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Termodinámica de los alimentos Isaac Noyola

ING. OCTAVIO CÓRDOVA

Termodinámica de los alimentos La termodinámica es una ciencia básica que formula las reglas para la conversión de la materia y la energía de una forma a otra. Ella impone los límites físicos para el desarrollo y la evolución en el mundo. Los parámetros termodinámicos son importantes en el procesamiento y estabilidad del alimento. La similaridad termodinámica de los alimentos se fundamenta en diversos factores. El primero, es la función de almacenamiento fisiológico común de los más importantes componentes de las materias primas alimentarias. Segundo, es el carácter general de las interacciones intermoleculares no-específicas de las macromoléculas alimentarias. Tercero, es el mimetismo de los biopolímeros que se fundamenta en las propiedades físico-químicas muy similares de las especies de biopolímeros. La incompatibilidad termodinámica es típica en macromoléculas alimentarias. Luego, el enfoque termodinámico es altamente promisorio para el modelamiento y análisis de alimentos. Además, el equilibrio de fases juega un papel muy importante en la tecnología de alimentos. En la presente contribución, se analiza el punto de vista termodinámico en la química de alimentos. Así, el enfoque termodinámico, es central en este análisis. Se encontró que los carbohidratos y las proteínas son las moléculas más estudiadas, seguidas por el agua. En Europa, en particular Suiza, es donde más se realiza investigación en el área y donde hay contribuciones individuales destacadas.

Relación con las leyes de la termodinámica 

Primera Ley De La Termodinámica:

“LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA” Esta ley se refiere a la cantidad total de energía en el universo, y en particular declara que esta cantidad total no cambia. Si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Al variar la energía interna en un sistema cerrado, se produce calor y trabajo. La energía es indestructible, siempre que desaparece una energía aparece otra, “La energía no se pierde, sino que se transforma”. Desde el punto de vista nutricional, podemos decir que los nutrientes incorporados al organismo mediante la nutrición pasan a la célula y participan como materia prima en los procesos del metabolismo celular. En aquellos procesos catabólicos en los que ocurre degradación oxidativa de sustancias, como la respiración

aerobia. Se libera energía metabólica, parte de la cual se transforma en calor, se eliminan sustancias de desecho y aumenta la entropía (mide el grado de organización del sistema). 

Segunda Ley De La Termodinámica

La segunda ley de la termodinámica establece que, en un sistema cerrado o abierto, una parte de la energía es transformada en trabajo y la otra se pierde en forma de calor. Como ocurre con toda la teoría termodinámica, se refiere única y exclusivamente a estados de equilibrio e indica la dirección en que se llevan a cabo las transformaciones energéticas. Todos los procesos naturales tienden a ocurrir en una dirección tal que la entropía (magnitud termodinámica que indica el grado de desorden molecular de un sistema) del Universo se incrementa. Para mantener la organización de la cual depende la vida, los sistemas vivos deben tener un suministro constante de energía que les permita superar la tendencia hacia el desorden creciente. El Sol es la fuente original de esta energía. El ser humanos debe considerarse como un sistema abierto, por lo que intercambia energía con el exterior en forma de calor disipado y materia, mediante excreciones fecales y urinarias. La nutrición incorpora al organismo sustancias del medio externo por medio de la alimentación y tras diversos procesos metabólicos las convierte como propias, para asegurar su desarrollo y dinámica.

Importancia en la industria alimentaria encontramos grandes aportes de la termodinámica para explicar los procesos de elaboración de productos alimenticios, es decir necesitamos un motor o una bomba para generar una energía que transporte fluidos o demás productos alimenticios de un lugar a otro para así continuar procesos de elaboración, en el caso de los motores son esenciales para el funcionamiento de algunos equipos que nos facilitan algunos procesos, tales como intercambiadores de calor, toberas, turbinas y demás equipos utilizados en la industria alimentaria, en fin para mí el entender cómo funcionan estos equipos es de gran utilidad para realizar procesos de transformación de materias primas en productos que en fin son lo que realizamos en la industria alimentaria. Pero no solo existen estas relaciones

mencionadas, hay otras aplicaciones más propias y profundas del tema en la industria, tales como las máquinas y procesos térmicos un tema bastante amplio y profundo para la industria, para ello necesitamos nuevamente el concepto de la segunda ley de la termodinámica que básicamente lo que busca es explicar que los procesos termodinámicos afectan la entropía del universo. Pero ahora si ¿Qué es la entropía? Después de las definiciones y conclusiones vistas concluyo que la entropía se relaciona con el desorden que generan los procesos en el universo. Para las aplicaciones de la segunda ley y las maquinas térmicas necesariamente tenemos que hablar sobre los ciclos de vapor que a su vez se dividen entre ciclo sde vapor abiertos y cerrados. A raíz de esto surge el ciclo de carnot y de rankineque nos ayudan ambos a entender el funcionamiento de las maquinas térmicas, la eficiencia de estas en cuanto al sistema y los posibles efectos que producen sobre los alimentos que deseamos procesar, que como concluimos son de suma importancia para la industria alimentaria ya que por medio de estas máquinas podemos alargar la vida útil de muchos alimentos, y utilizarlas en un sinfín de actividades que mejoren la calidad y características de los mismos. Se me quedan cosas por decir pero es algo extenso el tema ya que como menciono en los párrafos anteriores la termodinámica nos facilita nuestro trabajo como ingenieros de alimentos dándonos a entender tantos procesos térmicos que ocurren en ellos y algo que me llama más la atención es comprender como funcionan las diferentes máquinas y equipos utilizados en la industria.

Bibliografías file:///C:/Users/980004737/Downloads/511-Texto%20del%20art%C3%ADculo2413-1-10-20170328.pdf https://dieteticaynutricionweb.wordpress.com/2018/03/16/leyes-de-latermodinamica/ https://www.academia.edu/15924504/Relacion_entre_la_termodinamica_y_la_indu stria_alimentaria...