Estimación de las propiedades de transporte durante la liofilización de emulsiones.

MERCEDES CAROLINA RASIA; PEREYRA, FLORENCIA; CASTAGNINI, J. M.; ZORRILLA, S. E.

Córdoba

Congreso; VII Congreso Internacional Ciencia y Tecnología de los Alimentos 2018; 2018

Ministerio de Ciencia y Tecnología de la provincia de Córdoba

La liofilización puede ser usada como etapa de estabilización de microcápsulas cuando se desea proteger activos que son lábiles a altas temperaturas. Tal es el caso de la liofilización de emulsiones Pickering para la protección de compuestos lipofílicos. La remoción del agua sublimada desde el material que se liofiliza se puede representar como un proceso de transferencia de materia. La formulación matemática se completa con la determinación de las propiedades de transporte. Estas propiedades no sólo son importantes para la extrapolación de los resultados a otros escenarios de operación sino también para la caracterización de la estructura del material en estudio. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue desarrollar una metodología para la determinación de las propiedades de transporte durante la liofilización de emulsiones. Para la representación del fenómeno de transferencia del agua sublimada se usó un modelo sencillo para una placa de material en la cual el flujo de vapor de agua ocurre a través de la capa seca de material y es función del espesor de la capa seca y de la diferencia de presión de vapor entre el frente de sublimación y el seno del medio ambiente. A partir de los datos de contenido de humedad remanente y de tiempo de sublimación se puede determinar un coeficiente de difusión efectivo de vapor de agua en la capa de material seco. Por un lado, se obtuvieron valores de este coeficiente para muestras de zanahoria fresca (considerando 2 espesores: 1 y 3 mm) para validar el procedimiento. Por otro lado, como emulsiones modelo se estudiaron emulsiones Pickering en base a aceite de girasol y almidón de arroz modificado de la variedad YERUA PA. Se usó buffer de fosfato a pH 7 como fase continua y aceite de girasol como fase dispersa, en una relación 1:2. Se usaron 400 y 600 mg de almidón por mL de aceite. Las muestras de emulsión se colocaron en placas (diámetro 50 mm; altura 5 mm), se congelaron en freezer durante 24 h y se secaron en un liofilizador de laboratorio. La humedad remanente se determinó por triplicado a distintos tiempos (30, 60, 90, 120 y 150 min). El valor promedio del coeficiente de difusión efectivo de vapor de agua en zanahoria fue 4×10-6 m2/s, mientras que para las emulsiones fue 4×10-5 m2/s (CV% < 14%). La diferencia entre estos valores se puede relacionar con la estructura de los materiales liofilizados. Es posible que la estructura celular de la zanahoria ofrezca una mayor resistencia al pasaje del vapor de agua que en el caso de la emulsión. La metodología propuesta permitió determinar adecuadamente los parámetros de transferencia de materia de los sistemas estudiados, los cuales son fundamentales para el diseño de la operación.