Cómo optimizar el secado, horneado o deshidratación de alimentos

Ya se trate de hornear o deshidratar, ahumar, secar o curar, como quiera que se llame, todo se reduce a una cosa: eliminar el agua. Muchas empresas alimentarias lo hacen, y cualquiera que lo haga te dirá que es realmente difícil ser preciso y coherente. 

¿Qué está en juego? ¿Realmente importa?

La mayoría de las empresas alimentarias son conscientes de que podrían optimizar en cierta medida sus procesos de secado. Pero casi todas subestiman lo que pueden ganar si lo hacen, y lo que pierden si ignoran el problema.

El gráfico anterior se creó con datos reales de clientes. Como muchas empresas, subestimaban el coste de un secado deficiente en un 80%. 

Tras desenterrar e interpretar sus datos anteriores (todos estaban enterrados en registros en papel), se dieron cuenta de que el problema era 8 veces más caro de lo que habían calculado.

Este ejemplo procede de la industria de alimentos para mascotas, en la que los ingredientes suelen costar céntimos por libra. Sin embargo, el principio es el mismo para empresas de distintos sectores. Piense en el coste de trabajar con carne de músculo entero, cuyos ingredientes pueden costar 8 dólares el kilo, o con cannabis, cuyos ingredientes pueden costar hasta 2.000 dólares el kilo. 

Error nº 1: malinterpretar lo que hay que medir

Las mediciones del agua se dividen en dos categorías: contenido de humedad o actividad del agua. Ambas tienen que ver con el agua, pero cada una proporciona información muy diferente. No deben utilizarse de la misma manera.

Un malentendido frecuente en las empresas alimentarias consiste en centrarse mucho en las mediciones del contenido de humedad, ya que su relación con el rendimiento es clara y fácil de entender. 

A menudo, los directivos de las empresas (como los directores financieros) no tienen la formación científica o de control de calidad necesaria para comprender lo crucial que es medir la actividad del agua además del contenido de humedad. Es posible que no sepan que, si bien el contenido de humedad es un parámetro excelente para medir el rendimiento, nunca debe utilizarse para predecir o controlar el crecimiento microbiano, la textura del producto o la calidad general.

La actividad del agua es una medida de la energía. Es un principio termodinámico. Puede parecer complejo, pero no es necesario entender las ecuaciones científicas. 

El principio básico es sencillo: La actividad del agua indica si pueden producirse reacciones químicas, si pueden crecer microorganismos o si puede cambiar la textura. Además, las mediciones de alta precisión de la actividad del agua son sencillas y fáciles de realizar: con las herramientas adecuadas, pueden hacerse en 60 segundos o menos. 

El contenido de humedad es simplemente la cantidad de agua que hay en una muestra. Si se pudiera extraer cada molécula de agua de un producto alimenticio y medir la cantidad que contiene, ese sería el contenido de humedad. Desgraciadamente, es muy difícil hacerlo con precisión. 

Error nº 2: Medir con el aparato equivocado

Independientemente de si decide centrarse en la actividad del agua o en el contenido de humedad, será muy difícil controlar un proceso si hay mucha desviación estándar y variabilidad inherente a su método de medición.

En un estudio reciente, el Grupo METER envió varias muestras de exactamente el mismo producto para que se analizaran con diversos métodos de medición del contenido de humedad utilizados habitualmente. El gráfico anterior muestra los resultados.

Aunque el producto era el mismo en todos los casos, los resultados del contenido de humedad variaron significativamente. Los resultados de la actividad del agua apenas variaron.

Estos resultados ponen de manifiesto lo difícil que puede ser tomar decisiones coherentes y seguras basándose únicamente en las lecturas del contenido de humedad. Un trabajador que vea un resultado de 3,51% de MC podría creer que ha secado en exceso su producto, mientras que otro trabajador podría creer que el producto estaba demasiado húmedo. Cada uno podría tomar medidas diferentes (y contradictorias) basándose en estos resultados de contenido de humedad, cuando en realidad las dos muestras eran iguales. 

Añadir mediciones de la actividad del agua, que suelen ser mucho más precisas, puede ayudar a resolver estos problemas.

Error nº 3: Dejar que los operarios trabajen por intuición 

Muchos operarios, sobre todo los experimentados, guardan un conocimiento tribal. A menudo están convencidos de que pueden saber si un producto funcionará bien o saldrá bien basándose en la vista, el tacto, el sonido u otras señales sensoriales.

Estos métodos son imprecisos en el mejor de los casos, y rara vez conducen a resultados positivos; por ejemplo, ¿cómo se forma a los nuevos empleados para que intuyan la calidad?

Conectar mediciones fiables de sensores bien calibrados funciona mucho mejor. La relación entre el contenido de humedad y la actividad del agua puede visualizarse en un gráfico denominado isoterma.

La creación de una isoterma de referencia para el producto en cuestión hace que la identificación de un "punto óptimo" para la calidad y el rendimiento ideales sea una tarea sencilla. Ese "punto óptimo" puede utilizarse después para definir procesos y objetivos en la línea de producción. 

Error nº 4: Tomar muestras en lugares equivocados

Los fabricantes de alimentos suelen tomar muestras de humedad después del enfriamiento. Algunos también incluyen muestreos en etapas anteriores.

El Dr. Newman recomienda conocer y establecer cifras objetivo para cada proceso: después de mezclar la masa, durante o después del horneado, durante el enfriamiento, e incluso en el almacenamiento después del enfriamiento pero antes del envasado, ya que los factores ambientales pueden causar una variación significativa de la humedad. Un entorno seco puede provocar la pérdida de humedad. En ambientes húmedos, los productos pueden ganar humedad y arruinar la textura o la calidad.

Algunas empresas incluso comprueban los niveles de humedad de los ingredientes que reciben, ya que suelen variar de un lote a otro y la migración de la humedad puede alterar la calidad general, la textura o la vida útil del producto final.

Error nº 5: Dejar abierto el bucle de control

Muchas empresas se limitan a poner en marcha líneas de producción hasta que detectan una muestra fuera de especificación. En ese momento, la línea lleva 20 minutos o más funcionando fuera de especificación y bombeando productos que tendrán que desecharse o reelaborarse.

La variabilidad del proceso es el enemigo. Cuando hay demasiada variabilidad, el rendimiento y la producción son menores. También cuesta más hacer funcionar los hornos y gestionar todas las repeticiones, por no hablar del personal necesario durante ese tiempo extra, el almacenamiento de dos grupos diferentes de productos y la reducción del riesgo de moho y microbios durante el almacenamiento. 

Al medir los niveles con más frecuencia y dar a un algoritmo la capacidad de procesar la información y realizar microajustes instantáneos, los fabricantes no tienen que esperar 20 minutos para detectar un problema. Es lo que los doctores Newman y Cartwright llaman un "bucle cerrado".

Un sistema de bucle cerrado seguiría siendo supervisado por un operario, pero los ajustes rápidos los realiza el propio instrumento o la máquina.