A secagem a vácuo tem sido amplamente utilizada na indústria alimentícia. Nos últimos anos, com a combinação da tecnologia de vácuo, tecnologia de aquecimento por microondas e outras tecnologias de secagem, surgiram alguns novos tipos de dispositivos de secagem a vácuo.0.
Introdução Atualmente, uma importante tendência de desenvolvimento da tecnologia de processamento de alimentos é * grande limite para manter a nutrição e o sabor dos alimentos, e a escolha da tecnologia e do equipamento de secagem tem grande influência na nutrição, cor e sabor do produto alimentício. É diferente da secagem de produtos químicos. O primeiro precisa considerar a higiene alimentar, perda nutricional, mudanças de cor e sabor, etc.A secagem de alimentos é diferente da secagem de produtos médicos, porque os alimentos costumam ser um produto de baixo valor agregado e os medicamentos geralmente são produtos de alto valor agregado, os primeiros devem considerar a economia do processo de secagem.Em torno da "qualidade e economia", nos últimos anos, a tecnologia e os equipamentos de secagem de alimentos progrediram muito, e o vácuo e outros métodos de secagem ou tecnologia de aquecimento combinados deram ao dispositivo de secagem a vácuo uma nova conotação e vitalidade.1.
As características da secagem a vácuo de alimentos: A secagem a vácuo baseia-se no princípio fundamental de que a pressão de vapor saturado da água está intimamente relacionada à temperatura. Sob condições de vácuo, o ponto de ebulição da água diminui. Ou seja, operar sob vácuo, ou seja, operar em baixas temperaturas, pode evitar a destruição de nutrientes como vitaminas em altas temperaturas, e ao mesmo tempo aumentar a velocidade de secagem. Além disso, em um sistema de vácuo, o conteúdo de ar por unidade de volume é inferior ao da atmosfera. A secagem dos alimentos neste ambiente relativamente deficiente em oxigénio pode reduzir ou mesmo evitar a oxidação da gordura, o escurecimento dos pigmentos ou outra deterioração oxidativa dos alimentos. Portanto, a secagem a vácuo pode alcançar melhor qualidade dos alimentos.
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O equipamento tradicional de secagem a vácuo é amplamente utilizado nas indústrias alimentícia, farmacêutica, química e outras. Vários dispositivos de secagem a vácuo também foram desenvolvidos e introduzidos na China e suas formas estruturais são diversas. As formas comumente usadas na indústria alimentícia incluem principalmente secadores a vácuo tipo caixa, de cone duplo, secadores a vácuo de correia, etc. Esses dispositivos tradicionais de secagem a vácuo usam principalmente ar quente, vapor ou eletricidade para aquecimento e transferem calor de fora para dentro do material pelos princípios de condução de calor, convecção ou radiação.
2.1 Secador a vácuo tipo caixa A secagem a vácuo tipo caixa é o tipo mais antigo e simples de secador a vácuo. Dentro da câmara de secagem a vácuo, existem várias placas de aquecimento ocas. Geralmente, o vapor passa pelas placas de aquecimento para aquecimento, mas também pode ser usado aquecimento elétrico ou outro aquecimento por radiação. Os materiais são colocados em uma bandeja metálica sobre a placa de aquecimento. O calor é conduzido para o interior dos materiais, fazendo com que a umidade evapore. Os secadores a vácuo do tipo caixa ainda são amplamente utilizados na prática atualmente e são adequados para a secagem de líquidos, pastas, pós e materiais alimentícios a granel.
2.2 Secador a vácuo de cone duplo: O secador a vácuo de cone duplo gira um recipiente cônico com uma camisa simétrica. O material é continuamente agitado pela inclinação inerente do cone interno. Vapor ou transportadores de aquecimento são alimentados em um lado do eixo rotativo através de uma junta rotativa, e o material é descarregado através de um tubo de exaustão com uma tela de filtro no centro da outra extremidade do eixo. O secador a vácuo de cone duplo pode atingir um alto grau de vácuo, possui uma estrutura interna simples, é fácil de limpar e todos os materiais podem ser descarregados.
2.3 Secador de correia a vácuo O secador de correia a vácuo é composto por uma correia contínua de aço inoxidável, que é enrolada em torno do tambor de aquecimento e do tambor de resfriamento. A estrutura é multicamadas, formando o corpo principal do secador, e a seguir é colocada em uma câmara de vácuo fechada. Os materiais são espalhados em camadas finas na placa de aquecimento da correia e se movem junto com ela. Devido às condições de vácuo, os materiais ficam em estado de ebulição e espumando na placa de aquecimento, portanto o produto acabado apresenta porosidade. Todo o sistema funciona de forma fechada e com boas condições de higiene. O grau real de vácuo operacional está entre 100 e 10Kpa e a temperatura de aquecimento é de cerca de 150 ℃. Suas condições de operação (temperatura e tempo de secagem) situam-se entre a liofilização e a atomização. A qualidade do produto acabado é muito próxima da liofilização, mas a liofilização é uma operação intermitente enquanto o secador de correia a vácuo opera continuamente. É particularmente adequado para secar alimentos sensíveis ao calor e altamente oxidados. Pode ser usado para materiais líquidos ou pastosos. É comumente usado em alimentos para secar suco de laranja, suco de tomate, chá instantâneo, etc.
2.4 Secador de tambor a vácuo O secador de tambor a vácuo veda o tambor em uma câmara de vácuo. No secador de tambor a vácuo, a alimentação, descarga e raspagem devem ser todas controladas de fora da câmara de secagem, portanto o custo de secagem é muito alto. Portanto, só pode ser utilizado para secar alimentos muito sensíveis ao calor, como sucos de frutas, fermento, comida para bebês, etc.
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Novo progresso em equipamentos de secagem a vácuo: Os equipamentos tradicionais de secagem a vácuo utilizam principalmente condução de calor, convecção ou radiação para aquecimento, que é lento e não uniforme. Nos últimos anos, os pesquisadores combinaram a tecnologia de vácuo com a tecnologia de aquecimento por microondas e outras tecnologias de secagem, dando origem a alguns novos tipos de equipamentos de secagem a vácuo.
3.1 A água liofilizada a vácuo tem três estados agregados, nomeadamente líquido, sólido e vapor. À medida que a pressão diminui, o ponto de congelamento muda pouco, enquanto o lado do ponto de ebulição diminui cada vez mais, aproximando-se cada vez mais do ponto de congelamento. Quando a pressão cai para um determinado valor, o ponto de ebulição combina-se com o ponto de congelamento, e o gelo sólido pode se transformar diretamente em vapor sem passar pelo estado líquido. A pressão do ponto triplo da água é 610,5Pa e a temperatura do ponto triplo é 0,0098 ℃. Quando a pressão é inferior à pressão do ponto triplo, o gelo sólido pode absorver calor e transformar-se diretamente em vapor de água gasoso. O princípio da liofilização reside precisamente aqui. Durante a liofilização a vácuo, o produto é colocado em uma câmara de vácuo entre duas placas de aquecimento. O aquecimento infravermelho distante de baixa temperatura é utilizado para garantir uma secagem uniforme. A temperatura das placas de aquecimento é controlada com precisão de acordo com a curva de aquecimento do processo de secagem. A seleção do grau de vácuo deve garantir que toda a umidade permaneça na forma de gelo durante todo o processo de secagem e não se dissolva. Para a maioria dos vegetais e carnes, é apropriado um grau de vácuo de 0,5 a 1Pa, correspondente a uma temperatura de sublimação de cerca de 25°C. Como os alimentos liofilizados a vácuo são desidratados a uma temperatura muito baixa, a perda de nutrientes e substâncias aromatizantes nos alimentos é mínima, o que pode reter ao máximo a nutrição e o sabor originais. Possui excelentes propriedades de reidratação e pode ser restaurada em segundos a minutos. Sua cor, sabor e formato são basicamente iguais aos dos produtos frescos. Existem muitos produtos liofilizados a vácuo: café, chá instantâneo, suco de frutas, ervas, etc. Para vegetais, há cebolinha, alho, gengibre, cogumelos, carne, vieiras, etc. Por exemplo, o equipamento de liofilização RAY50 da ATLAS na Dinamarca (com uma área de liofilização de 45 metros quadrados)
O preço cotado chega a 1,05 milhão de dólares americanos. Os liofilizadores domésticos estão apenas começando e ainda há uma lacuna considerável na qualidade em comparação com produtos estrangeiros. Além disso, o custo de produção da liofilização a vácuo também é relativamente alto. Isso porque requer a manutenção de alto vácuo e baixa temperatura de (-25°C), com longo tempo de secagem e alto consumo de energia. Esses fatores trazem grande resistência à aplicação da liofilização na indústria alimentícia.
3.2 O secador a vácuo contínuo a jato também é conhecido como (secador por spray Filtermat)
O secador a vácuo contínuo a jato, também conhecido como secador por spray Filtermat, é essencialmente uma combinação de um secador a vácuo de correia e um secador por spray. Niro
O secador desenvolvido pela Hudson Company resolveu com sucesso o problema de secagem de alimentos pegajosos ----, como materiais alimentícios com alto teor de açúcar, alto teor de gordura ou alto teor de ácido. Materiais com alta viscosidade irão aderir à parede ao usar secadores por spray tradicionais, dificultando a secagem. Durante o processo de secagem, o material é pulverizado verticalmente para baixo na câmara de secagem por pulverização através de bicos de pressão, e o ar quente também é pulverizado para baixo. O material em pó semi-seco se acumula na correia de malha móvel e os gases de exaustão são descarregados pelo ventilador. O material seco se move, esfria e é coletado na esteira de malha. Devido à manutenção de um grau de vácuo moderado dentro da torre de pulverização, a temperatura do ar quente só precisa estar em torno de 100°C, enquanto a temperatura geral do ar quente para secagem por pulverização é de cerca de 150°C. Portanto, a perda de materiais sensíveis ao calor é menor e, ao mesmo tempo, a altura dentro da torre de pulverização é reduzida.
3.4 Secagem a Vácuo por Microondas Microondas é uma onda de radiação eletromagnética com comprimento de onda de 1,0 a 0,001 metros e frequência de 300 a 300.000 MHZ, que é penetrante. O princípio da secagem por microondas é: O gerador de microondas irradia microondas sobre os materiais de secagem. Quando as microondas entram no interior dos materiais, elas fazem com que moléculas polares, como a água, girem em sincronia com a frequência das microondas. Por exemplo, ao secar produtos vegetais com microondas de 915 MHz, as moléculas polares de água dentro dos vegetais giram 915 milhões de vezes por segundo. O resultado dessa rotação em alta velocidade de moléculas polares como a água é que os materiais geram calor de fricção instantaneamente. Isto faz com que a superfície e o interior do material aqueçam simultaneamente, permitindo que um grande número de moléculas de água escapem do material, conseguindo o efeito de secagem do material. Os métodos tradicionais de aquecimento, como vapor, ar quente e eletricidade, transferem calor de fora para dentro do material pelos princípios de condução de calor, convecção e radiação. Demora um certo tempo para que o calor se espalhe de fora para dentro. Quanto pior for o desempenho de condução de calor do material, maior será o tempo necessário. Portanto, a velocidade de aquecimento é lenta, o aquecimento é irregular e o consumo de energia é elevado. O aquecimento por microondas faz com que o próprio objeto a ser aquecido seja a fonte de calor, por isso é chamado de método de aquecimento interno. As microondas passam pelos alimentos de todas as direções, aquecendo simultaneamente o interior e o exterior dos alimentos. Não requer um meio de transferência de calor nem utiliza convecção. A temperatura interna e externa dos alimentos aumenta ao mesmo tempo. A velocidade de aquecimento é rápida e uniforme, exigindo apenas uma fração ou algumas dezenas da temperatura dos métodos de aquecimento tradicionais. Também pode preservar melhor as vitaminas dos alimentos e a cor, aroma e sabor originais dos alimentos. Experimentos mostraram que a clorofila, vitaminas e outros nutrientes em vegetais frescos secos ao sol permanecem em apenas 3%, enquanto aqueles em secagem ao ar podem reter 17%, aqueles em secagem rápida com ar quente podem reter 40%, aqueles em secagem por microondas podem reter 60% a 90%, e aqueles em liofilização a vácuo podem reter 97%. A secagem a vácuo por microondas é uma combinação orgânica de tecnologia de microondas e tecnologia de vácuo, aproveitando totalmente as características de aquecimento rápido e uniforme por microondas e baixo ponto de vaporização de água sob condições de vácuo. É uma tecnologia de secagem muito promissora. A tecnologia de secagem a vácuo por microondas avançou da produção laboratorial para a produção industrial na França, no Japão e nos Estados Unidos nos últimos anos. Esta tecnologia é muito adequada para o processamento profundo de alimentos sensíveis ao calor.
A Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, colaborou com uma determinada empresa para utilizar a secagem a vácuo por micro-ondas para passas sem sementes, o que manteve a forma e a cor originais das uvas e evitou as deficiências do processo tradicional (secagem em ar quente a 65 ℃ por 24 horas), como alterações na cor, forma, sabor e componentes nutricionais do produto. A qualidade do produto melhorou bastante. O secador a vácuo por micro-ondas (2.450 MHz, 48Kw) fabricado pela French International Microwave Company tem um diâmetro de 1,5 metros e um comprimento de 12 metros na câmara de secagem a vácuo por micro-ondas. É usado para processar pó de laranja instantâneo. O produto não apenas mantém a cor, aroma e sabor originais, mas também possui uma retenção de vitaminas muito maior do que a secagem por pulverização. Nos últimos anos, tem havido uma enorme demanda por vegetais desidratados de alta qualidade, tanto no país quanto no exterior. O processo de secagem é a chave para determinar a qualidade dos vegetais desidratados. Embora a liofilização a vácuo seja usada para preparar vegetais desidratados de boa qualidade, o equipamento de liofilização a vácuo é caro e o custo de produção é alto. Desde a década de 1980, o ar quente a vácuo em micro-ondas (45% a 55%) tem sido usado no exterior para produzir vegetais desidratados. Em termos de qualidade, é comparável aos produtos fabricados pelo processo de liofilização, mas com menor investimento único e redução significativa no custo total.
4 Observações Finais (1
A secagem a vácuo apresenta uma série de vantagens como baixa temperatura de secagem, relativamente anóxia na sala de secagem, evitando a oxidação da gordura e o escurecimento do pigmento, adequado para a secagem de materiais alimentícios sensíveis ao calor. Além disso, o custo do equipamento e o custo da secagem são relativamente baixos e a secagem a vácuo desempenha um papel importante na secagem de alimentos. (2
Secagem a vácuo combinada com tecnologia de aquecimento por microondas ou outros métodos de secagem, existem muitos novos dispositivos de secagem a vácuo, dando à secagem a vácuo uma nova conotação e vitalidade. (3
Secagem por microondas a vácuo para absorver as vantagens da secagem por microondas e a vácuo, a tecnologia de secagem é promissora, sugerida para acelerar o desenvolvimento, o desenvolvimento de dispositivos de secagem por microondas a vácuo em nosso país.
