533 56 58 - Fax 00 525 55 514 67 99 E-mail:[email protected] © 2005, Albert Ibarz y Gustavo V. Barbosa-Cánovas © 2005, Ediciones Mundi-Prensa Depósito Legal: M. 4.505-2005 ISBN: 84-8476-163-0 No se permite la reproducción total o parcial de este libro ni el almacenamiento en un sistema informático, ni la transmisión de cualquier forma o cualquier medio, electrónico, mecánico, fotocopia, registro u otros medios sin el permiso previo y por escrito de los titulares del Copyright. IMPRESO EN ESPAÑA- PRINTED IN SPAIN Artes Gráficas Cuesta, S. A. - Seseña, 13 - 28024 Madrid A nuestras familias Albert Ibarz Ribases Licenciado y Doctor en Ciencias Químicas (Ingeniería Química) por la Universidad de Barcelona, Ingeniero Técnico Agrícola en Industrias Agroalimentarias por la Universidad Politécnica de Cataluña. En la actualidad es Catedrático de Tecnología de Alimentos en la Universidad de Lleida. Gustavo V. Barbosa-Cánovas es Ingeniero Mecánico por la Universidad de Uruguay, posee los títulos de Maestría y Doctorado en Ingeniería de Alimentos por la Universidad de Massachusetts en Amherst. Actualmente es Profesor de Ingeniería de Alimentos y Director del Centro de Procesado No-térmico de Alimentos en la Washington State University. Prólogo Uno de los objetivos primordiales de las industrias alimentarias es realizar una serie de operaciones sobre las materias primas agrícolas, que las conviertan en ali- mentos aptos para el consumo humano. Estas operaciones se realizan de tal modo que cambian su composición y/o su nivel energético. Para realizar estas transfor- maciones se utilizan distintos aparatos, en las diferentes etapas de procesado, siendo imprescindible que cada una de estas etapas esté bien diseñada para que el producto sufra el mínimo de deterioro. El cálculo y diseño eficiente de cada una de estas etapas es el fin primordial de la Ingeniería Alimentaria, y en la que cada una de las etapas de proceso recibe el nombre de Operación Unitaria o Básica. El estudio sistemático de las Operaciones Unitarias arranca de la Ingeniería Química, donde se desarrollaron las herramientas de cálculo de las mismas. Pos- teriormente, todos estos conocimientos se han ido aplicando a la Ingeniería Ali- mentaria, y al mismo tiempo se han adaptado a la naturaleza singular y distintiva de las materias primas sobre las que se deben aplicar estos mecanismos de cál- culo. Siempre es importante resaltar que no sólo es necesario obtener el óptimo de producción, sino que el producto final de toda la serie de operaciones debe ser un alimento apto para el consumo y de máxima calidad. Ello hace que en la aplica- ción de las operaciones unitarias utilizadas en un determinado proceso alimenta- rio, sea fundamental un cálculo exhaustivo y esmerado, con el fin de obtener unas etapas de procesado que impartan el mínimo deterioro en el alimento que se está elaborando. Los estudios de Ingeniería Alimentaria son muy complejos, y junto a las ense- ñanzas básicas de química y bioquímica de alimentos, así como de los procesos, deben incluirse los estudios más ingenieriles de cálculo incluidos en la Operacio- nes Unitarias. Un análisis de lo expuesto indica la necesidad que se debe tener para comprender y utilizar los principios ingenieriles, y saber aplicarlos correctamente a los procesos industriales. El objetivo esencial de este libro es presentar, en forma progresiva y sistemática, la información necesaria para poder diseñar procesos ali- mentarios y los equipos necesarios para llevarlos a cabo. Para cumplir este objetivo es importante que el estudiante tenga una adecuada formación en matemática, fí- sica e ingeniería en general. Este libro es útil como herramienta de cálculo para las operaciones unitarias descritas, y está enfocado para alumnos del segundo ciclo universitario de Licenciatura e Ingeniería de Alimentos.