2. COMPONENTES DE LA LECHE Y EL PROCESO
DE DESHIDRATACION
Lactosa: 4,5g/100ml α- lactosa------------ β lactosa
α- lactosa menos soluble que su isómero β
([β lactosa]/ [α- lactosa]) 15°C= 1,63
Solubilidad de la α- lactosa: 7,3g/100ml
Solubilidad equilibrio: 17g/100ml
Cristales α- lactosa monohidratado (no higroscópica)
β lactosa amorfa o vítrea higroscópica
Defecto ¨arenosidad¨ en algunos productos
3. β- Lactoglobulina
- Durante el calentamiento quedan grupos –SH
libres
α- lactoalbúmina
- Mínima interacción con la caseína
COMPONENTES DE LA LECHE Y EL
PROCESO DE DESHIDRATACION
4. α-lactoalbúmina desnaturaliza a 61°C
β-lactoalbúmina:
a 65°C reversible
a ›75,6°C, pH 6,5 irreversible
105-135°C máxima interacción con caseína.
a 90°C, max formación de SH (olor a cocido)
5. Proteínas del lactosuero desnaturalizadas forman geles
con el Ca+2 en solución.
Problemas de coagulación en leches ultrapasterizadas y
UHT
Indeseable en leche en polvo: la interacción proteínas
del lactosuero- caseína.
deseable en leches concentradas: aumenta su
viscosidad
COMPONENTES DE LA LECHE Y EL
PROCESO DE DESHIDRATACION
7. La evaporación es el proceso térmico por el cual se
elimina agua en forma de vapor
No pueden concentrarse hasta aw ‹ 0,65 porque:
- cristaliza la lactosa
- las proteínas del lactosuero desnaturalizadas forman
geles irreversibles con el Ca+2 en solución.
para alcanzar la aw necesaria se agrega sacarosa
Leches concentradas (evaporadas)
8. Objetivo de la evaporación
Reducir volumen y peso de un producto
Facilitar transporte y almacenamiento
Inducir consistencia
Incrementar la estabilidad
Reducir actividad acuosa
Alargar la vida de anaquel
Evitar el desarrollo de microrganismos
Reducir costos del secado
10. Evaporación
Evaporadores de película descendente
evaporador de un efecto: la leche alcanza una
temperatura de 90°C
evaporadores de efectos múltiples:
- la leche sale del primer efecto a 67°C
- y del último efecto a 46°C
- (más de 2: temperaturas intermedias)
13. EVAPORADOR DE PELICULA DESCENDENTE
A: Producto
B: Vapor
C: Concentrado
D: Vapor de Calentamiento
E: Condensado
1: Cabezal
2: Calandria
3: Parte baja de la Calandria
4: Zona de Mezcla
5: Separador de Vahos
https://www.youtube.com/watch?v=7qT6oCYarbI&t=3s
17. Leches condensada azucarada
Leche
Mezcla
Tratamiento térmico
Concentración
homogeneización
Envasado
Azúcar
85-90°C x seg, LUEGO se enfría
Siembre de cristales de
lactosa en polvo
(agitación)
LECHE CONDENSADA AZUCARADA
18. LECHE CONDENSADAS AZUCARADAS
Adición de azúcar
El mayor efecto conservador del azúcar se tiene si esta se
encuentra en una proporción del 62.5% en solución.
Si se supone una Formulación de 28% sólidos totales, 45% de azúcar
y 27% de agua (garantiza estas condiciones).
la adición de azúcar se realiza cuando se lleva a cabo la
concentración; para eso se disuelve en agua hirviente.
19. Leche condensada azucarada
Leche: seleccionada, depurada y estandarizada, se
pasteuriza:
Objetivos: inactivar enzimas como lipasas
Eliminar la mayor parte de la microbiota de la leche
Facilitar la disolución del azúcar añadido
Alimentar al evaporador con leche ya caliente
Evitar el espesamiento del producto y la precipitación
del citrato cálcico y el fosfato de calcio y de magnesio
21. Enfriamiento
Para evitar la formación de cristales grandes: enfriar el producto
rápidamente a una temperatura de 30ºC y segundo inducir la
cristalizacion lactosa por medio de núcleos de cristalización,
utilizándose para esta lactosa en polvo (proporción de 35g de
lactosa disuelta en agua por cada 100 kg. de concentrado.
También para buscar el mismo efecto se utiliza la enzima lactosa,
que produce el desdoblamiento de la lactosa a glucosa.
Al terminar el enfriamiento y cristalización de la leche
concentrada azucarada se procede a su envasamiento.
22. HOMOGENEIZACION
Aumento de la estabilidad de la
emulsión
Incrementa el color blanco
Incrementa la viscosidad
Decrece la posibilidad de coagulación
24. Tratamiento térmico
85-95°C, 10-20 min
115°C, 2 min
135°C, 15 s
Agregado de quelantes de Ca+2 (Fosfatos, citratos,
NaHCO3)
Objetivo: interacciones proteicas para conseguir la
estabilidad (no gelificación).
29. LECHE EN POLVO
- La leche en polvo es aquella en la que se elimina la mayor parte de su
agua de constitución, dejando un máximo del 5%, correspondiendo el
restante 95% a las proteínas, lactosa, grasa, sales minerales, etc.
-Leche en polvo entera, con un mínimo del 26% de MG en peso
(vida útil 6 meses, desarrolla sabor rancio).
-Leche en polvo desnatada , con un máximo del 1,5% de MG en peso.
La leche en polvo desnatada se puede conservar bien por un período de
hasta 3 años.
30. LECHE EN POLVO
VENTAJAS:
- mayor vida de anaquel (ENTERA 6 MESES; DESCREMADA: 3
AÑOS)
- reducir espacios de almacenamiento
- optimizar transporte y distribución
DESVENTAJAS:
- pueden perderse algunas vitaminas (B12 en 25%, C en 20% y
B1 10%)
- se pueden afectar negativamente algunos atributos
sensoriales (olor, sabor, color)
- oscurecimiento (no enzimático)
32. Pasteurización
Calentamiento Par T-t Proteínas del
lactosuero sin
desnaturalizar, %
Bajo 75°C 20s 0,6%
Medio* 85- 105°C
1-2 min
0,151- 0,599%
Alto** 120-135°
2-3 2-3 min
‹ 0,151 %
Alto,
térmicamente
estable
125°-135°C
2-6 min
‹ 0,151 %
33. Pasteurización
Calentamiento medio: Interacciones por
puente disulfuro entre proteínas del
lactosuero
Calentamiento alto: Interacciones por
puente disulfuro entre proteínas del
lactosuero y caseína K.
36. SECADO
T entrada aire: 150- 200°C
T salida aire: 90°C
Contenido de sólidos a la entrada: 45-50%
Humedad de salida de la leche ‹ 4 %
Viscosidad a la entrada de la torre de secado ‹ 60
cPoise
T salida último efecto del evaporador: 45°C
la leche concentrada debe ser calentada hasta 70-75°C
43. ATERRONAMIENTO
Lactosa amorfa absorbe agua y cristaliza como
α lactosa monohidrato.
el agua condensa entre las partículas y facilita el
aterronamiento.
para evitarlo: favorecer la formación de α lactosa
monohidrato antes del secado
lograr cristales pequeños distribuidos
homogéneamente.
47. El polvo procedente de la cámara de secado del atomizador entra a la primera
sección, donde es humificado por vapor. Las vibraciones a que está sometido el
secador, empujan el polvo humedecido a través de las secciones de secado,
donde está entrando el aire caliente por el lecho de producto en polvo, a una
temperatura cada vez menor según se avanza por la máquina.
Se pueden producir aglomerados en la primera etapa de secado al adherirse unos granos con otros, pero al
final hay un tamiz que retiene a los más grandes y los recircula. El polvo final sale con la humedad y en
condiciones de disolución rápida deseadas.
La leche se evapora de una manera similar a la leche evaporada. Aunque se puede añadir azúcar antes de la evaporación, se recomienda la adición posterior a la evaporación para evitar cambios de viscosidad indeseables durante el almacenamiento. Se añade suficiente azúcar para que la concentración final de azúcar sea de aproximadamente el 45%.
USO INDUSTRIAL
Cuando la leche evaporada utiliza la esterilización para prolongar su vida útil, la leche condensada azucarada tiene una vida útil prolongada debido a la adición de azúcar. La sacarosa, en forma de cristales o solución, aumenta la presión osmótica del líquido. Esto, a su vez, impide el crecimiento de microorganismos.
El único tratamiento térmico real (85-90 ° C durante varios segundos) que este producto recibe es después de que la leche cruda ha sido aclarada y estandarizada. Los beneficios de este tratamiento incluyen la destrucción total de microorganismos osmófilos y termófilos, la inactivación de lipasas y proteasas, disminuye la separación de grasa e inhibe los cambios oxidativos. Desafortunadamente, también afecta a la viscosidad del producto final y puede promover la gelificación por defecto.
La leche evaporada endulzada se enfría y se induce la cristalización de lactosa. La leche se inocula, o se siembra, con cristales de lactosa en polvo, luego se enfría rápidamente mientras se agita. La lactosa puede cristalizar sin la siembra, pero existe el peligro de formar cristales demasiado grandes. Esto daría lugar a un defecto de la textura similar en el helado llamado sandiness, que afecta la sensación de la boca. Por siembra, el número de cristales aumenta y el tamaño de esos cristales disminuye.
Evaporation Evaporation refers to the process of heating liquid to the boiling point to remove water as vapour. Because milk is heat sensitive, heat damage can be minimized by evaporation under vacuum to reduce the boiling point. The basic components of this process consist of:
heat-exchanger-vacuum-vapour separator-condenser
The heat exchanger is enclosed in a large CAMARA and transfers heat from the heating medium, usually low pressure steam, to the product usually via indirect contact surfaces. The vacuum keeps the product temperature low and the difference in temperatures high. The vapour separator removes entrained solids from the vapours, channelling solids back to the heat exchanger and the vapours out to the condenser. It is sometimes a part of the actual heat exchanger, especially in older vacuum pans, but more likely a separate unit in newer installations. The condenser condenses the vapours from inside the heat exchanger and may act as the vacuum source.
Los evaporadores de película descendente pueden ser operados con diferenciales de temperatura muy bajos entre el medio de calentamiento y el líquido a evaporar y además, tienen tiempos de contacto con el producto muy cortos, justo unos cuantos segundos por paso. Estas características hacen al evaporador de película
descendente especialmente adecuado para productos sensibles al calor.
2. EVAPORADORES DE PELÍCULA DESCENDENTE
En los evaporadores de película descendente el producto líquido (A) usualmente entra al evaporador por la parte superior (1) o cabezal del evaporador. En el cabezal, el producto es uniformemente distribuido dentro de los tubos de calentamiento. Una película fina entra a los tubos de calentamiento fluyendo hacia abajo, donde es calentada a temperatura de ebullición y así, es parcialmente evaporada. En la mayoría de los casos es usado vapor (D) para calentar el evaporador. El producto y los vahos, ambos fluyen hacia abajo en un flujo paralelo. Este movimiento de gravedad inducida hacia abajo es aumentado cada vez más por el flujo a co-corriente de vapor. La separación del producto concentrado (C) forma su vapor (B) lo que se lleva a cabo en la parte baja del intercambiador de calor (3) y en el separador (5)
esto ahorra energía, significa que por cada KG de vapor de calentamiento se elimina tanto KG de vapor de leche como efectos haya. Utiliza el vapor generado del efecto anterior como fuente para proveer calor para la evaporación en la siguiente etapa. operan a bajas presiones, por lo que se llega a puntos de evaporación mas bajos en cada efecto. el vapor de la última etapa es condensado
Ejemplo:
un evaporador de 3 efectos produce 3 kg de vapor de leche, 4 generan 4 y así sucesivamente.
la leche condensada azucarada tiene una vida útil prolongada debido a la adición de azúcar. La sacarosa, en forma de cristales o solución, aumenta la presión osmótica del líquido. Esto, a su vez, impide el crecimiento de microorganismos.
El único tratamiento térmico real (85-90 ° C durante varios segundos) que este producto recibe es después de que la leche cruda ha sido aclarada y estandarizada. Los beneficios de este tratamiento incluyen la destrucción total de microorganismos osmófilos y termófilos, la inactivación de lipasas y proteasas, disminuye la separación de grasa e inhibe los cambios oxidativos. Desafortunadamente, también afecta a la viscosidad del producto final y puede promover la gelificación por defecto. La leche evaporada endulzada se enfría y se induce la cristalización de lactosa. La leche se inocula, o se siembra, con cristales de lactosa en polvo, luego se enfría rápidamente mientras se agita. La lactosa puede cristalizar sin la siembra, pero existe el peligro de formar cristales demasiado grandes. Esto daría lugar a un defecto de la textura similar en el helado llamado sandiness, que afecta la sensación de la boca. Por siembra, el número de cristales aumenta y el tamaño de esos cristales disminuye.
Se sabe que la lactosa es poco soluble (15 g en 100 ml de agua). Cuando la cantidad de lactosa supera esta proporción empieza a cristalizar y, si se deja enfriar lentamente el concentrado se induce una formación de cristales grandes, los cuales le dan a la leche concentrada un aspecto arenoso.
The evaporated milk is then homogenized to improve the milkfat emulsion stability. There are other benefits particular to this type of product:
increased white colour
increased viscosity
decreased coagulation ability
Cuando la leche evaporada utiliza la esterilización para prolongar su vida útil,
Esterilización. Este es el proceso fundamental para la conservación de este tipo de leche concentrada. Por lo general, se calienta a 100ºC en 15 minutos, y luego en igual periodo se llega a los 115ºC, para mantenerse a esta temperatura otros 15 minutos.
Enseguida se enfría lentamente a 100ºC (en 15 minutos) y finalmente hasta 25ºC en igual periodo de tiempo.
Por lo general, se calienta a 100ºC en 15 minutos, y luego en igual periodo se llega a los 115ºC, para mantenerse a esta temperatura otros 15 minutos.
Enseguida se enfría lentamente a 100ºC (en 15 minutos) y finalmente hasta 25ºC en igual periodo de tiempo.
F es el tiempo mínimo de proceso
LATAS DE METAL O DE ESTAÑO, SE AÑADE UNA CAPA DE POLIMERO PARA PREVENIR LA DISOLUCION DEL ESTAÑOO EL HIERRO EN EL PRODUCTO
La leche se evapora antes del secado por las siguientes razones:
Menos aire ocluido y mayor vida útil para el polvo
El aumento de viscosidad conduce a partículas de polvo más grandes
Menos energía necesaria para eliminar parte del agua por evaporación; mas economico
La leche se evapora antes del secado por las siguientes razones:
Menos aire ocluido y mayor vida útil para el polvo
El aumento de viscosidad conduce a partículas de polvo más grandes
Menos energía necesaria para eliminar parte del agua por evaporación; mas economico
El secado por atomización (Secado Spray) es el proceso de pulverizar una solución o suspensión en una corriente de aire caliente que los dehidrata en forma casi instantánea. Lo cual presenta grandes ventajas en relación a otro tipo de secados.
VENTAJAS DEL SECADO SPRAY
Alto Rendimiento(Proceso rápido, pocos segundos).
La evaporación de agua contenida refrigera la partícula, permitiendo usar altas temperaturas en el aire de secado sin afectar al producto. Proceso continuo y constantemente controlado. Homogeneidad de la producción. Inmejorable presentación del producto. La instalación es controlada por un solo operador. Fácil Automatización. Admite trabajo continuo de 24 horas.
Equivalente en altura de 3 a 6 pisos
1 kg leche en polvo equivale a 8 litros de leche!
partículas de leche en polvo por secado en spray, con vacuolas
El polvo se humedece con agua o vapor. La superficie debe estar uniformemente mojada pero no excesivamente. El polvo se mantiene húmedo durante un periodo de tiempo seleccionado para dar estabilidad a la humedad a los grupos que se han formado. Los grupos se secan hasta el contenido de humedad deseado y después se enfrían (por ejemplo, lecho fluido). Los racimos secados se tamizan y se clasifican para reducir partículas excesivamente grandes y para quitar las demasiado pequeñas. El proceso de aglomeración provoca un aumento en la cantidad de aire incorporado entre las partículas de polvo. El aire más incorporado se reemplaza con más agua cuando se reconstituye el polvo, que humedece inmediatamente las partículas de polvo.
El aire es soplado a través de un cinturón de malla de alambre en la placa porosa que soporta y transporta el producto. Un ligero movimiento de vibración se imparte a las partículas de alimento. Cuando la velocidad del aire se incrementa hasta el punto en que simplemente excede la velocidad de caída libre (gravedad) de las partículas, se produce la fluidización. El movimiento subdivide el producto y proporciona el contacto íntimo de cada partícula con el aire, pero evita que los racimos se formen.
Con productos que son particularmente difíciles de fluidificar, se utiliza un movimiento vibratorio del secador en sí para ayudar a la fluidización; Se llama vibro-fluidizer que está en resortes. Las partıculas sólidas fluidizadas entonces se comportan de una manera análoga a un lıquido, es decir, pueden ser transportadas. Las velocidades del aire varían con el tamaño y la densidad de las partículas, pero están en el rango de 0,3 - 0,75 m / s. Se pueden utilizar no sólo para el secado, sino también para el enfriamiento. Si la velocidad es demasiado alta, las partículas serán arrastradas en la corriente de gas, por lo tanto, las fuerzas gravitatorias sólo deben ser superadas ligeramente.