Tamanho de part�culas na ind�stria alimentar

Seja como pós, suspensões ou emulsões, muitos alimentos estão presentes na forma de partículas num momento ou outro durante o processo de produção.

Para pós, o tamanho das partículas afeta a densidade aparente. Assim, também afeta as propriedades de fluxo do pó. De forma semelhante, o tamanho das partículas influencia fortemente a viscosidade em suspensões. Essa viscosidade de cisalhamento, por sua vez, afeta o bombeamento, a mistura e o transporte das matérias-primas.

O tamanho da partícula tem uma forte influência no armazenamento e estabilidade de produtos alimentares. Enquanto os alimentos em pó podem sofrer aglomerações, as emulsões (por exemplo, leite) podem ter problemas de estabilidade se o tamanho das gotículas aumentar ou não for completamente controlado.

A textura e a sensação na boca desempenham papéis fundamentais na aceitabilidade dos produtos alimenares. O tamanho das partículas tem uma grande influência nas suas propriedades organolépticas. Como a língua humana é capaz de detectar partículas de apenas alguns mícrons de tamanho, ajustar o tamanho das partículas pode ter um grande impacto na aceitação do produtoo .

Para determinar os tamanhos de partículas pequenas (0,3 nm a 10 µm), como componentes corantes e aromatizantes, o Litesizer é o instrumento ideal com tecnologia dinâmica de dispersão de luz. Pode analisar tamanhos maiores (40 nm a 2,5 mm) com o PSA, o equipamento de difração a laser.

O sabor perfeito do café

Uma enorme variedade de grãos de café, várias misturas e diferentes técnicas e graus de torra influenciam o sabor do café. Além disso, o tamanho das partículas do café é crucial. Para obter o sabor e o sabor perfeitos do café, precisa otimizar o tamanho das partículas para cada café e método de preparação. O espresso, por exemplo, usa um pó de café muito fino, enquanto a preparação do filtro ou as preparações da prensa francesa usam tamanhos de partículas maiores.

Para poder reproduzir café moído de alta qualidade, o tamanho das partículas precisa ser controlado regularmente após a moagem. O Particle Size Analyzer (PSA) usa tecnologia de difração a laser para determinar tamanhos de partículas entre 40 nm e 2,5 mm e cobre a faixa ideal de pó de café. Medições rápidas e fáceis do pó seco garantem alta qualidade reprodutível do produto e o sabor perfeito do café.

O gráfico compara a distribuição do tamanho das partículas de um pó de café expresso com a de um café de filtro. A fração principal para o expresso está abaixo de 1 mm com um pico em 600 µm. Em contraste, os tamanhos das partículas do pó de café usado para café de filtro ou creme de café são muito maiores. Aqui, o pico está em 900 µm com uma fração significativa acima de 1 mm.

Leite e leite em pó

Para o leite, a nata é um fator limitante da vida de prateleira. A quantidade de creme e a aparência visual são influenciadas pelo tamanho do glóbulo de gordura, tempo e temperatura de armazenamento, tamanho e formato da embalagem e qualidade do leite. O tamanho das partículas dos glóbulos de gordura do leite geralmente varia de 0,1 µm a 20 µm com um tamanho médio de 3 µm a 4 µm (1). Glóbulos de gordura de baixa densidade flutuam na superfície, um processo chamado de “creme”. A vida útil é prolongada pela homogeneização, o que leva a um tamanho unificado e reduzido dos glóbulos de gordura do leite homogeneizados. Aqui, a eficiência de homogeneização pode ser avaliada pelos valores D[5,3] e D90.

O gráfico compara as distribuições de tamanho de partícula do leite homogeneizado com validade alongada (ESL) com leite pasteurizado fresco. Estes foram determinados por difração de laser usando o modo líquido PSA. Para o leite ELS, uma distribuição de tamanho de partícula monomodal é mostrada com um tamanho de pico em torno de 1 µm, que representa o tamanho do glóbulo de gordura no leite homogeneizado. Para leite fresco, em contraste, dois picos estão presentes com uma fração de glóbulo de gordura entre 2 µm e 10 µm. Essas diferenças no tamanho das partículas de leite são representadas pelos valores D[5,3] e D90.
O leite em pó deve se dissolver rapidamente, ter uma boa fluidez e as partículas não devem grudar. O uso da unidade de dispersão PSA Dry permite determinar o tamanho das partículas do leite em pó e permite o controle de qualidade.

Farinha

Encontrar a farinha mais adequada para uma aplicação não é fácil. A farinha está disponível com base em diferentes cereais e em uma enorme variedade de graus de moagem otimizados para aplicações específicas, como assar um bolo ou um pão. O tamanho do grão da farinha não só influencia a sensação na boca e a aparência do produto final, mas também as propriedades da massa ou da massa, como densidade e viscosidade, e o volume do produto final, bem como a qualidade ou a maciez.

As determinações do tamanho das partículas permitem o controle de qualidade, mas também a otimização do processo de fabricação em relação à temperatura e umidade. A detecção da % de partículas muito finas ajuda a avaliar o risco de explosões de poeira durante a fabricação.

O gráfico mostra a distribuição de tamanho de partícula da farinha não condicionada com uma faixa de tamanho de 80 µm a 500 µm e a influência de 35°C e 95% de umidade (condicionamento). Devido ao inchaço e agregação de partículas na faixa de 200 µm a 900 µm, o tamanho das partículas aumenta drasticamente com o aumento da humidade.

Chocolate

Quando se trata de chocolate, espera uma sensação na boca macia, suave e cremosa – sem mencionar um sabor típico. Criar uma sensação na boca tão distinta requer uma textura definida e características de derretimento de cada chocolate. O tamanho das partículas dos ingredientes, juntamente com o teor de gordura e lecitina, influenciam significativamente essas características. Mas o mesmo acontece com outras propriedades, como tensão de escoamento, viscosidade, firmeza, dureza e índice de fusão. Por esse motivo, a determinação regular do tamanho das partículas do chocolate durante o processo de fabricação garante que os produtos intermediários e finais sejam sempre de alta qualidade. Além disso, também permite otimizar o processo e o produto final.

O tamanho de partícula de um chocolate típico varia entre 1 µm e 80 µm. É por isso que os instrumentos de difração a laser, como o Particle Size Analyzer (PSA), são ideais para medir o tamanho das partículas em diferentes estágios do processo de fabricação. Isso é verdade para um ambiente de laboratório ou na linha de produção.

O gráfico mostra uma distribuição típica de tamanho de partícula de chocolate branco e de leite analisado em um solvente de triglicerídeos definido. O chocolate branco contém um número maior de partículas grandes devido ao seu maior teor de açúcar e à falta de cacau.

Açúcar

A sacarose é a forma de açúcar mais utilizada na cozinha. Extratos vegetais líquidos foram refinados e cristalizados com o produto resultante. Chamamos esse produto de “açúcar granulado”. A granulometria do açúcar em mm define seu campo de aplicação, o que torna indispensável um intenso controle de qualidade. Cristais de açúcar coase de até 2,2 mm são excelentes em produtos de confeitaria, como biscoitos, bolos e pães doces. Para biscoitos, um tamanho médio de 600 µm a 800 µm seria a escolha certa para o paladar perfeito. Um tamanho de partícula de açúcar refinado entre 150 µm e 450 µm é usado para aplicações de panificação, como massas lisas, e é feito por pulverização de açúcar granulado. Ao moer o açúcar granulado, é produzido um tamanho de partícula de açúcar em pó ou tamanho de partícula de açúcar de confeiteiro de cerca de 50 µm, que é o melhor tamanho de grão de açúcar disponível comercialmente. Como o açúcar se dissolve rapidamente no tamanho das partículas de água, a realização de determinações por difração a laser no modo seco oferece um controle de qualidade rápido e fácil do tamanho do grão de açúcar.

Emulsões aromatizadas

O sabor dos alimentos é de suma importância para a qualidade dos alimentos e é algo que os consumidores não querem comprometer. As emulsões de sabor podem ser usadas como excipientes de alimentos para melhorar o sabor de muitos produtos alimentícios. Eles normalmente contêm água, óleos essenciais e emulsificantes. A estabilidade dessas matérias-primas deve ser assegurada para evitar a degradação durante o processamento e aumentar a vida útil do produto final.

Com o Litesizer, medimos um sabor e uma emulsão colorida após a produção (Fresh) e após um dia de armazenamento em temperatura ambiente (One-day storage). Após um dia, o tamanho das partículas aumentou significativamente de 155 nm para 2587 nm, o que indica que o processo de floculação foi iniciado. Portanto, a mistura tornou-se mais turva e a transmitância medida diminuiu.

Bebidas infundidas

Extratos de plantas ou outras substâncias que promovem a saúde, como vitaminas, são suplementos populares em uma variedade de produtos alimentícios e bebidas. Estes ganharam seguidores significativos nas indústrias de saúde e bem-estar. Como a maioria desses extratos contém componentes hidrofóbicos, os emulsificantes são usados para criar “emulsões de óleo em água” estáveis para superar as limitações de mistura. Este método aumenta a solubilidade e a biodisponibilidade dos componentes hidrofóbicos. A este respeito, o tamanho das partículas é crítico para a absorção corporal e biodisponibilidade em geral. Também é importante para a estabilidade de armazenamento e transporte da bebida.

O controle do tamanho das gotas por meio de dispersão dinâmica de luz permite formulações otimizadas de bebidas, biodisponibilidade e condições de armazenamento. O gráfico compara duas bebidas infundidas usando diferentes emulsificantes. A bebida com goma acácia apresenta menor tamanho de gota, o que indica maior estabilidade e absorção corporal, em comparação com a bebida que contém goma xantana.

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