Guía para la gestión de la temperatura en el procesamiento de alimentos en la cadena de frío

Desigualdad térmica ambiental y aislamiento térmico

En julio, las temperaturas ambientales exteriores en las instalaciones de producción de Tianbao Food Company (天宝食品公司) dan lugar de forma constante a entornos de altas temperaturas, y las temperaturas de la superficie del suelo alcanzan niveles máximos. Por el contrario, las naves de procesamiento de congelación rápida deben mantener unos niveles mínimos de temperatura para evitar el deterioro de los alimentos y controlar el crecimiento bacteriano.

Una puerta con barrera de aislamiento térmico de alto rendimiento separa estas dos zonas, manteniendo una diferencia de temperatura ($\Delta T$) de casi $40^\circ\text{C}$. Esta barrera constituye el principal sistema de defensa técnico para preservar la frescura de la materia prima y garantizar un estricto control de calidad.

Dinámica de la transferencia térmica a través de los límites de los talleres

Para mantener el entorno de procesamiento a baja temperatura requerido, los sistemas de refrigeración deben compensar constantemente el calor que entra en el taller. La tasa de transferencia de calor a través de las paredes divisorias y las puertas aislantes del taller se calcula utilizando la ley de Fourier sobre la conducción de calor:

$$Q = \frac{k \cdot A \cdot \Delta T}{d}$$

Dónde:

• $Q$ = Tasa de transferencia de calor ($\text{W}$)
• $k$ = Conductividad térmica del panel aislante de poliuretano ($0,022 \text{ W / (m} \cdot \text{K)}$ [1])
• $A$ = Superficie de la puerta de la barrera aislante ($\text{m}^2$)
• $\Delta T$ = Diferencia de temperatura entre el exterior y el taller de baja temperatura ($^\circ\text{C}$ o $\text{K}$)
• $d$ = Espesor del panel aislante ($\text{m}$)

Por ejemplo, supongamos una puerta aislante con una superficie de $6,0\text{ m}^2$, un espesor de $0,15\text{ m}$ ($150\text{ mm}$) y una diferencia de temperatura ($\Delta T$) de $40^\circ\text{C}$ ($38^\circ\text{C}$ en el exterior frente a $-2^\circ\text{C}$ en el interior), la tasa de conducción térmica en estado estacionario se calcula como:

$$Q = \frac{0,022 \cdot 6,0 \cdot 40}{0,15} = 35,2\text{ W}$$

Esta carga térmica, junto con las cargas térmicas del aire de infiltración procedentes de las aberturas de las puertas, debe ser eliminada de forma continua por el sistema de refrigeración para evitar fluctuaciones de temperatura [1].

Normas técnicas para salas de procesamiento de alimentos a baja temperatura

Las naves de baja temperatura se dividen en zonas diferenciadas en función de los requisitos de seguridad alimentaria y de procesamiento. Dentro de la zona de procesamiento del ajo ultracongelado, los operarios realizan tareas de clasificación, pesaje y sellado.

En la tabla siguiente se resumen los valores de temperatura, humedad relativa y las normas de desinfección que se mantienen en estos entornos de procesamiento en frío:

Protocolos de ergonomía humana y equipos de protección

Trabajar en un taller con temperatura baja mientras se sufre el calor del verano en el exterior plantea graves retos ergonómicos. Los empleados deben desplazarse con frecuencia entre diferentes zonas climáticas, lo que supone un esfuerzo físico para el cuerpo humano.

Para mitigar los riesgos para la salud y mantener la motricidad fina durante tareas de alta precisión, como la clasificación y el pesaje, la empresa Tianbao Food ha implantado un protocolo obligatorio sobre equipos de protección individual (EPI).

• Capas térmicas: Los operarios deben llevar chaquetas de varias capas, con aislamiento de fibra sintética, para retener el calor corporal.
• Barreras respiratorias: Es obligatorio el uso de mascarillas antipolvo de alta filtración para proteger las vías respiratorias del aire seco y frío y de las partículas de polvo de ajo en suspensión en el aire.
• Protección táctil: Los trabajadores llevan guantes de nitrilo aislantes que evitan la congelación y, al mismo tiempo, les permiten mantener la destreza necesaria para retirar los dientes de ajo defectuosos.

Optimización de procesos y flujos de trabajo de control de calidad

Para garantizar la seguridad alimentaria y reducir al mínimo los cuellos de botella en el procesamiento, la línea de procesamiento del ajo está organizada en un flujo de trabajo lineal y unidireccional. Esta disposición evita la contaminación cruzada entre las materias primas y los productos finales envasados:

• Clasificación visual: Los trabajadores revisan los dientes de ajo sobre mesas de acero inoxidable para retirar los que estén descoloridos, dañados o defectuosos.
• Calibración de precisión: Las básculas digitales pesan el ajo clasificado para garantizar que cada paquete cumpla los requisitos de peso neto.
• Sellado hermético: Las máquinas de envasado automáticas sellan las bolsas para proteger el producto de la humedad y el aire durante su almacenamiento.

Referencias y normas de ingeniería

• [1] Manual de ASHRAE: Refrigeración, Capítulo 14: Química de los sistemas de refrigeración y normas de aislamiento.
• [2] ISO 22000:2018 Sistemas de gestión de la seguridad alimentaria, Requisitos para cualquier organización de la cadena alimentaria: controles de temperatura en el procesamiento de la cadena de frío.