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SECADO DE ALIMENTOS POR SECADORES DIRECTOS O POR CONVECCIÓN AIRE CALIENTE – ALIMENTOS DESHIDRATADOS

SECADO DE ALIMENTOS POR SECADORES DIRECTOS O POR CONVECCIÓN AIRE CALIENTE – ALIMENTOS DESHIDRATADOS

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SECADO DE ALIMENTOS POR SECADORES DIRECTOS O POR CONVECCIÓN AIRE CALIENTE – ALIMENTOS DESHIDRATADOS

 

DEFINICIÓN  

La deshidratación es una de las técnicas más antiguamente utilizada para la conservación de alimentos. El secado al sol de frutas, granos, vegetales, carnes y pescados ha sido ampliamente utilizado desde los albores de la Humanidad proporcionando al hombre una posibilidad de subsistencia en épocas de carencia.  Hoy en día la industria de alimentos deshidratados constituye un sector muy importante dentro de la industria alimentaria extendido por todo el mundo. El tamaño de las instalaciones varía desde simples secadores solares hasta grandes y sofisticadas instalaciones de secado. En el mercado puede encontrarse una amplia variedad de productos deshidratados (vegetales, frutas, carnes, pescados, cereales y productos lácteos) o formulados a partir de ingredientes deshidratados como es el caso de las salsas y sopas en polvo. Generalmente, se entiende por deshidratación la operación mediante la cual se elimina total o parcialmente el agua de la sustancia que la contiene. Esta definición puede ser aplicada a sólidos, líquidos o gases y tal como está expresada puede servir para describir varias operaciones unitarias como la evaporación, la adsorción, etc. Sin embargo, su tratamiento teórico y la tecnología empleada las diferencian completamente. La mayoría de productos agroalimentarios son sólidos por lo que se define mejor la deshidratación como la Operación Básica por la que el agua que contiene un sólido o una disolución (generalmente concentrada) se transfiere a la fase fluida que lo rodea debido a los gradientes de actividad de agua (aw) entre ambas fases.

 

OBJETIVOS EN LA DESHIDRATACIÓN DE ALIMENTOS

Desde la antigüedad se ha reconocido que los alimentos con mayor contenido en humedad son los más perecederos, de tal manera que el control en el contenido en humedad de un producto es una herramienta para su conservación. Es común pensar que la mayor estabilidad de productos naturales está asociada con contenidos totales de humedad mínimos. Aunque esto puede ser cierto para una gran cantidad de productos, en muchos otros se ha observado que hay un intervalo óptimo de humedad no necesariamente asociado con niveles mínimos. Aunque el contenido en humedad de un alimento puede ser un factor indicativo de su propensión al deterioro, también se ha observado que diferentes alimentos con el mismo contenido de humedad pueden ser muy diferentes en su estabilidad por lo que el concepto de contenido en humedad es insuficiente para indicar lo perecedero que es un alimento, al no tener en cuenta las interacciones del agua con otros componentes del mismo. Por esta razón, el primer objetivo de la operación de secado en cuanto a aumentar la estabilidad del producto se define en términos de depresión de la actividad de agua (aw) y no en términos de disminución del contenido en humedad, puesto que la aw puede ser considerada una medida indirecta del agua que está disponible en un producto para participar en las reacciones de deterioro. Ajustando la aw y eligiendo el envase adecuado puede alargarse la vida útil de un alimento sin necesidad de refrigeración durante el almacenamiento. La operación de deshidratación conlleva además una apreciable reducción del peso y volumen de los alimentos que se deshidratan, consiguiéndose así una importante reducción de los costes de transporte y almacenamiento de estos productos. La máxima reducción de volumen es la que se consigue al convertir alimentos líquidos en alimentos en polvo, sobre todo si el polvo obtenido se prensa en bloques o tabletas. El extremo contrario lo constituyen los alimentos sólidos  liofilizados, en los que la reducción de volumen es prácticamente despreciable o muy pequeña. Entre estos dos extremos se encuentran la mayoría de los alimentos con distintos niveles de encogimiento dependiendo del tipo de producto, del método y de las condiciones de secado. Otro de los objetivos que se persiguen con la deshidratación de alimentos es la transformación de éstos en materias primas adecuadas para el mezclado y formulación de nuevos productos, como es el caso de las sopas deshidratadas, frutas y cereales para desayuno, etc. Sin embargo, el secado también puede provocar cambios indeseables en los alimentos. El tamaño y la forma pueden cambiar considerablemente tal y como se ha expuesto anteriormente, de manera que cuando se reconstituye el alimento, este no recupera su forma y tamaño originales. Los cambios de color también pueden darse debido a la exposición durante el secado a altas temperaturas, cambios que perduran después de la reconstitución. Otro aspecto importante es el cambio en la textura debido al encogimiento celular provocado por la pérdida de agua y las altas temperaturas, así como al posible cambio de estado gomoso a vítreo. Estos cambios pueden limitar la capacidad de los productos secos para absorber agua durante la rehidratación. En el caso de los alimentos en polvo, lo deseable es que se reconstituyan de forma instantánea y completa, tanto en líquidos calientes como fríos, y la medida en la que esto se logra depende del método y de las condiciones de secado. Los cambios en el sabor y aroma de los productos deshidratados se deben fundamentalmente a la pérdida de componentes volátiles durante el proceso, así como al desarrollo de sabores y aromas típicos de productos cocidos provocados por las altas temperaturas. Estos cambios son tanto mayores cuando más altas son las temperaturas utilizadas y/o cuanto mayor es el tiempo de secado, pudiendo minimizarse utilizando métodos de secado que impliquen el uso de temperaturas moderadas o bajas. Las pérdidas de valor nutritivo tienen lugar en los tratamientos de preparación (lavado, pelado, troceado, etc.) siendo por tanto similares a las de los productos congelados o en conserva que sufran pretratamientos similares. Las investigaciones llevadas a cabo en este campo han permitido minimizar estos aspectos negativos de los productos deshidratados de manera que la modernización de algunas de las industrias de este sector permite ofrecer al mercado productos deshidratados de mayor calidad, esto es productos secos de rápida reconstitución que dan lugar a productos rehidratados con un excelente sabor y textura.

TÉCNICAS DE ELIMINACIÓN DE AGUA EN PRODUCTOS AGROALIMENTARIOS

La desecación puede llevarse a cabo por diferentes métodos, mecánicos y fisicoquímicos. Veamos de manera resumida en qué consiste cada una de ellas.

•PRENSADO: También llamado compresión, es una operación que tiene por finalidad separar un líquido de un sistema de dos fases sólido-líquido, comprimiendo el sistema en condiciones que permitan al líquido fluir y salir mientras el sólido queda retenido entre las superficies compresoras.

•CENTRIFUGACIÓN: Al aplicar a un material mojado una fuerza centrífuga suficientemente elevada, el líquido contenido en el material se desplaza en la dirección de la fuerza, produciendo así una separación del líquido y del sólido.

• EVAPORACIÓN SUPERFICIAL: Cuando un producto se somete a la acción de una corriente de aire caliente, el líquido que contiene se evapora aumentando su contenido en el aire. Se produce así una desecación. Este es el método más utilizado, también llamado deshidratación por aire caliente.

•ÓSMOSIS: Cuando un producto se sumerge en una disolución concentrada de sal o azúcar, se produce un flujo de agua desde el interior de las células del alimento hacia la disolución más concentrada a través de una membrana semipermeable (membrana celular). Este flujo se establece a causa de una diferencia de potencial químico del agua en el alimento y en la solución que lo rodea.

•LIOFILIZACIÓN: En esta operación, el líquido a eliminar, previamente congelado, se separa del producto que los contiene por sublimación. De ahí que sea necesario partir del material congelado y trabajar en condiciones de vacío.

•ABSORCIÓN: La absorción es una operación aplicada a gases, en la que uno o varios componentes de una mezcla gaseosa se disuelven en un líquido. En el caso de la desecación, el componente que se solubiliza es el vapor que se quiere eliminar del gas en cuestión. Como ejemplo puede citarse la desecación de gases mediante ácido sulfúrico.

•ADSORCIÓN: Es difícil una definición simple de adsorción por lo que nos limitaremos a dar un ejemplo: la eliminación del agua contenida en el aire mediante adsorbentes como el gel de sílice.

•CONGELACIÓN: Cuando se congela una sustancia que contiene un líquido, éste se separa paulatinamente en forma sólida produciendo una concentración del material que contenía disuelto o bien, cuando se encuentra en cantidades pequeñas, desecando el material.

De todas estas técnicas, las más utilizadas en la deshidratación de productos agroalimentarios son la evaporación superficial (secado por aire caliente, secado a vacío, secado solar y secado por microondas), la deshidratación osmótica (convencional, a vacío o propulso de vacío) y la liofilización. En ocasiones estas técnicas se combinan para la obtención de un determinado producto (Deshidratación osmótica + secado por aire caliente), o bien constituyen operaciones previas o pretratamientos en un proceso (ej.: deshidratación osmótica como pretratamiento para la elaboración de mermeladas).

TIPOS DE SECADORES DIRECTOS O POR CONVECCIÓN

Son en general aparatos sencillos y de fácil manejo. Los secadores por convección son los más utilizados en las industrias agroalimentarias y constan, en esencia, de las siguientes partes:

- RECINTO.

- SISTEMA DE CALEFACCIÓN: generalmente calorifugado, donde se realiza la evaporación.

- SISTEMA DE IMPUSIÓN DEL AIRE.

A) SECADORES DE HORNO O ESTUFA

Es el más simple y consta de un pequeño recinto en forma paralelepipédica de dos pisos. El aire de secado se calienta en un quemador del piso inferior y atraviesa por convección natural o forzada el segundo piso perforado en el que se asienta el lecho de producto a secar. Hoy día su utilización en la industria de alimentos es muy reducida, utilizándose para el secado de manzanas, lúpulo y forrajes verdes.

 

B) SECADORES DE BANDEJAS O DE ARMARIO

Normalmente funciona en régimen intermitente. Está formado por una cámara metálica rectangular que contiene unos soportes móviles sobre los que se apoyan los bastidores. Cada bastidor lleva un cierto número de bandejas poco profundas, montadas unas sobre otras con una separación conveniente que se cargan con el material a secar.

Se hace circular aire caliente entre las bandejas por medio del ventilador acoplado al motor haciéndole pasar previamente por el calentador constituido por un haz de tubos por cuyo interior circula normalmente vapor de agua. Los tabiques distribuyen

uniformemente el aire sobre las pilas de bandejas. Por medio del conducto de salida se evacua continuamente aire húmedo y a través de la abertura de entrada penetra aire fresco. Al final del ciclo de secado, normalmente largo, se saca de la cámara al conjunto de los bastidores para proceder a la descarga del producto seco y a una nueva carga. Cuando las características del material y su manejo lo permiten, se utilizan bandejas perforadas en las que el aire circula a través de la capa de sólidos, con lo que se consigue aumentar la superficie de sólido expuesta a la acción del aire y disminuyendo consiguientemente la duración del ciclo de secado.  

https://emjuvi.com/img/cms/%C3%91-59%20ESTUFA%20BONALS.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=rM_mElepRSY

El secado de este equipo puede ser:

- De flujo horizontal, si el aire circula paralelamente al lecho a secar.

- De flujo transversal, si el aire circula perpendicularmente al lecho a secar.

Los rendimientos térmicos de este tipo de secador suelen estar comprendidos entre el 20 y el 50 %, pudiendo ser más bajos. Los secadores de bandejas son útiles para secar pequeñas cargas de productos valiosos. En general se aplican cuando la capacidad necesaria no excede de 25 a 100 kg/h de producto seco. En ellos se puede secar prácticamente cualquier material. Su polivalencia y la buena calidad comercial de los productos obtenidos los hace utilizables en la deshidratación de productos agrícolas tales como la carlota, tomates, espinacas, ajo, perejil, guisantes, judías verdes, champiñones, cebollas, etc. Los secadores de bandejas pueden funcionar en régimen semicontinuo.

 

C) SECADORES DE TÚNEL

Son semejantes a los secadores de bandejas, pero de funcionamiento semicontinuo, para lo cual las bandejas conteniendo el producto a secar se cargan sobre carretillas que se trasladan a lo largo del túnel de secado. Cuando se introduce una nueva carretilla, la primera es evacuada conteniendo el producto seco, mientras las restantes adelantan una posición en su trayectoria.

Bibliografía:
Introducción al secado de alimentos por aire caliente
Pedro Fito Maupoey
Ana María Andrés Grau
José Manuel Barat Baviera
Ana María Albors Sorolla
EDITORIAL UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE VALÈNCIA

 

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