Liofilización de alimentos: ¿qué es y qué procesos implica?

La alimentaria es una industria en auge. Su necesidad de adaptación a los gustos y necesidades de los consumidores, especialmente las económicas, influye en los procesos que debe implantar, ya que debe ofrecer variedad, alta calidad y larga vida útil, para optimizar la producción, el almacenaje, el transporte y la entrega. La liofilización de alimentos […]

Liofilización de alimentos

Comunicación Marpa Vacuum

Última modificación: 24 marzo 2021

La alimentaria es una industria en auge. Su necesidad de adaptación a los gustos y necesidades de los consumidores, especialmente las económicas, influye en los procesos que debe implantar, ya que debe ofrecer variedad, alta calidad y larga vida útil, para optimizar la producción, el almacenaje, el transporte y la entrega. La liofilización de alimentos es uno de estos procesos que ha implantado para cumplir con los criterios y necesidades de esta evolución social, ya que influye en su conservación y en su calidad. En este post descubrimos está tecnología, en la que el vacío industrial juega un papel muy importante.

¿Qué es la liofilización de alimentos?

La liofilización, en inglés freeze-drying (literalmente secado por congelación), es un proceso que implica congelar una sustancia (es decir, someterla a bajas temperaturas) para luego extraer el líquido que contiene mediante sublimación, que consiste en convertir el agua de sólido (hielo) a gas, sin pasar por estado líquido. En Lyophilization World ofrecen una ilustración que explica bien este proceso:

Liofilización de alimentos

¿Qué ventajas tiene la liofilización frente al secado?

A diferencia de los procesos de secado tradicionales para conservar más tiempo los alimentos, que debido a las altas temperaturas pueden provocar cambios físicos y químicos en ellos, así como el sabor o la textura, hasta hacerlos menos apetecibles o incluso no comestibles, el proceso de liofilización, al implicar congelado y sublimación, no sólo logra aumentar la vida útil de los alimentos sino que conserva su forma y su volumen, así como sus nutrientes y sus cualidades organolépticas.

Algunos de los alimentos que se suelen someter a liofilización que probablemente nos vendrán antes a la cabeza son el café instantáneo, la leche evaporada, las patatas fritas de bolsa, las pastillas de caldo tipo Avecrem y los frutos secos:

Un proceso de conservación en auge

La incorporación de procesos que preserven los alimentos durante más tiempo sin alterar su seguridad ni su calidad es fundamental en la sociedad contemporánea. Cada vez es más habitual ver nuevos productos que pasan por este proceso que hace años no existían, como los preparados de pasta que se hidratan con agua en el microondas, arroces con setas semicocinados, preparados para pasteles (como flanes deshidratados, bizcochos…), etc., que reducen el tiempo de cocina, algo que muchos buscan por la vida ajetreada que tienen. Es, por lo tanto, previsible que la liofilización tenga un largo recorrido, y por eso la industria alimentaria tradicional ha modernizado sus procesos para adaptarse a ello.

¿Qué proceso implica la liofilización de alimentos industrial?

La liofilización consta principalmente de tres etapas, que se llevan a cabo con equipos especializados.

1. Congelación del alimento

El alimento se introduce en carros con bandejas en cámaras frigoríficas a unos -40ºC, para que se congelen lo más rápido posible, así se evita que se formen cristales de hielo, que perjudiquen sus cualidades organolépticas. Según el tipo de alimento puede pasar por pasos previos, como una descongelación parcial en precocinados y congelados, o su vertido en recipientes poco profundos en el caso del café. Una vez congelados los alimentos se mantienen en la cámara hasta el momento de trasladarlos hasta la cámara de secado.

2. Aplicación de vacío en el alimento

Tras la congelación, se traslada el alimento a la cámara de secado al vacío, que consiste en un cilindro horizontal de gran tamaño con extremos semielípticos en el que se introducen las bandejas, se cierra y se sella. Algunos alimentos, antes de secarse pueden someterse a otros procesos intermedios, como la molienda en el caso del café líquido congelado, para lograr pequeñas partículas.

El secado se hace mediante sublimación, que consiste en hacer cambiar la materia de estado sólido a gaseoso sin pasar por líquido. En la liofilización los minúsculos cristales de hielo (agua sólida) atrapados en el interior del alimento congelado se transforman en vapor de agua sin que ésta pase por estado de agua líquida. Esto se consigue extrayendo el aire de la cámara con una bomba de vacío para reducir la presión a unos 0.0025 bar (2,5 mbar, bajo vacío), elevando a su vez la temperatura del alimento a unos 38ºC, por lo tanto, muy por encima de la que habían logrado en la congelación, por medio de conducción directa desde el fondo de las bandejas, por radiación de lámparas de calor o por calentamiento por microondas.

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¿Cómo son las bombas de vacío para liofilización?

Para procesos de liofilización se usan bombas de bajo vacío (de 300 a 1 mbar) con un caudal según el volumen de la cámara, que pueden ser lubricadas con aceite o en seco.

Las bombas lubricadas tienen el inconveniente en este tipo de aplicaciones que al usar una fina película de aceite pueden contaminar los alimentos (algo que también puede ocurrir con la liofilización de medicamentos en la industria farmacéutica), aunque han sido ampliamente utilizadas durante décadas.

Por eso una de las bombas más recomendadas hoy en día para estos procesos son las de pistón lineal o las de tornillo, que operan en seco. Además de reducir el riesgo de contaminación, este tipo de bombas también son de las más económicas y tienen unos costes de mantenimiento bajos y no requieren tiempo de inactividad por cambio de aceite, por lo que su rentabilidad es elevada.

3. Secado del alimento

Una vez vacío el aire de la cámara (recordemos que nunca se puede lograr un vacío total, como explicamos en este post), la presión es inferior al umbral en el que el agua puede existir de forma simultánea en estado sólido, líquido y gaseoso, llamado punto triple del agua. Es este el momento en el que el calor hace que los cristales de hielo, como hemos explicado en el párrafo anterior, se convierten en vapor de agua, que se extrae y se condensa separándolo del alimento. Éste, como resultado, queda seco, lleno de pequeños huecos, como una esponja, donde antes estaban los cristales, y a través de los que se reabsorbe el agua cuando vuelven a prepararse para el consumo, habiendo conservado su tamaño y forma original.

El proceso de secado puede variar entre unas 4 horas y unas 12 o más, dependiendo del alimento.

¿Qué alimentos se pueden liofilizar?

Ya hemos apuntado algunos alimentos típicos que se suelen liofilizar. En general suelen poder pasar por este proceso las frutas y verduras pequeñas o bien más grandes si se trocean antes. Lo mismo aplica a la carne: los filetes deben cortarse antes en trozos más pequeños para poder someterse al proceso. Los líquidos como el café o la masa de pasteles deben reducirse a pequeñas partículas tras la congelación, y las carnes y los pescados y mariscos deben cocinarse siempre antes de la liofilización. La cantidad de procesos adicionales a la liofilización que implica cada tipo de alimento es lo que determina que sea o no rentable hacerlo pasar por este método de conservación.

Bombas de vacío para liofilización de alimentos

Marpa Vacuum es una empresa especializada en bombas de vacío para los diferentes procesos que implica la industria agroalimentaria. Visitamos las instalaciones de cada empresa, incluyendo sus cámaras de congelación y de secado para diseñar sistemas de vacío completos o para proveer de los equipos individuales, según necesidades.