Aplicaciones de la actividad del agua en la evaluación de la calidad del azúcar
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Los productores de azúcar suelen enfrentarse a problemas de apelmazamiento y aglomeración durante el almacenamiento y el transporte. Estos cambios irreversibles reducen la fluidez, molestan a los clientes y provocan costosas pérdidas cuando el azúcar a granel tiene que ser reprocesado o desechado.
Tradicionalmente, el contenido de humedad se ha utilizado para controlar la estabilidad. Sin embargo, la humedad por sí sola no puede explicar cómo se comporta el azúcar en entornos reales. La actividad del agua (aw) ofrece una visión más clara y predictiva del riesgo de apelmazamiento.
¿Por qué es importante la actividad del agua?
- Humedad frente a actividad del agua: El contenido de humedad es el agua total presente, pero no muestra cómo se comporta. La actividad del agua es la energía del agua, vinculada a la humedad relativa de equilibrio (ERH). Dado que el azúcar se endurece cuando se expone a cambios en la humedad relativa, la actividad del agua es el verdadero factor determinante.
- Deliquescencia: La sacarosa cristalina es estable hasta aproximadamente un 82-83 % de ERH (aw ≈ 0,82), como se muestra en la figura 1. Por encima de este valor, la sacarosa comienza a disolverse o a deliquescer.
- Apelmazamiento: El apelmazamiento y la formación de grumos pueden producirse a valores bajos de aw/RH y se ven afectados por varios factores, entre ellos la temperatura y los cambios en la humedad de almacenamiento.
- Capacidad predictiva: la supervisión de la actividad del agua permite a los equipos de control de calidad detectar problemas antes de que empiecen a aparecer grumos visibles, algo que no se puede conseguir solo con el contenido de humedad.
Cómo se produce el apelmazamiento
Los estudios muestran cuatro etapas:
- Pendular: cristales secos y de flujo libre.
- Funicular: finas películas de agua; las partículas comienzan a adherirse.
- Capilaridad: los puentes de agua crecen; el flujo se reduce.
- Gota: aglomeración irreversible por disolución/recristalización (Figura 2).
Factores clave:
- Las partículas finas de polvo absorben más agua.
- Las variaciones de temperatura y humedad relativa favorecen la condensación.
- La presión de almacenamiento comprime las partículas, lo que aumenta los puentes de agua.
Una vez que se forman grumos, no se pueden eliminar: se pierde la fluidez original.
Uso de isotermas de sorción de humedad
Las isotermas de sorción de humedad muestran cómo el azúcar adsorbe o libera agua a diferentes humedades y temperaturas. Las isotermas dinámicas de punto de rocío (DDI) de alta resolución revelan los puntos críticos de estabilidad.
Aplicaciones:
- Estabilidad: Determinar los puntos de apelmazamiento y/o deliquescencia (figuras 1 y 2).
- Envasado: Elija películas barrera que mantengan el aw por debajo de los puntos de transición no deseados, o dentro de un rango específico para minimizar o evitar la formación de grumos.
- Almacenamiento: Defina los rangos seguros de humedad relativa y temperatura.
- Transporte: Prevea los riesgos derivados de puertos húmedos, climas tropicales o condensación en los contenedores.
El coste del apelmazamiento
- Entre el 5 % y el 10 % del azúcar mundial sufre una grave absorción de agua, lo que provoca apelmazamiento, fallos en la manipulación y reclamaciones.
- El azúcar apelmazado desarrolla una tensión de cizallamiento entre 3 y 4 veces mayor, lo que dificulta enormemente la descarga y el envasado.
- Para una refinería grande, un solo silo apelmazado (50 000-100 000 toneladas) puede suponer una pérdida de millones de dólares.
Conclusiones prácticas para los equipos de control y garantía de calidad
- Utilice medidores de actividad del agua para examinar los lotes antes de su almacenamiento o envío.
- Valide las opciones de embalaje con datos de isotermas de absorción de humedad.
- Supervise el curado del silo para confirmar que se ha alcanzado un equilibrio seguro antes del envío.
- Reduzca las quejas de los clientes asegurándose de que el azúcar se mantenga suelto.
Conclusión
La actividad del agua no es solo una medida académica, sino un punto de control esencial en la calidad del azúcar. En combinación con las isotermas de sorción de humedad, proporciona la base científica para orientar el envasado, el almacenamiento y el transporte.
Ignorar la actividad del agua conduce a la formación de grumos irreversibles, pérdidas de beneficios y daños en la confianza. Controlar la actividad del agua protege la calidad del producto y la reputación de la marca.
Información de contacto
Póngase en contacto directamente con los científicos de AQUALAB:
Zachary Cartwright, doctor en Filosofía
Científico principal especializado en alimentación
[email protected]
Mary Galloway
Directora del laboratorio
[email protected]
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