TRATAMIENTO TERMICO DE POLVOS FINOS
HIGIENIZACIÓN EFICAZ DE SÓLIDOS
Mientras que la higienización de líquidos tiene numerosas técnicas que garantizan su total inocuidad, el caso de los sólidos es distinto. No es fácil asegurar la inocuidad total de un producto sólido, si además no ha sido obtenido de una disolución o mezcla con líquidos donde poder tratarse y además tiene limitaciones respecto a la temperatura a utilizar, la radiación a la que someterse etc...
Este artículo nace con la doble intención de transmitir las alternativas que existen para proceder a higienizar estos sólidos de baja granulometría, además de advertir y aclarar conductas de algunos fabricantes de equipos que inducen desde sus webs o incluso desde su discurso comercial, a posibles confusiones.
Pues bien... hay conceptos que responden a leyes físicas o a realidades biológicas, que no se pueden alterar y por tanto, considero que no es lícito convencer con mensajes confusos, con un bonito "story telling" y muy poco rigor técnico.
Tratamientos térmicos. Fundamentos fisicos
Metiéndonos en harina; Los tratamientos térmicos que tienen como finalidad reducir o eliminar la presencia microbiológica obedecen a 2 variables; Tª y tiempo. La combinación de ambos determina su eficacia para reducir carga microbiológica, pero también implica otra serie de connotaciones asociadas a la temperatura, como puede ser desnaturalización de proteínas, cambios organolépticos, reacciones no deseadas... etc.
Así pues, los tratamientos térmicos son bidimensionales y salvo claras excepciones como los tratamientos HHPP, las irradiaciones... ninguna otra variable entra en juego.
Por tanto, para alumbrar estas cuestiones, necesitamos hablar de transmisión de calor, de fluidos calefactores, de sus características, de sus ventajas, de sus límites, de sus aplicaciones...
Así que como decía un antiguo mentor Don J.U. (DEP) : - " Aclaremos conceptos!"
Transmisión de calor en sólidos finos.
La transmisión de calor, sólo se produce de tres modos; Convección, Conducción y Radiación.
No hay mas... para el tratamiento de sólidos, la convección no es posible, necesita ser un fluido para transmitir el calor, con lo que sólo nos quedarían la conducción, la cual se produce por contacto entre partículas y la radiación entre la fuente de calor y la receptora, designadas así, exclusivamente, por su temperatura.
Por tanto, la transmisión de calor de una partícula a otra, dependerá de la capacidad de estas para transmitir y si esta capacidad es baja, como en la mayor parte de los sólidos no metálicos la transmisión de calor se reduce a la conducción entre la fuente de calor (elemento a mayor Tª y de naturaleza transmisora como puede ser una camisa metálica o un eje por el que circula un fluido caliente) y cada una de las partículas a higienizar.
Imaginemos una sartén sobre la que añadimos una finísima capa de solido de forma que todo entra en contacto con la base. Así si se calienta el sólido, pero... si en vez de una finisima capa usamos todo el fondo de la sartén, 3 ó 4 cm de espesor... Se calentará el sólido? Llegará a la Tª requerida? O irradiará el calor al exterior mas rápido que lo que se lo transmiten las otras partículas por conducción?
Vapor...SATURADO y presión. Los límites de la higienízación.
El vapor resultante de calentar agua dentro de un recipiente, capaz de aguantar la presión, recibe el nombre de vapor saturado... ni seco, ni húmedo... SATURADO. De forma coloquial se han adoptado conceptos de vapor seco o vapor húmedo sin mas connotación que diferenciar dentro del recipiente la fase liquida de la gaseosa.
Si calentamos el vapor saturado por encima de su Tª, añadiendo calor sensible, se denomina vapor sobrecalentado o recalentado, lo cual tiene alguna que otra ventaja para gestionar el momento donde se produce la condensación y por tanto la cesión del calor latente (aprox 540 kcal/kg). Este valor esta muy por encima del calor sensible potencialmente transmisible y ahí esta precisamente la gracia del uso del vapor...
En cuanto a su presión, por poner un ejemplo, diremos a que a 100ºC estamos a 1 bar, y que a 120ºC estaremos a 3 bar. Así pues, mientras que el tratamiento térmico de los 120 ºC y un tiempo de residencia, es muy efectivo de cara a higienizar, la presión de los 3 bar, no aporta nada.
Un buceador que baje a una profundidad de 30 m se ve sometido a 3 bar de presión hidrostática por el efecto de la columna de agua (aproximadamente 1 bar cada 10 m), lo hace sin que ninguna de sus células se vea afectada. Evidentemente si que hay otras afecciones por el hecho de sumergirse y debido a la presión, a nivel de oído, pulmones...absorción de Nitrógeno etc, pero ninguna consecuencia a nivelcelular, ni estructural, ni de ruptura de membranas celulares, ni nada por el estilo.
Lo que si es cierto, es que la presión hidrostática ejerce un efecto higienizador sobre determinados microrganismos, y para eso se han desarrollado equipos de ALTAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS, pero estas presiones rondan los 4.000 -6.000 bares, para ser eficaces. Estamos hablando de 1000 veces mas... como mínimo, y el efecto ni siquiera es tan letal como un tratamiento de esterilización.
Vapor y presión. Los límites de la higienización.
Como decíamos al inicio, la transmisión de vapor de sólidos debe ser por contacto o radiación.
Si pretendiésemos hacer pasar una corriente de vapor de 3 bares de presión por un lecho de partículas y quisiéramos que entrase en contacto de forma intima con cada partícula de polvo sin perder su capacidad de transmisión ni convertirse en agua para ser absorbida por el sólido.... nos encontraríamos lo siguiente:
En primer lugar, si el lecho de polvo sólido es fino, el vapor lo arrastrará generando una corriente de vapor y polvo, descontrolada y extrayendo este del recipiente que lo contiene. En caso de que este esté conducido lo conducirá hasta que se produzca su condensación.
Si el espesor es lo suficientemente grueso para no permitir su volatilidad, el primer contacto con el polvo (que supongamos estaría a Tª ambiente) cedería su calor condensando y añadiendo su humedad al polvo, lo cual es totalmente contraproducente por aumento de la actividad de agua (Aw) lo cual predispone al sustrato a ser potencialmente contaminado.
Supongamos un lecho de polvo fino de un material no conductor, como podría ser cualquier proteína alimentaria. Imaginemos que este lecho de polvo tiene 1 m de espesor y a través de él se pretende hacer circular vapor a 3 bares de presión. La presión de los 3 bares, moverá inicialmente el peso del producto, generando un vaciado del contenedor a la vez que un camino preferencial. De este modo, garantizaríamos que la menor parte entra en contacto con el vapor además de condensaciones que multiplican el riesgo de contaminación. Caminos preferenciales, humidificación del medio, volatilidad del polvo... Todo en contra!!!
SI queremos que transmita, condensa y si queremos que contacte debemos sumergir el polvo, es decir convertirlo en un fluido. Son conceptos contradictorios.
ALTERNATIVAS de Ingeniería térmica.
Como alternativas al tratamiento térmico de polvos finos, hay varios sistemas, con diferentes fuentes de calor, pero TODOS ELLOS con contacto indirecto del fluido calefactor. Hay quienes proponen el tratamiento con el producto envasado, a granel... todo depende de la naturaleza del solido, del formato...y un montón de consideraciones mas.
Por mencionar equipos que se suelen utilizar tanto en el sector food como pharma, existen Bi-conos mezcladores con camisa de vapor y junta rotativa de extracción de condensados, secadores de camisa y palas calefactadas, spin flash drier, mezcladores con camisa... y un largo etc a analizar en cada caso.
Además de esto hay otros sistemas a valorar... radiación IR, UVA, ionizante... transportes neumáticos con aire caliente... cada uno con sus limitaciones y sus contraindicaciones.
Cada caso hay que analizarlo. Sobre todo si pensamos en mantener las propiedades del alimento, castigarlo lo menos posible, siendo inflexible con la micro presente, aunando eficacia, flexibilidad, caudales, coste de operación y coste de inversión....todo a valorar y decidir.
Equipos diseñados por Oyeregui Industrial
En estos casos, nuestra postura es clara. Optamos por equipos robustos, que garanticen el cuidado del alimento, limitando la exposición del mismo al mínimo posible garantizando su completa higienización, utilizando fuentes de energías sostenibles y con una clara tendencia a la descarbonización de procesos (lo mas sostenibles posibles, evitando en la medida de lo posible la instalación de quemadores y generadores), aprovechando cuando sea una ventaja la termodinámica del agua y el vapor y cuando no, otros sistemas respetuosos con el medioambiente, siempre del lado de la eficacia térmica y global energética
Consulta nuestros equipos de tratamiento térmico y manejo de sólidos con centrales de fluidos calefactores independientes.