El recubrimiento es un proceso industrial que consiste en aplicar un líquido o un polvo en la superficie de un producto comestible para transmitir nuevas propiedades (generalmente sensoriales ). El revestimiento designa tanto una operación como el resultado de la misma: la aplicación de una capa y la propia capa. El revestimiento adquiere diferentes significados según la industria de que se trate.
Definiciones
Este artículo se refiere a las aplicaciones de revestimiento en la industria alimentaria . Existen muchas similitudes entre los procesos de recubrimiento y numerosos ejemplos de transferencia de tecnología hacia y desde la industria alimentaria.
El revestimiento en la industria alimentaria es la aplicación de una capa de líquidos o sólidos sobre un producto. La operación se basa esencialmente en energía mecánica. Consiste principalmente en poner en movimiento las partículas del producto y aplicar simultáneamente el ingrediente de recubrimiento en un patrón determinado para exponer una a la otra. Implica fenómenos como adhesión , fricción , viscosidad , tensión superficial y cristalización . El recubrimiento de alimentos no es una ciencia "dura" como el secado o el enfriamiento , que pueden describirse mediante ecuaciones y son predecibles. El recubrimiento de alimentos es más bien un conocimiento “suave” derivado de la acumulación de conocimientos técnicos. Una razón es que el producto y los ingredientes considerados tienen características, variaciones e interacciones complejas.
La encapsulación es la aplicación de una capa líquida a partículas muy pequeñas. Se basa en una serie de principios: atrapar una molécula dentro de una matriz , enlaces químicos y polimerización . La encapsulación tiene como objetivo la protección y liberación controlada de moléculas activas cuando se sumerge en un ambiente. Como regla general, el tamaño de partícula puede discriminar entre “encapsulación” (por debajo de 300 µm a 1000 µm) y “recubrimiento de alimentos” (por encima de este límite). El mero movimiento mecánico no es adecuado y suficiente para cumplir con el recubrimiento adecuado de partículas diminutas.
Producto terminado | Base | Ingrediente | Postoperatorio | Velocidad, % | Objetivo |
---|---|---|---|---|---|
Cereales listos para consumir | Cereales expandidos | Jarabe de azucar | El secado | 20-50% | Mejora del sabor y la apariencia |
Grageas | Nueces, chocolate, dulces | Azúcar | Panorámica | 10-100% | Gusto, sabor |
Chocolate | Avellanas, almendras | Chocolate | Enfriamiento | 30-50% | Gusto, sabor |
Verdura preparada | Vegetales congelados | Agua, grasas, aromas. | Congelación | 15-100% | Sabor, conveniencia |
Queso fundido | Queso rallado / rallado | Contra el apelmazamiento | Ninguno | <2% | Prevenir la aglomeración |
Pepitas | Carne | Masa y miga | Fritura | 30-50% | Palatabilidad, costo, apariencia |
Aperitivos | Harina expandida | Aceite y condimento | Ninguno | 5-40% | Sabor agradable |
Nueces crujientes | Maní | Harina, aglutinante, condimento | Freír, hornear | 30-100% | Sabor agradable |
Fotos
Arroz azucarado.
Verduras IQF rebozadas con nata.
Grageas azucaradas.
Objetivos del recubrimiento
Se pueden agregar recubrimientos para mejorar las propiedades organolépticas de un producto alimenticio. La apariencia y la palatabilidad se pueden mejorar agregando color (gragea blanca, chocolate marrón), cambiando el aspecto de la superficie (dulces glaseados o pepitas crujientes y ásperas); cambiar o agregar sabores (grageas dulces, bocadillos salados) o sabores (productos dulces glaseados con frutas) o textura (pepitas crujientes empanizadas).
Los recubrimientos también se pueden usar para agregar vitaminas y minerales (arroz blanco enriquecido) o energía alimentaria.
El recubrimiento transmite propiedades funcionales, como separación de partículas (frutos secos engrasados, queso rallado), efecto antioxidante (cubitos de fruta) o efecto barrera [migración de agua entre una capa de helado y una galleta (galleta) o contra la pérdida de humedad al masticar chicle]. Los efectos de barrera a menudo son difíciles de lograr.
Un ingrediente puede ser más barato que el producto que recubre y, por tanto, permite una ligera reducción de costes.
El proceso de recubrimiento
El proceso de recubrimiento comienza con la aplicación del recubrimiento sobre el producto alimenticio, pero el producto final debe ser estable durante toda su vida útil. Por lo tanto, un proceso de recubrimiento se completa con un proceso de estabilización, ya sea mediante congelación, enfriamiento, calentamiento o secado. Las secuencias de este proceso son:
- Aplicación: Para aplicar cantidades minúsculas de un ingrediente, se usa rociador para dispersarlo primero, en lugar de simplemente verterlo. Esto acelera la dispersión en toda la superficie del producto. Para proporciones mayores de revestimiento a sustrato, se puede usar mezcla o inmersión. También se pueden utilizar múltiples etapas; Las carnes empanizadas, por ejemplo, pueden tener una aplicación seca (polvo previo) seguida de un baño de masa húmeda y luego otra aplicación de miga seca.
- Adhesión: el recubrimiento debe adherirse al producto, lo que significa que debe haber un grado de afinidad entre el ingrediente y el producto.
- Coalescencia: en el caso de un líquido, las múltiples gotas pueden fusionarse para formar una capa continua uniforme. Las características del ingrediente en relación con el producto, como la viscosidad y la tensión superficial asociadas a un efecto mecánico (fricción) son críticas.
- Estabilización: dependiendo de la naturaleza del (de los) ingrediente (s) de recubrimiento y del producto del sustrato, el ingrediente se estabiliza mediante la eliminación del solvente (secado y evaporación del agua, alcohol), cristalización (el azúcar cristaliza cuando se evapora el agua, la grasa cristaliza cuando se enfría) , o tratamiento térmico (proteínas fraguadas irreversiblemente al calentarse).
Un proceso de recubrimiento se puede dividir en los siguientes elementos:
- Insumos: producto base, aditivos e ingredientes
- Flujos adicionales: aire como portador de producto o ingrediente, o para el secado, energía en forma mecánica (agitación, transferencia, fricción) o térmica (convección, conducción o calentamiento por radiación).
- Resultados: producto final, exceso de ingrediente de recubrimiento, perdido o para ser reciclado
Las garantías se producen a lo largo del proceso:
- Rotura de producto
- Generación de finos (pequeñas partículas)
- Aglomeración de productos
- Obstrucción de las superficies del sistema con producto o ingrediente
- Contaminación del aire, componente orgánico volátil
Estos efectos generalmente deben evitarse a menos que el producto final sea más deseable.
Los parámetros que afectan al sistema se enumeran por origen:
Producto base | Producto final | Producción |
---|---|---|
Forma, tamaño, distribución, densidad aparente, naturaleza, aspecto de la superficie, resistencia, composición, comportamiento de flujo, finos, higroscopicidad, temperatura | Capacidad, aspecto final, aumento de peso, comportamiento de almacenamiento, resistencia | Cambios de receta, duración, limpieza. |
Este primer conjunto de criterios rige la elección del ingrediente de recubrimiento. El recubrimiento consiste en un solo ingrediente o en una mezcla. Esta mezcla tiene diferentes formas físicas: solución, emulsión, suspensión, polvo, etc. Tiene características propias. Además, puede ser necesario un fluido como pulverizar, enfriar, calentar o secar aire.
Aditivo | Líquido. |
---|---|
Base acuosa o grasa, composición, concentración, viscosidad, temperatura, punto de fusión, tensión superficial, comportamiento de fraguado | Naturaleza, temperatura, humedad relativa |
La combinación de las características anteriores impulsa la elección del principio del proceso. Entonces hay que describirlo con precisión.
Proceso | Máquina |
---|---|
Continuo, lote, tiempo de residencia, temperatura del ingrediente, temperatura del fluido, temperatura del sistema, volúmenes de flujo, tolerancia a variaciones, número de funciones a cumplir (alimentación, dosificación, reciclaje, secado) | Forma, superficie interna, volumen interno, tamaño, movimiento mecánico, velocidad, temperatura |
La selección del proceso adecuado y su control se basan en la recopilación de información precisa y confiable.
La influencia de algunos fenómenos y sus parámetros es crítica: cristalización, remoción de agua (secado), transición vítrea , viscosidad o tensión superficial.
Entre los parámetros, la temperatura tiene un lugar de elección. Influye en la viscosidad, la tensión superficial, el comportamiento de secado o cristalización. En última instancia, influye en la tasa de recubrimiento (espesor, aumento de peso) y la resistencia del recubrimiento. Por lo tanto, influye en el grado de obstrucción del producto y el ingrediente en el sistema. Por ejemplo, la grasa tenderá a asentarse preferiblemente en un producto frío si la pared del sistema se mantiene a una temperatura más alta.
Práctica
Ingredientes de revestimiento
Ingrediente | Formulario | Tasa de recubrimiento habitual | Características relacionadas con el revestimiento | Objetivo de revestimiento | Ejemplos de |
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Agua | Líquido puro | 1-3% | Humectación, adherencia, aumento de peso. | Prevención de polvo, prevención de quemaduras por congelación | |
Agua | Vapor saturado. | 1-3% | Humectante, adherencia | Pegado de azúcar en caramelos | |
Alcohol | Solución 70% | 0,1% | Tasa de alcohol | Antimicrobiano, conservante, mejora de la textura. | Conservación de bollería envasada |
Resina (goma laca) | Solución alcohólica 30% | 1% | Formación de película | Aspecto de la superficie, flujo, barrera contra la humedad | Glaseado de grageas de chocolate |
Cera (cera de abejas, carnauba, candelilla) | Suspensión en forma sólida, fundida, micronizada en aceite | 1% | Punto de fusion | Aspecto de la superficie, barrera | Glaseado de grageas de azúcar, encerado de frutas |
Azúcares (sacarosa, glucosa, miel, polioles) | Solución 70-90% | 1-100% | Forma de cristalización, concentración, temperatura | Palatabilidad, aspecto superficial (glaseado o helado) | Cereales azucarados listos para consumir |
Hidrocoloide natural ( goma arábiga , xantano , gelatina guar | Solución 20-40% | 3% | Formación de película, barrera | Protección mecánica o química, portadora de aditivos | Recubrimiento previo de la gragea con goma arábiga y azúcar antes del recubrimiento de la gragea en la bandeja |
Almidones (nativos o modificados) | Solución coloidal 20-40% | 3% | Las características dependen de modificaciones físicas y químicas, sustitutos de ingredientes más costosos (goma arábiga, gelatina, dióxido de titanio, etc.) | Protección física o mecánica | Recubrimiento de las patatas fritas antes de freír para reducir la acumulación de aceite. |
Harinas | Suspensiones en polvo o espesas 20-40% | 10-20% | Formación de película, carga, viscosidad, expansión de horneado | Espesor, crujiente | Recubrimiento de nuggets con masa antes del empanizado |
Polvos minerales u orgánicos (talco, celulosa, harina de patata, celulosa, almidón) | Polvo puro | 1% | Absorción de humedad o grasa | Antiaglutinamiento, secado | Recubrimiento de queso rallado para evitar la aglomeración. |
Aceites y grasas | Puro | 1 - 40% | Punto de fusión, viscosidad | Antiaglutinante, adherencia, barrera contra la migración de humedad. | Engrase de pasas secas o inclusiones en helado |
Condimentos, aromas, potenciadores del sabor, sal. | Soluciones en polvo, diluidas o concentradas | 1-3% | Concentración | Sabor agradable | Aromatización de snacks expandidos, salazón de frutos secos tostados |
Técnicas de revestimiento
En aras de la clasificación, dos categorías se pueden dividir fácilmente en procesos continuos o por lotes. Luego, las categorías se pueden refinar de acuerdo con la forma en que se pone en movimiento el producto y se aplica el ingrediente. Luego, las técnicas permiten simplemente recubrir o pueden combinar recubrimiento y fraguado en el mismo equipo.
Nombre | Principio | Ejemplo | Alternativa | Lote / Continuo |
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Coextrusión | Formación de una carcasa exterior alrededor de un contenido interior. | Formadora de embutidos con formación de tripa de colágeno, posterior fraguado por coagulación y secado. | Cocción a alta temperatura y en poco tiempo: extrusión de aperitivos con relleno continuo de una pasta aromatizada. | Continuo |
Batidora de paletas | Mezclar por agitación en volumen cerrado. | Recubrimiento de bocadillos | Paletas raspadoras helicoidales | Lote |
Mezclador de tina. | Vaso de recubrimiento (y congelación) IQF. | Mezcla al vacío | Lote | |
Transportador | Aplicación del ingrediente sobre el producto distribuido a través de un transportador. | Recubrimiento tópico de repostería. | Pulverización, pantalla, recubrimiento por inmersión. | Continuo. |
Tambor. | Aplicación del ingrediente mientras el producto se vuelca en el tambor. | Condimento para refrigerios. Revestimiento y secado simultáneo de cereales con azúcar. | Continuo. | |
Tornillo. | Aplicación del ingrediente mientras el producto se transfiere y se mezcla en un recipiente provisto de tornillos). | Alimentos para mascotas. | Sistemas de doble husillo para una mejor mezcla. | Continuo. |
Criterios para la selección de una técnica.
- Características del producto base: forma, tamaño, densidad aparente. El tamaño es el primer criterio.
- Resistencia mecánica del producto base.
- Espesor final de la capa de revestimiento.
- Revestimiento completo / parcial, superior / lateral / inferior.
- Número de secuencias a repetir.
- Tiempo de procesamiento de cada secuencia.
- Modo de ajuste: secado, enfriamiento, congelación ...
- Capacidad.
- Sistema preferido por lotes o continuo.
Comparación de lotes frente a continuos. La demanda de mayores rendimientos hace que los gerentes de producción deseen pasar de sistemas de lotes manuales a sistemas automatizados continuos. Hay que considerar los pros y los contras antes de tomar una decisión costosa y arriesgada.
Lote. | Continuo. | |
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Ventajas | Flexible, fácil de monitorear y controlar, respuesta rápida, menos dependiente del tiempo, fácil cambio de receta, trazabilidad total, herramienta para I + D. | Eficiente, justificado si los procesos ascendentes y descendentes son continuos. |
Inconvenientes. | Capacidad limitada. Mano de obra. | Expansivo. Requiere controles cuidadosos, señales de retroalimentación, alimentación constante y múltiples periféricos. |
Periféricos
Dado el número de operaciones y pasos, un proceso de recubrimiento puede ser un proceso extenso considerado como un todo. La máquina del núcleo del proceso requiere periféricos para funcionar. Algunos de los más frecuentes se enumeran a título informativo.
- Almacenamiento.
- Preparación de ingredientes.
- Alimentación y dosificación de productos.
- Dosificación de ingredientes.
- Filtración o tamizado.
- Sistema de aplicación.
- Reciclaje.
Medidas
Los resultados de las pruebas se pueden evaluar de inmediato (aspecto visual), pero preferiblemente se evalúan mediante medidas cuidadosas: para permitir el monitoreo, para acordar la puesta en servicio, para certificar la conformidad con los requisitos del cliente.
Medidas típicas:
- Óptica: color, microscopía (homogeneidad, espesor), análisis de imágenes.
- Pesaje: pesaje antes y después del tratamiento, pesaje entre lotes o partículas individuales.
- Medidas específicas según objetivo: compactación, propiedad barrera.