liofilizado informe

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

Facultad de Ingeniería en Industrias Alimentarias

INTRODUCCIÓN

La liofilización es un proceso de deshidratación de productos aplicados a baja presión (vacío) y moderada temperatura. En la liofilización no ocurre la evaporación del agua a partir del estado líquido - normal en procesos de secados - sino la sublimación del hielo. Por este motivo los productos deben permanecer obligatoriamente solidificados (congelados) durante el secado.

La liofilización es un conjunto de procesos – no solo el secado – y en ello el material resultante se presentará seco, pero con todas las características del producto original - forma, color, aroma, sabor y textura estarán preservados en el producto seco. Eso diferencia y destaca el proceso de liofilización de los otros utilizados en deshidrataciones. La liofilización es una forma de desecado en frío que sirve para conservar sin daño los más diversos materiales biológicos. El producto se conserva con muy bajo peso y a temperatura ambiente y mantiene todas sus propiedades al rehidratarse.

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II. Marco teórico 2.1.- FUNDAMENTOS DE LA LIOFILIZACIÓN

El proceso de liofilización consta de dos etapas: congelación y secado. La congelación debe ser muy rápida con el objeto de obtener un producto con cristales de hielo pequeños y en un estado amorfo. La etapa de secado se realiza a presiones bajas para permitir la sublimación del hielo. En la Figura 1 se presenta un diagrama de fases del agua, mientras que en la siguiente Figura se presentan las etapas del secado por liofilización.

Figura 1° Diagrama de fases del agua

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. En la gráfica se representa la presión de vapor del agua en función de su temperatura, se puede apreciar que el punto triple del agua se sitúa a la presión de 610 Pascal (4.58 Torr = 4.58 mm de Hg). para una temperatura de 0.01°C.

Estos valores corresponden al agua puro pero en los alimentos no existe agua pura sino disoluciones más o menos concentradas de sólidos en agua. En consecuencia el punto triple se desplaza hacia temperaturas más bajas, según la concentración de estos sólidos. El proceso de liofilización se desarrolla en tres fases:

1- La fase de precongelación hasta la temperatura en la que el material está completamente sólido, que será inferior a 0°C. Tecnologia de los alimentos II |Liofilizado de extracto de café

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2- La fase de sublimación propiamente dicha, también llamada "desecación primaria" en la que se elimina alrededor del 90% del agua. Lo que lleva al producto a una humedad del orden del 90%. Se elimina el hielo libre.

3- La fase de "desorción" o "desecación secundaria", que elimina el 10% de agua ligada restante. Con lo que se puede llegar hasta productos de una humedad del 2%. Esta fase consiste en una vaporización a vacío, a una temperatura positiva de 20 a 60°C.

Por otra parte como los cristales sublimados de hielo dejan cavidades, el material seco contiene miles de intersticios por los que el agua puede penetrar produciendo una rápida y completa rehidratación cuando sea necesaria.

Vista de los micros poros en productos liofilizados

Fuente: http://www.labconco.com

Figura 2° Pasos del proceso de liofilización

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En la liofilización el material original está construido por un núcleo central de material congelado. A medida que el hielo se sublima, el plano de sublimación, que se inicia en la superficie exterior, penetra al interior dejando atrás una corteza porosa de material ya seco,( figura 2). El calor para el calor latente de sublimación del hielo, equivalente a 2838 kJ/kg (1220 btu/lbf), procede por conducción a través de la corteza de material seco. En algunos casos, también se conduce a través de la capa congelada desde la parte posterior. El vapor de agua que se forma se transfiere a través de la capa de material seco. El agua congelada se sublima a menos 0ºC y a una presión de 627 Pa o menos. Por consiguiente, las transferencias de calor y de masa se verifican simultáneamente. (M. R. Okos, et al 1992; C. J. Geankoplis 1999; P. Fellows 2000)

Partes Generales del equipo de Liofilización

En la Figura 3 se ilustra un esquema de un liofilizador típico, con un condensador externo. Éste tiene tres componentes principales: la cámara de secado, el condensador y el sistema de vacío. La función básica del liofilizador es crear el entorno necesario para el proceso de liofilización. Esta sección, en general, no se ocupará de la operación de este equipo, sino del efecto que diversos componentes en los secadores pueden tener sobre el proceso. (T. A. Jennings, 1993).

Los equipos de pequeña escala, tipo planta piloto o de laboratorio constan exactamente de las mismas partes representadas en la fig. 3. con la diferencia que se ha integrado todas estas en un solo equipo.

Figura 3 .Esquema general de un sistema de liofilización Tecnologia de los alimentos II |Liofilizado de extracto de café

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III.Materiales y métodos 3.1. Equipos y materiales:

Liofilizador

Cuchillos , bandeja,otros

Congeladora

3.2. Materia prima:

Extracto de concentrado

café

previamente

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3.3. Metodología

Diagrama de flujo de la liofilización

Acondicionamie nto de la materia prima

Deserción (desecació n secundaria

Almacenamien to después del secado

Congelació n del producto

Sublimació n (desorción primaria)

Trasferenci a de calor y masa

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Procedimiento del liofilizado de extracto de café

1°.-Se extrajo cafe previamente concentrado, para luego llevar a la congeladora por dos dias

2°.-Luego de la congelacion ,con la ayuda de un cuchillo se quito el hielo ,producto del sedimentado,para luego colocar la muestra congelada en el liofilizador.

3°.-Se determino los parametros de tiempo y presion dentro del sistema de liofilizado de la muestra esto aproximadamente 24 horas

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IV.Resultados

V.Discucion

VI.Concluciones

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