Estudia

• Aconseguir que tots els alumnes que cursen l’assignatura coneguin: 1. Els diferents processos tecnològics de transformació i/o conservació dels aliments, tenint en compte els fonaments de cada procés, les variables implicades, els equips industrials utilitzats i les seves aplicacions. 2. Els efectes dels tractaments tecnològics sobre la vida útil, el valor nutritiu, les característiques organolèptiques i les propietats funcionals dels aliments. 3. Els elements que s’utilitzen als processos industrials per dur a terme la mesura, el registre i el control de les variables (temperatura, pressió, nivell, cabal, pH, humitat, etc.). 4. Els circuits de control que requereixen les operacions de fabricació industrial per aconseguir uns productes amb la qualitat i preu que sol·liciten els mercats. 5. Els mètodes de càlcul usuals per a l’elecció, instal·lació i calibració dels elements que formen els bucles de control, tenint en compte criteris d’eco-eficiència. 6. Puguin dissenyar automatismes de control, partint d’aparells i equips existents al mercat.

1. PRIMERA PART: TECNOLOGIES GENERALS DELS PROCESSOS ALIMENTARIS

          1.1. Consideracions generals. La Tecnologia dels aliments: antecedents històrics. Nivell tecnològic de les indústries alimentàries i previsió de futur. La producció dels aliments. Definicions: procés tecnològic, diagrames de flux. Classificació dels processos: conservació i/o transformació.

          1.2. Tractaments de les primeres matèries

                    1.2.1. Transport a fàbrica i emmagatzemtage. Condicions òptimes de transport, embalatge i manipulació. Vehicles de transport. Sistemes de càrrega i descàrrega. Dipòsits, sitges i magatzems. Característiques.

                    1.2.2. Tractaments previs. Neteja: funcions. Tipus. Desinfecció: aplicacions. Selecció. Criteris de selecció. Classificació: funcions i factors de qualitat. Pelat. Escaldament. Procediments i equips industrials.

          1.3. Tractaments mecànics o de conversió

                    1.3.1. Reducció de grandària. Molturació d'aliments fibrosos i secs. Molturació seca i humida. Efectes sobre els aliments. Separació per grandària: Tamisat. Aplicacions i equips.

                    1.3.2. Producció de mescles i modelatge. Mescla d’aliments líquids. Mescla de pastes viscoelàstiques i masses plàstiques. Mescla d’aliments sòlids. Eficàcia de la mescla. Equips i aplicacions. Emmotllament: tipus i equips.

                    1.3.3. Tecnologies de separació. Sedimentació. Decantació. Centrifugació. Filtració. Espremut. Equips industrials. Separació per membranes: Microfiltració, Ultrafiltració, Nanofiltració i Osmosi inversa. Equips i aplicacions. Efectes sobre els aliments.

                    1.3.4. Emulsions i homogeneïtzació. Fonaments. Estabilitat de les emulsions i fenòmens de desestabilització. Tecnologia: formulació i preparació de sistemes emulsionats. Homogeneïtzació. Equips. Valoració de l’índex d’homogeneïtzació. Aplicacions i efectes sobre els aliments.

          1.4. Processos de conservació per eliminació de calor

                    1.4.1. Refrigeració. Fonaments. Temperatures de refrigeració i d’emmagatzematge. Mètodes de refrigeració industrial. Cambres: característiques i utilització. Efectes sobre els aliments.

                    1.4.2. Congelació. Fonaments. Etapes de formació dels cristalls de gel. Velocitat de congelació. Procediments de congelació: sistemes mecànics i criogènics. Criteris per l’elecció d’un sistema de congelació. Condicions òptimes d’emmagatzematge dels productes congelats. Procediments de descongelació industrial. Efectes sobre els aliments.

          1.5. Processos de conservació per aplicació de calor

                    1.5.1. Pasteurització. Principis. Importància de la pasteurització en la conservació dels aliments. Pasteurització de fluids: en tanc, HTST; pasteurització d’aliments envasats. Equips industrials i efectes sobre els aliments.

                    1.5.2. Esterilització. Principis. Importància de l’esterilització en la conservació dels aliments. L’esterilitat comercial. Esterilització de fluids: aliments líquids, UHT directe i indirecte. Esterilització d’aliments particulats. Esterilització convencional als aliments envasats. Procediments i equips. Efectes sobre els aliments.

          1.6. Processos de transformació per aplicació de calor

                    1.6.1. Fregitel·la, cocció, torrat i enfornat. Fregit: fonaments; olis i greixos utilitzats. Condicions d'aplicació segons l’aliment. Sistemes de control i reciclatge de l’oli. Cocció: fonaments. Enfornat i torrat: fonaments. Equips industrials. Efectes sobre els aliments.

          1.7. Texturització

                    1.7.1. Processos de texturització. Fonaments. Gelificació: aplicacions. Extrusió: tipus i variables del procés. Altres processos de texturització. Matèries primeres utilitzades. Productes obtinguts. Equips. Aplicacions. Efectes sobre els aliments.

          1.8. Processos de control i disminució de l’activitat de l’aigua

                    1.8.1. Evaporació. Fonaments. Influència de l’evaporació sobre l’activitat de l’aigua. Equips. Evaporació d’efectes i etapes múltiples. Aplicacions. Efectes sobre els aliments.

                    1.8.2. Deshidratació. Fonaments. Classificació de les tecnologies de deshidratació. Aliments líquids i sòlids. Influència de la deshidratació sobre l’activitat de l’aigua i la conservació. Rehidratació dels productes assecats. Aliments deshidratats instantanis: Instantaneïtzació. Deshidratació osmòtica. Equips. Efectes sobre els aliments.

                    1.8.3. Crioconcentració i Liofilització. Fonaments de la crioconcentració i la liofilització. Característiques tecnològiques i aplicacions en aliments líquids i sòlids. Efectes sobre l’activitat de l’aigua i la conservació. Equips. Efectes sobre els aliments.

                    1.8.4. Processos combinats de conservació. Teoria dels obstacles. Variables utilitzades. Mètodes tradicionals: confitat, salat, curat i fumat. Desenvolupaments en la utilització dels mètodes combinats. Concepte d’aliments de baixa, mitja i alta activitat de l’aigua. Aplicacions de la teoria dels obstacles en la formulació de productes alimentaris.

          1.9. Processos no tèrmics de conservació i transformació dels aliments

                    1.9.1. Fonaments i principis del processament no tèrmic dels aliments. Altes pressions hidrostàtiques. Camps elèctrics polsants d’alta intensitat. Ultrasonicació i manotermosonicació. Mecanismes d’acció. Equips industrials. Aplicacions i efectes sobre els aliments.

          1.10. Processos amb utilització d’energia radiant

                    1.10.1. Microones, escalfament dielèctric i radiacions infraroges. Fonaments. Utilització de l’escalfament dielèctric, les microones i les radiacions infraroges a la indústria alimentària. Principals aplicacions. Equips industrials. Efectes sobre els aliments.

                    1.10.2. Radiacions ionitzants. Tipus d’energia. Les radiacions ionitzants i les seves fonts. Mecanisme d’acció. Factors que determinen la dosi. Regulació del procés. Aplicacions comercials. Efectes sobre els aliments. Avantatges tècnico-econòmiques i limitacions. Seguretat dels aliments irradiats.

          1.11. Envasament, emmagatzematge i distribució

                    1.11.1. Tecnologies de l'envasament. Tipus i materials. Interaccions envàs-aliment. Sistemes de dosificació i emplenat. Envasament asèptic, al buit i en atmosfera protectora i modificada. Característiques dels gasos. Emmagatzematge en atmosferes controlades. Envasament actiu i envasament inteligent. Sistemes de tancat. Equips.

                    1.11.2. Manipulació i emmagatzematge de productes envasats. Etiquetatge. Característiques de les etiquetes. Legislació relacionada. Encaixat. Paletització. Transport intern. Emmagatzematge. Transport extern.

2. SEGONA PART: CONTROL DELS PROCESSOS ALIMENTARIS

3. Fonaments del control automàtic. Justificació de la necessitat del control automàtic dels processos. Tipus d’automatització. Avaluar els avantatges i inconvenients que es generen.

          3.1. Medició, automatització i control automàtic. Conceptes generals. El llaç de control. Components. Característiques dels instruments. Definicions. Codis d’identificació. El projecte de Instrumentació i Control.

          3.2. Sensors Criteris de selecció. Mètodes de mesura industrial. Avantatges e inconvenients. Normes d’instal·lació. Detectors de temperatura, pressió, nivell i cabal. Altres detectors. Errors de mesura. Calibració d’instruments.

          3.3. Transmissors Característiques. Transmissió de senyals analògiques i digitals. Interfície amb sensors i actuadors. Condicionament dels senyals. Comunicacions industrials.

          3.4. Actuadors Vàlvules de control. Tipus de vàlvules. Dimensionament: càlcul del coeficient de cabal Cv.

          3.5. Introducció a la regulació automàtica Modelització de sistemes. Anàlisi temporal de sistemes lineals. Classificació dels controladors: Accions proporcional, integral i derivada. Resposta temporal i freqüencial de sistemes. Simulació de processos. Sistemes de control per ordinador.

          3.6. Automatismes Processos lògics i seqüencials. Autòmats programmables PLC: Funcions, arquitectura i programació.

          3.7. Controladors automàtics Controladors PID. Sintonia de controladors. Bondat del control. Altres tipus de control: autoajustables, predictius, adaptatius predictius.

          3.8. Instrumentació i control d'operacions bàsiques Estructures de control: relacions, cascada. Exemples de llaços de control. Especificacions dels sistemes de control.

4. Problemes tipus:

          4.1. Elecció d’elements per la mesura de temperatures.

          4.2. Retard en els sistemes de mesura.

          4.3. Elecció d’elements per a la mesura de pressions.

          4.4. Elecció de transmissors de pressió, absoluta, relativa i diferencial.

          4.5. Normes Afnor per a la mesura de cabals.

          4.6. Elecció de vàlvules de control.

          4.7. Determinació de l’ajustament experimental d’un controlador PID.

          4.8. Determinar les posicions de les vàlvules de control.

5. Pràctiques de control de processos: Sessions practiques

          5.1. Pràctica 5. Automatització de processos amb lògica cablejada i no cablejada.

          5.2. Pràctica 6. Mesures de nivell, cabal, amb transmissors de Pd.

          5.3. Pràctica 7. Control de temperatures amb PID i Multillaços.

          5.4. Pràctica 8. Control de velocitat de motobombes.

• Barbosa-Cánovas, Gustavo V, Vega-Mercado, Humberto (DL 2000). Deshidratación de alimentos. Zaragoza: Acribia.
• Nonthermal preservation of foods (cop. 1998). New York: Marcel Dekker.
• Fábricas de alimentos, : procesos, equipamento, costos (1991). Zaragoza: Acribia.
• Las Operaciones de la ingenieria de los alimentos (1980) (2ª ed). Zaragoza: Acribia.
• Casp Vanaclocha, Ana (2005). Diseño de industrias agroalimentarias. Madrid [etc.]: Mundi-Prensa.
• Casp Vanaclocha, Ana, Abril Requena, José (1999). Procesos de conservación de alimentos. Madrid: A. Madrid Vicente Mundi-Prensa.
• A Complete course in canning and related processes (1996) (13th ed). Timonium: CTI Publications.
• Fellows, Peter (1993). Tecnología del procesado de los alimentos, : principios y prácticas. Zaragoza: Acribia.
• New methods of food preservation (1995). London [etc.]: Blackie academic & professional.
• Gruda, Zbigniew, Postolski, Jacek (1986). Tecnología de la congelación de los alimentos. Zaragoza: Acribia.
• Water and food quality (1989). London [etc.]: Elsevier Applied Science.
• Aplicación del frío a los alimentos (2000). Madrid: AMV Mundi Prensa.
• Tecnología de los alimentos congelados (1994). Madrid: Madrid Vicente.
• Alimentos congelados, : procesado y distribución (DL 1990). Zaragoza: Acribia.
• Lewis, M.J (1990). Physical properties of foods and food processing systems. New York: Ellis Horwood.
• Mafart, Pierre, Béliard, Emile (1994). Ingeniería industrial alimentaria. Zaragoza: Acribia.
• Mafart, Pierre (1994). Ingeniería industrial alimentaria. Zaragoza: Acribia.
• Envasado de los alimentos en atmósfera modificada (1995). Madrid: A. Madrid Vicente ediciones.
• Potter, Norman N, Hotchkiss, Joseph H (cop. 1995). Food science (5th ed). New York [etc.]: Chapman and Hall.
• Procesado térmico y envasado de los alimentos (1994). Zaragoza: Acribia.
• Rodríguez Hurtado, Mª Encarnación (1990). Industrias de la alimentación. Madrid: Bellisco.
• Toledo, Romeo T (cop. 1991). Fundamentals of food process engineering (2nd ed). New York: Van Nostrand Reinhold.
• Shrama, Shri K, Mulvaney, Steven J, Rizvi, S. S. H (cop. 2000). Food process engineering, : theory and laboratory experiments. New York [etc.]: John Wiley & Sons.
• Mulder, Marcel (cop. 1996). Basic principles of membrane technology ([2nd ed.]). Dordrecht [etc.]: Kluwer Academic.
• McFarlane, Ian (1995). Automatic control of food manufacturing processes (2nd ed.). London [etc.]: Blackie Academic & Professional.
• Instrument engineers' handbook : process control (1995) (3rd ed.). Radnor: Chilton Book Co..
• Instrument engineers' handbook : process measurement andanalysis (1995) (3rd ed.). Radnor: Chilton Book Co..
• Mandado Pérez, Enrique, Mariño Espiñeira, Perfecto, Lago Ferreiro, Alonso (Boixareu Editores). Instrumentación electrónica. Barcelona: Marconbo.
• Creus Solé, Antonio (1997). Instrumentación industrial (6a ed). Barcelona: Marcombo Boixareu.
• Creus Solé, Antonio (1982). Instrumentos industriales : su ajuste y calibración. Barcelona México D.F.: Marcombo Boixareu.
• Considine, Douglas M., Ross, S.D. (1971). Manual de instrumentación aplicada. México [etc.]: Compañía Editorial Continental.
• Process (1993) (4th ed.). New York [etc.]: McGraw-Hill.

Activitats d'avaluació:

Mètodes docents:
Activitats: 9 crèdits de teoria i 3 crèdits de pràctiques d’aula i laboratori.

Pràctiques: 8 sessions pràctiques de 3,5 hores cadascuna (4 sessions de Tecnologies al primer quadrimestre i 4 sessions de Control al segon quadrimestre).

Tipus d'exàmens:
Avaluació: Per aprovar s’hauran de superar les dues parts de l’assignatura.

Primera part:
S’haurà de superar un examen escrit dels coneixements adquirits que consistirà en una part de preguntes multiresposta tipus test, algun quadre de relació i preguntes curtes (85% de la nota). Assistència obligatòria a les sessions de pràctiques i presentació d’un informe (15% nota).

Segona part:
S’haurà de superar un examen escrit: Contestar qüestions de teoria i resoldre 4 problemes similars als resolts a classe (70%), Pràctiques, assistència obligatòria i examen (15%). Realitzar un projecte d’automatització o completar la instrumentació d’un procés (15%).

Treballs: Cada alumne ha de realitzar durant el 2n quadrimestre el següent treball:
Projecte d'automatització d'un procés, a escollir lliurement