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Conservação pelo Controle da Umidade Professora Patrícia Beltrão Lessa Constant ““A disponibilidade de água presente no alimento depende não apenas da sua quantidade, mas principalmente da forma com que se encontra ligada aos componentes do produto alimentício.” ▪ Conteúdo de água expresso pelo teor total de água (umidade) do alimento não é informativo no que diz respeito à estabilidade do alimento. ▪ Atividade de água água disponível para atividade bioquímica, enzimática ou microbiana no alimento o seu valor é que determina em realidade a vida útil do produto. ▪ Reações microbiológicas; ▪ Reações químicas; ▪ Reações enzimáticas. CONSERVAÇÃO PELO CONTROLE DA UMIDADE Palimento=Págua + Pmatéria secaMatéria seca + Água Água total = água livre + água combinada + água de hidratação Aw e microorganismos • 0,98>Alimentos > 1,0: – Risco; • Alimentos < 0,85: – Baixo risco; • Microorganismos resistentes: – Bactérias halófilas, leveduras osmofílicas e mofos xerófilos; ▪Redução da atividade de água: ▪ Congelamento; ▪ Desidratação; ▪ Concentração. Concentração ▪ Evaporação e/ou adição de solutos Retirada de água do meio→ diminuição da atividade de água → aumento do teor de açúcares e sal→ concentração de ácidos naturalmente presentes → favorecimento da conservação do produto. ▪As razões pelas quais alimentos são concentrados são as mesmas pelos quais eles são desidratados. ▪ Permite a preservação de vários tipos de produtos. ▪ Redução sensível no volume o que resulta em vantagens de ordem econômica. ▪ Etapa inicial no processo de desidratação de líquidos. ▪ Estabilidade dos alimentos concentrados ▪ O nível de água presentes nos alimentos simplesmente concentrados é suficiente para permitir o crescimento microbiológico. ➢ 70% de açúcares ➢ 25% de sal Produtos concentrados como purês não ácidos de frutas e vegetais podem rapidamente sofrer deterioração microbiana, enquanto xaropes de açúcares e geléias são relativamente imunes à deterioração... ▪ Pressão osmótica. ▪ Tipo de soluto. Sem crescimento microbiano A diferença deve-se aos solutos dissolvidos e a pressão osmótica do meio Alimentos ácidos 65% sólidos Alimentos pouco ácidos 70% sólidos Métodos de concentração ▪ Por evaporação ▪ Crioconcentração ▪ Por membranas ❖ Concentração por evaporação ▪ Solar: método antiquado. ▪ Evaporadores: reatores em que a concentração de sólidos é feita por meio do deslocamento das moléculas do estado líquido para o estado de vapor, com locomoção destas pelo sistema. ▪ Geralmente, os trocadores de calor tem aquecimento indireto e o vapor de água saturado é utilizado como meio de aquecimento. Exemplos alimentos evaporados * Leite; * Sucos; * Extrato de café; * Produtos de tomate. Métodos de concentração ▪ Tipos de evaporadores: tacho aberto, tacho fechado, tubular, placas etc. ➢ Tacho aberto: aquecimento por camisa de vapor, maior temperatura e tempo de evaporação (geléias, doces, etc). ➢ Tacho fechado: aquecimento por camisa de vapor, sistema de vácuo, menor temperatura e tempo de evaporação (leite condensado, sucos, etc. ➢ Tubular: aquecimento direto, tempo de evaporação curto. Tacho aberto ✓ Tipo “Bulle” ✓ Muito simples; ✓ Apresenta coeficiente global de transferência de calor baixo; ✓ Requer tempo de concentração relativamente longo. Esquema Tacho fechado Evaporador Tubo Horizontal Tubos dispostos no fundo de uma câmara cilíndrica Evaporador: 1 a 3 m de diâmetro 2,5 a 4,5 m de altura Evaporador Tubo Vertical (curto) Tubos com vapor estão na vertical no fundo da câmara cilíndrica (mais fácil de limpeza que o horizontal) Há um espaço no centro para o líquido circular, para cima nas serpentinas sendo aquecido, e para baixo pelo centro (mais frio) Evaporador Tubos (longos) Verticais Filme Ascendente -Circulação natural com fluxo ascendente –Tubos de 3,5 a 5,5 m de comprimento para movimentar o líquido dentro tubos, aquecimento é com vapor por fora dos tubos. Evaporador Tubos (longos) Verticais Filme Descendente -Reduz a quantidade de tratamento ou exposição do produto ao calor -Tubos acima de 9 m de comprimento; aquecimento é com vapor por fora dos tubos. • Capacidade: iguais ao de um efeito. • Vantagem: economia de vapor por kg de água evaporada; • Desvantagem: custos fixos do equipamentos e acessórios. Evaporadores Múltiplos Efeitos Crioconcentração ▪ Cristalização fracionada da água a gelo e subseqüente retirada do gelo por meio de técnicas mecânicas adequadas. 1) sistema de congelamento direto ou indireto para congelar o líquido; 2) vaso de mistura para desenvolvimento e crescimento dos cristais e; 3) separador para remover os cristais formados da solução concentrada. ❖ Vantagem: não emprega calor. ❖Concentração por Membranas ▪ Força promotora: pressão aplicada ao líquido de alimentação. ▪ Vantagens ▪ Não emprega calor ▪ Baixa demanda de energia ▪ Alta seletividade ▪Desvantagens ▪ Custo das membranas ▪ Fragilidade e entupimento. Ultrafiltração Osmose reversa A água e alguns solutos são seletivamente removidos através de uma membrana semipermeável. Método Objetivo Osmose reversa separar água de solutos de baixo peso molecular que apresentem alta pressão osmótica Ultrafiltração retém macromoléculas como proteínas e colóides ❖Concentração por Membranas ▪ Processo Mudanças nos alimentos promovidas pela concentração Depende fundamentalmente do método empregado! Evaporação; Crioconcentração; Por membranas. ▪Aplicações: ▪ Concentração por congelamento: extratos de café (até 45% de sólidos); vinagre (até 48% de sólidos); cerveja e vinho (até 32% em álcool); etc. ▪ Concentração por membrana: dessalinização da água do mar; obtenção concentrados protéicos; obtenção de cervejas e vinhos sem álcool ou de baixo teor alcoólico; produção de queijos; concentração de clara de ovo e ovo inteiro. ▪ Evaporação: aplicações bastante variadas; concentração de produtos derivados de leite;extratos de carne; polpas de tomate; etc. Desidratação ▪ É um processo de remoção de água, com transferência simultânea de calor e massa. Secagem natural: solar Secagem artificial: secadores ▪ Importância dos alimentos desidratados Aumento da vida útil; Redução dos custos com embalagem, transporte e armazenagem. ❖ Processo de Desidratação Artificial Desidratação ▪ Processo de Desidratação Artificial (Métodos mais comuns) ▪ A maioria dos métodos envolve a passagem de ar quente, com umidade relativa controlada, sobre o alimento a ser desidratado. ▪ O ar conduz calor e provoca a evaporação da água fluido transportador de energia e de massa. • Secagem ar quente (convecção) • Secagem por contato (condução) • Secagem por liofilização (sublimação) ▪ Parâmetros da secagem Relacionados com o ar de secagem: ▪ Vazão; ▪ Fluxo de ar; ▪ Temperatura; ▪ Umidade relativa. Relacionados com o produto: ▪ Variedade; ▪ Teor de umidade; ▪ Método de preparo do produto antes de submetê-lo à secagem Tamanho; Forma dos pedaços a serem desidratados. ▪ Efeito da desidratação ▪ Textura ▪ Sabor e aroma ▪ Valor nutritivo ▪ Atividade enzimática ▪ Pigmentos Equipamentos Secadores ar quente (convecção) Fornos Produtos em pedaços Bandejas Pedaços, purês e líquidos Túnel Produtos em pedaços Leito fluidizado Pedaços muito pequenos, grânulos Atomização Líquidos, purês Secadores de tambor ou rolos (Condução) Atmosféricos Purês, líquidos Vácuo Purês, líquidos Secadores a vácuo Bandejas Pedaços, purês e líquidos liofilizadores Pedaços e líquidos Secador de Cabine ou de bandeja Desidratadores de túnel • Construções simples; • Preferencial para alimentos sólidos; • Grande variedade de aplicações; • Ar de secagem 95ºC; • Tempo de 10-20 horas; Secador de tambor (drum drier) • Secagem rápida alimentos líquidos; • Meioaquecimento: vapor de água; • Temperaturas altas (>120ºC); • Finas camadas de produto são secas e retiradas por facas; • Aplicações: sopas prontas, Purês, massas de tomate, leite; • Secagem muito rápida; • Utilizado para alimentos líquidos: – Necessidade de aditivos; • Alta produtividade; • Equipamento caro; • Discos atomizadores: centrífugos, pressão e dois fluidos; Secagem por atomização Secador tipo “Spray drier” (atomizador) Liofilização ▪ Secagem a temperatura abaixo de 0 oC. ▪ É um processo de desidratação em que o produto é congelado sob vácuo intenso e o gelo formado, sublimado. ▪ Aplicações ▪ Vantagens pblconstant@academico.ufs.br
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