LIOFILIZACIÓNAbundis García Miriam Fabiola

Cabrera Canales DanielaLópez Esparza Victor Adrian

Rivera Palomares AnalyÁvila Rodríguez Dulce

Un poco de historia

Existen pruebas de que la liofilización ya se utilizaba para conservar alimentos en tiempos de los antiguos Incas.

La población Inca que antiguamente habitaba Perú ya sabía que la liofilización de los alimentos funcionaba bien. Las patatas y otros cultivos que almacenaban en lo alto de las montañas, por encima del Machu Picchu duraban más que otros alimentos y además eran ligeros, por lo que resultaba más fácil transportarlos.

¿Cómo lo conseguían? Los Incas aprovechaban el clima de la montaña (con temperaturas

nocturnas por debajo de 0ºC) y la reducida presión atmosférica debida a la altura para que se congelaran los alimentos y se evaporaran lentamente el hielo y agua que tenían en su interior.

La liofilización, empezó a utilizarse como técnica comercial a finales de los años 30. Originalmente, se utilizó para conservar el plasma sanguíneo sin necesidad de refrigeración y para producir café instantáneo. Desde entonces, esta técnica se ha aplicado a la conservación de cientos de tipos diferentes de alimentos y medicamentos.

Definición Es un proceso de secado cuyo principio consiste en sublimar

el hielo de un producto congelado.

Estado sólido Estado de vapor

No pasa por el estado líquido

Ventajas frente a otras técnicas de secado

La estructura original del alimento se mantiene mejor La retención de aromas y nutrientes es excelente La textura es aceptable (especialmente en vegetales) Pueden ser almacenados a temperatura ambiente durante

largos periodos Fácil rehidratación Es una técnica cara pero se obtienen productos de alta

calidad

Ventajas

La temperatura de trabajo es muy baja y por lo tanto los productos termolábiles no se alteran

No hay agua libre, por lo tanto no hay peligro de crecimiento microbiano y que las enzimas provoquen reacciones químicas que deterioren el producto

Al no pasar el agua por un estado líquido, se mantienen todas las propiedades de color y aroma

Al evaporarse el hielo, quedan poros que permiten una rehidratación rápida

La duración de la conservación es larga

En un envase sellado protegido de la humedad, la luz y el oxígeno pueden almacenarse a temperatura ambiente durante varios años

Como el proceso de congelación es rápido, sólo se forman pequeños cristales de hielo. Si la congelación fuera más lenta, se obtendrían cristales de hielo de tamaño mucho mayor que podrían dañar la estructura del producto al penetrar a través de las paredes de las células.

La retención de aromas es muy alta Son productos de peso ligero que no necesitan cadenas de

refrigeración para su distribución

Aplicaciones

Té y café instantáneos Frutas hierbas y especias -con colores y sabores delicados Sopas Champiñones destinados a las sopas Comidas que utilizan los astronautas en

las misiones espaciales Cárnicos Comidas especiales para montaña leche Legumbres zumos

Frambuesas liofilizadas en nuestros laboratorios de ensayos en S. C. de Bariloche

Desventajas Gran inversión en equipo (alrededor del triple de los otros

métodos) Altos costos de energía (alrededor del triple de los otros

métodos) Proceso lento y largo( entre 4 y 10 horas por ciclo de secado) Posibles daños a productos, debido al cambio de pH que se

produce cuando se concentran los solutos, como consecuencia de que el agua se convierte en hielo

puede haber problemas de ranciedad oxidativa debido al bajo contenido de humedad

La liofilización es útil cuando se cumplen en el producto uno o más de los siguientes requisitos

Es inestable Sensible al calor Cuando se requiere una rápida y completa rehidratación Debe minimizarse su peso No es aconsejable su almacenamiento en refrigeración o en

congelación

Fundamento

La sublimación sólo puede conseguirse si la temperatura y la presión parcial de vapor del agua (hielo) son inferiores a las del punto triple del agua.

sólido

líquido

vapor

Punto triple610 Pa

0ºC

Presión de vapor de agua

Temperatura

Figura1. Diagrama de fases del agua. Punto triple del agua.

Estos valores corresponden al agua pura, pero en los alimentos no existe agua pura, sino disoluciones más o menos concentradas de sólidos en agua.

Como consecuencia el punto triple se desplaza hacia temperaturas más bajas según la concentración de los sólidos.

Presión

Temperatura

Concentración de sólidos disueltos

Figura 2.Desplazamiento del punto triple en función de los sólidos disueltos.

Fases del proceso

Etapas del secado por liofilización

Producto fresco

Acondicio-namiento Congelación Secado

primarioSecado

secundario Envasado

Acondicionamiento de la materia prima

Los tratamientos más comunes, antes de liofilizar productos sólidos, son:

Selección Eliminación de materia prima dañada,sobremadura o cos aspecto inadecuado

LimpiezaEliminación de todos los residuos adheridos. Se realiza un lavado

A

A

Inactivación deenzimas

Para evitar pardeamiento enzimático. Puede hacerse un procedimiento térmico ( escaldado)o químico (ácido ascórbico, ácido cítrico y el sulfitado)

Preparación delproducto

Se puede hacer un troceado o pinchado, lo cual favorece el efecto de la sublimación y la rehidrataciónposterior

En el caso de productos líquidos, será necesario para reducir el costo del proceso, hacer que la cantidad de agua a eliminar sea mínima, es decir se efectuará una preconcentración.

Equipos

Proceso Batch

•Introducir el producto a tratar en una cámara hermética.• Realizarle vacío rápidamente.(congelamiento)• Se comienza a calentar el material mientras se mantiene el vacío. (sublimación).

1mm de espesor por hora.

EquiposProceso Semicontinuo

Consiste en dirigir una corriente de aire en chorro vertical directamente al producto y en dos sentidos a una velocidad aproximada de 20 m/seg.

Congelación individual rápida (IQF)

Equipos

Capacidad 300 a 500 Kg/h

Producto Peso Temperatura de entrada

Temperatura de salida

Tiempo de congelación

Camarón 26g/producto 5oC -18oC 5 min.

Filete de pescado

200g/producto 10oC -18oC 10 min.

Pollo frito 35g/producto 85oC -18oC 25 min.

EquiposCámaras frigoríficas

Estabilización a -40oC en bandejas

Equipos

Cámara de sublimación

El producto se coloca en una cámara de secado cerrada herméticamente al vacío, lo que provoca una baja presión. Al calentarse las estanterías, el hielo del alimento se evapora y se transforma después en agua.

Instalaciones

La velocidad a la que se mueve una caída de presión en la masa de alimento. Además, el contacto entre el alimento a congelar y la cara de un alimento. La velocidad a la que se mueve el vapor (3m-1) aproximadamente provoca que las partículas de menor tamaño resulten arrastradas. En compensación, la capacidad de liofilización de este tipo de instalaciones es más elevada.

LIOFILIZADORES ACELERADOS

En estas instalaciones entre el alimento y las placas calefactoras existe una malla metálica. Ello hace que la transferencia de calor sea más rapida que a través de las placas continuas y que el vapor se elimine de la superficie del alimento, con mayor facilidad, lo que reduce el tiempo de liofilización

LIOFILIZADORES POR RADIACIÓN

El alimento, distribuido en bandejas en capas de poco grosor se calienta por radiación. Este sistema de calefacción. Este sistema de calentamiento es más uniforme que por conducción, ya que las irregularidades de la superficie del alimento influyen aquí menos sobre la velocidad de transferencia calórica.

No existe riesgo de arrastre de las partículas de menor tamaño. Por otra parte, no es preciso que exista un contacto intimo entre el alimento y la superficie calefactora, por lo que pueden utilizar bandejas planas, que son más baratas y de más fácil limpieza.

LIOFILIZADORES DE CALENTAMIENTO DIELÉCTRICO Y POR MICROONDAS

Los calentadores dieléctricos y por microondas tienen una aplicación potencial en la liofilización pero hasta el momento no han sido utilizados para este propósito en las instalaciones industriales.

La liofilización por microondas es un proceso difícil de controlar ya que el factor de pérdida del agua es más elevado que el hielo y si en algún punto del alimento el hielo llegara a fundirse se provocaría una reacción de sobrecalentamiento en cadena.

EFECTO SOBRE LOS ALIMENTOS

Produce cambios mínimos en la textura. No endurece la capa superficial Favorece la rehidratación El daño es mínimo para proteínas, almidones

y otros carbohidratos.

Su estructura porosa permite un mayor acceso al oxígeno

Para evitarlo se envasan en atmósferas de gases inertes

Las perdidas por vitaminas se consideran despreciables.

Perdidas nutricionales durante la liofilizaciónAlimento Pérdidas Vitamínicas Durante la Liofilización

Vitamina C Vitamina A Tiamina Riboflavina Ácido Fólico

Niacina Ácido Pantoténic

o

Judías (Verdes)

26-60 0-24 - 0 - 10 -

Guisantes

8-30 5 0 - - 0 10

Zumo de naranja

3 3-5 - - - - -

Carne de Vacuno

- - 2 0 + 0 13

Cerdo - - <10 0 - 0 56

Referencias

http://manoliecija.blogspot.com/2010/07/la-liofilizacion-anade-valor-productos.html