La congelación de alimentos es un proceso usado para la conservación de alimentos, así como la refrigeración, actualmente estas técnicas se han evolucionado, como es el caso de la congelación de alimentos con nitrógeno criogénico.

El uso del frío para la congelación de alimentos, data desde tiempos prehistóricos. Sabemos que algunos antepasados usaban hielo o nieve para preservar su caza. No fue hasta la década de los 30 que los alimentos congelados comenzaron a venderse tras el descubrimiento de métodos de refrigeración o congelación rápida. Hoy día hemos desarrollados procesos como congelado criogénico o ultracongelación para la conservación de los alimentos.

La congelación retrasa el deterioro de los alimentos evitando que los microorganismos presentes crezcan. A su vez, disminuye la actividad enzimática que hace que los alimentos se echen a perder.

A través de la congelación, el agua que los microorganismos necesitan para crecer, se congela y se convierte en hielo. Sin embargo, la mayoría de estos microorganismos permanecen vivos cuando se congelan. Lo que obliga a una manipulación segura de los alimentos antes de congelarlos y posteriormente para su descongelado.

La criogenia en la industria alimentaria se hace en laboratorios en los que se utilizan máquinas especiales que puedan convertir elementos en forma de líquidos. Dichos elementos, como el nitrógeno y el helio, son los que hacen posible obtener temperaturas bajas en poco tiempo.

Cuando el proceso criogénico se aplica, los alimentos se guardan en contenedores especiales que los conservan a la temperatura aproximada de -150Cº. Por eso es preciso tener en cuenta que cualquier interrupción, puede arruinarlo.

De acuerdo a cómo se maneje la inyección directa y regulada del nitrógeno o del dióxido de carbono en la criogenia, se podrá enfriar y endurecer los productos alimenticios. Es por ello que, solo los fluidos criogénicos pueden satisfacer una demanda de frío puntual, modulada y localizada.

El congelado criogénico con nitrógeno líquido, dentro de las técnicas de congelación, es la que más ventajas presenta. Primero empezamos con destacar que una alta velocidad de congelación se obtiene al momento de aplicar al producto temperaturas muy bajas. Es por eso que una alta diferencia de temperatura con el medio hace que la transferencia de calor sea muy rápida.

A los equipos de frío que utilizan la compresión-descompresión de un gas para obtener bajas temperaturas, se les denomina equipos de frío mecánico. Con frío mecánico se obtienen temperaturas del orden de –20ºC y en los más sofisticados y caros se obtienen temperaturas de hasta –40ºC.

Por su parte, el nitrógeno líquido entrega temperaturas de –196ºC. Por esto la congelación criogénica con este elemento recibe la denominación de “ultrarrápida”.

La mayoría de los alimentos están constituidos por materia orgánica de origen vegetal o animal, con unas estructuras celulares muy definidas. La investigación ha demostrado que existen tres causas principales de deterioro de esas estructuras durante la congelación criogénica:

Origen físico, bioquímico y bacteriológico

En la congelación con frío mecánico estos tres tipos de daños se suman. En cambio, la congelación criogénica con nitrógeno líquido permite traspasar rápidamente el tramo de enfriamiento desde la temperatura inicial del producto hasta 0ºC. Lo que minimiza el daño bacteriológico. Luego permite una rápida cristalización y sub-enfriamiento hasta llegar a la temperatura de estabilización de 18ºC.

Ahora bien, en la congelación criogénica con nitrógeno líquido, los alimentos del mar se congelan en un rango de temperatura entre -2º C y -4º C. Posteriormente, se llevan a temperaturas de almacenamiento bajo los -18°C. Lo que sucede es que en el transcurso en el que logran estas bajas temperaturas, se forman microcristales de agua en su interior.

Por esto, la calidad del producto congelado será mejor cuanto más rápido se llegue a esta condición. La cual dará como resultado, mantener sus características organolépticas cuando el producto sea descongelado.

• Cámara estacionaria: Donde el producto se carga en un carro con bandejas.
• Túneles de alimentación: Cuando el producto se mueve sobre una correa transportadora en contracorriente con el nitrógeno líquido.
• Prácticas de congelación criogénica: Ultracongelación de alimentos

La ultracongelación de alimentos es una práctica común debido a sus múltiples beneficios. No altera las propiedades nutricionales, físicas, gustativas y aromáticas del alimento sometido al proceso.

Para llevarlo a cabo se ocupan gases criogénicos, como el anhídrido carbónico y el nitrógeno líquido. Este último es el más común gracias a que presenta mayor rango de rapidez en su acción refrigerante.

Aparte de no dañar la estructura celular del alimento, el nitrógeno líquido es el agregado por excelencia gracias a otras características. Por ejemplo, su punto de ebullición es bajo y posee elevadas potencias frigoríficas.

Consecuentemente, además de lograr concluir el proceso de congelado en intervalos que van de 1 a 15 minutos, sus efectos predominan y tienen continuidad. Esta condición de rapidez es la que da origen al nombre de la técnica.

Otro factor determinante

Para justificar la presencia de este gas licuado en la ultracongelación es necesaria la condición inerte y no tóxica que lo caracteriza. Gracias a esto se evita la alteración bacteriológica de los alimentos congelados por esta vía.

Además, el elemento no ataca las partículas del alimento ni reacciona ante otros cuerpos. Finalmente, su precio en el mercado es bastante bajo.

Cabe destacar que esta técnica aplica para todos los grupos alimenticios, desde carnes y pescados, hasta frutas y verduras. Incluso, es útil para congelar platos cocinados o precocinados. Si se les agrega un sistema de conservación pueden mantenerse hasta 1 año o más, dependiendo del platillo en cuestión.

Lo más resaltante, es que la actividad microbiana se detiene prácticamente durante todo el período de conservación.

En cuanto al funcionamiento, con nitrógeno líquido, este se pulveriza sobre los productos en el interior de un armario o túnel. Dichos contenedores son de acero inoxidable, aislados térmicamente, contienen suelo incluido con poliuretano inyectado. Asimismo, todas sus partes deben ser accesibles para facilitar las tareas de mantenimiento y limpieza.

La secuencia que sigue la ultracongelación es la siguiente:

Primero los alimentos se dividen en lotes y se ubican en parrillas o bandejas. Estas se introducen en los armarios. Una vez encerrados en el contenedor, se comienza la circulación del alimento seleccionado. En este punto, unas rampas de pulverización vertical, localizadas en los laterales de los ventiladores, agitan y dispersan la inyección. Finalmente, en cuestión de segundos los alimentos se congelan.

Por otro lado, para que la ultracongelación tenga lugar, debe existir un regulador del flujo o caudal del gas criogénico. Esto se logra con una electroválvula que se conecta a un regulador de temperatura.

El cálculo se realiza en función de las características del producto. También es factible incrementar o disminuir la potencia frigorífica instantánea cambiando el diámetro de los pulverizadores.

La congelación de frutas y verduras es una práctica que se patentó a principios de este siglo en Estados Unidos. Sin embargo, el auge de su escala comercial se multiplica a pasos agigantados desde entonces.

Esto como consecuencia de una economía cada vez más globalizada, con altos márgenes de importación y exportación. Lo que consecuentemente depende de excelentes estándares de conservación.

Otra razón de su popularidad son las facilidades que representa para los quehaceres del hogar. Es decir, es cada vez más común la venta en supermercados de alimentos de este tipo ya picados, lavados y envasados. De esta forma, el encargado de la cocina solo debe descongelar la porción que desea.

También, está la necesidad de abastecerse con productos que no son propios en determinado país, pero que su consumo si es común en esos espacios. Por ejemplo, naciones con climas templados presentan altos índices de consumo de alguna fruta tropical. ¿La solución? Un sistema de transporte con el alimento congelado para mantener su estado y nutrientes.

En virtud de esta última necesidad, entra en vigencia la participación del nitrógeno líquido para el congelado criogénico de frutas y verduras. La explicación apunta a que este elemento tiene cualidades de enfriamiento e intervalos de tiempo de 3 a 5 minutos.

Como resultado, el alimento se congela sin la presencia de cristales de hielo. Asimismo, este gas licuado no reacciona químicamente, por lo que no altera la estructura molecular y nutricional de la fruta o verdura en cuestión. Es decir, se mantiene en el tiempo sin muchas alteraciones.

Otro punto a favor del compuesto gaseoso

Se ubica en el origen de la técnica. Al principio se determinó que algunos alimentos no eran compatibles, ya que presentaban problemas debido a la acción de enzimas en presencia del oxígeno. Además, se potenciaba la rotura de la estructura celular, lo que acarreaba consecuencias potencialmente graves.

Sin embargo, al integrar el nitrógeno líquido a la fórmula se logró desplazar al oxígeno en el ambiente que rodea a la fruta. De igual forma, su rápida acción refrigerante es más respetuosa con la membrana celular. Más opciones para evitar estos eventos es agregar sustancias como ácido ascórbico, que tiene acción antioxidante, o azúcar.

La técnica de congelación se aplica con la finalidad de detener el crecimiento de microorganismos y consecuentemente retardar el deterioro de los alimentos. De igual forma, busca evitar el desarrollo de patógenos generadores de enfermedades de transmisión alimentaria.

Es decir, la reacción metabólica de la comida congelada detiene cambios indeseables de color, olor, sabor y textura. Este fenómeno ocurre porque el proceso de congelación solidifica el agua presente en la comida, la cual es vital para mantener vivas las bacterias.

La materia prima que se aplica generalmente con estos fines es la exposición a gases como el nitrógeno. El nitrógeno tiene propiedades que protegen la calidad del producto y su acción de enfriamiento es sumamente rápida.

Cabe destacar que, luego de cocinar la comida y antes de someterla al método de congelación es recomendable bajar su temperatura los más rápidamente posible. El objetivo es llevarla hasta 8ºC en el interior del producto.

Igualmente, es ideal guardar el alimento en envases herméticos resistentes al frío y calor. Así como dividirlos en porciones ideales, ya que una vez se descongele, hay que consumir el producto en su totalidad.

Ahora, si nos enfocamos en la interrogante ¿Cómo congelar comida preparada?, surgen tres sistemas de conservación de los platos con respuestas exitosas.

En primer lugar, surge la refrigeración, donde los platos se someten a la acción de temperaturas bajas, que oscilan entre los 0°C y 10°C. Estas deben mantenerse uniforme sin cambios bruscos durante todo el periodo de conservación, que podría extenderse de 1 a 3 semanas.

En segunda instancia, tenemos la congelación. Desde esta perspectiva los alimentos ya cocinados o precocinados se exponen a temperaturas de hasta -10°C. Como resultado, sus componentes líquidos o pastosos pasan al estado sólido. Al contar con sistemas más potentes, la vida saludable del alimento se puede prolongar de 1 a 6 meses.

Finalmente, tenemos el proceso más potente: ultracongelación, cuyo efecto de enfriamiento es mucho más rápido que las dos referencias anteriores. En esta técnica la comida experimenta temperaturas de -18 y -35°C. Su nivel de alcance puede llegar al año de conservación, incluso puede superarlo, dependiendo del tipo de plato que se vaya a exponer al proceso. A diferencia de las dos tipologías anteriores, que detienen parcialmente la actividad microbiana, la ultracongelación puede paralizar este fenómeno durante todo el período de vida.

La refrigeración, al igual que la congelación son las formas más populares de conservación de alimentos que se utilizan en la actualidad. En el caso de la refrigeración, la idea es ralentizar la acción bacteriana para que los alimentos tarden mucho más en dañarse. En el caso de la congelación, la idea es detener por completo la acción bacteriana. Las bacterias congeladas están completamente inactivas.

La refrigeración y la congelación se utilizan en casi todos los alimentos: carnes, frutas, verduras, bebidas, etc. En general, la refrigeración no tiene ningún efecto sobre el sabor o la textura de los alimentos.

La congelación no tiene ningún efecto sobre el sabor o la textura de la mayoría de las carnes. Tiene efectos mínimos en las verduras, pero a menudo cambia por completo la textura de las frutas, ya que se vuelven blandas. Los efectos mínimos de la refrigeración explican su gran popularidad.

Entre tanto, en la refrigeración, los alimentos se almacenan a una temperatura de 3 a 7 grados centígrados. Que es ligeramente superior a las temperaturas bajo cero del congelador.

La congelación hace que el agua de los alimentos se convierta en hielo

Por lo tanto, los alimentos congelados se almacenan por más tiempo (hasta 6 meses) en comparación con un máximo de 7 días en un refrigerador. La congelación elimina el agua libre disponible para el crecimiento bacteriano, reacciones químicas y bioquímicas.

La refrigeración por compresión se realiza en una instalación frigorífica de circuito cerrado. Esta se divide en dos zonas, de alta y baja presión. Su método consiste en forzar mecánicamente la circulación de un refrigerante en dicho espacio.

Su principio de funcionamiento básico apunta a la producción de frío desde un hecho simple. Para comprender esto, debemos tomar en cuenta que un líquido para pasar al estado gaseoso necesita consumir calor. Esta fuente de energía se roba de otro cuerpo, que quedará más frío de lo que estaba antes de producirse el fenómeno en cuestión.

¿Cuál es su propósito?

La refrigeración por compresión tiene como propósito una absorción de calor con fines específicos. Cabe destacar, que el proceso de vaporizado del gas ocurre en la zona de baja presión. Desde aquí, cede el frío a la de alta presión en el condensador. Después es necesario volverlo a comprimir y enfriar para reanudar el ciclo.

La refrigeración por compresión aprovecha las propiedades de ciertos fluidos. Los refrigerantes tienen una temperatura de vaporización extremadamente baja. Los que más se usan tienen temperaturas de ebullición en condiciones normales, alrededor de -40ºC. Entre otros componentes que se recomiendan para estas técnicas, tomando en cuenta que el agua congela a 0°C, son salmueras o agua glicolada.

Para acercarnos un poco más al circuito que cumple la refrigeración por compresión, debemos conocer las partes que componen el sistema y sus fenómenos. Los principales son el compresor y evaporador. El primero de ellos extrae el fluido frigorífico del evaporador y lo comprime a una presión más alta que la que tenía a su entrada.

Desde aquí se pasa al tercer componente: Condensador, aquí los vapores son licuados y el compuesto se enfría. Finalmente, llegamos la última unidad, la válvula de expansión, donde se produce un bajón en la presión. Como resultado, el refrigerante pasa del estado gaseoso al líquido en el evaporador.

Un elemento importante en los procesos de refrigeración es el nitrógeno seco. Es un compuesto que se define como un gas inerte. Es decir, no combustible, no inflamable y no tóxico. Por tanto, es poco reactivo, no es corrosivo, no produce asfixia ni forma mezclas peligrosas.

Gracias a estas cualidades se ha patentado su popularidad y aplicaciones en el área de refrigeración y climatización. Desde donde es funcional en múltiples industrias, como la alimentaria.

Cabe destacar que, debido a estas mismas peculiaridades no se requieren medidas extremas de seguridad para su transporte. Además, es fácilmente destilable, como resultado es sumamente sencillo de conseguir, permitiendo un considerable ahorro económico.

Pese a todas sus bondades, este gas debe manejarse de forma profesional. Su incorrecta manipulación podría ocasionar lesiones graves. Para los sistemas de refrigeración, el nitrógeno seco es un excelente activador, gracias a su rápida acción.