liofilizacion.pdf
Transcript of liofilizacion.pdf
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 1/15
DESHIDRATACION CONGELADA
En años muy recientes la liofilización ha alcanzado un desarrollo
muy notable. La finalidad de este trabajo de desarrollo ha sido el
mejoramiento de procesos y del equipo a fin de reducir costos que
todavía suelen ser de 2 a 5 veces mayores por libra de aguaeliminada, que de los otros métodos de deshidratación común.
La liofilización puede emplearse para la deshidratación de
alimentos líquidos sensibles y costosos, como el café y los jugos,pero comúnmente se utiliza para secar alimentos sólidos costosos
como fresas, camarones enteros , cubitos de pollo , champiñones
rebanados y en ocasiones piezas grandes como chuletas y bistecs.
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 2/15
Estos alimentos además de colores y sabores delicados tiene
atributos de textura y apariencia que no pueden conservarse
mediante ningún otro método actual de secado. Una fresa
entera por ejemplo es frágil y blanda y esta compuesta casi
completamente de agua . Cualquier método tradicional de
secado que empleen calor causaría en las fresas un altogrado de encogimiento, deformación y falta de textura
natural. Al reconstituirse estas fresas no tendrían ya su color
sabor y textura natural y se parecería mas a una mermelada
de fresas. Esto se puede prevenir en gran partedeshidratando la fruta en un estado congelado de manera
que no pueda encogerse, deformarse mientras esta pierde su
humedad.
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 3/15
En principio en que se basa la liofilización es que en ciertas
condiciones de baja presión de vapor , el agua se evapora de
del hielo sin que este se derrita. Cuando un material que puede
existir como solido, liquido y gas, pasa del estado solido al
estado de gas sin pasar por la fase liquida, se dice que el
material se sublima. El hielo seco se sublima a presiónatmosférica y a temperatura ambiente. El congelada se sublima
si la temperatura esta 0 ºC o mas abajo, y el agua congelada se
coloca en una cámara al vacio con una presión de 4.7 mm o
menos. Bajo estas condiciones el agua permanece congelada yla rapidez con que las moléculas de agua salen del bloque de
hielo es mayor que de las moléculas del ambiente que vuelven
a incorporarse al bloque congelado
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 4/15
Utilizando condiciones de alto vacio es posible establecer condiciones de
especificas de temperatura y presión por medio de las cuales el estado
físico de un sustrato alimenticio puede ser mantenido en un punto critico
para la deshidratación exitosa con mayores posibilidades de una mejordeshidratación. Este es un sistema desarrollado en años recientes y que
ha sido llamado deshidratación congelada
Punto triple
En su triple punto el agua puede existir como liquido, solido y gaseoso. La
interacción de las tres faces es mostrada en la figura 2 , y es llamada
punto triple el agua se encuentra en tal condición a 32 ºF y a una
presión de 4.5 mm de mercurio. Si se desea tener moléculas de agua que
pasen de la fase solida a la fase de vapor sin pasar por la fase liquida en
el diagrama se ve que 4.5 mm de mercurio es la presión máxima para
que esto ocurra y será adecuado un rango de temperaturas.
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 5/15
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 6/15
La fase puede presentarse a presiones mayores de 4.5 mm. Si
llevamos el sustrato alimenticio a menos de 5 mm se presentara
la ebullición. Blair encontró que a 4 mm se presenta hinchazón
en algunos sustratos líquidos y esta hinchazón es controlable. El jugo de tomate sujeto a estas condiciones hierve y chapotea y
forma hinchazones y una estructura esponjosa de gran valor a
3,mm. Con la carne puede ser anticipada, aunque la carne misma
tiene la misma estructura inherente . Se ha encontrado una
presión de 1.5 mm.
A 4mm un alimento se encuentra por lo general abajo del punto
triple y es a esta presión o a menor que se ha diseñado el
proceso de deshidratación congelada
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 7/15
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 8/15
En la figura anterior se representa un diagrama de un liofilizado en
algunos de estos dentro de la cámara al vacio se aplica calor al
alimento congelado a fin de acelerar la sublimación y si se mantiene
el vacio suficientemente alto generalmente dentro de la escala de 0.1
a 2 mm de Hg, y se controla el calor de manera que su intensidadsea un poco menor que la que se requiere para derretir el hielo. Se
alcanzara la velocidad máxima de sublimación del vapor de agua. La
sublimación tiene lugar desde la superficie del hielo , de manera que
el proseguir el limite del hielo se va retirando hacia el centro delalimento, es decir que el alimento se deshidrata de la superficie hacia
adentro. Finalmente el resto del hielo se sublima y la humedad del
alimento queda reducida a menos del 5%.
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 9/15
Ya que el alimento congelado permanece rígido
durante la sublimación , las moléculas del agua dejan
huecos lo cual resulta en una estructura seca, porosa
y esponjosa. Por eso los alimentos liofilizados se
reconstituyen rápidamente pero tienen que ser
protegidos mediante un envase adecuado contra la
absorción de humedad atmosférica y de el oxigeno
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 10/15
En el esquema se ven placas calentadoras arriba y abajo del
alimento a fin de acelerar la transmisión de calor ; se deja un
espacio abierto para no cerrar la vía de escape de las
moléculas de agua sublimada . Sin embargo mediante el
secado prosigue y el limite de hielo retrocede la velocidad del
secado disminuye por varias razones. 1) la capa seca porosa
fuera de la capa de hielo retrocedente actúa como un aislante
efectivo contra la transmisión de calor, la capa porosa
disminuye la velocidad del escape de las moléculas de aguaque se subliman desde la superficie del hielo ; y también
tienen lugares otros fenómenos previamente descritos .
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 11/15
Pero en los sistemas de liofilización bien planeadosse vera generalmente que la obstaculización de la
transmisión efectiva del calor , mas bien que de la
transferencia de masa, causada por la capa porosa
es el factor que mas contribuye a limitar lavelocidad de secado. Algunas alternativas para
aumentar la velocidad total de secado se basa en el
uso de fuentes de radiación externas como por
ejemplo, radiciones infrarrojas y de microondas
que pueden atravesar las capas de alimentos seco y
entrar al núcleo del hielo.
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 12/15
Hoy en día las compañías alimentarias que desean implementar
o instalar un equipo de liofilización de gran escala tienen que
examinar el proceso desde el punto de vista global que abarca
todos los sistemas relacionados. Estos incluyen el manejo de losmateriales, la operación de congelación, la carga de las charolas
secadoras , la operación de deshidratación las necesidades del
alto vacio y condensación, la descarga de las charolas, la
necesidad del envasado y por supuesto los costos del equipo la
mano de obra y los servicios auxiliares. Muchos fabricantes de
equipo han diseñado sistemas totales que pueden adaptarse a un
producto determinado y alas necesidades del fabricante del
alimento . Frecuentemente las compañías que producen el
equipo, trabajando junto con el fabricante de alimentos, diseñane instalan fabricas completas de liofilización . Rara ves las
maquinas son exactamente iguales.
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 13/15
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 14/15
7/18/2019 liofilizacion.pdf
http://slidepdf.com/reader/full/liofilizacionpdf 15/15