Liofilizacion

Universidad de Costa Rica.
Operaciones de Transferencia de Masa.

Marlon Brenes N.
Liofilizacion (Secado por Congelamiento).
II-2013
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Introduccion.

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Objetivos del secado.

El estudio del secado que se incluye en este capitulo se refiere a la eliminacion
de agua de los materiales de proceso y de otras sustancias. El termino secado se
usa tambien en referencia a la eliminacion deotros liquidos organicos, como benceno
o disolventes organicos, de los materiales. Muchos de los equipos y metodos de
calculo que se estudian para la eliminacion de agua, tambien pueden aplicarse para
la eliminacion de los liquidos organicos.
En general, el secado significa la remocion de cantidades de agua relativamente
pequeñas de cierto material. La evaporacion se refiere a la eliminacionde cantidades
de agua bastante grandes, ademas, ahi el agua se elimina en forma de vapor a su
punto de ebullicion. En el secado, el agua casi siempre se elimina en forma de vapor
con aire.
En algunos casos, el agua se puede eliminar de los materiales solidos por medios
mecanicos, utilizando prensas, centrifugas y otros metodos. Esto resulta mas economico que el secado por medios termicos parala eliminacion de agua.
El contenido de la humedad del producto seco final varia, ya que depende del tipo
de producto. La sal seca contiene 0.5% de agua, el carbon un 4% y muchos productos
alimenticios, aproximadamente 5%. El secado suele ser la etapa final de los procesos
antes del empaque y permite que muchos materiales como el jabon en polvo y los
colorantes, sean mas adecuados para sumanejo.
El secado o deshidratacion de materiales biologicos (en especial alimentos), se
usa tambien como tecnica de preservacion. Los microorganismos que provocan la
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descompocision de los alimentos no pueden crecer y multiplicarse en auscencia de
agua. Ademas, muchas de las enzimas que causan los cambios quimicos en alimentos
y otros materiales biologicos no pueden funcionar sin agua. Losmicroorganismos
dejan de ser activos cuando el contenido de agua se reduce por debajo del 10% en
peso. Sin embargo, generalmente es necesario reducir este contenido de humedad por
debajo del 5% en peso de los alimentos, para preservar su sabor y su valor nutritivo.
Algunos materiales biologicos y productos farmaceuticos que no pueden calentarse
para secarse de la manera ordinaria pueden secarseen frio usando liofilizacion.
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Liofilizacion de materiales biologicos por congelacion.

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Introduccion.

Algunos productos alimenticios, farmaceuticos y biologicos que no deben calentarse ni siquiera a temperaturas moderadas para un secado comun, se secan por
liofilizacion. Por lo general, la sustancia que se va a secar se congela exponiendola a
aire a temperaturas muy bajas. Enliofilizacion por congelacion, el agua se elimina
como vapor por sublimacion del material congelado en una camara al vacio. Despues de que la humedad se sublima como vapor, este se extrae con bombas de vacio
mecanicas o eyectores de vapor.
Por regla general, la liofilizacion da lugar a productos alimenticios de mas alta calidad que con cualquier metodo de secado. El factor principal es la rigidezestructural
que se preserva en la sustancia congelada cuando se verifica la sublimacion. Esto
evita el colapso de la estructura porosa despues del secado. Al añadir agua posteriormente, el producto rehidratado retiene la mayor parte de su estructura original.
Puesto que la presion de vapor de hielo es bastante pequeña, la liofilizacion exige
presiones muy bajas o un alto vacio. Si el agua estuviera enestado puro, podria
llevarse a cabo un secado por congelacion a temperaturas iguales o cercanas a 0o C
con presion de 4.58 mm Hg. Sin embargo, puesto que el agua casi siempre esta en
solucion o estado combinado, el material tiene que enfriarse por debajo de 0o C para
mantenerlo en fase solida. La mayoria de los procesos de liofilizado se efectuan a
temperaturas de −10o C o inferiores, con...