I
¿Cuál es el objetivo de la cristalización?
El objetivo de la cristalización es generar una cierta textura o apariencia para que el producto sea aceptable.
¿Cuáles son los pasos que implica la cristalización?
El líquido debe alcanzar un nivel de sobresaturación o sobreenfriamiento. Esto se logra mediante enfriamiento o evaporación.
Una vez que se ha superado una sobresaturación crítica, se produce la nucleación. La nucleación implica la formación de un estado cristalino a partir del estado líquido sobresaturado.
Una vez que se forman los núcleos, crecen en cristales del tamaño de un producto mediante la incorporación de moléculas adicionales en la red cristalina. La cristalización continúa hasta que se alcanza el equilibrio entre los estados líquido y cristalino y se produce un volumen de fase de equilibrio (del cristal).
Pueden ocurrir más cambios en la estructura cristalina durante el almacenamiento, especialmente cuando la temperatura y el contenido de humedad fluctúan. debido a un mayor equilibrio de la energía libre de la superficie de los cristales o la energía interna. Esta maduración de los cristales a menudo se denomina recristalización.
¿Qué información contiene el diagrama de fases?
Información útil para cuantificar la fuerza impulsora de la cristalización y la cantidad de volumen de fase cristalina producida en una condición dada a medida que el sistema se acerca al equilibrio
¿Por qué es importante que los cristales deban tener una forma o polimorfos adecuados?
Para mejorar la estabilidad del producto durante el almacenamiento y la distribución.
¿En qué casos la nucleación debe inhibirse o promoverse?
La nucleación debe inhibirse para permitir la formación de solo unos pocos cristales, que luego pueden crecer hasta un tamaño grande para una separación eficiente.
La nucleación debe promoverse para inhibir su crecimiento donde una gran cantidad de cristales proporcionará una textura suave en muchos productos alimenticios
¿Termodinámicamente en que se basa la fuerza impulsora?
La fuerza impulsora se basa en la diferencia de potencial químico entre el líquido sobresaturado y los estados sólidos de equilibrio. Esta diferencia de potencial químico se define mejor como la diferencia en las actividades químicas entre el líquido sobresaturado y los estados de equilibrio.
¿Qué componentes en los alimentos cristalizan ya sea parcial o completamente?
Azúcares (sacarosa, lactosa, glucosa y fructosa)
Lípidos,Almidones,Sales,
Alcoholes de azúcar(sorbitol)
Ácidos orgánicos,Proteínas
emulsionantes
¿Cuáles son los principios de cristalización?
La naturaleza del diagrama de fase y la generación de una sobresaturación.
Nucleación o formación de la fase cristalina a partir del estado sobresaturado.
Crecimiento de núcleos hasta que se agota toda la sobresaturación y se alcanza un equilibrio de volumen de fase.
Recristalización o maduración, donde los cristales se reorganizan, minimizando la energía libre superficial o la energía interna.
¿Qué es la fuerza impulsora para la cristalización en los solutos y como se define?
La fuerza impulsora para la cristalización del soluto es el grado de sobresaturación y se define como el exceso de concentración en la solución real por encima de la concentración de saturación o solubilidad. Termodinámicamente, la fuerza impulsora se basa en la diferencia de potencial químico entre el líquido sobresaturado y los estados sólidos de equilibrio.
¿Para qué es importante la estructura cristalina interna en muchos productos alimenticios y como se controla la naturaleza?
Es importante para la calidad, textura y estabilidad del producto. Esta estructura determina la apariencia del producto (recubrimiento de cereal helado), las propiedades mecánicas durante la manipulación (capacidad para untar la mantequilla), la sensación en la boca durante el consumo (suavidad del helado) y estabilidad en almacenamiento (floración de grasa en chocolate).
La naturaleza se controla manipulando la composición de los productos y las condiciones de procesamiento.
¿Qué representa el diagrama de fase?
Representa las condiciones de equilibrio que existen en un sistema. A partir del diagrama de fases, se puede obtener información sobre la fuerza impulsora de la cristalización durante el procesamiento, así como la relación final entre las fases cristalina y líquida después del equilibrio. Para un sistema binario simple de soluto y solvente, el diagrama de fase muestra las curvas de equilibrio para cada componente.
¿Qué ocasiona que la fuerza impulsora termodinámica aumente para los solutos?
La fuerza impulsora termodinámica aumenta a medida que aumenta la diferencia en la concentración de soluto por encima de la concentración de solubilidad. Sin embargo, Las velocidades de cristalización no aumentan necesariamente a medida que aumenta la fuerza impulsora de la sobresaturación, especialmente en sistemas que forman fácilmente estados vítreos. En este caso, a medida que aumenta la concentración (o disminuye la temperatura) y se acerca a la región de transición vítrea, la movilidad de las moléculas disminuye, es decir, las moléculas ya no pueden moverse (ya sea traslación o rotación) con suficiente libertad para permitir la formación de la celosía cristalina. Por tanto, a medida que se acerca la transición vítrea, las velocidades de cristalización disminuyen.
¿Por qué es importante la cristalización durante el procesamiento de ciertos componentes alimentarios y cuales son algunos ejemplos?
Es importante como paso de purificación o separación. Los ejemplos en los que es importante un proceso de separación incluyen el refinado de azúcares (sacarosa, lactosa, glucosa, etc.), sal y ácidos orgánicos (ácido cítrico, etc.), fraccionamiento de grasas (aceite de palma, grasa de leche, sebo, etc.) y congelar la concentración. En estas situaciones, la formación de cristales se controla para una separación eficaz de la fase líquida.
¿Qué dificulta una descripción cuantitativa del comportamiento de las fases en un diagrama?
La descripción cuantitativa del comportamiento de las fases se vuelve cada vez más difícil a medida que los alimentos se vuelven cada vez más complicados, con un mayor número de ingredientes con los que interactúan.
¿Qué es la fuerza impulsora para la cristalización de disolventes?
La fuerza impulsora para la cristalización del disolvente es la temperatura de subenfriamiento por debajo del punto termodinámico de congelación / fusión.