fabricaciÓn de helados
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5/28/2018 FABRICACIN DE HELADOS
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Brenda Mara Monterroso Waight
200915024
FABRICACIN DE HELADOS
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DEFINICIN
Segn Coguanor: Se entiende por helado el producto lcteoobtenido a partir de una emulsin de grasa y protena con laadicin de azcar y otros ingredientes y aditivos o bien, el
producto no lcteo preparado a partir de una mezcla deagua, azcares y otros ingredientes y aditivos, que han sidotratados por congelacin y que se destinan alalmacenamiento, venta y consumo humano en estado de
congelacin o parcialmente congelados.
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HELADOS
Tabla No. 1. Clasificacin de helados segn suscaractersticas fsicas
Fuente: COGUANOR NGO 34 105:87
Tipos dehelado /Caractersticas
Helado decrema
Heladoespecial de
leche
Heladocremos
o
Nieve Heladode agua
Slidos totales(% en masa,mnimo)
35 30 28 20 15
Grasa de leche(%masa)
10 (mnimo) 4 (mnimo)< 10
- > 1.0< 2.5
-
Grasa no lctea(% masa)
- - 8(mnimo)
- -
Protenas(%masa)
2.5 2.5 2.5 2.5 -
Masa/volumen
(g/L, mnimo)
450 450 450 - -
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COMPOSICIN
Tabla No. 2 Composicin de los helados
General Segn su valornutritivo
820% de slidos lcteos no
grasos
Protenas 2%
11% slidos lcteos no grasos Sales 0.4%
815% azcar Azcar 9.1%
00.7% emulsificador-estabilizador
Grasa 6%
3643% de slidos totales Aditivos 0.5%
Agua 32%
Aire 50%
Fuente: Curso de industrias lcteas, A. Madrid.
1996
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FISICOQUMICA DE LOSHELADOS
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ESTRUCTURA FSICA YDISPERSIONES COLOIDALES EN
LOS HELADOS
El helado est constituidotpicamente en 30% hielo, 50% aire,
5% grasas y 15% de una matriz desolucin de azcar.
Los slidos y el aire se presentan enpequeas partculas (cristales, gotasy burbujas) dispersas en una fase
continua, la matriz, conformando as
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Esquema de microestructura del helado
Fuente: Estado del Arte y avances en la elaboracin dehelados. 2012
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Dispersiones coloidales
Emulsiones: son dispersiones de unlquido en otro, inmiscibles entre s. Enel helado se encuentran emulsiones de
gotas de grasa en agua. (leche,nata,etc.)
Soles: son dispersiones de partculasslidas en un lquido. En el helado loscristales de hielo rodeados de aguaconforman un sol.
Espumas: son dispersiones de burbujas
de gas en una fase lquida o slida. En
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Definicin
El helado es una espumasemislida de burbujas de aire
rodeadas por grasa emulsificadajunto con una red de diminutoscristales de hielo, que a su vezestn rodeados por un lquidoacuoso formando un sol.
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En el proceso de fabricacin, sebusca evitar el crecimiento de laspartculas, tanto de los cristales y
de las burbujas de aire; y as evitarel deterioro en la textura delhelado.
A su vez, se busca la coalescenciaparcial de las gotas de grasa para
dar estabilizacin a las burbujas de
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MATERIAS PRIMAS
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Son los constituyentes esenciales de los
helados.
Leche y derivados lcteos Crema, manteca, suero.
Aceites y grases comestibles no lcteasAceite de coco, palma.
Protenas de origen vegetal Edulcorantes
Azcar, jarabe de maz.Agua potable Huevos y productos derivados Frutas y productos derivados Caf, cacao, almendras, miel.
Ingredientes
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Aditivos
Modifican , mejoran y conservan las
caractersticas organolpticas y fsicas de loshelados, as como evitar el deterioro qumico.
Estabilizantes
Emulsionantes
Espesantes
Colorantes
Reguladores de pH
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Colorantes
Se pueden emplear tanto colorantes artificiales
como naturales. Entre los colorantes naturalesse tiene la clorofila, los carotenos yrivoflavinas. Entre los artificiales seencuentran:Tabla No. 3. Lmites permitidos de colorantes
Colorante Lmites mximos (mg/kg)Azul brillante (azul no.1) 100
Indigotina (azul no.2 ) 200
Tartrazina (amarillo no.5) 200
Amarillo crepsculo (amarillo
no. 6)
200
Eritrosina (rojo no.3) 200
Amaranto (rojo no.2) 200
Rojo allura (rojo no. 40) 200
Fuente: COGUANOR NGO 34 105:87
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Tabla No.4 Tipo de ingredientes segn sufuncin en la fabricacin de helados.
Ingrediente Funcin Fuente de Materia prima
Grasa Aroma, cuerpo, textura, sabor ysuavidad.
Leche entera, crema,mantequilla o grasasvegetales.
Slidoslcteos no
grasos
Cuerpo, textura, sabor y facilitanincorporacin de aire.
Leche , suero de leche,mantequilla.
Azcar Edulcorante. Sabor dulce ytextura
Sacarosa, jarabe de maz,lactosa, dextrosa, azcarinvertido.
Colorantes Mejoran apariencia, dan sabor,
color y olor.
Colorantes artificiales y
vegetales.Emulsionantes
Mejoran capacidad de batido ytextura
CMC, agar, pectinas,carragenina, almidnmodificado, goma dealgarrobo, sorbitol
Estabilizantes
Mejoran viscosidad de mezcla,incorporacin de aire, textura y
reducen fuertes cambios debido a()
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PROCESO DE FABRICACIN
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Diagrama No. 1. Fabricacin de Helados
Tabla No. 5. Lista de Equipos
Cdigo Descripcin Cdigo Descripcin Cdigo Descripcin Cdigo Descripcin Cdigo Descripcin
C-401 Compresor J-102 Transportador de tornillo M-302 Tanque de Maduracin P-301 Bomba V-103 Tanque de almacenamiento
E-301 Pasteurizador HTST J- 201 Tolva M-501 Mezclador P-302 Bomba V-104 Tanque de almacenamiento
E-401 Intercambiador de placas M-201 Mezclador P-101 Bomba P-401 Bomba V-301 Tanque balanceador
E-402 Tunel de congelacin M-202 Mezclador P-102 Bomba P-501 Bomba X-401 Envasadora
F-401 Filtro M-301 Homogenizador P-201 Bomba V-101 Tanque de almacenamiento X-402 Cuarto congeladoJ-101 Transportador de tornillo J-301 Tolva P-202 Bomba V-102 Tanque de almacenamiento
V-101 V-102
J-101 J-102
M-202
P-201 P-202
Azucar Leche
en polvo
M-201
J-201
V-103
Crema
P-101
V-104
P-102
Leche
Estabilizantes
E-301
X-402
E-401
C-401Refrigerante
E-402
P-401
F-401
Aire
X-401
Helados P-302
M-301
Vapor
Agua
Agua
helada
V-301
P-301
Sabor
/color
M-302
J-301
P-501
M-501
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agrama o. . ona e reparac n eMezcla
Tabla no. 6 . Lista de Equipos
Cdigo Descripcin
J-101 Transportador de tornillo
J-102 Transportador de tornillo
P-101 Bomba
P-102 Bomba
V-101 Tanque de almacenamiento
V-102 Tanque de almacenamiento
V-101 V-102
J-101 J-102
Azucar Leche
en polvo
V-103
Crema
P-101
V-104
P-102
Leche
A
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Es la etapa de recepcin, almacenamiento ypesaje de los ingredientes lquidos y slidosen condiciones adecuadas.
Tabla No. 7. Condiciones de almacenamiento
Fuente: Gua Elaboracin de helados. Di Bartolo, Eduardo.2005.
PREPARACIN DE LA MEZCLA
Materia prima Estado Temperatura (C)
Leche Lquida 5
Crema Lquida 5
Glucosa Lquida Ambiente
Leche Polvo 15 -20
Azcar Polvo 15-20Suero de leche Polvo 15-20
Estabilizantes Polvo 15-20
Manteca Slida 25
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Tabla No. 8. Formulacin general de los helados
Fuente: Gua Elaboracin de helados. Di Bartolo, Eduardo.2005.
Operaciones Unitarias involucradas:Agitacin
Transferencia de Calor (calefaccin oenfriamiento de tanques)
Ingrediente Cantidad (%)
Azucares 16%
Leche entera odescremada 60%
Crema 16%
Leche en polvo 4%
Estabilizantes yemulsionantes
0.6%
Jarabe de maz(glucosa)
4.4%
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Diagrama No. 3. Mezclado
Tabla No. 9. Lista de Equipos
Cdigo Descripcin
J- 201 Tolva
M-201 Mezclador
M-202 Mezclador
P-201 Bomba
P-202 Bomba
M-202
P-201 P-202
M-201
J-201
Estabilizantes
B
AD
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MEZCLADOEs la operacin unitaria que implicala dispersin o distribucin de varioscompuestos (agua, azcar, leche,crema, estabilizadores y otros
aditivos), para formar un productoms o menos uniforme.
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Condiciones de mezclado
Para una efectiva dispersin delos ingredientes, los mezcladoresse mantienen bajo agitacin ycalentamiento.
Los tanques de mezclado nodeben de exceder una
temperatura de 85C, debido a ladesnaturalizacin de lasprotenas.
agrama o ona e preparac n e
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agrama o. . ona e preparac n epurificacin
Tabla No. 10. Lista de Equipos
Cdigo Descripcin
E-301 Pasteurizador HTST
J-301 Tolva
M-301 Homogenizador
M-302 Tanque de Maduracin
P-301 Bomba
P-302 Bomba
V-301 Tanque balanceador
E-301
P-302
M-301
Vapor
Agua
Agua
helada
V-301
P-301
Sabor
/color
M-302
J-301
B
C
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PASTEURIZACIN
Es el proceso de tratamiento trmicoque se lleva a cabo para destruirmicroorganismos presentes en la
mezcla y proporciona la temperaturaadecuada para activar los agentesemulsificantes y estabilizantes.
Operacin Unitaria involucrada: Transferencia de Calor
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Pasteurizacin por lotes
Es un tratamiento a bajastemperaturas durante perodoslargos, para procesos a pequea
escala.
El mezclado se lleva a cabo en
conjunto con la pasteurizacin,utilizando cubas de calentamientocon agitadores y de doble camisaa una temperatura de 65C70Ccomo mnimo durante 30 min.
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Pasteurizacin continuaSe utiliza para procesos a escala industrial.
La pasteurizacin se puede llevar a cabo pordos tipos de tratamientos trmicos en unintercambiador de calor de placas o tubular.
Tabla No. 11. Tipos de pasteurizacin continua
Fuente: Curso de Industrias Lcteas. A. Madrid. 1996
Tipo T (C) t (s)
HTST (hightemperature/shorttime)
72-79 C(mnima)
25 - 30s.
UHT (ultra hightemperature)
83-85C(mnima)
1520s
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EquipoLos pasteurizadores continuos estn divididos en tressecciones, tanto para intercambiadores de placas y detubos.
Regeneracin
Pasteurizacin (calefaccin y tubo de retencin)
Secciones de enfriamiento.
Fuente: Morales, A. Trabajo de Graduacin de
Ing. Industrial. Facultad de Ingeniera.
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placas
Fuente: R. Paul Singh. Introduction to Food Engineering.P . 249
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HOMOGENIZACIN
Es la operacin de reduccin deltamao de los glbulos de grasa aun tamao uniforme (
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Se lleva a cabo a una temperatura> 70C, para evitar choques y
posterior agregaciones de losglbulos de grasa. (coalescencia)
En heladeras artesanales, selleva a cabo en tanques agitados.
A escala industrial se utiliza un
equipo de ranura estrecha de altavelocidad, conocido como vlvulade homogenizacin.
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Funcionamiento vlvula dehomogenizacin
Fuente: . HomogeneizadorSerie Z. [En lnea].www.raimaber.es/ytron/homogeneizador-serie-z
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ENFRIAMIENTO
En los procesos de pasteurizacin yhomogenizacin por lotes (batch),posteriormente la mezcla debe
refrigerarse desde 70C hasta unatemperatura de 4C para sumaduracin. Debido al shock
trmico, el proceso se lleva a caboen aproximadamente 4 segundos.
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Sistemas Continuos (HomogenizacinPasteurizacin)
Fuente: R. Paul Singh. Introduction to Food Engineering.
Pg. 405
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MADURACINEs el proceso de estabilizacin de la
mezcla, donde las grasas cristalizan,las protenas se hidratan, y losemulsificantes y estabilizantes seadsorben a la superficie de las gotas
de grasa.
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Consideraciones de Operacin
Se lleva a cabo en tanques agitados
con chaquetas para mantener unatemperatura entre 1C4 C, entre 4 a5 horas.
El agitador debe operar a velocidadesbajas para evitar romper cogulos.
Operaciones Unitarias involucradas: Cristalizacin (grasas)
Adsorcin (estabilizantes en superficie
de grasas)
Diagrama no 4 Zona de Purificacin y
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Diagrama no.4. Zona de Purificacin yRecirculacin
Tabla No. 12. Lista de equipos
Cdigo Descripcin Cdigo Descripcin Cdigo Descripcin
C-401 Compresor F-401 Filtro X-402 Cuarto congelado
E-401 Intercambiador de placas P-401 Bomba M-501 Mezclador
E-402 Tunel de congelacin X-401 Envasadora P-501 Bomba
X-402
E-401
C-401Refrigerante
E-402
P-401
F-401
Aire
X-401
Helados
P-501
M-501
D
C
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CONGELACIN
Es el proceso de cristalizacin de lamezcla a partir de la remocin decalor por procesos simultneos deenfriamiento, aireacin, y batido.
Es la etapa ms influyente en lacalidad del helado.
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Funciones de la aireacin Incorpora burbujas de aire a la
matriz del helado dando unproducto esponjoso y de mayortextura.
Funciones del Batido Promueve la nucleacin de los
cristales de agua, disminuyendo elpunto de congelacin. Rompe las burbujas de aire en
ms pequeas.
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Agregado de Aire (Overrun)
()
=
100
Agregado excesivo sin cuerpo, bajacalidad
Poco airesensacin pesada al paladar
% = 2.5 %
Tabla No. 13. % OverrunTipo de helado OverrunHelado de crema 75100
%
Helado de leche 85%
Nieves (sorbetes) 3050 %
Helados de agua 515%
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Equipos (Mantecadores)
Discontinuos: son cilindros o
cmaras refrigeradas, donde secarga el helado y se agitamientras se enfra.
Continuos: son conocidos comointercambiadores de calor de
superficie raspada. Posee paletaso cuchillas en el agitador centralque raspan los cristales de lasuperficie.
squema r s a za or
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squema r s a za orcontinuo
Fuente: Estado del Arte y avances en la elaboracin dehelados. 2012
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Perfil de etapas de cristalizacin
Fuente: Estado del Arte y avances en la elaboracin de
helados. 2012
LNEA DE ENVASADO
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LNEA DE ENVASADO
Fuente: A. Madrid. Refrigeracin, congelacin y
envasado de los alimentos. Pg.110
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ENDURECIMIENTO
Es la segunda etapa decristalizacin. La mezcla se lleva auna temperatura entre -30C y -45Cpara evitar que la mezcla pierda suforma.
Esto debido a que la temperatura ala salida del congelador se encuentraentre -5C y -7C, por lo que loscristales de hielo y las burbujas de
aire son inestables.
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EquiposEl endurecimiento se puede realizar encmaras frigorficas a baja temperatura otnel de congelacin.
Fuente:Watco, S.A de C.V. 2008.
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ZONA DE RECIRCULACIN
En el proceso se generan distintascorrientes o mermas de producto que debenser tratadas y recirculadas al proceso, parasu aprovechamiento.
Entre ellas se encuentran:
Mezclas de desechos generados en el
arranque o estabilizacin del equipo. Mezclas de desechos generados durante
el proceso. (rea de batido, empaque,
almacenamiento).
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Las mezclas de desecho varan enfuncin del tipo de helado que se est
elaborando y del rea del proceso dondese recolecto.
Las mezclas deben separarse y
almacenarse en distintos contenedorespara poder ser reprocesadas. A su vezdeben separarse los desechos noreutilizables, como paletas, empaques,bolsas, etc.
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En el caso que las mezclas de desechocontengan fruta, debe verificarse su
estado, y luego almacenarse atemperatura < 6C en un perodo nomayor a 5 das.
Para su reproceso, las mezclas dedesecho se mezclan y pasteurizan(generalmente en pasteurizadores batch),antes de su incorporacin a la zona demezclado.
TRATAMIENTO DE AGUAS
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TRATAMIENTO DE AGUASRESIDUALES
Las aguas residuales deben ser tratadasadecuadamente tanto para surecirculacin como para su descarga alos drenajes municipales. Entra las
aguas residuales se tienen:
Aguas de enfriamiento, calentamiento yrefrigeracin: su contaminacin esmnima, se puede reutilizar sin ningntratamiento previo.
Aguas procedentes de lavados de
depsitos y mquinas: pueden ser
T t i t
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Tratamientos:
Mecnicos: Filtros rotatoriosAireacin Centrfugas Sedimentacin
Qumicos:Adicin de qumicos
Biolgicos
Inactivacin de lodos por pasteurizacin Digestin anaerobia/aerobia de lodos
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RENDIMIENTOS
Las mermas de proceso se generanregularmente en las reas de envase,almacenamiento y/o post-homegenizacin.
El total de prdidas alcanza entre el 89%, obteniendo un rendimiento aproximadodel 91%.
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ANLISIS FISICOQUMICOS YMICROBIOLGICOS
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Anlisis fisicoqumicos
Se realizan con el fin de evaluar las caractersticas
de los helados.
Determinacin de slidos totales (COGUANOR 34
046 h4)
Determinacin de la materia grasaMtodo de Rse-Gottlieb (COGUANOR 34 046
h2)
Determinacin de la densidad (COGUANOR 34
046 h11)
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Determinacin de protenas (COGUANOR 34 046h5)
Determinacin de colorantes artificiales enalimentos solubles en agua. Mtodo cuantitativo.(COGUANOR 34 147 h25)
Determinacin de colorantes artificiales enproductos ricos en grasa y protena. Mtodo
cuantitativo. (COGUANOR 34 147 h27) .
A li i i bi l i
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Anlisis microbiolgicos
Tabla No. 14. Caractersticas microbiolgicas de loshelados
Microorganismo
s
n(1) c(2) m(3) M(4)
Recuento total /gramo
5 2 5 1 04 10
Coliformes /gramo
5 2 10 103
Salmonella, en25 g
5 0 0 0
Staphylococcusaureus, / gramo
5 2 0 10
Escherichia coli 5 2 0 10
Se realizan para verificar que los helados no
posean un nmero de microorganismos mayoral establecido.
REFERENCIAS
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REFERENCIASBIBLIOGRFICAS
Clarke, C. The Science of Ice Cream. TheRoyal Society of Chemistry. Cambridge. 2004.186 p.
Di Bartolo, Eduardo. Gua para la elaboracin
de helados. Secretara de Agricultura,Ganadera, pesca y alimentos.2005.
Gonzales, J. et. al. Estado del Arte y avancesen la elaboracin de helados. Facultad deCiencias Qumicas. Universidad Autnoma deSan Luis Potos. 2012.
Kilara, A. Ice Cream and Frozen Deserts. John
Wiley & Sons, Inc. 2007
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Madrid, A. Curso de Industrias Lcteas.Mundi-Prensa Libros, S.A. 1. Edicin.Madrid.1996. 604 p.
Madrid, A. Refrigeracin, congelacin yenvasado de los alimentos. Mundi-Prensa
Libros, S.A. Madrid. 2003. 173 p.
Teln, Viviana.Aprovechamiento de lamezcla de desecho generada durante la
fabricacin de helado cremoso. Trabajo degraduacin de Ing. Qumica. Facultada deIngeniera, Universidad de San Carlos deGuatemala. 2011. 58 p.
NORMAS TCNICAS
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NORMAS TCNICAS COGUANOR NGO 34 105. Helados y
mezclas para helados. Especificaciones.1987.
COGUANOR 34 046. Leche y productos
lcteos. 1991.
COGUANOR 34 147. Aditivos alimentarios.Colorantes artificiales. Determinacin.Mtodo cuantitativo.
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