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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA
LECCION EVALUATIVA UNIDAD 2: 211612 – TRANSFERENCIA DE MASA
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA DE ALIMENTOS
211612 TRANSFERENCIA DE MASA
ACTIVIDAD 8
LECCION EVALUATIVA UNIDAD 2
BOGOTA D.C.
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LECCION EVALUATIVA UNIDAD 2: 211612 – TRANSFERENCIA DE MASA
Cristalización
Es la formación de sólidos cristalinos a partir de soluciones sobresaturadas, cuál podría darse a partir de
un gas. La cristalización es un proceso que se emplea en química con bastante frecuencia para purificar
una sustancia sólida. Se han desarrollado diferentes técnicas al respecto. Algunas de ellas son:

Enfriamiento de una disolución concentrada
La mayoría de los sólidos son más solubles a temperaturas altas que a bajas. Si se prepara una
disolución concentrada a alta temperatura y se enfría, se forma una disolución sobresaturada, que es
aquella que tiene, momentáneamente, más soluto disuelto que el admisible por la disolución a esa
temperatura en condiciones de equilibrio.

Cambio del disolvente
Preparando una disolución concentrada de una sustancia en un buen disolvente y añadiendo un
disolvente que es miscible con el primero, el componente principal del sólido disuelto empieza a
precipitar, y las aguas madres se enriquecen relativamente en las impurezas. Por ejemplo, puede
separarse ácido benzoico de una disolución de éste en acetona agregando agua.

Evaporación de disolvente
De manera análoga, evaporando el disolvente de una disolución se puede conseguir que empiecen a
cristalizar los sólidos que estaban disueltos cuando se alcanzan los límites de sus solubilidades. Este
método ha sido utilizado durante milenios en la fabricación de sal a partir de salmuera o agua marina.

Sublimación
En algunos compuestos la presión de vapor de un sólido puede llegar a ser lo bastante elevada como
para evaporar cantidades notables de este compuesto sin alcanzar su punto de fusión (sublimación). Los
vapores formados condensan en zonas más frías ofrecidas por ejemplo en forma de un "dedo frío",
pasando habitualmente directamente del estado gaseoso al sólido, (sublimación regresiva) separándose,
de esta manera, de las posibles impurezas. Siguiendo este procedimiento se pueden obtener sólidos
puros de sustancias que subliman con facilidad como la cafeína, el azufre elemental, el ácido salicílico,
el yodo, etc.
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Figura 1. Cristalización
Los equipos utilizados industriales para este proceso son:
- Cristalizadores de tanque.
- Cristalizadores evaporadores.
- Cristalizadores de vacío.
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SECADO
Muchos productos sólidos tienen que ser secados antes de ser almacenados, embalados o distribuidos.
El secado es el retiro del agua o de cualquier disolvente orgánico calentando el sólido con una corriente
relativamente seca de gas (generalmente un gas con una presión parcial baja de vapor de agua), que
toma la humedad del sólido mojado puesto que la presión parcial del agua en la superficie será la
presión de vapor de agua a la temperatura de la superficie.
El secado es un proceso de por lo menos dos (2) etapas:
· Secado a velocidad constante: El sólido enteramente mojado en su superficie es secado simplemente
por evaporación del agua en la corriente de gas caliente.
· Secado a velocidad dependiente del tiempo: Cuando aparecen áreas secas en la superficie del sólido,
el agua contenida en los intersticios no puede difundir a la superficie tan rápidamente como ésta es
secada por la corriente de gas.
Los secadores utilizados en la industria pueden ser:
· Discontinuos. El más común es el de bandejas en los que el aire caliente puede pasar a través de la
bandeja o sobre ellas.
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· Continuos. Por lo general son tambores o bandas transportadoras inclinados que se mueven. El
movimiento lento hace que el material mojado baje a través de los gases calientes en los equipos que
operan a contracorriente. Así se logra que el sólido exponga un área superficial grande al secado.
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LIOFILIZACION
La Liofilización es un proceso de secado mediante sublimación que se ha desarrollado con el fin de
reducir las pérdidas de los compuestos responsables del sabor y el aroma en los alimentos, los cuales se
afectan en gran medida durante los procesos convencionales de secado.
La liofilización involucra varias etapas:
• Congelación (y acondicionamiento en algunos casos) a bajas temperaturas.
• Secado por sublimación del hielo (o del solvente congelado) del producto congelado, generalmente a
muy baja presión.
• Almacenamiento del producto seco en condiciones controladas.
Generalmente, al liofilizar adecuadamente un material se puede almacenar por períodos muy largos con
reducciones muy bajas de sus características organolépticas, físicas, químicas y biológicas.
La congelación del material
Cada producto debe congelarse de una manera tal que garantice que sufrirá pocas alteraciones en el
proceso posterior de sublimación. Se debe conocer con precisión:
• La temperatura en la que ocurre la máxima solidificación.
• La velocidad óptima de enfriamiento.
• La temperatura mínima de fusión incipiente.
Se busca que el producto ya congelado tenga una estructura sólida sin intersticios en los que haya
líquido concentrado para propiciar que todo el secado ocurra por sublimación. En los alimentos se
pueden obtener distintas mezclas de estructuras luego de la congelación que incluyen cristales de hielo,
eutécticos, mezclas de eutécticos y zonas vítreas amorfas. Estas últimas son propiciadas por la
presencia de azúcares, alcoholes, cetonas, aldehídos y ácidos, así mismo como por las altas
concentraciones de sólidos en el producto inicial.
El secado por sublimación.
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El proceso de secado como tal puede ocurrir o no a bajas presiones pero en tales condiciones es mucho
mas eficiente el proceso difusivo. El paso de hielo a vapor requiere gran cantidad de energía que
suministrada en alto vacío pues la interfase de secado se mueve hacia el interior de la muestra y el calor
tiene que atravesar capas congeladas (sistemas liofilizados en bandeja, sin granular) o secas (en
granulados), generándose un considerable riesgo de fusión del material intersticial o quemar la
superficie del producto que ya está seco.
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Evaporación
La evaporación es una operación unitaria que consiste en la eliminación de agua de un
alimento fluido mediante vaporización o ebullición. Son varios los alimentos que se obtienen
en forma de soluciones acuosas, y que para facilitar su conservación y transporte se
concentran en una etapa de eliminación de agua. Esta eliminación puede realizarse de
diferentes formas, aunque es la evaporación uno de los métodos más utilizados. Los
dispositivos para realizar esta eliminación de agua se denominan evaporadores.
Un evaporador consta, esencialmente, de dos cámaras, una de condensación y otra de
evaporación. En la de condensación un vapor de agua se transforma en líquido, con lo que
cede su calor latente de condensación, el cual es captado en la cámara de evaporación por
el alimento, del que se desea eliminar el agua. El agua evaporada abandona la cámara de
evaporación a la temperatura de ebullición, al mismo tiempo que se obtiene una corriente de
solución concentrada.
En un evaporador el caudal de vapor vivo de agua es W V, mientras que W A es el del
alimento, obteniéndose una corriente de vapor V y una de concentrado W C. El vapor
desprendido V se lleva a un condensador donde condensa. Es importante resaltar que
muchas soluciones alimentarias son termolábiles, y pueden quedar afectadas si son
expuestas a una temperatura demasiado elevada. Es por ello que en muchos casos es
conveniente operar a vacío en la cámara de evaporación, lo que hace que la temperatura de
ebullición de la solución acuosa sea menor, y el fluido se vea afectado por el calor en menor
grado. Si se opera a vacío, es necesario disponer de un dispositivo que lo realice. Asimismo,
será necesario que, en el condensador utilizado en la condensación del vapor desprendido
en la cámara de evaporación, se disponga de una columna barométrica que compense la
diferencia de presiones con el exterior.
Se define la capacidad del evaporador (V) como la cantidad de agua evaporada del alimento
por unidad de tiempo. El consumo (W V) es la cantidad de vapor de calefacción consumida
por unidad de tiempo. La economía (E) es la cantidad de disolvente evaporado por unidad de
vapor
de
calefacción:
E = Capacidad/Consumo = V/W v