A evaporação é uma operação fundamental na indústria alimentar, muito utilizada para concentrar líquidos. Na sua forma mais simples, a evaporação remove a água (ou outros solventes voláteis) de um produto, aumentando assim o teor de matéria seca, a riqueza de sabor e melhorando a estabilidade da estrutura da solução. No entanto, a evaporação atmosférica tradicional requer frequentemente temperaturas elevadas, o que pode levar à degradação de componentes sensíveis do produto e a alterações indesejáveis na cor, no sabor ou no valor nutricional.
É por isso que a maioria dos fabricantes de alimentos modernos utiliza sistemas de evaporação a vácuo, que utilizam o vácuo para reduzir o ponto de ebulição, permitindo que a evaporação seja realizada a temperaturas significativamente mais baixas do que à pressão atmosférica. Isto torna a evaporação a vácuo uma escolha cada vez mais popular para empresas que trabalham com ingredientes sensíveis ao calor ou que procuram melhorar a qualidade dos produtos finais.
Como funciona a evaporação a vácuo
A evaporação a vácuo baseia-se na relação entre a pressão e o ponto de ebulição. À pressão atmosférica padrão (≈1 bar), a água ferve a 100 °C. No entanto, à medida que a pressão diminui, o ponto de ebulição também diminui. Por exemplo, a 0,2 bar, a água pode ferver a aproximadamente 60 °C. Portanto, operar sob vácuo permite que a evaporação ocorra a uma temperatura inferior à pressão atmosférica.
Num evaporador a vácuo típico, o líquido aquecido entra numa câmara de vácuo, onde uma bomba de vácuo ou um sistema de ejeção cria o vácuo. Ao entrar, o líquido ferve imediatamente, convertendo-se em vapor, que é removido da unidade através de um sistema de recuperação e condensação de vapor. O ponto de ebulição mais baixo atrasa a decomposição térmica de compostos sensíveis ao calor (como aromas, pigmentos e vitaminas).
O sistema de vácuo também desaerifica parcialmente o produto final, criando uma estrutura mais densa e prolongando a vida útil do produto, removendo bolhas de ar que poderiam albergar agentes patogénicos e causar oxidação.
Vantagens da evaporação em vácuo em relação aos métodos atmosféricos
- Temperatura de funcionamento mais baixa: Isto preserva os nutrientes, aromas e cores sensíveis ao calor, tornando este método ideal para produtos delicados como sumos de fruta, concentrados de leite, extratos vegetais, mel, etc.
- Elevada qualidade do produto: A menor degradação térmica preserva as propriedades organoléticas e nutricionais do produto final.
- Redução da oxidação e contaminação: Existe menos ar presente no vácuo. Isto significa menos bolhas de ar, menor risco de oxidação e menor probabilidade de formação de odores voláteis ou penetração de microrganismos por aeração.
- Maior prazo de validade: Os produtos concentrados a vácuo apresentam menor atividade de água, menos microbolhas e menor teor de oxigénio, contribuindo para uma maior estabilidade do produto.
A utilidade prática da evaporação a vácuo reside na sua capacidade de controlar a temperatura e a pressão, o que determina diretamente as taxas de concentração e a qualidade do produto. O processo de evaporação pode ser ajustado regulando a temperatura e o nível de vácuo. Estes fatores permitem que a mesma tecnologia processe líquidos com viscosidades ou concentrações de açúcar muito diferentes, desde sumos claros a xaropes densos.
Principais aplicações na indústria alimentar
A evaporação a vácuo é amplamente utilizada em diversos segmentos da indústria alimentar. Aqui estão alguns exemplos:
- Concentrados de frutas e legumes: Os sumos, purés e polpas podem ser concentrados a vácuo para reduzir o volume e prepará-los para processamento posterior (por exemplo, aromatização, pasteurização, secagem).
- Lacticínios: Leite condensado, concentrados de soro de leite e leite em pó — a evaporação a vácuo ajuda a preservar as proteínas delicadas e os componentes funcionais.
- Processamento do mel: A desidratação e a concentração a vácuo ajudam a atingir a viscosidade desejada e a remover a humidade sem calor excessivo.
- Extratos vegetais e concentrados de sabor: Muitos extratos vegetais contêm compostos aromáticos voláteis; a evaporação a vácuo protege-os dos danos causados pelo calor.
- Molhos, xaropes e pastas: A redução do teor de água em vácuo ajuda a controlar a viscosidade final, melhora a estabilidade do produto e reduz o peso de transporte.
- Agregação de valor aos resíduos alimentares: por exemplo, concentração de subprodutos ou coprodutos (como bagaço de fruta ou soro de leite) para repor o seu valor em condições mais suaves.
Ao projetar um processo de evaporação a vácuo, parâmetros como o teor inicial de sólidos, a elevação do ponto de ebulição e a concentração alvo devem ser cuidadosamente considerados. A sensibilidade térmica do produto define a temperatura máxima permitida, enquanto a viscosidade a altas concentrações determina o tipo adequado de evaporador, quer se trate de um com circulação forçada ou de um evaporador a vácuo de lote com camisa de aquecimento. Compreender estas relações físicas e termodinâmicas é essencial para selecionar a capacidade e a configuração adequadas do equipamento.
Considerações adicionais para os processadores e fabricantes de alimentos
Se está a considerar investir nos nossos equipamentos de evaporação a vácuo, é útil avaliar o seguinte:
- Requisitos de desempenho e produtividade: Determine os volumes desejados para o processamento a vácuo em lote; selecione o tamanho de máquina adequado.
- Gama de pressão e temperatura de funcionamento: Determine a temperatura de processamento do produto e a profundidade de vácuo necessárias – isto também influencia a escolha da fonte de vácuo.
- Energia e fluido de transferência de calor (fonte de calor): Fluido de transferência de calor com camisa (vapor, água, óleo térmico), permutador de calor externo com aquecimento contínuo e como este se integra nas suas fontes de energia.
- Gerador de vácuo: Bombas de vácuo de anel líquido, ejectores. Requisitos de Materiais de Construção e Higiene: Aço inoxidável de qualidade alimentar, design fácil de limpar, capacidade CIP (limpeza no local), espaços mortos mínimos.
- Sistemas de Controlo e Monitorização: Nível de automatização do processo desejado ao selecionar uma solução de controlo personalizada.
- Manutenção e Reparação: Selecionar e adquirir um conjunto completo de peças de substituição juntamente com o equipamento garante um funcionamento e assistência sem problemas.
A evaporação a vácuo é um método tecnicamente avançado para concentrar líquidos e processar materiais alimentares onde a qualidade, uniformidade e eficiência do produto são essenciais. Ao reduzir o ponto de ebulição através da diminuição da pressão, os produtores alimentares podem preservar a integridade dos ingredientes sensíveis, melhorar a estabilidade e reduzir o impacto ambiental em comparação com os métodos atmosféricos. A evaporação a vácuo é frequentemente utilizada para produzir concentrados de frutas, produtos lácteos, mel, extratos de ervas e bases para molhos. A seleção cuidadosa do equipamento maximizará o valor a longo prazo e a produtividade global. Se está a considerar investir em tecnologia de evaporação a vácuo, avalie a sua capacidade, as características do produto e a infraestrutura de utilidades para determinar qual o modelo de evaporador que melhor se adapta às suas necessidades de produção.
