CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS PELO CONTROLE DA UMIDADE

Processos SECAGEM Eliminação da umidade em condições ambientais. Frutas, carnes ou peixes (umidade varia entre 10 e 25%).   DESIDRATAÇÃO Eliminação quase completa da umidade do alimento, a custa de equipamentos. Leite em pó, café solúvel, sopas desidratadas (atingindo-se 3% a 5% de umidade) CONCENTRAÇÃO Eliminação de parte da umidade. Sucos concentrados, extratos de tomate, leite condensado, geléias e doces em massa (umidade entre 30 e 60%)

Princípios Físicos Processo no qual a água é removida rápida ou lentamente, envolvendo duas operações fundamentais na indústria de alimentos: transferência de calor e de massa. Transferência de massa (água retirada), normalmente obtida por transmissão de calor ao produto. Para facilitar  aumento da temperatura e da superfície do alimento. Ar  velocidade e umidade relativa.

Fatores relação superfície exposta por unidade de peso; porosidade do material a secar; condutibilidade térmica do material; velocidade e turbulência do ar; gradiente de pressão de vapor entre o material e o ar.

Vantagens Redução de espaços de armazenamento, peso e volume de produtos; Maior facilidade na manipulação, armazenamento, transporte; Redução de custos de embalagem e armazenamento; Maior estabilidade do alimento pela redução de água, inibindo as reações microbiológicas e retardando as enzimáticas.

Propriedades dos Alimentos A medida que a água é retirada, o processo fica mais lento. Quando o alimento seca lentamente  contração. Quando o alimento seca rapidamente  camada rígida na superfície. Alimentos com açúcares dissolvidos  obstrução dos poros da superfície e termoplasticidade. Possibilidade de ocorrência de escurecimento enzimático. Concentração do soluto  reações químicas de escurecimento.

SECAGEM NATURAL É o processo mais antigo e o precursor de todos os demais processos de secagem. O produto é simplesmente seco ao sol  vantagem de ser mais econômica. Condições empíricas de processamento  condições climáticas (horas de sol, ventos favoráveis, temperatura mais ou menos alta, baixa umidade relativa do ar, etc.). A operação é lenta (em climas tropicais demanda de 2 a 12 dias, em média). Requer área e mão de obra consideráveis. Condições sanitárias do produto (os alimentos ficam sujeitos a contaminações e perdas devido a contato com poeira, insetos, pássaros e roedores). Aplicação: frutas, carnes, peixes, feijão, café, chás, nozes, cacau, condimentos, massas, etc.

DESIDRATAÇÃO Ocorre em condições de temperatura, umidade, tempo e corrente de ar criteriosamente controladas. As condições sanitárias da desidratação são mais controláveis. A desidratação é mais rápida. Não se perde açúcar na desidratação por não ocorrer fermentação e respiração dos tecidos.

DESIDRATAÇÃO POR CONVECÇÃO DE AR (ADIABÁTICOS) TÚNEIS DE DESIDRATAÇÃO O produto sólido é colocado em bandejas perfuradas sobre carretas e ar quente passa através do produto. A operação é semi-contínua.   SISTEMAS DE LEITO FLUIDIZADO As partículas do alimento ficam suspensas e em turbulência pelo ar quente utilizado para retirar umidade. A operação é contínua e, quanto maior a espessura da camada de produto, maior o tempo de residência no equipamento.  ATOMIZADORES (“SPRAY-DRIER”) Consiste em torres com fundo cônico onde o produto líquido em forma de gotículas entra em contato com ar quente e sai em forma de pó. A desidratação é muito rápida (15 a 45 segundos). Empregados em alimentos sensíveis ao calor, líquidos ou pastosos. TAMBOR OU ROLO DE CONVECÇÃO  ESTUFAS COM CIRCULAÇÃO FORÇADA DE AR 

Túnel de desidratação – corrente paralela

Túnel de desidratação – contra corrente

Túnel de desidratação – corrente conjugada

Sistema de Leito Fluidizado

Atomizadores (“Spray-drier”)

Tambor ou Rolo de Convecção

DESIDRATAÇÃO POR CONDUÇÃO DE CALOR TAMBORES OU ROLOS Alimentos líquidos ou pastosos, previamente concentrados são aplicados na forma de um filme numa superfície aquecida. O tempo de residência é de 20 segundos a 3 minutos. Na extremidade oposta há uma faca raspadora estacionária que retira o alimento desidratado.

Instantaneização Leite em pó, café solúvel, cacau, bebidas em pó, sopas desidratadas, farinhas, pudins, etc. Adição de substancias dispersantes (ex: produtos em pó com gordura  emulsificantes – leite integral com lecitina) Aglomeração: mudança na estrutura da partícula (ex: pós finos são reagrupados para a obtenção de partículas de maior tamanho, o que favorece o aumento da quantidade de ar)

LIOFILIZAÇÃO OU DESIDRATAÇÃO A FRIO 1. CONGELAMENTO Deve ser rápido. O congelamento faz com que a estrutura do produto fique rija, mantendo a forma original do alimento. Oalimento é colocado em bandejas e levado a túneis de congelamento (-40 a -190oC). 2. SUBLIMAÇÃO Em câmaras herméticas, onde o produto congelado é submetido à vácuo e utilizando-se temperaturas de aproximadamente 35oC, faz-se que o gelo sublime.

Ponto tríplice

Liofilizador

CUSTO LIOFILIZADO X CUSTO DESIDRATADO CONVENCIONAL    MANUSEIO DO PRODUTO ANTERIOR À DESIDRATAÇÃO DESIDRATAÇÃO CONVENCIONAL PROVOCA: contração pronunciada migração de sólidos solúveis para a superfície desnaturação de proteínas perda de compostos voláteis formação de camadas duras e impermeáveis dificuldade de reidratação posterior

SELEÇÃO DE EQUIPAMENTOS

CONCENTRAÇÃO remove somente parte da água a maioria dos alimentos líquidos é concentrada antes da desidratação é realizada principalmente pela evaporação da água, fornecendo calor ao produto. Entretanto, há métodos que empregam a concentração por congelamento ou por membrana

CONCENTRAÇÃO POR EVAPORAÇÃO Os componentes básicos de um evaporador são: trocador de calor (para fornecer calor ao alimento) separador (para eliminar o vapor do produto concentrado) condensador (quando se opera em pressões reduzidas)   Evaporação a vácuo A pressão reduzida na região acima do líquido implica um ponto de ebulição mais baixo. Vantagens: concentração a baixa temperatura de alimentos sensíveis ao calor pode aumentar a velocidade de evaporação torna possível o emprego de sistemas de múltiplo efeito Evaporação Simples e de Múltiplo Efeito Evaporador Simples: o vapor liberado é condensado e eliminado. Evaporador de Múltiplo Efeito: o vapor produzido em um evaporador é conduzido à câmara de vapor de aquecimento de um segundo evaporador. A reutilização do calor do vapor produzido por um evaporador por outro é o princípio desta evaporação. A eficiência térmica do equipamento aumenta com o número de efeitos.

Concentrador múltiplo efeito

CONCENTRAÇÃO POR MEMBRANA Utilização de membranas semi-permeáveis para concentrar líquidos. Produtos resultantes: Permeado: que passa pela membrana Concentrado: que fica retido pela membrana. As membranas podem ser de: acetato de celulose, polímeros (polissulfona, poliamida, polimida, policarbonato e ésteres de estireno) ou minerais (óxidos de zircônio, alumínio ou titânio e argilas)

Ultrafiltração Permite a separação da água, sais e açúcares de baixo peso molecular. No produto ficam macromoléculas, como proteínas e carboidratos. (Pressão de 1 a 6 atm) Aplicações: concentração do leite para fabricação do queijo, concentração das proteínas solúveis do soro do queijo (albumina e globulina), concentração de biomassas lácticas (fermentos lácticos), recuperação de enzimas e concentração de sucos de frutas.

Osmose Reversa Utiliza pressões maiores (30 a 60 atm) e separa a água, concentrando sais, açúcares de baixo peso molecular e macromoléculas. Aplicações: dessalinização da água do mar, obtenção de cervejas e vinhos sem álcool ou de baixo teor alcoólico. Osmose

ConcentrAÇÃO POR CONGELAMENTO Congelamento lento  cristais grandes que podem ser separados do produto, que torna-se mais concentrado. Vantagem: evita a perda de componentes voláteis.

Conservação de alimentos por salga Processo de desidratação devido ao fenômeno da osmose. Há microrganismos que não se desenvolvem na presença de sal e outros que só sobrevivem a uma determinada concentração de sal. Os principais gêneros que se desenvolvem no sal são Bacillus e Micrococcus (70%), que crescem a 20 e 37oC. Halobacterium cutirubrum sobrevive a altas concentrações de sal, e desenvolve uma cor vermelha ou rosa na superfície de alimentos salgados

Conservação de alimentos por adição de açúcar O açúcar é um agente conservante, pois cria condições desfavoráveis para microrganismos, promovendo um aumento da pressão osmótica (diminuição da atividade de agua). Apenas microrganismos osmofílicos são capazes de se desenvolverem. Por isso, são complementados com tratamento térmico.

Diagrama de RAUCH - Geleias