El secado por aspersión y su uso en la encapsulación

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Cápsulas

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La encapsulación es una técnica que se ha aplicado para preservar y 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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