RESULTADOS

Materia prima: yogurt bebible Gloria

BANDEJA CANTIDADN° 1 450 grN° 2 450 gr

SENSORES DENTRO DEL LIOFILIZADOR

SENSOR UBICACION

M3T24042 En la bandeja de yogurt que se

encontraba en la parte superior

M3T24052 En la bandeja de yogurt que se

encontraba en la parte inferior

M3T24046 Dentro de la cámara en la part superior

M3T24050 Dentro de la cámara en la parte inferior

CURVA DE LIOFILIZACION DE YOGUR E IDENTIFICACION DE ETAPAS

BANDEJA SUPERIOR

0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

M3T24042-°C

sublimacion desorcion

- 5 °C

congelación

La liofilización consta de 3 etapas. Al final de la congelación la masa entera de yogur se ha convertido en rígida formando un eutéctico que consiste en cristales de hielo. Se requiere llegar al estado eutéctico para asegurar la eliminación del agua solo por sublimación, y no por combinación de sublimación y evaporizacion

- 20 °C

30 °C

En la etapa de sublimación, el hielo se sublima cuando se suministra la energía correspondiente al calor latente de fusión. Debido a la baja presión (6 mBar) de la cámara de secado, el vapor de agua generado en la interfase de sublimación es eliminado a través de los poros del producto. La energía para la sublimación fue por radiación.

La etapa de desorción comienza cuando se ha agotado el hielo en el producto. En este momento la velocidad de calentamiento debe disminuir para mantener la temperatura del yogurt por debajo de los 30-50 °C, lo que evita el colapso del material. Si la parte sólida del material está demasiado caliente la estructura se colapsa, lo que se traduce en una disminución de la velocidad de sublimación de hielo en el producto

BANDEJA INFERIOR

0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

M3T24052-°C

cong

ela-

ciom

desorcionsublimacion

Curva de enfriamiento y calentamiento dentro de la cámara

Sensor 1

0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440

-20

-10

0

10

20

30

M3T24050-°C

Sensor 2

0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440

-20

-10

0

10

20

30

Series2

DISCUSIONES

El secado por congelación al vacío es un proceso de secado para la

conservación a largo plazo de los alimentos sensible al calor y otros

materiales biológicos basado en los fenómenos de sublimación. El producto

se congela primero en sólido. A continuación, se expone a una temperatura

controlada y presión reducida (<300 Pa) medio ambiente. Aunque el

producto está sometido a la entrada de calor, la presión en la cámara es tan

regulada que la temperatura a la cual se produce la sublimación está por

debajo de la temperatura de colapso del material. Los materiales colapsados

exhiben pobres propiedades de deshidratación y pérdida de las

características de calidad deseados (Roos, 1997). Un proceso de

liofilización exitoso conserva la mayor parte de las propiedades iniciales de

las materias primas tales como la forma, dimensiones, apariencia, sabor,

color, sabor, textura y actividad biológica.

Cuando se forman los cristales de hielo, se crea una red uniforme en todo el

producto que después de la sublimación produce una densa matriz porosa.

En general, la tasa de congelación rápida genera pequeños cristales de hielo.

Por el contrario, la tasa de enfriamiento lento genera grandes cristales de

hielo. En consecuencia, la velocidad de congelación es crítica para las

propiedades finales del producto seco, ya que afecta directamente el

tamaño de poro teniendo lugar después de la sublimación del hielo un

mejor flujo de la masa durante la deshidratación y la reconstitución

(Orrego, 2003).

La liofilización de materiales biológicos y alimenticios también tiene la

ventaja de que conserva su sabor o aroma. Las temperaturas bajas que se

emplean reducen al mínimo las reacciones de degradación que casi siempre

ocurren en los procesos comunes de secado. Sin embargo el secado por

congelación es una forma de deshidratación de alimentos bastante costosa,

debido a la velocidad lenta de secado y a la necesidad de usar vacío. (C. J.

Geankoplis 1999)

T.A. Jennings (1993) reportó que el primer paso del proceso de

liofilización debe ser el establecimiento de una formulación o un producto

reproducible, es decir, en la cual exista un control cuidadoso sobre la

composición química y las concentraciones de los constituyentes activos e

inactivos. Considerando os medios a través e los cuales las propiedades

físicas, ópticas y eléctricas pueden ser usadas para determinar si la

naturaleza de la formulación cae dentro de limites predeterminaos.

Los productos liofilizados que han sido adecuadamente empaquetados

pueden ser almacenados durante tiempos ilimitados, reteniendo la mayoría

de propiedades físicas, químicas, biológicas y sensoriales de su estado

fresco; además, se reducen las pérdidas de calidad debidas a las reacciones

de pardeamiento enzimático y no enzimático. Sin embargo, la oxidación de

lípidos, inducida por los bajos niveles de humedad conseguidos durante el

secado, es superior en los productos liofilizados. Esta oxidación lipídica

puede controlarse con envasados en paquetes impermeables al paso del

oxígeno. El pardeamiento no enzimático apenas ocurre durante el secado,

ya que la reducción de la humedad del producto en el proceso es casi

instantánea.

El uso de bajas temperaturas también reduce la desnaturalización de

proteínas en este tipo de secado (Okos et al., 1992)

Los productos liofilizados pueden volver a su forma y estructura original

por adición de agua. La estructura esponjosa del producto liofilizado

permite una rápida rehidratación del mismo. Las características del

producto rehidratado son análogas a las que poseía el producto fresco. La

porosidad de los productos liofilizados permite una rehidratación mucho

más completa y rápida que la de alimentos secados con aire. Sin embargo,

una de las mayores desventajas de la liofilización es el costo energético y el

largo período de secado. Algunos de los productos comerciales obtenidos

por liofilización son extractos de café y té, verduras, frutas, carnes y

pescado. Estos productos poseen de un 10% a 15% del peso original, y no

requieren refrigeración; incluso se puede llegar a obtener productos con

humedad inferior al 2%. (IBARZ 2005)

La temperatura y tiempo de congelación de productos alimentarios es

función de los solutos en solución que contienen. La temperatura de

congelación para el agua pura permanece constante en el punto de

congelación hasta que el agua se ha congelado. Para los alimentos, la

temperatura de congelación es más baja que para el agua pura, ya que los

solutos del agua no congelada se van concentrando, y la temperatura de

congelación va disminuyendo continuamente hasta que la solución queda

congelada. Al final de la congelación la masa entera del producto se ha

convertido en rígida, formando un eutéctico, que consiste en cristales de

hielo y componentes del alimento. Se requiere llegar al estado eutéctico

para asegurar la eliminación de agua sólo por sublimación, y no por

combinación de sublimación y evaporación.

La permeabilidad de la superficie congelada, puede verse afectada por la

migración de componentes solubles durante la etapa de congelación. Sin

embargo, la eliminación de la fina capa de la superficie del producto

congelado, o la congelación bajo condiciones que inhiban la separación de la

fase de concentrado, dan lugar a mejores velocidades de secado (Barbosa-

Cánovas y Vega-Mercado, 1996).

Durante el proceso de liofilización se pueden distinguir dos etapas de

secado, la primera de ellas es la sublimación del hielo bajo vacío. El hielo

sublima cuando se suministra la energía correspondiente al calor latente.

Debido a la baja presión de la cámara de secado, el vapor de agua generado

en la interfase de sublimación es eliminado a través de los poros del

producto. El condensador previene el retorno del vapor de agua hacia el

producto. La fuerza impulsora de la sublimación es la diferencia de presión

entre la presión del vapor de agua en la interfase del hielo, y la presión

parcial del vapor de agua en la cámara de secado. La energía para la

sublimación del hielo es suministrada por radiación o conducción a través

del producto congelado, o por irradiación con microondas de las moléculas

de agua.

La etapa secundaria de secado comienza cuando se ha agotado el hielo en el

Producto, y la humedad proviene del agua parcialmente ligada en el

material que se está secando. En este momento la velocidad de

calentamiento debe disminuir para mantener la temperatura del producto

por debajo de los 30-50 °C, lo que evita el colapso del material. Si la parte

sólida del material está demasiado caliente la estructura se colapsa, lo que

se traduce en una disminución de la velocidad de sublimación de hielo en el

producto (Barbosa-Cánovas y Vega-Mercado, 1996).

CONCLUSIONES

Se determinó que la liofilización presenta tres fases, estas son

congelamiento, sublimación y desecación o desorción.

Concluimos que el proceso de congelación es importante en el liofilizado, se

podrá saber el tamaño de los cristales debido a la velocidad con la que este

proceso se realice.

Conviene realizar un congelamiento lento, para que asi se formen cristales

grandes en el producto, lo cual va permitir mayor porosidad y asi al agregar

agua al producto liofilizado, se disolverá mas rápidamente.

BIBLIOGRAFIA

Roos, Y., 1997. Transiciones de estado congelados en relación con la liofilización. journal de Análisis Térmico 48, 535-544.

Orrego , C. E. , 2003 . Procesamiento de Alimentos . Universidad Nacional de Colombia , Manizales

Operaciones Unitarias en la Ingenieria de Alimentos. Albert Ibarz 2005