Come ottimizzare l'essiccazione, la cottura o la disidratazione degli alimenti

Che si tratti di cottura al forno o disidratazione, affumicatura, essiccazione o stagionatura, qualunque sia il nome che gli si dà, il risultato finale è sempre lo stesso: eliminare l'acqua. Molte aziende alimentari lo fanno e tutte quelle che lo fanno vi diranno che è davvero difficile ottenere risultati precisi e costanti.

Cosa c'è in gioco? È davvero importante?

La maggior parte delle aziende alimentari è consapevole che potrebbe ottimizzare in una certa misura i propri processi di essiccazione. Tuttavia, quasi tutte sottovalutano i vantaggi che potrebbero ottenere così facendo e le perdite che subiscono ignorando il problema.

Il grafico sopra riportato è stato creato utilizzando dati reali forniti dai clienti. Come molte aziende, anche loro sottovalutavano il costo di un'asciugatura inadeguata di circa l'80%.

Dopo aver riportato alla luce e interpretato i dati passati (tutti sepolti in documenti cartacei), si sono resi conto che il problema era 8 volte più costoso di quanto avessero stimato.

Questo esempio proviene dall'industria degli alimenti per animali domestici, dove gli ingredienti utilizzati spesso costano pochi centesimi al chilo. Tuttavia, il principio è lo stesso per le aziende di settori diversi. Considerate il costo quando lavorate con carni muscolari intere, dove gli ingredienti possono costare 8 dollari al chilo, o con la cannabis, dove gli ingredienti possono costare fino a 2.000 dollari al chilo.

Errore n. 1: fraintendere ciò che è necessario misurare

Le misurazioni relative all'acqua si dividono in due categorie: Contenuto di umidità Attività dell'acqua". Entrambe riguardano l'acqua, ma ciascuna fornisce informazioni molto diverse. Non dovrebbero essere utilizzate allo stesso modo.

Un malinteso ricorrente nelle aziende alimentari consiste nel concentrarsi esclusivamente sulle Contenuto di umidità , poiché la relazione tra Contenuto di umiditàe resa è chiara e facile da comprendere.

I dirigenti aziendali (come i direttori finanziari) spesso non dispongono delle competenze scientifiche o in materia di controllo qualità necessarie per comprendere quanto sia fondamentale misurare Attività dell'acqua Contenuto di umidità. Potrebbero non sapere che, sebbene Contenuto di umidità un parametro eccellente per misurare la resa, non dovrebbe mai essere utilizzato per prevedere o controllare la crescita microbica, la consistenza del prodotto o la qualità complessiva.

Attività dell'acqua una misura di energia. Si tratta di un principio termodinamico. Può sembrare complesso, ma non è necessario comprendere le equazioni scientifiche.

Il principio fondamentale è semplice: Attività dell'acqua se possono verificarsi reazioni chimiche, se i microrganismi possono proliferare o se la consistenza può cambiare. Inoltre, Attività dell'acqua ad alta precisione Attività dell'acqua sono semplici e facili da effettuare: con gli strumenti giusti, bastano 60 secondi o meno.

Contenuto di umidità semplicemente la quantità di acqua presente in un campione. Se si riuscisse a rimuovere ogni singola molecola d’acqua da un prodotto alimentare e poi a misurarne la quantità, quel valore corrisponderebbe al Contenuto di umidità. Purtroppo, è estremamente difficile farlo con un livello di precisione anche solo approssimativo.

Errore n. 2: misurare con il dispositivo sbagliato

Indipendentemente dal fatto che si scelga di concentrarsi Attività dell'acqua Contenuto di umidità, sarà molto difficile controllare un processo se il metodo di misurazione presenta un'elevata deviazione standard e una forte variabilità intrinseche.

In uno studio recente, METER Group ha sottoposto a test diversi campioni dello stesso identico prodotto utilizzando una serie di metodi comunemente utilizzati Contenuto di umidità . Il grafico sopra riportato mostra i risultati.

Sebbene il prodotto fosse lo stesso in tutti i casi, Contenuto di umidità ” variavano in modo significativo. Non si riscontrava invece quasi alcuna variazione nei Attività dell'acqua ”.

Questi risultati evidenziano quanto possa essere difficile prendere decisioni coerenti e sicure basandosi esclusivamente Contenuto di umidità . Un operatore che osservi un risultato del 3,51% di contenuto di umidità potrebbe essere indotto a credere di aver essiccato eccessivamente il prodotto, mentre un altro operatore potrebbe ritenere che il prodotto fosse troppo umido. Ciascuno potrebbe intraprendere azioni diverse (e contrastanti) sulla base di questi Contenuto di umidità , quando in realtà i due campioni erano identici.

L'aggiunta Attività dell'acqua ", che sono in genere molto più precise, può aiutare a risolvere questi problemi.

Errore n. 3: lasciare che gli operatori lavorino basandosi sull'intuito

Molti operatori, specialmente quelli esperti, conservano conoscenze tribali. Spesso sono convinti di poter capire se un prodotto funzionerà correttamente o avrà un buon risultato basandosi sulla vista, il tatto, l'udito o altri segnali sensoriali.

Questi metodi sono imprecisi nella migliore delle ipotesi e raramente portano a risultati positivi: ad esempio, come si fa a formare i nuovi dipendenti affinché intuano la qualità?

È molto più efficace utilizzare misurazioni affidabili ottenute da sensori ben calibrati. La relazione tra Contenuto di umidità Attività dell'acqua essere rappresentata graficamente su un grafico chiamato isoterma.

La creazione di un'isoterma di riferimento per il prodotto in questione semplifica l'identificazione del "punto ottimale" per ottenere qualità e resa ideali. Tale "punto ottimale" può quindi essere utilizzato per definire i processi e gli obiettivi della linea di produzione.

Errore n. 4: campionamento nei luoghi sbagliati

I produttori alimentari prelevano solitamente campioni di umidità dopo il raffreddamento. Alcuni effettuano campionamenti anche in fasi precedenti.

Il dottor Newman raccomanda di comprendere e fissare valori target per ogni fase del processo: dopo la miscelazione dell'impasto, durante o dopo la cottura in forno, durante il raffreddamento e persino durante lo stoccaggio dopo il raffreddamento ma prima del confezionamento, poiché i fattori ambientali possono causare variazioni significative dell'umidità. Un ambiente secco può causare perdita di umidità. In ambienti umidi, i prodotti potrebbero assorbire umidità e rovinare la consistenza o la qualità.

Alcune aziende controllano addirittura i livelli di umidità delle materie prime in entrata, poiché tali livelli variano spesso da lotto a lotto e la migrazione dell’umidità può influire sulla qualità complessiva, sulla consistenza o sulla durata di conservazione del prodotto finale.

Errore n. 5: lasciare aperto il circuito di controllo

Molte aziende si limitano a far funzionare le linee di produzione fino a quando non rilevano un campione fuori specifica. A quel punto, spesso la linea ha funzionato fuori specifica per 20 minuti o più, sfornando prodotti che dovranno essere scartati o rilavorati.

La variabilità dei processi è il nemico numero uno. Quando la variabilità è eccessiva, si ottengono rendimenti inferiori e una produttività minore. Inoltre, aumentare la variabilità comporta costi maggiori per il funzionamento dei forni e la gestione di tutte le rilavorazioni, senza contare il personale necessario durante il tempo extra, lo stoccaggio di due diversi gruppi di prodotti e la mitigazione del rischio di muffe e microbi durante lo stoccaggio.

Misurando i livelli più frequentemente e dotando un algoritmo della capacità di elaborare il feedback e apportare micro-regolazioni istantanee, i produttori non devono attendere 20 minuti per individuare un problema. Questo è ciò che i dottori Newman e Cartwright definiscono un "circuito chiuso".

Un sistema a circuito chiuso continuerebbe a essere monitorato da un operatore, ma le regolazioni rapide vengono effettuate dallo strumento stesso o dalla macchina.

Il nuovo software SKALA Dry di METER Group può aiutare i produttori alimentari a chiudere il ciclo di lavorazione con un investimento minimo in termini di tempo e risorse.

SKALA Dry analizza le temperature all'interno del sistema – ovvero la temperatura in ingresso, in uscita e quella del prodotto – e le elabora tramite un algoritmo brevettato per ottenere Attività dell'acqua dell'umidità e Attività dell'acqua durante il processo.

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