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I diplomado tecnología
agroindustrial de los cereales
Modulo V: Industria del Maíz
Universidad Centro occidental “Lisandro Alvarado”
Decanato de Agronomía
Programa Ingeniería Agroindustrial
Ing. Fernando López
INTRODUCION
Actualmente es el cereal más
plantado en el mundo en volumen de
producción, superando al trigo y el
arroz. Su nombre deriva de la palabra
taína mahís con que los indios del
Caribe llamaban a esta planta.
El Maíz (Zea mays) es una planta
gramínea anual originaria de México,
con unos 7.000 años de antigüedad.
Fue introducida en Europa en el siglo
XVI.
Origen del Maíz
• Origen en México y centro América
• Restos arqueológicos revelan que el maíz comenzó a
cultivarse hace casi 5000 años en América.
• constituyó la base de muchas culturas americanas antiguas.
Aztecas, Incas o Mayas centraban su alimentación en él.
• Los colonizadores españoles lo trajeron a España en el siglo
XVI.
• A principios del siglo XVI comenzó a extenderse su cultivo
por el norte de la península ibérica para pasar a extenderse
en el siglo XVIII por el resto de Europa
• Se cree que los navegantes portugueses introdujeron el maíz
en África a principios de 1500
• El maíz también llegó al sur del Asia a principios del
1500 (Brandolini, 1970), por medio de los comerciantes
portugueses
• el maíz fue introducido en China a principios del siglo
XVI por rutas marítimas y terrestres.
• El maíz se difundió como un cultivo alimenticio en el sur
de Asia alrededor de 1550 y hacia 1650 era un cultivo
importante en Indonesia, Filipinas y Tailandia.
• Hoy en día se encuentra cultivado prácticamente en
todas las zonas del mundo.
Origen del Maíz
Composición química proximal de las
principales partes del grano de maíz (%)
Componente
químico
pericarpio endospermo germen
Proteínas 3,7 8 18,4
Grasa 1,0 0,8 33,2
Fibra cruda 86,7 2,7 8,8
Cenizas 0,8 0,3 10,5
Almidón 7,3 87,6 8,3
azúcar 0,34 0,62 10,8
Fuente: Watson, (1998)
Estructura del grano de maíz
• Pericarpio: Capa exterior, capa
protectora dura y fibrosa
.Representa del 5 al 6% del peso
del grano.
• Endospermo: Reserva energética,
representa del 80-84% del peso
del grano constituido por:
– Endospermo periférico: Alto contenido
proteico, unidades de almidón pequeños y
angulares.
– Endospermo vítreo: Gránulos de almidón
recubierto por una matriz proteica
adquiriendo forma poligonal.
– Endospermo harinoso: Se encuentra en
la parte mas céntrica del grano,
encapsulado por el endospermo vítreo.
Gránulos de almidón mas grande y menos
angulares.
• Germen, fuente del aceite de maíz,
importante para usos alimenticios,
medicinales o industriales.
 tecnología agroindustrial de los cereales (maiz)
Tipos de maíz
Dentado
Envainado
Ceroso
Dulce
Reventón
Blando o harinoso
Duro
TIPOS DE MAIZ
Diferentes tipos de maíz obtenidos por
cruzamientos e hibridación
.
Producción De Maíz En
Venezuela Dividido En Tres
Partes.
Estados Centrales: Aragua,
Carabobo, algunas partes de
Guárico.
Estados Orientales: Monagas,
Bolívar.
Estados Occidentales: Yaracuy,
Portuguesa, Barinas y Cojedes.
ZONAS DE PRODUCCION
La calidad de uso del maíz
• La calidad de uso del maíz
• Dureza Endospérmica
• resistencia mecánica. La dureza se debe a complejas
interacciones entre los componentes del endospermo,
principalmente las proteínas y el almidón.
Estructura y composición del grano
Depende de: Variedad
Práctica de manejo
Clima, suelo
Cosecha y post-cosecha
Endospermo vítreo
Endospermo Harinoso
La calidad de uso del maíz
Grasa
Componente menor
del grano de maíz,
siendo su
concentración de
alrededor del 5%.
La composición de
ácidos grasos
determina, en gran
medida, la calidad del
aceite de maíz.
Almidón
Las aplicaciones del
almidón son
múltiples. La
modificación ya sea
por vía química o vía
genética
El almidón waxy 100% de
amilopectina. El amilose
extender original tenía 55-
60 %de amilosa, llegando a
aproximadamente 80%.
Carotenoides
son constituyentes
del grano que
determinan aspectos
de calidad.
Precursores de la
vitamina A
El contenido de
carotenoides: de 25-
30 ppm para los maíces
colorados y de 15-18
ppm en los dentados.
Usos del maíz
• Principal uso:
• Alimentación Animal
• Aceites, margarinas
• Grits o copos de maíz (harinas), sémola para cerveza, Hojuelas
consumo humano
• Jarabes de glucosa, maltosa, fructuosa, dextrosa.
• Jarabes de alta fructuosa, otros edulcorantes y cristalizantes
Industria Farmacéutica: Almidones simples y modificados para obleas,
comprimidos y grageas.
Industria Textil: Almidones para el engomado, apresto y espesante
para estampados.
Industria papelera: Para masas y adhesivos
Productos del maíz
• Productos y bebidas en polvo. Se utilizan maltodextrinas que
facilitan el proceso de secado sin alterar ni enmascarar sabores.
• Salsas y aderezos. El almidón modificado provee una
excelente consistencia bajo condiciones de acidez, agitación y
calentamiento
• Edulcorantes. Jarabe de maíz, Fructosa, Sorbitol, Glucosa.
• Productos lácteos. Utilizan maltodextrinas como agentes de
secado por su capacidad de encapsular sabores y grasas. En
quesos, el almidón aporta textura y retiene agua. En yogurt,
budines y helados, las maltodextrinas aportan cuerpo y
cremosidad.
Productos del maíz
Productos del maíz
• Panificación. Las maltodextrinas, sólidos de jarabe de
maíz y almidones modificados, ayudan a controlar
propiedades como la retención de agua en pasteles, la
inhibición de cristalización en fórmulas de alto contenido de
azúcar, la consistencia en rellenos cremosos, crema
pastelera, etc.
• Productos cárnicos. Utilizan maltodextrinas y sólidos de
jarabe de maíz para controlar propiedades de jamones y
embutidos (sabor, agente de relleno, ligador de agua,
apariencia más brillante, etc.)
• Confituras. Las maltodextrinas se utilizan como agentes
de formación de pastillas comprimidas; humectantes y
mejoradores de flexibilidad en caramelos suaves, etc.
Productos del Maíz
 tecnología agroindustrial de los cereales (maiz)
Molienda seca
Productos elaborados:
• Harina Cruda: Principal producto de la molienda, esta
constituida por partículas muy finas de endospermo.
– Los rendimientos en la molienda seca: 48% de grits y 23% de
harina con una eficiencia de molienda del 65% al 70%.
• Grits (Sémolas). Son fragmento de endospermo, más o
menos cubiertos de cáscara. Su tamaño es muy variable: de
0,5 mm a 0,3 mm.
• Harina precocida. Llamada también pregelatinizada,
Presenta variados usos, para la preparación rápida de arepas
y tortillas y para reemplazar parcialmente harina de trigo en
la preparación de pastas y pan.
• Torta de germen. Procedente de la prensa, vendida
directamente o utilizada para la elaboración de una harina
para la alimentación animal, junto con el salvado.
MOLIENDA SECA
MAÍZ AMARILLO
BOTANAS
MOLIENDA
SECA
CEREALES
PARA EL
DESAYUNO
CERVEZA
ALIMENTOS
TRADICIONALES
FORRAJE
GRITS
GRANULAD
O
Tecnología involucrada en el
procesamiento de maíz. Molienda seca
Tecnología involucrada en el
procesamiento de maíz. Molienda seca
• El proceso de molienda seca consiste en la reducción del tamaño del grano y su posterior cernido y clasificación a fin de
separar las diferentes fracciones.
Etapas del proceso: Limpieza de granos
• En esta etapa se elimina mediante una limpiadora y una separadora
de piedras, restos de materiales gruesos (tusas y palos), restos de
materiales extraños de menor tamaño.
Separador vibratorio: Su función es separar las partículas mas
pequeñas y más grandes que los granos de maíz, mediante dos tamices
de diferente calibre y con el movimiento vibratorio longitudinal que
ofrecen los dos motores, las partículas se extraen con un flujo de
aire.
Limpieza de granos
• Aspirador de aire: Su función es
separar las partículas ligeras como el
polvo del maíz. Posee unas
membranas que ajustan el aire de los
canales de aspiración y otras regulan
el total de aire aspirado.
Separador de gravedad: Permite
separar las partículas ligeras que no
fueron separadas por los equipos
anteriores, mediante el movimiento
vibratorio generado por dos motores
se separan la pequeñas partículas y
se extraen por succión de aire.
Limpieza de granos
• Separador magnético: Su función es separar las
partículas metálicas de los granos de maíz
mediante unos magnetos.
Acondicionamiento del grano
• Pre mojo: Se aplica humectación mediante una rosca
humectadora, con el fin de lograr una mejor separación del
germen, pericarpio y endospermo.
Humectador: Su función es
humectar y remover el
maíz antes de pasar al
pulidor, controla
automáticamente la
entrada simultánea de agua
y maíz.
Con vapor: el grano es humectado y luego acondicionado con vapor a baja
presión, la temperatura de vapor es de 100ºC, Este acondicionamiento es
vital para facilitar el desprendimiento o rotura vertical del pericarpio del
grano de maíz en el pulidor.
Desgerminación
• Definición: Implica la eliminación o separación del salvado, es
decir, el pericarpio, la cubierta de la semilla, epidermis
nuclear, capa de aleurona y el germen. En esta operación el
grano se fractura y se separa en dos corrientes. Corriente 1:
concha + germen + endospermo pequeño. Corriente 2:
endospermo con poco germen y concha.
• Desgerminadores:
– Impacto
– Masa cilíndrica (Pulidores)
Desgerminación
• Desgerminadores de Impacto: la separación se basa en el
impacto de las tetillas del roto contra en grano
– Desgerminador beal y el modelo MHXK buhler
• Desgerminadores de masa cilíndrica o pulidor:
– Remueve la concha y el germen del maíz por la fricción interna
entre grano y grano.
– Funcionan bajo el concepto de la pulidora de arroz
Laminacion
• Acondicionamiento del grist:
– El endospermo se acondiciona para la pre cocción en un tornillo
sin fin con rociador incorporado.
– la cantidad de agua que se agrega es de aproximadamente 10 %
en relación a la cantidad de maíz.
• Pre cocción: Proceso hidrotermico, en la cual ocurre la pre
gelatinización de los almidones aumentando la capacidad de
absorción de agua.
• presión de vapor entre 20-25 PSI y una temperatura entre 90 y 110ºC.
laminación
• Objetivo de la laminación:
– Conferir al endospermo la característica de formar una
masa adecuada para su uso final entregándola como
hojuela a la molienda
• Conceptos asociados a la laminación:
– Gránulos de almidón: Forma natural en que se presenta
los almidones, con características y forma especifica para
cada tipo de fuente
propiedad Maíz dentado Maíz ceroso Maíz
amiláceo
trigo arroz papa yuca
fuente cereal cereal cereal cereal cereal Raíz Raíz
Diámetro (µ) 5-30 5-30 5-30 1- 45 1 - 3 5 - 100 4 - 35
forma Ppligonal
redonda
Poligonal
redonda
Poligonal
redonda
irregular
Redonda
lenticular
Esférica
poligonal
compuesta
Oval esférica Oval truncada
Tabla 1. forma y tamaño de los gránulos de almidón
Laminación
• Gelatinización: gránulos de almidón se exponen al calor y a
humedad al mismo tiempo, gelatinizan; es decir, se hinchan
por la adsorción de agua por los grupos hidroxilo, aumenta su
viscosidad, los gránulos pierden su birefringencia.
La gelatinización depende de:
• Tipo de almidón.
• Concentración del almidón.
• Temperatura.
• Presencia de otros solutos
• Esfuerzo cortante o la fricción durante el procesamiento
laminación
•Retrogradación: incremento progresivo de las asociaciones
intermoleculares con expulsión del agua atrapada y el
consiguiente aumento de la rigidez.
Cambios producidos por la retrogradación de los almidones:
• Reducción de la viscosidad o consistencia
• Perdida de la capacidad de absorber agua
• Cambios texturales de los productos (endurecimiento)
• Cambios sensoriales (arenosidad, sequedad)
• Deshidratación
• Pérdida de la claridad de las pastas.
Laminación
• Proceso de laminación de hojuelas: El endospermo pre cosido
se dosifica a través de un cilindro de alimentación, el par de
rodillos laminadores se obtienen las hojuelas con un tamaño de
1 cm de diámetro y 1 mm de espesor. Este proceso depende
de:
– Tamaño del grano
– Acondicionamiento del grano
– Presión de los rodillos
– Condiciones físicas de los rodillos
Secado: secadora de lecho fluidizado, el cual
transmite calor por convección.
• aire caliente a una temperatura entre 100 y
110ºC,
•el tiempo de residencia: entre 5 y 7 minutos,
•las hojuelas son enfriada con aire a
temperatura ambiente.
Descripción del proceso de
laminación
Consistencia
• CONCEPTO DE CONSISTENCIA:
• MEDIR
• IMPORTANCIA DE LA CONSISTENCIA:
– CONOCER SUAVIDAD AMASADO
– CONSISTENCIA
GRADO DE PRECOCCION
CAPACIDAD DE ABSORCION DE AGUA
MASA SUELTA
MASA DURA
ALTA
BAJA
Molienda
Concepto: reducir la granulometría de la hojuela, de
tal forma que ayude a la formación de la masa
– Producto grueso masa áspera
– Producto muy fino grumos
Objetivo de la molienda:
• Llevar la hojuela a la granulometría, humedad y nivel
vitamínico requerido, cumpliendo con los estándares de
calidad y volumen de producción requerido
molinos
• La harina precocida era producida por molinos de
martillo
• En la actualidad se utiliza cilindros estriados con
velocidad diferencial y diferente tamaño de estría
• Molinos cilíndricos inclinados:
– 27º de inclinación.
– Uso muy común en la industria.
• Molinos cilíndricos horizontales:
– Disposicion horizontal
– Celda de carga en la alimentacion
– Molinos OCRIM: modelo con cernido y aspirado
intermedio
Molinos
• Estrías y ángulo de inclinación:
El numero de estrías varia para un molino de 250 mm.
– Molino pre-molienda: entre 200 y 300.
– Molino B1: de 400 a 500
– Molino B2: de 600 a 700.
– Molino C1: de 800 a 900.
– Molino C2: 900 a 1000.
• Angulo de corte:
– Entre 30 y 45º para Angulo de corte
– Entre 65 y 70º para ángulo de espalda
Descripción del proceso de molienda
Molienda Húmeda
MOLIENDA HÚMEDA:
Es un proceso altamente
sofisticado que por medios
físicos y químicos separa
los componentes del grano
de maíz en una serie de
productos útiles.
INDUSTRIALIZACION DEL MAIZ
MOLIENDA HUMEDA
MAÍZ AMARILLO
ACEITE
MOLIENDA
HUMEDA
ÁCIDO
CÍTRICO
GLÚTEN
GERMEN
FORRAJE
LECHADA DE
ALMIDON
PASTA
DEXTROSA
MONOHIDRATADA
SORBITOL
LISINA
COLOR
CARAME
LO
ETANOL
GLUCOS
A Y
JARABES
ALMIDÓN
MODIFICADO
DEXTRINAS
FÉCULA
DE MAÍZ
MALTO
DEXTRINAS
ALMIDÓN
INDUSTRIAL
DEXTROSA
ALTA
FRUCTOSA
DEXTROSA
ANHIDRA
Molienda Húmeda
Sub. Productos
• Almidón de maíz (maicena):En productos horneados
baja la fuerza del gluten , suaviza la miga,
texturiza y dora la corteza.
• Almidón modificado - vía ácida: En confitería se
utiliza para creación de gomas, usado también en
industria textil.
• Ester de almidón : Usado en industria textil .
• Glucosa: Utilizada en creación de confites,
caramelos, helados y jarabes.
• Dextrinas: Se usa como insumos para adhesivos.
Molienda Húmeda
• Caramelo (colorante): Producto de la tostación de
la glucosa, provee de color a bebidas sin alcohol.
• Adhesivos: De la unión de glucosa, dextrina, jabón
anhidro, bórax.
• Gluten feed: Se le da al ganado, por su contenido
proteico.
• Gluten meal: Alimento para aves de corral.
• Malto dextrina: Sirve en alimentos para extender
y dar cuerpo. Posee moderado poder edulcorante,
sabor dulce.
INDUSTRIALIZACION DEL
MAIZ
MAÍZ BLANCO
BOTANAS
NIXTAMALIZACIÓN
TORTILLA
MASA
OTROS
ALIMENTOS
TRADICIONA
LES
FORRAJE
MOLIENDA
HUMEDA
HARINA
PROCESO DE NIXTAMALIZACIÓN
NIXTAMAL
(CAL GRANO
COCIDO)
COCCION CON CAL/ REMOJO/LAVADO
CALAGUA
MOLINOS DE PIEDRA
MASA (CAL
PASTA
COCIDA)
MOLINO DE PIEDRA O
MOLINOS DE MARTILLO
MODIFICADO
HORNEADO
SECADO MOLINO DE
MARTILLO TAMIZADO
MEZCLADO
FREIDO
EXTRUSIÓN
Cocción: Maíz al 12.5% H (base 1 kg) se le agrega cal (8-10
g) y agua (3 L). Tiempo 10-40 min a 85-100 C
PROCESO DE NIXTAMALIZACIÓN
Molienda húmeda: molino de piedras (lava o de óxido de
aluminio) : se obtiene masa a 51% H
Remojo 14-18 hrs.
Drenado y lavado: se obtiene nixtamal aprox. a 48 %
H.
A partir de la masa se siguen tres opciones:
Laminado, cortado y horneado (280-300 C/1 min): Tortillas 42 % H
Extruído y freído (160-180 C/1 min): para botanas (2% H)
Obtención de harina de maíz nixtamalizada
OBTENCIÓN DE HARINA NIXTAMALIZADA
SECADO
Etapa 1: Instantáneo alta
temperatura
Etapa 2: A contracorriente baja
temperatura
Molienda seca (molino de martillo o rodillos)
Clasificación y mezclado por granulometría
Tamizado/aspiración
Masa (36 % Humedad)
HARINA DE
MAIZ (10 %
Humedad
AUMENTA LA BIO DISPONIBILIDAD DE VITAMINAS
CAMBIOS DEL GRANO POR
NIXTAMALIZACIÓN
DESPRENDIMIENTO Y REMOCIÓN DEL
PERICARPIO
HINCHAMIENTO DE LOS GRÁNULOS DE
ALMIDÓN:
GELATINIZACIÓN
RETROGRADACIÓN
AUMENTA LA CONCENTRACIÓN DEL CALCIÓ
OTROS PRODUCTOS DEL
MAIZ
Flujo grama del proceso de
elaboración de aceite de maíz
Recepción de la materia prima
(Germen acondicionado)
Prensado
Agotado con hexano
Filtrado
Neutralización
Lavado acuoso
Blanqueo (105ºC)
solvente
Impurezas
solidas
Jabón
remanente
Arcilla
activada
Flujo grama del proceso de
elaboración de aceite de maíz
filtrado
winterizado
Filtrado
Desodorizacion
(218-235ºC)
Envasado
Aceite
refinado
Constituyentes
volátiles
Material
insoluble
arcilla
Flujograma del proceso de elaboración
de cereales para desayuno
Diagrama de Flujo
Componentes de la Máquina para producir
cereal de desayuno
1. Mezclador de harina
2. Transportadora de tornillo
3. Extrusora de tornillo doble
4. Transportadora de aire
5. Maquina de producir hojuelas
6. Transportadora de aire
7. Secadora con cinta continua
8. Trasportadora elevada
9. Alimentador vibrante
10. Maquina para hornear
11. Transportadora de aire
12. Maquina de revesimiento de azúcar
13. Secadora con cinta continua extendida
14. Transportadora de enfriamiento
 tecnología agroindustrial de los cereales (maiz)
Obtención de etanol a partir de
maíz
Obtención de etanol a partir de
maíz
PLA = Acido Poliláctico
un polímero versatil obtenido del maíz, u otros cultivos
renovables, con alto contenido de almidón que se utilizaran
para obtener dextrosa, que es un azúcar natural
La dextrosa se convierte en ácido lactico mediante un
proceso de fermentación, para convertírse en una materia de
características similares al plástico a través de un proceso de
polimerización
El proceso necesita dextrosa para obtener PLA, el maíz es un
producto que tiene abundante almidón. Se utiliza maíz porque
es el producto más abundante
del que se puede obtener azúcar natural que actualmente existe
en todo el mundo
¿Qué es PLA?
PROCESO DE PRODUCCION
DEL PLA
Polymer
Modification
Acido lácticoFermentación
Dextrosa
que es un tipo
de azúcar
MAÍZ
Proceso fisico
quimico se
obtiene el
monómero
Polimerización
Lactide
el producto
quimico que
se obtiene
Proceso de
fabricación del
envase
PLA
Obtención del
ácido
poliláctico
PROPIEDADES INDUSTRIALES DEL
PRODUCTO
Vasos y envases fabricados con PLA posee excelentes
propiedades:
Gran claridad y brillo (similar al APET)
Gran rigidez (similar al PS)
Gran resistencia (similar al APET)
Barrera a sabores y olores
Resistencia a grasas y aceite
Excelentes propiedades de impresión
Costo de producción mas economico
VENTAJA DE ESTA TECNOLOGIA
PLA
•Al nivel ambiental estos envases plásticos se
descomponen mucho mas fácil y en menor tiempo
• Las condiciones óptimas para realizar un proceso
controlado de compostaje industrial deben ser a 60ºC y
95% de humedad.
• Bajo estas óptimas condiciones, los envases de PLA se
descomponen en compost en un plazo de 45-60 días (6-8
semanas)
día 1 día 15 día 30 día 45 día 58
Pasos a seguir para mantener una
buena calidad del grano de maíz
1. Sanidad de las instalaciones:
– Limpieza y cordón sanitario de los silos.
2. Análisis de recepción:
– Normas COVENIN a utilizar. 612-1982.
“muestreo” y 1935-87 “maíz para uso
industrial”
3. recepción
4. Acondicionamiento:
– Limpieza
– Secado
– Protector contra insectos
5. Almacenamiento y conservación.
6. Ventilación:
– Ventilación secante hasta estabilizar el grano
– Ventilación de mantenimiento
Pasos a seguir para mantener una
buena calidad del grano de maíz
Pasos a seguir para mantener una
buena calidad del grano de maíz
OBJETIVOS DE LA VENTILACION:
• Impedir la migración y condensación de humedad
debido a los cambios de la temperatura durante el
día y la noche, sobre todo cuando se almacena en
silos metálicos.
• Evitar la formación de focos de calor.
• Remover los olores de la masa de granos,
generados por la respiración.
• Establecer condiciones para refrescar el grano.
Migración de la humedad
• Grano caliente y temperatura ambiente fresca. En este
caso, la temperatura del aire y del grano decrece cerca
de la pared,
• Grano fresco y temperatura ambiente caliente. La
temperatura del aire y del grano aumenta cerca de la
pared del silo, el aire caliente asciende por disminución
de su densidad y al chocar con el techo,
Pasos a seguir para mantener una
buena calidad del grano de maíz
7. Perfil de calidad:
– Humedad
– Impurezas
– G.D.T
– G.D. por calor
– Germen dañado
8. Despachos
9. Control de plagas
Importancia del laboratorio de
control de calidad
1. Importancia económica del laboratorio
a) Para determinar las condiciones de recibo de
los granos de los productores.
b) Para controlar los procesos internamente
2. Funciones del laboratorio de granos
a) Predictivas: Durante la recepción,
seguimiento de los procesos.
b) De control
c) De investigación
Importancia del laboratorio de
control de calidad
3. Características del laboratorio
a) Repetitividad
b) Imparcialidad
c) Seguridad
d) Planificacion de los trabajos
Higiene y seguridad en el
laboratorio de control de calidad
a) Normas de higiene
• Trabajar con orden y limpieza
• Actuar responsablemente
• Atención a lo desconocido
b) Protección
• Cuidar los ojos.
• Vestimenta en el laboratorio
• Uso de guantes
c) Precauciones especificas

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tecnología agroindustrial de los cereales (maiz)

  • 1. I diplomado tecnología agroindustrial de los cereales Modulo V: Industria del Maíz Universidad Centro occidental “Lisandro Alvarado” Decanato de Agronomía Programa Ingeniería Agroindustrial Ing. Fernando López
  • 2. INTRODUCION Actualmente es el cereal más plantado en el mundo en volumen de producción, superando al trigo y el arroz. Su nombre deriva de la palabra taína mahís con que los indios del Caribe llamaban a esta planta. El Maíz (Zea mays) es una planta gramínea anual originaria de México, con unos 7.000 años de antigüedad. Fue introducida en Europa en el siglo XVI.
  • 3. Origen del Maíz • Origen en México y centro América • Restos arqueológicos revelan que el maíz comenzó a cultivarse hace casi 5000 años en América. • constituyó la base de muchas culturas americanas antiguas. Aztecas, Incas o Mayas centraban su alimentación en él. • Los colonizadores españoles lo trajeron a España en el siglo XVI. • A principios del siglo XVI comenzó a extenderse su cultivo por el norte de la península ibérica para pasar a extenderse en el siglo XVIII por el resto de Europa • Se cree que los navegantes portugueses introdujeron el maíz en África a principios de 1500
  • 4. • El maíz también llegó al sur del Asia a principios del 1500 (Brandolini, 1970), por medio de los comerciantes portugueses • el maíz fue introducido en China a principios del siglo XVI por rutas marítimas y terrestres. • El maíz se difundió como un cultivo alimenticio en el sur de Asia alrededor de 1550 y hacia 1650 era un cultivo importante en Indonesia, Filipinas y Tailandia. • Hoy en día se encuentra cultivado prácticamente en todas las zonas del mundo. Origen del Maíz
  • 5. Composición química proximal de las principales partes del grano de maíz (%) Componente químico pericarpio endospermo germen Proteínas 3,7 8 18,4 Grasa 1,0 0,8 33,2 Fibra cruda 86,7 2,7 8,8 Cenizas 0,8 0,3 10,5 Almidón 7,3 87,6 8,3 azúcar 0,34 0,62 10,8 Fuente: Watson, (1998)
  • 6. Estructura del grano de maíz • Pericarpio: Capa exterior, capa protectora dura y fibrosa .Representa del 5 al 6% del peso del grano. • Endospermo: Reserva energética, representa del 80-84% del peso del grano constituido por: – Endospermo periférico: Alto contenido proteico, unidades de almidón pequeños y angulares. – Endospermo vítreo: Gránulos de almidón recubierto por una matriz proteica adquiriendo forma poligonal. – Endospermo harinoso: Se encuentra en la parte mas céntrica del grano, encapsulado por el endospermo vítreo. Gránulos de almidón mas grande y menos angulares. • Germen, fuente del aceite de maíz, importante para usos alimenticios, medicinales o industriales.
  • 9. TIPOS DE MAIZ Diferentes tipos de maíz obtenidos por cruzamientos e hibridación
  • 10. . Producción De Maíz En Venezuela Dividido En Tres Partes. Estados Centrales: Aragua, Carabobo, algunas partes de Guárico. Estados Orientales: Monagas, Bolívar. Estados Occidentales: Yaracuy, Portuguesa, Barinas y Cojedes. ZONAS DE PRODUCCION
  • 11. La calidad de uso del maíz • La calidad de uso del maíz • Dureza Endospérmica • resistencia mecánica. La dureza se debe a complejas interacciones entre los componentes del endospermo, principalmente las proteínas y el almidón. Estructura y composición del grano Depende de: Variedad Práctica de manejo Clima, suelo Cosecha y post-cosecha Endospermo vítreo Endospermo Harinoso
  • 12. La calidad de uso del maíz Grasa Componente menor del grano de maíz, siendo su concentración de alrededor del 5%. La composición de ácidos grasos determina, en gran medida, la calidad del aceite de maíz. Almidón Las aplicaciones del almidón son múltiples. La modificación ya sea por vía química o vía genética El almidón waxy 100% de amilopectina. El amilose extender original tenía 55- 60 %de amilosa, llegando a aproximadamente 80%. Carotenoides son constituyentes del grano que determinan aspectos de calidad. Precursores de la vitamina A El contenido de carotenoides: de 25- 30 ppm para los maíces colorados y de 15-18 ppm en los dentados.
  • 13. Usos del maíz • Principal uso: • Alimentación Animal • Aceites, margarinas • Grits o copos de maíz (harinas), sémola para cerveza, Hojuelas consumo humano • Jarabes de glucosa, maltosa, fructuosa, dextrosa. • Jarabes de alta fructuosa, otros edulcorantes y cristalizantes Industria Farmacéutica: Almidones simples y modificados para obleas, comprimidos y grageas. Industria Textil: Almidones para el engomado, apresto y espesante para estampados. Industria papelera: Para masas y adhesivos
  • 15. • Productos y bebidas en polvo. Se utilizan maltodextrinas que facilitan el proceso de secado sin alterar ni enmascarar sabores. • Salsas y aderezos. El almidón modificado provee una excelente consistencia bajo condiciones de acidez, agitación y calentamiento • Edulcorantes. Jarabe de maíz, Fructosa, Sorbitol, Glucosa. • Productos lácteos. Utilizan maltodextrinas como agentes de secado por su capacidad de encapsular sabores y grasas. En quesos, el almidón aporta textura y retiene agua. En yogurt, budines y helados, las maltodextrinas aportan cuerpo y cremosidad. Productos del maíz
  • 16. Productos del maíz • Panificación. Las maltodextrinas, sólidos de jarabe de maíz y almidones modificados, ayudan a controlar propiedades como la retención de agua en pasteles, la inhibición de cristalización en fórmulas de alto contenido de azúcar, la consistencia en rellenos cremosos, crema pastelera, etc. • Productos cárnicos. Utilizan maltodextrinas y sólidos de jarabe de maíz para controlar propiedades de jamones y embutidos (sabor, agente de relleno, ligador de agua, apariencia más brillante, etc.) • Confituras. Las maltodextrinas se utilizan como agentes de formación de pastillas comprimidas; humectantes y mejoradores de flexibilidad en caramelos suaves, etc.
  • 19. Molienda seca Productos elaborados: • Harina Cruda: Principal producto de la molienda, esta constituida por partículas muy finas de endospermo. – Los rendimientos en la molienda seca: 48% de grits y 23% de harina con una eficiencia de molienda del 65% al 70%. • Grits (Sémolas). Son fragmento de endospermo, más o menos cubiertos de cáscara. Su tamaño es muy variable: de 0,5 mm a 0,3 mm. • Harina precocida. Llamada también pregelatinizada, Presenta variados usos, para la preparación rápida de arepas y tortillas y para reemplazar parcialmente harina de trigo en la preparación de pastas y pan. • Torta de germen. Procedente de la prensa, vendida directamente o utilizada para la elaboración de una harina para la alimentación animal, junto con el salvado.
  • 20. MOLIENDA SECA MAÍZ AMARILLO BOTANAS MOLIENDA SECA CEREALES PARA EL DESAYUNO CERVEZA ALIMENTOS TRADICIONALES FORRAJE GRITS GRANULAD O Tecnología involucrada en el procesamiento de maíz. Molienda seca
  • 21. Tecnología involucrada en el procesamiento de maíz. Molienda seca • El proceso de molienda seca consiste en la reducción del tamaño del grano y su posterior cernido y clasificación a fin de separar las diferentes fracciones.
  • 22. Etapas del proceso: Limpieza de granos • En esta etapa se elimina mediante una limpiadora y una separadora de piedras, restos de materiales gruesos (tusas y palos), restos de materiales extraños de menor tamaño. Separador vibratorio: Su función es separar las partículas mas pequeñas y más grandes que los granos de maíz, mediante dos tamices de diferente calibre y con el movimiento vibratorio longitudinal que ofrecen los dos motores, las partículas se extraen con un flujo de aire.
  • 23. Limpieza de granos • Aspirador de aire: Su función es separar las partículas ligeras como el polvo del maíz. Posee unas membranas que ajustan el aire de los canales de aspiración y otras regulan el total de aire aspirado. Separador de gravedad: Permite separar las partículas ligeras que no fueron separadas por los equipos anteriores, mediante el movimiento vibratorio generado por dos motores se separan la pequeñas partículas y se extraen por succión de aire.
  • 24. Limpieza de granos • Separador magnético: Su función es separar las partículas metálicas de los granos de maíz mediante unos magnetos.
  • 25. Acondicionamiento del grano • Pre mojo: Se aplica humectación mediante una rosca humectadora, con el fin de lograr una mejor separación del germen, pericarpio y endospermo. Humectador: Su función es humectar y remover el maíz antes de pasar al pulidor, controla automáticamente la entrada simultánea de agua y maíz. Con vapor: el grano es humectado y luego acondicionado con vapor a baja presión, la temperatura de vapor es de 100ºC, Este acondicionamiento es vital para facilitar el desprendimiento o rotura vertical del pericarpio del grano de maíz en el pulidor.
  • 26. Desgerminación • Definición: Implica la eliminación o separación del salvado, es decir, el pericarpio, la cubierta de la semilla, epidermis nuclear, capa de aleurona y el germen. En esta operación el grano se fractura y se separa en dos corrientes. Corriente 1: concha + germen + endospermo pequeño. Corriente 2: endospermo con poco germen y concha. • Desgerminadores: – Impacto – Masa cilíndrica (Pulidores)
  • 27. Desgerminación • Desgerminadores de Impacto: la separación se basa en el impacto de las tetillas del roto contra en grano – Desgerminador beal y el modelo MHXK buhler • Desgerminadores de masa cilíndrica o pulidor: – Remueve la concha y el germen del maíz por la fricción interna entre grano y grano. – Funcionan bajo el concepto de la pulidora de arroz
  • 28. Laminacion • Acondicionamiento del grist: – El endospermo se acondiciona para la pre cocción en un tornillo sin fin con rociador incorporado. – la cantidad de agua que se agrega es de aproximadamente 10 % en relación a la cantidad de maíz. • Pre cocción: Proceso hidrotermico, en la cual ocurre la pre gelatinización de los almidones aumentando la capacidad de absorción de agua. • presión de vapor entre 20-25 PSI y una temperatura entre 90 y 110ºC.
  • 29. laminación • Objetivo de la laminación: – Conferir al endospermo la característica de formar una masa adecuada para su uso final entregándola como hojuela a la molienda • Conceptos asociados a la laminación: – Gránulos de almidón: Forma natural en que se presenta los almidones, con características y forma especifica para cada tipo de fuente propiedad Maíz dentado Maíz ceroso Maíz amiláceo trigo arroz papa yuca fuente cereal cereal cereal cereal cereal Raíz Raíz Diámetro (µ) 5-30 5-30 5-30 1- 45 1 - 3 5 - 100 4 - 35 forma Ppligonal redonda Poligonal redonda Poligonal redonda irregular Redonda lenticular Esférica poligonal compuesta Oval esférica Oval truncada Tabla 1. forma y tamaño de los gránulos de almidón
  • 30. Laminación • Gelatinización: gránulos de almidón se exponen al calor y a humedad al mismo tiempo, gelatinizan; es decir, se hinchan por la adsorción de agua por los grupos hidroxilo, aumenta su viscosidad, los gránulos pierden su birefringencia. La gelatinización depende de: • Tipo de almidón. • Concentración del almidón. • Temperatura. • Presencia de otros solutos • Esfuerzo cortante o la fricción durante el procesamiento
  • 31. laminación •Retrogradación: incremento progresivo de las asociaciones intermoleculares con expulsión del agua atrapada y el consiguiente aumento de la rigidez. Cambios producidos por la retrogradación de los almidones: • Reducción de la viscosidad o consistencia • Perdida de la capacidad de absorber agua • Cambios texturales de los productos (endurecimiento) • Cambios sensoriales (arenosidad, sequedad) • Deshidratación • Pérdida de la claridad de las pastas.
  • 32. Laminación • Proceso de laminación de hojuelas: El endospermo pre cosido se dosifica a través de un cilindro de alimentación, el par de rodillos laminadores se obtienen las hojuelas con un tamaño de 1 cm de diámetro y 1 mm de espesor. Este proceso depende de: – Tamaño del grano – Acondicionamiento del grano – Presión de los rodillos – Condiciones físicas de los rodillos Secado: secadora de lecho fluidizado, el cual transmite calor por convección. • aire caliente a una temperatura entre 100 y 110ºC, •el tiempo de residencia: entre 5 y 7 minutos, •las hojuelas son enfriada con aire a temperatura ambiente.
  • 33. Descripción del proceso de laminación
  • 34. Consistencia • CONCEPTO DE CONSISTENCIA: • MEDIR • IMPORTANCIA DE LA CONSISTENCIA: – CONOCER SUAVIDAD AMASADO – CONSISTENCIA GRADO DE PRECOCCION CAPACIDAD DE ABSORCION DE AGUA MASA SUELTA MASA DURA ALTA BAJA
  • 35. Molienda Concepto: reducir la granulometría de la hojuela, de tal forma que ayude a la formación de la masa – Producto grueso masa áspera – Producto muy fino grumos Objetivo de la molienda: • Llevar la hojuela a la granulometría, humedad y nivel vitamínico requerido, cumpliendo con los estándares de calidad y volumen de producción requerido
  • 36. molinos • La harina precocida era producida por molinos de martillo • En la actualidad se utiliza cilindros estriados con velocidad diferencial y diferente tamaño de estría • Molinos cilíndricos inclinados: – 27º de inclinación. – Uso muy común en la industria. • Molinos cilíndricos horizontales: – Disposicion horizontal – Celda de carga en la alimentacion – Molinos OCRIM: modelo con cernido y aspirado intermedio
  • 37. Molinos • Estrías y ángulo de inclinación: El numero de estrías varia para un molino de 250 mm. – Molino pre-molienda: entre 200 y 300. – Molino B1: de 400 a 500 – Molino B2: de 600 a 700. – Molino C1: de 800 a 900. – Molino C2: 900 a 1000. • Angulo de corte: – Entre 30 y 45º para Angulo de corte – Entre 65 y 70º para ángulo de espalda
  • 39. Molienda Húmeda MOLIENDA HÚMEDA: Es un proceso altamente sofisticado que por medios físicos y químicos separa los componentes del grano de maíz en una serie de productos útiles.
  • 40. INDUSTRIALIZACION DEL MAIZ MOLIENDA HUMEDA MAÍZ AMARILLO ACEITE MOLIENDA HUMEDA ÁCIDO CÍTRICO GLÚTEN GERMEN FORRAJE LECHADA DE ALMIDON PASTA DEXTROSA MONOHIDRATADA SORBITOL LISINA COLOR CARAME LO ETANOL GLUCOS A Y JARABES ALMIDÓN MODIFICADO DEXTRINAS FÉCULA DE MAÍZ MALTO DEXTRINAS ALMIDÓN INDUSTRIAL DEXTROSA ALTA FRUCTOSA DEXTROSA ANHIDRA
  • 41. Molienda Húmeda Sub. Productos • Almidón de maíz (maicena):En productos horneados baja la fuerza del gluten , suaviza la miga, texturiza y dora la corteza. • Almidón modificado - vía ácida: En confitería se utiliza para creación de gomas, usado también en industria textil. • Ester de almidón : Usado en industria textil . • Glucosa: Utilizada en creación de confites, caramelos, helados y jarabes. • Dextrinas: Se usa como insumos para adhesivos.
  • 42. Molienda Húmeda • Caramelo (colorante): Producto de la tostación de la glucosa, provee de color a bebidas sin alcohol. • Adhesivos: De la unión de glucosa, dextrina, jabón anhidro, bórax. • Gluten feed: Se le da al ganado, por su contenido proteico. • Gluten meal: Alimento para aves de corral. • Malto dextrina: Sirve en alimentos para extender y dar cuerpo. Posee moderado poder edulcorante, sabor dulce.
  • 44. PROCESO DE NIXTAMALIZACIÓN NIXTAMAL (CAL GRANO COCIDO) COCCION CON CAL/ REMOJO/LAVADO CALAGUA MOLINOS DE PIEDRA MASA (CAL PASTA COCIDA) MOLINO DE PIEDRA O MOLINOS DE MARTILLO MODIFICADO HORNEADO SECADO MOLINO DE MARTILLO TAMIZADO MEZCLADO FREIDO EXTRUSIÓN
  • 45. Cocción: Maíz al 12.5% H (base 1 kg) se le agrega cal (8-10 g) y agua (3 L). Tiempo 10-40 min a 85-100 C PROCESO DE NIXTAMALIZACIÓN Molienda húmeda: molino de piedras (lava o de óxido de aluminio) : se obtiene masa a 51% H Remojo 14-18 hrs. Drenado y lavado: se obtiene nixtamal aprox. a 48 % H. A partir de la masa se siguen tres opciones: Laminado, cortado y horneado (280-300 C/1 min): Tortillas 42 % H Extruído y freído (160-180 C/1 min): para botanas (2% H) Obtención de harina de maíz nixtamalizada
  • 46. OBTENCIÓN DE HARINA NIXTAMALIZADA SECADO Etapa 1: Instantáneo alta temperatura Etapa 2: A contracorriente baja temperatura Molienda seca (molino de martillo o rodillos) Clasificación y mezclado por granulometría Tamizado/aspiración Masa (36 % Humedad) HARINA DE MAIZ (10 % Humedad
  • 47. AUMENTA LA BIO DISPONIBILIDAD DE VITAMINAS CAMBIOS DEL GRANO POR NIXTAMALIZACIÓN DESPRENDIMIENTO Y REMOCIÓN DEL PERICARPIO HINCHAMIENTO DE LOS GRÁNULOS DE ALMIDÓN: GELATINIZACIÓN RETROGRADACIÓN AUMENTA LA CONCENTRACIÓN DEL CALCIÓ
  • 49. Flujo grama del proceso de elaboración de aceite de maíz Recepción de la materia prima (Germen acondicionado) Prensado Agotado con hexano Filtrado Neutralización Lavado acuoso Blanqueo (105ºC) solvente Impurezas solidas Jabón remanente Arcilla activada
  • 50. Flujo grama del proceso de elaboración de aceite de maíz filtrado winterizado Filtrado Desodorizacion (218-235ºC) Envasado Aceite refinado Constituyentes volátiles Material insoluble arcilla
  • 51. Flujograma del proceso de elaboración de cereales para desayuno
  • 52. Diagrama de Flujo Componentes de la Máquina para producir cereal de desayuno 1. Mezclador de harina 2. Transportadora de tornillo 3. Extrusora de tornillo doble 4. Transportadora de aire 5. Maquina de producir hojuelas 6. Transportadora de aire 7. Secadora con cinta continua 8. Trasportadora elevada 9. Alimentador vibrante 10. Maquina para hornear 11. Transportadora de aire 12. Maquina de revesimiento de azúcar 13. Secadora con cinta continua extendida 14. Transportadora de enfriamiento
  • 54. Obtención de etanol a partir de maíz
  • 55. Obtención de etanol a partir de maíz
  • 56. PLA = Acido Poliláctico un polímero versatil obtenido del maíz, u otros cultivos renovables, con alto contenido de almidón que se utilizaran para obtener dextrosa, que es un azúcar natural La dextrosa se convierte en ácido lactico mediante un proceso de fermentación, para convertírse en una materia de características similares al plástico a través de un proceso de polimerización El proceso necesita dextrosa para obtener PLA, el maíz es un producto que tiene abundante almidón. Se utiliza maíz porque es el producto más abundante del que se puede obtener azúcar natural que actualmente existe en todo el mundo ¿Qué es PLA?
  • 57. PROCESO DE PRODUCCION DEL PLA Polymer Modification Acido lácticoFermentación Dextrosa que es un tipo de azúcar MAÍZ Proceso fisico quimico se obtiene el monómero Polimerización Lactide el producto quimico que se obtiene Proceso de fabricación del envase PLA Obtención del ácido poliláctico
  • 58. PROPIEDADES INDUSTRIALES DEL PRODUCTO Vasos y envases fabricados con PLA posee excelentes propiedades: Gran claridad y brillo (similar al APET) Gran rigidez (similar al PS) Gran resistencia (similar al APET) Barrera a sabores y olores Resistencia a grasas y aceite Excelentes propiedades de impresión Costo de producción mas economico
  • 59. VENTAJA DE ESTA TECNOLOGIA PLA •Al nivel ambiental estos envases plásticos se descomponen mucho mas fácil y en menor tiempo • Las condiciones óptimas para realizar un proceso controlado de compostaje industrial deben ser a 60ºC y 95% de humedad. • Bajo estas óptimas condiciones, los envases de PLA se descomponen en compost en un plazo de 45-60 días (6-8 semanas) día 1 día 15 día 30 día 45 día 58
  • 60. Pasos a seguir para mantener una buena calidad del grano de maíz 1. Sanidad de las instalaciones: – Limpieza y cordón sanitario de los silos. 2. Análisis de recepción: – Normas COVENIN a utilizar. 612-1982. “muestreo” y 1935-87 “maíz para uso industrial” 3. recepción
  • 61. 4. Acondicionamiento: – Limpieza – Secado – Protector contra insectos 5. Almacenamiento y conservación. 6. Ventilación: – Ventilación secante hasta estabilizar el grano – Ventilación de mantenimiento Pasos a seguir para mantener una buena calidad del grano de maíz
  • 62. Pasos a seguir para mantener una buena calidad del grano de maíz OBJETIVOS DE LA VENTILACION: • Impedir la migración y condensación de humedad debido a los cambios de la temperatura durante el día y la noche, sobre todo cuando se almacena en silos metálicos. • Evitar la formación de focos de calor. • Remover los olores de la masa de granos, generados por la respiración. • Establecer condiciones para refrescar el grano.
  • 63. Migración de la humedad • Grano caliente y temperatura ambiente fresca. En este caso, la temperatura del aire y del grano decrece cerca de la pared, • Grano fresco y temperatura ambiente caliente. La temperatura del aire y del grano aumenta cerca de la pared del silo, el aire caliente asciende por disminución de su densidad y al chocar con el techo,
  • 64. Pasos a seguir para mantener una buena calidad del grano de maíz 7. Perfil de calidad: – Humedad – Impurezas – G.D.T – G.D. por calor – Germen dañado 8. Despachos 9. Control de plagas
  • 65. Importancia del laboratorio de control de calidad 1. Importancia económica del laboratorio a) Para determinar las condiciones de recibo de los granos de los productores. b) Para controlar los procesos internamente 2. Funciones del laboratorio de granos a) Predictivas: Durante la recepción, seguimiento de los procesos. b) De control c) De investigación
  • 66. Importancia del laboratorio de control de calidad 3. Características del laboratorio a) Repetitividad b) Imparcialidad c) Seguridad d) Planificacion de los trabajos
  • 67. Higiene y seguridad en el laboratorio de control de calidad a) Normas de higiene • Trabajar con orden y limpieza • Actuar responsablemente • Atención a lo desconocido b) Protección • Cuidar los ojos. • Vestimenta en el laboratorio • Uso de guantes c) Precauciones especificas