Secado por aspersión y su uso en la encapsulación

La encapsulación es una técnica que se ha aplicado para preservar y/o proteger numerosos ingredientes. Puede considerarse una forma especial de empacar, en la que un material en particular puede ser cubierto de manera individual para protegerlo del ambiente, de la reacción con otros compuestos o para impedir que sufran reacciones de oxidación debido a la luz o al oxígeno.

La principal ventaja es que un encapsulado se liberará gradualmente del compuesto que lo ha englobado o atrapado, obteniéndose productos alimenticios con mejores características sensoriales y nutricionales. Se utiliza también el término microencapsulación en la industria alimentaria o farmacéutica cuando se encapsulan sustancias de bajo peso molecular o en pequeñas cantidades. Los dos términos, encapsulación y microencapsulación, se usan indistintamente.

La utilización de microcápsulas abarca una amplia gama de campos: la eliminación controlada de sabores, colores, aromas, perfumes, drogas, fertilizantes y precursores en impresiones.

Procesos de encapsulación

Los procesos de encapsulación fueron desarrollados entre los años 1930 y 1940 por la National Cash Register para la aplicación comercial de un tinte a partir de gelatina como agente encapsulante mediante un proceso de coacervación. Históricamente, la microencapsulación fue introducida de manera comercial en 1954 como medio de hacer copias múltiples sin el uso del papel carbón.

Hay diferentes métodos para microencapsular, entre ellos, los más utilizados son: la coacervación, la polimerización interfacial, el secado por aspersión, la gelación iónica, etc.

La selección del proceso de encapsulación para una aplicación considera el tamaño medio de la partícula requerida y las propiedades fisicoquímicas del agente encapsulante y la sustancia a encapsular, las aplicaciones para el material microencapsulado, el mecanismo de liberación deseado y el costo.

En el caso de sabores y aromas, varios métodos han sido desarrollados para encapsularlos y utilizarlos en la industria de alimentos; el más utilizado es el secado por aspersión, debido a que es un método económico y efectivo para el encapsulado de sabores.

Secado por aspersión

Por definición, corresponde a la transformación de un fluido en un material sólido, atomizándolo en forma de gotas minúsculas en un medio de secado en caliente. El principio del secado por aspersión es la producción de un polvo seco por medio de la atomización de una emulsión en una corriente de aire caliente en una cámara de secado. El agua se evapora instantáneamente, permitiendo que el material activo presente en la emulsión, quede atrapado dentro de una película de material encapsulante. Una de las grandes ventajas de este proceso, además de su simplicidad, es que es apropiado para materiales sensibles al calor, ya que el tiempo de exposición a temperaturas elevadas es muy corto (5 a 30 segundos).

Los principales encapsulantes utilizados para este método son: carbohidratos (almidón y derivados, maltodextrinas, jarabes de maíz, ciclodextrinas, carboximetilcelulosa y derivados); gomas (arábiga, mezquite, alginato de sodio); lípidos (ceras, parafinas, grasas) y proteínas (gelatina, proteína de soya, caseinatos, suero de leche, zeína). Estos encapsulantes deben tener la capacidad de proporcionar una emulsión estable durante el proceso de secado por aspersión y tener muy buenas propiedades de formación de película para proveer una capa que proteja al ingrediente activo de la oxidación.

El secado por aspersión consiste en cuatro etapas de proceso: la atomización del fluido para tenerlo asperjado; el contacto del producto rociado con el aire; su deshidratación y la separación del producto seco. El material a encapsular es homogenizado con el acarreador, la mezcla es alimentada al secador por aspersión y se atomiza por medio de una boquilla o disco, posteriormente se vierte en una máquina en la que son sometidos a un aumento de temperatura instantáneo que los transforma al tamaño deseado (entre 20 y 50 micras).

Las primeras aplicaciones industriales del secado por aspersión correspondieron a la leche y a los detergentes y actualmente tiene una infinidad de aplicaciones donde sobresalen la industria de alimentos y la farmacéutica.

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Fuentes

http://www.cinvestav.mx/publicaciones/avayper/sepoct02/APLICACIONES.PDF

http://www.alfa-editores.com/bebidas/Agosto%20Sept%2005/ACTUALIDADES%20Empleo.htm

http://www.invdes.com.mx/anteriores/Agosto2001/htm/acuacultura.html

http://www.quimika.com/materias/operaciones_unitarias/secadores.htm

http://w3.dsi.uanl.mx/publicaciones/maricultura/vi/pdf/A26.pdf

http://w3.dsi.uanl.mx/publicaciones/maricultura/acuicolaIII/pdfs/9.pdf

¿De qué se componen los detergentes?

En la mayoría de las culturas antiguas, el jabón ya era conocido, lo usaban tanto para el cuerpo como para la ropa. Antiguamente, lo hacían con agua, grasas vegetales o animales, y cenizas vegetales o sustancias minerales como la sosa cáustica.

En latín, detergente quiere decir limpiar, es decir, un detergente es una sustancia que limpia, gracias a tener las siguientes dos propiedades:

Reduce la tensión superficial del agua, de manera que las moléculas de agua no se sienten tan atraídas mutuamente, y pueden penetrar mejor en la superficie a limpiar (por ejemplo un tejido)

Las moléculas del detergente tienen un polo lipófilo, que combina bien con las grasas, y un polo hidrófilo, que combina bien con el agua. La suciedad (que está adherida a los tejidos mediante partículas oleosas) atrae a los polos lipófilos, y los polos hidrófilos quedan dispuestos hacia fuera y rodeando la suciedad, de forma que el agua arrastra todo el conjunto.

Pero no fue, hasta 1930 que se empezaron a sintetizar sustancias detergentes derivadas del petróleo. Posteriormente se descubrieron otros ingredientes que, añadidos a las sustancias detergentes, daban al conjunto una mayor capacidad limpiadora.

Composición de los detergentes

Los principales componentes de los detergentes actuales, son:

Abrillantadores Ópticos para detergentes

Los abrillantadores ópticos tienen trascendental importancia en el lavado de una prenda blanca, aun cuando está limpia. Por esta razón desde el siglo XIX, la gente comenzó a lavar con trazas de colorante azul, de modo que el color blanco fuera modificado levemente y eso provocará una sensación visual de blancura más intensa.

Los abrillantadores fluorescentes son compuestos orgánicos que convierten una porción de la luz ultravioleta invisible en luz azul visible. El tono amarillento de los sustratos textiles desaparece al usar detergentes con abrillantadores ópticos. En día la mayoría de los detergentes existentes en el mercado contienen abrillantador óptico.

Proveedores de abrillantadores  ópticos

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La microencapsulación y sus procesos

La microencapsulación es considerada una forma de empacar, debido a que el material puede ser cubierto de manera individual para protegerlo del ambiente y agentes extraños. El material que es cubierto se refiere como fase interna y el material que lo recubre es llamado pared y generalmente no reacciona con el material a encapsular.

La microencapsulación envasa, separa y almacena materiales a escala microscópica para su posterior liberación. Dentro del término de microencapsulación, se incluyen las microcápsulas, las micropartículas, nanocápsulas y sustancias activas, entre algunas otras.

Existen numerosas técnicas para preparar microcápsulas aunque algunos autores clasifican a los métodos de encapsulación en: Físicos o mecánicos y químicos.

Como métodos químicos pueden citarse: coacervación compleja, polimerización interfacial, gelificación iónica, incompatibilidad polimérica y atrapamiento en liposomas

Entre los métodos físicos se encuentran: la encapsulación por lecho fluidificado y el secado por aspersión.

A continuación se describen brevemente cada uno de ellos.

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Fuente:

Alimentos Microencapsulados: Particularidades de los Procesos para la Microencapsulación de Alimentos para Larvas de Especies Acuícolas

Ruth Pedroza Islas

Universidad Iberoamericana

Departamento de Ingenierías (Tecnología de Alimentos)