Liofilização

Páginas: 5 (1076 palavras) Publicado: 30 de setembro de 2012
Engenharia Alimentar Processamento Geral de Alimentos

LIOFILIZAÇÃO

ESAC - Ivo Rodrigues 2008

LIOFILIZAÇÃO
Definição: A liofilização remove a água e outros solventes do produto congelado pelo processo de sublimação. A sublimação ocorre quando a água no estado sólido é convertida directamente em vapor de água, sem passar pelo estado líquido.

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LIOFILIZAÇÃO
Fundamentos daLiofilização:
a liofilização só pode ocorrer quando a temperatura e a pressão parcial do vapor da água forem inferiores às do ponto triplo da água (610 Pa à temperatura de 0,01 ºC, para a água pura)

LIOFILIZAÇÃO
Fundamentos da Liofilização:

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LIOFILIZAÇÃO

Etapas da Liofilização: - (Pré) Congelação (< 0ºC) - Secagem Primária (eliminada 90% da água – produto
com 15% de humidade)

- SecagemSecundária (eliminada 10% da água – água ligada – produto desidratado até 2% de humidade)

LIOFILIZAÇÃO
Ciclo de Liofilização: • Acondicionamento da matéria-prima
Processo caro, exige matéria-prima de qualidade e a aplicação de tratamentos prévios adequados, •Selecção •Limpeza (lavagem) •Inactivação enzimática (tratamento térmico ou químico) •Preparação do produto (corte p/ produtos sólidos oupré-concentração p/ produtos líquidos)

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LIOFILIZAÇÃO
Ciclo de Liofilização: • Congelação do produto
•Cristais pequenos •Temperatura tal que permita a menor quantidade possível de água por congelar •Interna (congelação evaporativa e adiabática – 20% da água é eliminada) •Externa
•Convecção forçada para legumes, carnes e pescado •Leito fluidizado para legumes de pequena dimensão •Condução(em cilindros rotativos) para alimentos líquidos •Criogénica (azoto líquido)

LIOFILIZAÇÃO
Ciclo de Liofilização: • Secagem primária
•Sublimação do gelo controlando a pressão de vácuo e o aumento da temperatura (calor latente de sublimação – 2840 kJ/kg)

• Secagem secundária

•Eliminação da água ligada por evaporação a vácuo •Aumento da temperatura (20-60ºC) •Perigo de colapso •Até umconteúdo de água de 2% •Final controlado pela temperatura no produto ou pelo peso

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LIOFILIZAÇÃO
Ciclo de Liofilização: • Armazenamento do produto seco

•Conteúdo residual de água no produto seco é um factor critico que afecta a vida do produto em armazenamento •Produtos higroscópicos •Sensibilidade à oxidação •Embalagem a vácuo ou em atmosfera protectora de azoto ou CO2

• Re-hidrataçãoe utilização

LIOFILIZAÇÃO
Ciclo de Liofilização Como Funciona um Liofilizador?

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LIOFILIZAÇÃO
Transferência de calor e de massa:
• Os perfis de temperatura e humidade no alimento, durante a liofilização, dependem dos coeficientes de transferência de calor e de massa • O calor é transferido até à frente de sublimação (fronteira entre produto seco e produto congelado) através da camadaseca, da camada congelada ou de ambas, dependo da fonte

LIOFILIZAÇÃO

Transferência de calor e de massa:
• Quando ocorre a sublimação, o vapor de água é conduzido até à superfície por um mecanismo de transferência de massa que depende da estrutura do produto desidratado. • O vapor de água é transferido desde a frente de sublimação, através do produto seco, até à superfície e retirado atravésdo vácuo

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LIOFILIZAÇÃO
Transferência de calor e de massa Como Funciona um Liofilizador?

Pressão de Vapor (mBar) 6.104 2.599 1.034 0.381 0.129 0.036 0.011 0.0025 0.0005

Tem peratura (ºC) 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80

LIOFILIZAÇÃO
Transferência de calor e de massa Como Funciona um Liofilizador?

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LIOFILIZAÇÃO
Qual o tempo de liofilização?
(1)

dQ k a A = (Ts − Th )dt L

(v.t.c. na superfície de aquecimento do alimento)

(2)

dw Ap( ph − pw ) = dt L
dw DA ( ph − pw ) = dt RTh L

Lei de Darcy

(3)

Lei de Fick

(4)

(5)

dw dL (variação da humidade na camada seca) = A ρ (W 0 − W t ) dt dt dw 1 dQ (no equilíbrio a v.t.c. = v.t.m.) = − dt λ s dt

LIOFILIZAÇÃO
Qual o tempo de liofilização?

Substituindo na equação (5) a equação (1)…...
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