INGENIERÍA DE ALIMENTOS – Requisitos de energía sobre las tecnologías de procesamiento de alimentos. – Las tecnologías de conservación de alimentos alternativos incluyen sustitutos de métodos de calentamiento que pueden tener beneficios que incluyen la reducción del consumo de energía.
El procesamiento de alta presión (HPP), filtración por membrana (MF), los campos eléctricos pulsados (PEF), y la radiación ultravioleta (UV) son ejemplos de tecnologías de conservación como alternativas de creciente de gran interés comercial.
Como operaciones unitarias estas tecnologías operan en 4 modos de transferencia de energía: el impulso, el calor, electromagnética, o transferencia de fotones.
La industria de alimentos continúa desarrollando soluciones hacia la fabricación de alimentos sostenible y el uso de energía más eficiente. La mayor parte de las operaciones de proceso de alimentos implican adición o eliminación de energía térmica para garantizar la seguridad microbiológica, mejorar la calidad, y añadir vida útil del producto.
La industria alimentaria se ubica en el cuarto lugar sobre el uso de energía después de las industrias químicas, mineras y de papel; utiliza alrededor del 9% del total de energía en los Estados Unidos.
Dependiendo del producto, del procesamiento del alimento puede representar hasta un tercio del consumo de energía en el sector de los alimentos debido a la demanda de los consumidores por conveniencia, la indulgencia, y las comidas rápidas. Entre los métodos de conservación tradicionales, enlatado, congelación, y el secado se consideran las mayoría de las operaciones de procesamiento de alto consumo energético.
Otra novedad en la industria alimentaria es la adaptación de tecnologías de procesamiento de alimentos alternativos que satisfagan la demanda de los consumidores, alimentos mínimamente procesados con más larga vida útil, sabor natural, ingredientes y micronutrientes que promuevan la salud.
Si bien los procesos convencionales utilizan principalmente energía térmica, los procesos avanzados utilizan mecánica, electromagnética, luz, electricidad, y otras formas de energía para acelerar las reacciones, tales como la inactivación de microorganismos.
En física, la energía es una de las propiedades cuantitativas básicas que describen un sistema físico o el estado de un objeto. Las tecnologías alternativas utilizan energía avanzada térmica, tales como calentamiento óhmico o microondas, calefacción leve o energía no térmica, como la alta presión hidrostática (HPP), campos eléctricos pulsados ??(PEF), irradiación, y ultravioleta (UV) tratamientos de luz, para preservar alimentos.
Sin embargo, no hay informes disponibles que han realizado un análisis comparativo detallado de los fundamentos de la conversación de la energía, los enfoques de evaluación y el uso de energía de tecnologías alternativas para operaciones unitarias específicas. Sobre la base de su reconocimiento en la literatura científica y el éxito de comercialización en curso, se eligieron los aspectos energéticos del 4 tecnologías de procesamiento para ser estudiadas en esta revisión: HPP, MF, PEF, y UV.
La realización de una comparación equitativa de la eficiencia energética de estas tecnologías es difícil debido a la distinta naturaleza de los procesos, mecanismos de inactivación microbiana, parámetros de control, las condiciones de flujo y las mejoras introducidas en los sistemas comerciales piloto.
Por otra parte, un análisis de la eficiencia y el consumo de energía depende de la metodología del proceso y evaluación elegido, porque las estimaciones de consumo de energía pueden variar desde la medición de los cambios en la energía interna a la lectura de las salidas de procesamiento, medidores de potencia y las facturas de electricidad.
La comparación de las tecnologías de procesamiento de alimentos a nivel de sistemas requiere la contabilidad de los diversos dispositivos de energía exigentes necesarios para su funcionamiento. Sistemas de HPP y MF requieren una bomba para generar un impulso en el material de alimentos, mientras que el PEF y UV funcionan con dispositivos que convierten la energía de la energía electromagnética o luz y requieren bombas para el procesamiento continuo.
Los sistemas de procesamiento térmico generan calor de diversos tipos de energía como la electricidad o la combustión y también pueden requerir una bomba para funcionar continuamente. La contabilización de las demandas de energía de todos los dispositivos en el sistema puede ser útil para comparar diferentes dispositivos de una tecnología o comparando los sistemas a escala comercial de las diferentes tecnologías.
La comprensión de las principales diferentes tecnologías de procesamiento de alimentos es fundamental para cualquier análisis de la eficiencia y el consumo de energía.
A su vez, el conocimiento del consumo de energía de las tecnologías de procesamiento de alimentos puede ser útil en la optimización de procesos y la comparación con otros métodos, equipos y el diseño del proceso, requisito de bombeo y la selección de materiales apropiados para equipos de procesamiento. Los principios de la conversión de energía se basan a menudo en el impulso o la transferencia de energía térmica, con diferencias en el modo de funcionamiento.
Sin embargo, algunas tecnologías de conservación de alimentos alternativos, como el PEF o UV, utilizan la energía en forma de electromagnetismo, o la luz, lo que hace una comparación directa de energía a los procesos térmicos tradicionales desafiantes. Por lo tanto, los cálculos sobre los requisitos y el consumo de tecnologías de procesamiento de energía alternativa se deben evaluar en el nivel de conversión de energía, donde las entradas del proceso y los resultados (rendimiento, cambios de temperatura, etc.) (poder o energía aplicada) se miden y controlan bien.
La falta de protocolos ampliamente aceptados también limita nuestra capacidad de comparar datos a través de la escala de laboratorio a escala comercial.
Los resultados de la comparación de las tecnologías sugieren que algunos sistemas de MF y UV tienen el potencial para consumir significativamente menos energía para controlar microorganismos en el zumo de manzana que los sistemas HTST. Esta tendencia puede haber sido afectado por las capacidades de procesamiento más altos de los sistemas estudiados, pero es útil para poner de relieve las mejoras potenciales de energía que se pueden conseguir con estas tecnologías alternativas de procesamiento de alimentos.
Los procesadores de alimentos deben tener en cuenta una serie de factores (incluyendo la seguridad alimentaria, los beneficios nutricionales y de calidad, las necesidades de energía, la aceptación del consumidor) antes de elegir una determinada tecnología para su aplicación la conservación de alimentos.
A pesar de que todavía necesitan ser optimizados para el uso de energía, las diversas tecnologías no térmicas pueden tener un gran atractivo para los procesadores de alimentos debido a su capacidad para inactivar microorganismos preservando los nutrientes de los alimentos y los atributos de calidad.
Como los procesadores de alimentos adquieren más experiencia en la aplicación industrial de diversas tecnologías alternativas, se deben hacer esfuerzos adecuados de investigación futuras para desarrollar enfoques para evaluar y mejorar la eficiencia energética de los equipos industriales.
O. Rodríguez-González, R. Buckow y VM Balasubramaniam, T. Koutchma del Taller en Santa Catarina, Brasil.
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Buen día sres. me interesó muchísimo lo de la microcápsula vegetal,justo estoy en un proyecto de tesis para encapsulado de un alimento funcional a base hongos(levadura) y miel de abeja(apis mellifera) y quisiera saber si sería loable la encapsulación directamente, es decir sin pasar por la microencapsulación primeramente, es ya por cuestión de instrumentales de laboratorio.
Gracias y a la espera de un buen asesoramiento.