Crioconcentració de fluids alimentaris en un refredador de pel.lícula descendent

Abstract

La crioconcentració és una operació unitària relativament poc aplicada a la indústria alimentària.<br/>Consisteix en la separació de sòlids solubles d'una fase aquosa mitjançant la congelació de l'aigua.<br/>En primer lloc s'ha fet una revisió acurada de les publicacions científiques sobre aplicacions de la crioconcentració en fluids alimentaris.<br/>En segon lloc s'ha dissenyat un equip a escala semiindustrial que permet la crioconcentració dels fluids alimentaris. La concentració es produeix mitjançant la congelació de l'aigua dels fluids assajats, que forma una pel·lícula descendent sobre la placa evaporadora. L'aparell s'ha construït amb elements estàndard del mercat, la qual cosa permet la utilització de peces fabricades en grans sèries, i per tant, competitives i barates. A més a més, és destacable la facilitat d'operació de l'equip dissenyat, tot i que en aquest moment el consum energètic de l'equip encara és superior als sistemes de crioconcentració per suspensió que funcionen comercialment.<br/>En els experiments duts a terme s'han utilitzat solucions de glucosa, sacarosa i fructosa, sucs de pera, poma, taronja, most i fluids de simulació. La concentració màxima assolida és de 32,7 ºBrix, amb cabals de fins a 1,56 L/s.<br/>En les solucions de sacarosa s'han assolit velocitats mitjanes de concentració de 1,58º Brix/h.<br/>L'eficiència de l'equip, així com la productivitat en gel, és millor en fluids amb baix contingut de sòlids solubles i per això el sistema dissenyat es considera idoni per treballar preferentment a baixes concentracions.<br/>Aquests resultats tenen interès, ja que poden representar una alternativa a altres processos de concentració emprats en les indústries de sucs i fluids alimentaris en general.<br/>S'han identificat i proposat millores per realitzar tant en el sistema frigorífic com en el sistema hidràulic per al disseny d'equips de crioconcentració en capa, amb pel·lícula descendent.

Cryoconcentration is a relatively little used unit technique in the food industry. It consists in separating soluble solids from the aqueous phase by freezing water. As a first step, scientific papers on cyroconcentration applications for liquid foodstuffs were reviewed in detail. Subsequently, a facility on a semi-industrial scale was designed for the cryoconcentration of liquid foodstuffs.<br/>Concentration was achieved by freezing the water in the tested liquids, which forms a falling film on the evaporation tray. The facility was built using standard components on the market. This made it possible to use mass-produced manufactured parts, which were therefore competitively priced.<br/>The experiments were carried out using glucose, sucrose and fructose solutions, pear, apple, orange and grape juice, and simulated liquids. The maximum concentration attained was 32.7 ºBx with flow rates of up to 1.56 L/s. These results suggest that there may be an alternative to the concentration by evaporation processes used in the fruit juice sector and other industries.