Liofilizacion

 LIOFILIZACION
La liofilización es un proceso en el que se congela el producto y posteriormente 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 consigueeliminar prácticamente la totalidad del agua libre contenida en el producto original, []pero preservando la estructura molecular de la sustancia liofilizada.1
Es utilizado principalmente en la industria alimentaria para conservación de los alimentos y en la farmacéutica para conservar medicamentos, aunque también se puede utilizar para fabricar materiales como el aerogel o para hacer másconveniente el transporte de ciertos productos por reducción del peso. Es una técnica bastante costosa y lenta si se la compara con los métodos tradicionales de secado, pero resulta en productos de una mayor calidad, ya que al no emplear calor, evita en gran medida las pérdidas nutricionales y organolépticas.1






Figura 1. Diagrama de Presión-Temperatura de los estados del agua

ETAPAS DE LALIOFILIZACION
La liofilización involucra varias etapas (Fig. 2):
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 presión (Fig. 3), generalmente se estudia en dos etapas, a saber: etapa primaria de y secundaria de secado.
Almacenamiento del producto seco encondiciones controladas.

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. Pasos del proceso de liofilización.










Figura 3. Diagramade fases del agua y sistemas de secado.


En el secado mediante la liofilización se distinguen tres fases o etapas que se esquematizan en la figura 4. Cuando en el proceso de liofilización 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 unatemperatura de interface le corresponde una determinada Presión de saturación. 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 generalmente, al liofilizar adecuadamente un material se puede almacenar por períodos muy largos conreducciones muy bajas de sus características organolépticas, físicas, químicas y biológicas.

CONGELACIÓN
Indica que 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
La velocidad óptima de enfriamiento
La temperatura mínima defusión 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, mezclas de eutécticos y zonas vítreas amorfas. Estas últimas sonpropiciadas por la presencia de azúcares, alcoholes, cetonas, aldehídos y ácidos, así mismo como por las altas concentraciones de sólidos en el producto inicial. Debido a que el agua en ese estado vítreo está aún en forma líquida, la presión de vapor del agua en el vidrio, según la Ley de Raoult, tenderá a ser menor que la del hielo a la misma temperatura. Como resultado de la baja velocidad de...