Liofilización, proceso en el que el aire tiene injerencia

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El método de deshidratación por medio de congelación es una de las formas más eficaces que se utilizan hoy en día para la conservación y elaboración de productos orgánicos y así abarcar en gran medida la investigación alimentaria

Por Alejandro de la Brena, Celso Cruz, Hugo Gamez y Mayra Valdez

La liofilización es el proceso por el cual se llega a separar el agua u otro solvente presente en una disolución, mediante la congelación y posterior sublimación (proceso en el que se pasa directamente a un estado de sólido a gaseoso) a presión reducida.

Este proceso se considera el más conveniente para la deshidratación de compuestos orgánicos sin alterar su composición, cuyo objetivo es la obtención de un producto seco, que sea más estable y que, al ser rehidratado, presente las mismas características que su estado original (forma, color, aroma, sabor y textura). Cuando se liofilizan alimentos, no existe desnaturalización de las proteínas por ser un proceso que se realiza en condiciones de vacío y baja temperatura.

El equipo con el que se lleva a cabo un proceso de liofilización es conocido como liofilizador, el cual tiene tres componentes principales: la cámara seca o cámara de liofilización, lugar en donde se deposita la sustancia a tratar; el condensador con circuito de refrigeración, parte que se comunica a la cámara seca y en donde el vapor resultante de la sublimación se condensa y se mantiene a menor temperatura que en la cámara seca (con ayuda de un refrigerante); y el sistema de vacío, que consta de una bomba de vacío conectada a la cámara seca y que elimina el aire presente en la cámara de vacío al inicio del proceso, controlando la presión durante la sublimación.

Durante su operación se generan procesos de transferencia de masa y calor dentro de la materia prima. La transferencia de masa es aquella que se debe al vapor generado durante la sublimación y por lo general se termina bajo el mismo mecanismo. La transferencia de calor puede ocurrir de diferentes maneras: por conducción desde la capa seca, por conducción a través de la capa congelada o por generación de calor por microondas desde la etapa congelada.

Equipos de liofilización

Equipos de liofilización

Etapas de la liofilización

  • Congelación
  • Tratamiento al vacío (reducción de presión)
  • Calentamiento (sublimación)

Importancia actual

Con el reciente crecimiento del mercado de productos orgánicos (sin aditivos), el uso de métodos de deshidratación que no involucren el uso de químicos sintéticos ha tomado importancia en la industria e investigación y, particularmente, se ha prestado atención al método de liofilización para la preservación de frutos pequeños.

El ingeniero mecánico, Jorge Mario Marulanda, en su texto Determinación del perfil de calentamiento y evaluación sensorial en la elaboración de pulpa liofilizada de mango variedad Tommy Atkins, señala que para la liofilización de cualquier producto es necesario determinar la temperatura en la que ocurre la máxima solidificación, la velocidad óptima de enfriamiento y la temperatura mínima de fusión incipiente.

Los productos que hoy se generan mediante este proceso deben valorarse de acuerdo con parámetros de calidad que dependen de la naturaleza de cada producto, el cual, para su valorización en el mercado, tiene que ser evaluado en su calidad física, química, microbiológica y nutricional.

Es importante conocer el contenido de humedad de un producto antes y después, establecer tiempos de vida de anaquel del producto ya liofilizado, desarrollar equipos con materiales económicos y diseños eficientes adaptables a diversos alimentos, generar patentes con técnicas innovadoras para la liofilización en distintas presentaciones y conocer la composición química del producto antes y después del proceso.

El proceso de liofilización es de interés para la industria alimentaria, ya que con él se puede extender la vida de un producto específico de manera considerable y comercializarlo en regiones no productivas durante todas las temporadas del año. Debido a esto es importante escalar y estandarizar cada proceso para reducir costos y asegurar la viabilidad económica de cualquier proyecto de inversión relacionado con este proceso.

Alejandro de la Brena es ingeniero Bioquímico del ITESM, Querétaro, y especialista en desarrollo de alimentos a base de insectos.

Celso Cruz es ingeniero de Proyecto CIDESI y el encargado de la línea de investigación en criogenia y nuevos materiales para tecnologías del Frío de LANITeF.

Hugo Gamez es profesor Investigador y actual gerente de Sistemas Dinámicos y Transferencia CIDESI.

Mayra Valdez es gerente Jr. del proyecto LANITeF.