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Boletín N° 10 - Diciembre 2019
Secado de alimentos por atomización INTRODUCCIÓN Se tiene información que desde principios de los años 1800s, se han realizado aplicaciones de secado por atomización dentro de la industria lechera, sin embargo, no fue hasta la década de 1850 en que se convirtió tecnológicamente factible su implementación de manera industrial, siendo patentada por primera vez en 1872 por Samuel Percy (O’Sullivan et al., 2019; Filkova et al., 2014), y años más tarde se aplicó en huevos y café (Ibarz y Barbosa-Cánovas, 2005). En la década de 1920, el uso comercial del secado por pulverización aumentó con el gran incremento de la producción de leche en polvo y detergentes. La producción de leche en polvo fue un gran paso adelante en un período en donde el uso de frigoríficos no era muy generalizado y la vida útil de la leche en consecuencia era muy baja (O’Sullivan et al., 2019). La atomización como tal, es la generación de gotas muy finas a partir de una alimentación líquida con ayuda de un atomizador. Algunos investigadores definen a la atomización como un elemento integral del
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proceso de secado por aspersión, mediante el cual un producto líquido se convierte en pequeñas gotas, que, al atravesar una cámara de secado con una corriente de aire caliente, se convierten en partículas individuales de polvo (O’Sullivan et al., 2019; Casp y Requena, 2003; Singh y Heldman, 2009). Este tipo de secado se utiliza para alimentos disueltos en agua (Ibarz y Barbosa-Cánovas, 2005), como zumos de frutas concentradas y leche (Casp y Requena, 2003).
Sumario Introducción…………………………..…………………….1 Generalidades…………………………………..………….2 Publicaciones y artículos científicos…………….. 4
Tesis…………………………………………………………….. 6 Patentes tecnológicas…………………………..……….8 Notas Técnicas……………………………………………..10
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GENERALIDADES
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El proceso de secado por atomización, permite obtener polvos o pequeños conglomerados con características defiFuente: idasanaenmurcia.es nidas de manera homogénea (granulometría, densidad, humedad) a través de la evaporación del agua presente en emulsiones, soluciones o suspensiones, dentro de una cámara de secado.
Componentes del Secador por atomización Para comprender el proceso, es necesario conocer los componentes del sistema de secado por atomización.
Cinética del Secado La conversión del líquido en polvo seco final, generalmente se lleva a cabo en dos etapas. De acuerdo a la gráfica, la curva tiene un primer período de velocidad constante, seguido por un período de difusión controlada. También se puede observar la variación de la humedad con el tiempo y la evolución de la temperatura de la gota durante el secado. A medida que transcurre el proceso de secado y se modifica la humedad de la gota, ocurren una serie de transformaciones que confieren al gránulo unas determinadas características morfológicas y microestructurales.
Fuente: Moller y Fredsted
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Fuente: Niro, 2004
1. Cámara de secado: Es el lugar dónde se produce el contacto entre la gota y el aire caliente, debe tener el tamaño requerido para que el tiempo de residencia de las gotas sea el requerido para el secado. 2. Calentador de aire: El cual consta de un ventilador para impulsar el aire y un quemador o un conjunto de resistencias eléctricas que se encargan de elevar la temperatura del aire a la requerida. 3. Tanque de almacenamiento del extracto: Almacena la pasta líquida de los productos a secar. 4. Bomba del extracto: Debe ser capaz de bombear el líquido hasta el atomizador con el caudal requerido en el proceso. 5. Atomizador: Se encarga de pulverizar el producto generando millones de gotas para mejorar el proceso de evaporación. 6. Ciclón: Es el encargado de separar el producto seco del aire que se expulsa a la atmósfera. 7. Ventilador de extracción de aire y filtro: En la etapa final el aire pasar por un filtro para eliminar todas las partículas del sólido seco y evacuar el aire a través del ventilador de extracción.
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Variables de control del proceso Las variables que influyen en las características del producto atomizado:
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Variables de control Caudal del líquido de entrada Caudal del aire de atomización Temperatura y humedad del aire de entrada Caudal del aire de secado y la aspiración
Características del producto Humedad Final del producto Rendimiento de producción Temperatura de salida Tamaño de partícula
Aplicaciones en el sector alimentario Para obtención de atomizados a partir de: Algas Β-carotenos Quelatos Cultivos
Extracto de hierbas y vegetales Crema no láctea (café, té, blanqueador) Probióticos
Emulsionantes
Proteínas e hidrolizados de proteína Almidón y maltodextrinas
Enzimas
Tomates
Fibras (inulina, fructooligosacáridos) Saborizantes y saborizantes encapsulados Gelatina
Sangre entera y hemoglobina Levadura y extracto de levadura Leche, suero y derivados
Glucosa
Levaduras
Goma arábiga
Alimentos para bebés e infantes
Liofilización Recomendado para la mayoría de los alimentos, pero se ha limitado a aquellos que son difíciles de secar a través de otros métodos. Recomendado para carnes crudas y cocidas Temperaturas debajo del punto de congelación Presiones Reducidas (27-133 Pa) Se sublima el agua del frente de congelación Movimiento mínimo de solutos Cambios estructurales o encogimiento mínimos. Rehidratación completo o rápido Partículas porosas secas tienen una densidad más baja que el alimento original. Olor y sabor normalmente intensificado Nutrientes retenidos en gran porcentaje Costos generalmente altos
Atomización Recomendado para obtener alimentos secos (verduras y granos) Es poco satisfactorio para carne Temperaturas Altas Presiones atmosféricas Se evapora el agua de la superficie del alimento Movimiento de solutos Las tensiones en alimentos sólidas causan daño estructural y encogimiento Rehidratación incompleta o retardada Partículas porosas secas tienen a menudo una densidad más alta que el alimento original Olor y sabor frecuentemente anormal Valor nutritivo reducido Costos generalmente bajos
Diferencias con la liofilización Considerando que la liofilización es otro proceso de secado por sublimación, para algunos surge la incógnita respecto a las diferencias con la atomización. De acuerdo con Fellows (2000), las diferencias entre la liofilización y la atomización de alimentos, se presenta en el siguiente cuadro:
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PUBLICACIONES Y ARTÍCULOS CIENTÍFICOS Influencia del secado por atomización sobre la estabilidad de las nanopartículas lipídicas sólidas de calidad alimentaria Publicado en 2019 - [Inglés]
Universidad de Hohenheim, Alemania. Este estudio investigó el secado por aspersión de partículas lipídicas sólidas de grado alimenticio (PLS) y portadores de lípidos nanoestructuradas (PLN) que contienen aceite de pescado w-3. Se formaron dispersiones de PLS y PLN estables con tristearina como lípido portador empleando una combinación de saponinas de Quillaja y lecitina de alto punto de fusión como emulsionantes. El objetivo específico fue estudiar la influencia de cuatro diferentes temperaturas de entrada y salida de secado por atomización (Tentrada/salida=140-170° C /65-95°C) y dos tipos diferentes de maltodextrina… Leer más...
Microencapsulación de β-caroteno por secado por pulverización: Efecto de la concentración de material de pared y la temperatura de entrada de secado Publicado en 2019 - [Inglés]
Universidad de Lisboa, Portugal. El objetivo de este trabajo fue estudiar la microencapsulación proceso de β-caroteno mediante secado por pulverización, utilizando goma arábiga como material de pared, para protegerlo contra condiciones ambientales adversas. Esto fue llevado a cabo utilizando la metodología de superficie de respuesta acoplada a un diseño compuesto central rotable... Leer más...
Yogurt en polvo producido por secado por atomización y liofilización: Una revisión Publicado en 2018 - [Inglés]
Instituto Federal de Educación, Ciencia y Tecnología de Sergipe, Brasil. Esta revisión tiene como objetivo presentar las tecnologías disponibles para obtener yogur en polvo, describiendo los procesos de secado auxiliar, las tasas y las condiciones de supervivencia de las bacterias del ácido láctico, así como la rehidratación. Leer más...
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El efecto del secado por atomización sobre la diferencia en sabor y propiedades funcionales de proteínas de suero líquidas y secas, proteínas de leche y concentrados de caseína micelar. Publicado en 2018 - [Inglés]
Universidad Estatal de Carolina del Norte, EE.UU. El objetivo de este estudio fue determinar el efecto del secado por atomización sobre el sabor y la funcionalidad de los ingredientes ricos en proteínas. Ingredientes de proteína líquida y seca (concentrado de proteína de suero con 80% de proteína, el aislado de proteína de suero, el concentrado de proteína de leche con 85% de proteína y el concentrado de caseína micelar) se fabricaron a partir del mismo lote de leche en la planta piloto de la Universidad Estatal de Carolina del Norte... Leer más...
Secado por atomización de probióticos y otras bacterias de calidad alimentaria: Una revisión Publicado en 2017 - [Inglés]
Universidad de Soochow, Agrocampus Ouest, China y Francia. Esta revisión destaca algunas estrategias clave para mejorar la viabilidad y la eficacia del secado por pulverización de probióticos, como la mejora de la resistencia bacteriana, la protección mejorada del medio de secado y la optimización del proceso de secado. También se centra en factores durante las etapas previas y posteriores al secado que pueden influir en la calidad y la eficacia de los polvos probióticos secados por pulverización... Leer más...
Microencapsulación de sustancias oleosas mediante secado por aspersión Publicado en 2010 - [Inglés]
Centro de Investigación y Desarrollo de medicamentos, Cuba. El secado por aspersión es uno de los métodos más utilizados a escala industrial para la obtención de microcápsulas. Debido a su creciente uso en la industria farmacéutica, en el presente trabajo se recopila el estado del arte en el uso de esta tecnología para la microencapsulación de sustancias oleosas... Leer más...
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TESIS Efectos de las condiciones de secado y la selección del portador en la producción de un polvo rico en antioxidantes Publicado en 2019- [Inglés]
Universidad de Sydney, Australia. El objetivo principal de este estudio fue desarrollar un método que permitiera secar un extracto bioactivo de manera repetible y reproducible, de modo que pueda ser almacenado como un polvo que fluye libremente y no absorbente. Los métodos de secado utilizados incluyeron horno, vacío, congelación y secado por aspersión y los portadores estudiados fueron un aislado natural de fibra de caña de azúcar y proteína de suero... Leer más...
Evaluación de agentes coadyuvantes en el rendimiento y concentración de vitamina C en Jugo de Camu Camu (Myrciaria dubia) secado por aspersión Publicado en 2019 - [Español]
Universidad Le Cordon Bleu, Perú. Se sometió un concentrado de camu camu al secado por aspersión, al cual se le añadió cuatro tipos de agentes coadyuvantes los cuales fueron: maltodextrina, almidón de arroz, goma arábiga y miel de abeja. La dosificación dependió de sus propiedades coadyuvantes y a su disolución en el concentrado de camu camu. Se procedió a evaluar en cada muestra el rendimiento, solubilidad y concentración de vitamina C, con la finalidad de seleccionar el mejor agente coadyuvante... Leer más...
Optimización del proceso de secado por aspersión para la obtención de polvo de coco ( Cosos nucifera L.) fortificado con compuestos fisiológicamente activos. Publicado en 2017 - [Español]
Universidad Nacional de Colombia, Colombia. El objetivo de este proyecto fue contribuir en la generación de un avance significativo de la agroindustria colombiana a partir de la investigación, que permita la optimización del proceso de secado por aspersión (SA) para la obtención de polvo de coco adicionado con componentes fisiológicamente activos (calcio y vitaminas C, D3 y E), alimento que se enmarca en el contexto de los alimentos funcionales... Leer más...
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Microencapsulación de fitoesteroles mediante secado por atomización Publicado en 2016 - [Español]
Universidad Nacional del Sur, Argentina. Los fitoesteroles son subproductos del procesamiento de aceites, que inhiben la absorción del colesterol y que han sido ampliamente utilizados en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares y otras afecciones. Aprovechando el impulso hacia el consumo de alimentos saludables, la presente Tesis se centra en la microencapsulación de fitoesteroles mediante secado por atomización para su posterior incorporación en alimentos de base acuosa... Leer más...
Obtención de aceite de aguacate microencapsulado mediante secado por atomización Publicado en 2015 - [Español]
Escuela Politécnica Nacional , Ecuador. El objetivo del presente trabajo fue microencapsular aceite de aguacate por su contenido de ácidos grasos monoinsaturados y poliinsaturados benéficos para la salud y así evitar su degeneración oxidativa. Para esto, se evaluaron 4 formulaciones que fueron secadas por atomización a 150 y 180°C... Leer más...
Estudio sobre la distribución de α-tocoferol en microcápsulas obtenidas por secado por aspersión Publicado en 2011 - [Español]
Instituto Politécnico Nacional, México. Se evaluó la distribución del αtocoferol (AT) en microcápsulas obtenidas por secado por aspersión a partir de nanoemulsiones generadas por dos técnicas de homogenización diferentes. Inicialmente se estudió el efecto de la atomización en la distribución de tamaño de partícula a emulsiones con 20% de sólidos (maltodextrina, goma arábiga y AT en diferentes proporciones: 3:2:1, 3:2:2, 3:1:1, 2:2:1 y 2:1:1 respectivamente)... Leer más...
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PATENTES TECNOLÓGICAS DE102011106409A1 Proceso para producir un alimento que contiene goma de algarrobo Publicado en 2012 - [Inglés]
Hipp & Co. SachseIn, Alemania. La presente invención se refiere a la producción de un producto alimenticio en polvo, para bebés que comprende goma de algarrobo. El proceso consiste en calentar y secar por atomización la mezcla líquida del alimento… Leer más...
Imagen: IndiaMART
CN101711109A Polvo de grano hidrolizado, secado por pulverización, aglomerado y productos alimenticios bebibles Publicado en 2010 - [Inglés]
Quaker Oats Co, China. Se proporciona el método de producción de un producto alimenticio bebible que contiene harina líquida e hidrolizada, seca y grumosa... Leer más...
JP2010281523A Método de fabricación de polvo y dispositivo de fabricación de polvo Publicado en 2010- [Inglés]
Tanabe Kogyo Kk, Univ Tsukuba, Japón. Para suprimir la oxidación en el secado por pulverización al vacío y mejorar la eficiencia en la fabricación de alimentos en polvo y similares, se presenta un dispositivo que contiene Un gas inerte como el nitrógeno, el cual se usa como gas de rociado, el gas inerte y un material líquido se rocían en una torre de secado por rociado al vacío mediante una boquilla de dos fluidos, y el polvo preparado al secar el material líquido es obtenido en la torre de secado por pulverización al vacío... Leer más...
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CN209076065U Dispositivo de secado por pulverización para producir esencia de polvo de microcápsulas de alimentos Publicado en 2019- [Inglés]
Anhui Biaoben Food Tech, China. El modelo de utilidad describe un dispositivo de secado por pulverización para producir esencia de polvo de microcápsulas de alimentos. El dispositivo comprende un marco de soporte izquierdo y un marco de soporte derecho, un controlador está dispuesto en el marco de soporte izquierdo; una cabina de secado está conectada entre el marco de soporte izquierdo y el marco de soporte derecho a través de una placa de fijación... Leer más...
PH22014000449U1 Un proceso para producir polvo de flor de jamaica Hibiscus sabdariffa secado por atomización y el producto obtenido Publicado en 2014 - [Inglés]
Don Mariano Marcos Memorial State University. Filipinas. Este modelo de utilidad describe el proceso de secado por aspersión para producir un polvo de flor de jamaica (Hibiscus sabdariffa) y el producto obtenido que contiene una cantidad significativa de nutrientes como vitamina C y antocianina para una variedad de usos como colorantes, ingredientes alimentarios o bebidas a base de jugo... Leer más...
CN104255908A Proceso de secado por pulverización de leche de yak en polvo Publicado en 2015 - [Inglés]
Qinghai Academy Of Animal Science And Veterinary Medicine, China. La invención se refiere a un proceso de secado por pulverización de una leche de yak en polvo, y pertenece al campo técnico del procesamiento de alimentos. El proceso de secado por aspersión comprende los siguientes pasos: filtrar y purificar la leche de yak fresca, homogeneizar la leche de yak en un dispersador a 3000 r / min, secar la leche de yak mediante el método de secado por aspersión mediante un secador por aspersión para formar la leche de yak en polvo... Imagen: Omega Foods Pet
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NOTAS TÉCNICAS Secado y co-secado por atomización
Secador por pulverización electroestático
Publicado en Español
Publicado en 2018 - [Español]
El principio de base del secado por atomización es la producción de un polvo fino y homogéneo obtenido a partir de un producto líquido por evaporación del agua.
Spraying Systems. Este equipo utiliza la revolucionaria tecnología electroestática que desplaza el agua y el producto encapsulante a la superficie y el principio activo al núcleo, trabajando a una temperatura de evaporación muy baja, lo cual reduce enormemente la pérdida de principio activo y su degradación o desnaturalización.
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¿Qué es el azúcar estructurado?
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Microencapsulación mediante secado por atomización con disolventes orgánicos en medio inerte
Publicado en 2018 - [Español]
Publicado en 2017 —[Español]
Se trata de un azúcar amorfo y poroso que se elabora con ingredientes naturales, mezclando azúcar, leche en polvo y agua. El compuesto resultante se pulveriza con aire caliente, logrando que el azúcar se vuelva poroso, la leche se encarga de estabilizar el azúcar secado por atomización, evitando que se vuelva demasiado pegajoso y dando lugar a un nuevo tipo de partícula porosa.
El empleo de alta temperatura en los procesos de deshidratación para compuestos activos termosensibles, y el empleo de materiales de recubrimiento no hidrosolubles, constituyen otro tipo de limitaciones para determinados tipos de aplicaciones.
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Elaborado por: Especialistas: Ing. Juan Meneses Peralta Ing. José Falconi Moyano Equipo técnico de Vigilancia Tecnológica Ing. Guadalupe Silva Campusmana Ing. Carolina Grimaldo Salazar Boletín de Vigilancia Tecnológica: “ Secado de alimentos por atomización” Copyright© Diciembre, 2019. CITEagroindustrial Ica. Todos los derechos reservados.
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