Congelación: técnicas modernas con muchas aplicaciones alimentarias

El uso del frío es indispensable para el buen funcionamiento de la industria alimentaria, y los gases garantizan que algunos procesos sean más precisos y expeditos. Los golpes de frío para permitir un mejor loncheado de cárnicos, la congelación completa de productos precocinados, y de aquellos recubiertos con salsas, son algunas de las aplicaciones que más se utilizan en la actualidad

Los avances tecnológicos de la industria alimentaria buscan ir a la par de las crecientes necesidades de los consumidores, que quieren adquirir productos cada vez más elaborados, con especial énfasis en los platos preparados; con las diferentes legislaciones, tanto nacionales como europeas, que son cada vez más estrictas en cuanto a la seguridad e inocuidad de los alimentos; y con las propias necesidades de las empresas productoras de alimentos, que precisan de sistemas y equipos que les permitan aumentar sosteniblemente la generación de alimentos terminados con costes reducidos y bajas inversiones en mantenimiento.
El uso del frío, en sus diferentes formatos, se está generalizando en esta industria, por cuanto facilita mantener un control adecuado de las materias primas y de los alimentos durante su proceso de elaboración, asegura la conservación de las propiedades organolépticas e impide que pueda haber un deterioro de los mismos.
La utilización de los gases para producir frío y conservar o tratar los alimentos es ya una realidad (y necesidad) para la gran mayoría de las compañías procesadoras. Su uso es adecuado para sectores tan disímiles como los cárnicos, precocinados, panadería, pastelería, pescados, platos preparados, salsas o bebidas.
Los gases para su uso en procedimientos de congelación son indispensables dada la rapidez con la que actúan y su comprobada inerticidad. Permiten un adecuado control de las tiempos y las temperaturas, su relación costo/beneficio es ventajosa y las empresas comercializadoras de gases tienen en cartera muchas soluciones que pueden adecuarse a las necesidades específicas que una empresa requiera.
Gases más utilizados en la congelación
De los diferentes gases que se utilizan en la industria alimentaria, son dos los más adecuados para los procesos de congelación. Se trata del dióxido de carbono, o CO2, y el nitrógeno.
El primero de ellos, llamado óxido carbónico o dióxido de carbono, es la combinación de una molécula de carbono con dos de oxígeno; es un gas incoloro, inodoro y con un sabor un poco ácido, que está presente en el aire aunque en muy poca cantidad (0,03% del total).
Este compuesto es muy versátil, y la industria alimentaria lo usa con profusión: para carbonatar bebidas, envasar en atmósfera modificada, regular el pH de los alimentos, para el anestesiado o aturdimiento de animales durante la matanza, el tirado de bebidas, para controlar la temperatura, la desoxigenación de líquidos (como aceites, zumos y leche) y, por supuesto, en la criogenia.
El CO2 se puede utilizar como gas, como líquido (está en ese estado entre los -17 y los -46 grados centígrados) o como hielo seco o en pellets (que están a unos -78º).
El nitrógeno, cuya fuente principal es el aire (representa el 78% de la atmósfera que respiramos) no tiene aroma, sabor ni olor. Dadas sus características químicas, no se mezcla con otros elementos, a menos que exista una reacción química. Es un gas seco e inerte.
Su obtención se realiza a través de la destilación fraccionada del aire. Las empresas lo suministran en estado líquido o gaseoso, o pueden generarlo in situ mediante maquinarias facilitadas por estas compañías. Su temperatura de ebullición es de -196 grados.
Este gas tiene también muchos usos dentro de la industria alimentaria: envasado en atmósfera protectora, inertización, limpieza de tanques y reservorios, presurización, esponjamiento de natas y grasas, liofilización, desoxigenación de líquidos, control de temperatura y, por supuesto, criogenia.
Adecuación tecnológica e inversión en I+D+i
La búsqueda de una mayor productividad, reducción de costes de fabricación, cumplir con las cada vez más exigentes normativas alimentarias y garantizar un servicio con mínimas inversiones en mantenimiento, han hecho que las principales empresas distribuidoras y fabricantes de gases para la industria alimentaria y, en especial, para aquellos utilizados en la congelación, realicen importantes inversiones en I+D+i, a fin de encontrar nuevos usos de los mismos, mezclas más adecuadas para procesos específicos de producción y que, por lo tanto, permitan a la industria alimentaria nuevos procedimientos de producción más novedosos.
Estos avances han estado a la par con la presentación de pescados congelados en rodajas, ensaladas de 4ª y 5ª gama, una más amplia gama de cárnicos loncheados, zumos recién exprimidos que conservan en perfecto estado sus oligoelementos, platos preparados refrigerados y congelados, y otras novedades.
Igualmente, las maquinarias destinadas a producir frío son más eficientes, ocupan menos espacio y consumen una cantidad inferior de energía, lo cual, dados los actuales precios de los hidrocarburos y la electricidad, las convierte en un acicate importante para la industria alimentaria.
La solución criogénica
Los sistemas mecánicos son eficientes, tienen muchos años de desarrollo y múltiples aplicaciones. No obstante, entre sus desventajas está la velocidad de enfriamiento que ofrecen, que no siempre es lo suficientemente rápida para su uso en algunos procedimientos de producción de alimentos.
La capacidad de refrigeración a temperatura muy baja, gracias al uso de fluidos criogénicos, permite obtener resultados muy rápidos, unas 4 ó 5 veces más expeditos que utilizando procedimientos mecánicos. Este sistema, que se está utilizando en la industria alimentaria desde los años 60 (con sus consecuentes puestas al día), permite una menor deshidratación de los alimentos, impide que puedan pegarse durante su manipulación industrial, amplía la posibilidad de congelar la parte exterior del producto para aumentar su rigidez y facilitar su manipulación, corte y envasado.
Las máquinas encargadas de realizar el frío criogénico pueden adaptarse a las diferentes exigencias de temperatura y velocidad durante la operación. Después de requerírseles unas condiciones distintas a las actuales, éstas se alcanzan a los pocos minutos. De hecho, pueden pasar de -20ºC a -140ºC en apenas una hora.
La inversión inicial es baja, unas cinco veces inferior a su equivalente en refrigeración mecánica. Los gastos de mantenimiento suelen equivaler a entre un 1% y un 3% del coste inicial de inversión. Los costos fijos, a su vez, son también limitados, lo que es una ventaja a considerar en el momento en que existan picos de producción temporales, o cuando se lanzan nuevos productos y se necesitan nuevas condiciones operativas de la maquinaria.
Para aquellas factorías que tienen ambos sistemas de enfriamiento, la criogenia puede servir como golpe inicial de frío, hasta alcanzar la temperatura adecuada. Posteriormente, los productos se conservan a dicha temperatura mediante cámaras de frío mecánico.
Usos y aplicaciones de la congelación
El frío mediante el uso de gases se utiliza en una miríada de aplicaciones y alimentos, dependiendo del tipo de producto, su destino final y los requerimientos específicos dentro de la línea de producción.
Para la congelación completa de productos elaborados, como es el caso de albóndigas, carne para hamburguesas, empanadas, tortillas, lasañas y pastas preparadas, empanadillas, surimis, productos del mar, mariscos y pizzas, verduras congeladas, arroces, etc.
Para la congelación completa de precocinados recubiertos con salsas, como es el caso de albóndigas con salsa, ternera en salsa, menestras, arroz cocido, cubiertas para pizzas, arroz con guarniciones, etc.
Para el endurecimiento superficial de un alimento, lo que facilita su manipulación mecánica durante el proceso de envasado, ya que la rigidez mejora los tiempos de producción.
Golpe de frío superficial, para derivados cárnicos, lo que facilita su loncheado; y en lasañas o canelones, antes de que se le agregue la bechamel caliente.
Refrigeraciones rápidas mediante un golpe de frío. Esta técnica resulta muy útil para que aquellos productos recién elaborados, que están a una temperatura alta, puedan ser guardados sin sufrir contaminaciones bacteriológicas. Refrigeración de masas, como es el caso de salsas bechamel o carnes picadas. Esto puede hacerse en las amasadoras, controlando la temperatura adecuada en el proceso.
Congelación en gotas de zumos recién exprimidos. Este sistema se aplica en zumos de naranja, por ejemplo, e impide que el producto se oxide por el oxígeno del aire.
Refrigerador de salsas en continuo
Carburos Metálicos –Grupo Air Products–, especialistas en gases para la industria alimentaria, cuenta con numerosas aplicaciones para su uso en etapas concretas de la producción de alimentos, desde desinsectación de materias primas hasta envasado en atmósfera controlada.
En el campo de la congelación, acaba de lanzar al mercado un nuevo refrigerador de salsas en sistema continuo bajo la línea Freshline.
Este refrigerador inyecta de forma directa nitrógeno líquido en la salsa, como es el caso de la mayonesa, gracias a la utilización de una mezcladora diseñada ex profeso, lo que favorece un uso eficaz del compuesto líquido. Debido a esta inyección, la salsa se refrigera en segundos, con lo que se consigue una menor pérdida del producto y se logra, al mismo tiempo, que el proceso de fabricación del alimento funcione de forma continua.
La diferencia de esta nueva maquinaria radica en que la mayoría de los sistemas de fabricación actuales implican la refrigeración de la mayonesa desde 40ºC a 5ºC en grandes cámaras frigoríficas durante un periodo de dos a cuatro días. Con este sistema, este proceso no es necesario.
Además, el refrigerado de salsas en continuo permite una menor manipulación del producto y requiere un menor espacio de instalación, lo que genera ahorro de costes al fabricante.
La empresa ha diseñado también un nuevo túnel de congelación, el Freshline TRS, una solución criogénica en continuo para el fileteado y loncheado de carnes y productos cocidos, que ha sido diseñado especialmente para la congelación superficial de productos frescos y cocinados, antes de su fileteado, y ofrece varias ventajas: una alta velocidad de congelación, estabilidad microbiana, flexibilidad en la producción, reducción de la pérdida de peso del producto y de la oxidación del mismo.
El proceso lleva de cinco a diez minutos en función de la composición del producto, de la proporción de grasas y del agua añadida al momento de elaborarse.
La temperatura normal de entrada del producto es de entre 0º y 3ºC y las máquinas de cortar en lonchas trabajan continuamente hasta cotas de 2.000 k/h. En el túnel se utiliza un sistema doble de inyección de nitrógeno y un sistema doble de extracción. Su longitud, de apenas tres metros, y un ancho de 1,2 metros le permite ser instalado sin mayores complicaciones.
Además de mejorar las tasas de producción, pues queda eliminada la necesidad de mover productos entre los equipos de refrigeración y las líneas de corte, este túnel de congelación reduce rápidamente la temperatura en el producto, lo que evita el crecimiento de microorganismos.
Más y mejor investigación
Con el fin de mejorar cada vez más los sistemas y procesos de consecución de atmósferas protectoras, Carburos Metálicos ha establecido una colaboración con el Instituto de Investigación y Tecnología Agroalimentaria (IRTA), que se ha materializado en un laboratorio para el envasado de productos en atmósfera protectora, que consta de una instalación completa de gases, máquinas para el envasado, mezclador de gases y pulmón de almacenamiento, un equipo para realizar el análisis de los gases, equipos para múltiples pruebas (colorímetro treiestimuol, pH-ímetro, refractómetro, penetrómetro), instrumental para el análisis microbiológico previo y una base de datos bibliográfica.
Este laboratorio tiene como fin la realización de ensayos específicos solicitados por empresas, prestar asesoramiento y asistencia técnica a compañías alimentarias y promover y realizar proyectos de búsqueda, innovación y transferencia de tecnología relacionados con el envasado de alimentos.
Armarios y túneles para necesidades específicas
El Grupo Air Liquide tiene un catálogo de equipos muy amplio, para hacer un uso adecuado de las técnicas de congelación en diversos procesos de producción alimentaria.
El Crust Flow P, por ejemplo, es un túnel especialmente diseñado para la congelación de alimentos fácilmente deformables, lo que evita la utilización de moldes. Se puede usar principalmente para productos frágiles o que se puedan pegar (moras, fresas, gambas peladas), diferentes tipos de pescados, productos formados a partir de pastas o salsas concentradas, precocinados y extrusionados directamente sobre el tapiz. Tal es el caso de helados, porciones de quesos o de tartas.
Este túnel usa una cinta transportadora de material plástico especial que se puede impregnar de nitrógeno líquido como una esponja. La parte del producto que se encuentra en contacto con la cinta se endurece en muy pocos segundos, lo que permite conservar la forma inicial del producto; paralelamente, la zona superior recibe una pulverización de nitrógeno, haciéndola también dura e indeformable.
El equipo Crush Flow S es adecuado para congelar de forma superficial productos en barra antes del loncheado. Estos productos, que han registrado un fuerte crecimiento en su consumo, suelen mostrar problemas a la hora de rebanarse. Es por ello que existe este tipo de túnel, que realiza un endurecimiento superficial antes de su loncheado a gran velocidad por las máquinas cortadoras.
El procedimiento es pasar la barra de producto por este túnel, que funciona con nitrógeno líquido por convección. Se endurece la superficie hasta los 6 o 7 mm de espesor a una temperatura de -5ºC, lo que facilita su posterior loncheado limitando las pérdidas de producto y duplicando la capacidad de corte.
Este equipo es automático y lee la velocidad de la cortadora a fin de ajustar la cadencia de paso de las barras listas a ser cortadas. El nitrógeno líquido se pulveriza directamente en el interior del túnel y unos ventiladores garantizan simultáneamente la agitación y homogenización del gas, forzando un congelado uniforme de la parte externa.
El Crust Flow V está especialmente adaptado al endurecimiento superficial o congelación total de productos alimenticios de pequeño tamaño, como carne picada o en cubitos, o tacos de queso, para una congelación superficial previa al glaseado. Tiene una cinta vibrante impregnada en nitrógeno líquido, que asegura el paso del producto en tiempos de congelación muy cortos. Un sistema de reciclaje del nitrógeno líquido no utilizado facilita una notable reducción en el consumo.
Finalmente, esta empresa comercializa el Zip-Roll, un equipo para la refrigeración y congelación en continuo de productos de pequeño tamaño cargados a granel (como es el caso de carne picada, champiñón en láminas, zanahoria en rodajas, etc.). Tiene un tambor rotativo y perforado, situado dentro de un recinto aislado y refrigerado por inyección de CO2. Dentro, los productos son removidos en un ambiente gaseoso y frío, y salen refrigerados o congelados al final del tambor, en función de su necesidad. Estos movimientos permiten la individualización de los productos.
Golpes de frío y bombos de masajeado
Praxair España comercializa diferentes maquinarias, como túneles y armarios, para la congelación completa de productos elaborados, congelación completa IQF de precocinados, endurecimientos superficiales para loncheado de productos, refrigeración de masas, golpes de frío superficial y bombos de masajeado. Estos últimos, realizados en colaboración con Lutetia, están preparados para la utilización de gases criogénicos y pueden utilizarse para la congelación con recubrimiento de salsa IQF, lo que permite una fijación homogénea e inmediata de la salsa y un recubrimiento de hasta el 50%; marinados, con una mejor extracción proteica a temperatura controlada, mayor ganancia de peso, reducción del tiempo de ciclo y una mejor textura del producto final.
Praxair no sólo garantiza la puesta en marcha de los equipamientos, sino que también dispone de un equipo técnico que da apoyo a dichas puestas en marcha, contribuye a optimizar el ritmo de trabajo, con seguridad y eficacia, ofrece asesoramiento tecnológico y realiza pruebas en las instalaciones del cliente, a fin de garantizar el correcto funcionamiento de los túneles de congelación.
Enfriamiento de harinas
Messer Ibérica de Gases, además de ofrecer túneles para congelación individualizada, tiene un sistema de enfriamiento de harina, cuyo uso es adecuado en industrias panaderas. Esto es debido a que la mayoría de las aplicaciones requieren un control riguroso de la temperatura de la harina, que debe ser constante y reproducible. Este procedimiento, llamado Spirox, modifica la temperatura de esta materia prima durante su transporte a la amasadora, lo cual evita el almacenamiento en cámara fría del producto hasta que éste sea utilizado. Con el Spirox la temperatura fijada en el regulador es ajustada permanentemente y, con ello, la masa conserva las mismas características.
Esta empresa comercializa también el Vibrofreezer, que se basa en un aparato con dos pistones vibradores, una espiral transportadora de acero inoxidable y un baño de nitrógeno líquido. Los alimentos pasan a través de esta “ducha” a -196ºC, y se transportan después hacia arriba por medio de las vibraciones de resonancia de la espiral, lo que asegura el movimiento y el congelado de los productos sueltos. Este último puede ser total o superficialmente.
Este sistema tiene capacidad de entre 200 y 1.000 kilos a la hora y constituye una solución práctica para el congelado IQF de alimentos, pues la distribución homogénea del frío por toda la longitud del espiral garantiza un uso correcto de la energía frigorífica del nitrógeno.
Finalmente, Messer Ibérica de Gases comercializa un nuevo sistema, el Variosol, cuya función es cristalizar con CO2 productos viscosos o pastosos con baja temperatura de fusión, para procesar o dosificar con una mayor facilidad. Este proceso innovador permite obtener polvos con una distribución de tamaño exacta y estrecha, lo que permite una gran flexibilidad en la producción prevista por la industria que lo utilice.
La empresa asegura que entre sus ventajas está el bajo coste de inversión y de operación, el poco espacio que necesita la maquinaria y la rapidez con la que ésta puede ser higienizada; su versatilidad, pues permite su utilización en plantas de tamaño variable, y su idoneidad incluso para pequeñas producciones. Además, las grasas con muy baja temperatura de fusión pueden también cristalizarse.
El cambio de producto a procesar es fácil y no requiere de grandes paradas técnicas; las partículas se distribuyen fácilmente y pueden ser seleccionables, el producto se puede envasar de forma inerte y, mediante el tamizado, se pueden eliminar algunos pasos adicionales, lo que acelera la producción final.

 

Publicado en Tecnifood Nro. 59

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