Capitolul 6 Metode moderne de uscare

6.1. Introducere

Uscarea este una dintre cele mai vechi operaţii unitare aplicată de umanitate. De-a lungul miilor de ani oamenii au uscat sau au şi afumat carnea, peştele, fructe sau legume, pentru a le păstra pentru consum în perioadele friguroase ale anului. Astazi operaţia de uscare este intens folosită în industria alimentară atât din cauza creşetrii populaţiei, cât şi din cauza cererii din partea armatei. În acealşi timp această operaţie s-a diversificat de la simpla uscare cu aer cald sau la soare, până la uscarea prin atomizare sau prin liofilizare. Există la ora actuală o multitudine de alimente deshidratate care sunt produse şi comercializate de industria alimentară. Termenul de uscare poate fi folosit în sens mai larg sau mai restrâns. În sens mai restrâns şi în acord cu definiţia clasică a uscarii, aceasta este operaţia unitară prin care umiditatea din materiale solide sau lichide este îndepărtată cu ajutorul unui agent de uscare gazos care are rolul de a furniza, total sau parţial, căldura necesară evaporării lichidului şi de a evacua vaporii formaţi. În sens larg, uscarea poate deveni echivalentă şi cu deshidratarea referindu-se la îndepărtarea celei mai mari cantităţi de apă dintr-un aliment sau dint-o materie primă alimentară prin evaporare, sublimare sau prin alte procedee termice sau chiar mecanice, dacă ne referim la centrifugare. După definiţia dată de Barbosa-Canovas şi Vega-Mercado (1996) un aliment este considerat deshidratat dacă nu conţine mai mult de 2.5% apă, în timp ce un alimentat uscat poate conţine mai multă umiditate decât 2.5%.

Motivul principal al uscării alimentelor este extinderea duratei de păstrare a acestora. Prin reducerea umidităţii se reduce şi activitatea apei la acel nivel la care se inhibă creşterea microorganismelor dăunătoare. De asemenea, se reduce corespunzător şi activitatea enzimatică şi viteza de producere a unor reacţii nedorite. Pentru a menţine scăzută activitatea apei este necesară şi împachetarea corespunzătoare a alimentelor uscate. În acelaşi timp prin uscare se reduce şi masa produsului, ca şi volumul acestuia. Aceste aspecte pot contribui în mod esenţial la reducerea costurilor de tranport şi de depozitare şi în unele cazuri şi a costurilor de împachetare. Nu trebuie uitat faptul că operaţia de uscare este mare consumatoare de energie în comparaţie cu alte metode de conservare. Totodată, pot apare şi modificări ale proprietăţilor alimetelor, ceea ce poate constitui o pierdere a calităţilor acestora. Când alimentele sunt rehidratate culoarea şi textura lor pot fi complet diferite de cele ale alimentelor prospete. Prin uscare se mai pot pierde aromele, prin volatilizare, sau pot apare arome nedorite din cauza prelucrării termice în timpul operaţiei. Se mai poate reduce şi valoarea nutriţională a alimentului şi a conţinutului vitaminelor cum ar fi A şi C.

Uscarea poate fi considerată o operaţie dublă de transfer termic şi de transfer de masă. În prima etapă a uscării apa din aliment trebuie evaporată. Cea mai utilizată metodă este cea de trecere a unui curent de aer cald peste aliment. Căldura se va transfera prin convecţie de la aer către suprafaţa alimentului şi prin conducţie în interiorul alimentului. Se mai poate utiliza şi uscarea prin contact direct al alimentului cu o suprafaţă caldă. În acest caz pot fi folosite ca surse de încălzire radiaţiile electromagnetice de diverse tipuri cum ar fi radiaţiile infraroşii, microundele sau undele radio.

În procesul de uscare este important să se cunoască mecanismul de transport al apei atât în interiorul alimentului, cât şi la suprafaţa acestuia. Deplasarea apei poate fi o consecinţă a forţelor capilare, a difuziei datorate unui gradient de concentraţie, a difuziei de suprafaţă, a difuziei vaporilor de apă prin pori umpluţi cu aer, a curgerii din cauza unui gradient de presiune sau a vaporizării şi condensării.

Liofilizarea, după cum s-a arătat deja, constă din îngheţarea alimentului şi sublimarea gheţii formate la presiune mică. În uscarea osmotică, bucăţile de aliment sunt introduse în soluţii hipertonice. Apa se va deplasa din aliment în soluţie din cauza presiunii osmotice.