Secado por atomización, tecnología de menor coste energético para la estabilización de microorganismos

En el momento de la selección de tecnologías y de diseño de equipos e instalaciones industriales para fabricar un determinado producto, se tienen en cuenta estimaciones sobre los precios de cada tipo de energía, de los materiales de fabricación, de las materias primas, del suelo, etc. y, en función de estas consideraciones se seleccionan unas tecnologías u otras. Como ocurre a veces con los electrodomésticos en casa o con los medios de transporte, a veces hay alternativas, algunos equipos son más económicos, otros tienen precios más elevados, pero consumen menos, o son más autónomos, ocupan menos espacio, etc.

Desde nuestra experiencia en procesos de estabilización de microorganismos os contamos un ejemplo de tecnología de deshidratación de menor coste energético para productos secos en polvo destinados a alimentación animal o para aplicaciones agrícolas.

Es el caso de la tecnología de spray drying o secado por atomización como alternativa a la liofilización para estabilizar microorganismos como producto seco en polvo. Como los microorganismos son sensibles, cuando se pretende mantener su viabilidad, tradicionalmente se utiliza la liofilización, puesto que es una tecnología de deshidratación que no precisa temperatura.

En el caso de microrganismos probióticos para alimentación, suplementos nutricionales, bacterias y levaduras, cultivos iniciadores para fermentación, generalmente es la primera opción a tener en cuenta. Pero cada vez hay más aplicaciones en las que el precio del producto final es muy relevante para la viabilidad del producto, como microorganismos probióticos y microalgas para alimentación animal o microorganismos para aplicaciones agrícolas como agentes de biocontrol, por lo que es necesario tener en cuenta otras posibles tecnologías de menor coste energético.

La tecnología de secado por atomización para la estabilización de microorganismos manteniendo su viabilidad y estabilidad en el tiempo presenta varias ventajas:

• Menor consumo energético: la primera de ellas es un menor consumo energético respecto a la liofilización. El proceso de liofilización es alrededor de hasta seis veces más caro por Kg de agua eliminada que el proceso de secado por atomización.
• Necesita un equipamiento industrial más económico: Los equipos industriales necesarios para el secado por atomización son también más baratos que los equipos de liofilización, para un mismo volumen productivo.
• Se obtiene un producto en polvo de fácil manejo: Además, el producto que se obtiene es un polvo, de fácil manejo, fluido, y de sencilla dosificación, frente a las “tortas” que se obtienen generalmente por liofilización, que requieren una manipulación extra.
• Permite el manejo de grandes volúmenes de producción: Por otro lado, el secado por atomización es un proceso continuo, frente a la liofilización que se trabaja habitualmente en discontinuo, en procesos por lotes. Al tratarse de un proceso continuo, se puede manejar en grandes volúmenes de producción, acoplado a un proceso biotecnológico de cultivo del microorganismo.
• Permite aportar propiedades mejoradas al producto final: Por último, en el propio proceso de secado por atomización, se puede combinar con la microencapsulación del microorganismo, lo que permite aportar propiedades mejoradas, como:
  • una mayor protección frente a temperatura u oxidación
  • una liberación controlada en unas condiciones concretas (por ejemplo, de ph para liberación en el colon)
  • una reducción del impacto de olor y sabor, o una mayor estabilidad en el tiempo.

Como contrapartida, el proceso de secado por atomización no deja de ser un proceso térmico, lo que podría llegar a dañar las células y causar la pérdida de viabilidad, así que la selección de las variables de proceso resulta un aspecto crítico en las etapas iniciales del desarrollo. Además, el secado por atomización tiene muchas variables de proceso, con efectos muy interrelacionados. Esto hace que el ajuste inicial del proceso sea complejo. No obstante, una vez definidas estas variables, el proceso es escalable a nivel industrial a grandes volúmenes de producción.

En Ainia contamos con experiencia y equipamiento para el desarrollo de estos procesos de estabilización de microorganismos mediante secado por atomización desde escala de laboratorio hasta escala piloto y producción. Además del propio desarrollo del proceso, ofrecemos un servicio de producción de lotes bajo registro sanitario de producto intermedio.

Por otro lado, el secado por atomización no es la única técnica de microencapsulación, hay muchas tecnologías para microencapsular. En Ainia trabajamos en el desarrollo de procesos de microencapsulación con diferentes técnicas. En este link tienes más información sobre tecnologías y procesos de microencapsulación con los que trabajamos en Ainia.