Procesos Alimentarios

• Operaciones unitarias en el procesado de alimentos

El número de productos alimenticios que se comercializan es muy elevado, así como el de las operaciones y etapas implicadas en su producción. Cada fabricante introduce modificaciones en los métodos y en los equipos empleados en la tecnología tradicional de cada producto, los procesos de elaboración están en continua evolución.

Los procesos empleados en la industria alimentaria pueden desglosarse en operaciones habituales, denominadas operaciones unitarias. Como ejemplo:

• La aplicación del calor o del frio (intercambio de calor)

• Bombeo

• Concentración

• El control

• Deshidratación

• Envasado

• Evaporación

• La fermentación

• La limpieza

• El manejo de materiales

• La mezcla

• El moldeado

• El recubrimiento

• La reducción de tamaño

• La separación

La mayoría de las operaciones unitarias intervienen en la elaboración de una gran variedad de productos alimenticios. Las operaciones alimentarias abarcan muchas actividades diferentes.

Uno de los elementos claves en el procesado de alimentos es la selección y la combinación adecuada de las diferentes operaciones unitarias en sistemas de producción integrados y complejos. En todas estas operaciones y procesos se consume una gran cantidad de energía.

 Manejo de materiales

El manejo de materiales incluye operaciones tan diversas como la recolección manual o mecánica en el campo, el transporte de productos perecederos en camiones refrigerados, el de ganado vivo en vagones de tren y el neumático de la harina desde los vagones de tren hasta los solos de almacenamiento de las panificadoras. Han de cuidarse diversos aspectos de especial interés entre los que se incluyen el mantenimiento de condiciones higiénicas, evitar pérdidas de producto (incluida la disminución de peso del ganado), la conservación de la calidad de la materia prima y el control de la proliferación de microorganismos.

Las naranjas, por ejemplo, se transportan en camiones con remolque a las plantas de elaboración de zumo, donde se clasifican en función de su calidad y se lavan.

El sistema de elevación neumática tiene algunas ventajas adicionales, como disminuir la pérdida de los componentes volátiles característicos de las especias, evitar problemas irritativos en el personal de la fábrica y el intercambio de aromas entre distintas especias. Un ejemplo de este sistema es le distribución de azúcar seco a granel por las plantas de elaboración de dulces u otro tipo de alimentos.

 Limpieza

La limpieza comprende desde la simple eliminación con un cepillo abrasivo de la suciedad de las cáscaras de los huevos, hasta la compleja eliminación de las bacterias presentes en un alimento líquido, mediante su paso a través de una membrana microporosa. Para la utilización de los granos de cereales se necesita primero eliminar las piedras o chinas. La limpieza se lleva a cabo por diversos procedimientos, entre los que pueden citarse cepillos, aire a gran velocidad, vapor de agua, agua, vacío, atracción magnética de los contaminantes metálicos y separación mecánica.

Algunos métodos de limpieza están adaptados a las características de la superficie del producto, ejemplo; para la limpieza de las piñas americanas o ananas, que tienen una superficie irregular, se emplean chorros de agua a alta presión con gran capacidad de arrastre.

Así como cada tipo de alimento requiere una limpieza especial, las superficies de los equipos empleados para su procesado también necesitan una atención propia, intensa y constante. El mantenimiento de los equipos, y el de las paredes y suelos de las instalaciones, debe hacerse teniendo en cuenta las propiedades físicas y químicas de la superficie a limpiar y las correspondientes a las sustancias depositadas. En la industria alimentaria suelen emplearse detergentes moderadamente alcalinos y neutros.

 Separación

Ésta operación unitaria supone la separación de un sólido de otro sólido, la de un sólido de un líquido o la de un líquido de un sólido. También consiste en la separación de los líquidos o del gas que acompaña a un sólido o un líquido.

En la industria alimentaria una de las formas más habituales de separación es la selección y clasificación manual de la pieza individual como, por ejemplo, de frutas y hortalizas. Este proceder tiene un elevado coste de mano de obra, por ello se han desarrollado sistemas mecánicos y electrónicos para la separación de la materia prima en grupos manteniendo a sus propiedades físicas. Una fotocélula detecta las variaciones de color, lo que permite rechazar, a gran velocidad, los productos con colores anómalos. De esta forma, pueden seleccionarse y eliminarse en flujo continuo nueces y granos descoloridos o enmohecidos.

Cuando un color anómalo cambia la cantidad de luz reflejada, se activa un chorro de aire para desviar la unidad defectuosa de la corriente principal.

La separación por tamaño se realiza fácilmente haciendo pasar las frutas y hortalizas por cribas, agujeros o hendiduras con aperturas de diferente tamaño: la piel de las frutas y de las hortalizas se separa con un pelador o escaldador alcalino.

La diferencia de densidad entre la fruta y la piel desprendida permite su separación por flotación.

Al someterse a presión el conjunto resultante se obtiene una torta de prensa en la que se extraen las últimas trazas de aceite tratándola con disolvente de grasas, los cuales tendrán que eliminarse posteriormente. Este método es utilizado para la separación del aceite de maíz por ejemplo.

La evaporación de parte del agua provoca sobresaturación y la formación de azúcar de cristales del soluto deseado. Puesto que los cristales obtenidos son bastante puros, también se considera como un sistema de purificación. Los cristales formados se separan del líquido en el que están suspendidos por centrifugación. Entre los métodos de separación mas modernos, se incluyen varias técnicas que emplean membranas fabricadas con porosidad o permeabilidad adecuada para permitir la separación o el fraccionamiento desde el tamaño coloidal al macromolecular.

Este proceso de separación selectiva se realiza a temperatura ambiente, en que los componentes termosensibles de los alimentos experimenten los daños que se producen por el calor cuando el agua se elimina por evaporación a temperaturas altas.

 Bombeo

Una de las operaciones más frecuentes en la industria alimentaria es el movimiento mediante bombeo de líquidos y sólidos de una determinada localización o etapa del proceso a otra. Un tipo frecuente de bomba es de engranajes.

El engranaje interno rota, succiona el alimento al interior de la carcasa y, a continuación, lo presiona expulsándola de la misma, en este tipo de bombas es esencial un perfecto ajuste entre los engranajes y las partes estáticas. Aunque son efectivas para el movimiento de líquidos y de pastas, dañan los alimentos que contienen partículas reduciéndolas a purés. Estas bombas se seleccionan basándose, fundamentalmente en su eficiencia de bombeo. En el movimiento de alimentos que contienen partículas de gran tamaño, para evitar que se desintegren, lo más adecuado es una bomba de tornillo simple o único, también se denominan bombas de cavidad progresiva. Algunos presentan una gran cavidad con un espacio considerable entre el rotor central giratorio y la carcasa estacionaria. El alimento es impulsado suavemente de una cavidad a otra por el movimiento del rotor giratorio, de forma similar al avance de un tornillo.

Los alimentos particulados, pueden bombearse con este sistema sin que sufran daño físico alguno, mientras que serían literalmente molidos si se empleara en su lugar una bomba de engranaje.

Una característica esencial y común a todas las bombas empleadas para la manipulación de alimentos es que han de ser fácilmente desmontables para permitir su limpieza a fondo.

 Mezcla

El objetivo puede ser mezclar sólidos con sólidos, líquidos con líquidos, líquidos con sólidos, gases con líquidos, etc.

Las mezcladoras cónicas sirven para mezclar ingredientes secos como los componentes de una levadura panaria. Su tambor o depósito da vueltas durante 10-20 minutos, hasta que se consigue una mezcla homogénea. Trabajando la masa para conseguir una mezcla homogénea y esponjosa, con este fin pueden emplearse mezcladoras de cintas, constituidas por una artesa horizontal en cuyo seno giran uno o varios de los distintos tipos de mezcladores existentes.

La mezcla de sólidos con líquidos para su disolución, se realiza preferentemente con un agitador del tipo hélice montado en el interior de un tanque de acero inoxidable. Para esta clase de mezclas, hay una gran diversidad de hélices, turbinas y paletas.

Todos los tipos de mezcladoras ejercen un cierto trabajo en el material que se procesa y aumentan algo su temperatura. A veces las mezcladoras se eligen para lograr ciertos efectos especiales en materiales muy viscosos al mismo tiempo que se realiza la mezcla. Los equipos adecuados para ello pueden presentar brazos, que permiten heñir la masa de panadería, o brazos y paletas que permiten trabajar la mantequilla.

Otras mezcladoras están diseñadas para incorporar aire por batido en un determinado producto, al mismo tiempo que lo mezclan. Un ejemplo de esta naturaleza es la mezcladora-batidora que se emplea en la elaboración de helados. Estos equipos constan de un recipiente

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