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DESHIDRATACION CONGELADA

En años muy recientes la liofilización ha alcanzado un desarrollo

muy notable. La finalidad de este trabajo de desarrollo ha sido el

mejoramiento de procesos y del equipo a fin de reducir costos que

todavía suelen ser de 2 a 5 veces mayores por libra de aguaeliminada, que de los otros métodos de deshidratación común.

La liofilización puede emplearse para la deshidratación de

alimentos líquidos sensibles y costosos, como el café y los jugos,pero comúnmente se utiliza para secar alimentos sólidos costosos

como fresas, camarones enteros , cubitos de pollo , champiñones

rebanados y en ocasiones piezas grandes como chuletas y bistecs.



Estos alimentos además de colores y sabores delicados tiene

atributos de textura y apariencia que no pueden conservarse

mediante ningún otro método actual de secado. Una fresa

entera por ejemplo es frágil y blanda y esta compuesta casi

completamente de agua . Cualquier método tradicional de

secado que empleen calor causaría en las fresas un altogrado de encogimiento, deformación y falta de textura

natural. Al reconstituirse estas fresas no tendrían ya su color

sabor y textura natural y se parecería mas a una mermelada

de fresas. Esto se puede prevenir en gran partedeshidratando la fruta en un estado congelado de manera

que no pueda encogerse, deformarse mientras esta pierde su

humedad.



En principio en que se basa la liofilización es que en ciertas

condiciones de baja presión de vapor , el agua se evapora de

del hielo sin que este se derrita. Cuando un material que puede

existir como solido, liquido y gas, pasa del estado solido al

estado de gas sin pasar por la fase liquida, se dice que el

material se sublima. El hielo seco se sublima a presiónatmosférica y a temperatura ambiente. El congelada se sublima

si la temperatura esta 0 ºC o mas abajo, y el agua congelada se

coloca en una cámara al vacio con una presión de 4.7 mm o

menos. Bajo estas condiciones el agua permanece congelada yla rapidez con que las moléculas de agua salen del bloque de

hielo es mayor que de las moléculas del ambiente que vuelven

a incorporarse al bloque congelado



Utilizando condiciones de alto vacio es posible establecer condiciones de

especificas de temperatura y presión por medio de las cuales el estado

físico de un sustrato alimenticio puede ser mantenido en un punto critico

para la deshidratación exitosa con mayores posibilidades de una mejordeshidratación. Este es un sistema desarrollado en años recientes y que

ha sido llamado deshidratación congelada

Punto triple

En su triple punto el agua puede existir como liquido, solido y gaseoso. La

interacción de las tres faces es mostrada en la figura 2 , y es llamada

punto triple el agua se encuentra en tal condición a 32 ºF y a una

presión de 4.5 mm de mercurio. Si se desea tener moléculas de agua que

pasen de la fase solida a la fase de vapor sin pasar por la fase liquida en

el diagrama se ve que 4.5 mm de mercurio es la presión máxima para

que esto ocurra y será adecuado un rango de temperaturas.



La fase puede presentarse a presiones mayores de 4.5 mm. Si

llevamos el sustrato alimenticio a menos de 5 mm se presentara

la ebullición. Blair encontró que a 4 mm se presenta hinchazón

en algunos sustratos líquidos y esta hinchazón es controlable. El jugo de tomate sujeto a estas condiciones hierve y chapotea y

forma hinchazones y una estructura esponjosa de gran valor a

3,mm. Con la carne puede ser anticipada, aunque la carne misma

tiene la misma estructura inherente . Se ha encontrado una

presión de 1.5 mm.

A 4mm un alimento se encuentra por lo general abajo del punto

triple y es a esta presión o a menor que se ha diseñado el

proceso de deshidratación congelada



En la figura anterior se representa un diagrama de un liofilizado en

algunos de estos dentro de la cámara al vacio se aplica calor al

alimento congelado a fin de acelerar la sublimación y si se mantiene

el vacio suficientemente alto generalmente dentro de la escala de 0.1

a 2 mm de Hg, y se controla el calor de manera que su intensidadsea un poco menor que la que se requiere para derretir el hielo. Se

alcanzara la velocidad máxima de sublimación del vapor de agua. La

sublimación tiene lugar desde la superficie del hielo , de manera que

el proseguir el limite del hielo se va retirando hacia el centro delalimento, es decir que el alimento se deshidrata de la superficie hacia

adentro. Finalmente el resto del hielo se sublima y la humedad del

alimento queda reducida a menos del 5%.



Ya que el alimento congelado permanece rígido

durante la sublimación , las moléculas del agua dejan

huecos lo cual resulta en una estructura seca, porosa

y esponjosa. Por eso los alimentos liofilizados se

reconstituyen rápidamente pero tienen que ser

protegidos mediante un envase adecuado contra la

absorción de humedad atmosférica y de el oxigeno



En el esquema se ven placas calentadoras arriba y abajo del

alimento a fin de acelerar la transmisión de calor ; se deja un

espacio abierto para no cerrar la vía de escape de las

moléculas de agua sublimada . Sin embargo mediante el

secado prosigue y el limite de hielo retrocede la velocidad del

secado disminuye por varias razones. 1) la capa seca porosa

fuera de la capa de hielo retrocedente actúa como un aislante

efectivo contra la transmisión de calor, la capa porosa

disminuye la velocidad del escape de las moléculas de aguaque se subliman desde la superficie del hielo ; y también

tienen lugares otros fenómenos previamente descritos .



Pero en los sistemas de liofilización bien planeadosse vera generalmente que la obstaculización de la

transmisión efectiva del calor , mas bien que de la

transferencia de masa, causada por la capa porosa

es el factor que mas contribuye a limitar lavelocidad de secado. Algunas alternativas para

aumentar la velocidad total de secado se basa en el

uso de fuentes de radiación externas como por

ejemplo, radiciones infrarrojas y de microondas

que pueden atravesar las capas de alimentos seco y

entrar al núcleo del hielo.



Hoy en día las compañías alimentarias que desean implementar

o instalar un equipo de liofilización de gran escala tienen que

examinar el proceso desde el punto de vista global que abarca

todos los sistemas relacionados. Estos incluyen el manejo de losmateriales, la operación de congelación, la carga de las charolas

secadoras , la operación de deshidratación las necesidades del

alto vacio y condensación, la descarga de las charolas, la

necesidad del envasado y por supuesto los costos del equipo la

mano de obra y los servicios auxiliares. Muchos fabricantes de

equipo han diseñado sistemas totales que pueden adaptarse a un

producto determinado y alas necesidades del fabricante del

alimento . Frecuentemente las compañías que producen el

equipo, trabajando junto con el fabricante de alimentos, diseñane instalan fabricas completas de liofilización . Rara ves las

maquinas son exactamente iguales.

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