Sistemas de monitorización y predicción del secado de embutidos curados

La industria de fabricación de embutidos es estratégica en nuestro país. Sea cual sea el tipo o tamaño de la industria, el proceso de secado y maduración es crítico. Poder ajustar el proceso de producción al volumen de demanda, tipo de materia prima, composición y a las condiciones de funcionamiento de la fábrica permitirá tomar decisiones que llevan a la reducción de costes, a la mejora del control y a la reducción de las incidencias técnicas con clientes.

Para mejorar el proceso de secado, la aplicación de nuevas técnicas de simulación como el IRTASIM o de predicción microbiológica, junto con sistemas de monitorización wireless de las condiciones ambientales del producto, abren un nuevo abanico de posibilidades que pueden ser muy interesantes para el sector. Por ello, el pasado 10 de marzo la Escola Agrària de l’Empordà organizó en Monells (Girona) una jornada técnica que reunió a profesionales y empresas que compartieron experiencias en el proceso de monitorización y predicción de secado de embutidos.

El control de la actividad del agua (a_w) es uno de los factores intrínsecos más importantes para asegurar la seguridad alimentaria de los productos. Junto con el control de la humedad, la temperatura y la velocidad del aire, el ph y la a_w son elementos clave en el proceso de secado de embutidos. Para evitar la aparición de bacterias perjudiciales para el organismo, el ph óptimo del producto debe ser de 5,8 y el de la a_w, de 0,85.

Tras el picado, la mezcla, el amasado y el embutido, el proceso fermentativo de las materias primas e ingredientes que forman un producto pasa por diversas fases. La primera de ellas es un proceso metabólico (fermentación, respiración, degradación y biosíntesis y acidificación). La segunda implica el secado, la gelificación de proteínas, la nitrosación de la mioglobina, la hidrólisis y oxidación enzimática de grasas y proteínas y, finalmente, la formación de hongos. Hacer un seguimiento de la a_w durante estos procesos sirve para controlar el efecto barrera sobre posibles patógenos, controlar la velocidad en la aparición de reacciones enzimáticas, químicas y metabólicas, determinar el punto final de secado en relación con la merma y la pérdida de humedad y conocer la secuencia de procesos que aseguren una curación y un secado óptimo.

Sensor de humedad de rocío.

Francesc Ferrer, director de LabFerrer, expuso durante la jornada cómo en su laboratorio se utiliza la monitorización wireless de las condiciones ambientales para estudiar el desarrollo de embutidos. Ferrer afirmó que el proceso de fabricación óptimo de un fuet tradicional de 30 mm de diámetro, elaborado bajo condiciones de monitoriazión, tiene una duración de 40 días: 3 días en la cámara de arranque a 4 °C, con un 82% de humedad y poca ventilación; 21 días en la cámara de curado-secado a 8 °C, 80% de humedad y un poco más de ventilación; y 14 días en la bodega de conservación a 5 °C, 85% de humedad y con ventilación nula. Sensores de humedad superficial para controlar el rocío, dinamómetros, estufas o termobalanzas son algunos de los dispositivos que recomendó Ferrer para el control de las condiciones ambientales a seguir para la obtención de un producto final óptimo.

Las exigencias del mercado obligan a los productores a añadir ingredientes y aditivos en los productos cárnicos. Jordi Vilalta, socio fundador de BDN, señaló que la optimización de costes está marcando ciertas tendencias en el sector, entre las que destaca la retención del agua. “Las fibras y el colágeno son los principales aditivos que se utilizan para disminuir la merma de agua ya que hidratan rápido y tienen una textura fácil de tratar, además de que alargan la vida comercial de los productos”, indicó. “La imitación de productos, la sustitución de carne mediante la mezcla de plasma y colágeno o la utilización de granulados de carne en polvo son también tendencia, así como la mezcla de colágeno emulsionado con aceites o grasas animales para eliminar la grasa de la carne”, continuó. “Disminuir la sal mediante cloro de potasio, reducir la cantidad de sodio mezclándolo con potasio, sustituir el fosfato con mezclas de difosfatos, utilizar antioxidantes como la sabia o crear productos bio y con colorantes menos artificiales son tendencias cada vez más establecidas que marcan un nuevo tipo de consumo”, concluyó.

Jordi Pericay, ingeniero de Refrica, indicó que “el perfil del nuevo secador es muy diferente al de hace cinco años”. Afirmó que en su empresa se trabajan nuevos modelos y nuevos sistemas bajo los parámetros de rendimiento C.O.P, recuperación del calor, flexibilidad en el control del sistema y la utilización de gases con un mínimo de futuro, ya que “los gases convencionales tienen un futuro complicado y no sabemos exactamente qué los sustituirá”.

Los tres nuevos modelos de secador de Refrica son ‘Glicol’, ‘NH3 Directo’ y el secador autónomo ‘Heat Machine’, que minimiza el volumen de gases y el riesgo de fuga, recupera el calor y, así, soluciona los problemas clásicos de los secadores automáticos. “La reducción de la merma y el control de la actividad de agua son dos factores imprescindibles en los nuevos sistemas de secado. Poderlos controlar y mejorar son nuestro objetivo”.

La simulación es una técnica que permite estimar el comportamiento de un sistema real en un ordenador. Requiere construir modelos matemáticos que reproduzcan el sistema a estudiar y permite evaluar el impacto de diferentes estrategias, ya sean de de diseño, control… “La simulación es una de las herramientas más importantes que existen, muchas industrias no podrían existir sin ella”, puntualizó Israel Muñoz, investigador del IRTA. Este sistema presenta ventajas importantes como el desarrollo y mejora del ítem estudiado sin necesidad de construirlo, permite obtener información de procesos difícilmente medibles y estudiar alternativas de forma rápida, además de reducir tiempo y dinero.

Mediante la simulación de la actividad del agua se puede optimizar la calidad del producto obtenido, controlar su seguridad alimentaria y minimizar el gasto genético. Para estimar la a_w se precisa de un modelo del secadero para calcular distribuciones de aire, temperatura y humedad en función de las características constructivas y de funcionamiento del secadero y de la distribución del producto en su interior. Para ello, se pueden utilizar softwares como Comsol, una herramienta de modelado y análisis para prototipaje virtual de fenómenos físicos.

Otra opción es la nueva aplicación informática gratuita desarrollada por el IRTA, IRTASIM (http://irtasim.irta.cat/inputform.aspx), que permite determinar parámetros de secado de productos cárnicos embutidos, simular sus procesos y, así, prever el comportamiento del producto (relación merma/tiempo, perfiles de contenido de agua y a_w, etc.) según las condiciones de secado aplicadas durante el proceso de elaboración. De este modo, IRTASIM ofrece cuatro servicios:

• Simulación de procesos de secado
• Determinación de Isotermas: actividad de agua (a_w) e isotermas de sorción de alimentos
• Simulación de fluidos dinámicos: circulación de aire, fluidos y transporte/ transferencia de calor y masa en los procesos alimentarios
• Simulación y control de procesos reales: estudio y mejora de procesos complejos utilizando herramientas de simulación y desarrollo de controladores y sensores avanzados para la industria alimentaria