Post on 07-Jul-2016
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RESULTADOS
Materia prima: yogurt bebible Gloria
BANDEJA CANTIDADN° 1 450 grN° 2 450 gr
SENSORES DENTRO DEL LIOFILIZADOR
SENSOR UBICACION
M3T24042 En la bandeja de yogurt que se
encontraba en la parte superior
M3T24052 En la bandeja de yogurt que se
encontraba en la parte inferior
M3T24046 Dentro de la cámara en la part superior
M3T24050 Dentro de la cámara en la parte inferior
CURVA DE LIOFILIZACION DE YOGUR E IDENTIFICACION DE ETAPAS
BANDEJA SUPERIOR
0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
30
M3T24042-°C
sublimacion desorcion
- 5 °C
congelación
La liofilización consta de 3 etapas. Al final de la congelación la masa entera de yogur se ha convertido en rígida formando un eutéctico que consiste en cristales de hielo. Se requiere llegar al estado eutéctico para asegurar la eliminación del agua solo por sublimación, y no por combinación de sublimación y evaporizacion
- 20 °C
30 °C
En la etapa de sublimación, el hielo se sublima cuando se suministra la energía correspondiente al calor latente de fusión. Debido a la baja presión (6 mBar) de la cámara de secado, el vapor de agua generado en la interfase de sublimación es eliminado a través de los poros del producto. La energía para la sublimación fue por radiación.
La etapa de desorción comienza cuando se ha agotado el hielo en el producto. En este momento la velocidad de calentamiento debe disminuir para mantener la temperatura del yogurt por debajo de los 30-50 °C, lo que evita el colapso del material. Si la parte sólida del material está demasiado caliente la estructura se colapsa, lo que se traduce en una disminución de la velocidad de sublimación de hielo en el producto
BANDEJA INFERIOR
0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25
M3T24052-°C
cong
ela-
ciom
desorcionsublimacion
Curva de enfriamiento y calentamiento dentro de la cámara
Sensor 1
0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440
-20
-10
0
10
20
30
M3T24050-°C
Sensor 2
0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440
-20
-10
0
10
20
30
Series2
DISCUSIONES
El secado por congelación al vacío es un proceso de secado para la
conservación a largo plazo de los alimentos sensible al calor y otros
materiales biológicos basado en los fenómenos de sublimación. El producto
se congela primero en sólido. A continuación, se expone a una temperatura
controlada y presión reducida (<300 Pa) medio ambiente. Aunque el
producto está sometido a la entrada de calor, la presión en la cámara es tan
regulada que la temperatura a la cual se produce la sublimación está por
debajo de la temperatura de colapso del material. Los materiales colapsados
exhiben pobres propiedades de deshidratación y pérdida de las
características de calidad deseados (Roos, 1997). Un proceso de
liofilización exitoso conserva la mayor parte de las propiedades iniciales de
las materias primas tales como la forma, dimensiones, apariencia, sabor,
color, sabor, textura y actividad biológica.
Cuando se forman los cristales de hielo, se crea una red uniforme en todo el
producto que después de la sublimación produce una densa matriz porosa.
En general, la tasa de congelación rápida genera pequeños cristales de hielo.
Por el contrario, la tasa de enfriamiento lento genera grandes cristales de
hielo. En consecuencia, la velocidad de congelación es crítica para las
propiedades finales del producto seco, ya que afecta directamente el
tamaño de poro teniendo lugar después de la sublimación del hielo un
mejor flujo de la masa durante la deshidratación y la reconstitución
(Orrego, 2003).
La liofilización de materiales biológicos y alimenticios también tiene la
ventaja de que conserva su sabor o aroma. Las temperaturas bajas que se
emplean reducen al mínimo las reacciones de degradación que casi siempre
ocurren en los procesos comunes de secado. Sin embargo el secado por
congelación es una forma de deshidratación de alimentos bastante costosa,
debido a la velocidad lenta de secado y a la necesidad de usar vacío. (C. J.
Geankoplis 1999)
T.A. Jennings (1993) reportó que el primer paso del proceso de
liofilización debe ser el establecimiento de una formulación o un producto
reproducible, es decir, en la cual exista un control cuidadoso sobre la
composición química y las concentraciones de los constituyentes activos e
inactivos. Considerando os medios a través e los cuales las propiedades
físicas, ópticas y eléctricas pueden ser usadas para determinar si la
naturaleza de la formulación cae dentro de limites predeterminaos.
Los productos liofilizados que han sido adecuadamente empaquetados
pueden ser almacenados durante tiempos ilimitados, reteniendo la mayoría
de propiedades físicas, químicas, biológicas y sensoriales de su estado
fresco; además, se reducen las pérdidas de calidad debidas a las reacciones
de pardeamiento enzimático y no enzimático. Sin embargo, la oxidación de
lípidos, inducida por los bajos niveles de humedad conseguidos durante el
secado, es superior en los productos liofilizados. Esta oxidación lipídica
puede controlarse con envasados en paquetes impermeables al paso del
oxígeno. El pardeamiento no enzimático apenas ocurre durante el secado,
ya que la reducción de la humedad del producto en el proceso es casi
instantánea.
El uso de bajas temperaturas también reduce la desnaturalización de
proteínas en este tipo de secado (Okos et al., 1992)
Los productos liofilizados pueden volver a su forma y estructura original
por adición de agua. La estructura esponjosa del producto liofilizado
permite una rápida rehidratación del mismo. Las características del
producto rehidratado son análogas a las que poseía el producto fresco. La
porosidad de los productos liofilizados permite una rehidratación mucho
más completa y rápida que la de alimentos secados con aire. Sin embargo,
una de las mayores desventajas de la liofilización es el costo energético y el
largo período de secado. Algunos de los productos comerciales obtenidos
por liofilización son extractos de café y té, verduras, frutas, carnes y
pescado. Estos productos poseen de un 10% a 15% del peso original, y no
requieren refrigeración; incluso se puede llegar a obtener productos con
humedad inferior al 2%. (IBARZ 2005)
La temperatura y tiempo de congelación de productos alimentarios es
función de los solutos en solución que contienen. La temperatura de
congelación para el agua pura permanece constante en el punto de
congelación hasta que el agua se ha congelado. Para los alimentos, la
temperatura de congelación es más baja que para el agua pura, ya que los
solutos del agua no congelada se van concentrando, y la temperatura de
congelación va disminuyendo continuamente hasta que la solución queda
congelada. Al final de la congelación la masa entera del producto se ha
convertido en rígida, formando un eutéctico, que consiste en cristales de
hielo y componentes del alimento. Se requiere llegar al estado eutéctico
para asegurar la eliminación de agua sólo por sublimación, y no por
combinación de sublimación y evaporación.
La permeabilidad de la superficie congelada, puede verse afectada por la
migración de componentes solubles durante la etapa de congelación. Sin
embargo, la eliminación de la fina capa de la superficie del producto
congelado, o la congelación bajo condiciones que inhiban la separación de la
fase de concentrado, dan lugar a mejores velocidades de secado (Barbosa-
Cánovas y Vega-Mercado, 1996).
Durante el proceso de liofilización se pueden distinguir dos etapas de
secado, la primera de ellas es la sublimación del hielo bajo vacío. El hielo
sublima cuando se suministra la energía correspondiente al calor latente.
Debido a la baja presión de la cámara de secado, el vapor de agua generado
en la interfase de sublimación es eliminado a través de los poros del
producto. El condensador previene el retorno del vapor de agua hacia el
producto. La fuerza impulsora de la sublimación es la diferencia de presión
entre la presión del vapor de agua en la interfase del hielo, y la presión
parcial del vapor de agua en la cámara de secado. La energía para la
sublimación del hielo es suministrada por radiación o conducción a través
del producto congelado, o por irradiación con microondas de las moléculas
de agua.
La etapa secundaria de secado comienza cuando se ha agotado el hielo en el
Producto, y la humedad proviene del agua parcialmente ligada en el
material que se está secando. En este momento la velocidad de
calentamiento debe disminuir para mantener la temperatura del producto
por debajo de los 30-50 °C, lo que evita el colapso del material. Si la parte
sólida del material está demasiado caliente la estructura se colapsa, lo que
se traduce en una disminución de la velocidad de sublimación de hielo en el
producto (Barbosa-Cánovas y Vega-Mercado, 1996).
CONCLUSIONES
Se determinó que la liofilización presenta tres fases, estas son
congelamiento, sublimación y desecación o desorción.
Concluimos que el proceso de congelación es importante en el liofilizado, se
podrá saber el tamaño de los cristales debido a la velocidad con la que este
proceso se realice.
Conviene realizar un congelamiento lento, para que asi se formen cristales
grandes en el producto, lo cual va permitir mayor porosidad y asi al agregar
agua al producto liofilizado, se disolverá mas rápidamente.
BIBLIOGRAFIA
Roos, Y., 1997. Transiciones de estado congelados en relación con la liofilización. journal de Análisis Térmico 48, 535-544.
Orrego , C. E. , 2003 . Procesamiento de Alimentos . Universidad Nacional de Colombia , Manizales
Operaciones Unitarias en la Ingenieria de Alimentos. Albert Ibarz 2005