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Liofilização (Secagem por congelamento)

1940
Freeze-drying apparatus in a vintage laboratory for food preservation.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A liofilização, ou secagem por congelamento, é um processo de desidratação que utiliza a sublimação para preservar materiais perecíveis. O material é primeiro congelado e, em seguida, o ambiente ao redor é descongelado. pressão A temperatura é reduzida para permitir que a água congelada sublime diretamente da fase sólida (gelo) para a fase gasosa (vapor de água). Isso evita os efeitos nocivos dos métodos de secagem baseados em calor.

Lyophilization is a three-stage process: freezing, primary drying (sublimation), and secondary drying (desorption). First, the material is frozen below its triple point to ensure that sublimation, rather than melting, will occur. The freezing method is critical, as the size of the ice crystals formed can affect the final product’s structure and rehydration properties. Rapid freezing (snap-freezing) produces small ice crystals, which is often desirable for preserving cell structures.

Em seguida, na fase de secagem primária, a pressão é reduzida significativamente, criando um vácuo. Uma pequena quantidade de calor é aplicada ao material para fornecer a energia necessária para a sublimação do gelo. O vapor de água é então removido da câmara, geralmente por condensação em uma superfície fria (um condensador) mantida a uma temperatura muito baixa. Esta etapa remove a maior parte da água. Finalmente, durante a secagem secundária, a temperatura é ligeiramente elevada para remover quaisquer moléculas de água residuais não congeladas que estejam adsorvidas à superfície do material. O resultado é um produto desidratado, estruturalmente intacto e leve, que pode ser armazenado por longos períodos à temperatura ambiente e reidratado rapidamente com a adição de água. Como o processo evita a fase líquida, ele minimiza a contração, preserva a forma original e retém compostos aromáticos voláteis, tornando-o superior a outros métodos de secagem para materiais delicados.

UNESCO Nomenclature: 3308
Ciência e tecnologia de alimentos

Tipo

Processo Industrial

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • técnicas ancestrais de conservação de alimentos, como a secagem ao sol e a salga.
  • Compreensão dos diagramas de fase e do ponto triplo da água
  • development of reliable refrigeration and vacuum pump technology
  • A necessidade de plasma sanguíneo estável durante a Segunda Guerra Mundial impulsionou seu desenvolvimento.

Aplicações

  • produção de café instantâneo
  • preservação de alimentos para astronautas e excursionistas
  • armazenamento a longo prazo de produtos farmacêuticos como vacinas e antibióticos
  • stabilization of biological samples such as microbial cultures and tissues for research
  • restauração de documentos e livros danificados pela água

Patentes:

  • US2563129A
  • US2677889A

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: liofilização, sublimação, desidratação, conservação, alimentos, produtos farmacêuticos, vácuo, gelo, baixa temperatura.

Contexto histórico

Liofilização (Secagem por congelamento)

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

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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