Conservação de Alimentos pelo Controle de Umidade

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Conservação de Alimentos pelo Controle de 
Umidade (por Ruth Camille) 
 
Atividade De Água 
O conteúdo total de água em um produto é conhecido como 
Umidade. O volume de água livre disponível é considerado a 
Atividade de Água (Aa ou Aw). 
 
 
 
Atividade de água, temperatura e disponibilidade de nutrientes são interdependentes, assim, a qualquer 
temperatura, a capacidade de microrganismos multiplicarem-se abaixa quando a Aw abaixa. 
Quanto mais próxima da temperatura ótima de multiplicação, mais larga é a faixa de Aw em que o crescimento 
bacteriano é possível. 
A presença de nutrientes também é importante, pois amplia a faixa de Aw em que os microrganismos podem 
multiplicar-se. 
A Aw limitante para o crescimento de 
determinado microrganismo depende ainda de 
outros fatores intrínsecos que podem agir 
simultaneamente, como: 
• pH do meio; 
• Presença de substâncias 
antimicrobianas naturais ou 
intencionalmente adicionadas 
• Etc. 
 AQUALAB 4, Leitor de Aw 
 
- Verifica-se que na maioria dos 
alimentos frescos a Aw é superiora 0,95. 
 
- Considera-se o valor de 0,60 como o 
valor de Aa limitante para a multiplicação 
de qualquer microrganismo. 
 
 
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Por que retirar a água?
- Valores de Aa mínima para a multiplicação de 
microrganismos (Tradicional) 
 
- Valores de Aw mínima para a multiplicação de 
microrganismos (Exceções do comportamento geral) 
 
- Conservação dos alimentos 
 
Conservação dos alimentos; 
- Praticidade no uso 
Conservação dos alimentos; - Redução das reações de deterioração 
(desenvolvimento de microrganismos, 
reações de escurecimento, reações de 
oxidação) 
- Redução de peso e volume (portanto, 
redução de custo de transporte) 
armazenamento e embalagem); 
 
Conservação dos alimentos; 
- Armazenamento a temperatura 
ambiente 
 
Conservação dos alimentos; 
- Após reidratação, o alimento recupera 
suas características originais. 
ambiente 
 
Conservação dos alimentos; 
 
 
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Umidade Relativa Do Ar 
Relação entre a quantidade de água existente no ar (umidade absoluta) e a quantidade máxima que poderia 
haver na mesma temperatura (ponto de saturação). 
Exemplo: saturação à 20ºC = 17,118g de água/m3. 
 
Eliminação Da Umidade Dos Alimentos 
A medida que a água vai sendo retirada do produto, a concentração de substâncias dissolvidas vai aumentando 
gradativamente. Consequentemente, o processo torna-se mais lento, sendo este um dos fatores responsáveis 
pelo período de velocidade decrescente na eliminação da umidade. 
 
ALIMENTOS SECOS LENTAMENTE ALIMENTOS SECOS RAPIDAMENTE 
Ocorre concentração progressiva da estrutura, 
levando ao chamado encolhimento. 
 
Forma-se uma camada rígida na superfície, 
provocando menor encolhimento e mantendo o 
interior com certa umidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Quanto maior a superfície do alimento, maior o contato com o meio de aquecimento e maior a superfície de 
evaporação, portanto menor tempo de operação. 
Preparo dos alimentos para retirada de umidade 
Alimentos Sólidos São cortados em cubos ou fatias 
Alimentos Líquidos São atomizados em partículas de 10 a 200mm de diâmetro 
 
FATORES QUE INFLUENCIAM A RETIRADA DE UMIDADE 
• Quanto maior a temperatura, maior a taxa de evaporação, porém deve-se respeitar o limite de cada 
alimento para não ocorrer reações indesejáveis. 
• Quanto maior a velocidade do ar, maior a taxa de evaporação, pois este em movimento impede que 
a umidade forme uma atmosfera saturada na superfície do alimento. 
• Quanto menor a umidade relativa do ar, maior a capacidade de reter água dos alimentos. 
 
 
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 Secagem 
Os diversos processos de secagem dos produtos de origem vegetal e animal podem ser enquadrados dentro 
de dois grupos: 
• Secagem natural ou ao sol 
• Secagem artificial ou desidratação 
 
 
 
É recomendável em regiões de clima seco, com boa irradiação solar e escassas precipitações 
pluviométricas, preferivelmente ventosas na época em que a secagem é realizada. 
Frutas, cereais, carnes e peixes são secados ao sol, destacando-se o primeiro tipo. Uva, ameixa, figo, tâmara, 
damasco, pêssego, pêra, etc., são exemplos de frutas que recebem esse tratamento. 
O local de secagem, de preferência, deve ser cercado e 
longe das vias de acesso, principalmente por causa do 
problema da poeira. 
Para um melhor resultado, convém que o tratamento 
seja dividido em duas fases: a primeira iniciada ao sol e 
continuada até que tenham as frutas perdido 50 a 70% 
de umidade, e a segunda à sombra, para que os produtos 
não se ressequem e não percam o sabor e o aroma 
naturais. Com a secagem total ao sol, frequentemente os 
frutos escurecem e tomam-se coriáceos. 
A formação de uma camada dura, externamente na matéria-prima, poderá acontecer quando a temperatura 
do ar é alta e sua umidade relativa baixa. Com isto, a velocidade de evaporação da umidade que está na 
superfície do alimento é maior do que a difusão do líquido no interior do alimento, e assim formar-se-á uma 
camada endurecida que depreciará bastante o produto seco. É um problema mais crucial nos produtos 
desidratados. 
O tempo necessário para a secagem depende da variedade da fruta, ou seja, de sua maior ou menor 
porcentagem de água, da maior ou menor irradiação solar, podendo ser calculado, em climas apropriados, em 
2 a 12 dias. Para hortaliças o tempo é calculado em algumas horas, e o ponto de secagem apresenta um teor 
de umidade muito menor que o das frutas, com 
características próprias. A umidade, que é de cerca de 90% 
na fruta fresca baixará para 10 a 25% na fruta seca. 
Aqui no Brasil a secagem natural não apresenta 
importância prática. Apenas a banana (banana seca) em 
alguns pontos do país é processada, porém em condições 
bastante empíricas. Café, cacau e carne (charque) são 
outros exemplos de produtos agrícolas secados 
naturalmente no nosso país. 
 
 
 
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Desidratação 
 
É a secagem pelo calor produzida artificialmente em condições de temperatura, umidade e corrente 
de ar cuidadosamente controladas. 
Os produtos alimentícios podem ser secados com 
ar, vapor superaquecido, no vácuo, em gás inerte ou pela 
aplicação direta de calor. O ar é aquele que apresenta 
maior importância prática. O ar é o mais usado meio de 
secagem por causa de sua abundância, conveniência e 
porque o seu controle no aquecimento do alimento não 
apresenta maiores problemas. Não é necessário nenhum 
sistema de recuperação da umidade como nos outros 
gases. 
• Eliminação quase completa da água (com 
equipamentos). 
• Teor de umidade entre 3 a 5% 
 
Tipos de Desidratadores e desidratações 
Desidratação por convecção de ar: 
Estufa com circulação forçada de ar ou Secador de Cabine 
Constituído de uma câmara que recebe as bandejas com o produto a secar. 
O ar, impulsionado por um ventilador, passa por um sistema de 
aquecimento (resistência elétrica, por ex.) e dá entrada na câmara, 
passando pelo material que está secando. Para o trabalho de secagem, são 
as câmaras cheias e, quando a temperatura desejada é atingida, inicia-se 
o movimento do ar quente. Quando a construção o permite, é preferível 
introduzir o produto no momento em que a temperatura e a circulação 
estão perfeitamente reguladas. 
• O ar aquecido circula por meio de ventilador, normalmente com velocidade de 1 a 10 m/s, dependendo do 
produto. 
• A capacidade de secagem do secador vai depender da natureza do produto a ser desidratado, da quantidade 
carregada sobre as bandejas,além das condições atmosféricas (umidade relativa e temperatura). 
•. Este tipo de secador é muito utilizado para a secagem de 
frutas, legumes e hortaliças, em pequena escala 
A cabine secadora, de fácil manutenção e bastante 
flexibilidade, é a que, em geral, menor preço de construção 
oferece. É comumente utilizada em pesquisas de 
desidratação de frutas e hortaliças, e em operações 
comerciais de pequena escala. 
 
Leite em pó, café solúvel, sopa desidratada e ovo em pó são 
alimentos que sofrem desidratação. 
 
 
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Secadores de Túnel 
São construídos de tal maneira que a matéria prima colocada 
no vagonete ou no transportador, entra por uma das extremidades 
e sai na outra, completamente seca. O meio de secagem é o ar 
quente, que poderá, em relação à movimentação do produto, ser 
de corrente (fluxo) paralela, oposta ou combinada. A corrente de ar 
poderá ser natural ou forçada. 
• Contracorrente 
Na movimentação em corrente oposta, o ar mais quente entra em contato primeiro com o produto mais 
seco, e assim poderemos ter um produto mais seco. O produto seco não pode permanecer muito tempo no 
túnel porque, ao entrar em contato com o ar mais quente, poderá receber um aquecimento demasiado. Em 
geral, o túnel em contracorrente utiliza menos calor e dá produto mais seco do que o fluxo paralelo. 
Entretanto, possui a desvantagem de ser mais demorado por não receber um calor necessário no período de 
secagem com velocidade constante. 
 
• O ar é aquecido e as carretas caminham em 
sentido contrário. 
• A carreta quando entra no túnel recebe o ar que 
já passou pelas demais, portanto, não está tão quente e 
nem tão seco, então a secagem inicial é lenta. 
• No final a carreta recebe o ar quente e seco, 
consequentemente, a secagem final é muito eficiente. 
• Nesta operação, o produto sofre maior 
encolhimento e a umidade final baixa. 
 
• Paralelo 
A movimentação do ar em fluxo paralelo apresenta a vantagem de que o ar mais quente entra em 
contato com o produto mais úmido, e, portanto, pode-se usar ar bastante aquecido. Por outro lado, no 
extremo do túnel (saída) o ar é mais frio e mais carregado de umidade, podendo o produto fmal não estar 
suficientemente seco. 
 
 
 
 
 
 
 
•O ar e as carretas caminham no mesmo sentido. 
• A carreta contendo o alimento úmido inicia seu trajeto 
no túnel em contato com ar quente e seco, portanto, a 
secagem inicial é rápida. 
• No final a carreta entra em contato com o ar mais 
úmido e menos quente, em decorrência destas 
características, o produto sofre menor encolhimento e a 
umidade final não é tão baixa. 
 
 
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Secador de Leito Fluidizado 
A secagem de leito fluidizado ("fluid bed drying") é baseada num sistema contínuo de secagem, onde o 
material a ser desidratado colocado numa esteira perfurada recebe ar quente pela parte inferior, adquirindo, 
como consequência, uma movimentação similar a um líquido em ebulição e daí o nome fluidizado. O ar de 
aquecimento ou de resfriamento dá entrada pela parte inferior e passa para um ciclone onde são recuperadas 
as partículas finas que foram 
arrastadas no processo. 
 A figura ao lado mostra o 
funcionamento de um secador de 
leito fluidizado onde: 
1) Entrada do produto 
2) Secador de leito fluidizado 
3) Sistema de aquecimento do ar 
 4) Exaustor 
5) Filtro de ar 
6) Ciclone 
7) Saída do produto desidratado 
8) Granulador 
 
 
 
É um sistema de secagem muito usado em conjunto com um atomizador, objetivando aglomerar ou 
instantaneizar um produto e isoladamente como método de secagem de produtos alimentícios. 
 
Torre de secagem por atomização “Spray Dryer” 
É um processo contínuo onde um líquido ou pasta é transformado em 
produto seco, caracterizando- se pelo tempo de secagem relativamente curto. 
O processo consiste basicamente na atomização do líquido num 
compartimento que recebe fluxo de ar quente. A rápida evaporação da água 
permite manter baixa a temperatura das partículas de maneira que a alta 
temperatura do ar de secagem não afete demasiadamente o produto. É 
utilizado não só na indústria alimentícia (leite em pó, café solúvel, etc.) mas 
também na indústria farmacêutica, cerâmica, detergentes, etc. 
Componentes essenciais de um equipamento de secagem por “spray”: 
• Sistema de aquecimento e circulação de ar; 
O aquecimento do ar pode ser feito por vapor a alta pressão, aquecedor elétrico ou queimador de óleo ou 
gás. 
• Dispositivo para atomização do produto na câmara; 
• Câmara de secagem; 
Na câmara de secagem se processa a desidratação do produto pelo contato deste com o ar quente 
• Sistema de recuperação do produto seco. 
 
 
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Sistema de instantaneização 
Os alimentos instantâneos são produtos que se dissolvem facilmente em água. As propriedades 
instantâneas de alguns produtos, podem ser obtidas na operação de secagem, auxiliada pelo uso de 
substâncias dispersantes. Já outros produtos necessitam duma 
mudança física na estrutura da partícula conseguida pelo processo de 
aglomeração. A aglomeração pode ser definida como sendo o 
reagrupamento de pós finamente divididos, visando obter partículas 
de maior tamanho e de identidade física própria. O processo de 
instantaneização tem sido utilizado em leite em pó, café solúvel, 
cacau, bebidas em pó, sopas desidratadas, farinhas, pudins 
desidratados e outros produtos alimentícios. 
 
São utilizados para facilitar a reidratação dos produtos (pois são 
formados de pós muito finos); 
• O processo é baseado na aglomeração de partículas sólidas; 
• Se a umidade das partículas de pó estiver na faixa de 6% a 12%, ao se chocarem há tendência de 
aglomeração, formando estruturas de maior tamanho, irregulares e porosas, apresentando melhor 
capacidade de reconstituição; 
• A aglomeração pode ser obtida em sistemas de leito fluidizados e após a aglomeração são 
desidratados até 3% de umidade, passando por um segundo leito fluidizado. 
 
Produtos em pó com certa quantidade de gordura apresentam molhabilidade ruim, apesar de serem 
aglomerados. A gordura forma uma película na superfície da partícula, tornando-a repelente à água. Agentes 
tensoativos (emulsificantes) como, por exemplo a lecitina, são utilizados (0,2 a 2%) para melhorar a dissolução 
de pós, principalmente do leite integral em pó. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Liofilização 
Liofilização ou criosecagem ("freeze-drying") é um processo de 
desidratação de produtos em condições de pressão e temperatura tais que 
a água, previamente congelada, passa do estado sólido diretamente para o 
estado gasoso (sublimação). Como este processo é realizado à temperatura 
baixa e na ausência de ar atmosférico, as propriedades químicas e 
organoléticas praticamente não são alteradas. Mencionaremos algumas 
modificações indesejáveis que podem ocorrer na secagem comum a altas 
temperaturas ou na secagem a vácuo sem congelamento prévio: 
• Contração pronunciada dos produtos sólidos 
• Migração de sólidos solúveis para a superfície 
durante a secagem 
• Formação das camadas duras e impermeáveis na 
superfície 
• Dificuldade de reidratação posterior devido aos 
fatores anteriormente citados. 
 Esses inconvenientes são contornados na desidratação 
por liofilização. 
Fundamentos físicos da liofilização 
Dependendo das condições de temperatura e de pressão, 
qualquer substância pode se apresentar sob um dos três 
estados de agregação: sólido, líquido ou gasoso. Em 
determinadas condições, podem coexistir duas fases. Ainda 
em condições fixas e características para cada substância, 
podem coexistir 3 fases. Em um sistema de coordenadascartesianas, a uma certa temperatura e pressão 
(características que possibilitam a coexistência das três fases) 
poderemos ter o chamado "ponto triplo". 
À temperatura e pressão mais baixas que a característica do ponto triplo, a fase líquida deixa de existir e 
a substância passa diretamente do estado sólido para o estado gasoso e vice-versa, dependendo das 
condições. O ponto triplo da água é definido por uma temperatura de aproximadamente oOe e pressão 
de 4,7 mm de mercúrio. 
Entende-se, portanto, que todo processo de liofilização deva ser feito à temperatura inferior a 0°C e 
pressão inferior a 4,7 mm de Hg. 
 
• A liofilização é uma técnica que exige tempo para o conhecimento dos parâmetros, para ser 
conduzida de forma eficiente. 
• A principal barreira é o custo. 
 
Produtos liofilizados são 
altamente higroscópicos 
e de fácil dissolução na 
água. 
 
 
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Concentração 
Concentração é um processo que remove somente parte da água dos alimentos (1/3 ou 2/3 
da água), como, por exemplo, em sucos concentrados, massa de tomate, leite condensado, 
geléias, doces em massa, etc. A remoção da água pode ser efetuada pelo processo de 
evaporação, em forma de vapor; pelo processo de crioconcentração, em forma de gelo; pelo 
processo de membranas, em forma líquida; e ainda por outros métodos. 
Entre as razões da concentração de certos alimentos, pode-se mencionar; 
a) é uma forma de conservação de alimentos; 
b) economia na embalagem, transporte e armazenamento dos alimentos; 
c) a maioria dos alimentos líquidos é concentrada antes da desidratação pois a retirada de 
água por evaporadores é, mais econômica do que por desidratadores; 
d) certos alimentos são preferidos na forma concentrada. 
Como os alimentos concentrados apresentam um teor de umidade que permite atividade 
microbiana, toma-se quase sempre necessário utilizar um método adicional na sua 
conservação 
Sistemas De Concentração Por Membranas 
O sistema de concentração por membrana consiste em uma tecnologia que utiliza uma barreira física, sob a 
forma de membrana porosa, para separar as partículas de um fluido. Com base no seu tamanho e forma, estas 
partículas são separadas através da pressão e membranas especialmente desenhadas para o processo. Os 
métodos de concentração por membranas são: 
• Microfiltração 
Aplicações: Leite, Soro 
• Ultrafiltração 
Aplicações: Salmoura, Leite, Soro 
• Nanofiltração 
Aplicações: Soro 
• Osmose reversa 
Tratamento de permeado, Leite e Soro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Produtos resultantes: 
Permeado: passa pela membrana. 
Concentrado: fica retido na membrana. 
 Podem ser usado como produto final ou ser 
descartado, dependendo da aplicação. 
 
 
 
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Sistemas De Concentração Por Evaporação 
• Equipamentos mais simples são os do tipo semi-esférico, equipados com camisa de vapor. 
• Baixa taxa de evaporação e alto consumo de vapor. 
• Quanto maior o tanque, menor a eficiência térmica. 
• Exemplos de aplicações: doces em massa, cocadas, geléias, doce de leite. Produtos que suportam 
aquecimento por tempo prolongado. 
 
Evaporação simples e de múltiplo efeito 
 Quando um evaporador simples é usado, o vapor 
liberado do líquido em ebulição é condensado e 
eliminado. Esse método é chamado de evaporação de 
único-efeito, e, embora permuta uma construção 
simples, não utiliza eficientemente o vapor de 
aquecimento. Para evaporar 1 kg de água de uma 
solução, são precisos 1 a 1,3 kg de vapor de caldeira. Se 
o vapor produzido em um evaporador é conduzido à 
câmara de vapor de aquecimento de um segundo 
evaporador e se o vapor aqui produzido é depois 
enviado para um condensador, a operação toma-se de 
duplo-efeito. O calor do vapor original é reusado no segundo efeito e a evaporação conseguida por 1 kg de 
vapor de água alimentado no primeiro efeito é aproximadamente duplicada. O método geral para aumentar 
a evaporação por kg de vapor de caldeira, usando-se uma série de evaporadores entre o fornecimento inicial 
do vapor e o condensador, é chamado evaporação de múltiplo-efeito. A eficiência térmica do equipamento 
aumenta com o número de efeitos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Evaporador de placas 
Usa o sistema de recompressão mecânica dos vapores. É um sistema eficiente de aquecimento por placas, 
sendo o vapor separado do concentrado nos separadores. Poderá ser de simples, duplo e triplo efeito. 
• O tempo de residência é curto, devido à alta velocidade do líquido, o que permite a utilização para 
alimentos sensíveis ao calor. 
• Operam com sistema de passagem única com circulação forçada de filme ascendente e descendente. 
• O produto concentrado e vapor passam então para a câmara de separação. 
• O consumo de vapor é inversamente 
proporcional ao número de efeitos. 
• Para que o vapor liberado do produto possa ser 
utilizado nos efeitos seguintes é necessário que a 
pressão seja progressivamente menor em cada 
efeito. Isto ocorre porque deve ser mantido o 
gradiente entre as temperaturas do vapor de 
aquecimento e da evaporação do alimento. 
 
 
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Evaporadores de Tubulação Longa 
• São constituídos de tubos de 3 a 10 m de comprimento e 2 a 5 cm de diâmetro. • O líquido circula 
dentro dos tubos e são aquecidos com vapor de água externamente. 
• A mistura de vapor mais produto concentrado passa para uma câmara de expansão, onde o vapor é 
separado do concentrado. 
• Os tempos de residência são pequenos, chegando a obter grandes taxas de evaporação em 
temperaturas baixas, operando sob pressão reduzida. 
• A concentração final para produtos de leite atinge 50 – 55 % e sucos de frutas até 65%. 
• Aplicações: leite e sucos de frutas. 
 
Tacho a vácuo 
Como o próprio nome indica, este equipamento trabalha a 
baixa pressão, o que permite utilizar temperaturas mais baixas, 
pois com a redução da pressão, ocorre também a redução do 
ponto de ebulição da água. 
Os evaporadores de tacho trabalham em batelada, ou seja, 
processam uma determinada quantidade de alimento por vez. 
São bastante empregados na fabricação de molhos, geleias, 
doces pastosos e doce de leite. 
 
Tacho aberto 
Apesar do nome, o tacho aberto não quer dizer que ele não tem 
tampa. O nome significa que ele atua a pressão atmosférica, sem 
vácuo.