Congelación al vacío o liofilización: ¿cómo se puede secar sin calor?

Muchas personas no pueden pasar sin su café matinal. Y muchas de ellas lo hacen con café soluble, porque es una opción práctica, rápida, versátil y económica de tomarlo, y además tiene una vida útil superior al café molido. No necesitan cafetera y lo pueden tomar en cualquier lugar.

Ambos cafés, el soluble y el molido, pueden incluso llegar a parecerse estéticamente (el aroma suele ser más intenso en el molido), de manera que quizá a alguien le haya pasado alguna vez que si los tiene almacenados en un recipiente distinto al original, los haya confundido. Y puede ser que haya intentado disolver el café molido en agua o en leche y haya comprobado que no es soluble de forma natural. Eso es porque el soluble pasa por un proceso previo llamado liofilización, que es un tipo de congelación al vacío (también llamado deshidratación por congelación), que deshidrata el café para obtener un polvo o gránulos, que luego es envasado al vacío. De esta manera se conservan sus propiedades y aumenta su vida útil. Cuando luego se disuelve, se lleva a cabo una simple rehidratación.

Un método para pasar un producto de sólido a gas, sin pasar por líquido

La congelación al vacío consiste en eliminar el agua de un producto mediante sublimación (el proceso en el que el agua pasa directamente de sólido a gas sin pasar por estado líquido), y se hace en entorno de vacío para que las elevadas temperaturas que esto requeriría no dañen el producto, ya que como sabemos, el vacío baja el punto de ebullición del líquido.

Recordemos que el agua es el medio en el que se producen reacciones químicas que llevan al deterioro del producto y es esencial para el crecimiento de microorganismos que lo descomponen (de ahí que los productos frescos, con más agua, se deterioren antes que los secos). Tras este proceso, se puede preservar la estructura y la composición del producto y alargar su vida útil, y además se reduce su peso, algo importante en términos de transporte y almacenaje.

Estas ventajas hacen a la congelación al vacío un método muy interesante también para productos farmacéuticos y biológicos, flores e incluso documentos históricos, ya que es normalmente el agua de la humedad en los lugares donde se almacenan la que los deteriora.

¿Cómo se produce la congelación al vacío?

La congelación al vacío requiere poder eliminar el agua (u otro solvente) de un producto sin someterlo a altas temperaturas. Si aplicáramos 100 grados a un producto con agua para eliminarla, este producto se vería deteriorado (imaginemos un documento histórico sometido a esa temperatura, probablemente se estropearía más). Por eso se usa el frío y el vacío. Estos son los pasos generales en los que consiste:

1. Congelación

Para que el agua pueda pasar a estado gaseoso sin pasar por líquido, hay que congelarla para empezar, es decir, solidificarla. Esta congelación se produce de forma rápida, formando cristales de hielo muy pequeños. Cuanto más pequeños sean, más eficiente y de calidad será el proceso posterior de sublimación.

2. Sublimación primaria

Se introduce el material congelado en una cámara de vacío. La eliminación del aire y los gases en la atmósfera la hemos explicado en otros posts: mediante una bomba de vacío que genera una diferencia en la presión que hace que el aire sea expulsado de la cámara se eliminan la mayor parte de moléculas presentes en el aire (la totalidad es imposible). De esta manera los cristales de hielo pasan directamente de sólido a vapor, ya que a menor presión, las moléculas no pueden permanecer en estado líquido. En este post lo explicamos en más detalle.

3. Sublimación secundaria

Tras esa primera sublimación, se aplica en la cámara un aumento de la temperatura controlado para eliminar cualquier resto de agua evaporada que haya quedado en el producto, manteniendo un bajo vacío continuo.

4. Envasado

Generalmente el producto resultante de este proceso se envasa al vacío para preservar su calidad y alargar su vida útil. En el caso de los productos congelados al vacío o liofilizados, además, es especialmente importante este paso porque son propensos a absorber humedad.

Ventajas de la congelación al vacío

Ahora que hemos explicado el proceso de liofilización o congelación al vacío, podemos recopilar todas las ventajas que hemos ido viendo que supone, como por ejemplo:

• Preservación de la estructura y la composición del producto, como sabor, aroma, color, textura y valor nutricional en el caso de los alimentos.
• Estabilidad del producto, aumentando su vida útil y reduciendo la oxidación al eliminar la presencia de agua, que es la responsable del deterioro y la oxidación.
• Practicidad y versatilidad, al permitir una rehidratación rápida y efectiva, recuperando con la humedad las propiedades iniciales.
• Reducción del peso y el volumen, algo importante en el almacenaje y el transporte.

En general, además, es un proceso muy interesante para todo aquél producto que se deteriore con el calor.

Algunas aplicaciones de la congelación al vacío

Hemos avanzado en este post algunas de las aplicaciones alimentarias, farmacéuticas e incluso de preservación de patrimonio de la congelación al vacío. Pero probablemente no somos conscientes de hasta qué punto encontramos a nuestro alrededor productos que han pasado por este proceso.

• Alimentos: hemos hablado del café soluble, que gracias a la liofilización elimina el agua y al rehidratarse recupera su textura y su sabor. Sin embargo, también suelen haber pasado por congelación al vacío las setas de rissotos semipreparados a los que sólo debe incorporarse agua o caldo, comida para bebés, frutas solas o en cereales de desayuno que se rehidratan con la leche, verduras y carnes en sobres de sopas instantáneas, caramelos y mucho más.
• Fármacos: vacunas, anticuerpos, bacterias, etc., pueden congelarse al vacío para eliminar la humedad que puede degradarlos haciéndolos menos duraderos e incluso inseguros.
• Documentos históricos: la humedad deteriora los documentos históricos, pudiendo crear moho, arrugas y roturas, por lo que la congelación al vacío permite preservar su integridad física y por lo tanto la información contenida en ellos.

Bombas de vacío para congelación

Las bombas de vacío de paletas rotativas suelen ser una opción estándar para un proceso como la congelación al vacío, por ser capaces de alcanzar vacíos profundos (bajo 1 mbar) y ser muy confiables para operaciones prolongadas como la sublimación y así lograr resultados consistentes, además de su precio competitivo.

En Marpa Vacuum tenemos especialistas en congelación al vacío para proveer no sólo productos de los que somos fabricantes y podemos ofrecer grandes descuentos y el mejor servicio postventa, sino también sistemas completos llaves en mano gracias a nuestros ingenieros.