Diseño y construcción de un liofilizado

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DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN LIOFILIZADOR PARA PRESERVAR ALIMENTOS

1. INTRODUCCIÓN:

Los alimentos liofilizados se mantienen intactos por largos periodos de tiempos sus propiedades nutritivas, además evita el crecimiento de bacterias, que deterioran los alimentos, creando también una capa exterior dura que ayuda a evitar que puedan penetrar las bacterias al alimento.

Es importante recalcar que la liofilización es un tipo de secado al vacío y sus principios eran ya conocidos y empleados por los incas. El procedimiento ancestral consistía en dejar que los alimentos se congelan durante la noche por la acción del frio de los andes y gracias al calor de os primeros rayos del sol de la mañana y la baja presión atmosférica de las elevadas tierras se producida la sublimación del agua congelada y en la actualidad se sigue usando en las zonas alto andinas, teniendo como ejemplo el chuño.

Además, en Perú se producen grandes cantidades de alimentos naturales mediante la agricultura sin embargo solo se comercia como materia prima dejando de lado la agricultura industrializada de estos alimentos para dar un valor agregado, trayendo desarrollo tecnológico y económico; lo cual nos daría acceso a competir en mercados internacionales.

El secado por vacío especialmente la liofilización también tiene aplicaciones en el campo medico debido a que permite alargar el tiempo de vida útil de medicamentos como jarabes, vacunas, Etc.

PROBLEMA:

Existen alimentos que se deteriora por la presencia de agua y necesitan un método de secado para preservarlos alimentos sin alterar los nutrientes.

OBJETIVOS:

• Construir un liofilizador
• Deshidratar frutas, hierbas y medicamentos.

HIPOTESIS: si el alimento es secado por el liofilizador construido, entonces es te podrá preservar por un largo periodo

Variables

V. INDEPENDIENTE:  PRECION DE LA TEMPERATURA

V. DEPENDIENTE: secado por liofilizador de alimentos

1. MATERIALES

1. Olla de presión
2. Muestras (Manzana, Papaya, Hierba buena, Jarabe)
3. Vacuómetro
4. Balanza
5. Bomba de Vacío
6. Mangueras
7. Cocina Eléctrica
8. Condensador

1. MÉTODOS Y PROCEDIMIENTO

DISEÑO Y CONSTRUCCION DEL EQUIPO LIOFILIZADOR:

Se requiere de material muy resistente debido a que tolera presiones muy bajas (0.01 Atm) y resistentes a la corrosión debido a que estará sometido a contacto constante con el agua en vapor por lo que se optó trabajar con una olla a presión de acero inoxidable con cierre hermético.

En relación a la generación de vacío ser requiere de una bomba de vacío, el cual succionara el aire y el vapor de las muestras, sin embargo, esta humedad puede dañaría la bomba de vacío por que se requeriría de un condensador, el cual, transformara el vapor en líquido.

Sin embargo, el elevado precio de la bomba de vacío y el condensador nos hizo optar por materiales convencionales como el uso de una bomba eléctrica de inflado de llanta, y se le acomodó en la parte interior de la tapa para que este succione el aire de la cámara y lo expulse al ambiente, creando un ambiente con una presión relativamente baja.

Luego se procedimos a armar el equipo bajo supervisión de un adulto según el diseño mostrado en la Fig. 1.

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Fig. 1 Diseño del equipo liofilizador

EVOLUCION DEL EQUIPO  LIOFILIZADOR

Una vez concluido

1. EXPLICACIÓN TEÓRICA

PRESION ATMOSFERICA: 

La presión es la fuerza que se aplica en una determinada área, si se aplica una fuerza en un área pequeña (Punta de Aguja) aumenta la presión, sin embargo si el área al cual se le aplica la fuerza es grande (base de un vaso) la presión aumenta.

El aire está compuesto por diferentes partículas (sustancias como oxígeno, Dióxido de carbono, Nitrógeno, Etc.) y éstas tienen un peso, además la tierra está rodeada por este aire y este peso que esta sobre nosotros, se conoce como Presión Atmosférica, este puede cambiar según el tiempo (Soleado, Lluvioso)

Existen herramientas que nos ayudan a medir la presión atmosférica como los barómetros, y también varía según la ubicación (cada lugar tiene una altura) en la que nos encontramos (Fig. 1) , por ejemplo, a nivel del mar (Lima) es decir 0 msnm, (metros sobre el nivel del mar) existe una presión de 760 mmhg (Milímetros de mercurio) o 1 atm (Atmosfera) y conforme vamos subiendo dicha presión atmosférica va disminuyendo, por ejemplo, a nivel de Arequipa con 2337msnm tiene una presión atmosférica de 0.76 Atm. (Tabla 1)

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Fig. 1 (a) Barómetro que se usa para medir la presión atmosférica mostrando unidades en mmHg (760 mmHg = 1 Atm) (b) Relación entre la altura y la presión atmosférica la cual es inversa es decir a mas altura menor, es decir a nivel del mar hay más presión que en las alturas

PUNTO DE EBULLCION:

El punto de ebullición Suele definirse como la temperatura de ebullición, es el instante en el cual se produce el cambio de estado del agua que pasa de líquido a gaseoso esto se debe a que el agua gana energía en forma de calor a una determinada temperatura (medición de calor) y crea agitación de las moléculas y a su vez también genera presión eal cual llega a superar la presión ejercida por el aire (presión atmosférica) llegando a desprenderse en forma de vapor.

RELACION ENTRE EL PUNTO DE EBULLICION Y LA PRESION:

Si uno desea hacer hervir agua en la ciudad de lima necesitaría calentar el agua hasta que llegue a 100°C lo que permitiría cocer mejor los alimentos, sin embargo si uno se va de viaje hasta la ciudad de Puno e intenta cocinar verduras se le resultara más complicado esto debido a que existe una presión muy baja (0.65 Atm) y el agua hierve a menos temperatura (88°C), por lo que resulta necesario el uso de ollas de presión que aumentan artificialmente la presión permitiendo alcanzar mayores temperaturas. Favoreciendo en la cocción de los alimentos.

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