leche en polvo rodrigo llorens - tec. superior industrias alimentarias

LECHE en POLVO

Rodrigo Llorens - Tec. Superior Industrias Alimentarias

LECHE en POLVO

Su obtención es a partir del sometimiento de la leche fluida a distintos tipos de procesos en los cuales se extrae parcialmente el agua que esta contiene. A partir de la aplicación de estos métodos el producto tratado muestras grandes cambios en su estructura y apariencia física, pasando de un líquido diluido como agua a un polvo seco.

Elaboración

LECHE en POLVO

Los procesos más utilizados desde hace varios años hasta la actualidad, son dos, aplicados simultáneamente y conformando un solo proceso con dos etapas:

1. Evaporación2. Secado por atomización ( spray ).

Procesos

LECHE en POLVO

Evaporación

•Evaporadores:

1- Precalentamiento 2- Pasteurización 3- Evaporación

LECHE en POLVO

La leche a ser evaporada normalmente tiene una temperatura de 4 a 8 °C. En los precalentadores se la eleva hasta temperatura de ebullición de la primer etapa. Esto implica un ahorro importante de energía de calefacción.

Distintos tipos de precalentadores usados:1. Tubos en espiral2. Tubos rectos3. Intercambiadores de calor a placa.

1-Precalentamiento

Precalentamiento

Vapor de caldera

Leche estandarizada / pasteurizada

Concentrado a camara sprayDensimetro

Precalentamiento

LECHE en POLVO

– La aplicación de este paso previo a la evaporación propiamente dicha, es de exigencia netamente bacteriológica.

– A mayor temperatura aplicada y mayor tiempo de retención, mayor cantidad de bacterias eliminadas.

Observación: se debe tener presente que una temperatura demasiado elevada

desmejora la calidad de la leche.

2-Pasteurización / Retención

LECHE en POLVO

A partir de este paso también se puede determinar:

Clasificación de la leche en polvo descremada.

Conservación de la leche entera.

2 - Pasteurización / Retención

2-Pasteurización / Retención

Clasificación según INPS o WPNI.Indice de Nitrógeno Proteico de Suero.

Wey Protein Nitrogen Index

Clasificación Temperatura / Tiempo INPS ( mg NP / g polvo )

Calor Extra Bajo < 70 °C N/D

Calor Bajo 70°C / 15seg > 6,0

Calor Medio 85°C / 20 seg 5,0 - 6,0

Calor Medio 90°C / 30 seg 4,0 - 5,0

Calor Medio 95°C / 30 seg 3,0 -4,0

Calor Medio Alto 124°C / 30 seg 1,5 - 2,0

Calor Alto 135°C / 30 seg < 1,4

LECHE en POLVO

LECHE en POLVO

Conservación de la leche entera

Formación de antioxidantes naturales ( -SH ), a partir de A.A. ( cisteína, cistina, metionina ).

Observación: los grupos –SH libres dan gusto a cocido.

2-Pasteurización / Retención

LECHE en POLVO

Distintos tipos de pasteurizadores usados:

Indirectos

1. Tubos en espiral

2. Tubos rectos

3. Intercambiadores de calor a placa.

Directos

1. DSI ( Direct Steam Inyection ).

2. Atomización sobre atmósfera de vapor controlada ( T° / Presión )

2-Pasteurización / Retención

Pasteurización / Retención

Vapor de caldera

Leche estandarizada / pasteurizada

Concentrado a camara sprayDensimetro

Pasteurización / Retención

LECHE en POLVO

Características de un Evaporador.1. Multietapas

2. Trabajo bajo vacío

3. RTV ( recompresión térmica de vahos )

4. Película descendente.

3-Evaporación

LECHE en POLVO

Multietapas: genera un ahorro de energia tal que por kg de agua evaporada se utiliza 1/4 kg de vapor vivo. ( aplicable a un evaporador de 4 efectos ).

Vacío: hace que la T° de ebullición/evaporación del agua disminuya. En estos equipos el rango de T° va desde los 80°C a 45°C

3-Evaporación

LECHE en POLVO

RTV (recompresión térmica de vahos ): aprovechamiento del vapor de leche remanente de uno de los efectos, para utilizar menos vapor de caldera para la calefacción del 1° efecto. Con este sistema sumamos ahorro de energía utilizada para evaporar: 1 kg de agua / 1/5 kg vapor vivo.

Película descendente: la denominación hace referencia a que el producto es inyectado desde la parte superior del equipo y cae por gravedad formando una fina película sobre toda la superficie del tubo, habiendo mayor contacto con la parte calefaccionada.

3-Evaporación

Vapor de caldera

Leche estandarizada / pasteurizada

Concentrado a camara sprayDensimetro

Evaporación

Evaporación

Vapor

Cuerpo de calentamiento ( calandria )

Evaporación

LECHE en POLVO

La extracción del agua de la leche se hace a través de vapor, este vapor se separa del producto en los separadores de vahos, y es reutilizado para calefaccionar el cuerpo siguiente.

Los vahos del último cuerpo son condensados en un condensador, que puede ser de mezcla o de superficie.

3-Evaporación

Vapor de caldera

Leche estandarizada / pasteurizada

Concentrado a camara sprayDensimetro

Evaporación

Evaporación

LECHE en POLVO

Los evaporadores son equipos para procesos continuos.

Generalmente trabajan entre 20 a 28 hs. Los volúmenes de procesos diarios van desde

los 400 a 1000 m3 de leche. En la actualidad están altamente automatizados

e informatizados.

3-Evaporación

LECHE en POLVO

El producto obtenido es un concentrado de leche, con un contenido de sólidos totales de 48 – 50%.

LECHE FLUIDA ( 11,5 – 12% ST ) CONCENTRADO ( 48 – 50

% ) Agua contenida ( 88.5 – 88 % ) EVAPORACION Agua contenida ( 52 – 50% )

3-Evaporación

LECHE en POLVO

Consiste en forzar al concentrado a atravesar por finas aberturas ( en algunos casos estriadas ), que producen, por roce y alta presión la división de los glóbulos grasos.

Las presiones de homogenización van desde los 50 a 300 kg/cm2

Homogenización

LECHE en POLVO

Resultado:1. Obtención de características uniformes, posibilitan la

formación de gotitas homogéneas en la atomización para el secado. Esto facilita a una evaporación mas uniforme en la partícula de polvo.

1. Mejora la solubilidad del polvo, al momento de su reconstitución.

1. Reducción de la sensibilidad a los procesos oxidativos de la grasa( enrranciamiento ).

Homogenización

Homogenización

LECHE en POLVO

En esta etapa, todos los equipos utilizados parten del mismo principio:

“ Convertir el producto a secar en pequeñas gotas de un tamaño adecuado, para posibilitar el secado de las mismas, por contacto con un masa de aire caliente circulante”.

Secado - Spray

LECHE en POLVO

Secado – Spray

1- Cámara de secado.

2 - Vibrofluidizador.

3 - Ciclones.

Secado - Spray

LECHE en POLVO

En esta etapa se obtiene el secado final delproducto y su transformación en polvo.El concentrado de leche es atomizado ( toberaso rotativa ), sobre una corriente de aire calientecirculante, que es inyectada tangencialmentepara lograr una corriente ciclónica, capaz dearrastrar a las partículas de polvo e impedir queestas queden adheridas a las paredes delrecinto.

1-Cámara de secado

Secado - Spray

ENVASADO

CONCENTRADO DEL EVAPORADOR

Instantanizador

Atomización centrífuga por disco rotativo, el líquido es acelerado continuamente hasta la ranura de salida por medio de fuerza centrifuga producida por la rotación del disco.

El grado de atomización depende de: 1. Velocidad perisférica2. Propiedades del líquido3. Cantidad del líquido atomizado

LECHE en POLVO

1-Cámara de secado

Secado - Spray

Disco rotativo

Techo de cámara de secado

LECHE en POLVO

El polvo obtenido en primera instancia contiene 6 – 8% de humedad, para lo cuál se necesita un paso posterior de secado para alcanzar la humedad requerida.

Generalmente es de 3 – 4 % .

1-Cámara de secado

LECHE en POLVO

Cámara de secado cónica: dispone de un equipo independiente donde se lleva a cabo la operación de secado final.

Cámara de secado compacta: son de terminación plana, con un piso de chapa perforada (branquiada), en el cuál se deposita el polvo, y con una corriente de aire caliente inyectado con un sentido de giro otorgado por el diseño de las perforaciones, se seca y extrae de la cámara hacia la etapa siguiente.

1-Cámara de secado

Cámara de secado compacta

Lecho fluidizado estático

Placa perforada ( branquiada )

AIRE CALIENTE

A DESCARGA

LECHE en POLVO

Estos equipos son utilizados para el enfriamiento del polvo obtenido luego del secadero.

Resultados:

1. Transporte tranquilo del polvo, sin golpes que causen roturas de partículas.

2. Enfriamiento controlado del polvo con todas las ventajas correspondientes en cuanto a estabilidad del mismo durante el almacenaje.

2-Vibrofluidizador

Vibrofluidizador

LECHE en POLVO

Estos equipos también son utilizados para la instantaneización del polvo.

Previo al ingreso del polvo al equipo se inyecta lecitina de soja, que posteriormente se mezcla a temperatura adecuada para su correcta homogenización.

2-Vibrofluidizador

Instantaneización

ENVASADO

CONCENTRADO DEL EVAPORADOR

Instantanizador

LECHE en POLVO

Desde el punto de vista de la reconstitución, el polvo debe tener:

1. Mojabilidad: capacidad de la partícula de absorber agua en su superficie.

2. Sumergencia: capacidad para sumergirse después de haber sido mojada.

3. Dispersabilidad: capacidad para distribuirse uniformemente en toda le agua.

4. Solubilidad: para que esta característica quede definida en el producto, deben darse las tres anteriores.

Instantaneización

LECHE en POLVO

Lecitinación: debido a las propiedades estructurales, de éste fosfolípido, teniendo una fase lipofílica y otra hidrofílica, puede mezclarse con agua y grasa.

Como resultado de esta mezcla, el polvo se debe disolver en agua a temperatura ambiente ( aprox. 20°C ) en menos de 60 segundos.

Instantaneización

LECHE en POLVO

Tanto el aire de secado que sale de la cámara, como del aire de transporte, es necesario separar el polvo que arrastran.

El polvo recuperado es incorporado nuevamente al sistema.

3-Ciclones

Recuperadores de polvo - Ciclones

ENVASADO

CONCENTRADO DEL EVAPORADOR

Instantanizador

LECHE en POLVO

Productos obtenidos. Leche en Polvo común o regular Leche en Polvo instantánea Leche en Polvo fortificada ( vit. A y D3 ) Leche en Polvo descremada.

Leche en polvo

LECHE en POLVO

Resultantes del proceso de leche en polvo: Prolongar el tiempo de vida útil de la leche: esto se debe a la disminución de la aw

(actividad de agua, disponible para el desarrollo microbiano), formación de antioxidantes naturales ( -SH, dependiendo el tratamiento térmico ).

Dependiendo del envasado, material del envasado, control de la atmósfera, etc ( 6 a 12 meses de vencimiento).

Ventajas económicas en cuanto al transporte y almacenaje, ya que en la leche fluida tenemos 120g de ST por kg de leche transportada, y en el polvo con una H° ~ de 3% tenemos 970 g de ST por kg de polvo.

Debido al tratamiento térmico poco agresivo que este proceso tiene, el producto final conserva casi la totalidad de los atributos organolépticos y nutricionales contenidos en la leche fluida. ( perdida de un % de vitamina A, de fácil adición en el producto final, para que este la contenga en cantidad suficiente ).

Resumen

LECHE en POLVO

Muchas Gracias por su Atención

Ante dudas y/o consultas: rodrigo.llorens@saputo.com.ar