Secado al vacío: ¿por qué se usa tanto en la industria?

Cuando pensamos en un proceso de secado probablemente lo primero que nos venga a la cabeza es el secado por aire caliente, como el que aplicamos con un secador de pelo o una secadora de ropa, por ejemplo. En procesos industriales, sin embargo, el líquido que contienen los materiales procesados se suele evaporar mediante secado al vacío, ya que es más rápido, menos invasivo y más eficiente energéticamente que aplicar calor. En este post explicamos en qué consiste esta aplicación del vacío.

El deterioro de materia cuando se aplica calor para secarla

Existen ciertos procesos industriales en los que se requiere eliminar un líquido, y la aplicación de calor para evaporarlo pone en riesgo la integridad de la materia a secar. Ocurre, por ejemplo, en secado de productos químicos, farmacéuticos o alimenticios. Aplicar calor al café, por ejemplo, puede deteriorar sus nutrientes y sus aromas, que son algunas de sus propiedades más valoradas. Lo mismo pasa con los principios activos de ciertos medicamentos, que pueden ver menoscabada su efectividad, o en los plásticos, que pueden liberar toxinas a temperaturas elevadas. El secado al vacío elimina estos problemas, convirtiéndose en una operación esencial de estas industrias.

¿En qué consiste el secado al vacío?

El secado al vacío se basa en el principio de crear un vacío para disminuir la presión de una cámara por debajo de la presión de vapor del agua, haciendo que hierva. Esta disminución de la presión (que suele mantenerse en el proceso a 0,03-0,06 atm o 3.039,75 – 6.079,5 Pa) alrededor de la materia a secar se lleva a cabo con bombas de vacío. De esta manera baja el punto de ebullición del agua dentro de la materia (a 25-30ºC en vez de 100ºC), por lo que no necesita un elevado calentamiento, y aumenta considerablemente la tasa de evaporación. Todo esto resulta en una velocidad de secado mucho mayor, algo muy apreciado en cualquier proceso industrial a gran escala.

Esta técnica se usa especialmente para polvos y gránulos, como el café, el té, las frutas con alto contenido en azúcar (que se puede cristalizar), los plásticos, etc.

Productos en los que suele recurrirse al secado al vacío

Gránulos plásticos secados al vacío

La humedad que se transporta en el aire (agua en forma de vapor) puede condensarse en la superficie o insertarse en la estructura molecular de los gránulos de plástico, de manera que podría suponer problemas de calidad y funcionalidad en el material. Si la humedad es externa puede producir burbujas y vetas, y si es interna puede causar rupturas en la cadena molecular y disminuir su resistencia mecánica. Por este motivo, es necesario un proceso de secado apropiado, que en algunos casos no permite la aplicación de calor para no afectar igualmente a su calidad y funcionalidad. Y el secado al vacío es una opción ampliamente utilizada para ello.

Polvos farmacéuticos secados al vacío

Muchos productos farmacéuticos como el paracetamol o la aspirina pueden perder su calidad y sus efectos medicinales si se permite que incida en ellos la humedad ambiental o si se mantiene la que genera el disolvente usado (agua, etanol, metanol, acetona…). Por eso es necesario un proceso de secado adecuado, sin aplicación de exceso de calor para no causar efectos peores que los de la humedad. El secado al vacío es la técnica más usada para este tipo de productos.

Alimentos secados al vacío

La industria alimentaria es una de las que más extensivamente usa el secado al vacío, fundamentalmente para la conservación de productos. Tradicionalmente se usaba calor para lograrlo, pero éste afectaba a cualidades muy apreciadas, como el valor nutricional, el aroma, el sabor o la textura. Gracias al secado al vacío, es posible procesar frutas y verduras pequeñas o previamente troceadas, preparados para postres, etc., incluso los que deben cocinarse antes y que no pueden soportar una cantidad adicional de calor. En este post hablamos sobre la liofilización, que es un tipo de secado al vacío que requiere que el líquido se congele primero y luego se sublime, pasando de sólido a gas sin pasar por líquido, y es el más usado en la industria alimentaria.

El proceso de secado al vacío en tres pasos

Aunque cada aplicación puede requerir una personalización del proceso de secado al vacío, en general consta de tres pasos:

• El granulado impregnado de humedad se carga en una cámara de secado, que suele ser de hierro o de acero para soportar los cambios de presión sin deformarse, en la que se aplica aire caliente durante unos 20 minutos, para estimular las moléculas del agua. La cámara, también llamada horno, está dividida en bandejas huecas, para aumentar el área de superficie que permite la conducción del calor. La puerta de está cámara está cerrada herméticamente y conectada a la bomba de vacío.
• Se extrae el aire de la cámara mediante la bomba de vacío para reducir la presión, bajando la temperatura de ebullición del agua, por radiación de lámparas de calor o por calentamiento por microondas, y evaporándola a través del espacio entre las bandejas y la envoltura para que la transferencia de calor se produzca por conducción. Los vapores de agua se envían al condensador y, después del secado, la bomba de vacío se desconecta y el producto seco se recoge de las bandejas, y el proceso vuelve a empezar, por lo que es, por naturaleza, una operación por lotes.
• El granulado resulta seco en unos 40 minutos ahorrando un elevado volumen de energía en comparación con otros procesos de secado.

Bombas de vacío para secado

Generalmente las industrias que requieren en sus productos un proceso de secado al vacío se decantan por bombas de tornillo como las de Marpa Vacuum, que resisten la contaminación por vapores contaminantes y permiten la reutilización de líquidos.

En caso de querer secar al vacío otros materiales como los que se usan en construcción, las bombas de vacío de anillo líquido o de paletas rotativas en seco pueden resultar una excelente opción, ya que operan de forma eficiente y sin aceite.