Cristalización al vacío: cómo purifica desde el principio activo de un medicamento hasta la leche condensada

Seguramente muchos saben cómo se elabora la leche condensada casera. Es leche con azúcar. Se mezclan los dos ingredientes hasta que el agua de la leche se evapore y la mezcla espese. Sin embargo, en su versión industrial, esta receta incorpora procesos enfocados a un rendimiento elevado, el mantenimiento de la higiene y un control preciso de la temperatura necesarios para la producción a gran escala. Y lo mismo ocurre con otros productos como mermeladas, mieles y jarabes. En este proceso, el enfriamiento rápido y la cristalización controlada de los azúcares es fundamental. Se lleva a cabo con tecnología de vacío y se llama cristalización al vacío, que además controla la textura del producto, mejora la calidad (apariencia, sabor) y aumenta la vida útil al reducir la actividad acuosa y así inhibir el crecimiento microbiano, entre otros.

¿Por qué enfriar y cristalizar de forma controlada?

Si volvemos al caso de la leche condensada, si alguna vez la hemos hecho en casa, quizá habremos comprobado que la textura es diferente a la que encontramos en el supermercado. Se generan cristales de lactosa que pueden resultar en una textura menos suave y consistente, por ejemplo. Además, si aplicamos altas temperaturas en casa pueden malograrse sabores y nutrientes. Con un enfriamiento y una cristalización controlados por vacío, la lactosa presente en la mezcla cristaliza de manera uniforme, y esto contribuye a una textura suave y cremosa. El vacío, además, hace que no sea necesario aplicar tanta temperatura para hervir y evaporar el agua de la leche (y hacerla cremosa), lo que protege los sabores y los nutrientes.

Este proceso, como podremos imaginar, no sólo aplica a la industria alimentaria: también sirve para purificar ingredientes activos en la industria farmacéutica, así como para purificar silicio en la industria de semiconductores, por poner sólo dos ejemplos. En el caso de los ingredientes activos, enfriar y cristalizar el disolvente (agua, metanol, etc.) de forma controlada permite mejorar la eficacia y la estabilidad de los medicamentos, así como preservar otras cualidades, mientras que la purificación de silicio busca eliminar las impurezas o contaminantes disueltos en la masa fundida de silicio, que son un problema para la fabricación de dispositivos de alta calidad.

¿Cómo actúa el vacío en la cristalización controlada?

Como pasa con otros procesos parecidos que usan vacío, la cristalización al vacío implica eliminar la materia presente en la atmósfera para reducir el punto de ebullición y controlar la formación de cristales. Esto resulta en una eficiencia energética mayor, una pureza más alta del producto y una vida útil prolongada.

Esto es porque el vacío reduce la presión ambiental y el líquido alcanza su presión de vapor a una temperatura más baja, y a su vez, se controla de forma precisa la cinética de la cristalización, haciendo posible la formación de cristales más puros porque las impurezas tienden a permanecer en la fase líquida.

Los pasos del proceso de cristalización al vacío

Si continuamos con el ejemplo de la leche condensada como hilo conductor, podemos explicar de forma sencilla cómo funciona el proceso de la cristalización al vacío.

1. Recepción y filtración

Se recibe la leche fresca en la planta industrial y ésta pasa por un proceso de filtrado (que puede ser también al vacío para hacerlo de forma más rápida y eficiente) y así eliminar impurezas y sólidos no deseados.

2. Pasteurización

Como probablemente la mayoría sabemos, la pasteurización consiste en elevar la temperatura de un alimento líquido hasta un nivel inferior al de ebullición durante un corto periodo de tiempo y luego enfriarlo rápidamente. Eso destruye los microorganismos sin alterar sus nutrientes y cualidades organolépticas. Este paso también puede hacerse al vacío, ya que como hemos visto la temperatura para lograr llegar a ese punto es más baja y así todavía se preservan mejor esos nutrientes y cualidades. Además, como la función de la pasteurización es esa inhibición del crecimiento de microorganismos, el vacío mejora la consecución de ese objetivo, ya que al eliminar el oxígeno esos microorganismos tienen más dificultades para sobrevivir, prolongando así la vida útil de la leche.

3. Adición del azúcar

Una vez filtrada y pasteurizada, a la leche se le añade el azúcar. Este elemento no sólo es fundamental en el sabor del producto final, sino que también incide en su textura y actúa de conservante.

4. Mezcla de leche y azúcar

En este proceso de mezcla también se puede incorporar tecnología de vacío para homogeneizarla, justo antes de la cristalización. En el recipiente de mezcla se aplica temperatura reduciendo la presión mediante una bomba de vacío, y al eliminarse el aire, se evapora el agua a temperatura más baja y así se evita deteriorar las proteínas de la leche y que el azúcar se caramelice. En el final de este paso la mezcla es más concentrada, alcanzándo un punto de entre un 30% y un 40% sólido.

5. Cristalización al vacío

Tras la evaporación del agua, la mezcla de leche y azúcar se transfiere a un cristalizador, que es una máquina en la que todavía se genera más vacío (se somete a una presión más baja) y se enfría de forma controlada. Durante este enfriamiento se produce la cristalización de la lactosa, que es un azúcar presente en la leche de forma natural, y gracias al vacío estos cristales se producen de forma uniforme, lo que da una textura más suave a la leche condensada.

6. Homogeneización

Tras los pasos anteriores, el producto resultante puede pasar por un nuevo proceso de homogeneización, que puede reducir el tamaño de los glóbulos de grasa. Es un proceso que también puede incorporar vacío.

7. Envasado y almacenamiento

El producto ya está listo para ser envasado, también al vacío para que el producto sea seguro y estable durante su almacenamiento.

Aplicaciones de la cristalización al vacío

Aunque hemos usado un ejemplo de un alimento para explicar qué es la cristalización al vacío, hay muchas más aplicaciones para las que se usa:

• Industria farmacéutica: muchos fármacos necesitan una elevada pureza en sus ingredientes activos para ser más eficaces, y tener características especiales que les hagan disolverse mejor.
• Industria química: las sales, ácidos y bases que se usan en la industria química pueden tener mucha mayor pureza gracias a la cristalización al vacío, y ésta también permite recuperar solventes tras procesos químicos para que estos no permanezcan en el aire y generen impacto ambiental.

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