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Liofilización

1940
Aparato de liofilización en un laboratorio de época para la conservación de alimentos.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Freeze-drying, or lyophilization, is a dehydration process that leverages sublimation to preserve perishable materials. The material is first frozen, and then the surrounding presión Se reduce para permitir que el agua congelada se sublime directamente de la fase sólida (hielo) a la fase gaseosa (vapor de agua). Esto evita los efectos dañinos de los métodos de secado basados ​​en calor.

Lyophilization is a three-stage process: freezing, primary drying (sublimation), and secondary drying (desorption). First, the material is frozen below its punto triple Para asegurar que se produzca la sublimación en lugar de la fusión, el método de congelación es fundamental, ya que el tamaño de los cristales de hielo formados puede afectar la estructura y las propiedades de rehidratación del producto final. La congelación rápida (congelación instantánea) produce cristales de hielo pequeños, lo cual suele ser deseable para preservar las estructuras celulares.

A continuación, en la fase de secado primario, se reduce significativamente la presión, creando un vacío. Se aplica una pequeña cantidad de calor al material para proporcionar la energía necesaria para la sublimación del hielo. Posteriormente, se elimina el vapor de agua de la cámara, generalmente condensándolo sobre una superficie fría (un condensador) mantenida a muy baja temperatura. Esta etapa elimina la mayor parte del agua. Finalmente, durante el secado secundario, se eleva ligeramente la temperatura para eliminar cualquier molécula de agua residual no congelada que se haya adsorbido a la superficie del material. El resultado es un producto deshidratado, estructuralmente intacto y ligero que puede almacenarse durante largos periodos a temperatura ambiente y rehidratarse rápidamente añadiendo agua. Dado que el proceso evita la fase líquida, minimiza la contracción, conserva la forma original y retiene los compuestos aromáticos volátiles, lo que lo hace superior a otros métodos de secado para materiales delicados.

UNESCO Nomenclature: 3308
Ciencia y tecnología de los alimentos

Tipo

Procesos industriales

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • antiguas técnicas de conservación de alimentos como el secado al sol y la salazón
  • Comprensión de los diagramas de fases y el punto triple del agua.
  • desarrollo de sistemas de refrigeración y vacío fiables bomba tecnología
  • La necesidad de plasma sanguíneo estable durante la Segunda Guerra Mundial, lo que impulsó su desarrollo.

Aplicaciones

  • producción de café instantáneo
  • Conservación de alimentos para astronautas y excursionistas.
  • long-term storage of pharmaceuticals like vacunas and antibiotics
  • estabilización de muestras biológicas como microbiano cultivos y tejidos para investigación
  • restauración de documentos y libros dañados por el agua

Patentes:

  • US2563129A
  • US2677889A

Ideas para posibles innovaciones

  • Aparatos de liofilización domésticos para la conservación de alimentos en el hogar
  • Unidades móviles de liofilización para la conservación de muestras biológicas en investigaciones de campo
  • Procesos de liofilización continua para la producción industrial de gran volumen, que sustituyen a los métodos por lotes
  • liofilización de tejidos y órganos vivos para criopreservación y trasplante a largo plazo
  • creating novel ‘aerogel’ style snacks with unique textures through controlled freeze-drying
  • Kits basados ​​en liofilización para estabilizar vacunas, eliminando la necesidad de una cadena de frío durante el transporte
  • Liofilización de comidas enteras en tabletas ligeras y compactas para raciones de emergencia y militares
  • using freeze-drying to create highly porous scaffolds for tissue engineering
  • Desarrollo de probióticos liofilizados con mayor estabilidad y vida útil.
  • Restauración de artefactos antiguos empapados de agua mediante la sustitución del agua por un sólido sublimable antes del secado.
Relacionado con: liofilización, sublimación, deshidratación, conservación, alimentos, productos farmacéuticos, vacío, hielo, baja temperatura.

Contexto histórico

Liofilización

1934
1940
1940
1940
1940
1940
1945-01-01
1930
1940
1940
1940
1940
1940
1940
1948

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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