UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ

CURSO:

PLEANEAMIENTO ESTRATEGICO

PROFESOR:

ING.

INTEGRANTES:

Huisacayna Aguilar, Wendy Rocío 1413844

AREQUIPA- PERÚ

2019
 LIOFILIZACIÓN

RESEÑA HISTORICA:

Hace cientos de años los Incas realizaban los primeros ensayos de lioflización,
aprovechando las bajas temperaturas y bajas presiones en las cimas de los Andes. Los
pobladores realizaban el producto llamado chuño, resultado de deshidratación de la
papa, ellos dejaban las papas cosechadas en el suelo para su congelación al día
siguiente permanecían en el sol y viento seco produciendo el secado.

El proceso de liofilización fue re-inventado en 1906 por Arsène d'Arsonval y su asistente

Frédéric Bordas en el laboratorio de biofísica del Collège de France en París.56 En 1911
Downey Harris y Shackle desarrollaron7 el método de liofilización de preservar el virus de
la rabia viva, que finalmente llevó al desarrollo de la primera vacuna antirrábica.

La liofilización moderna se desarrolló durante la Segunda Guerra Mundial. El suero

sanguíneo que fue enviado a Europa desde los Estados Unidos para el tratamiento
médico de los heridos requirió refrigeración, pero debido a la falta simultánea de
refrigeración y transporte, muchos de esos suministros se estropearon antes de llegar a
sus destinatarios.

El proceso de liofilización se desarrolló como una técnica comercial que permitió que el
suero se volviera químicamente estable y viable sin tener que ser refrigerado. Poco
después, el proceso de liofilización se aplicó a la penicilina y los huesos, y la liofilización
se reconoció como una técnica importante para la conservación de productos biológicos.
Desde entonces, la liofilización se ha utilizado como técnica de conservación o
procesamiento de una amplia variedad de productos, aplicándose al procesamiento de
alimentos,8 y a los productos farmacéuticos y kits de diagnóstico,9 aunque también a la
restauración de documentos dañados por el agua,10 a la preparación de lodos de fondos
fluviales para el análisis de hidrocarburos, a la fabricación de cerámicas utilizadas en las
industrias de los semiconductores, a la producción de pieles sintéticas, a la fabricación de
viales revestidos con azufre o la restauración de cascos de barcos históricos/reclamados.
(La liofilización, deshidrocongelación o criodesecación)
LIOFILIZACIÓN

La liofilización, deshidrocongelación o criodesecación, es un proceso de deshidratación

usado generalmente para conservar un alimento perecedero o hacer el material más
conveniente para el transporte. La liofilización funciona congelando el material y luego
reduciendo la presión circundante para permitir que el agua congelada en el material se
sublime directamente desde la fase sólida a la fase gaseosa, sin pasar por el estado
líquido. Para acelerar el proceso se utilizan ciclos de congelación-sublimación con los que
se consigue eliminar prácticamente la totalidad del agua libre contenida en el producto
original,12 pero preservando la estructura molecular de la sustancia liofilizada.

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 más conveniente 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. (La liofilización, deshidrocongelación o criodesecación)

La liofilización es un proceso que tiene como objetivo separar el agua (u otro solvente) de
una disolución mediante congelación y posterior sublimación del hielo a presión reducida.
La liofilización es el proceso más suave para secar productos y es el mejor método para
secar compuestos orgánicos o inorgánicos sin alterar su composición cualitativa o
cuantitativa. El proceso de liofilización se realiza a vacío y a baja temperatura y así, por
ejemplo, es posible evitar la desnaturalización de las proteínas. Los alimentos y los
materiales biológicos tales como células, tejidos, bacterias y vacunas se convierten en
productos secos, evitando el paso por su fase líquida, y en consecuencia los cambios
enzimáticos, biológicos y químicos. En este apartado nos centraremos en el liofilizador de
laboratorio, que se utiliza para liofilizar muestras pequeñas de productos químicos. (Grupo
GIDOLQUIM)

FUNDAMENTOS DE LA TECNICA

La liofilización se basa en el fenómeno físico de la sublimación del agua o bien de un

disolvente orgánico o de mezclas acuoso-orgánicas que estén congeladas; el disolvente
congelado sublima directamente a vapor sin pasar por el estado líquido. Habitualmente,
cuando se trabaja con alimentos, proteínas o material biológico, el disolvente a eliminar es
agua.
CONGELACIÓN: Se debe congelar rápidamente el producto a una temperatura por
debajo de su eutéctico. (Punto eutéctico: la temperatura más baja a la que puede fundir
una mezcla de sólidos con una composición dada).

TRATAMIENTO A VACIO: Es preciso eliminar el aire y otros vapores no condensables de

la cámara a fin de facilitar la migración del vapor.

CALENTAMIENTO: Habitualmente se trabaja a temperatura ambiente, pero si es

necesario, se puede calentar la muestra congelada con mucho cuidado para acelerar el
proceso de secado. Esta fase no es conveniente si los productos pueden variar sus
propiedades por encima de la temperatura ambiente.

CONDENSACIÓN (o SUBLIMACIÓ INVERSA): Fijación de las moléculas de agua en

forma de hielo sobre la superficie del condensadordel liofilizador (Punto 4.2).

El objetivo de la liofilización es obtener un producto seco, que cuando se le vuelve a

añadir agua o disolvente, presente las mismas características que el producto original
(forma, color, aroma, sabor y textura). La liofilización reduce las pérdidas de calidad
debidas al deterioro de la muestra por reacciones químicas i/o per degradación
enzimática. (Grupo GIDOLQUIM)

Ventajas de la técnica de Liofilización

 La temperatura a que es sometido el producto, está por debajo de aquella a la que

muchas sustancias inestables sufren cambios químicos.

 Debido a la baja temperatura que se opera, la pérdida de constituyentes volátiles

es mínima, se reduce el peligro de contaminación microbiana y los preparados
enzimáticos no sufren alteraciones.

 Se eliminan los fenómenos de oxidación, dado que se opera y envasa a alto vacío.

 La gran porosidad del producto facilita con rapidez la reconstitución por la adición
de agua o del solvente adecuado.
  Al ser despreciable la humedad remanente, el producto puede ser almacenado por
tiempo ilimitado, constituyendose en producto de larga estabilidad. (SINTEFARMA,
1998)

Desventajas de la Liofilización

 Es un proceso costoso.

 Necesidad de personal calificado en la operación y mantenimiento de los equipos.

 Elevado costo de inversión de las instalaciones y equipos. (SINTEFARMA, 1998)

PROCEDIMIENTO

A nivel de laboratorio, para pequeñas cantidades de muestra se utilizan viales, tubos o

matraces de fondo redondo (mayor resistencia, con posibilidad de cierre dentro del
liofilizador). A nivel industrial, para grandes cantidades de material a liofilizar se utilizan
bandejas. Este apartado se centra en el liofilizador de laboratorio. El procedimiento para
liofilizar la muestra consta de varias etapas:
Congelación

Para iniciar el proceso de liofilizado, es necesario congelar la materia prima procesar, es

importante que la estructura de esta permanezca sin cambio por lo que es importante una
congelación rápida a temperaturas menores a -20 y -40°C

Los productos congelados tienen que presentar una apariencia opaca y mantenerla
durante todo el proceso de secado.

Secado del producto congelado o sublimación

El segundo paso del proceso es la extracción del agua de la materia prima. Después
del congelado, la materia prima se coloca en la cámara de secado en donde se someta a

Presiones de vacío (5 Pa a 10 Pa), en donde gracias a la temperatura baja (-50°C a -

70°C) del producto se logra sublimar el hielo, esto es, cambia de hielo a vapor sin pasar
por el estado líquido.

Se introduce la muestra congelada en uno de los recipientes de la cámara de sublimación

y se conecta el vacío con cuidado. Si existen otros productos que se están liofilizando en
otros recipientes conectados a la cámara, tendremos que cerrar las llaves de cada uno de
ellos, abrir la nuestra, y cuando éste haya llegado al vacío, abrir todas las demás.

Desecación secundaria

La velocidad de sublimación continúa decreciendo de forma que se aproxima a cero. Esto

debido a que el calor necesario para retirar el agua ligada es más alto que el calor de
sublimación. Puesto que la difusividad de los aromas disminuye sensiblemente cuando la
humedad es pequeña, es posible en esta etapa

Incrementar la temperatura de la calefacción y del producto hasta valores del orden de

50°C, dependiendo del material que se trate.
Almacenamiento del producto

Los productos liofilizados y adecuadamente cerrados se pueden guardar por largos

períodos de tiempo con la retención de las propiedades físicas, químicas, biológicas y
organolépticos de sus estados originales.

La liofilización reduce las pérdidas de calidad producidas por reacciones químicas, por
degradación enzimática y no enzimática. Los procesos de oxidación se pueden controlar
guardando los productos liofilizados en recipientes impermeables al oxígeno. El
almacenamiento de los productos liofilizados en lugares con temperaturas bajas evita la
desnaturalización de proteínas.

EL LIOFILIZADOR

El liofilizador es el aparato empleado para llevar a cabo la liofilización (Fig 4.1). Consta de
las siguientes partes:

Cámara seca o cámara de liofilización: es el lugar donde se coloca la sustancia a

liofilitzar. Puede tener formas diferentes con compartimentos donde se realiza la
sublimación, pasando el agua de sólido a vapor. El cierre es hermético y se trabaja bajo el
vacío.
Condensador con circuito de refrigeración: comunica con la cámara seca y es donde se
condensa el vapor que se va produciendo en la sublimación. Un refrigerante lo mantiene a
una temperatura más baja que la cámara seca (entre -50 y -125 ºC).

Sistema de vacío: El vacío se produce con una bomba de aceite que trabaja sobre 10-2
mbar conectada a una trampa para que no pasen vapores del solvente a su interior. El
sistema de vacío elimina primero el aire de la cámara seca al iniciar el proceso de
liofilización, y luego ayuda a la sublimación.

LOS EQUIPOS DE LIOFILIZACIÓN OFRECEN LAS SIGUIENTES CARACTERÍSTICAS:

o Control completo de la temperatura de proceso

o Cámara de secado fabricada en acero inoxidablegrado alimenticio terminado
espejo para garantizar la higiene y limpieza durante el proceso. Si el cliente lo
prefiere tenemos la opción de diseño de acuerdo a sus requerimientos específicos.
o Sistema de carga y descarga mediante sistema de rieles que facilitan su
operación.
o Componentes robustos que garantizan alta productividad, bajo costo de operación,
larga vida de operación.
o Componentes de desgaste fáciles de remplazar.
o Fácil mantenimiento
o Fácil operación.
Cada uno de los modelos cuenta con una cámara de congelamiento periférica (opcional),
implementada para lograr pasar de un proceso por lotes a un proceso semi continuo,
reduciendo los tiempos de proceso y generando un ahorro sustancial en los costos de
producción.
CONDICIONES DE OPERACIONES

Características del producto final

Estabilidad óptima

Solubilidad fácil, rápida y completa

Conservación ilimitada

Buena protección contra las influencias externas nocivas

Rápida disponibilidad de uso.

Beneficios
  El producto mantiene por el mayor tiempo posible el aroma, sabor y nutrientes.

 Rehidratación instantánea.

 Bajo peso para fácil manipulación y transporte.

 Sin necesidad de refrigeración durante el transporte y almacenamiento.

 Largo período de conservación debido a la eliminación del 95%-99.5% del agua.

 Poca pérdida de actividad de los ingredientes.

 Pequeña disminución en la volatilidad de los productos químicos, los nutrientes y

componentes sensibles al calor.(CIMA Idustries Inc)

Aplicaciones

La Liofilización es un proceso que se aplica en tres grandes categorías de productos

biológicos:

• En materiales no vivientes, tales como plasma sanguíneo, suero, soluciones de

hormonas, productos farmacéuticos y alimentos;

• Trasplantes quirúrgicos de especies tales como arterias, piel y huesos.

• En células vivas destinadas a permanecer en ese estado por largos períodos de tiempo.
Incluyen bacterias, virus y levaduras (pero no células de mamíferos). (Nancy Burguet
Lago)
Ejemplos de utilización

• Café, té y otros extractos.

• Vegetales y frutas

• Carnes y productos del mar

• Comidas preparadas

• Productos lácteos

• Tintes, productos farmacéuticos, pigmentos.

Importancia en la Industria Alimentaria

La Liofilización es de suma importancia para la conservación de productos alimenticios

porque:

• Detiene el crecimiento de microorganismos (hongos, moho y otros).

• Inhibe el deterioro por reacción química (cambio de color y sabor, ranciedad, pérdida de
propiedades nutritivas).

• Facilita la distribución y el almacenamiento (el peso del producto disminuye hasta en un

90 % y no es necesario mantener una cadena de frío).
• Complementariamente tiene otras dos virtudes notables: el producto tratado no cambia
de forma y es fácilmente re-hidratable.

Ese costo significativo la ha relegado a la producción de medicamentos o alimentos de

alto valor específico, como langostinos, café soluble instantáneo, raciones para
montañistas y otros deportes de alta exigencia, raciones militares y para astronautas. En
los últimos años se ha incrementado la utilización de alimentos liofilizados (trocitos de
carne y verduras) combinados con otros deshidratados por calor, para producir a costos
más accesibles sopas instantáneas y salsas.

Proceso tecnológico

En las instalaciones industriales convencionales el vacío (0.1 a 4.0 mmHg) se logra

mediante la combinación de bombas de vacío y grandes "trampas frías" que deben
trabajar a -40 ó -50 ºC, para congelar el agua que se extrae del producto y evitar que pase
a la bomba. Esta tecnología es relativamente cara, tanto en la inversión correspondiente
al bien de capital, como en sus costos de operación y mantenimiento, por la gran cantidad
de piezas móviles de precisión involucradas en la producción del vacío que deben trabajar
a muy bajas temperaturas. (ECURED)

Ventajas respecto a otras técnicas

Se obtienen productos que se pueden volver a regenerar muy rápidamente.

La forma y características del producto final son esencialmente las originales.

Es un proceso idóneo para secar sustancias termolábiles.

Los constituyentes oxidables están protegidos.

El contenido de humedad final es muy bajo.

A pesar de todo, la liofilización presenta algunos inconvenientes, como puede ser la larga
duración de la operación, el coste elevado de los equipos, instalaciones y mantenimiento,
así como el gran consumo energético requerido (están funcionando contínuamente).
(Grupo GIDOLQUIM)

Riesgos y normas de seguridad

Además de los riesgos habituales que representa el trabajar con productos químicos, los
riesgos más específicos de la liofilización derivan del tratamiento con líquidos criogénicos
(nitrógeno líquido, nieve carbónica). También los asociados con el vacío: las posibles
explosiones o implosiones por cambios de presión extremos o por trabajar con material en
estado defectuoso. (Grupo GIDOLQUIM)

CAFÉ LIOFILIZADO

La producción del café suele innovar sus mecanismos de producción para enriquecer el
producto. Así existe actualmente en el mercado el café liofilizado, un producto de gran
calidad que se ha empezado a producir en países latinoamericanos para ingresar a
mercados europeos y asiáticos.

Conoce más sobre el café liofilizado, un producto que sorprende por su aroma, sabor y
excelente calidad.

LA LIOFILIZACIÓN DEL CAFÉ

La liofilización es un proceso de deshidratación. A través de este proceso el extracto de

café es congelado y el agua que contiene pasa de un estado sólido a gaseoso sin pasar
por el estado líquido.

Lo anterior permite que el café no pierda ninguna propiedad, por lo que conserva su buen
sabor y aroma al ser preparado para su consumo inmediato.

PROCESO PARA OBTENER CAFÉ LIOFILIZADO

Al igual que el café normal, los granos de café que van a ser liofilizados pasan por un
proceso de tueste y molienda. Tras estos dos pasos, típicos en la producción de café
tradicional, viene el proceso de extracción.

La extracción permite obtener extracto de café, mismo que tras ser conseguido pasará por
el proceso de clarificación, este permite extraer del producto los componentes no solubles
que hayan podido mantenerse en el extracto.
Luego de la clarificación, el café obtenido es congelado a temperaturas de -50°C hasta
obtener su granulación. Mediante este proceso el hielo que aún contiene el café es
eliminado. Terminado el proceso el café está listo para ser empaquetado al vacío.

PROCESO PARA OBTENER CAFÉ LIOFILIZADO

El café liofilizado en su presentación para el consumo tiene la misma forma que el café
instantáneo. Al ser un café que pasa por un proceso de deshidratación solo deberá
agregársele agua para ser consumido.

DESCRIPCIÓN

Selección granos de café

Transporte a la planta, al área de recepción de materia prima.

Descarga y recepción de la materia prima.

Inspección de la materia prima recepcionada.

Transporte de la materia prima al área de selección

Tostado de café

Molido de café

Proceso de extracción

Crioconcentración (retirara el hielo)

Extracto sometido proceso espumación

Conducido a un cuarto para su congelación bajo -50°C

Café congelado es sometido suave calentamiento al vacio

Producto instantanio liofilizado

QUÉ CARACTERIZA AL CAFÉ LIOFILIZADO

Una de las ventajas de adquirir café liofilizado para el consumo es que se puede disolver
tanto en agua fría como en agua caliente, por lo que si te gusta el café frío no tendrás que
esperar a que el agua baje su temperatura para consumirlo.
Este café también tiene una permanencia de aroma y sabor más duradera que el café
pasado gracias a su proceso de producción.

café liofilizado

Ya que se conoce más sobre el café que se obtiene bajo este proceso de deshidratación,
debemos probarlo. Hay muchas variedades de bebidas que puedes preparar con él, como
una café expreso, un frappuccino o, incluso, un cóctel como un chilcano de café.