Usos del nitrógeno líquido en la criogenia alimentaria
En la industria alimentaria, el nitrógeno líquido es una fuente de frío intenso, rápido y eficiente. Sus propiedades únicas lo hacen fundamental para la conservación y producción industrial.
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El nitrógeno líquido es un activo fundamental en diversos sectores industriales por sus propiedades únicas a la hora de lograr frío extremo. Se utiliza principalmente en la industria alimentaria y permite enfriar y congelar los alimentos de forma rápida y eficaz, preservando su calidad.
Descubra en este artículo las propiedades del nitrógeno líquido, sus aplicaciones industriales, sus ventajas y los aspectos de seguridad asociados a su uso.
¿Tiene alguna pregunta sobre el nitrógeno líquido y su uso en los alimentos?
¿Qué es el nitrógeno líquido?
El nitrógeno líquido es nitrógeno (N₂) almacenado en recipientes de vacío aislados, en forma líquida, a -196 °C y 1,5 bar. Se utiliza en diversos sectores porque sus propiedades en frío extremo lo convierten en una herramienta imprescindible para muchas aplicaciones industriales.
Su expansión a presión atmosférica lo transforma en gas por encima de -196 °C.
- Ese cambio de estado (la vaporización del nitrógeno líquido en gas) libera 36 frigorías.
- El calentamiento del gas libera entre 32 y 47 frigorías (dependiendo de la temperatura que se pretenda alcanzar).
Diferencias entre nitrógeno líquido y gaseoso
El nitrógeno en estado líquido y gaseoso es el mismo elemento con dos formas diferentes, y se utilizan para diversas aplicaciones:
- Nitrógeno líquido: es líquido a -196 °C y se emplea por sus propiedades criogénicas. Al vaporizarse, absorbe una gran cantidad de calor, proporcionando una refrigeración rápida y eficiente.
- Nitrógeno gaseoso: a temperatura ambiente, se utiliza por sus propiedades químicas inertes para proteger productos o instalaciones del oxígeno, como la conservación de alimentos en atmósfera protectora.
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El nitrógeno líquido como fuente de refrigeración
El nitrógeno líquido tiene unas propiedades excepcionales:
- Su potencia: un litro de nitrógeno líquido que pasa de -196 °C a 0 °C proporciona aproximadamente 80 frigorías. La mitad de estas frigorías ya están disponibles a -196 °C, cuando el nitrógeno pasa del estado líquido a gaseoso. La otra mitad proviene del calor sensible de los gases. A nivel práctico, almacenar varias decenas de miles de litros de nitrógeno líquido permite disponer de una potencia frigorífica infinita.
- Su flexibilidad: una simple válvula, ya sea manual, eléctrica o neumática, permite regular fácilmente un flujo de refrigeración, alcanzar y mantener una temperatura específica entre ambiente y -196 °C, o incluso regular la velocidad de refrigeración. De este modo, podemos variar el tipo de producción, las cantidades horarias procesadas o simplemente el ritmo de trabajo a voluntad.
- Su precisión: el nitrógeno líquido es una respuesta a todos los procesos que requieren de una altísima reproducibilidad porque su aporte de energía frigorífica está determinado en un punto preciso y su intensidad se puede controlar perfectamente.
- Su fiabilidad: gracias a la facilidad de uso del nitrógeno líquido, los materiales utilizados son fiables. Su mantenimiento es prácticamente nulo y el riesgo de averías es casi inexistente, en comparación con las técnicas de congelación tradicionales.
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Aplicaciones del nitrógeno líquido en la criogenia alimentaria
Junto con el dióxido de carbono, el nitrógeno líquido es el fluido criogénico más popular de la industria para efectuar un proceso de enfriamiento o congelación. Se utiliza en diversos sectores industriales pero su principal aplicación es en la alimentación, para:
- Congelación: el uso de nitrógeno líquido aporta a la industria de la congelación:
- Una velocidad de congelación muy alta.
- La posibilidad de trabajar de forma continua, rápida, automática y, por tanto, en excelentes condiciones higiénicas.
- Equipos sencillos, eficientes y económicos.
- Este proceso es especialmente aplicable a la congelación de carnes picadas o en trozos, platos preparados, verduras, frutas (fresas, frambuesas...), filetes de pescado o incluso bollería cocida o cruda.
- Refrigeración.
- Control de la temperatura en batidoras, picadoras y amasadoras.
- Moldeado.
- Crusting (endurecimento superficial).
- Trituración.
- …
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Ventajas de congelar con nitrógeno líquido
El nitrógeno líquido, como tiene una capacidad refrigerante potente y flexible, es un gas clave que ofrece muchas ventajas a la industria alimentaria:
- Preserva la calidad: el rápido e intenso suministro de frío conserva la textura, el sabor y las cualidades nutricionales. En concreto, el frío criogénico congela muy rápidamente el agua contenida en los alimentos, favoreciendo la formación de pequeños cristales de hielo y preservando así la integridad de las células al minimizar daños en las membranas celulares.
- Es eficiente: reduce significativamente el tiempo de congelación en comparación con métodos tradicionales. Por ello se denomina también ultracongelación.
- Es flexible: resulta ideal para todo tipo de productos, ya sean enteros, troceados, en porciones, congelados rápida e individualmente (IQF), sólidos, líquidos, pastosos, blandos... y su implementación ofrece una gran versatilidad en las cadenas de producción.
- Es económico: los equipos criogénicos asociados al uso de nitrógeno líquido son compactos y tienen un diseño simple, por lo que requieren una menor inversión que en refrigeración mecánica.
Consideraciones de seguridad
- Almacenamiento y transporte: deben almacenarse en recipientes de alta presión, alejados de cualquier fuente de calor.
- Manipulación: se requiere equipo de protección personal (EPP) para prevenir quemaduras criogénicas.
- Ventilación: las áreas de trabajo deben estar bien ventiladas para evitar la acumulación de gas nitrógeno, que podría provocar riesgos de asfixia por falta de oxígeno.
El nitrógeno líquido es un recurso valioso en muchos sectores y proporciona soluciones eficaces para enfriar, conservar y congelar alimentos, entre otras aplicaciones industriales. Sus propiedades criogénicas permiten preservar la calidad del producto, agilizando los procesos productivos; sin embargo, su utilización requiere estrictas precauciones de seguridad para garantizar un entorno de trabajo seguro y eficiente.
¿Tiene un proyecto de refrigeración o congelación y está valorando el uso de nitrógeno líquido? No dude en ponerse en contacto con nosotros. Los expertos en criogenia alimentaria de Air Liquide le proporcionarán todo el asesoramiento necesario.
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- Transporte refrigerado de productos perecederos: la criogenia al servicio de la logística
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2. Acerca de nuestros equipos criogénicos
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- CRYO IMMERSION UNIT-CFV2: congelación IQF por inmersión criogénica
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- CRYO INJECTOR-CB3: control óptimo de la temperatura en malaxadoras
3. Acerca de los fluidos criogénicos
- ¿Qué gases se utilizan para la congelación criogénica?
- ¿Cómo se utiliza el dióxido de carbono en la criogenia alimentaria?
- ¿Cómo funciona la congelación de alimentos con nitrógeno líquido?
4. Acerca de la criogenia de alimentos
- Diferencias entre la congelación clásica y la criogénica
- Descripción de las diferentes técnicas de congelación alimentaria
- Efectos de la velocidad de congelación sobre la calidad de los alimentos
- Congelación criogénica: ¿cómo calcular las necesidades de frío de los alimentos?
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- Respetar la cadena de frío: definiciones y cuestiones esenciales
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