Elaboración de leche en polvo

El consumo de leche en polvo se ha extendido en todo el mundo porque se considera la mejor forma de conservar la leche, es de fácil almacenamiento y trasporte. Además la leche en polvo una vez reconstituida tiene bastante similitud con la leche líquida en su composición, sabor, aroma y valor nutritivo. Se distinguen varias categorías de leche en polvo de acuerdo a su composición: Leche en polvo entera, semidescremada y descremada.

La leche en polvo se puede obtener por medio de desecación a través de rodillos (cilindros) o por pulverización o atomización. La elección del método depende principalmente del uso que se le va a dar al producto. Antes de la desecación de la leche; esta es precalentada, evaporada y homogenizada tal como sucede con la leche evaporada y leche condensada.

38.1 Desecación por rodillos

La desecación consiste en la sustracción del líquido de una sustancia o mezcla de sustancias por evaporación o vaporización. Al respecto, la sustancia que se va a desecar se encuentra en estado sólido o semisólido. En la desecación por rodillos; la leche concentrada se hace pasar en forma de una capa delgada sobre la superficie de los cilindros en donde la temperatura es superior a 100 ºC provocando la evaporación del agua.

El equipo está provisto además de los cilindros, de cuchillas que retiran la masa desecada en capa delgada; la cual, es enfriada con aire y después reducida a polvo haciendo pasar la masa por molinos destinados para tal fin. La alimentación de la leche concentrada se puede hacer a través sobre el canal que forman ambos rodillos y los que tienen alimentación por rociado.

Figura 109. Esquema de un desecador de dos cilindros alimentado por canal y rociado.

Fuente: López, A. (2003). Manual de industrias lácteas. Edición Ilustrada.

La desecación sobre cilindros depende de factores como el espesor y uniformidad de la capa de leche concentrada que cae sobre los rodillos, la temperatura y duración de la desecación y la temperatura del concentrado. La importancia de controlar los factores mencionados radica en la posible desnaturalización de la proteína y el color marrón que puede tomar el producto.

38.2 Desecación por atomización (nebulización o spray)

Con este proceso, la desecación de la leche se sucede de forma instantánea. La desecación de la leche por atomización consiste en pulverizar la leche concentrada en forma de gotas muy pequeñas o de niebla en el interior de una cámara en donde circula una corriente de aire caliente en paralelo o en sentido opuesto a la trayectoria de las gotas de leche concentrada que ingresan a la maquina. La corriente de aire caliente transfiere el calor necesario a las gotas de leche concentrada para evaporar el agua que contienen. Las partículas desecadas van al fondo del equipo.

La temperatura inicial del aire caliente oscila entre 170 a 250 ºC. Se tiene que cuando el agente desecador toma el agua del producto y entra en contacto con las partículas, estas se enfrían a 100 ºC evitando la desnaturalización de los componentes de la leche.

El funcionamiento del equipo se basa en principios: La leche concentrada es enviada a gran presión a través de una cabeza provista de orificios muy pequeños, la leche es proyectada a la cámara por un chorro de aire comprimido y la leche es dirigida a una turbina horizontal que gira a gran velocidad bajo el efecto de una fuerza centrifuga que proyecta en forma de niebla dentro de la torre.

Figura 110. Esquema de un sistema de metodo combinado de secado spray.

Fuente: Secado spray. Disponible en: http://www.secadospray.blogspot.com/. Consultado diciembre 2011.

Figura 111. Secado por atomización.

Fuente: Secado spray. Disponible en: http://www.secadospray.blogspot.com/. Consultado diciembre 2011.

38.3 Controles la desecación por atomización

Los controles que se efectúen durante el proceso de atomización son tan importantes como los que se llevan a cabo en las primeras etapas del proceso (precalentamiento, homogenización y evaporación) pues la calidad debe ser verificable y controlable en todas las etapas del proceso. Al respecto, es necesario considerar algunos aspectos como:

* El aire caliente utilizado para la desecación debe estar lo más seco posible para que la desecación sea eficaz y las temperaturas de trabajo que se utilicen sean bajas.

*Cuanto más tiempo tarden en caer las gotas desde el atomizador hasta la parte inferior de la torre mejor se lleva a cabo la desecación. Esta es la razón de que el aire circule en contracorriente al alimento que le da un movimiento ciclónico.

*La viscosidad del concentrado influye en el tamaño de las gotas. Al respecto, cuando más pequeña es la gota más rápido se secará.

*No es conveniente que el producto esté sometido a altas temperaturas por tiempos prolongados debido a los cambios fisicoquímicos que se pueden ocasionar como disminuir la solubilidad y la capacidad de conservación. . Es así que el sistema de evacuación de la leche en polvo del desecador debe ser lo más eficiente posible.

38.4 Envasado

El envase de la leche en polvo puede hacerse una vez que ha sido pulverizada o que se ha almacenado en silos provisionales. La pulverizada puede ser empacada a granel o en bolsas de presentación de 1000g, 500g y 250g o de acuerdo a las solicitudes del mercado. Cuando la leche es almacenada provisionalmente en silos; es importante, controlar la eliminación del oxigeno presente por cuanto la leche es susceptible de oxidación; así también la temperatura del producto en el silo.

En el empaque a granel se emplea sacos de papel revestidos con papel encerado o también con un segundo saco de plástico. Para el empaque de unidades de bajo peso; se utilizan cajas plegadas con una bolsa interior de celofán o papel plastificado. También se empaca en tarros de hojalata barnizados.

38.5 Reconstitución de leche en polvo

La reconstitución es el procedimiento utilizado para re hidratar la leche en polvo con la misma cantidad de agua que contenía el producto original. El éxito de la reconstitución según Amiot et al. (1991) está dado por el grado de granulación que tengan las partículas de leche en polvo la cual se consigue aglomerando las partículas entre ellas para que el agua penetre por las fuerzas capilares en el interior de la masa antes de que se forme un gel impermeable. Para conseguir aglomeración del producto es posible utilizar varias estrategias como:

*Utilizar separadores ciclónicos que permitan recuperar las partículas de polvo más pequeñas y devolverlas a la cámara de secado cerca a la pulverización del producto.

*Extraer partículas húmedas (8%) de la torre de secado y completar el secado de ellas en un lecho fluídizado o en una cámara de desecación secundaria.

*Inyección de vapor húmedo o aire húmedo al lecho fluídizado en donde caen las partículas húmedas. Entonces, el cambio de las partículas de una zona caliente a una húmeda hace que se aglomeren.

De otra parte y con relación a los factores que son determinantes en la calidad de la reconstitución; Veisseyre et al. (1980) sostiene que las principales propiedades de la leche que regulan la aptitud de la leche en polvo para su reconstitución están dadas por la humectabilidad considerada como la capacidad de penetrar rápidamente en el agua; también, el grado de dispersabilidad y solubilidad. Todas estas propiedades ligadas entre sí. Al respecto, Veisseyre et al. (1980) coincide con Amiot et al. (1991) en afirmar que estas tres cualidades de humectabilidad, dispersabilidad y solubilidad se relacionan estrechamente con el tamaño de las partículas y que si estas, se encuentran aglomeradas, las aptitudes mencionadas anteriormente se verán reflejadas más favorablemente.

Otro aspecto para tener en cuenta en la reconstitución es la temperatura dela gua a la cual se realiza la operación; la cual, se considera como óptima entre 25 ºC y 50 ºC. Así también, las condiciones mecánicas inciden en la operación y en ese sentido, una agitación vigorosa es muy efectiva en la reconstitución de la leche en polvo.

38.6 Lecitinación

La leche en polvo entera es difícil de dispersar debido a la capacidad hidrofóbica de la grasa. La lecitina es una sustancia con propiedades hidrófilicas y lipófilicas y es por esto se puede utilizar para recubrir las partículas de polvo sirviendo de puente entre la materia grasa y el agua, facilitando la dispersión de la leche en polvo. (Behemer, 1984).

El vector que se utiliza generalmente para aplicar la lecitina es el aceite de mantequilla; utilizando un lecho fluídizado en donde se calienta el polvo y se inyecta un chorro de aceite de mantequilla 60 ºC que contiene lecitina disuelta y que se mezcla con las partículas de polvo en movimiento. A continuación el producto pasa a un segundo lecho fluídizado o a otra sección del mismo lecho para la mezcla final y la refrigeración antes del envasado. (Varnam, 1995)

38.7. Defectos de la leche en polvo

Amiot et al. (1991) Destaca como los defectos más predominantes y que influyen notablemente en la calidad del producto final los siguientes:

38.7.1 Acidez

La acidez de la leche reconstituida puede estar en el rango de 0.11 a 0.15% de ácido láctico. Porcentajes inferiores indican una neutralización inadecuada de la leche y si la acidez es mayor puede haberse utilizado como materia prima leche de mala calidad o inadecuadas condiciones de sanitización del área de proceso y los operadores de producción.

38.7.2 Sedimentos

Se deben a partículas quemadas por el uso inadecuado de temperatura y tiempo del tratamiento térmico durante el proceso.

38.7.3 Humedad

Contenidos superiores a los establecidos en la legislación se deben a condiciones inadecuadas de desecación. Al respecto, si la leche es demasiado húmeda pierde rápidamente el sabor y solubilidad; además se deteriora antes de finalizar la vida útil del producto.

38.7.4 Solubilidad

Los factores que pueden afectar la solubilidad de la leche en polvo pueden ser:

*Desarrollo de acidez, disminuye la solubilidad

*Duración del calentamiento. Al respecto, es más adecuado aplicar un tratamiento más corto a temperatura mayor; que, un tratamiento largo a menor temperatura

*El extracto seco de la leche en polvo varía entre un 20 «“ 40%. En ese sentido, es más favorable para la solubilidad del producto, que el extracto seco se acerque a los valores inferiores del rango de extracto seco.

*La solubilidad de la leche en polvo disminuye durante el almacenamiento cuando el producto se mantiene a temperaturas altas y cuando el contenido de humedad es alto.

* La solubilidad de la leche en polvo disminuye cuando las condiciones de secado han sido excesivamente severas y cuando la leche se ha mantenido durante mucho tiempo a altas temperaturas

*Las variaciones en la presión del concentrado a la entrada de la torre de desecación, pueden modificar el tamaño de las gotas y afectar la solubilidad del producto final.

38.7.5 Rancidez hidrolítica

La rancidez puede desarrollarse en las leches en polvo entera y parcialmente descremada. Las principales causas son un precalentamiento insuficiente o la contaminación de la leche tratada con leche cruda. Si la leche presentaba un defecto de rancidez, e proceso de desecación no siempre lo hace desaparecer. Lo importante para tener en cuenta en este caso es que las lipasas se destruyen a temperaturas de 63 ºC durante 30 minutos.

38.7.6 Oxidación

La oxidación se relaciona también con la materia grasa pero cuando entra en contacto con el oxigeno. El desarrollo de la oxidación se debe a factores como:

_Desarrollo de acidez, favorece oxidación de materia grasa

_Contaminación con cobre y hierro tienen efecto de oxidar la materia grasa

_Inadecuada clarificación y homogenización favorece el desarrollo de la oxidación

_Precalentamiento a temperaturas bajas hace que no haya formación de compuestos reductores que previenen la oxidación de la materia grasa

_Bajo contenido de extracto seco en la leche en polvo favorece la oxidación del producto

_Envasado en ausencia de atmosfera de gas inerte favorece la oxidación.

38.7.8 Recuento microbiano

Un alto recuento microbiano indica que la leche inicial era de mala calidad higiénica o que se ha producido una contaminación después del precalentamiento. La presencia de coliformes indica deficiencias en procedimientos de limpieza y de producción de las aéreas de producción y del personal manipulador. Presencia de salmonella o de enterobacterias indica además de malas condiciones del ambiente. Para controlarlo es necesario diseñar un programa complementario de control de ambiente.