Modificação do vácuo

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 7900 (2022) Cite este artigo

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Detalhes das métricas

O descongelamento a vácuo é um dos métodos utilizados para descongelar alimentos, realizado em atmosfera de vapor d'água sob condições de pressão reduzida. O vapor de água formado no vácuo com a temperatura de 20 °C preenche a câmara de degelo e condensa na superfície do produto descongelado. O vapor condensado tem a função de energia térmica transportada possibilitando o descongelamento do produto. O estudo apresenta uma modificação desse método, introduzindo uma etapa adicional de descongelamento a vapor por sublimação-desidratação (SRVST). O estudo foi realizado para diferentes variantes do grau de sublimação inicial (na faixa de 0 a 15%) de uma fatia de lombo de porco (m. longissimus lumborum) avaliando o efeito final do processo de descongelamento a vácuo-vapor. A cinética de descongelamento foi determinada com o método SRVST, o grau de descongelamento das amostras e o nível de sua reidratação. Com base nos resultados foi demonstrado que a utilização da desidratação por sublimação a 12% de uma amostra de carne possibilita seu descongelamento completo (atingindo a temperatura não ultrapassando a temperatura crioscópica).

Considerando que alimentos congelados, principalmente carne e peixe, são utilizados no processamento de alimentos, a operação de descongelamento se faz necessária. Juntamente com o congelamento e o armazenamento, esse processo tem um impacto significativo na qualidade dos produtos alimentícios. Devem ser conduzidas condições que garantam a mais completa restauração dos caracteres originais do produto. Para tanto, deve-se limitar o superaquecimento da superfície do produto durante seu descongelamento e a perda por gotejamento, que são causas de perdas significativas de qualidade e alterações físicas, bioquímicas e microbiológicas do produto1,2,3,4,5,6. Vários métodos de descongelamento estão disponíveis7,8,9,10,11,12. Os métodos mais conhecidos de descongelamento de matérias-primas de carne são os métodos tradicionais - descongelamento ao ar e descongelamento por imersão em água ou salmoura. Este método de descongelamento é bastante prolongado (pode durar até 3 dias), requer a garantia de uma grande superfície de armazenamento e constitui um risco microbiano significativo devido à possibilidade de contaminação cruzada13,14,15. As câmaras de degelo para contato ou degelo vapor-ar são uma alternativa a este método. Nos últimos anos, um interesse contínuo tem sido manifestado no estudo de novas tecnologias de degelo, como o uso de micro-ondas de alta pressão, ultrassônico e infravermelho8,12,14,16,17. Pesquisas sobre dielétrico, onda de rádio e descongelamento de campo eletrostático de alta tensão foram realizadas5,9,18,19,20. Uma série de estudos diz respeito a modificações de métodos conhecidos, ou seja, vácuo-vapor, contato por sublimação ou descongelamento por sublimação-vácuo-vapor10,11,17,21,22. Este último método é coberto pelo presente estudo.

Seguindo a metodologia de descongelamento a vapor, a energia térmica é fornecida por meio da condensação do vapor de água na superfície dos produtos alimentícios descongelados. Este calor, necessário para a mudança de fase do gelo em água em uma matéria-prima congelada, é obtido a partir da mudança de fase do vapor para a água. A variante de descongelamento a vapor consiste na aplicação de subpressão para o processo, conhecida como descongelamento por vapor a vácuo (VST). O produto descongelado por este método é colocado em uma câmara de vácuo, da qual o ar é bombeado para fora. Um recipiente aberto com água está localizado no fundo da câmara, ou a câmara está ligada a um tanque externo. Como resultado desta subpressão (aprox. 2400 Pa), a água começa a ferver à temperatura ambiente (aprox. 20 °C). Para manter a água em ebulição, ela deve ser aquecida. Isso normalmente é feito por aquecimento com vapor, às vezes por meio de um trocador de calor de água ou aquecedores elétricos. O calor da condensação é aproveitado pelo produto congelado, resultando em seu rápido descongelamento (aprox. 120 g de água de condensação descongela 2 kg de produto congelado)22,23. Um resultado favorável deste método é o fato de que o descongelamento com vapor a vácuo ocorre à temperatura de 20 °C. Desta forma, evita-se o superaquecimento da superfície dos produtos alimentícios descongelados, o que ocorre no caso de descongelamento em pressão normal com vapor à temperatura de 100°C19,23,24,25,26,27. Na década de 1970, foram executadas soluções industriais para descongelamento a vapor a vácuo. No entanto, essa tecnologia foi retirada devido ao fenômeno negativo de perdas significativas por gotejamento. Os autores modificaram esse método de descongelamento a vapor a vácuo, introduzindo um estágio adicional de desidratação preliminar do material. Supunha-se que durante a sublimação de gelo de produtos com estrutura celular, o gelo sublimaria de maneira mais fácil dos canais e do espaço intercelular do que do interior das células. Assim, forma-se uma estrutura interna porosa11,20,25,28,29. A modificação foi chamada de descongelamento por vapor a vácuo por sublimação-desidratação (SRVST).