FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA E INDUSTRIAS Título: Industria Citrícola Unidad Didáctica Nº: 9 Tema 4 Edición: 2008 Autores: - Senn, Jorge - Puente, María de los A. 9. LA INDUSTRIA CITRÍCOLA 9.1. Introducción La industria Citrícola en la Provincia de Misiones tiene dos aplicaciones características: FRUTA FRESCA PACKING ELABORACION DE JUGOS En nuestra Provincia, por diversas circunstancias (especialmente económicas), ambos aprovechamientos se realizan por separado; es decir, por un lado tenemos plantas seleccionadoras y empaquetadoras de fruta fresca para su venta directa en el mercado (como fruta de estación) y por el otro lado se encuentran las plantas de elaboración de jugos de frutas, las que transforman toda la fruta recepcionada en jugo. La situación ideal evidentemente sería la combinación de ambos procesos, es decir, realizar una selección de calidad y tamaño de todas las frutas entrantes, separando las mejores para su venta directa en el mercado, y el resto, lo de segunda calidad, enviarla al procesamiento para la obtención de jugos. Esta situación sería ideal desde el punto de vista económico y desde el aprovechamiento del recurso, ya que la venta de fruta seleccionada en el mercado de fruta fresca significa una mayor rentabilidad, pudiendo procesar para jugo todo el resto (segunda y tercera calidad). En la actualidad, es probable que las empacadoras seleccionen sus frutas en primera y segunda calidad y que todo lo residual se envíe a alguna planta procesadora de jugos. Por otra parte, las plantas procesadoras de jugo no realizan selección por calidad y simplemente procesan todo lo que ingresa (salvo el descarte de fruta descompuesta).
9.2. Variedades Utilizadas en Misiones Existen muchas variedades de frutas cítricas que se utilizan en Misiones, tanto como fruta fresca como para jugo. Cada año se incorporan nuevas variedades y nuevas clonaciones con el objeto de mejorar su presentación y su calidad en contenido de jugos, como también prolongar su tiempo de conservación, ampliar la época de producción etc. Las variedades más utilizadas son: - Mandarinas : Mariscal, Común, Murcot, Okitzu - Naranjas : Común, Calderón, Valencia - Pomelo: Común, Rosado - Limón: 4 estaciones - Bergamota : Para aceites esenciales 9.3. Actividades Citrícolas de la Coop. Tabacalera de Misiones Como ejemplo se toma a esta Cooperativa, a fin de mostrar las diferentes actividades relacionadas con el tema: 9.3.1. Vivero Este sector ocupa el mayor espacio físico de la unidad de Investigación y desarrollo, ya que allí se producen las plantas de cítricos con las que estos productos formarán sus plantaciones. Actualmente cuenta con 22 hectáreas de vivero a campo e invernáculos para la producción de plantas en macetas. Estos producen portainjertos en tubetes con sistemas de riego por asperción y plantas terminadas con sistemas de fertiirrigación. Para la producción de yemas con calidad certificada, se cuenta con otro invernáculo de 1000 metros cuadrados, y también con distintos sensores de variables climáticas, ventilación cenital y gestión de clima por ordenador. El vivero de campo posee instalaciones de fertirriego y riego por asperción, con todos sus suelos sistematizados con terrazas de base angosta para tener controlada la erosión hídrica, formando así la cuenca de captación de agua para las cuatro represas que suministran agua de riego. Para lograr una buena calidad genética y fitosanitaria de las plantas se trabaja con material genético de origen nacional e importado de España multiplicados mediante técnicas de microinjerto, certificados y nuclelares (libres de agentes fitopatógenos); también se cuenta con plantas madres y yemeras que se multiplican en ambiente aislado con tejido antiinsectos fitosanitario, a las que se les realiza permanentemente controles de virus, viroides y bacterias. La capacidad de producción del vivero es de 500.000 plantas anuales, generando empleo a más de 100 obreros rurales. 9.3.2. Producción
Esta área está a cargo del Departamento de Producción que planifica y ejecuta todas las tareas de implantación de quintas, asesoramiento, manejo, técnicas culturales, cosecha, gestión de calidad, etc. Las Zonas productivas están divididas en Sub-zonas de producción de aproximadamente 80 hectáreas cada una, para facilitar el cumplimiento del "Proceso de Producción Controlada". La estructura operativa del departamento de producción está compuesta por: Los técnicos asesores, todos ellos agrónomos especializados en la producción de citrus y en constante capacitación, son responsables de la asistencia a productores, monitoreos fitosanitarios y de la calidad y producción de cada sub-zona. Los tractoristas del servicio fitosanitario que son los responsables de cumplir con el cronograma de pulverizaciones confeccionado por cada técnico, además de la sistematización de los suelos antes de la implantación de nuevas quintas, para controlar la erosión hídrica. Los supervisores de quinta, que coordinan las distintas zonas en función de los objetivos propuestos, trabajando estrechamente relacionados con los supervisores de cosecha, en las estimaciones. para la confección del cronograma de cosecha que se realiza cumpliendo con un sistema específico para cada variedad. Para cumplir con el proceso de producción controlada se desarrolló un sistema informático capaz de relacionar todas las variables de producción con la unidad productiva denominada "Lote". Un grupo de variables que tiene especial importancia en el sistema informático es el manejo fitosanitario de las plantaciones incluyendo el monitoreo de plagas cuarentenarias y sistemas de aviso fitosanitario. Desde 1994, cuando se comenzaron las plantaciones de cítricos a campo, el crecimiento ha sido siempre sostenido, implantado de 70 has a 100 has por año, hasta llegar a las 5400 has de cítricos 9.3.3. Investigación La investigación en esta área se lleva a cabo en la Unidad de investigación y Desarrollo, y tiene por objetivos ajustar la técnica de producción intensiva de plantas en invernáculos, evaluar el comportamiento de distintas variedades de cítricos (productividad, rentabilidad, crecimiento de frutas, calidad etc.), influencia de parámetros edáficos en los cítricos, respuestas a la aplicación de fertilizantes y enmiendas, relación entre productividad y análisis foliares, fertirriego entre otros. 9.3.4. Empaque (Packing):
El proceso de EMPAQUE comienza con una inspección para retirar del proceso, frutas y desechos de campo que no se procesan. Luego, un moderno sistema optoelectrónico separa las frutas por color, tamaño, forma o defectos según sea el caso. Este paso es una clasificación primaria muy importante ya que cada productor debe conocer cuáles son las virtudes y defectos de su producción. A continuación se produce la clasificación manual de la fruta con destino a la industria (lo que se descarta con destino a jugo). Posteriormente se realizan sobre las frutas que quedan, los tratamientos sanitarios y de abrillantamiento para mejorar su conservación y presentación. Continúa el proceso con la selección que permite separar las frutas en diferentes calidades comerciales. Las últimas etapas son la separación por tamaño realizada en forma electrónica y el embalaje realizado tanto en forma manual como automática. La planta cuenta además con un sistema de cámaras de conservación frigorífica - desverdizado y un túnel de enfriado rápido. El conjunto de cámaras permite almacenar hasta 750 toneladas de fruta. El transporte de la fruta procesada se realiza tanto en transporte convencional como refrigerado de acuerdo a los requerimientos. La Planta requiere del trabajo de 110 personas por turno. 9.3.5. Comercialización El mix de variedades plantado y en proceso de plantación está orientado básicamente para los mercados externos (Canadá, Europa, Medio Oriente y Oriente). Se trabaja con dos tipos de clientes, importadores y cadenas de supermercados, a los cuales se abastece desde septiembre hasta noviembre tanto en naranjas como en mandarinas. Se trabajan distintas presentaciones en cajas de cartón Open Top o telescópicas en 10, 15 o 18 kilos netos según las variedades. También se etiquetan todas las frutas individualmente con el logo y número de plug. En mercado interno satisfacemos la demanda de los mercados mayoristas de Buenos Aires, Rosario y Córdoba y en forma directa atendemos a las grandes cadenas de supermercados. Se pretende posicionar las marcas Cataratas, Mifrut y La Misión como sinónimo de calidad y servicio al cliente en el mundo. 9. 4. Propiedades Alimenticias de los Jugos
Los jugos cítricos son reconocidos desde la antigüedad como una alimento sumamente importante y especialmente utilizados para el aporte de vitaminas esenciales para el cuerpo humano. Como ejemplo se toma el jugo de naranja, que es el más utilizado: 9.4.1. Características del Jugo de naranja: El jugo de Naranja es generoso en vitaminas. Junto a gran cantidad de vitamina C, altamente asimilable, encontramos las vitaminas A (en forma de caroteno).también es muy rico en sales minerales, sobre todo Potasio y Calcio. De todas las frutas, la naranja, la mandarina y el limón son las que más cantidad de calcio poseen. 9.5. Elaboración de Jugos Concentrados: Son jugos de frutas naturales, que bajo un proceso de deshidratación se lleva a su estado final de concentración. Son productos que por ser totalmente naturales requieren refrigeración. Sus aplicaciones van dirigidas a la industria refresquera, alimenticia, pasteurizadora y de bebidas donde se busque enriquecer el sabor y la calidad. 9.5.1. Proceso de fabricación del jugo Recepción y pesaje: La fruta llega a fábrica en vehículos de transporte, es pesada en una báscula y se descarga en la playa de descarga, donde por pendiente se concentra en la parte central. De la carga se toma algunas muestras de frutas al azar a fin de llevarlas al laboratorio con el fin de determinar su calidad (integridad, grado de madurez, concentración de azúcar, etc.), a fin de conocer la calidad de la fruta aportada por cada productor. Almacenamiento en silos: Una vez descargada la fruta, ésta se eleva por medio de un elevador a canjilones a los silos, donde se almacenan según especie, para luego ser procesadas en el momento en que la línea de producción elabore esas frutas. Selección: Sobre una cinta transportadora avanzan las frutas, imprimiéndoles un movimiento rotativo a fin de que la o las personas encargadas de seleccionarlas las pueda apreciar de todos los lados. Se descarta manualmente las frutas rotas o descompuestas, o aquellas que son excesivamente pequeñas o muy grandes. Lavado: Las frutas ingresan a un lavador a cepillos giratorios. Los cepillos son cilindros largos con cerdas, ubicados en forma transversal al flujo de fruta. El propio giro de los cepillos a su vez imprime un movimiento de giro a las frutas y también las hace avanzar. Desde la parte superior todo el proceso está sometido a una lluvia de agua a presión. Esquema del Proceso de Fabricación:
Pesaje y Recepción Almacenamiento en silos por variedad Selección Descarte Lavado Exprimido Cáscara Jugo Aceite Esencial Descarte Filtrado Filtrado Pasteurizado Centrifugado Agua por evaporación Concentrado Refinación por Centrifugado Envasado en tambores Cámara de frío Batch Precipitación Cámara de Frío Cámara de frío Envasado Exprimido: Existen diversos métodos de exprimido, pero el más utilizado a nivel
mundial es el método patentado por la fábrica FMC de EE.UU. Estas máquinas funcionan con un movimiento vertical y en cada ciclo exprimen simultáneamente entre 8 y 10 frutas. Las frutas ingresan por alimentadores a las máquinas y se alojan en el recipiente exprimidor inferior. Una vez alojados allí, baja desde la parte superior la otra mitad del recipiente. En un primer paso, los dedos de los recipientes (que son rugosos) producen un raspado de la cáscara de la fruta (donde se encuentran alojados los aceites esenciales), liberando el aceite esencial de la fruta el que por medio de un flujo de agua es arrastrado a una canalización especial desde donde se sigue el procesamiento del aceite. En el segundo paso, cuando la fruta ya fue raspada y se encuentra aprisionada, emerge por la parte inferior central un caño que perfora la fruta y hace las veces de conducto de evacuación del jugo. Una vez que el caño perforó la fruta, las manos siguen apretándola produciendo la extracción del jugo. En el tercer paso, las manos se separan y un elemento auxiliar produce la expulsión de la cáscara la que va a residuo. Luego el proceso se repite. Filtrado del Jugo: Una vez extraído el jugo el mismo pasa por un sistema de filtrado rotativo en el que se eliminan todas las partículas sólidas de los jugos, quedando solamente el líquido propiamente dicho. Pasteurización: El proceso de pasteurización consiste en someter al jugo durante un lapso muy corto de tiempo a una temperatura elevada (entre 90 y 110 ºC) a fin de eliminar toda la carga bacteriana que el jugo trae en forma natural o que se haya incorporado en el propio proceso. La velocidad con que se produce este proceso es sumamente importante ya que no debe afectar la calidad organoléptica del jugo. Un proceso muy lento trae como consecuencia un gusto de hervido del jugo. Concentración: El proceso de concentración del jugo es muy importante desde el punto de vista económico, ya que gran parte del jugo es solamente agua, por medio de este proceso se pretende eliminar la mayor cantidad de agua posible a fin de tener que transportar luego solamente jugo concentrado. Existen varios procesos de concentración de jugos, pero básicamente en todos ellos se busca la evaporación del agua. Esta evaporación se realiza por hervor del jugo, pero como ya fuera dicho, el jugo debe mantener sus características de jugo recién exprimido. Para lograr esto, se produce un importante vacío en el interior de los evaporadores, a fin de que se produzca este hervor a temperaturas que van de 60 a 75 ºC. El agua extraída se elimina en forma de vapor por el sistema de generación de vacío. Inmediatamente a continuación del concentrado el jugo pasa a un enfriador y es envasado en tambores de 200 lts que luego son llevados a la cámara frigorífica para su conservación. Batch: El sistema de batch (o lotes definidos), tiene por objeto lograr a posteriori en el jugo concentrado las características que desea el cliente. Básicamente son grandes recipientes de entre 2000 y 5000 lts. en los que se produce la mezcla de diferentes lotes a fin de lograr las características solicitadas. También puede ser aprovechado
para mezclar diferentes jugos, o mezclar jugos de una misma variedad pero de diferentes lotes a fin de ajustar su resultado (ej: lote muy ácido mezclar con uno muy maduro). También, en casos especiales y según requerimiento de los clientes, permite el agregado de azúcar y o conservantes (bicarbonato de sodio). Cámara de frío: Una vez lograda la mezcla deseada, se envasa nuevamente en tambores de 200 lts y se lleva a cámara para su almacenamiento. Este almacenamiento debe realizarse entre 17 y 25 ºC. Con ello se logra el congelamiento del jugo en su óptima conservación. 9.6 Aceites Esenciales DEFINICION: Los aceites que manejamos son extraídos de la cáscara de frutas cítricas, tales como: naranja, limón, mandarina, pomelo, bergamota. CARACTERISTICA: Estos aceites pueden concentrarse por medio de destilación, según lo requieran. Otro proceso corresponde a su extracción mecánica y limpieza por centrifugado. En ambos casos, posteriormente se almacena el aceite en cámara frigorífica durante un par de meses a fin de producir la precipitación de las gomas disueltas en el aceite, luego por trasvase se eliminan las gomas y se recupera el aceite totalmente limpio. APLICACION: Tienen usos múltiples tanto en la industria alimentaria, como en la de perfumería, principalmente. PRESENTACION: Tambores metálicos cerrados, capacidad de 180 kilos. 9.7. Jugos Clarificados: En el caso de jugos concentrados del líquido filtrado se elimina aproximadamente 2/3 del agua utilizando bien un proceso en frío que consiste en una congelación de parte del agua en unos congeladores provistos de agitación, o bien en un proceso en caliente que consiste en una evaporación al vacío. En este caso se realiza una recuperación de las sustancias volátiles eliminadas con el vapor para añadirlas al jugo.la temperatura de concentración suele ser de 50 a 60ºC. En el proceso en frío, los cristales formados se separan por centrifugación. JUGOS CLARIFICADOS: Dentro de la gran variedad de jugos de frutas existentes en el mercado, los jugos clarificados están entre los más requeridos por la mayoría de los consumidores; sobre todo aquellos que apetecen las bebidas carbonatadas. En nuestro país los de mayor producción son los derivados de las uvas; las manzanas y los cítricos. Dentro de los jugos claros cítricos el de mayor producción en el país es el de limón. La provincia de Tucumán es el primer productor y es destinado tanto para el mercado
local como para la exportación. Bebidas como la Sprite y Seven-up utilizan este jugo como principal constituyente. Fruta LAVADO PRENSADO Jugo Azucarado (opcional) Agua Residuo Azúcar ENVASADO PASTEURIZACIÓN FILTRACIÓN Frío / Calor CLARIFICACIÓN T= 60-75ºC T= 20 40ºC A consumo 20-30 min Residuos Enzimas Enzimas El proceso de obtención se puede describir someramente de la siguiente manera: Materia Prima: Puede ser jugo natural ó bien jugo concentrado (este es utilizado fuera de la época de cosecha). Si se utiliza este último es necesario diluirlo llevándolo a una concentración similar a la del jugo natural; generalmente para la dilución se utiliza agua vegetal que es el agua proveniente de la evaporación en el proceso de concentración. Despectinización: En esta etapa se le agrega al jugo una enzima del tipo pectolítica que es la encargada de activar el proceso de clarificación. Todas las sustancias que le dan turbidez al jugo tienen carácter coloidal por lo tanto es necesario romper ese equilibrio eléctrico para lograr que estas sustancias precipiten. El jugo previamente se lo puede calentar a una temperatura tal que aumente la velocidad de reacción sin alterar las propiedades de la enzima. El jugo y la enzima son cargados en tanques donde generalmente se los agita por bombeo de recirculación. Luego de un cierto período de tiempo el que depende de factores tales como: la temperatura,la cantidad y calidad de la enzima pectolítica, de la concentración bacteriana del jugo se forman los flocs (flóculos) de las sustancias sólidas muy hidratadas y comienza la etapa de floculación. Para acelerar este proceso de decantación se le agrega tierras bentoníticas las que además colaboran en la eliminación de la enzima, ya que ésta es una proteína que pude alterar la calidad del producto final. Se forma así el sobrenadante, que es jugo con bajo tenor de turbidez y el fondo que esta constituido por jugo y sustancias sólidas proveniente del jugo A este último se lo somete a lavados sucesivos hasta agotar el jugo en condiciones técnico-económicas factibles. Centrifugación: Una vez que se ha determinado analíticamente que el grado de clarificación del sobrenadante es el adecuado se procede a centrifugarlo. El tipo de
centrífuga utilizado es la de platos donde se obtiene un jugo de alta transmisión lumínica (prácticamente cero de turbidez). Abrillantado: Se filtra el jugo utilizando tierras diatomeas sobre un medio filtrante celulósico. Tiene por finalidad realzar la transparencia y el color. Pasteurización: En esta se calienta el jugo hasta 85 ºC aproximadamente con la finalidad de eliminar microorganismos y detener la actividad enzimática. Concentrado: En esta etapa se lleva la concentración del jugo de 7 a 56 grados brix utilizando evaporadores bajo vacío de placa ó los más modernos de película descendente. Envasado: Una vez concentrado el jugo es enfriado a aproximadamente 5 º C y envasado en recipientes cuyos volúmenes y material dependen de los requerimientos del cliente. Previo al envasado se le puede agregar ó no conservantes autorizados. Va a depender de si el cliente lo requiere congelado, conservado ó ambas a la vez. Congelado: Se congela en cámaras frigoríficas a 25 º C Jugo Precalentador Tanques de Coagulación Centrifugado Abrillantador Pasteurizador Evaporador Enfriador Envasado Congelado 9.6. Otros Usos y Aplicaciones: 9.6.1. Concentrados para bebidas refrescantes Son productos con sabores, extractos y esencias de frutas en concentraciones que van desde 1-50 hasta 1-100 para obtener una bebida refrescante. Sus principales
características son la estabilidad del producto terminado, el sabor, la buena apariencia y el color. Sus aplicaciones van dirigidas a la Industria refrescante, pasteurizadora, procesadora de agua, además de elaboran desarrollos de formulaciones especiales a satisfacción de los clientes. Sabores: Naranja, Mandarina, Piña, Manzana, Tuti-Fruti. 9.6.2. Jarabes Se llama jarabe al producto resultante de mezclar jugo de fruta natural o concentrado con azúcar de tal forma que la concentración final del azúcar sea del 60% aproximadamente. Una vez azucarado el jugo, se deja unos días en unos recipientes bajo presión de CO2, y luego se filtra. 9.6.3. Jaleas Se obtienen concentrando en caliente los jugos de frutas añadiendo azúcar y gelatinas. También suelen añadirse algunos ácidos. El resultado es un producto sólido de aspecto gelatinoso a temperatura ambiente. Los jugos no se obtiene por presión, sino por cociendo en recipientes con agua los trozos de frutas. Los jugos se prensan en filtros prensa y luego se clarifican añadiendo caolín en polvo. 9.6.4. Jugos con pulpa: Son jugos concentrados en cuyo proceso la pulpa extraída en la prensa es llevada a pasteurización y luego reincorporada al jugo procesado, con lo que se obtienen jugos con pulpa, imitando condiciones organolépticas de jugos exprimidos a mano.