Como otimizar a secagem, o cozimento ou a desidratação de alimentos

Seja assando, desidratando, defumando, secando ou curando — não importa como você chame, tudo se resume a uma coisa: remover a água. Muitas empresas do setor alimentício fazem isso, e qualquer uma delas dirá que é realmente difícil ser preciso e consistente.

O que está em jogo? Isso realmente importa?

A maioria das empresas do setor alimentício está ciente de que poderia otimizar seus processos de secagem até certo ponto. Mas quase todas subestimam o que têm a ganhar com isso – e o que perdem ao ignorar o problema.

O gráfico acima foi elaborado com dados reais de clientes. Assim como muitas empresas, elas estavam subestimando o custo de uma secagem inadequada em cerca de 80%.

Depois de resgatar e analisar seus dados antigos (que estavam todos arquivados em registros em papel), eles perceberam que o problema custaria oito vezes mais do que haviam estimado.

Este exemplo vem do setor de rações para animais de estimação, onde os ingredientes envolvidos costumam custar alguns centavos por quilo. No entanto, o princípio é o mesmo para empresas de outros setores. Considere o custo ao trabalhar com cortes de carne inteiros, onde os ingredientes podem custar US$ 8 por quilo — ou com cannabis, onde os ingredientes podem custar até US$ 2.000 por quilo.

Erro nº 1: Interpretar mal o que você precisa medir

As medições de água se dividem em duas categorias: teor de umidade ou atividade da água. Ambas dizem respeito à água, mas cada uma fornece informações muito diferentes. Elas não devem ser utilizadas da mesma forma.

Um equívoco comum nas empresas do setor alimentício é a ênfase excessiva nas medições do teor de umidade, uma vez que a relação entre o teor de umidade e o rendimento é clara e fácil de compreender.

Os líderes empresariais (como os diretores financeiros) muitas vezes não possuem formação científica ou em controle de qualidade para compreender o quanto é crucial medir a atividade da água, além do teor de umidade. Eles podem não saber que, embora o teor de umidade seja um excelente parâmetro para medir o rendimento, ele nunca deve ser usado para prever ou controlar o crescimento microbiano, a textura do produto ou a qualidade geral.

A atividade da água é uma medida de energia. Trata-se de um princípio termodinâmico. Isso pode parecer complexo, mas não é necessário compreender as equações científicas.

O princípio básico é simples: a atividade da água indica se podem ocorrer reações químicas, se os microrganismos podem se desenvolver ou se a textura pode sofrer alterações. Além disso, as medições de alta precisão da atividade da água são simples e fáceis de realizar — com as ferramentas certas, isso pode ser feito em 60 segundos ou menos.

O teor de umidade é simplesmente a quantidade de água presente em uma amostra. Se fosse possível remover todas as moléculas de água de um produto alimentício e, em seguida, medir a quantidade restante, esse seria o teor de umidade. Infelizmente, isso é extremamente difícil de fazer com qualquer grau de precisão.

Erro nº 2: Medir com o aparelho errado

Independentemente de você optar por se concentrar na atividade da água ou no teor de umidade, será muito difícil controlar um processo se houver um grande desvio padrão e variabilidade inerentes ao seu método de medição.

Em um estudo recente, o METER Group enviou várias amostras do mesmo produto para serem testadas com diversos métodos de medição de teor de umidade comumente utilizados. O gráfico acima mostra os resultados.

Embora o produto fosse o mesmo em todos os casos, os resultados relativos ao teor de umidade variaram significativamente. Não houve praticamente nenhuma variação nos resultados relativos à atividade da água.

Esses resultados deixam claro como pode ser difícil tomar decisões consistentes e seguras com base apenas nas leituras do teor de umidade. Um funcionário que veja um resultado de 3,51% de teor de umidade pode ser levado a acreditar que secou demais o produto, enquanto outro pode achar que o produto está muito úmido. Cada um pode tomar medidas diferentes (e contraditórias) com base nesses resultados de teor de umidade, quando, na verdade, as duas amostras eram idênticas.

A inclusão de medições da atividade da água, que geralmente são muito mais precisas, pode ajudar a resolver essas questões.

Erro nº 3: Deixar que os operadores trabalhem com base na intuição

Muitos operadores, especialmente os mais experientes, possuem um conhecimento empírico. Frequentemente, estão convencidos de que conseguem prever se um produto funcionará sem problemas ou terá um bom resultado com base na visão, no tato, no som ou em outros sinais sensoriais.

Esses métodos são, na melhor das hipóteses, imprecisos e raramente levam a resultados positivos – por exemplo, como se pode treinar novos funcionários para que tenham uma percepção intuitiva da qualidade?

Utilizar medições confiáveis obtidas por sensores bem calibrados funciona muito melhor. A relação entre o teor de umidade e a atividade da água pode ser visualizada em um gráfico chamado isoterma.

A criação de uma isoterma de referência para o produto em questão facilita a identificação do “ponto ideal” para obter qualidade e rendimento ideais. Esse “ponto ideal” pode então ser utilizado para definir processos e metas na linha de produção.

Erro nº 4: Coletar amostras nos locais errados

Os fabricantes de alimentos costumam coletar amostras para análise de umidade após o resfriamento. Alguns também realizam amostragens em etapas anteriores.

O Dr. Newman recomenda compreender e definir valores-alvo para cada etapa do processo – após a mistura da massa, durante ou após a cozedura, durante o resfriamento e até mesmo durante o armazenamento após o resfriamento, mas antes da embalagem, uma vez que fatores ambientais podem causar variações significativas na umidade. Um ambiente seco pode causar perda de umidade. Em ambientes úmidos, os produtos podem absorver umidade e prejudicar a textura ou a qualidade.

Algumas empresas chegam a verificar os níveis de umidade dos ingredientes que recebem, já que esses níveis variam frequentemente de lote para lote, e a migração da umidade pode alterar a qualidade geral, a textura ou o prazo de validade do produto final.

Erro nº 5: Deixar o circuito de controle aberto

Muitas empresas simplesmente mantêm as linhas de produção em funcionamento até detectarem uma amostra fora das especificações. Nessa altura, a linha já está, muitas vezes, operando fora das especificações há 20 minutos ou mais, produzindo produtos que terão de ser descartados ou retrabalhados.

A variabilidade do processo é o inimigo. Quando há variabilidade excessiva, os rendimentos e a produtividade diminuem. Além disso, o custo de operação dos fornos e de todo o retrabalho aumenta — sem falar na necessidade de pessoal durante esse tempo extra, no armazenamento de dois lotes diferentes de produtos e na mitigação do risco de mofo e micróbios durante o armazenamento.

Ao medir os níveis com maior frequência e dotar um algoritmo da capacidade de processar o feedback e realizar microajustes instantâneos, os fabricantes não precisam esperar 20 minutos para detectar um problema. É isso que os Drs. Newman e Cartwright chamam de “circuito fechado”.

Um sistema de circuito fechado continuaria sendo monitorado por um operador, mas os ajustes rápidos são feitos pelo próprio instrumento ou pela máquina.

O novo software SKALA Dry do METER Group pode ajudar os fabricantes de alimentos a fechar o ciclo de seus processos com um investimento mínimo de tempo e recursos.

O SKALA Dry analisa as temperaturas dentro do sistema — ou seja, a temperatura de entrada, de saída e do produto — e as processa por meio de um algoritmo patenteado para gerar medições da umidade e da atividade da água durante o processo.

‍