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El reto del congelamiento

Si las cosas se hacen bien desde el principio lo más probable es que al final todo salga tal y como se planeó. El congelamiento industrial es clave para una excelente cadena de frío.

por Iván Darío Quintero

Con la aparición de los tratados de libre comercio los alimentos se han visto obligados a conservar por más tiempo sus características de frescura, enfrentando largos viajes por caminos agrestes, días extremadamente calurosos y largas esperas en puertos antes de llegar al momento de su consumo final. Los alimentos perecederos como frutas, vegetales y carnes son algunos de los que más expuestos están a estas inclementes circunstancias.

El congelamiento industrial hace ya casi cuarenta años, fue adoptado como la solución por excelencia para el manejo de grandes volúmenes de producción de alimentos para exportación o largos periodos de conservación. La industria partió con la premisa de que entre más rápido sea el proceso de congelamiento de un producto, más posibilidades tendrá un alimento de llegar a su consumo final como si estuviera recién recolectado o sacrificado.

Entre más tiempo pase entre el inicio del congelamiento de alimento y el momento de su total congelación, más factible será que se destruya su tejido celular por efectos del congelamiento mismo y por la proliferación de microorganismos, la consecuencia de que esto suceda la hemos presenciado todos cuando en nuestras casas observamos un filete, que en el momento de su descongelamiento libera agua sangre, como resultado de un lento proceso de congelamiento.

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Si el proceso de congelamiento es lento, los cristales de hielo se hacen más grandes y se origina el rompimiento de los tejidos.

Frutas, verduras, carnes, pescado, aves y todo aquello que se pueda congelar puede presentar el mismo síntoma que finalizará sin duda, en la pérdida de las características iniciales de calidad y frescura.

Industrialmente hay diferentes formas de congelar los productos y existen muchas variables a tener en cuenta para determinar el tiempo de congelación de cada cual; de igual manera, los procesos y cuidados dependen de lo que se quiera congelar, ya que hoy la industria permite helar casi cualquier cosa.

Dado el auge que los tratados de libre comercio tienen en Latinoamérica y que gracias a estos se llevan a cabo más procedimientos de refrigeración, decidimos elaborar un articulo sobre los procesos de congelamiento más implementados en la región, ya que el congelamiento inicial es parte fundamental de las cadenas de frío

Las cadenas del frío son el método de preservación de los alimentos y las responsables de que una persona en Hamburgo puede disfrutar de un melón, con las mismas características de frescura que deleitan al mexicano.

Además de la revisión de una amplia literatura sobre el tema, también nos apoyamos para la elaboración de este artículo, en los conocimientos que nos brindaron el ingeniero Florindo Barucca, presidente de Frigostella Argentina y del ingeniero Federico Hong, gerente de ingeniería de la compañía costarricense, Refrigeración Industrial Beirute S.A.

Métodos de congelamiento industrial

Inicialmente podemos hablar de tres grandes métodos de congelamiento industrial, que de acuerdo a su grado de implementación en la región podrían presentarse en el siguiente orden: en primer lugar se sitúa el proceso de congelamiento por aire, segundo el congelamiento por contacto de placas metálicas frías y finalmente podemos mencionar el congelamiento por fluidos criogénicos, que se pueden realizar con N2, freones, entre otros compuestos. Este sistema no es muy adoptado en Latinoamérica por sus altos costos, pero en otras regiones es una tecnología que está en claro crecimiento gracias a su velocidad de congelación y a sus virtudes con el medio ambiente.

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Los métodos de congelamiento están presentes en diversas máquinas que ofrecen diferentes características de acuerdo al alimento o necesidad de producción, generalmente las capacidades de producción de una máquina se suelen medir de acuerdo a su velocidad de congelamiento en centímetros por hora. Sin embargo, dependiendo el tipo de producto que se quiera congelar, las características del mismo y los volúmenes de producción que se busquen, se determinará el sistema y la máquina de congelamiento más apropiado. {mospagebreak}

Según el ingeniero Barucca lo que más se ha utilizado para la industria de las carnes, el pescado, los camarones, filetes y en sí todo lo que son las carnes, es la refrigeración en congeladoras de placas de contacto.

Para la agroindustria como en el caso de la piña, los melones, el mango, verduras, quesos, entre otros alimentos delicados, lo que se suele utilizar son los denominados túneles de congelamiento, que estarían dentro de la categoría de congelamiento por aire.

Sin embargo, diferenciar claramente todos los sistemas de refrigeración puede ser un camino bastante intrincado, ya que muchas de las maquinas pueden combinar dos o más de los métodos de congelamiento; de igual manera, en el mercado se puede encontrar una gran cantidad de equipos disponibles.

Pero miremos algunas de las asombrosas características de las máquinas más implementadas en la región.

Túneles de congelamiento

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Los túneles de congelamiento son las máquinas más implementadas en Latinoamérica, estos son utilizados en la industria para congelar principalmente frutas verduras y también algunas compañías los usan para congelar carnes como la de pollo. En algunos países también se utiliza para congelar atunes.  

Túneles de congelamiento hay de varios tipos, con diferentes constantes en cuanto a capacidades y velocidades de congelamiento. Pero dentro de las máquinas tipo túnel más conocidas se encuentran: el sistema básico que se conoce como túnel de congelamiento, el continuo túnel, el túnel de congelamiento de bandas múltiples y podemos agregar acá el congelador en espiral, ya que éste tiene características de funcionamiento similares a los túneles, pues generalmente son máquinas que congelan por circulación de aire.

El túnel básico de congelamiento consiste en unas cámaras en cuyo interior se introducen estantes con ruedas donde son colocadas las frutas, las verduras o lo que se quiera congelar. Durante el viaje a través de túnel, los productos están todo el tiempo en contacto con aire frío. El aire es enfriado al circular en serpentines refrigerantes, que se enfrían mediante refrigeración mecánica convencional.

La congelación en estos túneles suele ser lenta, lo cual origina cristales de hielo grandes que traen como consecuencia el ya mencionado rompimiento del tejido celular.

Otro túnel que se ha implementado ampliamente para las cadenas de frío de la industria de los alimentos, ha sido el congelador de tipo continuo túnel, que a diferencia del túnel anterior no posee carros transportadores sino unas cintas transportadoras. Este sistema congela mediante ráfagas de aire que circulan por encima de los productos a una temperatura entro los – 30º C y los -40º C, pasando a una velocidad de entre 5 y 6 m/s. Uno de los problemas que puede tener este túnel es que el producto puede sufrir de desecación superficial. Sin embargo el denominado continuo túnel puede ofrece rendimientos de entre 200 y 300 kilos por hora.

Dada la gran variedad de modificaciones que poseen los equipos tipo túnel, se puede estimar que una de sus principales característica es la capacidad de adaptarse a las necesidades de cada industria.

Una de las variables más populares del congelamiento por aire es el congelador de cinta en espiral, que congela mediante ráfagas de aire, básicamente es una malla que haciende en espiral con el producto, mientras el aire enfriado desciende en ráfagas por encima de estos realizando el proceso de congelamiento, pero lo más asombroso de este sistema es que puede congelar hasta 3000 kilogramos de producto en una hora. Esta máquina es usada principalmente para la industria de los alimentos precocidos y preferiblemente que no estén envasados. {mospagebreak}

Congeladoras de placas de contacto

Máquinas congeladoras de placas de contacto hay de dos tipos: horizontales y verticales; las horizontales se utilizan para congelar bandejas o cajas, es decir, se utilizan más cuando el producto ya está empacado, por ejemplo en el caso de los cortes de carnes, o carne deshuesada que se coloca en bandejas, estas se colocan entre las placas de la maquina y se congela. Las congeladoras de placas verticales, se utilizan generalmente para empacar producto a granel, o sea, productos que no están embalados, de igual manera el producto desnudo se coloca entre las placas y se congela, luego una vez congelado se retira y se empaca.

Las placas son unos estantes de aluminio que tienen perforaciones en su interior, dentro de ellas circula el líquido refrigerante, que habitualmente es amoniaco, aunque también puede ser un freón, pero según el ingeniero Barucca, la relación es 98% amoniaco 2% freón. El refrigerante circula dentro de las placas y éstas actúan como un evaporador. Estas máquinas congeladoras alcanzan temperaturas por debajo de los 30º C negativos incluso alcanzando los menos 40º C.

Las congeladoras de placa de contacto generan bloques de hielo con espesores que van desde los seis centímetros, en el caso del fish block, hasta los 15 centímetros y en el caso de menudencias o de carne. Este factor es fundamental para determinar cuanto tiempo toma el proceso de congelamiento, sin embargo se pueden congelar con este sistema, si todo está bien, tres mil kilos de carne en cinco horas o seis, o se pueden congelar hasta dos toneladas de fish block en tres horas. El producto que sale congelado se retira, en el caso de la carne, cuando está a -20ºC en el núcleo, y en el caso del pescado cuando alcanza los -25ºC en su núcleo. De allí los productos continúan su paso por los eslabones de a cadena del frío hasta llegar al consumidor final.

Las máquinas de placas de contacto son consideradas un sistema eficiente dentro de los procesos de congelación, ya que gracias a su velocidad de congelamiento los productos logran conservar las perseguidas características de calidad y frescura.

Los diversos túneles de enfriamiento y las congeladoras de placas de contacto  son los métodos más utilizados actualmente para el congelamiento industrial en la región. Sin embargo, se ha empezado a implementar en diversas partes del mundo sistemas de congelamiento criogénico por inmersión en nitrógeno liquido, y se habla también de procesos basados en dióxido de carbono, estos sistemas han ganado terreno porque reducen ampliamente el tiempo de congelación, que es quizás el reto más importante para las cadenas de frío, De igual manera su eficiencia energética y el cuidado del medio ambiente dejan estos sistemas como una muy interesante alternativa a futuro, en la medida en que bajen sus costos.

El uso del nitrógeno dentro de la industria de la congelación posee ya varios usuarios alrededor del mundo, hoy es posible conseguir en el mercado diferentes máquinas para congelamiento que trabajan con este componente, es el caso del congelador de nitrógeno líquido rotatorio continuo y el congelador de nitrógeno liquido discontinuo.

La implementación de un sistema de congelamiento con N2 puede ahorrar hasta el 20% en relación con lo que podría costar una instalación de congelamiento tradicional. Pero el problema es que en los procesos de congelamiento con N2, solamente el compuesto -nitrógeno liquido- representa cerca del 90 % de los costos totales de congelamiento.

En realidad los sistemas de congelamiento son de muchos tipos y nos tomaría más tiempo poder acercarnos a todos, los que vimos aquí son los más utilizados en Latinoamérica, en Europa ya hay una clara inclinación hacia los sistemas criogénicos, aunque su implementación sigue siendo lenta. Será en una próxima ocasión que nos aproximemos para observar otros tipos de congelamiento o para que nos adentremos en los temas críticos que conlleva cada una de estos sistemas. 

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