El secado al vacío se ha utilizado ampliamente en la industria alimentaria. En los últimos años, con la combinación de tecnología de vacío, tecnología de calentamiento por microondas y otras tecnologías de secado, han aparecido algunos tipos nuevos de dispositivos de secado al vacío.
Introducción En la actualidad, una importante tendencia de desarrollo de la tecnología de procesamiento de alimentos es * un gran límite para mantener la nutrición y el sabor de los alimentos, y la elección de la tecnología y el equipo de secado tiene una gran influencia en la nutrición, el color y el sabor del producto alimenticio. El secado de alimentos tiene muchas características relacionadas con los "alimentos". Es diferente al secado de productos químicos. El primero debe considerar la higiene de los alimentos, la pérdida nutricional, los cambios de color y sabor, etc. El secado de alimentos es diferente del secado de productos médicos, debido a que los alimentos son a menudo un producto de bajo valor agregado y los medicamentos generalmente son productos de alto valor agregado, el primero debe considerar la economía del proceso de secado. En torno a la "calidad y economía", en los últimos años, la tecnología y el equipo de secado de alimentos han progresado mucho, y el vacío y otros métodos de secado o tecnología de calentamiento combinados le dieron al dispositivo de secado al vacío una nueva connotación y vitalidad.1.
Las características del secado al vacío de alimentos: El secado al vacío se basa en el principio fundamental de que la presión de vapor saturado del agua está estrechamente relacionada con la temperatura. En condiciones de vacío, el punto de ebullición del agua disminuye. Es decir, operar al vacío, es decir, operar a bajas temperaturas, puede evitar la destrucción de nutrientes como las vitaminas a altas temperaturas y al mismo tiempo aumentar la velocidad de secado. Además, en un sistema de vacío, el contenido de aire por unidad de volumen es menor que el de la atmósfera. Secar los alimentos en este ambiente relativamente deficiente en oxígeno puede reducir o incluso evitar la oxidación de las grasas, el pardeamiento de los pigmentos u otro deterioro oxidativo de los alimentos. Por tanto, el secado al vacío puede conseguir una mejor calidad de los alimentos.
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Los equipos de secado al vacío tradicionales se utilizan ampliamente en las industrias alimentaria, farmacéutica, química y otras. También se han desarrollado e introducido en China varios dispositivos de secado al vacío, y sus formas estructurales son diversas. Las formas comúnmente utilizadas en la industria alimentaria incluyen principalmente secadores de vacío de tipo caja, de doble cono, secadores de vacío de cinta, etc. Estos dispositivos de secado al vacío tradicionales utilizan principalmente aire caliente, vapor o electricidad para calentar y transfieren calor desde el exterior al interior del material mediante los principios de conducción de calor, convección o radiación.
2.1 Secador al vacío tipo caja El secado al vacío tipo caja es el tipo de secador al vacío más antiguo y sencillo. Dentro de la cámara de secado al vacío, hay múltiples placas calefactoras huecas. Generalmente, se hace pasar vapor a través de las placas calefactoras para calentar, pero también se puede utilizar calentamiento eléctrico u otro calentamiento por radiación. Los materiales se colocan en una bandeja de metal sobre la placa calefactora. El calor se conduce al interior de los materiales, provocando que la humedad se evapore. Los secadores de vacío tipo caja todavía se utilizan ampliamente en la práctica actualmente y son adecuados para el secado de materiales alimenticios líquidos, en suspensión, en polvo y a granel.
2.2 Secador al vacío de doble cono: El secador al vacío de doble cono hace girar un recipiente cónico con una camisa simétrica. El material se agita continuamente por la inclinación inherente del cono interno. Los portadores de vapor o calentamiento se alimentan a un lado del eje giratorio a través de una junta giratoria y el material se descarga a través de un tubo de escape con una rejilla de filtro en el centro del otro extremo del eje. El secador de vacío de doble cono puede alcanzar un alto grado de vacío, tiene una estructura interna simple, es fácil de limpiar y todos los materiales se pueden descargar.
2.3 Secador de cinta al vacío El secador de cinta al vacío se compone de una cinta continua de acero inoxidable, que se enrolla alrededor del tambor de calentamiento y el tambor de enfriamiento. La estructura es de varias capas, forma el cuerpo principal del secador y luego se coloca en una cámara de vacío cerrada. Los materiales se esparcen finamente sobre la placa calefactora de la cinta y se mueven con ella. Debido a las condiciones de vacío, los materiales están en estado de ebullición y forman espuma en la placa calefactora, por lo que el producto terminado tiene porosidad. Todo el sistema funciona de forma cerrada con buenas condiciones de higiene. El grado de vacío de funcionamiento real está entre 100 y 10 Kpa, y la temperatura de calentamiento es de alrededor de 150 ℃. Sus condiciones de funcionamiento (temperatura y tiempo de secado) se encuentran entre la liofilización y el secado por aspersión. La calidad del producto terminado es muy similar a la de la liofilización, pero la liofilización es una operación intermitente mientras que la secadora de cinta al vacío funciona de forma continua. Es especialmente adecuado para secar alimentos sensibles al calor y muy oxidados. Se puede utilizar para materiales líquidos o pastosos. Se usa comúnmente en alimentos para secar jugo de naranja, jugo de tomate, té instantáneo, etc.
2.4 Secador de tambor al vacío El secador de tambor al vacío sella el tambor en una cámara de vacío. En el secador de tambor al vacío, la alimentación, descarga y raspado deben controlarse desde fuera de la cámara de secado, por lo que el costo del secado es muy alto. Por lo tanto, sólo se puede utilizar para secar alimentos muy sensibles al calor, como zumos de frutas, levadura, papillas, etc.
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Nuevos avances en equipos de secado al vacío: los equipos de secado al vacío tradicionales utilizan principalmente conducción de calor, convección o radiación para calentar, que es lento y no uniforme. En los últimos años, los investigadores han combinado la tecnología de vacío con la tecnología de calentamiento por microondas y otras tecnologías de secado, dando lugar a algunos nuevos tipos de equipos de secado al vacío.
3.1 El agua liofilizada al vacío tiene tres estados agregados: líquido, sólido y vapor. A medida que la presión sigue disminuyendo, el punto de congelación cambia poco, mientras que el lado del punto de ebullición disminuye cada vez más, acercándose cada vez más al punto de congelación. Cuando la presión cae a un cierto valor, el punto de ebullición se combina con el punto de congelación y el hielo sólido puede transformarse directamente en vapor sin pasar por el estado líquido. La presión del punto triple del agua es 610,5 Pa y la temperatura del punto triple es 0,0098 ℃. Cuando la presión es inferior a la presión del punto triple, el hielo sólido puede absorber calor y transformarse directamente en vapor de agua gaseoso. Precisamente aquí reside el principio de la liofilización. Durante la liofilización al vacío, el producto se coloca en una cámara de vacío entre dos placas calefactoras. Se utiliza calefacción por infrarrojos lejanos a baja temperatura para garantizar un secado uniforme. La temperatura de las placas calefactoras se controla con precisión según la curva de calentamiento del proceso de secado. La selección del grado de vacío debe garantizar que toda la humedad permanezca en forma de hielo durante todo el proceso de secado y no se disuelva. Para la mayoría de verduras y carnes, es apropiado un grado de vacío de 0,5 a 1 Pa, correspondiente a una temperatura de sublimación de alrededor de 25 ℃. Debido a que los alimentos liofilizados al vacío se deshidratan a una temperatura muy baja, la pérdida de nutrientes y sustancias de sabor en los alimentos es mínima, lo que puede conservar la nutrición y el sabor originales en la mayor medida. Tiene excelentes propiedades de rehidratación y puede restaurarse en segundos o minutos. Su color, sabor y forma son básicamente los mismos que los de los productos frescos. Hay muchos productos liofilizados al vacío: café, té instantáneo, zumos de frutas, hierbas, etc. Para las verduras, hay cebolletas, ajo, jengibre, champiñones, carne, vieiras, etc. La liofilización al vacío requiere una gran inversión única, de la que salen muchos fabricantes de alimentos. Por ejemplo, el equipo de liofilización RAY50 de ATLAS en Dinamarca (con una superficie de liofilización de 45 metros cuadrados)
El precio cotizado llega a los 1,05 millones de dólares estadounidenses. Los liofilizadores nacionales apenas están comenzando y todavía existe una diferencia considerable en calidad en comparación con los productos extranjeros. Además, el coste de producción de la liofilización al vacío también es relativamente alto. Esto se debe a que requiere mantener un alto vacío y una baja temperatura de (-25℃), con un largo tiempo de secado y un alto consumo energético. Estos factores aportan una gran resistencia a la aplicación de la liofilización en la industria alimentaria.
3.2 El secador de vacío de chorro continuo también se conoce como (secador por pulverización Filtermat)
El secador de vacío de chorro continuo, también conocido como secador por pulverización Filtermat, es esencialmente una combinación de un secador por vacío de cinta y un secador por pulverización. niro
El secador desarrollado por Hudson Company ha resuelto con éxito el problema del secado de alimentos pegajosos, como materiales alimenticios con alto contenido de azúcar, alto contenido de grasa o alto contenido de ácido. Los materiales con alta viscosidad se pegarán a la pared cuando se utilizan secadores por aspersión tradicionales, lo que dificulta el secado. Durante el proceso de secado, el material se rocía verticalmente hacia abajo dentro de la cámara de secado por aspersión a través de boquillas de presión, y también se rocía aire caliente hacia abajo. El material en polvo semiseco se acumula en la correa de malla móvil y el ventilador descarga los gases de escape. El material seco se mueve, se enfría y se recoge en la cinta de malla. Debido al mantenimiento de un grado de vacío moderado dentro de la torre de aspersión, la temperatura del aire caliente solo necesita ser de alrededor de 100 ℃, mientras que la temperatura general del aire caliente para el secado por aspersión es de aproximadamente 150 ℃. Por tanto, la pérdida de materiales sensibles al calor es menor y, al mismo tiempo, se reduce la altura dentro de la torre de pulverización.
3.4 Secado al vacío por microondas El microondas es una onda de radiación electromagnética con una longitud de onda de 1,0 a 0,001 metros y una frecuencia de 300 a 300.000 MHZ, que es penetrante. El principio del secado por microondas es: el generador de microondas irradia microondas sobre los materiales a secar. Cuando las microondas ingresan al interior de los materiales, hacen que las moléculas polares, como el agua, giren sincrónicamente con la frecuencia de las microondas. Por ejemplo, al secar productos vegetales con microondas de 915 MHz, las moléculas polares de agua dentro de los vegetales giran 915 millones de veces por segundo. El resultado de una rotación de tan alta velocidad de moléculas polares como el agua es que los materiales generan calor por fricción instantáneamente. Esto hace que la superficie y el interior del material se calienten simultáneamente, permitiendo que una gran cantidad de moléculas de agua escapen del material, logrando el efecto de secado del material. Los métodos de calentamiento tradicionales, como el vapor, el aire caliente y la electricidad, transfieren calor del exterior al interior del material mediante los principios de conducción de calor, convección y radiación. Se necesita un cierto tiempo para que el calor se propague desde el exterior hacia el interior. Cuanto peor sea el rendimiento de conducción de calor del material, mayor será el tiempo necesario. Por lo tanto, la velocidad de calentamiento es lenta, el calentamiento es desigual y el consumo de energía es alto. El calentamiento por microondas convierte el objeto a calentar en la fuente de calor, por lo que se denomina método de calentamiento interno. Las microondas atraviesan los alimentos desde todas las direcciones, calentando tanto el interior como el exterior de los alimentos simultáneamente. No requiere un medio de transferencia de calor ni utiliza convección. La temperatura tanto del interior como del exterior de los alimentos aumenta al mismo tiempo. La velocidad de calentamiento es rápida y uniforme y requiere solo una fracción o unas pocas decenas de la temperatura de los métodos de calentamiento tradicionales. También puede conservar mejor las vitaminas de los alimentos y el color, aroma y sabor originales de los alimentos. Los experimentos han demostrado que la clorofila, las vitaminas y otros nutrientes en las verduras frescas secadas al sol permanecen en solo el 3%, mientras que las que se secan al aire pueden retener el 17%, las que se secan rápidamente con aire caliente pueden retener el 40%, las que se secan con microondas pueden retener entre el 60% y el 90%, y las que se secan por liofilización al vacío pueden retener el 97%. El secado al vacío por microondas es una combinación orgánica de tecnología de microondas y tecnología de vacío, que aprovecha al máximo las características de calentamiento rápido y uniforme por microondas y el bajo punto de vaporización del agua en condiciones de vacío. Es una tecnología de secado muy prometedora. La tecnología de secado al vacío por microondas ha avanzado desde el laboratorio hasta la producción industrial en Francia, Japón y Estados Unidos en los últimos años. Esta tecnología es muy adecuada para el procesamiento profundo de alimentos sensibles al calor.
La Universidad de California en Estados Unidos ha colaborado con una determinada empresa para utilizar el secado al vacío por microondas para pasas sin semillas, lo que ha mantenido la forma y el color originales de las uvas y ha evitado las deficiencias del proceso tradicional (secado en aire caliente a 65 ℃ durante 24 horas), como cambios en el color, la forma, el sabor y los componentes nutricionales del producto. La calidad del producto ha mejorado mucho. El secador de vacío por microondas (2450MHz, 48Kw) fabricado por la French International Microwave Company tiene un diámetro de 1,5 metros y una longitud de 12 metros en la cámara de secado al vacío por microondas. Se utiliza para procesar polvo de naranja instantáneo. El producto no sólo conserva el color, aroma y sabor originales, sino que también tiene una retención de vitaminas mucho mayor que el secado por aspersión. En los últimos años, ha habido una gran demanda de hortalizas deshidratadas de alta calidad tanto en el país como en el extranjero. El proceso de secado es la clave para determinar la calidad de los vegetales deshidratados. Aunque la liofilización al vacío se utiliza para preparar vegetales deshidratados de buena calidad, el equipo de liofilización al vacío es costoso y el costo de producción es alto. Desde la década de 1980, el aire caliente al vacío por microondas (45% a 55%) se ha utilizado en el extranjero para producir vegetales deshidratados. En términos de calidad, es comparable a los productos elaborados mediante el proceso de liofilización, pero con menos inversión única y una reducción significativa en el costo total.
4 comentarios finales (1
El secado al vacío tiene una serie de ventajas como baja temperatura de secado, relativamente anoxia en la sala de secado, evitando la oxidación de grasas y el pardeamiento de pigmentos, lo que es adecuado para el secado de materiales alimentarios sensibles al calor. Además, el costo del equipo y el costo del secado son relativamente bajos, y el secado al vacío juega un papel importante en el secado de alimentos. (2
El secado al vacío combinado con la tecnología de calentamiento por microondas u otros métodos de secado, existen muchos dispositivos nuevos de secado al vacío, que le dan al secado al vacío una nueva connotación y vitalidad. (3
Secado por microondas al vacío para absorber las ventajas tanto del secado por microondas como del secado al vacío, la tecnología de secado es prometedora y se sugiere acelerar el desarrollo del dispositivo de secado por microondas al vacío en nuestro país.
