Objetivo: Los cuatro tópicos siguientes incursionan en los aspectos más útiles de las biomatemáticas asociadas con los procesos alimentarios, con la excepción de las cinéticas microbianas que ya se han tratado en una asignatura previa, Microbiología Industrial. Se señala la trascendencia y practicidad de los estudios cinéticos en instalaciones industriales. Al estar en el campo de las Biomatemáticas, de nuevo surgen relaciones con las Ciencias de la Computación, la Investigación Operativa y las Técnicas de Optimización.

6. CINETICAS FISICAS Y MECANICAS

Objetivo: Se consideran temas de Biofísica alimentaria con un enfoque cinético e informático.

Desarrollo: Generalidades acerca de los procesos de deterioro y preservación orientadas al objetivo. Justificación del estudio de las diferentes cinéticas. Cinética de deterioro y de preservación en planta y en mostrador. Su integración con el tema de la Unidad 1 de objetivos y restricciones en las diferentes etapas de una planta alimentarias. Cinética de los procesos modificatorios del deterioro, provocados por barreras físicas y mecánicas. Análisis multicompartimental. Aplicaciones a las tres transferencias (masa, energía y cantidad de movimiento), sin interfases y con ellas. Interacciones entre alimentos y envases. Factores ambientales de deterioro y acción del empaque. Resistencia mecánica. Difusión por barreras y gráficos de Neizert. Alimentos crocantes. Su enfoque desde el punto de vista de interacciones multisensoriales. Pérdida de crocancia en mostrador. El problema del pasaje de humedad por las paredes del envase flexible de papas fritas. Resistencia de un alimento al ultravioleta. Atrición de alimentos granulares y aglomerados. Conclusiones razonadas.

7. CINETICAS FISICOQUIMICAS

Objetivo: Se consideran temas de Física de los Sistemas Complejos, complementados con un enfoque cinético y sistémico.

Desarrollo: Anfifilos, emulsiones, coloides, membranas y fenómenos de interfasie, considerados como un capítulo de la Física de los Sistemas Complejos. Fisicoquímica de los factores de calidad no nutricionales: apariencia, aportes oral-tactiles y textura. Geles: elasticidad. Fibrosos: fibras macroscópicas. Aglomerados celulares: células enteras turgentes. Untuosos: su obtención de diversos orígenes; su evaluación. Friables: estructuras facilmente desmenuzables. Cristalinos: materiales homogéneos y solubles. Con vesículas gaseosas de tamaño coloidal: estructuras mixtas. Revisión de algunos temas de la Teoría de los Sistemas Complejos. Espumas acuosas. Corrosión de la hojalata. Teoría del ataque a los aceros inoxidables. Conclusiones razonadas.

8. CINETICAS QUIMICAS

Objetivo: Se consideran temas de Bioquímica del deterioro alimentario con un enfoque cinético y sistémico.

Desarrollo: Cinética química, orientada a la del deterioro químico y de mostrador. Un equipo de determinación: el 'kinetics kit'. Tiempos y temperaturas: modelos de procesos dinámicos. Orden, suborden, constante espec¡fica de velocidad de reacción, energía de activación, factor de frecuencia y su simulación por técnicas de Montecarlo. Modelos tipo producto de potencias, modelos del tipo regresión múltiple para el deterioro de nutrimentos y modelos de uso alimentario (basados en el tiempo necesario para provocar una fracción definida de deterioro). Teoría del Q₁₀. Relaciones entre conversión y tiempo. Ley de Arrhenius. Regla de van't Hoff y su crítica. Ecuación fundamental para el tiempo, la temperatura y la concentración inicial. Estudio sistemático de las técnicas de HTST y de LTLT. Ensayos acelerados de cinética de mostrador. Modelos de Bertholet del deterioro de frutas: explicación de la linealización oculta en ese modelo. La ecuación de Bigelow, Saguy y Karel. Empleo de la programación lineal para optimizar tiempos y temperaturas de procesamiento. Nociones de cinética heterogénea. Modelo uniforme y modelo del frente móvil. Factor de efectividad. Control químico, difusional y mixto. Conclusiones razonadas.

9. CINETICAS ENZIMATICAS

Objetivo: Se consideran temas de Bioingeniería y Enzimología alimentaria con un enfoque cinético y sistémico.

Desarrollo:

1. Métodos de inhibición y de actividad y equipos de la industria basada en la enzimología, con especial referencia al proceso de pardeamiento enzimático.

2. Enzimas comerciales, hidrolasas, oxidorreductasas, isomerasas y liasas. Obtención de enzimas comerciales extracelulares e intracelulares. Ruptura celular. Métodos basados en las propiedades iónicas. En la diferencia de adsorción y diferencia de tamaños. Operación continua o discontinua en los pasos de purificación. Esquema de obtención de una enzima comercial. Enzimas inmovilizadas. Métodos de inmovilización. Unión a soporte, unión enzima-enzima. Efectos de la inmovilización: retención de la actividad, efectos difusionales, estéricos, del entorno.

3. Biorreactores enzimáticos. Panorama. Su diferencia con los biorreactores de las fermentaciones donde se presentan mecanismos autorreplicantes. Inhibición de reacciones enzimáticas. Influencia de la inmovilización. Factores que modifican la actividad intrínseca de las enzimas solubles que luego se inmovilizan. La estabilidad de los biocatalizadores inmovilizados: engaños difusionales. Biorreactores enzimáticos: tipos, evaluación del rendimiento, aspectos prácticos de la cinética en estos equipos, efecto del flujo no ideal sobre la eficiencia del biorreactor. Problemas de estabilidad. Reuso de enzimas. Regeneración de la actividad de un biocatalizador. Mantenimiento de una productividad constante en un biorreactor, pese al envenenamiento. Problemas del uso de la inmovilización.

C. APLICACIONES

Objetivo: Completar dos aspectos de Bioingeniería, Biofísica y Biomatemática Alimentarias no considerados en los programas de otras asignaturas.

10. PROCESOS DE APPERTIZACION Y RELACIONADOS

Objetivo: Profundizar en la cinética y en las biomatemáticas de los procesos de appertización y relacionados.

Desarrollo: Ventajas e inconvenientes de la preservación por el calor. Factores de dependencia. División por acidez. Interacción calor - componentes del alimento. Cinética de reacción. Dependencia de la temperatura. Modelo de Arrhenius. Método del tiempo de muerte térmica. Q₁₀. Penetración de calor en alimentos. Cocción. Perfiles temperatura - tiempo. Evaluación de datos de penetración de calor. Curvas. Método de determinación de la letalidad de procesos. Optimización para diversas reologías (Ostwald - de Waele y Bingham). Equipos. Retromezclado de calor. Método convencional. Proceso aséptico. Técnicas afines a la esterilización. Conclusiones razonadas.

11. SERVICIOS DE COMIDA (CATERING).

Objetivo: Considerar a los procesos de los Servicios de Comida dentro de la mentalidad de un servicio y de su integración con la ofimática.

Desarrollo: Revisión de temas de cocción térmica y de microondas. Su aplicación a la cocción por convección, conducción, radiación y microondeado a una "salchicha infinita". Equipos. Control de restorantes. Planillas. Ofimática. Mentalidad del sector terciario de la sociedad, diferenciado de las de los sectores primario y secundario. Conclusiones razonadas.

De índole informática, asociados con el avance en los contenidos de las unidades, a efectuarse en la Sala de Computación.