Processamento de frutas e hortaliças por secagem – desidratação e liofilização Processamento de Alimentos de Origem Vegetal Profa. Sandra R. B. Silva 2º modulo

Desidratação, secagem ou dessecação Extração deliberada e em condições controladas da água que os alimentos contêm

Objetivos Aumentar o período de conservação dos alimentos Reduzir o peso e o volume dos alimentos Facilitar o uso e diversificar a oferta de produtos Aumentar o período de conservação dos alimentos: inibe o crescimento de microrganismos, atividade de algumas enzimas e determinadas reações químicas por redução da aw. Reduzir o peso e o volume dos alimentos para facilitar e baratear os custos de transporte e armazenamento. Facilitar o uso e diversificar a oferta de produtos: produtos de mais fácil utilização e com características organolépticas distintas.

Transferência de energia AR QUENTE: convecção CONTATO DIRETO COM UMA SUPERFÍCIE QUENTE: condução

Curva de secagem Essa curva mostra o comportamento da umidade em função da desidratação. Quando o alimento é colocado no secador, há um período inicial de ... Lousa: fase AB: período de estabilização BC: periodo de velocidade cte Fase CD: período de secagem em velocidade decrescente Quando um alimento é desidratado, ele não perde água a uma velocidade constante ao longo do processo. Com o progresso da secagem, sob condições fixas, a taxa de remoção de água diminui. Isto pode ser visto na Figura 1, onde apresentamos a curva de secagem para cenoura cortada na forma de cubos. Pelo gráfico podemos observar que 90% da água do produto é removida em 4 horas e mais 4 horas serão necessárias para remover os 10% remanescentes. Na prática, sob condições normais de operação, o nível zero de umidade nunca é alcançado. Fonte: Oetterer, M.; Regitano-d’Arce, M.A.B.; Spoto, M.H.F. 2006.

MÉTODOS DE SECAGEM MAIS EMPREGADOS NA INDÚSTRIA AR QUENTE calor por convecção CONTATO DIRETO COM UMA SUPERFÍCIE QUENTE calor por condução DESIDRATAÇÃO COM AR QUENTE: o alimento é posto em contato com uma corrente de ar quente. Proporciona-se calor ao produto principalmente por convecção. DESIDRATAÇÃO POR CONTATO DIRETO COM UMA SUPERFÍCIE QUENTE: proporciona-se calor principalmente por condução.

Desidratação com ar quente Conduzir calor para o produto: A pressão de vapor da água do alimento é aumentada pelo aquecimento do produto, facilitando, assim, a saída de umidade. Parte do calor do ar de secagem proporciona um aumento da temperatura do produto (calor sensível) e parte fornece o calor necessário para a vaporização da água contida no produto (calor latente). Conduzir calor para o produto: a pressão de vapor da água do alimento é aumentada pelo aquecimento do produto, facilitando, assim, a saída de umidade. Parte do calor do ar de secagem proporciona um aumento da temperatura do produto (calor sensível) e parte fornece o calor necessário para a vaporização da água contida no produto (calor latente). • Absorver umidade do produto: aumentando-se a temperatura do ar ambiente a sua umidade relativa diminui e, conseqüentemente, sua capacidade de absorver umidade aumenta. Nesses equipamentos, o alimento entra em contato com a corrente de ar quente que proporciona o calor sensível e o calor latente de evaporação. O ar arrasta o vapor d’água liberado do alimento. Movimento relativo do ar e do produto: fluxo corrente, fluxo em contracorrente, fluxo com evacuação central de ar e fluxo transversal.

Movimentos relativos do ar FLUXO CONCORRENTE produto e ar movem-se na mesma direção e no mesmo sentido Rápida desidratação inicial Diminuição progressiva da velocidade de desidratação Difícil obtenção de produtos finais com baixo conteúdo de umidade Diminuição progressiva da velocidade de desidratação (redução do potencial de secagem do ar à medida que avança para a saída do equipamento).

Esquema do fluxo de ar quente circulando sobre a camada de produto Diminuição progressiva da velocidade de desidratação (redução do potencial de secagem do ar à medida que avança para a saída do equipamento). Esquema do fluxo de ar quente circulando sobre a camada de produto

Esquema do secador do tipo cabine com circulação de ar sobre as bandejas

Os produtos finais têm quantidade de água muito baixa porque entram em contato com ar quente e seco, com elevado potencial de secagem, na zona do equipamento próximo à saída Esquema do secador do tipo cabine com circulação de ar através das bandejas

Esquema do secador tipo túnel concorrente primeiro o fluxo concorrente, com ar mais quente e em maior velocidade, e, em seguida, o fluxo em contracorrente, com ar mais frio e seco. Encurtam-se os tempos de secagem e aumenta-se a capacidade de produção, sendo mais fácil controlar as condições Esquema do secador tipo túnel concorrente

FLUXO EM CONTRACORRENTE produto e ar movem-se com a mesma direção, mas em sentido oposto velocidade de desidratação é muito lenta no início os produtos finais têm quantidade de água muito baixa Os produtos finais têm quantidade de água muito baixa porque entram em contato com ar quente e seco, com elevado potencial de secagem, na zona do equipamento próximo à saída

Esquema do secador contracorrente Os produtos finais têm quantidade de água muito baixa porque entram em contato com ar quente e seco, com elevado potencial de secagem, na zona do equipamento próximo à saída Esquema do secador contracorrente

Direção do movimento do ar é perpendicular à do produto FLUXO TRANSVERSAL Direção do movimento do ar é perpendicular à do produto Condições de secagem controladas Custo superior Condições de secagem são controladas mais facilmente, porque existem vários aquecedores nas diversas zonas, reduzindo o tempo de processamento Custo superior ao dos outros por sua complexidade

Esquema do fluxo de ar quente atravessando a camada de produto Condições de secagem são controladas mais facilmente, porque existem vários aquecedores nas diversas zonas, reduzindo o tempo de processamento Custo superior ao dos outros por sua complexidade Esquema do fluxo de ar quente atravessando a camada de produto

Equipamentos utilizados na desidratação com ar quente Secador de duas plantas Secador de cabine, bandejas ou compartimentos Secador de tremonha Secador de túnel Secador rotatório Secador transportador Secador de base fluidizada Secador pneumático Secador atomizador

Desidratação por contato direto com uma superfície quente Camada do produto deve ser muito fina favorecer a transmissão do calor evitar aquecimento excessivo evitar a contração do produto durante a secagem Eliminar o vapor d’água que se desprende do produto (corrente de ar) Calor sensível e latente proporcionados por condução, ao se colocar o produto úmido sobre a superfície quente

Secador de tambor ou de rolo: Equipamentos utilizados na desidratação com contato direto com uma superfície quente Secador de tambor ou de rolo: tambor único, tambor duplo, tambores gêmeos, tambor a vácuo Secador a vácuo de placas Secador a vácuo de esteira rolante

Esquema do secador de cilindros, simples e duplo

DESIDRATAÇÃO POR ATOMIZAÇÃO (SPRAY DRYING) Utilizado para produtos líquidos ou semi-líquidos Gotículas lançadas – partículas secas Tempo de permanência – 5 a 100 seg A secagem por atomização envolve a pulverização de um alimento líquido, formando gotículas que são lançadas em uma câmara fechada. As gotículas entram em contato com uma corrente de ar aquecido (em fluxo concorrente ou contracorrente), que supre o calor necessário à evaporação, havendo, assim, formação de partículas secas (Azeredo, 2004). O diferencial deste processo é o tempo de permanência do produto no secador, de 5 a 100 segundos, o que é bom para produtos termossensíveis.

Esquema do secador tipo spray dryer A secagem por atomização envolve a pulverização de um alimento líquido, formando gotículas que são lançadas em uma câmara fechada. As gotículas entram em contato com uma corrente de ar aquecido (em fluxo concorrente ou contracorrente), que supre o calor necessário à evaporação, havendo, assim, formação de partículas secas (Azeredo, 2004). O diferencial deste processo é o tempo de permanência do produto no secador, de 5 a 100 segundos, o que é bom para produtos termossensíveis. Esquema do secador tipo spray dryer

LIOFILIZAÇÃO Tipo especial de desidratação por sublimação Transformação direta do gelo do alimento em vapor d’água Combinação de pressão e temperatura Apenas aquecimento suave

O processo de liofilização é composto por duas etapas, congelamento rápido e sublimação da água presente no congelado a vácuo. A sublimação da água é o processo de passagem da mesma do estado sólido (gelo) para o gasoso, sem passar pelo estado líquido. Isso é feito devido a combinação de pressão e temperatura adequadas. O processo é rápido e causa poucas alterações de ordem sensorial e nutricional aos produtos devido, também, às baixas temperaturas requeridas. A principal limitação deste processo é a econômica, uma vez que este é o processo mais caro dentre os processos de desidratação. Requer apenas o aquecimento suave por isso as características nutritivas e sensoriais do produto final são muito similares às do alimento fresco

Principais componentes do liofilizador

Frutas e hortaliças desidratadas

Principais características das hortaliças desidratadas Teor de umidade em torno de 5%, para minimizar a deterioração de cor, sabor e odor, provocados pelas reações oxidativas e impedir o desenvolvimento microbiano. Devem reidratar-se de maneira rápida e satisfatória, assumindo forma e aparência original do produto antes da secagem. Quando embalados deverão ser isentos de insetos, umidade e ar, em embalagens hermeticamente fechadas e sob vácuo ou atmosfera de gás inerte.

Vantagens das hortaliças desidratadas Pesam somente cerca de 1/10 do peso original no caso de raízes vegetais e 1/15 ou menos para o caso de folhas e tomates. O volume, especialmente se os produtos desidratados são comprimidos para a embalagem, é muito menor do que em qualquer outra forma. Portanto, devido o reduzido peso e volume, menos quantidade de material de embalagem é necessário por unidade do alimento. Os legumes e hortaliças desidratadas não necessitam de refrigeração durante o transporte ou armazenamento, como é o caso dos produtos frescos ou congelados.

Desvantagens das hortaliças desidratadas Muitos vegetais desidratados depois da reidratação e cozimento não apresentam sabor e textura iguais aos apenas cozidos. São altamente susceptíveis ao ataque de insetos se embalados inadequadamente. O consumo diário de vegetais desidratados pode tornar a alimentação monótona e levar o consumidor a não apreciá-los.

CONSIDERAÇÕES FINAIS vantagens para a indústria uso da desidratação no Brasil vantagens para a indústria risco de contaminação menor