Molienda
Operación unitaria mediante la cual se procede a transformar un material de grandes dimensiones a otras más pequeñas, incluso hasta obtener polvos de granulometría apta para la difracción de rayos X. El propósito de esta molienda es ejercer un control estrecho en el tamaño del producto y, frecuentemente, se considera que una molienda correcta es la clave en la recuperación de la especie útil.
Máquinas para la Molienda
- Trituradoras gruesas y finas
- Molinos intermedios y finos
- Molinos ultrafinos
- Molinos cortadores y de cuchillas
Aplicaciones de la Molienda en la Industria Farmacéutica
- Se emplea para la elaboración de aerosoles e inyectables, así como para la preparación de parches e implantes medicinales.
- Facilita la extracción de un constituyente dentro de la estructura de un sólido, como la obtención de harina a partir de granos y jarabe a partir de la caña de azúcar.
- Se pueden obtener partículas de tamaño determinado, cumpliendo con un requerimiento específico del alimento, por ejemplo, el azúcar para helados.
- Aumenta la relación superficie/volumen, incrementando la velocidad de enfriamiento o calentamiento en la extracción de un soluto deseado.
Extracción
Es una operación unitaria sencilla que se utiliza para separar un soluto de una mezcla. Es decir, es una técnica de separación que se puede aplicar a todo tipo de mezclas, ya sean sólidas, líquidas o gaseosas.
Tipos de Extracción
Extracción Sólido-Líquido
Consiste en tratar un sólido formado por dos o más sustancias con disolventes que disuelven selectivamente uno de los sólidos o solutos. A este tipo de extracción también se le llama lixiviación. Se realiza comúnmente con disolventes calientes, donde el conocimiento de su punto de ebullición es importante. Esta técnica es crucial en la industria alimentaria y farmacéutica, por ejemplo, en la preparación de esencias y perfumes.
Desorción o Desecación Secundaria
Su misión es eliminar las últimas trazas de vapor de agua, evaporando el agua no congelada ligada al producto. Se lleva a cabo a una temperatura inferior a la de desnaturalización del producto, logrando una humedad final con valores inferiores al 1%. (Nota: Esta descripción corresponde a una etapa de la liofilización).
Extracción Líquido-Líquido
Consiste en poner en contacto una mezcla líquida con un segundo líquido inmiscible (o parcialmente miscible) que selectivamente extrae de la mezcla original uno o más de sus componentes.
Punto Triple
Es el punto en el cual coexisten en equilibrio el estado sólido, líquido y gaseoso de una sustancia. Es decir, un estado en el que las variables de presión, volumen y temperatura de una cantidad de sustancia permiten la existencia de la misma en los tres estados simultáneamente.
Liofilización
Llamada anteriormente criodesecación, es un proceso de secado cuyo principio consiste en sublimar el hielo de un producto previamente congelado, bajo condiciones de baja presión. Por lo tanto, consiste en pasar directamente del estado sólido al estado de vapor sin pasar por el estado líquido.
Importancia de la Liofilización y Aplicaciones en la Industria Farmacéutica
Se utiliza para productos muy diversos, como por ejemplo:
- De origen biológico húmedo: plasma, leche, tejidos (huesos, córnea).
- De origen animal y vegetal: sueros, antígenos, enzimas, extractos, antibióticos, vitaminas.
- De microorganismos: es el único método de desecación útil para conservar materia viva (los cultivos tipo se conservan liofilizados).
Ventajas de la Liofilización
- Proceso idóneo para sustancias termolábiles.
- Se obtienen productos de redisolución rápida.
- La forma y características del producto final son esencialmente las originales.
- Los constituyentes oxidables están protegidos.
- Contenido muy bajo de humedad final.
- Compatible con la elaboración en medios asépticos.
Desventajas de la Liofilización
- Alto costo en instalación y equipos.
- Elevado gasto energético.
- Operación de larga duración.
Criterios para la Aplicación de la Liofilización
La liofilización es particularmente útil cuando en el producto se cumplen uno o más de los siguientes requisitos:
- Que el producto sea inestable o sensible al calor.
- Cuando se requiera una rápida y completa rehidratación.
- Que el producto presente un alto valor económico.
- Cuando no sea recomendable su almacenamiento en refrigeración o congelación.
Etapas del Proceso de Liofilización
- Fase de precongelación: Congelación del material hasta que esté completamente sólido, a una temperatura generalmente inferior a 0 °C.
- Fase de sublimación (desecación primaria): Se elimina aproximadamente el 90% del agua (hielo libre) mediante sublimación a baja presión.
- Fase de desorción (desecación secundaria): Se elimina el 10% de agua ligada restante, pudiendo reducir la humedad del producto hasta valores inferiores al 2%. Esta fase consiste en una evaporación al vacío a una temperatura positiva, usualmente entre 20 °C y 60 °C.
Efectos de la Liofilización en los Alimentos
La liofilización se aplica a una serie de alimentos de consumo masivo, entre ellos: cebolla, pimentón, ajos, sopas, café, entre otros. El proceso de liofilización es capaz de recuperar en un alto porcentaje el sabor y la textura original del alimento. Una diferencia notable entre el producto liofilizado y el original puede radicar en el tamaño de la partícula, ya que el método requiere congelar y sublimar rápidamente el agua; para ello, es necesario que el tamaño de la partícula ofrezca la máxima superficie de evaporación. En otras palabras, las partículas deben ser pequeñas, puesto que mientras menor sea el tamaño, mayor será la relación superficie/volumen.
Se pueden obtener partículas de tamaño determinado cumpliendo con un requerimiento específico del alimento, por ejemplo: el azúcar para helados, la preparación de especias y el refinado de chocolate. Aumenta la relación superficie-volumen, incrementando la velocidad de enfriamiento o calentamiento en la extracción de un soluto deseado.
Si el tamaño de las partículas a mezclar es homogéneo y más pequeño que el original, la mezcla se realiza más fácil y rápidamente, como sucede en la producción de formulaciones, sopas empaquetadas, mezclas dulces, etc.