En el procedimiento del secado de alimentos hay dos opciones: el de transferencia directa de calor al alimento; y el secado en estado de congelamiento por sublimación del agua. Pero uno de ellos mantiene las propiedades benéficas de valiosos componentes como las vitaminas, antioxidantes y otros.
Por Ing. Agr. Miriam Echave
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Metodología
La forma que utilicemos para secar es también incidente sobre la calidad de preservación de los nutrientes y sus manifestaciones organolépticas. En el procedimiento del secado se gestaron dos caminos. El más universal ha sido el de transferencia directa de calor al alimento. Se evapora el agua hasta que la humedad contenida resulta inferior a un 10% de la masa del producto. La transferencia térmica a presión atmosférica, cuando procura acelerar el secado, implica en general un calentamiento que desnaturaliza a muchas moléculas. Esto, si bien puede no resultar adverso nutricionalmente, como en la cocción de carnes y lácteos, provoca modificaciones estructurales que hacen que los alimentos así tratados sean, muchas veces, sustancialmente diferentes, gustativa y palatativamente a sus originales. En otros casos el calentamiento y la desnaturalización alteran o destruyen las propiedades benéficas de muchos componentes valiosos como las vitaminas, los antioxidantes, etc. La transferencia térmica directa contrae los productos llevándolos a una densidad que torna muy difícil su posterior rehidratación.
El camino alternativo al secado por calor fue el secado en estado de congelamiento por sublimación del agua. Esta metodología sólo la pudieron practicar dos culturas: la incaica y la vikinga. Esto fue posible para ellas porque en sus territorios se han dado desde siempre condiciones de temperatura y humedad ambiental que lo hicieron factible.
Para que un alimento se seque por sublimación (evaporación del agua desde el estado sólido como hielo, sin pasar por el estado líquido) es necesaria una extrema sequedad ambiental y una temperatura tal que mantenga al producto congelado.
Deshidratación
La deshidratación desde el estado congelado tiene la enorme virtud de conservar todas las propiedades moleculares casi intactas y simultáneamente proveer un bien alimenticio que conservando su volumen original ha perdido gran parte del peso por la eliminación del agua contenida. Esto implica un descenso de la densidad tal, que torna simple la difusión del agua y la rehidratación al solo contacto con el líquido.
La deshidratación por sublimación es de los más antiguos y simultáneamente de los más avanzados o modernos métodos de conservación de alimentos. Para convertirlo en un procedimiento practicable en cualquier ámbito del planeta, la ingeniería aportó a mediados del siglo XX una solución consistente en sublimar agua en productos congelados sometidos a alto vacío. A la sublimación del agua llevada a cabo por este mecanismo se la ha denominado “liofilización”.
El costo de este procedimiento es energéticamente superior al del secado por calor. Cuando se realiza la transferencia térmica directa y a presión atmosférica, el vapor generado se expulsa al exterior del bien, hasta que se seca. En el caso de sublimación en alto vacío, todo el vapor que sale del alimento no puede ir al exterior porque el sistema está a presiones muy inferiores a la atmosférica. Se hace necesario condensarlo o desublimarlo. La desublimación implica un segundo costo energético el que, sumado al costo del equipamiento para llevarlo a cabo, encarece sustantivamente la operación del secado/congelado respecto del secado por calor directo. Aun así, la liofilización ha tenido una sustantiva difusión para secar preservando por ejemplo aromas. Este es un rasgo muy valorizado en muchas comidas e infusiones como el café.
Otra aptitud es la de generar palatatividades nuevas. Los alimentos liofilizados tienen una manifiesta crocancia (por ser cribosos) y esto ha sido aprovechado para secar especialmente berries (frutilla, arándano, frambuesas, etc.) que, agregados a cereales, resultan de una mordida muy atractiva y gratificante. En estos casos el costo de la liofilización queda muy diluido en el precio final del producto seco.
Liofilización
Nunca se habían hecho avances significativos, en la liofilización de bienes de consumo masivo, como carnes, leche y sus derivados no secos, frutas, hortalizas y verduras de gran demanda humana. BIOFOODS concibió hace ya muchos años una nueva estrategia para la liofilización, desarrollando una nueva tecnología basada en la preservación de las propiedades nutricionales y organolépticas de los alimentos cocinados por las prácticas culinarias habituales más que a preservar la estructura biológica del alimento crudo.
Esta estrategia, junto con la liofilización por sistema de eyectores implementada en la planta en Gaiman, resuelve parte del problema del alto costo de la tecnología convencional de liofilización por lo siguiente:
. El vapor proveniente del producto que está siendo liofilizado es aspirado directamente por los eyectores de vapor. En su consecuencia, no se requiere condensador de pared fría ni su correspondiente sistema de refrigerado.
. No se requiere energía adicional para desublimar el vapor en el condensador y fundir posteriormente el hielo para dejar listo el condensador para el próximo ciclo.
. Como todo sistema está basado en la dinámica de fluidos, no hay partes móviles y el costo de mantenimiento es menor.
Producir comidas y bienes alimenticios pudiendo conservarlos es una enorme posibilidad de generar empleo para hombres y mujeres en la Argentina. Tenemos además la convicción que el compromiso social se materializa bajo esta forma de producir: la mayor tecnología junto con el saber popular del hacer con artesanía en un marco serio de control y sistematización de procesos.
Why is cold better than heat to dehydrate food?
In the food drying process there are two options: the direct transfer of heat to the food; and drying in a frozen state by water sublimation. But one of them maintains the beneficial properties of valuable components such as vitamins, antioxidants and others.
By Ing. Agr. Miriam Echave
Methodology
The way we use to dry is also incident on the quality of preservation of nutrients and their organoleptic manifestations. In the drying process, two paths were developed. The most universal has been the direct transfer of heat to food. The water is evaporated until the moisture contained is less than 10% of the mass of the product. The thermal transfer at atmospheric pressure, when it tries to accelerate drying, generally implies a heating that denatures many molecules. This, while it may not be nutritionally adverse, as in the cooking of meats and dairy products, causes structural modifications that make the foods so treated often, substantially different, gustative and palatative to their originals. In other cases heating and denaturing alter or destroy the beneficial properties of many valuable components such as vitamins, antioxidants, etc. The direct thermal transfer contracts the products taking them to a density that makes it very difficult their subsequent rehydration.
The alternative path to heat drying was drying in the freezing state by sublimation of the water. This methodology could only be practiced by two cultures: the Inca and the Viking. This was possible for them because in their territories temperature and humidity conditions that made it feasible have always been given.
For a food to be dried by sublimation (evaporation of water from the solid state as ice, without going through the liquid state) an extreme environmental dryness and a temperature such as to keep the product frozen is necessary.
Dehydration
The dehydration from the frozen state has the enormous virtue of keeping all the molecular properties almost intact and simultaneously providing a food good that conserving its original volume has lost a great part of the weight due to the elimination of the contained water. This implies a decrease in density, which makes water diffusion and rehydration simple on contact with the liquid.
Dehydration by sublimation is one of the oldest and simultaneously of the most advanced or modern methods of food preservation. To turn it into a practicable procedure in any area of the planet, engineering contributed in the mid-twentieth century a solution consisting of sublimating water in frozen products subjected to high vacuum. The sublimation of water carried out by this mechanism has been called "lyophilization".
The cost of this procedure is energetically superior to that of heat drying. When the direct thermal transfer is made and at atmospheric pressure, the generated steam is expelled to the outside of the well, until it dries. In the case of sublimation in high vacuum, all the steam that leaves the food can not go outside because the system is at pressures much lower than atmospheric. It becomes necessary to condense or de-sublimate it. The desublimación implies a second energetic cost the one that, added to the cost of the equipment to carry out it, it makes substantively the operation of the dried / congealed with respect to the drying by direct heat. Even so, lyophilization has had a substantial diffusion to dry, preserving, for example, aromas. This is a trait highly valued in many foods and infusions such as coffee.
Another ability is to generate new palatabilities. Freeze-dried foods have a clear crunch (because they are cribosas) and this has been used to dry especially berries (strawberries, blueberries, raspberries, etc.) that, added to cereals, result from a very attractive and rewarding bite. In these cases the cost of lyophilization is very diluted in the final price of the dry product.
Freeze drying
Significant progress had never been made in the freeze drying of mass consumption goods, such as meat, milk and its non-dried derivatives, fruits, vegetables and vegetables of great human demand. BIOFOODS conceived a new strategy for freeze drying many years ago, developing a new technology based on the preservation of the nutritional and organoleptic properties of foods cooked by habitual culinary practices rather than preserving the biological structure of raw food.
This strategy, together with the freeze drying by ejector system implemented in the Gaiman plant, solves part of the problem of the high cost of conventional freeze drying technology because of the following:
. The steam coming from the product that is being freeze dryed is sucked directly by the steam ejectors. As a consequence, no cold wall condenser or its corresponding cooling system is required.
. No additional power is required to de-steam the steam in the condenser and subsequently melt the ice to make the condenser ready for the next cycle.
. As every system is based on fluid dynamics, there are no moving parts and the maintenance cost is lower.
Produce food and food goods can keep them is a huge possibility to generate employment for men and women in Argentina. We also have the conviction that social commitment is materialized under this way of producing: the greatest technology along with the popular knowledge of doing with crafts in a serious framework of process control and systematization.