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practica estandarizacion de la leche

estandarizacion de leche para la preparación de lácteos

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PRÁCTICA 2.4
PRÁCTICA 2.4. ESTANDARIZACIÓN O NORMALIZACIÓN DE LA LECHE
OBJETIVOS
 Saber mediante cálculos matemáticos estandarizar la composición de la
leche para hacer quesos, yogures, leches formuladas, u otros productos
lácteos
ANTES DE LA PRÁCTICA
La estandarización o normalización de la leche consiste en manipular la misma
introduciendo o separando parte de sus componentes de modo que se adquiera
finalmente una composición determinada.
Esta práctica consiste en realizar un ejercicio matemático que se va a emplear en
prácticas posteriores con el fin de calcular qué cantidad de una determinada
sustancia se va a añadir a la leche (grasa, leche en polvo, etc.) para conseguir una
composición determinada.
Antes de asistir a la práctica tienes que realizar la siguiente actividad y lleva a la
práctica aquello que se te solicita. Lo aprendido en estas actividades se va a usar y
se te puede preguntar en la clase.
ACTIVIDAD
1-Toma un tiempo para intentar responder a las siguientes preguntas con los
conocimientos que tienes actualmente.
a) ¿Qué componentes de la leche crees que se estandarizan?
b)¿ Con qué materias alimentarias estandarizarías cada componente?
c) ¿En qué supuestos si fueras elaborador de leche fluida, yogur o queso utilizarías
la operación de estandarización? ¿Qué ventajas prácticas tiene la estandarización
de la leche en una industria láctea?
d) ¿Cómo se te ocurre que se hacen los cálculos para estandarizar la leche en uno
de sus componentes?
GUIÓN DE LA PRÁCTICA (hay que llevarlo a la clase práctica)
2-Tienes 10 minutos para ver un ejemplo de un ejercicio de estandarización. Los
cálculos de estandarización se pueden realizar de dos formas: mediante un balance de
materia o mediante un método matemático –el cuadrado de Pearson– más rápido; ambos
conducen al mismo resultado y el segundo procede del primero.
EJERCICIO DE ESTANDARIZACIÓN
Ejemplo: Si una planta láctea tiene 200 kg de nata con el 40% de materia grasa y desea
estandarizarla a 32% de materia grasa, cuánta leche desnatada con 0% de grasa se tiene
que agregar?
A) Método de balance de materia
Sea x = kg leche desnatada
1
PRÁCTICA 2.4
y = kg de nata al 32% de materia grasa
Definamos balance de materia como
(masa que entra en el proceso de mezcla = masa que sale en el proceso)
Si el proceso es la mezcla de nata con leche desnatada
• El balance de materia ‘a la totalidad de la materia’ (expresado en kg) es:
• kg de nata inicial (ni) + kg de leche desnatada (ld) = kg nata final (nf): 200 + x = y
• Hagamos ahora un balance de materia sólo para la grasa teniendo en cuenta la grasa
que entra y la que sale.
Sea: Gni = la fracción en peso de la grasa de la nata inicial, es decir el porcentaje
dividido entre 100 o los tantos por uno de grasa de la nata inicial
Gnf = la fracción en peso de la grasa de la nata final
Gld = la fracción en peso de la grasa de la leche desnatada
El Balance de materia a la grasa (grasa que entra en el proceso = grasa que sale del
proceso) quedaría así
Gni * 200 + Gld * x = Gnf * y
0.40 * 200 = 0.32 * y, que significa que 40% de 200 kg es la grasa que entra en el
proceso y 32% de y es la grasa que sale.
Ahora resuelve el sistema de dos ecuaciones formado por ambos balances de materia y
verás que x = 50 kg de leche desnatada
B) El mismo ejercicio resuelve por otro método de cálculo: el cuadrado de Pearson
1. Coloca el porcentaje deseado, en este caso de grasa, en el centro del cuadrado.
2. Coloca los porcentajes de los flujos de entrada en las esquinas de la izquierda.
3. Resta en X, es decir esquina superior izquierda menos centro y el resultado se pone,
en valor absoluto, en la esquina inferior derecha, ahora esquina inferior izquierda menos
centro y el resultado en valor absoluto se coloca en esquina superior derecha.
4. Usa los números de las esquinas derechas como relación proporcional de los flujos
de entrada: 32 son las partes de nata inicial, 8 son las partes de leche desnatada y (32+8)
=40 (Suma), las partes de flujo de salida o partes totales de mezcla
E1→ 40 32 5) De esta forma el flujo de entrada de nata que es 200 kg,
se corresponde con 32 partes y la leche desnatada con 8 partes
32 Por regla de tres
200 ------- 32
E2→ 0 8 x -------- 8
___ x = 50 kg de leche desnatada
T Suma 40
E1 = Flujo de entrada 1; E2 = Flujo de entrada 2; T = Suma de ambos flujos de entraa.
3-RESOLUCIÓN DE UN EJERCICIO DE ESTANDARIZACIÓN (20 MIN)
Cuanta nata de 40% de grasa debe ser añadida a 1000 kg de leche con el 3,5 % de grasa
para obtener una nata con el 20% de grasa?
2
PRÁCTICA 2.4
CÁLCULO DE LA FÓRMULA Y ELABORACIÓN DE UN
HELADO
Cálculo de la fórmula
A manera de ejemplo, se calculará tanto la fórmula como la cantidad de
cada ingrediente respectivo, con base en una mezcla de 100 litros de un
helado bajo en materia grasa.
Fórmula básica:
5 % de materia grasa (M.G.) y
12% de azúcar
(se omiten aditivos)
Cálculo de los sólidos no grasos
La cantidad de S.N.G. se calcula de acuerdo al factor de 17 partes de
S.N.G. en 100 partes de agua; esto es 17:100 o bien en por ciento:17 es
a 117 tal como x es a 100= 14.53% en el agua. Regresando a la formula
básica, tenemos que la M.G. y azúcar dan 17%; por tanto, el resto a 100,
serán 83.
En esta cantidad de agua deberá tener el 14,53% de S.N.G., esto es, 83
X 0,1453= 12,00%. Para facilitar operaciones se eliminan las fracciones
de S.N.G. en la mezcla, quedando finalmente la fórmula:
5% de M.G.
12% de azúcar
12% de S.N.G.
Total: 29% de sólidos totales
Ahora bien se requiere obtener las cantidades en kilos para la base de
100 litros de la mezcla de acuerdo en la fórmula anterior.
La fuente de M.G., será leche, que para este ejemplo se considera que
tiene 3% de M.G., y como fuente de S.N.G. leche descremada en polvo
de 96% de S.N.G., entonces:
x = Leche entera con 3% de M.G. y 9% de S.N.G.
y= Leche descremada en polvo con 96% de sólidos
100 – (12% de azúcar) = 88 kg de leche entera ( x ), mas leche
descremada en polvo ( y ).
x + y = 88%
( x -3) 9 + 96 y = 12% (S.N.G.)
100
Esto es:
3
PRÁCTICA 2.4
9x - 27 + 96y = 1200;
9x + 96y = 1200 + 27
Por tanto:
x + y = 88
9x + 96y = 1227
9 x + 9 y = 88 x 9
9x + 96 y = 1227
-9 x - 9 y = -792
0 + 87 y = 435
87 y = 435
y = 435 = 5 kg de leche descremada en polvo
87
Sustituyendo:
x + 5 = 88
x = 88 - 5; 83 litros de leche entera
Resumiendo:
83 litros de leche entera con 3% de M.G.
5 kg de leche descremada en polvo con 96%
de S.N.G.
12 kg de azúcar
Total: 100 litros de base
Sin embargo se requiere que el helado satisfaga el porcentaje original de
M.G. en la fórmula, y dado que la leche tiene 3% de M.G; esto es los 83
litros contienen 83 x 0.3 = 24,9 Kg de M.G., o sea la mezcla contiene
2.49%; le falta por lo tanto 25,1 Kg. Se puede llegar al 5%, ya sea
utilizando crema, o bien grasa vegetal. Esta ultima más barata, entonces,
se necesita que los 83 litros contengan en total 5 kg de M.G.; se debe
tener una leche con:
5:83::x:100; 100 x 5 6,0% de M.G.
83
Así es que empleando el cuadrado de Pearson:
3 94 (partes de leche entera)
6
4
PRÁCTICA 2.4
100 3 (partes de grasa vegetal)
97
94:97::x:83
83x94 = 80,4 litros de leche con 3% M.G.
97
Finalmente:
80,4 litros de leche entera con 3% de M.G.
2,6 kg de grasa vegetal
5,0 kg de leche descremada
12,0 kg de azúcar
Total: 100.0 litros de base
Se tendrá finalmente un helado con la siguiente composición:
5% de M.G. (80,4 l de leche con 3% de M.G. =2,4 Kg más 2,6 Kg
de grasa vegetal y,
12% de S.N.G. (80,4% de leche con 9% de S.N.G.= 7,2 Kg
más 5kg de leche descremada en polvo con 96% de
S.N.G. = 4,8 Kg.
El saborizante a vainilla se adiciona a la mezcla al gusto.
Ahora bien, si se prefiere el gusto a chocolate, se incluye en la fórmula
de ingredientes el 16% de jarabe de chocolate, que se prepara en la
proporción de 1 Kg de cocoa más 1kg de azúcar, combinados en agua
caliente a una temperatura entre 80 y 90ºC.
La mezcla ya preparada se homogeniza a una temperatura de 60ºC y
luego se pasteuriza a 65ºC por 30 minutos, si es lenta, o a 72ºC por 20
segundos, si es rápida. Luego se enfría a una temperatura aproximada
de 5ºC, para enseguida congelarse mediante agitación, y enseguida
endurecerse a temperaturas debajo de 0ºC (- 25ºC si es posible).
e-mail: claudiosacha@hotmail.com
BIBLIOGRAFÍA BASICA
Leche y Productos Lácteos (Volúmenes 1 y 2). F.M. Luquet 1993. Ed. Acribia.
Ciencia de la leche. Ch. Alais. 1985. Ed. Reverté.
Química y Física Lactológica. P. Walstre, R.Jenness. 1987. Ed. Acribia.
Lactología Industrial. Spreer. 1991. Ed. Acribia.
Lactología Técnica. R. Veisseyre. 1988. Ed. Acribia.
Leche y Productos Lácteos. A.H. Varnam, J.P. Sutherland. 1995. Ed. Acribia.
Microbiología Lactológica (Volúmenes 1 y 2). R. K. Robinson. 1987. Ed. Acribia.
Manual de Industrias Lácteas. Alfa Laval. 1996. Ed. Madrid.
El Queso. André Eck. 1989. Ed. Omega.
Fabricación de queso. R. Scott. 1991. Ed. Acribia.
5
PRÁCTICA 2.4
Manual de Tecnología Quesera. A. Madrid. 1990. Ed. Madrid.
Catálogo de Quesos de España. Dirección general de Política Alimentaria. 1990 Ed.
M.A.P.A.
6

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Las novedades de la economia circular - Laura Silva
 

practica estandarizacion de la leche

  • 1. PRÁCTICA 2.4 PRÁCTICA 2.4. ESTANDARIZACIÓN O NORMALIZACIÓN DE LA LECHE OBJETIVOS  Saber mediante cálculos matemáticos estandarizar la composición de la leche para hacer quesos, yogures, leches formuladas, u otros productos lácteos ANTES DE LA PRÁCTICA La estandarización o normalización de la leche consiste en manipular la misma introduciendo o separando parte de sus componentes de modo que se adquiera finalmente una composición determinada. Esta práctica consiste en realizar un ejercicio matemático que se va a emplear en prácticas posteriores con el fin de calcular qué cantidad de una determinada sustancia se va a añadir a la leche (grasa, leche en polvo, etc.) para conseguir una composición determinada. Antes de asistir a la práctica tienes que realizar la siguiente actividad y lleva a la práctica aquello que se te solicita. Lo aprendido en estas actividades se va a usar y se te puede preguntar en la clase. ACTIVIDAD 1-Toma un tiempo para intentar responder a las siguientes preguntas con los conocimientos que tienes actualmente. a) ¿Qué componentes de la leche crees que se estandarizan? b)¿ Con qué materias alimentarias estandarizarías cada componente? c) ¿En qué supuestos si fueras elaborador de leche fluida, yogur o queso utilizarías la operación de estandarización? ¿Qué ventajas prácticas tiene la estandarización de la leche en una industria láctea? d) ¿Cómo se te ocurre que se hacen los cálculos para estandarizar la leche en uno de sus componentes? GUIÓN DE LA PRÁCTICA (hay que llevarlo a la clase práctica) 2-Tienes 10 minutos para ver un ejemplo de un ejercicio de estandarización. Los cálculos de estandarización se pueden realizar de dos formas: mediante un balance de materia o mediante un método matemático –el cuadrado de Pearson– más rápido; ambos conducen al mismo resultado y el segundo procede del primero. EJERCICIO DE ESTANDARIZACIÓN Ejemplo: Si una planta láctea tiene 200 kg de nata con el 40% de materia grasa y desea estandarizarla a 32% de materia grasa, cuánta leche desnatada con 0% de grasa se tiene que agregar? A) Método de balance de materia Sea x = kg leche desnatada 1
  • 2. PRÁCTICA 2.4 y = kg de nata al 32% de materia grasa Definamos balance de materia como (masa que entra en el proceso de mezcla = masa que sale en el proceso) Si el proceso es la mezcla de nata con leche desnatada • El balance de materia ‘a la totalidad de la materia’ (expresado en kg) es: • kg de nata inicial (ni) + kg de leche desnatada (ld) = kg nata final (nf): 200 + x = y • Hagamos ahora un balance de materia sólo para la grasa teniendo en cuenta la grasa que entra y la que sale. Sea: Gni = la fracción en peso de la grasa de la nata inicial, es decir el porcentaje dividido entre 100 o los tantos por uno de grasa de la nata inicial Gnf = la fracción en peso de la grasa de la nata final Gld = la fracción en peso de la grasa de la leche desnatada El Balance de materia a la grasa (grasa que entra en el proceso = grasa que sale del proceso) quedaría así Gni * 200 + Gld * x = Gnf * y 0.40 * 200 = 0.32 * y, que significa que 40% de 200 kg es la grasa que entra en el proceso y 32% de y es la grasa que sale. Ahora resuelve el sistema de dos ecuaciones formado por ambos balances de materia y verás que x = 50 kg de leche desnatada B) El mismo ejercicio resuelve por otro método de cálculo: el cuadrado de Pearson 1. Coloca el porcentaje deseado, en este caso de grasa, en el centro del cuadrado. 2. Coloca los porcentajes de los flujos de entrada en las esquinas de la izquierda. 3. Resta en X, es decir esquina superior izquierda menos centro y el resultado se pone, en valor absoluto, en la esquina inferior derecha, ahora esquina inferior izquierda menos centro y el resultado en valor absoluto se coloca en esquina superior derecha. 4. Usa los números de las esquinas derechas como relación proporcional de los flujos de entrada: 32 son las partes de nata inicial, 8 son las partes de leche desnatada y (32+8) =40 (Suma), las partes de flujo de salida o partes totales de mezcla E1→ 40 32 5) De esta forma el flujo de entrada de nata que es 200 kg, se corresponde con 32 partes y la leche desnatada con 8 partes 32 Por regla de tres 200 ------- 32 E2→ 0 8 x -------- 8 ___ x = 50 kg de leche desnatada T Suma 40 E1 = Flujo de entrada 1; E2 = Flujo de entrada 2; T = Suma de ambos flujos de entraa. 3-RESOLUCIÓN DE UN EJERCICIO DE ESTANDARIZACIÓN (20 MIN) Cuanta nata de 40% de grasa debe ser añadida a 1000 kg de leche con el 3,5 % de grasa para obtener una nata con el 20% de grasa? 2
  • 3. PRÁCTICA 2.4 CÁLCULO DE LA FÓRMULA Y ELABORACIÓN DE UN HELADO Cálculo de la fórmula A manera de ejemplo, se calculará tanto la fórmula como la cantidad de cada ingrediente respectivo, con base en una mezcla de 100 litros de un helado bajo en materia grasa. Fórmula básica: 5 % de materia grasa (M.G.) y 12% de azúcar (se omiten aditivos) Cálculo de los sólidos no grasos La cantidad de S.N.G. se calcula de acuerdo al factor de 17 partes de S.N.G. en 100 partes de agua; esto es 17:100 o bien en por ciento:17 es a 117 tal como x es a 100= 14.53% en el agua. Regresando a la formula básica, tenemos que la M.G. y azúcar dan 17%; por tanto, el resto a 100, serán 83. En esta cantidad de agua deberá tener el 14,53% de S.N.G., esto es, 83 X 0,1453= 12,00%. Para facilitar operaciones se eliminan las fracciones de S.N.G. en la mezcla, quedando finalmente la fórmula: 5% de M.G. 12% de azúcar 12% de S.N.G. Total: 29% de sólidos totales Ahora bien se requiere obtener las cantidades en kilos para la base de 100 litros de la mezcla de acuerdo en la fórmula anterior. La fuente de M.G., será leche, que para este ejemplo se considera que tiene 3% de M.G., y como fuente de S.N.G. leche descremada en polvo de 96% de S.N.G., entonces: x = Leche entera con 3% de M.G. y 9% de S.N.G. y= Leche descremada en polvo con 96% de sólidos 100 – (12% de azúcar) = 88 kg de leche entera ( x ), mas leche descremada en polvo ( y ). x + y = 88% ( x -3) 9 + 96 y = 12% (S.N.G.) 100 Esto es: 3
  • 4. PRÁCTICA 2.4 9x - 27 + 96y = 1200; 9x + 96y = 1200 + 27 Por tanto: x + y = 88 9x + 96y = 1227 9 x + 9 y = 88 x 9 9x + 96 y = 1227 -9 x - 9 y = -792 0 + 87 y = 435 87 y = 435 y = 435 = 5 kg de leche descremada en polvo 87 Sustituyendo: x + 5 = 88 x = 88 - 5; 83 litros de leche entera Resumiendo: 83 litros de leche entera con 3% de M.G. 5 kg de leche descremada en polvo con 96% de S.N.G. 12 kg de azúcar Total: 100 litros de base Sin embargo se requiere que el helado satisfaga el porcentaje original de M.G. en la fórmula, y dado que la leche tiene 3% de M.G; esto es los 83 litros contienen 83 x 0.3 = 24,9 Kg de M.G., o sea la mezcla contiene 2.49%; le falta por lo tanto 25,1 Kg. Se puede llegar al 5%, ya sea utilizando crema, o bien grasa vegetal. Esta ultima más barata, entonces, se necesita que los 83 litros contengan en total 5 kg de M.G.; se debe tener una leche con: 5:83::x:100; 100 x 5 6,0% de M.G. 83 Así es que empleando el cuadrado de Pearson: 3 94 (partes de leche entera) 6 4
  • 5. PRÁCTICA 2.4 100 3 (partes de grasa vegetal) 97 94:97::x:83 83x94 = 80,4 litros de leche con 3% M.G. 97 Finalmente: 80,4 litros de leche entera con 3% de M.G. 2,6 kg de grasa vegetal 5,0 kg de leche descremada 12,0 kg de azúcar Total: 100.0 litros de base Se tendrá finalmente un helado con la siguiente composición: 5% de M.G. (80,4 l de leche con 3% de M.G. =2,4 Kg más 2,6 Kg de grasa vegetal y, 12% de S.N.G. (80,4% de leche con 9% de S.N.G.= 7,2 Kg más 5kg de leche descremada en polvo con 96% de S.N.G. = 4,8 Kg. El saborizante a vainilla se adiciona a la mezcla al gusto. Ahora bien, si se prefiere el gusto a chocolate, se incluye en la fórmula de ingredientes el 16% de jarabe de chocolate, que se prepara en la proporción de 1 Kg de cocoa más 1kg de azúcar, combinados en agua caliente a una temperatura entre 80 y 90ºC. La mezcla ya preparada se homogeniza a una temperatura de 60ºC y luego se pasteuriza a 65ºC por 30 minutos, si es lenta, o a 72ºC por 20 segundos, si es rápida. Luego se enfría a una temperatura aproximada de 5ºC, para enseguida congelarse mediante agitación, y enseguida endurecerse a temperaturas debajo de 0ºC (- 25ºC si es posible). e-mail: claudiosacha@hotmail.com BIBLIOGRAFÍA BASICA Leche y Productos Lácteos (Volúmenes 1 y 2). F.M. Luquet 1993. Ed. Acribia. Ciencia de la leche. Ch. Alais. 1985. Ed. Reverté. Química y Física Lactológica. P. Walstre, R.Jenness. 1987. Ed. Acribia. Lactología Industrial. Spreer. 1991. Ed. Acribia. Lactología Técnica. R. Veisseyre. 1988. Ed. Acribia. Leche y Productos Lácteos. A.H. Varnam, J.P. Sutherland. 1995. Ed. Acribia. Microbiología Lactológica (Volúmenes 1 y 2). R. K. Robinson. 1987. Ed. Acribia. Manual de Industrias Lácteas. Alfa Laval. 1996. Ed. Madrid. El Queso. André Eck. 1989. Ed. Omega. Fabricación de queso. R. Scott. 1991. Ed. Acribia. 5
  • 6. PRÁCTICA 2.4 Manual de Tecnología Quesera. A. Madrid. 1990. Ed. Madrid. Catálogo de Quesos de España. Dirección general de Política Alimentaria. 1990 Ed. M.A.P.A. 6
  • 7. PRÁCTICA 2.4 Manual de Tecnología Quesera. A. Madrid. 1990. Ed. Madrid. Catálogo de Quesos de España. Dirección general de Política Alimentaria. 1990 Ed. M.A.P.A. 6