Elaboración de manjar de leche en la planta de lácteos de la Universidad Estatal de Bolívar
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TEMA:
Elaboración de manjar de leche en la planta de
lácteos de la Universidad Estatal De
Bolívar.
INTRODCCION:
Según Haper, (1.976), indico que las bases para
calcular las cantidades relativas de materiales de procesos
alimenticios se basan en la Ley de Conservación
de Masa, la cual establece simplemente que: "La
cantidad de materia que entra a una operación debe ser
igual a la cantidad que sale".
Al considerar un sistema cerrado por fronteras o
limites, la ley puede ser definida en la siguiente forma: las
entradas por los limites ME, más la generación
interna MG, menos las salidas por los limites MS y menos el
consumo interno MC, será igual a la acumulación o
perdida dentro del sistema, que puede ser positiva. La
ecuación que corresponde a dicha ley es la
siguiente:
ME + MG – MS – MC = MA ( I
)
Cuando no existe generación o consumo de materia
dentro del sistema, la ecuación se reduce a:
ME = MS ( II )
Los balances de materia y energía son muy
importantes en la industria química. Los balances de
materia son fundamentales en el control de los procesos,
particularmente en el control del rendimiento de los productos.
(Early. 1988. pag. 9)
En la industria de los alimentos el balance de materia y
energía constituyen una herramienta fundamental para el
desarrollo tecnológico de productos en la
industria.
Principios básicos para el procesamiento de
alimentos.
Control de la materia prima, y producción final.
Existen pasos claves al momento de desarrollar estos
cálculos, Early en su libro señala algunos de
ellos:
El primer paso es considerar las tres categorías
básicas: materias que entran, materias que salen y
materias acumuladas. Entonces hay que considera si las materias
en cada categoría pueden tratarse como un
todo, balance global de materia, o como varios
constituyentes, que hay que estudiar si pueden tratarse
separadamente y si es así cuáles de dichos
constituyentes. (Early. 1988. pág. 10- 11)
Atendiendo al anterior enunciado pueden considerar como
constituyentes de una mezcla, los grados Brix, la densidad, % de
ác. ascorbico entre otros constituyentes presentes en los
alimentos. En las jaleas, los sólidos solubles son
principalmente azucares, en especial sacarosa. Según
Villavecchia (1.963), el índice de refracción de
las soluciones acuosas varia con la concentración, y en
esto se basa la determinación del contenido de
azúcar de una solución por medio del
refractómetro.
Alvarado y López, (1.986), establecieron la
siguiente ecuación que permite el cálculo de la
densidad de jugos de frutas y de jarabes, como función del
contenido de sólidos solubles y de la
temperatura:
Dj = 1008 + 4,15 Br – 0,6*T ( III
)
Dónde:
Dj: densidad en (kg/m3)
Br: grados Brix (°Brix)
T: Temperatura
Manjar de leche
El Dulce de Leche es conocido como una especialidad de
sabor único, típico de Sudamérica y de
origen argentino donde se lo declaró patrimonio gastro-
nómico nacional.
Este especial sabor fue
difundiéndose por el mundo y así se puede encontrar
al Dulce de Leche en otros países con diferentes
nombres.
Para garantizar la inocuidad y calidad del
producto es necesario que la elaboración se realice
aplicando las buenas prácticas de fabricación y con
los cuidados de elaboración, conservación y
presentación necesarios para cumplir, como mínimo,
con los requerimientos
OBJETIVOS:
OBJETIVO GENERAL:
Demostrar una de las múltiples aplicaciones del
balance de materia en el procesamiento de el manjar de
leche.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
1. Comparar los valores establecidos con cálculos
mediante balance de masa, basándose en el contenido de
sólidos solubles.
2. Crear destrezas y habilidades numéricas
mediante la realización de un balance de materia
simple
MARCO TEÓRICO:
Leche:
La leche, es un líquido opaco, blanquecino o
amarillento, segregado por las glándulas mamarias de las
hembras de los mamíferos para la alimentación de
sus crías. La leche normal no aparece hasta varios
días después del alumbramiento; el líquido
viscoso segregado desde el momento del parto hasta la
aparición de la leche normal recibe el nombre de calostro.
La leche está formada por glóbulos de grasa
suspendidos en una solución que contiene el azúcar
de la leche (lactosa), proteínas (fundamentalmente
caseína) y sales de calcio, fósforo, cloro, sodio,
potasio y azufre. No obstante, es deficiente en hierro y es
inadecuada como fuente de vitamina C. La leche entera está
compuesta en un 80 a un 90 % de agua. La leche fresca tiene un
olor agradable y sabor dulce. Su densidad relativa varía
entre 1,018 y 1,045, y la de la leche de vaca entre 1,028 y
1,035. Los glóbulos de grasa tienen una densidad relativa
inferior a la de la fase líquida y, por lo tanto,
ascienden a la superficie para formar nata (crema) cuando se deja
reposar la leche en un recipiente. También se llama nata a
la lacto albúmina, que es la telilla que aparece en la
superficie cuando se ha hervido la leche.
La leche más empleada para el consumo humano es
la de rumiantes hembra como la vaca, la cabra y la oveja.
También la llama, el reno y el búfalo son
importantes productores de leche en muchos lugares del mundo. La
composición típica de diversos tipos de leche
aparece en la tabla adjunta.
Azúcar:
Entre los azúcares importantes
desde el punto de vista comercial están la glucosa, la
lactosa y la maltosa, que se usan frecuentemente en la
alimentación para bebés. Sin embargo, el más
importante es la sacarosa, llamado también azúcar
de caña, aunque no proceda de la caña de
azúcar. Se utiliza para dar sabor dulce a las comidas y en
la fabricación de confites, pasteles, conservas, bebidas
alcohólicas y no alcohólicas, y muchos otros
alimentos. Como material alimenticio básico, la sacarosa
suministra aproximadamente un 13% de la energía que se
deriva de los alimentos. Su valor y su papel en la dieta humana
son polémicos.
Después de la cosecha, los tallos
más gruesos de la caña de azúcar se separan
de las hojas. En la fábrica de azúcar se machacan y
trituran entre rodillos dentados. El jugo de los tallos
triturados se extrae en unas moledoras que consisten
principalmente en un sistema de rodillos (generalmente unos 9 o
12), a través de los cuales pasa el material machacado. A
este proceso se le llama triturado. Durante el triturado, se
rocía agua caliente sobre el material para disolver
cualquier azúcar restante. El material sólido y
pulposo que queda después de la extracción del jugo
se llama bagazo; éste se seca y se usa como combustible.
Al jugo extraído en la moledora se le añade cal y
la mezcla se lleva a ebullición; durante este
calentamiento los ácidos orgánicos indeseados
forman con la cal compuestos insolubles que se pueden filtrar
junto con las demás impurezas sólidas. El jugo
suele tratarse con dióxido de azufre gaseoso para
blanquearlo y luego se pasa por prensas filtrantes. A
continuación, el jugo resultante se evapora en un
vacío parcial y se calienta hasta formar un jarabe espeso
que contiene los cristales de azúcar. La masa densa de
cristales y jarabe, llamada massecuite, se coloca en una
centrifugadora que gira a una velocidad de 1.000 a 1.500
revoluciones por minuto; las paredes de la centrifugadora
están perforadas con pequeños agujeros a
través de los cuales el jarabe, llamado melaza, sale a
presión durante el centrifugado. El azúcar
amarillento o de color castaño extraído durante el
proceso de centrifugación se llama primer azúcar o
azúcar en bruto.
Dulce de leche
El dulce de leche, también conocido
como manjar, manjar
blanco, arequipe o cajeta es un dulce tradicional de América
Latina y que corresponde a una variante caramelizada de
la leche.
Su consumo se extiende a por todos los países
latinoamericanos y en Francia, donde se llama Confiture de
lait y en aquellos lugares con minorías de esas
nacionalidades, como Estados
Unidos o España.
Este producto recibe diferentes nombres según el
país en el que se consume, y presenta también
algunas variedades regionales. Es ampliamente utilizado
en postres como
los alfajores, cuchuflíes, helados, pasteles
o tortas.
Características
Muffins bañados
con dulce de leche.
Se elabora con leche, azúcar y
esencia de vainilla. Suele
agregarse una pizca de bicarbonato
de sodio como colorante.
En algunos casos puede incorporarse crema de
leche a la leche si se considera necesario. Si bien el
dulce original se hace con leche de vaca, también
puede elaborarse con leche de cabra (aunque no es
una variedad habitual). De hecho, cada variante del nombre
representa una variante en su elaboración. El arequipe
colombiano está hecho con leche de vaca y azúcar
con adición de bicarbonato de sodio; se hierve hasta
caramelizar el azúcar y evaporar la leche.
En Argentina, el Código Alimentario Argentino
estipula y exige los requisitos mínimos para que un
producto pueda llamarse "dulce de leche".1 2 A
su vez, el dulce de leche elaborado en Argentina está
hecho a base de leche de vaca, azúcar, chaucha de vainilla
(o esencia artificial de vainilla) y una pizca de bicarbonato de
sodio.3 En
este país se elaboran distintas variedades de dulce de
leche, entre las que se destacan el familiar (con dos
subvariantes: el "tradicional", más espeso y
marrón, y el de "bajas calorías", menos espeso y de
un color más claro), el repostero (para repostería)
y el heladero (especial para procesar helados con sabor a dulce
de leche).4
La cajeta
mexicana está hecha de una combinación de
leche de vaca y leche de cabra. Se originó en
la ciudad de Celaya (Guanajuato)
y su nombre deriva de las cajas de
madera que se utilizaban para empacarlo. En
México se ha creado una extensa gama de productos y golosinas derivadas
del dulce de leche, entre las que se encuentran las "obleas de
cajeta" y las "paletas de cajeta".
Bicarbonato de sodio
Se lo puede adquirir en cualquier local de
productos alimenticios.
Se lo utiliza como
neutralizante.
¿Porque se lo utiliza?
Durante el proceso de elaboración el
agua de la leche se va evaporando y el ácido
láctico (componente propio de la leche) se va
concentrando. Así, la acidez de la leche se va
incrementando de una manera tal que se podría producir una
sineresis (el dulce se corta).
El uso de leche con acidez elevada produciría un
dulce de leche de textura arenosa, áspera. Asimismo una
acidez excesiva impide que el producto ter- minado adquiera su
color característico, ya que las reacciones de
coloración son retardadas por la elevada
acidez.
Por todo ello será necesario reducir la acidez
inicial de la leche neutralizán- dola con este
aditivo.
Aromatizante de vainilla
La cantidad a utilizar dependerá del
consumidor y de la calidad del aroma- tizante. La cantidad se
ajusta después de algunos ensayos organolépticos
(sabor, aroma, etc.).
PARTE EXPERIMENTAL:
Se expondrán a continuación
las pautas mínimas necesarias para la elabora- ción
de un dulce de leche tipo familiar. Para ello se partirá
de leche entera (3% de Mat. Grasa).
Para fabricar 25 kilogramos de dulce de
leche por día se necesitará:
–50 litros de leche
–10 kilos de azúcar
–25 gramos de bicarbonato de sodio
–4 kilos de glucosa
–30 centímetros cúbicos (o ml) de
aromatizante de vainilla
Etapa 1: Recepción de leche
(para el caso de recibir leche cruda, recién
ordeñada)
La leche se recibe y controla para conocer su calidad,
luego se conserva refri- gerada (2-8ºC) hasta el
momento de procesarla.
Algunos de los controles a realizar pueden
ser:
–Es aconsejable que la leche no tenga más
de 24hs posterior al ordeñe.
–Control visual: Observar si presenta impurezas o
color anormal
–Control aroma: Verificar si emana olores
extraños
–Controlar la temperatura de entrega, (T<
8ºC)
–Realizar la prueba del alcohol
70°*
–Evaluar la acidez Dornic, pH **
En el caso d"
Es de fundamental importancia determinar el
momento en que debe darse por terminado la evaporación
(cocción).
Si se pasa del punto, se reducen los rendimientos y se
perjudican las carac- terísticas del dulce. Por lo
contrario, la falta de concentración o una cocción
escasa produce un dulce fluido, sin la consistencia
esperada.
Normalmente es la pericia del dulcero la
que determina el punto exacto, empleando a veces pruebas
empíricas. Una de ellas consiste en dejar caer una gota de
dulce en un vaso con agua para ver si llega al fondo sin
disolver- se. Otra, separando entre los dedos índice y
pulgar una pequeña cantidad de producto y observando
cómo y cuánto se estira. Con mucha práctica,
la sim- ple evaluación del flujo vertido desde un
cucharón de dulce informa sobre el punto
deseado.
No obstante, es necesario complementar la experiencia
con la exactitud. Estas observaciones empíricas se hacen a
modo de orientación y ya en las cercanías del punto
final se debería controlar el dulce con un instrumento
llamado refractómetro, que se adquiere en casas
especializadas del ramo.
Según las diferentes fabricaciones, el mechero se
apaga cuando el dulce tie- ne un 67-68% de
sólidos, (67 – 68° Brix, escala utilizada por el
refractómetro), estimando que con la evaporación
producida mientras el dulce se descarga y enfría, se
reducirá la humedad hasta el valor final deseado (30
%).
MATERIALES Y REACTIVOS:
MATERIALES
Leche
bicarbonato
Canela
Gelatina sin sabor
Esencia de vainilla
Bidones
Balanza
Paila
Lavacara
Cocina
Tarrinas
PROCEDIMIENTO:
En primer lugar, las leches fueron vaciadas en una paila
de metal con gran capacidad, luego se realizó la
formulación para agregar Bicarbonato de sodio de la
siguiente manera:
Formulación de azúcar para los 25 Lts
de leche
Teóricamente: (28 % del volumen
total)
Diagrama de flujo
Fuente: tecnología de la leche
DATOS OBTENIDOS:
Se obtuvieron 28.8 libras de manjar
CÁCULOS
Leche: 25 lt
Azúcar: 12.5 lb
Bicarbonato de sodio: 25 gr
Gelatina sin sabor: 25 gr
Transformación de insumos a una misma
unidad
Los 25 litros de leche con el bidón pesaron 27.5
Kg menos el peso del bidón 2.2 Kg el peso total de la
leche es de 25.3 Kg.
Después del proceso de cocción y
concentración se obtuvo 25 tarinas de manjar y cada una
pesaba 536 g (W1), las tarinas tenían un peso de 13 g (W2)
cada una, así se obtuvo:
Balance de materia
RESULTADOS Y DISCUSIÓN:
Logramos determinar la cantidad que entro para el
proceso y con ello la cantidad de producto que obtuvimos y
logramos realizar un balance de materia determinando la cantidad
de agua que se evaporizó y cuan efectiva fue la gelatina
sin sabor en el momento de ayudar a atrapar moléculas de
agua en el manjar.
El bicarbonato de Sodio, puede ser utilizado como
neutralizante para la elaboración de leches concentradas,
para evitar que se desnaturalice las proteínas que
contiene la leche. Y para dar el color obscuro típico del
manjar.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Podemos concluir que en el balance de materia lo que se
evaporó fue el 57.8% entonces el proceso fue efectivo ya
que no pasó del 60% de evaporación del agua pero no
fue contundente ya que pasó del 55% de evaporación.
Logramos tener un buen producto con un buen
rendimiento.
BIBLIOGRAFÍA
HIMMELBLAU David. Balances de Materia y
Energía Cuarta Edición. PHH
EJERCICIOS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
APLICADOS A PROCESOS INDUSTRIALES; Autor: Msc. José Luis
Rodríguez Núñez y Ing. Edwin Macavilca
T.
NEIRA Y LÓPEZ, (2010). Guía
técnica para la elaboración de productos
lácteos. De la Mancha impresores. Quinta edición. P
25-60.
Montero, Roberto. Manjar blanco. Proyecto
San Martín. ITDG – Perú, CEPCO. Lima
2000. 31 p.
Escuela Centroamericana de
Ganadería. Curso sobre Gestión en las
Agroindustrias Lácteas. 1999. Red Costarricense de
Servicio a la Agroindustria (CICAR), Costa Rica. 41 p.
ANEXOS
UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLÍVAR
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
Autor:
JORDANI SANABRIA
Docente:
ING. CARLOS MORENO
GUARANDA – ECUADOR
2012-2013