LECHE en POLVO

1. LECHE en POLVO Rodrigo Llorens - Tec. Superior Industrias Alimentarias

2. LECHE en POLVO Elaboración • 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.

3. LECHE en POLVO Procesos • Los procesos más utilizados desde hace varios años hasta la actualidad, son dos, aplicados simultáneamente y conformando un solo proceso con dos etapas: • Evaporación • Secado por atomización ( spray ).

4. LECHE en POLVO Evaporación • Evaporadores: • 1- Precalentamiento • 2- Pasteurización • 3- Evaporación

5. LECHE en POLVO 1-Precalentamiento 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: • Tubos en espiral • Tubos rectos • Intercambiadores de calor a placa.

6. Precalentamiento

7. Precalentamiento

8. LECHE en POLVO 2-Pasteurización / Retención • 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.

9. LECHEen POLVO 2 - Pasteurización / Retención A partir de este paso también se puede determinar: • Clasificación de la leche en polvo descremada. • Conservación de la leche entera.

10. LECHEen POLVO 2-Pasteurización / Retención • Clasificación según INPS o WPNI. Indice de Nitrógeno Proteico de Suero. Wey Protein Nitrogen Index

11. LECHE en POLVO 2-Pasteurización / Retención • 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.

12. LECHE en POLVO 2-Pasteurización / Retención Distintos tipos de pasteurizadores usados: Indirectos • Tubos en espiral • Tubos rectos • Intercambiadores de calor a placa. Directos • DSI ( Direct Steam Inyection ). • Atomización sobre atmósfera de vapor controlada ( T° / Presión )

13. Pasteurización /Retención

14. Pasteurización /Retención

15. LECHE en POLVO 3-Evaporación • Características de un Evaporador. • Multietapas • Trabajo bajo vacío • RTV ( recompresión térmica de vahos ) • Película descendente.

16. LECHE en POLVO 3-Evaporación • 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

17. LECHE en POLVO 3-Evaporación • 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.

18. Evaporación

19. Evaporación Cuerpo de calentamiento ( calandria )

20. Evaporación

21. LECHE en POLVO 3-Evaporación • 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.

22. Evaporación

23. Evaporación

24. LECHE en POLVO 3-Evaporación • 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.

25. LECHE en POLVO 3-Evaporación • 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% )

26. LECHE en POLVO Homogenización • 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

27. LECHE en POLVO Homogenización • Resultado: • 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. • Mejora la solubilidad del polvo, al momento de su reconstitución. • Reducción de la sensibilidad a los procesos oxidativos de la grasa( enrranciamiento ).

28. Homogenización

29. LECHE en POLVO Secado - Spray • 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”.

30. LECHE en POLVO Secado - Spray • Secado – Spray 1- Cámara de secado. 2 - Vibrofluidizador. 3 - Ciclones.

31. LECHE en POLVO 1-Cámara de secado En esta etapa se obtiene el secado final del producto y su transformación en polvo. El concentrado de leche es atomizado ( toberas o rotativa ), sobre una corriente de aire caliente circulante, que es inyectada tangencialmente para lograr una corriente ciclónica, capaz de arrastrar a las partículas de polvo e impedir que estas queden adheridas a las paredes del recinto.

32. Secado - Spray

33. LECHE en POLVO 1-Cámara de secado • 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: • Velocidad perisférica • Propiedades del líquido • Cantidad del líquido atomizado

34. Secado - Spray Disco rotativo Techo de cámara de secado

35. LECHE en POLVO 1-Cámara de secado • 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 % .

36. LECHE en POLVO 1-Cámara de secado • 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.

37. Cámara de secado compacta Lecho fluidizado estático

38. Placa perforada ( branquiada )

39. LECHE en POLVO 2-Vibrofluidizador • Estos equipos son utilizados para el enfriamiento del polvo obtenido luego del secadero. Resultados: • Transporte tranquilo del polvo, sin golpes que causen roturas de partículas. • Enfriamiento controlado del polvo con todas las ventajas correspondientes en cuanto a estabilidad del mismo durante el almacenaje.

40. Vibrofluidizador

41. LECHE en POLVO 2-Vibrofluidizador • 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.

42. Instantaneización

43. LECHE en POLVO Instantaneización • Desde el punto de vista de la reconstitución, el polvo debe tener: • Mojabilidad: capacidad de la partícula de absorber agua en su superficie. • Sumergencia: capacidad para sumergirse después de haber sido mojada. • Dispersabilidad: capacidad para distribuirse uniformemente en toda le agua. • Solubilidad: para que esta característica quede definida en el producto, deben darse las tres anteriores.

44. LECHE en POLVO Instantaneización • 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.

45. LECHE en POLVO 3-Ciclones • 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.

46. Recuperadores de polvo - Ciclones

47. LECHE en POLVO 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.

48. LECHE en POLVO Resumen 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 ).

49. LECHE en POLVO Muchas Gracias por su Atención Ante dudas y/o consultas: rodrigo.llorens@saputo.com.ar