Alimentos e bebidas: arte ou ciência?

Todos os dias, nós ouvimos políticos globais dizendo que as decisões deles são "lideradas pela ciência" e o público está cada vez mais ciente das maneiras pelas quais a ciência afeta todas as esferas da vida. No artigo a seguir, veremos como a ciência está impulsionando a indústria de alimentos e bebidas e, em particular, como as tecnologias da Vaisala estão ajudando a otimizar a produção sustentável de alimentos.

É fácil entender que a arte desempenha um papel importante na indústria de alimentos e bebidas; criatividade e imaginação são essenciais em embalagens e publicidade, bem como no desenvolvimento de produtos. No entanto, na Vaisala, nós acreditamos que a ciência desempenha o papel dominante: desenvolvimento de tecnologias de medição, ajudando na formulação do produto, otimizando processos, salvaguardando a segurança, garantindo a qualidade, permitindo a consistência do produto e capacitando a sustentabilidade. Olhando para o futuro, como a ciência ajudará a indústria a superar os mais recentes desafios?

Os desafios

De acordo com a FAO (1) (Food and Agriculture Organization, Organização para Alimentação e Agricultura), quase uma em cada três pessoas no mundo (2,37 bilhões) não teve acesso à alimentação adequada em 2020. Os países mais afetados estavam na África e na Ásia, em um momento em que os principais desafios relacionados à alimentação em alguns países eram a obesidade e o desperdício de alimentos. Segurança alimentar, nutrição e acessibilidade representam desafios crescentes.

A escassez de água pode ser definida como água potável insuficiente para satisfazer as necessidades normais. Ela pode ser causada por mudanças climáticas (seca), contaminação da água, uso excessivo ou ineficaz da água ou por infraestrutura hídrica insuficiente ou deficiente. De acordo com as Nações Unidas (2), sem medidas adaptativas, o número de pessoas que não têm água suficiente por pelo menos um mês por ano aumentará de 3,6 bilhões hoje para mais de 5 bilhões em 2050. Novamente, há uma pressão crescente por melhor eficiência e menos desperdício.

As mudanças climáticas estão ameaçando as plantações, que podem ser dizimadas por secas, inundações, furacões etc. De acordo com o Escritório das Nações Unidas para Redução de Riscos de Desastres (3), os desastres relacionados ao clima quase dobraram em comparação com os 20 anos anteriores. Portanto, é necessário ter maior resiliência em nossos sistemas agrícolas.

Um prazo de validade limitado impõe, para muitos produtos, um risco extra para a indústria de alimentos e bebidas e a torna mais vulnerável a problemas na cadeia de suprimentos. Portanto, há uma forte demanda por medidas para melhorar a resiliência e proteger a continuidade dos negócios. Juntamente com questões de custo e sustentabilidade, as cadeias de suprimentos precisam ser curtas, rápidas, seguras e rastreáveis. Além de produtos sustentáveis, os consumidores também buscam embalagens melhores, com menos dependência de plásticos.

A demanda dos consumidores por alimentos seguros, saudáveis e nutritivos continua crescendo. Os fabricantes estão, portanto, sob crescente pressão para fornecer informações melhores no rótulo, especialmente para ingredientes com considerações relacionadas à saúde, como açúcar, sal e conteúdo calórico. Os consumidores também procuram cada vez mais produtos que apresentem baixo impacto ambiental, e isso está impulsionando o crescimento de alternativas à carne, por exemplo. As informações sobre o impacto ambiental estão sendo solicitadas pelos varejistas. Isso agora costuma incluir emissões de Escopo 3, que são aquelas que surgem fora das próprias operações.

Com os preços globais de energia e alimentos subindo, os fabricantes de alimentos e bebidas estão enfrentando pressões ambientais e financeiras para melhorar a eficiência energética, reduzir o desperdício e aumentar o uso de energia renovável (eólica, solar e biogás).

A ciência na Vaisala

A ciência está oferecendo soluções para todos os desafios descritos acima, e a Vaisala está ativamente envolvida em muitos deles. Por exemplo, a Vaisala é a principal fabricante de equipamentos meteorológicos do mundo, permitindo que os cientistas rastreiem as mudanças climáticas e condições climáticas extremas. Além disso, os instrumentos de medição industrial da Vaisala permitem um melhor gerenciamento dos processos de alimentos e bebidas, o que:

• melhora a eficiência
• melhora e protege a consistência e a qualidade do produto
• reduz o consumo de energia
• reduz o desperdício
• diminui os custos
• melhora a sustentabilidade da indústria e ajuda na luta contra as mudanças climáticas

As tecnologias da Vaisala são amplamente empregadas na indústria de alimentos e bebidas, e muitos exemplos são dados abaixo. No entanto, em comparação com a reputação global da Vaisala no negócio meteorológico, a empresa é menos conhecida – e pode ser uma das empresas com os segredos mais bem guardados, mas os ativos mais poderosos da indústria de alimentos e bebidas.

A marca Vaisala é ditada pela missão da empresa de fornecer observações para um mundo melhor por meio da inovação impulsionada por quatro valores principais:

1. Foco no cliente: fornecer soluções de medição para satisfazer as necessidades dos clientes 
2. Inovação pioneira: curiosidade que impulsiona o aprimoramento contínuo 
3. Colaboração: com parceiros, acionistas e a comunidade científica global
4. Integridade: honestidade, diversidade, respeito, confiabilidade e sustentabilidade

Na indústria de alimentos e bebidas, os produtos da Vaisala são utilizados em todas as etapas da cadeia de valores, da agricultura ao processamento, ao armazenamento, à distribuição, ao varejo e à gestão de desperdício.

Image

Tecnologias da Vaisala

Com precisão e confiabilidade de longo prazo como pré-requisitos em todos os programas de desenvolvimento da Vaisala, os produtos da empresa estabeleceram uma reputação mundial invejável e agora possuem instalações em mais de um planeta! Os sensores de umidade e pressão da Vaisala estão atualmente operando em todos os continentes da Terra, bem como nos rovers Curiosity e Perseverance da NASA em Marte.

Umidade

Algumas das principais tecnologias da Vaisala incluem métodos de medições que são comumente considerados padrões da indústria. Por exemplo, a umidade é uma das medições mais comuns realizadas em quase todas as indústrias. Em 1973, a Vaisala desenvolveu o primeiro sensor de umidade capacitivo baseado em polímero de filme fino do mundo, o HUMICAP®, que melhorou drasticamente a precisão e a confiabilidade das medições, com grandes vantagens, incluindo estabilidade a longo prazo e insensibilidade à condensação, à sujeira e à maioria dos produtos químicos. Como consequência, as sondas de umidade da Vaisala são empregadas rotineiramente em processos de alimentos, como secagem, cozimento, panificação etc. As aplicações para medições de umidade são quase infinitas; em parte porque a umidade excessiva nos alimentos pode causar deterioração.

Dióxido de carbono (CO2)

O dióxido de carbono é usado pelas plantas para crescer por fotossíntese, por isso, é uma prática comum dos horticultores para aumentar os níveis de CO2 da estufa para aumentar a produção. O CO2 também é usado em bebidas carbonatadas e nas instalações de fabricação de alimentos perecíveis. Como todos esses processos exigem controle rígido, eles são aplicações ideais para a tecnologia de sensores da Vaisala.

O sensor de dióxido de carbono Vaisala CARBOCAP® apresenta um filtro inovador de interferômetro Fabry-Perot (FPI) microusinado e eletricamente ajustável que permite fazer uma medição de referência que compensa quaisquer possíveis alterações na intensidade da fonte de luz, bem como contaminação ou acúmulo de sujeira no caminho óptico. Assim, o sensor CARBOCAP® é altamente estável ao longo do tempo, o que significa que os operadores não precisam se preocupar com desvio de calibração ou falha do sensor.

Refratometria

Refratometria é um método bem conhecido para medir o teor de açúcar em produtos como bebidas e frutas, mas os refratômetros sanitários em linha Vaisala K-PATENTS® costumam ser utilizados em inúmeras aplicações de alimentos e bebidas para monitoramento e controle de processos. Por exemplo, a medição de Brix e sólidos secos é amplamente utilizada em processos de produção de alimentos e bebidas.

Em contraste com muitos outros métodos de concentração de líquidos, o refratômetro da Vaisala não é afetado por partículas, bolhas, cristais ou cores. Assim, esses instrumentos podem ser empregados em uma ampla variedade de soluções para identificação de líquidos e monitoramento da concentração de componentes. É importante ressaltar que o refratômetro da Vaisala tem certificação EHEDG e 3-A - esses padrões sanitários protegem a higiene em produção e processamentos de alimentos.

Os exemplos de aplicações dos refratômetros em linha da Vaisala são apresentados na tabela ao lado, mas a versatilidade deles é demonstrada claramente por seu envolvimento em todas as etapas dos processos de fabricação de cerveja:

1. Trituração: medir a concentração do mosto em água na tubulação de saída.
2. Separação do mosto e dos grãos: medir a concentração para detectar o ponto de desligamento adequado para enxágue.
3. Ebulição do mosto: medições contínuas de força/gravidade do mosto, permitindo ao cervejeiro determinar exatamente quando o mosto atingiu a concentração necessária.
4. Sorvedouro: monitoramento antes e/ou depois do sorvedouro para garantir que os sólidos sejam removidos de forma rápida e eficaz para produzir um mosto claro e amargo.
5. Resfriamento: garantir que o mosto amargo contenha o nível correto de sólidos dissolvidos antes da fermentação.
6. Fermentação: fornecer às cervejarias informações em tempo real sobre os processos e permitir que elas determinem com precisão quando a fermentação estiver concluída.
7. Filtração e maturação: controle de qualidade durante a remoção da levedura.
8. Enchimento e CIP: o monitoramento contínuo dos processos de enchimento e CIP permite a automação, reduz o desperdício e diminui os custos e o uso de energia.

Image

Biogás

Globalmente, há um enorme foco em energia renovável e redução de emissões de gases de efeito estufa, à medida que países e organizações buscam alcançar zero emissões. O biogás oferece a oportunidade de utilizar os resíduos da agricultura e da produção de alimentos, além de substituir os combustíveis fósseis como fonte de energia. Além disso, os processos de biogás produzem digestato, que é um fertilizante rico em nutrientes que pode completar a economia circular na produção de alimentos. Além disso, o biogás pode gerar eletricidade para uso doméstico e em fazendas.

A Vaisala desenvolveu uma tecnologia para permitir a otimização do processo de biogás. Excepcionalmente, os instrumentos de medição multigás da Vaisala são capazes de monitorar o biogás em linha e em tempo real, o que permite que os operadores melhorem a qualidade do biogás, diminuam os custos e melhorem a eficiência dos processos. Este exemplo final demonstra como a Vaisala está envolvida em todas as etapas do ciclo alimentício, desde a produção de alimentos até a digestão anaeróbica dos resíduos alimentares.

Resumo

A ciência pode ser definida como a busca e a aplicação de conhecimento e compreensão, seguindo uma metodologia sistemática baseada em evidências. Na Vaisala, os alimentos têm tudo a ver com a ciência. Os dados de medição de nossos instrumentos apresentam informações para tomadas de decisões e permitem a otimização da eficiência. A ciência na Vaisala é movida pela curiosidade; com 14% do faturamento líquido investido em pesquisa e desenvolvimento, a empresa tem um compromisso duradouro com a inovação. A indústria de alimentos e bebidas se beneficiou enormemente das tecnologias que a Vaisala já desenvolveu. No entanto, para os cientistas da empresa, a maior fonte de motivação é a tecnologia que ainda não foi revelada…

Referências:

1. The State of Food Security & Nutrition in the World 2021. Food & Agriculture Organization of the United Nations: https://www.fao.org/state-of-food-security-nutrition/en
2. UN: Adaptation to Climate Change www.un.org/en/climatechange/science/key-findings#physical-science
3. United Nations Office for Disaster Risk Reduction, Policy brief: Disaster risk reduction and climate change. www.undrr.org/publication/policy-brief-disaster-risk-reduction-and-climate-change
4. Riddell et al. (October, 2020) The effect of temperature on persistence of SARS-CoV-2 on common surfaces. Virology Journal. https://virologyj.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12985-020-01418-7
5. Meat plants—a new front line in the covid-19 pandemic. (July 2020) British Medical Journal. https://www.bmj.com/content/bmj/370/bmj.m2716.full.pdf