Desmintiendo mitos comunes sobre el uso de microondas en la industria alimentaria

Alimentos enpaquetados
Alimentos enpaquetados

En la industria alimentaria, el uso de tecnologías avanzadas es crucial para garantizar la seguridad alimentaria y optimizar los procesos de producción. Uno de estos avances es el uso de microondas, que ha sido objeto de numerosos mitos y preocupaciones infundadas a lo largo de los años.

En este post, desmentiremos algunos de los mitos más comunes sobre el uso de microondas en la industria alimentaria y destacaremos los beneficios reales que esta tecnología puede ofrecer.

Mito 1: Los alimentos se vuelven radiactivos después de ser calentados en un microondas.

Este es un mito muy extendido, pero completamente falso. Los microondas son una onda electromagnética de alta frecuencia, que generan calor al interactuar con las moléculas de agua presentes en los alimentos. Estas ondas no convierten los alimentos en radiactivos ni alteran su composición química. Después de calentar los alimentos en un microondas, siguen siendo perfectamente seguros para el consumo humano y es imposible de saber a posteriori si un alimento ha sido calentado con microondas o con cualquier otro método.

Mito 2: Los microondas causan la pérdida de nutrientes en los alimentos

Algunas personas creen que los microondas pueden destruir los nutrientes presentes en los alimentos. Sin embargo, la realidad es que todas las formas de cocción, ya sea en el horno, en la estufa o en el microondas, pueden provocar cierta pérdida de nutrientes debido al calor y al tiempo de cocción.

En comparación con otras técnicas de cocción, los microondas pueden ser incluso más beneficiosos, ya que calientan los alimentos de forma rápida y con menor gradiente térmico, lo que puede minimizar la pérdida de nutrientes.

Mito 3: El uso de microondas causa cáncer.

Este es otro mito persistente que carece de evidencia científica. Los microondas no son una radiación ionizante, como la radiación UV, los rayos X o los rayos gamma, que se ha demostrado que causan cáncer. Las microondas son una radiación no ionizante, que es mucho menos energética y no tiene el potencial de alterar el ADN o causar daño celular.

Mito 4: Los recipientes de plástico liberan sustancias tóxicas al calentarse por microondas.

Es cierto que algunos plásticos pueden liberar sustancias nocivas al calentarse en el microondas, pero esto no es exclusivo de esta tecnología. Al utilizar recipientes aptos para microondas y que cumplan con las normativas de seguridad alimentaria, no hay riesgo de liberación de sustancias tóxicas. Muchos recipientes de plástico están etiquetados como «aptos para microondas», lo que significa que han sido probados y considerados seguros para su uso.

Los mitos sobre el uso de microondas en la industria alimentaria son persistentes, pero es importante basar nuestras opiniones en evidencias científicas. Los microondas son una herramienta segura y eficiente para calentar alimentos en la industria alimentaria

¿Cómo funciona el calentamiento por microondas?

James Clerk Maxwell descubrió las microondas en 1864 y su existencia fue demostrada por primera vez en 1888 por el físico alemán Heinrich Hertz. 

Se usaron en primer lugar en la fabricación de radares y por casualidad se descubrió en 1945 su capacidad de generar calor, que llevó a la creación del horno microondas doméstico. Hoy en día se usan en múltiples aplicaciones en el campo de las telecomunicaciones, como radiodifusión y la telefonía móvil.

Un generador de microondas industrial es un equipo diseñado para emitir energía electromagnética. Aunque se habla de radiación electromagnética, debemos recordar que se trata de radiaciones no ionizantes.

Las microondas pueden ser generadas de varias maneras, que podemos dividir en dos categorías: dispositivos de estado sólido y dispositivos basados en tubos de vacío.

Los generadores de estado sólido para microondas están basados en semiconductores de silicio o arseniuro de galio, mientras que los generadores basados en tubos de vacío operan teniendo en cuenta el movimiento de un electrón en el vacío bajo la influencia de campos eléctricos y magnéticos, entre los que se incluyen el magnetrón, klistrón, y el girotrón. 

En los procesos industriales de calentamiento por microondas, que requieren habitualmente potencias altas,  se usan hoy en día principalmente generadores basados en un magnetrón, que transmite directamente o mediante guías de ondas la energía electromagnética a la cavidad dónde se coloca el producto a procesar. Las frecuencias usadas son las de 2,45 Ghz (como en el caso de los hornos microondas domésticos) y 915 MHz.

Para entender el proceso de generación de calor por microondas, debemos tener en cuenta los parámetros esenciales: la intensidad del campo eléctrico, la frecuencia y las propiedades dialécticas del material, según la ecuación siguiente

dónde

P´´´ = densidad de energía volumétrica medida en W / m 3

f = frecuencia de funcionamiento medida en hertz

εo = permitividad del espacio libre = 8.85 x 10-12 AS / Vm

ε r´´ = factor de pérdida dieléctrica = parte imaginaria de la permitividad compleja

Ε = intensidad del campo eléctrico medida en V / m (valor efectivo)

El factor de pérdida depende tanto de la frecuencia como de la temperatura.

Como regla general, se puede decir: cuanto mayor sea el factor de pérdida de una sustancia, mejor se puede calentar la sustancia en un campo de microondas. El agua y todas las sustancias acuosas poseen un factor de pérdida elevado y, por tanto, absorben extraordinariamente bien la energía de alta frecuencia y la energía de microondas. Dependiendo de su comportamiento de absorción frente a la radiación de microondas, los materiales se pueden clasificar en tres grupos:

  • absorbentes, p. ej. agua (εr ’’ = 12 a 25 ° Celsius), sustancias acuosas (prácticamente todos los alimentos), diversos tipos de plásticos
  • transparentes, p. ej. vidrio de cuarzo de porcelana (εr ’’ = 0.0023), Teflón
  • reflectores, p. ej. metal, grafito

Hasta un factor de pérdida de aproximadamente εr ’’ = 0.01, las sustancias aún se pueden calentar en un campo de microondas. Si el factor de pérdida está por debajo de este valor, aún podría existir la posibilidad de mezclar aditivos con factores de pérdida más altos que, sin embargo, no deberían cambiar las propiedades deseadas de la sustancia.

Para aplicaciones especiales, se pueden generar intensidades de campo excepcionalmente altas dentro de los materiales calentados después de llevar a cabo procedimientos de optimización específicos.

Si el factor de pérdida de una sustancia cambia demasiado en relación con la temperatura, puede producirse un calentamiento irregular.

Por ejemplo, al descongelar un producto congelado, las partes descongeladas absorben las microondas más intensamente que las áreas congeladas.

Por lo tanto, se produce un calentamiento del agua de acuerdo con la distribución de la intensidad de campo en la cavidad, que depende del generador de microondas utilizado, la calidad, el número y los sistemas de acoplamiento de microondas, la geometría de la cavidad, la geometría y las propiedades físicas (εr ») del material a calentar y las características de reflexión de las paredes metálicas circundantes.

Material Temperatura en °C Penetración en cm
agua 45 1,4
agua 95 5,7
hielo -12 1100
pan 25 2 … 5
patata 25 0,9
zanahoria, guisante 25 1
carne 25 0,9 … 1,2
papel 25 20 … 60
madera 25 8 … 350
caucho 25 15 … 350
porcelana 25 56
resina epoxy (Araldite CN-501) 25 4100
teflon 25 9200
cuarzo 25 16000

Ejemplos de penetración de las microondas de diferentes materiales a  2450MHz

¿Comparativa microondas/radiofrecuencia?

¿Como funciona la radiofrecuencia?

En BEMENS no creemos que las microondas sean mejores que la radiofrecuencia o viceversa. 

Los métodos de calentamiento por radiofrecuencia (RF) y microondas (MW) están basados en el mismo principio: la energía electromagnética. 

Nuestros equipos funcionan en diferentes frecuencias de la banda ISM: 27,12 MHz, 433 MHz, 915 MHz ó 2450 MHz. Lo importante es poder determinar, para cada proceso y producto, a que frecuencia debemos trabajar, teniendo en cuenta las diferentes profundidades de penetración en el producto, que depende de la frecuencia utilizada, y las propiedades dieléctricas del producto, que también puede variar según la frecuencia, pero también en función de la temperatura inicial del producto a tratar.

La profundidad de penetración depende de las propiedades dieléctricas del material. La profundidad de penetración se utiliza para indicar la profundidad a la que la densidad de potencia ha disminuido al 37% de su valor inicial en la superficie. Pueden consultar unos ejemplos en ¿Cómo funciona el calentamiento por microondas?

Los materiales con un factor de pérdida más alto εr ’’ (parte imaginaria de la permitividad compleja) muestran una absorción de energía más rápida. La densidad de potencia disminuirá exponencialmente desde la superficie hasta la región del núcleo.

La profundidad de penetración disminuye al aumentar la frecuencia. Por lo tanto, la capacidad de penetración de las microondas es inferior a la de la radiofrecuencia.

Por esta razón, justamente se utilizan en muchas instalaciones industriales una frecuencia más baja (915 MHz) que para los hornos domésticos (2450 MHz)

¿Cuál es el mejor método de descongelación?

¿Cúal es el mejor método de descongelación?

La descongelación tradicional se realiza en una cámara, usando el fenómeno de transferencia de calor, aplicando aire, agua o vapor. Es un mecanismo lento: cuando mayor es la pieza a descongelar, mayor es el tiempo necesario para la descongelación. Por lo tanto, el tiempo que pasa entre la salida de la sala fría hasta el inicio posterior a la descongelación suele ser largo, pudiendo ser de uno o dos días.

Dado que las bacterias pueden sobrevivir a un almacenamiento a temperaturas negativas, durante un proceso lento de descongelación, la probabilidad de crecimiento de las bacterias es mayor.

Además, durante estos procesos lentos de descongelación, se producen pérdidas por goteo, cambios en la textura del producto y en consecuencia pérdidas económicas.

Si se intenta aplicar calor por los sistemas tradicionales para acelerar el proceso, se produce en general un importante deterioro de la superficie del producto. 

Con la aplicación de la energía electromagnética, mediante las microondas o la radiofrecuencia, se solucionan todos estos problemas:

  • La descongelación es rápida, uniforme y controlada, lo que se traduce en una reducción significativa de las pérdidas por goteo y minimiza el deterioro del producto por el crecimiento bacteriano
  • Es posible descongelar dentro del embalaje, como cajas de cartón o bolsas de poliestireno.
  • De varios días a solo minutos Se reduce drásticamente el tiempo entre la salida de la cámara fría hasta el siguiente paso de la producción, aportando flexibilidad y adaptación en la necesidad de producción en cada momento. Es una gran ventaja en el caso de pedidos de última hora o de cambios en el pedido o en el proceso a realizar a continuación.
  • El proceso de descongelación se puede integrar en un proceso de producción en continuo.
  • Las condiciones ambientales externas no afectan nunca al proceso de descongelación, de manera que se puede controlar de manera precisa y consistente.
  • Los equipos de radiofrecuencia ocupan mucho menos espacio que una cámara de descongelación tradicional.

¿Cúal es el mejor método de descongelación?