Secadoras de tambor dobles de tipo atmosférico en la producción de alimentos

Las secadoras de tambor dobles de tipo atmosférico son utilizadas en la industria alimenticia para producir productos tales como: cereales para bebé pre cocidos, hojuelas y polvos de frutas secas, como por ejemplo de: manzana, durazno y plátanos; verduras deshidratadas tales como: jitomates, frijoles y calabacitas; polvos de carne, maíz molido instantáneo, cereales tostados para preparar bebidas y cereales para bebé; formulaciones secas utilizadas como ingredientes en otros productos; alimentos para peces y animales; almidones pre cocidos para pudines instantáneos y en fin, productos con las mismas características.

El proceso de secado de productos en una secadora de tambor doble de tipo atmosférico incluye tres fases:

Fase 1: La formulación y el procesado de los ingredientes a ser secados con agua, en forma de pasta acuosa y suministrada de manera medida a una secadora de tambor doble para ser secado.
Fase 2: El proceso de secado, que incluye la evaporación del agua de la pasta acuosa sobre los tambores que han sido previamente calentados con vapor, y la remoción del producto ya seco de los tambores mediante una navaja.
Fase 3: El procesamiento en seco del producto producido sobre los tambores de secado incluye la transportación del material, la remoción de los materiales que se encuentren fuera de especificación de lo que es el flujo natural del producto, la generación de hojuelas y el molido del producto ya seco de acuerdo a especificaciones, el cernido de acuerdo a especificaciones, y la combinación del producto seco con otros ingredientes para poder formar el producto final.

Principios de la Operación de Secado

El propósito de las secadoras de tambor dobles es el de remover el agua de la pasta acuosa, que puede estar hecha de una fórmula de diversos ingredientes o de ingredientes naturales, mediante la evaporación del agua que se encuentra dentro de la pasta misma, que a su vez se encuentra sobre los tambores calentados mediante vapor. El producto seco final (los sólidos remanentes de la pasta acuosa) es retenido sobre los tambores, y es removido de las superficies del tambor mediante unas cuchillas filosas. El producto seco es recolectado, ya sea para ser empacado o para continuar siendo procesado.

La mecánica del proceso de secado es como se indica a continuación:

Variables que Afectan a la Primera Fase del Proceso de Secado (Concentración del Charco)

Variables que Afectan a la Segunda Fase del Proceso de Secado (Superficie del Tambor)

Productos alimenticios secos producidos mediante una secadora de tambor

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Jarabes simples, saturados

Debido a su predominio como vehículos de la solución, consideraremos algunas de las calidades especiales de jarabes. Un jarabe es una solución concentrada o casi saturada de sacarosa en agua. Un jarabe simple contiene solamente sacarosa y agua purificada (por ejemplo jarabe USP). Los jarabes que contienen las sustancias de sabor agradable se conocen como jarabes saborizantes (por ejemplo jarabe de cereza, jarabe de acacia, etc. ). Los jarabes medicinales son aquéllos a los que se les han agregado compuestos terapéuticos ( por ejemplo jarabe de Guaifenesin).

El jarabe, USP contiene 850 g de sacarosa y 450 ml de agua en cada litro de jarabe. Aunque muy concentrada, la solución no es saturada. Dado que 1 g de sacarosa se disuelve en 0.5 ml de agua, sólo 425 ml de agua serían suficientes para disolver 850 g de sacarosa. Este leve exceso de agua realza la estabilidad del jarabe sobre una gama de temperaturas, permitiendo la conservación en cámara frigorífica sin la cristalización.

La alta solubilidad de la sacarosa indica un alto grado de hidratación o de puentes de hidrógeno entre la sacarosa y el agua. Esta asociación limita la asociación posterior entre el agua y los solutos adicionales. Por lo tanto, los jarabes tienen un poder solvente menor y esto puede ser un problema.

PRESERVACIÓN DE JARABES
El jarabe USP se encuentra protegido contra la contaminación bacteriana en virtud de su alta concentración del soluto. Sin embargo, jarabes más diluidos constituyen buenos medios para el crecimiento microbiano y requieren la adición de conservadores. Los jarabes industriales formulados contienen a menudo ingredientes para mejorar la solubilidad, estabilidad, gusto o aspecto y que también contribuyan a la preservación del producto. Es necesario, de un punto de vista económico, considerar la aditividad de los efectos conservadores de ingredientes tales como el alcohol, la glicerina, el propilenglicol y otros sólidos disueltos. El jarabe USP, teniendo una gravedad específica de 1.313 y una concentración de 85% w/v es una solución al 65% w/w. Este 65% en peso es la cantidad mínima de sacarosa que preservará el jarabe neutral. Si uno desea formular un jarabe que contenga menos sacarosa, la cantidad de alcohol u otros conservadores, puede ser estimado considerando el equivalente en jarabe USP y el equivalente en agua libre. Se puede asumir que el agua libre es preservada por 18% de alcohol.

Para calcular el equivalente de agua libre, el volumen ocupado por la sacarosa, el volumen preservado por la sacarosa y el volumen ocupado y/o preservado por otros añadidos, se deben restar del volumen total de la preparación. En jarabe USP, 850 g de sacarosa ocupan un volumen aparente de 550 ml; por lo tanto cada gramo de sacarosa ocupa 550/850 ó bien 0.647 ml. Si 850 g de sacarosa preservan 450 ml de agua, entonces cada gramo de sacarosa preserva 450/850 = 0.53 ml de agua.

Ejercicio:

¿Cuánto alcohol USP se requiere para preservar 1L de jarabe que contiene 500 g de sacarosa?
Volumen preservado por la sacarosa = 500 g x 0.53 ml/g = 265 ml
Volumen ocupado por la sucrose = 500 g x 0.647 ml/g = 324 ml
Equivalente de agua libre = 1000 ml - 265 ml - 324 ml = 411 ml
Volumen de alcohol requerido para preservar el producto: 411 ml x 18% = 74 ml
74 ml de alcohol absoluto ÷ 95% = 78 ml de alcohol USP
Si existen otros sólidos disueltos, se sustrae su volumen (normalmente estimado) del volumen de agua libre. Si hay glicerina presente, su volumen preserva un volumen igual de agua libre. El propilenglicol se considera equivalente al etanol.

PREPARACIÓN DE JARABES
Los jarabes se deben preparar cuidadosamente en equipo limpio para prevenir contaminaciones. Se pueden utilizar tres métodos para preparar jarabes :

· Disolución con calor
· Agitación sin calor
· Percolado

Aunque el método caliente es el más rápido, no es aplicable a jarabes cuyos ingredientes son termolábiles o volátiles. Cuando se emplea calor, la temperatura debe ser controlada cuidadosamente para evitar la descomposición y el oscurecimiento del jarabe (caramelización).

Los jarabes pueden ser preparados con otros azúcares, no sólo con sacarosa (glucosa, fructosa), con polioles no provenientes de azúcares (sorbitol, glicerina, propilenglicol y manitol), o con edulcorantes artificiales no nutritivos (aspartame, sacarina) que se utilizan cuando se requiere una reducción en el contenido calórico o glucogénico, por ejemplo en el caso de enfermos de diabéticos. Los Endulzantes no nutritivos no imparten la viscosidad característica de los jarabes por lo que requieren de la adición de otros ingredientes como metilcelulosa para ajustar la viscosidad. A pesar de que los polioles son menos dulces que la sacarosa, tienen la ventaja de proveer una viscosidad favorable y reducen las probabilidades de que la tapa del frasco de jarabe se “trabe” (cosa que ocurre al cristalizarse la sacarosa) y en algunos casos actúan como co-solventes y conservadores. Existe una solución comercial de sorbitol al 70% que se usa principalmente como vehículo.