Liofilizacion

OFI universidad central del ecuadorfacultad de ingeniería quÍmicaescuela de ingeniería quÍmica |
MONOGRAFÍA DE INGENIERÍA DE LAS REACCIONES |
|
TEMA:“PROCESO DE LIOFILIZACION” |
|
FROFESOR: ING. PABLO PAREDES |
NOMBRE: RAQUEL ALMACHE |

Quito, 10 de mayo del 2011

1. FUNDAMENTO TEÓRICOLa liofilización es un proceso en el que se congela el producto y una vez congelado se introduce en una cámara de vacío para realizar la separación del agua por sublimación.
De esta manera se elimina el agua desde el estado sólido al gaseoso del ambiente sin pasar por el estado líquido. Para acelerar el proceso se utilizan ciclos de congelación-sublimación con los que se consigue eliminar prácticamente latotalidad del agua libre contenida en el producto original.
También es un proceso de secado mediante sublimación que se ha desarrollado con el fin de reducir las pérdidas de los compuestos responsables del sabor y el aroma en los alimentos, los cuales se afectan en gran medida durante los procesos convencionales de secado.

Diagrama1-1: Fases del agua y sistemas de secado.
La liofilizacióninvolucra varias etapas:
* Congelación (y acondicionamiento en algunos casos) a bajas temperaturas
* Secado por sublimación del hielo (o del solvente congelado) del producto congelado, generalmente a muy baja presió.
* Almacenamiento del producto seco en condiciones controladas.

Diagrama 1-2: Pasos del proceso de Liofilización.

Generalmente, al liofilizar adecuadamente un material sepuede almacenar por períodos muy largos con reducciones muy bajas de sus características organolépticas, físicas, químicas y biológicas.
La congelación del material
Cada producto debe congelarse de una manera tal que garantice que sufrirá pocas alteraciones en el proceso posterior de sublimación. Se debe conocer con precisión:
•  La temperatura en la que ocurre la máxima solidificación
•  Lavelocidad óptima de enfriamiento
•  La temperatura mínima de fusión incipiente
Se busca que el producto ya congelado tenga una estructura sólida sin intersticios en los que haya líquido concentrado para propiciar que todo el secado ocurra por sublimación. En los alimentos se pueden obtener distintas mezclas de estructuras luego de la congelación que incluyen cristales de hielo, eutécticos, mezclasde eutécticos y zonas vítreas amorfas. Estas últimas son propiciadas por la presencia de azúcares, alcoholes, cetonas, aldehídos y ácidos, así mismo como por las altas concentraciones de sólidos en el producto inicial.
El secado por sublimación
El proceso de secado como tal puede ocurrir o no a bajas presiones pero en tales condiciones es mucho más eficiente el proceso difusivo. El paso dehielo a vapor requiere gran cantidad de energía que suministrada en alto vacío pues la interface de secado se mueve hacia el interior de la muestra y el calor tiene que atravesar capas congeladas (sistemas liofilizados en bandeja, sin granular) o secas (en granulados), generándose un considerable riesgo de fusión del material intersticial o quemar la superficie del producto que ya está seco.
Cuandose realiza el secado mediante la liofilización se distinguen tres fases o etapas que se esquematizan en la figura 11.5.

Cuando en el proceso de liofilización se comienza el calentamiento empieza a formarse un frente de sublimación o interface entre la capa seca y la capa congelada de la muestra el cual avanza progresivamente, y para un determinado instante, a una temperatura de interface (TS) lecorresponde una determinada Presión de saturación (Pi).
La transferencia de masa ocurre por la migración de vapores a través de la capa seca de la muestra bajo la acción de una diferencia de presión, esta transferencia es alta cuando la diferencia de presión es grande.
Las tres fases que se distinguen son
Fase 1: Llamada etapa conductiva. Inicialmente, por el calentamiento de la muestra,...