c) Coadyuvantes de tecnología / elaboración: No se autorizan con excepción de nitrógeno y dióxido de carbono para el envasado.

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS Y FORESTALES PRODUCTOS LÁCTEOS DESHIDRATACIÓN DE LECHE 1) Definición y denominación: Según el Código Alimentario Argentino se entiende por leche en polvo al producto que se obtiene por deshidratación de la leche, entera, descremada o parcialmente descremada y apta para la alimentación humana, mediante procesos tecnológicamente adecuados. 2) Clasificación: a) De acuerdo con el contenido de materia grasa: - Entera (mayor o igual que 26,0%). - Parcialmente descremada (entre 1,5 y 25,9%). - Descremada (menor que 1,5%). b) De acuerdo con el tratamiento térmico recibido: - De bajo tratamiento, si el N de la proteína de suero no desnaturalizada es mayor o igual que 6,00 mg/g. - De tratamiento mediano, si el N de la proteína de suero no desnaturalizada está comprendido entre 1,51 y 5,99 mg/g. - De alto tratamiento, si el N de la proteína de suero no desnaturalizada es menor que 1,50 mg/g. c) Clasificación de acuerdo con su humectabilidad y dispersabilidad: -Instantánea -No instantánea 3) En la elaboración de leche en polvo se utilizarán: a) Ingredientes obligatorios: Leche. b) Aditivos: Se acepta como aditivo únicamente a la lecitina como emulsionante para elaboración de leches instantáneas en una proporción máxima de 5 g/kg. Los antihumectantes se permite para la utilización a la leche en polvo a ser utilizada en máquinas de venta automática: silicatos de Al, Ca, Mg y Na-Al, fosfato tricálcico, dióxido de silicio, carbonato de calcio o de magnesio (en todos los casos 1% máx) c) Coadyuvantes de tecnología / elaboración: No se autorizan con excepción de nitrógeno y dióxido de carbono para el envasado. 4) Las leches en polvo deberán cumplir con los siguientes requisitos: 4.1) Características sensoriales: -Aspecto: Polvo uniforme sin grumos, sustancias extrañas macro y microscópicamente visibles. -Color: Blanco amarillento. -Sabor y olor: Agradable, no rancio, semejante a la leche fluida. 1

2 4.2) Características fisicoquímicas: La leche en polvo deberá contener solamente las proteínas, azúcares, grasas y sustancias minerales de la leche y en las mismas proporciones relativas, salvo por las modificaciones originadas por un proceso tecnológicamente adecuado. Requisitos Entera Parcialmente Descremada Mét. de análisis descremada Materia grasa (% m/m) 26,0 1,5 a 25,9 <1,5 FIL 9C: 1987 Humedad (%m/m) máx. 3,5 máx. 4,0 máx. 4,0 FIL 26: 1982 Acidez titulable (ml NaOH 0,1 N/ 10 g sólidos no grasos) máx. 18,0 máx. 18,0 máx. 18,0 FIL 86: 1981 FIL 81: 1981 Índice de insolubilidad (ml) máx. 1,0 máx. 1,0 máx. 1,0 FIL 129A: 1988 Leches de alto tratamiento térmico máx. 2,0 Partículas quemadas (máx.) Disco B Disco B Disco B ADMI 916 Para leche en polvo instantánea Humectabilidad Máx. (s) Dispersabilidad Mín. (% m/m) Entera Parcialmente descremada Descremada Método de análisis FIL 87: FIL 87: ) Criterios microbiológicos: Microorganismos Criterios de aceptación Categoría ICMSF Métodos de ensayo Aerobios mesón. viables / g n = 5 c = 2 m = M = FIL 100 A : 1987 Coliformes/ g (30ºC) n = 5 c = 2 m =10 M = FIL 73A : 1985 n = 5 c = 2 m<3 APHA 1992, Cap. 24 (1) Coliformes/ g (45ºC) M = 10 5 Estafilococos coag. pos./ g. n = 5 c = 1 m =10 M = FIL 60A : 1978 Salmonella spp / 25 g. n = 10 c = 0 m = 0 11 FIL 93A : ) Criterios macroscópicos y microscópicos, contaminantes y envasado: Los contaminantes orgánicos e inorgánicos no deben estar presentes en cantidades superiores a los límites establecidos en el Código Alimentario. Las leches en polvo deberán ser colocadas en envases bromatológicamente aptos, herméticos, adecuados para las condiciones previstas de almacenamiento y que confieran una protección apropiada contra la contaminación. 4.5.) Rotulado: El producto deberá ser denominado "Leche en polvo entera", "Leche en polvo parcialmente descremada" o "Leche en polvo descremada" según corresponda. El producto que presente un mínimo de 12,0% y un máximo de 14,0% de materia grasa podrá, opcionalmente, ser denominado como "Leche en polvo semi-descremada". La palabra "instantánea" se agregará a la designación si correspondiere. Cuando el envasado y/o fraccionamiento de la leche en polvo no se efectúe en la planta de origen o en otras plantas de la empresa elaboradora, sólo se permitirá realizar dichas operaciones en otros establecimientos que estén habilitados por la Autoridad Sanitaria Competente 2

3 B. PROCESO DE ELABORACIÓN Los edificios y las prácticas de elaboración, así como las medidas de higiene, estarán de acuerdo con lo que se establece en el Código sobre las condiciones higiénico-sanitarias y de Buenas Prácticas de Fabricación para Establecimientos Elaboradores/ Industrializadores de Alimentos. B.1. Objetivos buscados con la deshidratación a) Reducir el volumen del producto original lo que economiza en transporte, comercialización y almacenamiento. b) Conservar las propiedades naturales de la leche fresca, ya sea organolépticas como químicas y nutritivas permitiendo lograr un producto con la mojabilidad y solubilidad necesaria que permitan restituir en el momento que se desea las propiedades originales. B.2. Tratamientos previos que debe seguir la leche. I.- Recepción de la leche: a) Análisis químicos b) Análisis bacteriológicos (microorg. indeseables) II.- Normalización: Permite tipificar el contenido graso de la leche. III. Depuración o filtración: IV. Pre-esterilización o pasteurización alta: (95 º C en 15 s) V. Evaporación o concentración: Se busca reducir el porcentaje de agua a la mitad o un tercio del total, es decir, obtener una concentración entre el 38 % y el 48 % de sólidos totales. Para lograr esa reducción se emplean evaporadores, son intercambiadores de calor donde el agua se elimina como vapor de agua. Constan de un cambiador de calor propiamente dicho, un sector donde el líquido es calentado y un separador de vapor que es condensado en forma de agua. VI. Filtración: Permite eliminar agregados grandes, para seguir con la homogeneización y almacenamiento a una temperatura de 63 º C para que alimente el equipo de secado. VII. Deshidratación: El secado se produce en dos etapas: 1-Inicialmente el agua se elimina rápidamente siendo limitada principalmente por el flujo desde la superficie al medio caliente. 2-Las velocidad disminuye y está gobernada por la difusión de agua desde el centro de la partícula. VIII. Enfriamiento: Se hace pasar el producto por un intercambiador de calor para alcanzar una temperatura de 20 a 25 º C. IX. Instantaneización X: Almacenamiento, conservación y fraccionamiento B.3. Sistemas de producción de leche en polvo La eliminación de la casi totalidad del agua de constitución de la leche fluida, se puede realizar a baja temperatura y presión reducida (liofilización) o alta temperatura (más usual). I. Liofilización En este método se requiere la congelación del producto seguida de la sublimación del hielo para obtener un producto seco. La sublimación se consigue reduciendo la presión en una cámara hermética por debajo del punto triple del agua. Se puede decir, que el secado por liofilización requiere 3

4 de 2 etapas: a) Congelación, se separa agua de los demás componentes del alimento. b) Por sublimación de esos cristales se separa agua de la masa del producto. II. Deshidratación a alta temperatura Pueden ser por: a) Reducción a película: rodillos. b) Reducción a neblina: por presión de aire o por centrifugación o sistema spray. II.a) Sistema a rodillos o roller : La separación del agua se realiza colocando el producto húmedo en contacto con una superficie caliente, es decir, que en estos sistemas el calor sensible y latente de evaporación se suministra al producto por conducción. Se utiliza para obtener leche en polvo destinada a panaderías o alimentos balanceados, pues a pesar de su baja solubilidad, retiene más humedad y también se corre el riesgo de deterioro de las sustancias más sensibles al calor. Consta de uno o dos cilindros con movimiento rotativo, calentados internamente con vapor de agua ( º C), tienen un tamaño de 1,5 a 1,8 m de largo por 0,80 a 1 m de diámetro, girando en sentido opuesto a una velocidad de 10 a 30 rpm. Se aplica a la superficie del tambor una capa (película) del producto húmedo (caso de la leche concentrada a 18 a 20 % de EST) y de espesor uniforme. A medida que gira el tambor, tiene lugar el secado y el producto seco se separa de la superficie por medio de un mecanismo de raspado colocado a 1/2 3/4 de revoluciones del punto donde ingresa el producto, son cuchillas que deben estar bien afiladas y tocar uniformemente la superficie del tambor. La leche es desecada en un giro de los º. La misma cae sobre canaletas que la transportan por medio de un tornillo sin fin a las moledoras y tamices para ser luego embolsadas (aspecto hoja de papel). Para obtener uniformidad en el producto es necesario: Uniformidad en la presión de vapor que calienta los cilindros Caudal uniforme de alimentación Concentración similar del producto a secar y constante agitación. Velocidad constante de cilindros. Cuidado de la superficie de los cilindros. Estado óptimo de las cuchillas raspadoras. II.b) Secado spray Consiste en someter el producto a secar en pequeñas gotas ( μm) y ponerlas en contacto con una masa de aire caliente y seco en circulación y provocar la evaporación en forma casi instantánea. Ventajas: Secado instantáneo debido a la gran superficie de contacto generada. El secado se produce a baja temperatura. Aunque la temperatura del aire es elevada ( º C), el calor latente de vaporización del agua que se evapora permite en condiciones apropiadas de operación que la temperatura del alimento no supere los 50 º C. Las partículas de polvo no entran en contacto con la superficie caliente del sistema, pues flotan en el interior y son arrastradas por una corriente de aire hacia el exterior. El producto deshidratado se extrae con facilidad. Desventajas: Alto costo de inversión inicial en el equipo, justificado en la obtención de un buen producto. Trabajar con volumen constante de materia prima. Puede producirse principio de ignición debido a las temperaturas elevadas, pero es poco frecuente. 4

5 Partes principales de un equipo de secado spray A.- Sistema de calefacción y circulación del aire: Se usan calefactores o calentadores de vapor de agua. También se pueden suplementar con calefacción indirecta con gas. Estos dispositivos producen aire caliente que irá a la cámara de secado. Para mover el aire a través del sistema, se usan normalmente ventiladores centrífugos o soplantes. Algunos equipos tienen uno solo a la salida (en el equipo del Curso) o dos uno a la entrada y otro a la salida. Se acoplan en los conductos, amortiguadores para regular el flujo de aire y filtros para limpiar. B.- Mecanismo formador de la lluvia de aspersión: La formación de una lluvia con el producto de partida, con gotas uniformes (del tamaño deseado) y distribuidas a través del aire caliente en forma pareja, son los factores a tener en cuenta para obtener un secado satisfactorio. Tres son los mecanismos utilizados: B.1) Boquilla de presión: el producto de partida se bombea a una presión elevada (35 a 500 kg / cm 2 ), a través de un orificio pequeño, al entregar la energía del líquido a presión elevada se produce la lluvia. Su principal limitación es la obturación de los orificios por las partículas sólidas. B.2) Boquillas de dos fluidos: utilizan la energía de una corriente de gas a gran velocidad para atomizar el producto de partida. Inconvenientes: obturación de los orificios y la variación amplia del tamaño de las gotas. B.3) Atomizador centrífugo: es un dispositivo en forma cónica, que lleva en su vértice el rodete atomizador, todo construido en acero inoxidable. Dicho rodete es un disco que gira en el extremo de un eje y lleva canaletas radiales, cada una de las cuales termina en ventanitas tangenciales. La función que cumple es producir una gran superficie del liquido a secar en relación a la masa a evaporarse (alta relación de superficie por unidad de volumen). Esto se consigue produciendo pequeñas gotas ( 100 micrones) de tamaño uniforme. De esta forma se dice que con un litro de leche se cubre una superficie de 60 m 2. Los tamaños y velocidades varían desde 5 cm de diámetro girando a rpm hasta 75 cm de diámetro girando a 3450 rpm; por ejemplo, el rodete que gira a rpm produce una velocidad tangencial de 120 a 150 m/s de cada gota. 5

6 La energía cinética la produce un motor de alta potencia conectado al eje de rotación, en el caso del equipo de laboratorio, la fuerza de giro la produce una presión neumática de 4 a 5 kg/cm 2 sobre una pequeña turbina colocada en el eje de rotación. Dicha presión proviene del recipiente conectado al atomizador. El otro, es para alimentar con el producto, que a su vez, mediante un pequeño pico desemboca sobre la superficie del rodete en giro. C: tobera de alimentación de la turbina D: turbina de atomización en cuya periferia se distinguen los orificios de salida de la leche atomizada. E: árbol de arrastre de la turbina (6.000 a rpm) C- Cámara de secado o torre Es aquella parte en la que se encuentran el aire caliente y el producto a secar. Existen distintas formas, pero las más usadas son las de forma cilíndrica en la parte media superior y tronco-cónica en la parte media inferior. Dicha forma facilita el desplazamiento del producto desecado y la rápida extracción. Lleva visores iluminados para observar el proceso y puertas para la limpieza. Su construcción es de acero inoxidable revestido exteriormente con una capa aislante para evitar pérdidas de calor. En las paredes internas se colocan una serie de martillos neumáticos de accionar intermitente que facilitan el desplazamiento del polvo. Por la parte superior, se realiza la alimentación mediante bombas de desplazamiento positivo controladas. Las dimensiones de la cámara dependen de la capacidad de la planta, que se estipula en cantidad de agua evaporada por hora; por ejemplo, una planta de 600 a 700 kg / hora tendrá una torre con un diámetro de 6 a 7 m y una altura de 12 a 15 m. D.-Sistemas de recuperación del producto Los productos pueden caer hasta el fondo de la torre y extraerse con la ayuda de rastrillos, tornillos sin fin y válvula rotativa, en otros equipos salen directamente con el aire y en este caso, se debe recuperar el producto. Los separadores más utilizados son los de ciclón. Estos se pueden usar solos o en parejas en serie. Son dispositivos de forma cónica algo alargada donde se observan dos caños, uno lateral de mayor diámetro que conecta con el caño que viene de la torre (trae el producto) y otro de menor diámetro por el que se descarga aire húmedo y por la base sale el polvo seco. Funcionamiento: al entrar la mezcla aire húmedo - El polvo ingresa en forma tangencial al dispositivo por su mayor peso el polvo colisiona por las paredes del ciclón, cae es retenido en el envase. El aire húmedo tiene ascenso recto por la parte media del ciclón para conectar con el tubo central de salida. De esta manera se recupera el 99,5 % de polvo y algo más si hay ciclones en serie. 6

7 Diagramas de trabajo de deshidratadores de leche 7