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• Ana Belen Somocurcio

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Apuntes de clase para el desarrollo de la tecnología de Extrusión

Ing. José Fernando Gárate Delgado

OBJETIVOS

• ‡ Comprensión del proceso de extrusión en granos andinos y cereales • ‡ Aplicaciones industriales de la extrusión

Breve historia de la extrusión • Joseph Bramah (Inglaterra en 1797) fue el primero en aplicar el principio de Extrusión, para extruir tuberías de plomo. • La tecnología de la extrusión tuvo su origen en la industria de los plásticos, • su utilización en la industria alimentaria se ubica entre finales del siglo XIX y principios del siglo XX, • los primeros extrusores se utilizaron en la producción de pastas.

Breve historia de la extrusión • Hacia 1930 se usó un extrusor que mezclaba sémola, agua y otros ingredientes para formar una masa que al ser presionada y empujada fuera del extrusor, formara diferentes tipos de pastas. • General Mills, Inc. (Minneapolis 1930) fue el primero que utilizó un extrusor de tornillo para elaborar cereales listo para comer y se comienzan a utilizar los extrusores para fabricar cereales precocidos para consumo inmediato

• En 1939 los primeros rizos de maíz fueron extrusionados. • Este producto no fue lanzado al mercado hasta después de la II Guerra Mundial por Adams Corporation. • A lo largo de 1940 se desarrollaron y refinaron diferentes extrusores de un husillo para la obtención de aceite a partir de semillas oleaginosas, sustituyendo muchas de las menos eficientes prensas hidráulicas obtenidas para este propósito. • En la década de los años 40 se empezaron a usar los extrusores-cocedores a fin de fabricar alimentos balanceados para ganado • En 1946 fueron lanzados al mercado alimentos tipo botana que fueron extruidos y cocidos con extrusores en los que se lograban efectos de corte de mucha significancia y que eran alimentados por materiales de baja humedad.

Desarrollo de extruidos • En 1950 se desarrollaron los alimentos secos, expandidos por cocción por extrusión para animales domésticos. • La primera máquina de extrusionados de comida para animales fue puesta en marcha por Ralston Purina en 1950 , empresa fundada en 1894. • En 1951 Anderson Company desarrolla un sistema de pre-prensado de semillas oleaginosas de alto contenido en aceite para posterior extracción con disolventes.

• Entre 1950 y 1960 se desarrollan las primeras instalaciones de comida extrusionada para animales, basada en producto de base almidón gelatinizado. • Para fines de los sesenta y principios de los setenta, se dio un fuerte impulso al diseño de diferentes extrusores para la elaboración de alimentos para el consumo humano. • Apareciendo los primeros sistemas de cocción y conformado en continuo para la obtención de cereales RTE, petfoods de humedad intermedia, cereales basados en almidón pregelatinizado y TPP (texturizedplantproteins) y sistemas para la inactivación de inhibidores del crecimiento, enzimas, etc.

Desarrollo de extrusores • En 1960 se desarrollo harina de soya texturizada o productos concentrados con una apariencia a carne.

• En 1970 la segunda generación de extrusores de tornillo simple y de doble tornillo fueron introducido por Wenger y CreusotLoire/Werner – Pflderer, Alemania.

• A partir de la década de los ochenta, prolifera el uso de los extrusores. • Clextral fue la primera empresa del mundo en dedicarse a producir cereales para el desayuno listos para ser saboreados utilizando la tecnología de extrusión. • Extrusores de doble husillo se fabrican en Europa desde hace más de 35 años, pero sólo a partir de los 80 se interesan las empresas de USA. • En 1998 los extrusores de nueva generación fueron patentados por Wenger

• En los últimos años se ha tenido un gran auge con la aplicación de los extrusores en la industria alimentaria. • Hoy en día los extrusores-cocedores son empleados para elaborar productos tan diversos como alimentos para mascotas, alimentos nutritivos para niños, botanas expandidas a velocidades de producción que se cuentan en cientos de kilogramos por hora. • En la actualidad se viene realizando estudios relacionados con los biopolímeros, y alimentos nutracéuticos. • El extrusor bioreactor en continuo.

DEFINICIÓN • La extrusión de alimentos consiste en una reducción previa del tamaño de partícula del alimento hasta que sea convertida en polvo • La extrusión es definida como "el proceso que consiste en dar forma a un producto, forzándolo a pasar a través de una abertura con diseño específico” y que puede o no implicar simultáneamente un proceso de cocción. • La extrusión consiste en hacer pasar a través de los agujeros de una matriz, una harina o mezclas de alimentos a presión por medio de un tornillo sinfín que gira a cierta velocidad.

EXTRUSION • La extrusión puede definirse como un proceso que involucra el transporte de un material, bajo ciertas condiciones controladas, forzándolo a pasar por una boquilla de una dada geometría y con un caudal masivo preestablecido, durante este transporte se produce la cocción parcial o total de los componentes de la mezcla (González, et al 2002).

Extrusión

• Es una operación en la que se combinan los efectos de transporte, mezclado, amasado, presurización, calentamiento, cocción, pasteurización, moldeado, texturización, y/o disolución en una masa por la acción de uno o dos tornillos que giran dentro de un barril estacionario

Extrusión

• Es un proceso en el que un material alimenticio es forzado a fluir, bajo una o mas variedades de condiciones de mezclado, calentamiento y cizallamiento a través de una matriz que se diseña para moldear y/o secar e inflar los ingredientes.

Extrusión • Es una operación unitaria alta versátil que se puede aplicar a una variedad de procesos alimentarios. • Los extrusores se pueden utilizar para cocer, moldear, mezclar, texturizar y formatear productos alimentarios bajo condiciones que favorezcan la retención de calidad y alta productividad y bajo coste.

Extrusión • Es una operación de moldeado de un material parecido a una pasta forzándolo a través de un troquel . Ejemplos: manuales para extruido para alimentos: – Prensado de alimentos blandos a través de pasapurés manuales para producir partículas como cuerdas. – El giro de la manivela de triturado de carne..

• Podría definirse como la acción de modificar la presentación natural de un material forzándolo a través de una matriz (dado) casi siempre después de un calentamiento previo.

• Fuente: Libro: El cultivo del ulluco en la sierra central del Perú. Pag 124 • Glicerio Lopez, Michael Hermann • En línea: https://books.google.com.pe/books?id=fq2znZGNecwC&pg=PA133&dq=extrusion +de+alimentos&hl=es419&sa=X&ved=0ahUKEwjL_fuJ6r3PAhWGFx4KHXuiBOo4ChDoAQg5MAE#v=o nepage&q=extrusion%20de%20alimentos&f=false

• Extruido, extrusión: (Proceso) Ejercer presión para comprimir, empujar y expulsar el alimento a través de orificios (AAFCO, 2000). • Fuente : FAO • En línea: http://www.fao.org/docrep/005/y1453s/y145 3s05.htm

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La extrusión es definida como "el proceso que consiste en dar forma a un producto, forzándolo a través de una abertura con diseño específico". Así pues, la extrusión puede o no implicar simultáneamente un proceso de cocción. Centrándonos en el proceso de extrusión aplicado al tratamiento de cereales, oleaginosas y pienso, podemos decir que la extrusión “consiste en hacer pasar a través de los agujeros de una matriz, la harina de estos productos a presión por medio de un tornillo sinfín que gira a cierta velocidad.” Este proceso de extrusión se puede efectuar con el acondicionamiento de la harina antes de la extrusión por medio de vapor o sin vapor y según sea el caso nos dará dos métodos: -

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Húmedo Seco

Dentro del proceso de extrusión en húmedo podemos diferenciar a la vez dos tipos, el de corto tiempo y alta temperatura y el de cocción a presión en función del tipo de acondicionador y extrusora. • Fuente: EL PROCESO DE EXTRUSIÓN EN CEREALES Y HABAS DE SOJA I. EFECTO DE LA EXTRUSIÓN SOBRE LA UTILIZACIÓN DE NUTRIENTES A. Valls Porta Cotécnica • En línea: http://www.ucv.ve/fileadmin/user_upload/facultad_agronomia/Extrusi%C3%B3n_y_su_ efecto.pdf

• La extrusión es una técnica que implica el formado o moldeado de un producto por el paso forzado de materiales suaves o plastificables a través de dados con orificios (moldes), a fin de conseguir la estructura y características del producto deseado. • Las formas y tamaños obtenidos dependen del molde; así, hay ruedas, cuadros, letras, bolas, figuras, hilos y demás. • Por consiguiente, un extrusor es un dispositivo que facilita el proceso de formado y reestructurado de alimentos. • Fuente: REVISTA DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA DE LA UNIVERSIDAD VERACRUZANA

• Enero -Abril de 2013 • Volumen XXVI Número 1 •

En línea: https://www.uv.mx/cienciahombre/revistae/vol26num1/articulos/losalimentos-extruidos.html

• La extrusión (extrusion-cooking) es un proceso de tratamiento de la materia prima de almidón por el calor (120-200°C), humedad y en las condiciones de alta presión (20 MPa). • Tratamiento intensivo gracias a la acción simultánea de la temperatura, presión y cizallamiento no cambia las propiedades nutricionales de las materias primas, pero elimina los factores anti-nutricionales y aumenta la digestibilidad de los alimentos. • Este proceso es una de las técnicas HTST (high temperature short time). • Fuente: http://www.tropical.pl/es/noticias/noticias/ekstruzjanajlepszy-sposob-na-wysoka-jakosc-i-dobra-przyswajalnosckarm-dla-zwierzat-1/

• El proceso de extrusión se puede efectuar con el acondicionamiento de la harina antes de la extrusión por medio de vapor o sin vapor, • Este puede ser mediante vía húmeda o vía seca ya que lo que se pretende es que una cantidad de alimento convertida en masa se haga pasar a través de un tornillo sinfín para darle la forma deseada y según sea el caso nos dará dos métodos: seco y húmedo.

Procesos de Extrusión 1. Extrusión en Caliente. En la extrusión en caliente, el alimento sufre tratamiento térmico (HTST), esto afecta poco al color y bouquet del alimento( el tratamiento térmico reduce contaminación microbiana en inactiva enzimas.)

Procesos de extrusión 2. Extrusión en frio: • Alimento se extruye en tiras sin cocción , se utiliza para pasta, pastelería, confitería, etc.

Efectos de Extrusión • Cocción (gelatinización almidón, desnaturalización proteína, rxn Maillard, etc.)

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Pasteurización (destrucción de m.o. patógenos) Mezclado (obtención de masa uniforme) Amasado (desarrollo de masa viscoelástica) Presurizado (ayuda al moldeado y expansión) Moldeado (dar forma) Reacción (Maillard, formación de complejos, inactivación, etc.)

Ventajas con respecto a procesos Tradicionales • • • • • •

Menores gastos operativos Proceso continuo Menor generación de desechos Requiere menor área física Simplificación de proceso Adaptabilidad (producción de una amplia variedad de productos. • Características del producto(producir cierta diversidad de formas, textura, colores, apariencia.

Ventajas de la extrusión • Eficiencia energética ( se opera a humedad relativamente baja mientras se cosen los alimentos, se necesita menor secado posterior. • Alimentos nuevos (puede modificar proteínas, almidon y otros materiales alimentarios para producir diversidad de nuevos productos alimentarios. • Alta productividad y calidad del producto

Ventajas de la extrusión • Sin efluentes produce pocas corrientes residuales o bien no las produce. • Cambio de escala de proceso. • Usado como reactor continuo para desactivar Aflotoxinas de maní, destruir compuestos alérgicos y tóxicos en harina de ricino y otros.

Desventajas • Requiere personal calificado • Proceso difícil de estudiar e investigar - muchas variables - varios efectos ocurren simultáneamente • Alto grado de desgaste de material - según velocidad de giro de tornillo

Reemplazo de Procesos Tradicionales • Cereales para el desayuno - hojuelas de maíz - productos expandidos • Snacks • Productos texturizados • Harinas precocidas

Contenido de humedad Efecto sobre viscosidad de masa

Esfuerzo de corte (fragmentación molecular)

Presión

Generación de calor

EL PROCESO DE EXTRUSIÓN EN SECO • Es posible usarlo en productos con elevado contenido en aceite, como por ejemplo para el procesado de soya, puesto que el propio aceite lubrica el paso por la matriz. • Este procedimiento de extrusión en seco tiene el inconveniente de alcanzar temperaturas muy elevadas, a diferencia del proceso en húmedo, con lo que disminuye la lisina disponible. • En cambio, este procedimiento no es posible aplicarlo a cereales o piensos, por la imposibilidad física de trabajar con la máquina a este nivel de humedad.

CONSIDERACIONES EN EL PROCESO DE EXTRUSIÓN EN HUMEDO

• En la extrusión en húmedo: es muy importante conseguir • que el producto a procesar esté bien molturado, • Poder regular la temperatura de las diferentes secciones del proceso para conseguir la máxima calidad nutritiva del producto, • Que el agua y el vapor sean adecuados para conseguir el nivel de humedad necesarios, • La presión y la superficie de apertura de la matriz idóneos para que el producto salga con la máxima calidad y el mínimo coste. • Inicialmente el uso de la extrusión se limitaba a mezclar y dar forma a macarrones y pellets de cereales “ready to eat”. • En la actualidad, se transforma una amplia variedad de materias primas en intermedios modificados o productos finales. • Al extrusor se le considera como un bioreactor de alta temperatura y corto tiempo de residencia

Esta nueva percepción y la evolución creciente de la tecnología se debe a: •Alta capacidad de procesado en continuo y eficiencia energética. •Procesado de materiales relativamente deshidratados y viscosos. •Mejora de las características de textura y sabor de los alimentos. •Control de cambios térmicos de los constituyentes de los alimentos. •Uso de ingredientes no convencionales.

Aplicaciones Industriales CEREALES PARA DESAYUNO

ALIMENTACIÓN HUMANA

ALIMENTOS INFANTILES

PROCESADO DE CEREALES ALIMENTACIÓN ANIMAL

ELABORACIÓN DE DULCES INDUSTRIA CARNICA INDUSTRIA LACTEA INGREDIENTES

APERITIVOS

FISH FOODS PED FOODS

• Chicles, mazapán, caramelos, Caramelos masticables, barras de frutas, chocolates, etc.

• Proteínas vegetales texturizadas • Proteínas texturizadas, procesado de queso, helados • Sabores Maillard, almidones modificados, nutraceuticos.

Aplicación en el Área de Alimentos • • • •

Snacks Alimentos texturizados (proteínas) Encapsulamiento de colorantes Harina precocidas

La “Texturizacion" • Mediante la "texturizacion" se obtienen productos como cereales para desayuno, aperitivos, alimentos infantiles, chicles, mazapán, caramelos, barritas de frutas y chocolate, pan tostado, copos de maíz, proteínas vegetales texturizadas, productos de pastelería, regaliz, chicles, snacks, pastas alimentarias, pienso, galletas o golosinas entre otros. • Los procesos de extrusión son continuos, altamente flexibles y de alta productividad. • Los objetivos futuros se enfocan en la mejora tanto de la productividad del proceso como de la calidad del producto.

CARACTERISTICAS DE LOS EXTRUIDOS • Los alimentos se someten a altas temperaturas durante un corto espacio de tiempo, lo que permite transformar una amplia variedad de materias primas en intermedios modificados o productos finales. • Es una actividad compatible con otras aplicaciones de mejora de los productos como son la mezcla, la cocción o el pastado. • A través de esta técnica se consiguen alimentos de fantasía muy apreciados por sus características organolépticas, como caramelos, golosinas, galletas de mil y una formas o cereales. • Para llevar a cabo este proceso se parte del almidón, principal ingrediente, y del resto de nutrientes que se utilizan para aportar olor, color o sabor al producto final.

• La extrusión es una técnica versátil ya que partiendo de un elemento básico se pueden obtener sabores y colores particulares. • Resulta también un método muy rentable; con un solo equipo pueden realizarse varias operaciones. • La máquina extrusora es muy simple, consta de un cilindro con un tornillo en el interior que va girando en la que se introducen los ingredientes, que reciben una presión para que puedan salir.

• El procedimiento se puede hacer bien en frío o en caliente. • En caliente se utiliza un sistema de calefacción que aumenta la temperatura y que permite obtener los productos con poca densidad y baja humedad, como aperitivos o snacks y también productos más densos que posteriormente pasan por un secado como el pienso para animales. • Mediante la extrusión en frío, la temperatura del alimento no aumenta y se obtienen productos de elevada densidad y elevada humedad, como galletas y golosinas.

Cambios en los alimentos • El cambio en las propiedades organolépticas del alimento viene dado por el tipo de extrusión que se lleva a cabo. • Aplicando altas temperaturas el producto perderá más cantidad de agua, con lo que se obtendrán productos con menor humedad y, por tanto, con más vida útil. • Por el contrario, trabajando en frío se obtendrán productos con más actividad de agua pero con una menor pérdida de cualidades. • Si se trabaja el producto con alta presión, éste, al salir al exterior, perderá parte de su agua por vaporización y el resultado es un producto con baja actividad de agua, por tanto, más duradero. • Por el contrario, si se trabaja con baja presión, el producto que sale del troquel será de alto contenido en humedad y alta densidad, aunque precisará otros tratamientos como el secado.

Los compuestos aromáticos • Los compuestos aromáticos se pueden añadir al final o se pueden recuperar del propio alimento mediante unas duchas especializadas. • Existen aromas encapsulados que se pueden introducir desde el principio, pero tienen el inconveniente de que son bastante caros.

Color • En el producto final puede haber pérdida de color, que puede ser causa del calor, que durante el proceso afecta a algún pigmento termosensible, o simplemente por reacciones internas entre los componentes del alimento. • No obstante, la pérdida es mínima y prácticamente inapreciable.

PROTEÍNAS TEXTURIZADAS • Uno de los alimentos más elaborados en los últimos tiempos han sido las proteínas texturizadas. • Son alimentos vegetales cuyo valor proteico es muy elevado. • Se elaboran en la mayoría de los casos con soya puesto que tiene un alto contenido en proteínas (40%) y nueve de los aminoácidos esenciales. • Estas proteínas son similares a las de la carne o la leche. • Son de fácil elaboración, primero se tritura la soya, se mezcla y se pasa por la extrusora en caliente. • Al aumentar la temperatura las proteínas de la soya pierden su estructura cuaternaria alineándose y favoreciendo la interacción entre ellas. • Este fenómeno provoca la obtención de un alimento de apariencia fibrosa casi indistinguible de la carne y puede, por tanto, consumirse como tal. • En definitiva, se obtienen productos vegetales con apariencia de cárnicos, como las hamburguesas vegetales. • Su consumo conlleva beneficios para la salud ya que se trata, por lo general, de alimentos enriquecidos en nutrientes y, • A diferencia de las carnes, aportan menos grasa y están libres totalmente de colesterol.

EFECTO DE LA EXTRUSION SOBRE LOS ALMIDONES • El almidón es un hidrato de carbono que se encuentra principalmente en los cereales, tubérculos y otras semillas. • Al igual que la celulosa, es un polímero de glucosa, con la diferencia de que en el almidón las moléculas de glucosa están ligadas por un enlace α 1-4 en lugar del β 1-4 de la celulosa. • El almidón se encuentra en los cereales en forma de gránulos pequeños de diferente formas -esféricos, ovalados, lentillas, irregulares- en función de su origen. • Dentro de los cereales el almidón existe en forma hidratada, polimérica y formando un entramado cristalino. • Su composición química responde a una fórmula empírica:

(C6 H10 O5 . H2 O)n

• Cuando el almidón se trata en agua caliente aparecen dos fracciones, el componente más soluble la amilasa que se disuelve y la amilopectina que permanece insoluble. • En los cereales la amilasa viene a representar el 10-20% y la amilopectina el 90-80% del almidón total. • La amilopectina está formada por las mismas unidades de glucosa que la amilasa, pero difiere en que tiene una estructura molecular que no es lineal. • Las proporciones principales de su cadena están unidas por enlaces 1-4 de x-glucosa que produce maltosa como primer producto de digestión, • pero las ramas están unidas por enlaces 1-6 x, enlaces que originan el producto isomaltosa antes de su digestión final a dglucosa.

La enzima β-amilasa que se encuentra en las plantas, ataca solamente el enlace 1-4. Hidroliza por completo la amilasa, pero disgrega solamente un 60% de la amilopectina.

La restante estructura polimérica que contiene una alta proporción de 1-6 enlaces se llama dextrina. La x-amilasa, la enzima que disgrega el almidón en el aparato digestivo de los animales, puede hidrolizar los 1-4 enlaces en ambos lados de los puntos de ramificación 1-6 produciendo oligosacáridos muy pequeños que son de nuevo descompuestos a glucosa por la oligo- 1-6glucosidasa de la mucosa intestinal. Esta enzima separa los enlaces 1-6 de las dextrinas y disgrega la isomaltosa resultante en unidades de glucosa. La enzima maltosa divide la maltosa en glucosa. En el proceso de extrusión, el gránulo de almidón absorbe agua y en el instante de salida de la matriz de la extrusora, el agua sometida a presión pasa a la forma de vapor y

el almidón sufre un proceso de alineamiento, rizado y rotura.

EFECTO DE LA EXTRUSION SOBRE LAS GRASAS

• Los aceites que contienen los cereales, • las grasas añadidas a los piensos que posteriormente serán extrusionados, • así como los aceites de leguminosas como el contenido en soya, • al ser el producto extrusionado sufren un proceso de emulsión • Debido a la fuerte presión a que son sometidas las finas gotas de grasa y son recubiertas por los almidones y proteínas, • quedando la grasa encapsulada. • Para realizar la determinación correctamente es necesario emplear el método de hidrólisis ácida y extracción posterior, • puesto que con el método de Extracto Etéreo no se consiguen los resultados que corresponden en realidad al producto. • La grasa al ser emulsionada es más atacable por los jugos digestivos de los animales, aumentando por tanto la energía del producto. • Generalmente las lipasas y peroxidasas son inactivadas durante el proceso de extrusión en condiciones normales, mejorando la estabilidad posterior del producto.

EFECTO DE LA EXTRUSION SOBRE LA PROTEINA

• La extrusión de productos con elevado contenido proteico se suele realizar generalmente para controlar los inhibidores del crecimiento que están contenidos en las materias primas. • Durante el proceso de extrusión, estos inhibidores son suficientemente inactivados para evitar bloquear la actividad enzimática en el intestino. • Es conocido que la lisina es un aminoácido muy reactivo • y el proceso que sea menos agresivo será el mejor desde el punto de vista nutritivo. • La extrusión produce el desenredamiento de las cadenas proteicas vegetales. • Las moléculas se alinean a lo largo de la matriz. • En ausencia de cantidades importantes de almidón, • la cocción por extrusión reduce la solubilidad de la proteína cuando la temperatura aumenta. • Existe un proceso por el cual a medida que la temperatura se va elevando, la proteína se va perjudicando. • La cantidad de proteína perjudicada se puede medir y cuantificar mediante la determinación de Nitrógeno en la fracción de Fibra Acido Detergente. • Muchas proteínas son desnaturalizadas y rotas por la extrusión y pierden por tanto sus propiedades funcionales.

EFECTO DE LA EXTRUSION SOBRE LA FIBRA • Existen pocos datos publicados del efecto de la extrusión sobre la fibra, aunque se haya estudiado. • Así por ejemplo para el caso del trigo se puede decir que la fibra del producto se solubiliza, incrementando la disponibilidad para su fermentación. • Así por ejemplo cuando se extrusiona salvado el contenido en fibra soluble se incrementa significativamente. • Varias observaciones indican que las paredes de las celulosas del producto extrusionado se adelgazaron y la superficie era más rugosa que la inicialmente de partida. • Para conseguir efectos significativos sobre la fibra hay que procesar los productos bajo condiciones muy severas, cosa que no ocurre en condiciones de trabajo normales.

VITAMINAS • Cada vitamina tiene sus propias características de estabilidad durante los procesos térmicos. • Los efectos en la estabilidad en las vitaminas durante la extrusión son complicados debido a la acción de la humedad, fricción y altas temperaturas y presiones. • Las vitaminas liposolubles A, D y E, en general, son razonablemente estables durante la extrusión. • El nivel de humedad del producto durante la extrusión tiene el mayor efecto sobre la retención de vitaminas. • Como norma general, alto nivel de humedad en el proceso da más vitaminas retenidas. • Las vitaminas hidrosolubles, como la vitamina C o del grupo B, pueden perder estabilidad durante la extrusión. • La extrusión húmeda produce una pérdida de vitamina C y tiamina.

¿Qué son los alimentos extruidos? • Los alimentos extruidos son aquellos que han sido elaborados mediante un proceso de extrusión. • El proceso de extrusión de alimentos es una forma de cocción rápida, continua y homogénea. • Mediante este proceso mecánico de inducción de energía térmica y mecánica, se aplica al alimento procesado alta presión y temperatura (en el intervalo de 100-180ºC), durante un breve espacio de tiempo. • Como resultado, se producen una serie de cambios en la forma, estructura y composición del producto. • Debido a la intensa ruptura y mezclado estructural que provoca este proceso, se facilitan reacciones que, de otro modo, estarían limitadas por las características disfusionales de los productos y reactivos implicados. • Este tipo de técnicas, se emplea generalmente para el procesado de cereales y proteínas destinados a la alimentación humana y animal. • Asimismo, se trata de un proceso que opera de forma continua, de gran versatilidad y alto rendimiento productivo.

Ejemplos y características • Entre la gran familia de alimentos extruidos se cuentan, • los distintos tipos de cereales inflados y hojuelas de cereal, carne de soya, ingredientes de alimentos para bebés, alimentos de niños e ingredientes para sopas instantáneas. • Los alimentos y cereales que están principalmente constituidos de almidón, representan una importante área de alimentos extruidos. • El extrusor juega varias funciones importantes en el procesamiento de los alimentos, como el precocimiento y la gelatinización de almidones. • Estas funciones proveen al producto una forma deseada, además de dar al alimento una característica agradablemente expandida y crujiente.

Ventajas del proceso de extrusión La aplicación del procesado mediante extrusión afecta directamente a la estructura y composición de las fracciones proteica y grasa de los productos elaborados. En este sentido, se producen cambios estructurales en las proteínas (desnaturalización, formación de enlaces disulfuro no covalentes, etc.), que provocan cambios en sus propiedades funcionales (solubilidad, emulsificación, gelificación y texturización).

Ventajas del proceso de extrusión Por tanto, la tecnología se puede aplicar para: - Mejorar o modificar parte de estas propiedades funcionales. - inducir la formación de complejos lípidos-carbohidratos, que mejoran la textura y sus características sensoriales. - Desnaturalizar e inactivar factores antinutricionales mejorando su aptitud posterior para el desarrollo de nuevos productos, como en el caso de matrices vegetales de alto valor nutritivo pero con altas concentraciones de estos factores.

Ventajas del proceso de extrusión •

Versatilidad: Una amplia gama de alimentos y formas puede ser obtenida por medio de la extrusión y que a veces no es fácil de obtenerse por medio de otros procesos.

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Dentro de los factores que contribuyen a la versatilidad del proceso de extrusión se puede mencionar los diseños específicos del extrusor, las variables de operación, la variedad de materias primas que pueden procesar y las diferentes características que pueden obtenerse en los productos terminados (formas, colores, sabores, texturas).

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Velocidad de producción: La naturaleza de los diferentes tipos de extrusores que actualmente son usados a nivel mundial implica que la extrusión sea un proceso continuo, que a su vez fomenta altas producciones en comparación con algunos otros procesos.

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La capacidad de los equipos de extrusión varía desde equipos a escala de laboratorio (1 a 5 kg/h) hasta extrusores que pueden producir 5 a 10 ton/h de materiales poco densos (0.5 a 0.7 g/cm3) y dado que son equipos continuos, se tiene un buen control del proceso y se obtienen productos uniformes.

Ventajas del proceso de extrusión • Calidad del producto obtenido: El tiempo promedio que pasa una partícula de alimento en un extrusor puede ser de unos cuantos segundos, lo que disminuye las probabilidades de destrucción de vitaminas y reacciones poco deseable entre proteínas y carbohidratos reductores. • Por su característica de calentamiento a altas temperaturas y corto tiempo, los extrusores pueden producir alimentos estériles y, debido a la completa gelatinización de los almidones, muy digeribles.

Una amplia selección de materias primas • Los sistemas de producción de cereales expandidos les permiten a los productores de alimentos utilizar una casi ilimitada variedad de materias primas: Maíz, trigo, avena, cebada, arroz, centeno, quinua, kiwicha, cañíhua, etc • Estos cereales y granos andinos pueden estar compuestos por granos enteros • y pueden ser enriquecidos con fibras, vitaminas, minerales y otros nutrientes, a fin de producir alimentos sanos y saludables. • Una ilimitada variedad de formas, sabores y texturas • Innumerables formas: aros, bolitas, estrellas, pétalos, animales, letras del alfabeto… • Cubiertas específicas: glaseado, almíbar, miel, sabores variados…

Una amplia selección de materias primas • Múltiples colores • Diferentes aromas: frutas, vainilla, canela, chocolate, malta, caramelo… • Integración de diferentes ingredientes: azúcares complejos y simples, leche en polvo, miel, cacao, aromas, sales… • Inclusiones visibles: arroz crujiente, pétalos, avena y copos de trigo, partículas de fruta o verduras deshidratadas… • Transformación en barras de cereales : arroz inflado, bolitas de harina de trigo y varios tipos de cereales

La tecnología de extrusión abre nuevas posibilidades para el procesado de matrices alimentarias con dos vías de actividad: • Desarrollo de alimentos mediante tecnología de extrusión. La extrusión puede modificar distintos materiales alimenticios para producir una diversidad de nuevos productos en distintos sectores (alimentación animal, acuicultura, snack y aperitivos, cereales para desayuno, productos para confitería, alimentación infantil, análogos de carne, etc.). Asimismo, se trata de una actividad compatible con otras aplicaciones de mejora de los productos existentes (sensoriales, nutricionales, ingredientes funcionales, estabilidad, etc.), o con actividades de valoración de la aptitud de nuevos ingredientes, al procesado mediante extrusión.

La tecnología de extrusión abre nuevas posibilidades para el procesado de matrices alimentarias con dos vías de actividad: • Mejora de las propiedades funcionales de matrices vegetales mediante extrusión. • Los recientes avances en tecnologías de procesado están permitiendo el desarrollo de nuevos ingredientes que favorecen las cualidades de distintos alimentos, • al mejorar sus propiedades emulsificantes, la capacidad de retención de agua, modificación de textura y aroma, etc. En este sentido, el procesado mediante extrusión permite por ejemplo, la texturización de proteínas para el desarrollo de extensores y sustitutivos cárnicos.

Principales Materias primas procesadas por medio de la extrusión •

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Cereales: Existe una amplia variedad de productos secos de cereales molidos que han sido utilizados en la producción de alimentos extruidos entre los cuales se tiene: El maíz: Este cereal ha sido el más comúnmente utilizado en la extrusión, debido a su bajo costo y a su facultad de expandirse, tanto a bajas, como a altas condiciones de humedad en el proceso de extrusión. A través del proceso de extrusión, el sabor a maíz tiende a hacerse más marcado y por lo tanto este permanece en el producto extruido. La avena: Debido a su alto contenido de grasa y bajo contenido de carbohidratos, la avena requiere de altas temperaturas y humedades para lograr ser expandida. El arroz: El color blanco y su habilidad para expandirse, lo hace ideal para productos a base de cereal y botanas. La cebada: Este cereal ha sido frecuentemente utilizado en la extrusión por su particular y suave sabor.

Principales Materias primas procesadas por medio de la extrusión •

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El sorgo: Este cereal tiene características muy similares a las del maíz; pero los productos extruidos de este cereal tienden a tener un color tostado y un cierto sabor característico menos agradable al del maíz. El trigo: Este cereal presenta un alto contenido de proteína y gluten por lo que requiere de altas temperaturas y humedades para su expansión. El centeno: Se comporta de manera similar al trigo, pero con un sabor característico y color negro. El triticale: Este cereal es un hibrido del trigo y de la cebada, el alto contenido de proteínas en el grano, hace necesarias altas temperaturas y humedades para lograr su expansión. Las harinas de los diferentes cereales pueden variar considerablemente en función del grano utilizado para su molienda, para obtener productos extruidos con características consistentes, es importante que la granulometría y los componentes del almidón y del cereal permanezcan constantes.

Tubérculos y Raices • •

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Existen principalmente 02 raíces tuberosas que son fuentes importantes de materias primas para la obtención de productos extruidos. La amilosa en el almidón de estos productos parece ser más amorfa que la de los cereales y por lo tanto las harinas de estas raíces y de aquellos cereales con alto contenido de amilopectina, tienden a producir pastas más fibrosas y viscosas. Por otra parte, cuando dichos almidones son gelatinizados, los productos rehidratados, serán bastante tersos. Las principales características de las 02 raíces tuberosas procesados por extrusión son: La yuca llamada también mandioca, cassava o tapioca Los productos extruidos de esta raíz tienen un color claro y se requieren altas temperaturas combinadas con moderadas humedades para elaborar un producto expandido y blando. La papa Las harinas de papa producidas por extrusión son de gran variedad, según las diferencias de tratamiento térmico durante el proceso de extrusión, la cantidad de almidón dañado y las cantidades de azúcar presentes. Por otra parte son necesarias altas temperaturas con altas humedades para expander de manera adecuada la harina de papa.

El sistema de coextrusión

• El sistema de coextrusión permite a los fabricantes de alimentos producir una amplia variedad de cereales rellenos listos para el consumo. • Cereales rellenos de sabor • Los productos azucarados y rellenos listos para ser consumidos en el desayuno están compuestos por cereales directamente expandidos y coextrudidos y barras que contienen crema, almíbar y diferentes clases de pastas dulces. • Los mismos son particularmente innovadores y fácilmente adaptables para poder satisfacer las cambiantes demandas de los consumidores. • Por eso hay que estar constantemente desarrollando nuevos productos, con una gran variedad de partes externas y rellenos realmente sabrosos y nutritivos

Los snacks

• Los snacks según Mian N. Riaz, Ph.D, representan una de las áreas más estimulantes de la industria alimentaria. • Tanto por sus procesos de innovación técnica como por el persistente crecimiento de su popularidad dentro de los consumidores. • Los snacks son ejemplos de “ingeniería” o alimentos “fabricado”. • El equipo de procesamiento de extrusión se ha convertido en el punto de contacto del equipo de funcionamiento en la mayoría de las empresas de alimentos de snack globalmente. • Una ventaja importante de la cocción por extrusión es la capacidad para producir una amplia gama de productos acabados, con tiempos mínimos de procesamiento que utilizan materias primas de bajo costo.

Tercera Generación de Snacks • La mitad de los productos, a veces denominados como “3 G” (tercera generación) snacks y pelets, proporcionan una alternativa a los alimentos completamente elaborados y expandidos. • Los snacks de tercera generación, o medio producto, son cocidos por extrusión, se elaboran a baja presión para evitar la expansión, y luego se secan hasta aproximadamente el 10% de humedad final para formar un pelet vidrioso. • En la elaboración de snacks de tercera generación “la mitad” del proceso concluye al preparar “los pelets”, que son perecederos por períodos de hasta un año sin necesidad de refrigeración, siempre que estén adecuadamente embalados para retener su humedad. • A diferencia de los snacks típicos, los medios productos- aún no contienen aceite que puede oxidarse y darle un sabor extraño a los productos. • Los pelets pueden ser enviados desde el centro de distribución del fabricante, para almacenaje hasta que se necesiten para el mercado, luego expandidos, saborizados, y empacados y frescos localmente.

• Las nuevas variaciones de los snacks de la tercera generación amplían el uso de calefacción infrarroja, aire caliente, o utilizan el microondas. • El uso de sistema de aire caliente reducirá la absorción de aceite que se produce en la fritura y permite la adición controlada de aceite para obtener el sabor adecuado. • La eliminación de aceites para freír reduce las calorías y permite una apertura al mercado de snacks con una imagen “lite”. • La alimentadora debe contener una extrusora de alto nivel de almidón para maximizar la expansión de snacks durante el tiempo de exposición al aceite caliente o al aire. • Los niveles de almidón de 60% o menos en la fórmula, dan sólo una ligera expansión durante la expansión y el rendimiento de un producto final con una textura crujiente y dura.

Snacks Co-extruidos • Esta es una tecnología relativamente nueva creada en 1984 para la industria de snacks. • En este proceso dos ingredientes diferentes son extruidos en un troquel. • Los dos materiales pueden provenir de dos extrusoras o de una extrusora y una bomba. • Este proceso puede producir un snack con dos sabores diferentes, o dos texturas o dos colores. • El snack más comúnmente producido por co-extrusión es un tubo formado de cereal con un relleno interno de queso. • Hay tres tipos de snacks básicos de co-extrusión en el mercado; cereal con rellenos a base de cereales, cereal con rellenos a base de grasa y cereal con relleno líquido. • La vida de anaquel de estos snacks es limitada, debido a la migración de la humedad y / o aceite del relleno hasta la cubierta exterior.

Flatbread y Cracker Snacks • El pan crujiente originario de Europa, está adquiriendo visibilidad internacional. • La introducción de la tecnología de extrusión ha sustituido a los métodos tradicionales de producción de pan tostado. • Los panes planos extrudidos o pan tostado se pueden elaborar utilizando la tecnología de extrusión en diferentes formas y sabores a diferencia del método tradicional. • El proceso de extrusión ofrece flexibilidad para la producción de pan de diferentes formas, color, textura, selección de ingredientes, y el grado de tostado. • Las diferentes fibras dietéticas o salvado se pueden agregar (12%) a la formulación del pan plano con el fin de mejorar su valor nutricional. • El aumento del nivel de fibra, proteínas o grasas, reduce la expansión y produce una textura más dura.

Funciones de los extrusores en la industria alimentaria • Los extrusores en la industria alimentaria realizan las siguientes funciones: -Mezclar y homogenizar materiales. -Cocer -Desnaturalizando proteínas -Gelatinizando carbohidratos -Produciendo sabores y colores -Eliminando factores antinutricionales -Crear textura a través de presión, flujo de intercambio de calor. -Crear formas -Secar el producto

Cambios químicos nutritivos en el alimento durante la extrusión 1.Carbohidratos En el proceso de extrusión, el gránulo de

almidón absorbe agua, y en el instante de la salida de la matriz de la extrusora, el agua sometida a presión pasa a la forma de vapor, y el almidón sobre un proceso de alineamiento rizado (gelatinización).

Cambios generales en los alimentos durante la cocción por extrusión: • Cambios químicos: – División – Recombinación de fragmentos – Degradación térmica.

• Cambios físico químicos: – Enlace de moléculas mas pequeñas – Perdida de la estructura natural – Perdida en el troquel.

Factores que influyen en los cambios químicos durante la extrusión: Primarios:  Temperatura del cilindro  Geometría de extrusor  Composición de la alimentación  Humedad de la alimentación  Tamaño de partícula de la alimentación  Caudal de alimentación  Configuraciones del tornillo  Velocidad del tornillo

Factores que influyen en los cambios químicos durante la extrusión SECUNDARIOS: • Temperatura de la masa ( producto) • Presión • Energía mecánica especifica

Cambios químicos y nutritivos en el alimento durante la extrusión Gelatinización:

Es

el

proceso

de

hinchamiento y ruptura de los gránulos de

almidón. La

estructura

cristalina

parcialmente destruida.

está

total

o

• La humedad de alimentación, velocidad de rotación del tornillo y número de orificios de salida de un equipo de extrusor, son factores significativos para el Grado de Gelatinización. • El almidón sufre gelatinización y ruptura,

permitiendo obtener producto de preparación instantánea y de buena digestibilidad.

• Se puede concluir que la digestibilidad de

los carbohidratos está incrementada y el valor nutricional es mejorada. • Es, sin embargo posible que una cierta caramelización

deseada

puede

ser

alcanzada dentro del tornillo tostador para mejorar sabor de los productos.

MEDICION DEL EFECTO DE LA EXTRUSION EN ALMIDONES

Pruebas Físicas 1.Test Amilografo (Brabender) Reporta:Viscosidad inicial, máxima y final 2. Índice Expansión Relación: Diámetro del producto extruido y el del dado 3. Densidad: Relación: masa producto y volumen real

MEDICION DEL EFECTO DE LA EXTRUSION EN ALMIDONES

Pruebas Químicas 1. Gelatinización Método de digestión enzimática 2.Índice de Absorción de Agua (IAA) 3. Índice de Solubilidad en Agua (ISA) Es el % de la muestra inicial que queda en sobrenadante de la Prueba anterior.

Factores que determinan la expansión de los materiales almidonosos. Factores de la extrusión: – Temperatura del cilindro (alto) – Configuración del tornillo – Relación longitud del troquel (varia)

Factores de la alimentación: – Contenido de humedad (baja) – Contenido de amilosa (alta) – Contenido en fibra dietética, (generalmente baja)

proteína,

lípidos

3. Proteínas En el proceso de extrusión las proteínas son

desnaturalizadas para que su digestibilidad sea mejorada. El tostado lleva a una pérdida de lisina debido a

Rxn de Maillard, y las hojuelas tostadas muestran una reducción de la disponibilidad de lisina de alrededor de 33%, comparado con

harina cruda.

- La cocción- extrusión destruye Inhibidores de tripsina de la soya El gosipol de semilla de algodón

De hemaglutininas de fríjol - Condiciones severas de extrusión: Digestibilidad y disponibilidad de

AA puede bajar.

Los A.A. metionina y cistina = son dañados principalmente

por

oxidación

durante

el

tratamiento térmico.

Si el tratamiento es más severo, la tirosina, serina, treonina, también son destruidos.

.

Cambios proteicos durante la extrusión: Cambios funcionales: • Solubilidad reducida en agua y tampón diluido • Texturización.

Cambios nutritivos: • Lisina reducida • Digestibilidad mejorada.

3. Lípidos • Las temperatura altas dentro del extrusor llevan a la inactivación de las lipasas y de las

lipoxidasas. • Los productos extruidos con mayor contenido grasos, deberán ser almacenados en atmósfera inerte (CO2 ó N2).

Factores de la extrusión que afectan la oxidación de lípidos

Factores que aumentan la oxidación: • Desgaste del tornillo • Expansión

• Actividad de agua baja Factores que reducen la oxidación: • Inactivación enzimática • Formación de compuestos antioxidantes vía

reacciones de Maillard. • Complejos lípido - amilosa

4. Fibra • Por ejemplo para el caso del trigo se puede decir que la fibra del producto se solubiliza,

incrementado

la

disponibilidad

para

su

fermentación. • Cuando se extrusiona, el contenido de fibra soluble se incrementa y hay disminución de

fibras insolubles.

5. Vitaminas • Las vitaminas liposolubles A, D, y E, en general, son razonablemente estables durante extrusión.

• El nivel de humedad del producto durante la extrusión tiene el mayor efecto sobre la retención de vitaminas. • Las vitaminas hidrosolubles, como vitamina C o del

Grupo B, pueden perder estabilidad durante extrusión. Las pérdidas de vitaminas depende: del alimento

extruido,

contenido

tratamiento

de

agua,

temperatura

del

Parámetros de la extrusión que aumentan la destrucción vitaminas • Alta temperatura del cilindro y de la masa • Alta velocidad del tornillo

• Alta entrada de energía especifica • Baja humedad de la alimentación • Bajo diámetro del troquel

• Baja producción

• 6. Minerales • Los minerales y elementos trazas no son afectados por la extrusión, y los productos

finales muestran el mismo nivel de tales componentes como el material crudo.

MATERIAS PRIMAS PARA LA COCCION POR EXTRUSION Los

productos extrusionados se forman a partir de

biopolímeros naturales de materias primas tales como: Harinas de cereales y tubérculos ricos en almidón.

Legumbres de semillas oleaginosas y otras fuentes ricos en proteínas.

La materias primas más usadas son: Harina de trigo

Otros: Harina de arroz, papa, centeno, cebada, avena, sorgo, yuca,

tapioca, harina de guisantes y otros. Proteínas vegetal texturizada: materias primas usadas: Harina desgrasada de soya, girasol, colza, habas, gluten. Todos los biopolímeros, se pueden transformar en un fluido derretido en intervalos de temperatura y humedad usadas en un

extrusor

Los polímeros de almidón son muy buenos en esta

función ejemplo: de trigo, maíz, arroz, o papas. El

polímero

más

abundante

es

la

AMILOPECTINA. Las proteínas a altas concentraciones se pueden utilizar

para

extrusionados.

formar

estructuras

en

los

PRODUCTOS BASADOS EN ALMIDON Principales fuentes de almidón: cultivo de cereales, y papas. Otros yuca etc. FACTORES QUE AFECTAN EL FUNCIONAMIENTO DEL ALMIDON EN LA COCCION POR EXTRUSION:

En el proceso de extrusión para formulaciones ricas en almidón, siguen una secuencia

estándar

independiente

de

un

determinado

material

o

formulación. Las características esenciales del proceso son: la fusión de las regiones cristalinas de los gránulos y la liberación y degradación de los polímeros de almidón. Las diferencias en el proceso son provocadas por las diferencias en las

características de fusión debido al TAMAÑO Y FORMA y por los polímeros que se dispersan desde los gránulos

COMPOSICIÓN DE LOS GRANULOS Los principales constituyentes de gránulos del almidón son:

Amilosa y Amilopectina …97-98% de materia seca. Trazas de lípidos…………………… …… 0.5-1% Proteína…………………………………… 0.1-0.2%

En trigo, centeno y avena, los niveles de amilosa son 20-27% del total del almidón. En maíz cebada, y arroz puede variar desde 5 al 30%. En maíz puede llegar al 70 %.

La composición general del almidón en los cereales comunes esta en razón de 3 a 1 de amilopectina y amilosa.

FUENTES

DE

ALMIDON:

Los

cereales

mas

importantes (trigo, arroz, maíz), otros: cebada, centeno, triticale, avena, sorgo.

CONTROL EFECTIVO DEL PROCESO Parámetros del proceso Configuración del tornillo Velocidad del tornillo Caudal de alimentación Caudal del agua Geometría del troquel Caudal del calentamiento Caudal de enfriamiento

Perfil de temperatura perfil de presiones

Gelatinización Desnaturalización Dextrinización

Distribución del tiempo de resistencia Cantidad de cizalla

E XTRUSOR

Cinéticas

Propiedades Funcionales del producto Velocidad de rehidratación Propiedades nutritivas Propiedades organolépticas Solubilidad Dureza Textura Densidad global Grado de cocción

Materias primas Tipo de almidón Contenido proteico Contenido en grasa Contenido en agua Absorción de agua Tamaño de partícula Formulación

Figura 5,2 Interacción de las propiedades del material, variables de proceso y características del producto

Formulación

Operaciones pre extrusor

Extrusor

Operaciones post extrusor

Calidad

del producto

. Hidratos de carbono . Lípidos . Proteínas . Ingredientes

. Combinación . Precaucionamiento

.Perfil del tornillo . Secado . Sabor .Diseño del troquel . Tueste .Color Parámetros del proceso .Adición de aroma .Textura Perfil de temperatura en el cilindro . Densidad global caudal de alimentación velocidad del tronillo .tamaño y forma Caudal de inyección de agua . Calidad Microbiológica

Figura 5.4 Puntos clave de control en el encuentro de requerimiento del producto

EXTRUSION HARINA DE MAIZ CON SOYA

Maíz

Soya

Limpieza

Limpieza

Pre quebrado

Quebrado

Separación Cascara

Mezclado Cocimiento-Extrusión

Molienda Envasado Almacenamiento

Fuente: Camacho (1990).”Aspectos prácticos del diseño y operación de una planta de producción de alimentos enriquecidos con soya utilizando extensores de bajo costo. Asociación Americana de Soya. Memorias.

Mezclado crudo %H=12.5 Se humedece% H=17 Finalidad de inyección de agua: .Mejorar la transferencia de calor durante cocción por extrusión. .Facilitar la pre gelatinización de los almidones. .Facilitar la o eliminación de factores anti nutricionales. .Mejorar las caract. Físico organoléptico de pdtos. Finales.

ETAPAS DE PRE – EXTRUSION DE LUPINO

EXTRUSION LUPINO TRITURACION

DESCASCARADO

Polvo, Cascara, Germen

LAMINADO

Hexano

EXTRACCION

ACEITE

Harina

DESOLVENTIZACION

SECADO Alcohol

EXTRACCION SECADO

Alcaloides Brutos

ETAPAS DE PRE – EXTRUSION - EXTRUSION Y POST –

EXTRUSION

EXTRUSION DE MEZCLA

CEREAL

LEGUMINOSA

LIMPIEZA

LIMPIEZA ACONDICIONAMIENT O

QUEBRADO

QUEBRADO DESCASCARADO DESCASCARADO MOLIENDA MOLIENDA

MEZCLADO COCCION - EXTRUSION ENFRIADO MOLIENDA HARINA PRE-COCIDA

El PROYECTO Objetivo: Desarrollo,

Asistencia Técnica y Transferencia de la Tecnología de

Extrusión y Extrusión-Prensado al sector agroindustrial de granos y derivados.

Desarrollos realizados  Harinas de granos no tradicionales.  Barras de cereales para distintas aplicaciones.  Alimentos preparados para planes alimentarios, ancianos, emergencia, etc.  Harinas pregelatinizadas.  Panificados funcionales.  Subproductos de la molienda de granos.

Resultados para los años siguientes • El trabajo a futuro es transferir los proyectos antes mencionados a los que se agregan los siguientes:  Transferencia tecnológica para la fabricación del equipamiento y asistencia técnica para la instalación de plantas.  Desarrollo de la extrusora y tecnología correspondiente para la formulación de alimentos para piscicultura y cereales de desayuno.  Proyecto Panadería Saludable con el Ministerio de Salud de la Nación, Ministerio de Salud de La Pampa y FAIPA (Federación de la Industria del Pan y Afines) en La Pampa.

Desarrollos realizados Alimentos aptos para celiacos.  Insumos y productos funcionales derivados de granos.  Rebozadores, batters y rellenos para pastas.  Harinas de grano entero y harinas multigrano.  Pastas frescas y secas integrales y multigrano. 

• De acuerdo con las misiones que debe cumplir, una extrusora debe disponer de un sistema de alimentación, un sistema de bombeo y presurización, que habitualmente generará también un efecto de mezclado

Extrusor • Consiste de uno o dos tornillos que giran dentro de un cilindro (barril) estacionario • La alimentación se realiza por un extremo (puerto de alimentación) y sale como producto extruído por el otro extremo a través de uno o mas orificios

Figura 1. Típico diagrama de flujo del proceso de cocción por extrusión de expansión directa

Tipos de extrusores • I. Extrusores simples • II. Extrusores dobles • III. Extrusores de nueva generación.

I.Extrusores Simples( tornillo único): • Basado en el cizallamiento: • 1. Extrusores de cocción de alto cizallamiento, para cereales para desayuno, snacks. • 2. Extrusores de cocción de bajo cizallamiento para pastas y productos cárnicos

II. Extrusores dobles. • 1. Manejan alimentos aceitosos, pegajosos o muy húmedos, se pueden añadir hasta 25% de grasas.

• 2. Se puede usar una amplia gama de partículas finas a granos.

III. Extrusores de nueva generación: • Diseñados para operar a grandes velocidades del eje, y pequeñas razones de longitud a diámetro, ventajas : aumento de capacidad de un 30 a 50%, reducción del consumo de energía > a 25 % • Sensibilidad reducida a los componentes desgastados. • Procesado y coste de capital reducidos.

Variables Controlables • • • • • • •

Velocidad de alimentación (capacidad) Velocidad de giro de tornillo (0 – 500 rpm) Configuración del tornillo Diseño de “die” ( matriz o molde) Perfil de temperatura del barril Contenido de humedad Formulación

Perfil de Temperatura de Barril Alimentación

25ºC

40º

80º

100º

150º

150º

Producto expandido

Alimentación

25ºC 40º 100º 140º 90º 75º

Pellet

Importancia de Variables Respuesta Variables respuesta

Historia de Procesamiento de producto

Criterio cambio de escala

Calidad de producto

Criterios de clasificación de extrusores • Número de tornillos

• Intensidad de cizalla • Generación de energía térmica

Clasificación de Extrusores: Número de Tornillos • Un tornillo • Dos tornillos - Corrotacional - Contrarrotacional

Características de Flujo • Un tornillo - flujo de arrastre • Dos tornillos (contrarrotacional) - desplazamiento positivo • Dos tornillos (corrotacional) - flujo de arrastre y desplazamiento positivo

Velocidad de giro de tornillo • Efecto sobre esfuerzo de corte: - Fricción (acción mecánica y disipación de calor)

- Temperatura - Degradación molecular (almidón) - Otras reacciones

Extrusor de un tornillo: Características de flujo • Basado en el flujo de arrastre para trasladar material a lo largo del barril

Extrusor de un tornillo: Características de canal de flujo • Canal continuo a lo largo del tornillo

Extrusor de dos tornillos corrotacional: Características de canal de flujo • Canal continuo pero con cambio de forma

Características de flujo: Extrusores de dos Tornillos

Extrusor de dos tornillos corrotacional : Características • Flujo de arrastre y desplazamiento positivo

Productos Extruidos

EXTRUSION DE ALIMENTOS

EXTRUSION DE ALIEMENTOS

EXTRUSION DE ALIMENTOS

EXTRUSION DE ALIMENTOS

EXTRUSION DE ALIMENTOS

EXTRUSION DE ALIMENTOS

Representación esquemática de una extrusora de husillo sencillo.

Como puede apreciarse el sistema de alimentación más habitual es una tolva, en la que el material a procesar se alimenta en forma de polvo o granza. El dispositivo de fusión, bombeo y mezclado está constituido por un tornillo de Arquímedes que gira en el interior de un cilindro calentado, generalmente mediante resistencias eléctricas.

• La parte esencial de la máquina es el sistema cilindro-tornillo que, como consecuencia del giro, • compacta el alimento sólido, • da lugar a la mezcla según formulación y lo transporta hacia la boquilla de conformado, • produciendo al mismo tiempo la presurización y el mezclado del material.

•

Todas las extrusoras se consideran divididas en tres zonas que se pueden apreciar en la figura 2, junto con la evolución de la presión a lo largo de la extrusora. • La zona de alimentación es la más cercana a la tolva, en la cual la profundidad del canal del tornillo es máxima. • Tiene como objetivo principal compactar el alimento en una forma sólida densa y transportarlo hacia la siguiente zona a una velocidad adecuada. • La zona de transición o compresión es la zona intermedia en la cual la profundidad del canal disminuye de modo más o menos gradual. • Conforme el material sólido va compactándose en esta zona el aire que pudiera quedar atrapado escapa del material vía la tolva de alimentación. • En la zona de transición, además, tiene lugar la fusión del material. • La zona de dosificado se sitúa al final, en la parte más cercana a la boquilla y tiene una profundidad de canal muy pequeña y constante. • En este zona el material fundido es homogeneizado y presurizado para forzarlo a atravesar a presión la boquilla de conformado. • El transporte, presurización y homogeneización se producen a lo largo de todo la extrusora. • Las extrusoras actuales pueden operar entre 10 y 500 rpm y según su tamaño, pueden proporcionar caudales de 2000 kg/h de material.

Zonas de una extrusora y evolución de la presión a lo largo de las mismas

Balance de Materia y Energía en un sistema de extrusión

Variedad de extrusoras

Otros tipos de extrusoras • Existen otros tipos de extrusoras como son las extrusoras multitornillo que, como su nombre indica, poseen más de un tornillo. • Entre éstas las más importantes son las de dos tornillos, dentro de las cuales existe gran variedad dependiendo de si los tornillos tienen giro contrario (lo más corriente ya que generan mayor fuerza de cizalla) o paralelo, y del grado de interpenetración entre los mismos. • Entre las ventajas que presentan se incluye una buena capacidad de mezclado y desgasificación, y un buen control del tiempo de residencia y de su distribución. • Algunas desventajas de estas extrusoras son su precio, superior al de las de tornillo único y el hecho de que sus prestaciones son difíciles de predecir.

Disposición posible de los husillos en las extrusoras de doble husillo; giro contrario y giro en paralelo; diferentes grados de interpenetración de los tornillos

COMPONENTES DE LA EXTRUSORA • 2.1. EL TORNILLO DE EXTRUSIÓN • El tornillo o husillo consiste en un cilindro largo rodeado por un filete helicoidal. • El tornillo es una de las partes más importantes ya que contribuye a realizar las funciones de transportar, calentar, fundir y mezclar el material. • La estabilidad del proceso y la calidad del producto que se obtiene dependen e n gran medida del diseño del tornillo. • Los parámetros más importantes en el diseño del tornillo son su longitud (L), diámetro (D), el ángulo del filete (0) y el paso de rosca (w).

CILINDRO • El cilindro de calefacción alberga en su interior al tornillo. • La superficie del cilindro debe ser muy rugosa para aumentar las fuerzas de cizalla que soportará el material y permitir así que éste fluya a lo largo de la extrusora. • Para evitar la corrosión y el desgaste mecánico, el cilindro suele construirse de aceros muy resistentes y en algunos casos viene equipado con un revestimiento bimetálico que le confiere unaelevada resistencia, en la mayoría de los casos superior a la del tornillo, ya que éste es mucho más fácil de reemplazar.

Sistema cilindro de calefacción-tornillos

• El cilindro por lo general posee sistemas de transferencia de calor. El calentamiento se puede realizar mediante resistencias eléctricas circulares localizadas en toda su longitud como se muestra en la figura anteriory también, aunque es menos usual, mediante radiación o encamisado con fluidos refrigerantes o calefactores. • El cilindro suele dividirse en varias zonas de calefacción, al menos tres, con control independiente en cada una de ellas, lo que permite conseguir un gradiente de temperatura razonable desde la tolva • hasta la boquilla.

GARGANTA DE ALIMENTACIÓN • El cilindro puede estar construido en dos partes, la primera se sitúa debajo de la tolva y se denomina garganta de alimentación. • Suele estar provista de un sistema de refrigeración para mantener la temperatura de esta zona lo suficientemente baja para que las partículas de granza no se adhieran a las paredes internas de la extrusora.

• La garganta de alimentación está conectada con la tolva a través de la boquilla de entrada o de alimentación. • Esta boquilla suele tener una longitud de 1.5 veces el diámetro del cilindro y una anchura de 0.7 veces el mismo, y suele estar desplazada del eje del tornillo para facilitar la caída del material a la máquina.

TOLVA • La tolva es el contenedor que se utiliza para introducir el material en la máquina. Tolva, garganta de alimentación y boquilla de entrada deben estar • ensambladas perfectamente y diseñadas de manera que proporcionen un flujo constante de material. • Esto se consigue más fácilmente con tolvas de sección • circular, aunque son más caras y difíciles de construir que las de sección rectangular • Se diseñan con un volumen que permita albergar material para 2 horas de trabajo.

• En ocasiones para asegurar el flujo constante del material se usan dispositivos de vibración, agitadores e incluso tornillos

Ejemplo de un tornillo de alimentación.

PLATO ROMPEDOR Y FILTROS • El plato rompedor se encuentra al final del cilindro. • Se trata de un disco delgado de metal con agujeros. • El propósito del plato es servir de soporte a un paquete de filtros cuyo fin principal es atrapar los contaminantes para que no salgan con el producto extruído. • Los filtros además mejoran el mezclado y homogenizan el fundido. Los filtros van apilados delante del plato rompedor, primero se sitúan los de malla más ancha, reduciéndose el tamaño de malla progresivamente. • Detrás se sitúa un último filtro también de malla ancha y finalmente el plato rompedor que soporta los filtros.

Plato rompedor • Conforme se ensucian las mallas es necesario sustituirlas para evitar una caída de presión excesiva y que disminuya la producción. • Por ello, el diseño del plato debe ser tal que pueda ser reemplazado con facilidad.

CABEZAL Y BOQUILLA • • • • • • • • •

El cabezal es la pieza situada al final del cilindro, que se encuentra sujetando la boquilla y por lo general manteniendo el plato rompedor. Generalmente va atornillado al cilindro. El perfil interno del cabezal debe facilitar lo más posible el flujo del material hacia la boquilla. La figura muestra un sistema cabezal-boquilla de forma anular. En la figura el material fluye del cilindro a la boquilla a través del torpedo, situado en el cabezal. La sección transversal de los soportes del torpedo se diseña para proporcionar el flujo de material a velocidad constante. La función de la boquilla es la de moldear el plástico. Las boquillas se pueden clasificar por la forma del producto, teniendo así boquillas anulares. Se puede distinguir tres partes diferenciadas en todas las boquillas que se muestran en la figura (corte de boquilla plana): la primera parte es el canal de entrada, luego el distribuidor y a continuación la zona de salida.

Boquilla anular y cabezal

Partes diferenciadas en una boquilla de extrusión.

ESPECIFICACIONES DE LA MÁQUINA Diámetro del cilindro (D): Es representativo del tamaño de la extrusora y afecta en gran medida a la velocidad de flujo. Como deduciremos más adelante, el caudal de material que proporciona la extrusora es proporcional al cuadrado del diámetro del tornillo. La mayoría de las extrusoras tiene diámetros comprendidos entre 2 y 90 cm. Relación longitud/diámetro (L/D): Para un diámetro de tornillo dado, la capacidad para fundir, mezclar y homogeneizar a una velocidad de giro de tornillo determinada aumenta al aumentar la longitud del tornillo, y por tanto la relación L/D. Sin embargo tornillos excesivamente largo son difíciles de construir y alinear dentro del cilindro, de modo que no resultan operativos. La relación L/D típica para la extrusión de polímeros termoplásticos varía generalmente entre 20:1 y 30:1.

• Relación de compresión: Una definición exacta de este parámetro es • “la relación volumétrica de las vueltas del filete en las zonas de alimentación • y de dosificado”. Se suele expresar, sin embargo, en términos de la relación de • profundidades del canal en ambas zonas, una aproximación que es únicamente • válida si el ángulo de los filetes y la anchura del canal se mantienen • constantes. Las relaciones de compresión típicas oscilan entre 2.0 y 4.0. Una • zona de dosificado de pequeña profundidad (alta relación de compresión) • impone mayor velocidad de cizalla sobre el fundido (para una velocidad de • tornillo dada), y se asocia también con un gradiente de presión mayor.

Configuración del tornillo • Es un aspecto de gran importancia. La elección definitiva del número y del diseño geométrico de las zonas del tornillo es un proceso complejo. Esta decisión depende no solo del diseño de • la boquilla y de las velocidades de flujo esperadas, sino también de las características de fusión del polímero, de su comportamiento reológico y de la velocidad del tornillo. • Un tornillo simple, de tres zonas, se define usualmente • según el número de vueltas de hélice en las zonas de alimentación, compresión y dosificado.

Ejemplo de tornillos para diferentes fines.

DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE UNA EXTRUSORA • En este apartado se describen los mecanismos por los que tienen lugar las seis funciones que puede realizar una extrusora; transporte de sólidos, fusión, transporte del fundido, mezclado, desgasificado y conformado.

TRANSPORTE DE SÓLIDOS (ZONA DE ALIMENTACIÓN) • El material sólido que se alimenta a una extrusora, se transporta en dos regiones que estudiaremos separadamente: en la tolva de alimentación y en la propia extrusora.

Transporte de sólidos en la tolva

• El transporte de sólidos en la tolva es, en general, un flujo por gravedad de las partículas; el material se mueve hacia la parte inferior de la tolva por acción de su propio peso. • Se puede dar un flujo en masa como se representa en la figura, en el que no hay regiones estancadas y todo el material se mueve hacia la salida, o bien flujo tipo embudo en el que el material más cercano a las paredes de la tolva queda estancado. • Lógicamente el flujo en masa es preferido sobre el flujo tipo embudo. • Algunos materiales que tienen un flujo muy deficiente en estado sólido pueden quedar atascados en la garganta de entrada a la extrusora, dando lugar a un problema denominado formación de “puente” o "arco“.

Flujo del material en una tolva de alimentación.

• Tanto las características del material como el diseño de la tolva influyen sobre el transporte de sólidos en esta parte de la máquina. • Es mejor una tolva con sección circular que una tolva con sección cuadrada o • rectangular , ya que la compresión a que está sometido el material será diferente en algunas zonas dependiendo de la forma de la tolva. • Las tolvas de sección circular ejercen una compresión gradual sobre el material mientras que las de sección cuadrada ejercen una compresión poco uniforme, pudiendo provocar que el material se detenga. • Además, pueden tomarse precauciones como añadir un sistema vibratorio que ayude a eliminar el puente formado o incorporar agitadores para evitar que el material se deposite y consolide

Las características del material que influyen en el transporte del sólido en la tolva, son: • Densidad aparente: es la densidad del material incluyendo el aire que hay entre sus partículas. Lógicamente, la densidad aparente del material siempre será inferior a la densidad real. Si la densidad aparente del material es excesivamente baja (no superior al 20 o 30% de la densidad real), el material dará problemas de fluidez puesto que para obtener un determinado caudal se necesitará alimentar un gran volumen de material. Resulta más fácil manipular materiales con una densidad aparente que no sea demasiado baja (alrededor del 60% de la densidad real). • Compresibilidad: es el aumento que se produce en la densidad aparente de un alimento al presionarlo. Interesan materiales con factor de compresibilidad bajo, es decir que sufran un cambio pequeño en su densidad aparente al aplicarles presión. • Coeficiente de fricción: se puede distinguir entre el coeficiente de fricción interno, que es la fricción existente entre las propias partículas del alimento, y el coeficiente de fricción externo, que es la fricción existente entre las partículas del alimento y la superficie del cilindro con la que está en contacto el alimento. Para tener un flujo en la tolva adecuado, interesa que estos dos coeficientes sean bajos, para lo que en ocasiones es necesario el empleo de lubricantes. • Distribución del tamaño de partícula de la granza (DTP): interesa que sea lo más uniforme posible, para evitar problemas de fluidez de la granza. Si el material presenta una DTP ancha, las partículas tenderán a empaquetarse, lo que dificultará el flujo de las mismas en la tolva. En general el flujo de material por gravedad que la tolva puede proporcionar es superior al necesario para la extrusión salvo en los casos en los que se produzca puenteado.

Parámetros y variables de la extrusión MATERIAL CRUDO •Composición: grasa, almidón, proteína, fibra. •Humedad. •Tamaño de partícula. •Aditivos.

ALTERACIONES DEL SISTEMA •Uso del tornillo. •Condiciones ambientales. BOQUILLA •Área de apertura. •Resistencia del flujo. CALIDAD DEL PRODUCTO •Humedad del producto. •Temperatura del producto. •Volumen, Expansión o Densidad. •Morfología (forma, tamaño, uniformidad). •Textura / Caracteres sensoriales. •Índice de solubilidad en agua. •Índice de absorción de agua. •Gelatinización. •Dextrinización (degradación molecular).

VARIABLES OPERACIONALES •Alimentación. •Adición de agua. •Velocidad del tornillo. •Perfil del tornillo. •Velocidad del cortador. •Temperatura del barril.

PARAMETROS DEL SISTEMA •Energía mecánica. •Tiempo de residencia. •Energía térmica. •Temperatura del producto. •Presión del producto. •Viscosidad.

Esquema básico de una extrusora

Fuente: R. Miller

Procesos dentro de la extrusora

Motor / tornillo fallas Tornillo fuera de especificacion/ conectado / encamisado

Variabilidad en el flujo del producto Extrusora Producto final de la extrusora

Mezcla que ingresa a la extrusora

Obstrucción de la matriz

Variación de la presión

Variación de viscosidad

Mezcla no uniforme

Material contaminante de la extrusora Variación de temperatura

Burbujas en la mezcla

Problemas en la alimentación de la extrusora Falla de mezclado Depósito de alimentación vacío

Pérdida de ingredientes (error humano) Mezclador fuera de especificación

Factores antinutricionales de la soja TERMOLÁBILES Inhibidores de proteasas (inhibidores de tripsina)

Inhibición del crecimiento e hipertrofia pancreática.

Hemaglutininas

Aglutinación de Glóbulos rojos. Inhibición del crecimiento.

Factores antinutricionales

Hipertrofia de glándula tiroides, bocio.

Antivitaminas

Raquitogénesis. Efectos antivitaminas E y B12

TERMOESTABLES Estrógenos

Inhibición del crecimiento.

Saponinas

Hemólisis

Oligosacáridos (rafinos y estaquiosa)

Generación de gases intestinales y desórdenes abdominales.

Lisinoalanina

Lesiones renales. Disminución del contenido de cisteína y de lisina disponible.

Alergenos

Náuseas, diarreas, vómitos.

Desactivado por tratamiento de calor seco y húmedo Fuente de Calor Seco o Húmedo

Fuente de Calor Seco o Húmedo

Se pierde el 40 % de la proteína

Sobredesactivado

Subdesactivado

• VERDE: desactivado correctamente • ANARANJADO: desactivado o desnaturalizado parcialmente

• AMARILLO: sin desactivar • ROJO: proteína desnaturalizada

Ventajas de la extrusión  Flexibilidad de operación, lo que permite una gran diversidad de productos.  Posibilidad de procesar alimentos en muy diversas formulaciones permitiendo adecuar el nivel nutricional que requieren diversos grupos de consumidores.

 Bajos costos de procesamiento e inversión relativamente baja por unidad de producto obtenido.

 Tecnología relativamente simple desde el punto de vista operativo.

Ventajas de la extrusión (cont.)  Mínimo deterioro de los nutrientes de los alimentos, por tratarse de un proceso de “alta temperatura - corto tiempo”.  Eficiente utilización de la energía, ya que el sistema de procesamiento por extrusión

opera a una humedad relativamente baja, al mismo tiempo que el producto alimenticio se cocina (pregelatiniza).

 Ausencia de efluentes.  Posibilidad de inactivar enzimas y antinutrientes y la elaboración de un producto básicamente estéril.

Ventajas de los granos precocidos En el desarrollo de distintos productos alimenticios a base de cereales y oleaginosas existe la tendencia a presentarlos en un estado precocido. Las ventajas de esta forma de comercialización son varias:  Gelatinización de la fracción almidonosa de la fórmula para dar máxima digestibilidad.  Inactivación térmica de inhibidores del crecimiento y factores que alteran la digestibilidad o el gusto.

Ventajas de los granos precocidos (cont.)  Interacción entre proteínas, vitaminas, minerales y carbohidratos que aseguran una buena distribución en el producto final.

 Producción de un producto sanitariamente adecuado.  Alta estabilidad del almacenaje.  Posibilidad de dar forma y textura diferente.  Posibilidad de agregar diferentes sabores, colores, etc.

Alimentos elaborados por extrusión

El proceso de Extrusión y Prensado

Ventajas del proceso E-P  Flexible en capacidad de procesamiento.  Bajo capital de inversión.  Manejo simple.  Compatible con el medio ambiente.  Apto para el procesamiento en pequeña escala, para acopiadores, cooperativas, asociación de productores.  Materia prima: soja, girasol, algodón, maní, colza, germen de trigo, maíz, arroz, amaranto, quinua, arveja proteica, etc.).  Base de Proyectos de Desarrollo Regional.

La extrusión y Prensado de soja

Productos comerciales

Diagrama de flujo de planta piloto de Extruidos

Esquema general de Planta Multipropósito de Industrialización de Granos Almacenamiento Prelimpieza La limpieza se realiza por:

Limpieza

- Separación por tamaño y - Separación por peso específico

Almacenamiento pulmón

Pre-acondicionamiento Molienda materia prima Otros insumos e ingredientes

Mezclado

•Plansichter Otros insumos e ingredientes

- Descascarado (ej.: soja) - Desgerminado con post. separación con mesa densimétrica (ej.: maíz)

Prensado Rotura expeller Secado-enfriado

•Cernidor twin

- Pelado (ej.: girasol)

Extrusión

Procesos especiales para cereales y legumbres

•Cernidor monocanal

El preacondicionamiento se puede realizar por medio de:

Molienda producto Tamizado

•Secadora de columna •Transporte neumático

Aceite crudo

•Molino martillos •Molino micronizador •Banco de cilindros

Mezclado Envasado Productos terminados

Refinación Procesos especiales para oleaginosas

Realizado por: • CARPIO CUTIPA MONICA • FLORES SALAZAR, GIANELLA • VALDIVIA MONTEAGUDO, CAROLINA

• Las proteínas son los materiales que desempeñan un mayor número de funciones en las células de todos los seres vivos. • Por un lado, forman parte de la estructura básica de los tejidos. Y, por otro, desempeñan funciones metabólicas y reguladoras. • También son la base de la estructura del código genético (ADN) y de los sistemas de reconocimiento de organismos extraños en el sistema inmunitario.

• Son macromoléculas orgánicas, constituidas básicamente por carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N); aunque pueden contener también azufre (S) y fósforo (P) y, en menor proporción, hierro (Fe), cobre (Cu), magnesio (Mg), yodo (I), etc. Estos elementos químicos se agrupan para formar unidades estructurales llamados aminoácidos.

•

La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales denominados: Estructura primaria •La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos de la proteína. La función de una proteína depende de su secuencia y de la forma que ésta adopte. Estructura Secundaria

• La estructura secundaria es la disposición de la secuencia de aminoácidos en el espacio Estructura terciaria •La estructura terciaria informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse sobre sí misma originando una conformación globular. •Esta conformación globular facilita la solubilidad en agua y así realizar funciones de transporte, enzimática, hormonales, etc. Esta conformación se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces (puentes de disulfuro, puentes de hidrógeno, puentes eléctricos, interacciones hidrófobas) entre los radicales R de los aminoácidos. Estructura Cuaternaria •Esta estructura informa de la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes) de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico.

• La desnaturalización de las proteínas es la desnaturalización bioquímica que se puede entender en el cambio estructural de las proteínas o ácidos nucleicos que se lleva a la perdida de la estructura nativa de las molécula de estas sustancias. • En este cambio estructural conlleva un cambio en función óptimo de los ácidos nucleicos o las proteínas pueden llegar a perdición total de su funcionamiento biológico. • También, pero no siempre pueden estar acompañado de cambios en las propiedades químicas-físicas siendo lo más utilizado la pérdida de solubilidad.

• Si en una disolución de proteínas se producen cambios de pH, alteraciones en la concentración, agitación molecular o variaciones bruscas de temperatura, la solubilidad de las proteínas puede verse reducida hasta el punto de producirse su precipitación. • Esto se debe a que los enlaces que mantienen la conformación globular se rompen y la proteína adopta la conformación filamentosa. • De este modo, la capa de moléculas de agua no recubre completamente a las moléculas proteicas, las cuales tienden a unirse entre sí dando lugar a grandes partículas que precipitan. • Las proteínas que se hallan en ese estado no pueden llevar a cabo la actividad para la que fueron diseñadas, en resumen, no son funcionales.

DESNATURALIZACION

RENATURALIZACION

No afecta a los enlaces peptídicos

Recupera su conformación primitiva

Se da la perdida de la estructura superior de la proteína

No vuelve a cumplir la misma función inicial

DESNATURALIZACION DE PROTEINAS

La desnaturalización puede provocar diversos efectos en las proteínas: 





La pérdida de las propiedades biológicas. Los cambios en las propiedades hidrodinámicas de las proteínas: disminuye el coeficiente de difusión y aumenta la viscosidad. Una drástica disminución de su solubilidad, ya que los que sobra es hidrofóbicos del interior y puede aparecer en la superficie.

• Los agentes desnaturalizantes son todos aquellos factores físicos o químico que se puede producir a través de la desnaturalización de las proteínas. • Entre los más común podemos encontrar o citar los siguientes: 

La Temperatura.



La fuerza iónica.



La polaridad del disolvente.



El pH

• Unos de los ejemplos más tradicionales y común para poder ilustrar y entender de una mejor manera la desnaturalización de proteínas es la cocción del huevo. • La clara que contiene el huevo está compuesta por una gran parte de agua y albúminas, el cual es un tipo de proteínas. • Al poder aumentar la temperatura de las proteínas de la clara del huevo se desnaturalizan y pueden perder su solubilidad y la clara del huevo deja de ser líquida y también puede perder su transparencia y pasar a ser opaca por el color blanco y sólido. • Otro ejemplo muy conocido es la desnaturalización que tiene la caseína que se encuentra en la leche, si la leche se pone ácida, lo que puede ocurrir de forma muy natural por la fermentación de bacterias es que la leche se puede cortar, pero también la puedes cortar añadiéndole limón u otro ácido como la naranja, para bajar su pH.

GELATINIZACION DEL ALMIDON

GENERALIDADES DEL ALMIDON • El almidón es uno de los carbohidratos que mas encontramos en los alimentos. • Este polímero es el carbohidrato de reserva mayoritario en muchas plantas y es considerado el biopolímero natural mas abundante después de la celulosa. • El almidón constituye una fuente de energía esencial para muchos microorganismos.

• El almidón se deposita en los órganos de las plantas en forma de gránulos relativamente densos, insolubles en agua, con un tamaño entre 1 y 100 micrómetros, una composición química y morfología que depende de la especie vegetal. • El agua es un componente integral de la estructura del granulo y participa en el importante proceso de hidratación que toma lugar durante la gelatinización y en subsecuente hinchamiento y disolución del granulo.

• Los gránulos del almidón cuando se extraen y se secan tienen apariencia de un polvo blanco y son insolubles en agua fría. • En forma general se presentan una composición química con bajos contenidos de proteína, cenizas, lípidos y otros componentes, estos constituyentes juegan un rol importante en las propiedades funcionales del almidón.

Gelatinizacion del almidon • La gelatinización son las modificaciones que ocurren cuando los gránulos de almidón se trata con calor y en medio acuoso. Cuando aplicamos calor a una disolución de almidón, se hinchan los gránulos de almidón por absorción del agua. • Desaparece la estructura cristalina de la amilopectina. El intervalo de temperatura en el que se produce el hinchamiento de los gránulos se denomina temperatura de gelificación y dependerá del alimento:

Durante el hinchamiento, la amilosa, que es soluble, se solubiliza en el agua y al final tenemos los gránulos muy hinchados dando lugar a la formación de una pasta (pasta de almidón) que tiene una elevada viscosidad.

• En la segunda fase, si se sigue calentando, llega un punto en el que los gránulos se fragmentan disminuyendo la viscosidad drásticamente. • Si agitamos la mezcla ayudamos a que se fragmenten los gránulos. • En la tercera fase, tiene lugar la formación del gel o gelificación. • Se enfría la pasta y se forma un gel por formación de Puentes de hidrógeno entre las moléculas de amilosa y amilopectinas y dejan espacios en donde queda atrapada el agua. Mediante un viscosímetro podemos seguir variaciones en la viscosidad.

• Origen de almidón: hay distintos tipos de granos como ya hemos visto cuanto más larga sea las zonas de unión de los Puentes de hidrógeno, el gel será más fuerte, más resistente. • Concentración de la disolución de almidón de partida. Cuanto mayor es la concentración de almidón mayor es la viscosidad que se consiguen.

• Presencia de solutos en la disolución de almidón como es el caso de la sacarosa. • La viscosidad disminuye con la presencia de sacarosa. La sacarosa ejerce un efecto plastificante disminuyendo la fuerza del gel. • Esto se produce porque la sacarosa interfiere en las interacciones con el agua ya que tiene afinidad por ésta y la absorbe. • La estructura del almidón queda mas integra al no interaccionar con el agua por lo que deberemos aplicar más temperatura para producir la rotura de la pasta de almidón. • Presencia de grasas: las grasas ejercen también una acción plastificante debido a que forman complejos que hacen que el gel sea menos resistente, menos fuerte. • Provocan la ruptura de la amilosa por lo que las zonas de unión que quedan son más chicas por lo que reducen la fuerza del gel

RETROGRADACION

• El término retrogradación, ha sido utilizado para describir los cambios que ocurren cuando las moléculas de almidón gelatinizado empiezan a reorganizarse, formando una o más estructuras ordenadas, es decir pasan de un estado inicial amorfo a un estado final más cristalino, se puede ver como el fenómeno opuesto a la gelatinización. • La retrogradación es un proceso complejo y depende de muchos factores. • Como el tipo y concentración de almidón, regímenes de cocimiento y enfriamiento, pH y la presencia de solutos como lípidos, sales, azúcares.

El proceso de retrogradación consiste en dos etapas: 1. La gelación de las cadenas de amilosa que fueron exudadas del granulo durante la gelatinización, y 2. La recristalización de la amilopectina. Se ha visto que la retrogradación o cristalización de geles de almidón a corto plazo, se atribuye a la gelación y cristalización de la fracción de amilosa y los cambios que ocurren a lo largo plazo durante el almacenamiento de geles de almidón, a la fracción de amilopectina, esto puede ser debido a la magnitud de su estructura, a la temperatura ambiente, la vida promedio de su recristalización es de 2 a 10 días.

• La formación de estos cristales en geles viene acompañada por un incremento gradual en la rigidez y la separación de fases entre el polímero y el solvente (sinéresis). • La presencia de cristales influye en la textura, digestibilidad y aceptación de los productos con base en almidón por parte del consumidor. • Este fenómeno ocurre en geles de almidón o en productos horneados, fritos o extruidos, donde las moléculas de almidón interaccionan después del añejamiento. • La retrogradación del almidón o el endurecimiento de los productos, es más lento cuando el contenido de humedad es mayor.

“TEXTURA EN

EXTRUIDOS”

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL 

Dar a conocer la importancia de la textura en los alimentos obtenidos a través del proceso de extrusión

OBJETIVOS ESPECIFICOS



Dar a conocer los diferentes procesos y su en la mejora tanto de la productividad del proceso como de la calidad del producto.

IMPORTANCIA Los atributos de calidad de los productos alimentarios extruidos se refieren principalmente a su textura y naturaleza crujiente que, a su vez, se relaciona con su volumen expandido y su densidad volumica aparente. Se sabe que las variables del procesamiento por extrusión tales como temperatura del barril, configuraciones de las hélices, tamaño y forma de la boquilla, la velocidad de la hélice y el contenido en humedad antes del procesamiento térmico, pueden influir sobre el volumen de expansión del producto extruido. También el contenido en proteínas, lípidos y almidón de las materias primas para fabricar la mezcla de masa afecta a la textura y volumen de expansión de los alimentos extruidos.

NUEVAS FORMAS Y TEXTURAS •

La máquina extrusora consiste en una fuente de energía, que acciona el tornillo principal,

un alimentador para dosificar los ingredientes crudos y una espiga que rodea al tornillo. •

Este último empuja los ingredientes hacia una abertura con una forma determinada, la

boquilla, que determinará la forma del producto. •

La extrusión puede realizarse a elevadas temperaturas y presiones o simplemente

aplicarse para dar forma a los alimentos, sin cocinarlos. •

Uno de los beneficios derivados del uso de este procedimiento en la producción de

alimentos está relacionado con la conservación de los mismos. •

La extrusión permite controlar la cantidad de agua contenida en los ingredientes, de la que

dependen la aparición de microbios y la consiguiente putrefacción de los alimentos. •

Por lo tanto, es una técnica muy útil para producir productos alimentarios con una

humedad óptima y duradera, que cada vez se emplea más para obtener toda una serie de productos como aperitivos, algunos cereales de desayuno, golosinas y comida para

animales.

EXTRUSIÓN: NUEVAS FORMAS Y TEXTURAS Uno de los beneficios derivados del uso de este procedimiento en la producción de alimentos está relacionado con la conservación de los mismos. La extrusión permite controlar la cantidad de agua contenida en los ingredientes, de la que dependen la aparición de microbios y la consiguiente putrefacción de los alimentos. Mediante la "texturizacion" se obtienen productos como cereales para desayuno, aperitivos, alimentos infantiles, chicles, mazapán, caramelos, barritas de frutas y chocolate, pan tostado, copos de maíz, proteínas vegetales texturizadas, productos de pastelería, regaliz, chicles, snacks, pastas alimentarias, pienso, galletas o golosinas entre otros.

VENTAJAS •Mejorar o modificar parte de estas propiedades funcionales. •Inducir la formación de carbohidratos, que mejoran características sensoriales.

complejos lípidosla textura y sus

•Desnaturalizar e inactivar factores antinutricionales mejorando su aptitud posterior para el desarrollo de nuevos productos, como en el caso de matrices vegetales de alto valor nutritivo, pero con altas concentraciones de estos factores.

PROTEÍNAS TEXTURIZADAS Son alimentos vegetales cuyo valor proteico es muy elevado. Se elaboran en la mayoría de los casos con soja puesto que tiene un alto contenido en proteínas (40%) y nueve de los aminoácidos esenciales. Estas proteínas son similares a las de la carne o la leche. De fácil elaboración, primero se tritura la soja, se mezcla y se pasa por la extrusora en caliente. Al aumentar la temperatura las proteínas de la soja pierden su estructura cuaternaria alineándose y favoreciendo la interacción entre ellas. Este fenómeno provoca la obtención de un alimento de apariencia fibrosa casi indistinguible de la carne y puede, por tanto, consumirse como tal. En definitiva, se obtienen productos vegetales con apariencia de cárnicos, como las hamburguesas vegetales.

APLICACIONES

PROTEINA VEGETAL TEXTURIZADA • •

•

• •

•

•

La texturización de proteínas vegetales, ha presentado un desarrollo significativo en la industria procesadora de alimentos. Estos procesos tienen que ver con la obtención de productos de estructura fibrosa a partir de harinas desgrasadas de proteína vegetal, las cuales son un importante subproducto de la industria del aceite vegetal (Harper, 1981). La historia del desarrollo de las proteínas vegetales texturizadas, esta íntimamente relacionada a la industrialización del frijol soya. La pasta y la harina de soya, fueron las primeras formas de proteínas utilizadas (Lockmiller, 1972). Harper (1981) y USDA (1971), al definir los productos de proteína vegetal texturizada, los califican como productos alimenticios elaborados a partir de fuentes proteicas comestibles, con un alto grado de estructura fibrosa, capaces de absorber agua y grasa hasta tener una composición similar a la carne y retener su integridad al calentarlos o someterlos a otros procesos usados por la industria en la preparación de alimentos. La proteína vegetal texturizada tiene uso como extensor de productos frescos y procesados de carne. Existe también proteína texturizada que simula carne de res, de pollo, tocino y trozos de jamón, alimentos listos para comer o de fácil preparación, botanas, frutas, nueces, trozos de queso, y otros tipos de productos. Su utilización es muy variada (Harper, 1981), Lockmiller ,1972.

Tipos de proteína vegetal texturizada Básicamente, hay dos tipos de productos texturizados de proteína vegetal, derivados de algunos procesos de texturización, que son: la proteína vegetal expandida, y la proteína vegetal hilada.

• La proteína vegetal expandida es un producto elaborado en un proceso sencillo de cocinado por extrusión alta temperatura, presión, de lo que resulta un texturizado de apariencia fibrosa y de carácter altamente expandido, mismo que, una vez hidratado, puede ser usado como extendedor de carne o productos cárnicos. • •

La proteína vegetal hilada, es hecha de proteína vegetal, usualmente soya.

Los aislados de soya son alcalinizados e hilados en fibra, dispuestos en manojos. • Posteriormente se les da calor y sabor en una solución y finalmente el producto es cortado y cocinado o ahumado para simular algunos productos existentes incluyendo carne de res y tocino (Harper, 1981, Lockmiller, 1972).

LA SOJA TEXTURIZADA

PROCESO INDUSTRIAL DE PRODUCCIÓN DE LA SOJA TEXTURIZADA A PARTIR DEL GRANO DE SOJA Proceso de Preparación: Consiste en alistar el grano y entregarlo precocinado al proceso de solventización. 1. Limpieza 2. Descascarillado 3. Quebrado del grano, para mejorar su cocción 4. Precocinado con vapor 5. Laminado en hojuelas, para facilitar el proceso de desprendimiento molecular del grano y mejorar el rompimiento de sus enlaces el proceso de extrusión 6. Cocción por extrusión con aplicación de vapor directo 7. Secado de la harina completa con toda su grasa 8. Proceso de percolación en el cual se le aplica un solvente como el hexano para retirar el aceite del grano, de este proceso se obtienen dos productos: – separación del aceite de soja a través de la utlizacion de hexano por medio de condensadores (vapor), se obtiene de una parte el aceite de soja , por el otro lado queda el hexano recuperado para luego volverlo a invertir en el proceso – torta de soja solventizada desgrasada.

9. Sigue el proceso de desolventizado, precocinado, cocido y tostado con vapor 10. Molienda de la harina de soja conseguida con el proceso

CONCLUSIONES • Se logró conocer la importancia que tiene este proceso en la elaboración de productos a través del proceso conocido como extrusión. • Este proceso se aplica en diferentes procesos, con lo cual implica el aumento de productividad y la calidad en los productos elaborados

EFECTO DE LOS ACEITES Y GRASAS EN EXTRUIDOS

IMPORTANCIA • La extrusión se ha convertido en una importante herramienta para procesar alimentos y mejorar su digestibilidad y otros aspectos nutricionales. • El equipo de procesamiento de extrusión se ha convertido en el punto de contacto del equipo de funcionamiento en la mayoría de las empresas de alimentos de snack globalmente, también en cereales de desayuno, alimentos para bebes, sopas instantáneas, y coberturas, proteínas vegetales texturizadas, harinas compuestas y enriquecidas, etc. • Una ventaja importante de la extrusión es la capacidad para producir una amplia gama de productos acabados, con tiempos mínimos de

OBJETIVOS • Beneficiosos de los diferentes tipos de extrusión sobre los alimentos • Observar como afecta la extrusión en las grasas

EFECTO DE LA EXTRUSIÓN SOBRE LAS GRASAS  Los aceites que contienen los cereales, las grasas añadidas a los piensos que posteriormente serán extrusionados, así como los aceites de leguminosas como el contenido en el haba de soja, al ser el producto extrusionado sufren un proceso de emulsión debido a la fuerte presión a que son sometidas las finas gotas de grasa y son recubiertas por los almidones y proteínas, quedando la grasa encapsulada.  La grasa al ser emulsionada es más atacable por los jugos digestivos de los animales, aumentando por tanto la energía del producto.  Generalmente las lipasas y peroxidasas son inactivadas durante el proceso de extrusión en condiciones normales, mejorando la estabilidad posterior del producto. Fuente: El proceso de extrusión en cereales y habas de soja i. Efecto de la extrusión sobre la utilización de nutrientes a. Valls Porta Cotécnica

ALGUNAS CONSECUENCIAS EN LA GRASA LUEGO DE LA EXTRUSIÓN • La disminución del contenido de grasa después de la extrusión pudo deberse a la alta temperatura y la velocidad de tornillo empleadas; • ello puede haber provocado la degradación de los lípidos. • De igual forma, los ácidos grasos presentes en el material forman complejos con la amilosa, haciendo que su extracción sea más difícil (26), lo cual causaría un descenso aparente del contenido graso.

•

Fuente: Universidad nacional mayor de san marcos facultad de medicina humana e.A.P. De nutrición Calidad nutricional de un producto extruido fortificado con dos niveles de hierro proveniente de harina de sangre bovina. Autor: Ronny Raúl Omar Galarza Martel

•

EXTRACCIÓN Y DETERMINACIÓN DE GRASAS EN EXTRUÍDOS En relación a los efectos de la extrusión sobre los lípidos, se ha reportado que durante el proceso de cocción por extrusión se forman complejos amilosa-lípido y es una de las razones probables de la baja extracción de las grasas en los productos extruidos.

• Para realizar la determinación correctamente es necesario emplear el método de hidrólisis ácida y extracción posterior, puesto que con el método de Extracto Etéreo no se consiguen los resultados que corresponden en realidad al producto. •

Fuente: Universidad nacional mayor de san marcos facultad de medicina humana e.A.P. De nutrición Calidad nutricional de un producto extruido fortificado con dos niveles de hierro proveniente de harina de sangre bovina. Autor: Ronny Raúl Omar Galarza Martel

MATERIAS PRIMAS QUE ACTÚAN COMO LUBRICANTES O PLASTIFICANTES EN EXTRUIDOS

AGUA

EMULSIONANTES

ACEITES Y GRASAS

FUENTE: Proceso de elaboración de alimentos y bebidas, M. teresa Sanchez y Pineda de la infanta, editorial AMV, 2003, pag. 179.

A) Las grasas tienen dos funciones fundamentales en el ACEITES proceso de extrusión: • Proporciona un efecto lubricante en la mezcla de polímeros comprimidos. • Modifica las propiedades gustativas de los productos extruidos. Todos los lípidos se convierten en aceite cuando alcanzan su temperatura de fusión, que para la mayoría de grasas es inferior a 40°C. Su acción como lubricante se observa con mayor intensidad en la extrusión de almidones con bajo contenido de lípidos. La adición del 0.5 al 1% de aceite comercial previene la degradación de los carbohidratos.

A) ACEITES • Si se añade aceite a la formulación del producto y este contiene harinas, el efecto del aceite variara entre el 0.5 al 1% en el extrusor para humedades menores al 25%. • Estas pérdidas en ―inputs‖ de energía mecánica se reflejan en un descenso de la temperatura de la masa y en un aumento de la presión en la zona de salida del extrusor. • La lubricación de las partículas de harina debida al efecto del aceite dará lugar a una protección de los gránulos de almidón para evitar la dispersión. • La elección correcta de aceites y grasas se debe basar en sus efectos funcionales, en su estabilidad química y en las cualidades sensoriales del producto. • Aquellos aceites que están insaturados están sujetos a un incremento de la degradación cuando la temperatura de extrusión es elevada.

B) EMULSIONANTES • Son formas especiales de lípidos que tienen una temperatura de fusión más alta que los triglicéridos pero se comportan como aceites para proporcionar lubricación en el proceso de extrusión • Ciertos tipos de emulsionantes como monoglicérdios y lecitinas también reaccionan como la fracción amilosa del almidón

Fuente: Proceso de elaboración de alimentos y bebidas, M. teresa Sanchez y Pineda de la infanta, editorial AMV, 2003, pag. 179.

EXTRUSIÓN EN SECO • Es posible usarlo en productos con elevado contenido en aceite, como por ejemplo para el procesado de habas de soja, puesto que el propio aceite lubrica el paso por la matriz.

INFLUENCIA DE LAS GRASAS EN EXTRUSIONANIMALES

FACTORES QUE INLUYEN EN LA DURABILIDAD DEL PELLET • • • •

•

Nivel de Almidón Nivel de proteína funcional Otros ligantes o binders Niveles de grasa y depende de dónde la grasa es agregada Tamaño de partícula después de la molienda

Fuente: Osvaldo Muñoz Latuz Director de Ventas Latinoamérica EXTRU-TECH INC.

PARA MAXIMIZAR LOS NIVELES DE INCLUSION DE GRASA • Calentar la grasa a 40 -60 ºC previo a la inclusión • Agregarla tarde en el proceso • Mantener niveles de almidón / proteína funcional (ojo con el reproceso) • Incrementar la energía térmica y/o mecánica • Incrementar los niveles de humedad durante la extrusión

Fuente: Osvaldo Muñoz Latuz Director de Ventas Latinoamérica EXTRU-TECH INC.

EFECTOS DE NIVELES DE GRASA EN LA CALIDAD DEL PRODUCTO Niveles de Grasa en la Mezcla a Efecto en la Calidad del Extruir

0 -12%

Producto Pequeña o no efecto

12 -17%

Por cada 1% de grasa sobre el 12%, la densidad final se incrementará en 16 g/l

17 -22%

El producto tendrá una pequeña o ninguna expansión pero permanecerá firme

Sobre 22%

La durabilidad del producto final será pobre

Fuente: Osvaldo Muñoz Latuz Director de Ventas Latinoamérica EXTRU-TECH INC.

EXTRACCION DE ACEITES

TECNOLOGIAS DE LA EXTRACCIÓN DE ACEITES • Se extrae por el método del prensado mecánico (prensa hidráulica y expeller. • La gran ventaja de este método exclusivamente mecánico, sin adición de aditivos químicos lo que garantiza un aceite mas sano y que conserva sus propiedades organolépticas (sabor, color, textura)

ELEMENTOS DE UNA PRENSA COMUN EXPELLER

TIPOS DE EXTRACCIÓN DE ACEITES VEGETALES COMESTIBLES Y TÉCNICAS EMPLEADAS

ESTUDIOS DE LA EXTRUSION

EFECTO DE LA EXTRUSIÓN SOBRE LA BIODISPONIBILIDAD DE PROTEÍNA Y ALMIDÓN EN MEZCLAS DE HARINAS DE MAÍZ Y FRIJOL LIMA • Mezclas de harinas fueron procesadas en un extrusor Brabender a 160°C, 100 rpm, y 15,5% de humedad. • La composición proximal indicó un aumento del tenor de proteína y cenizas y una disminución de la grasa en los productos extrudidos. • La digestibilidad in vitro de la proteína fue mayor en los extrudidos (82%) que en las harinas crudas (77%). •

FUENTE: Cecilia Pérez-Navarrete, David Betancur-Ancona, Meris Casotto, Andrés Carmona y Juscelino Tovar, Vol. 57 Nº 3, 2007, niversidad Autónoma de Yucatán-Facultad de Ingeniería Química. Mérida, Yucatán, México. Instituto de Biología Experimental, Facultad de Ciencias. Universidad Central de Venezuela. Caracas, Venezuela

GRASAS EN EXTRUIDOS

La disminución del contenido de grasa después de la extrusión pudo deberse a la alta temperatura y la velocidad de tornillo empleadas; ello puede haber provocado la degradación de los lípidos. FUENTE: Cecilia Pérez-Navarrete, David Betancur-Ancona, Meris Casotto, Andrés Carmona y Juscelino Tovar, Vol. 57 Nº 3, 2007, niversidad Autónoma de Yucatán-Facultad de Ingeniería Química. Mérida, Yucatán, México. Instituto de Biología Experimental, Facultad de Ciencias. Universidad Central de Venezuela. Caracas, Venezuela

INFLUENCIA DEL TAMAÑO DE PARTÍCULA, HUMEDAD Y TEMPERATURA EN EL GRADO DE GELATINIZACIÓN DURANTE EL PROCESO DE EXTRUSIÓN DE MACA (Lepidium meyenii Walp)

FUENTE: Luz M. Vílchez Túpac , Américo Guevara Pérez , Christian R. Encina Zelada Aprobado el 0205-2012 NFLUENCIA DEL TAMAÑO DE PARTÍCULA, HUMEDAD Y TEMPERATURA EN EL GRADO DE GELATINIZACIÓN DURANTE EL PROCESO DE EXTRUSIÓN DE MACA (Lepidium meyenii Walp)

APLICACION • PROTEÍNAS TEXTURIZADAS • Uno de los alimentos más elaborados en los últimos tiempos han sido las proteínas texturizadas. • Son alimentos vegetales cuyo valor proteico es muy elevado. • Se elaboran en la mayoría de los casos con soja puesto que tiene un alto contenido en proteínas (40%) y nueve de los aminoácidos esenciales. • Su consumo conlleva beneficios para la salud ya que se trata, por lo general, de alimentos enriquecidos en nutrientes y, a diferencia de las carnes, aportan menos grasa y están libres totalmente de colesterol. •

FUENTE: Natàlia Gimferrer Morató 9 de marzo de 2009 Extrusión de alimentos, dar nuevas formas y texturas

• En conclusión el cereal extrusionado comprende entre un 12% y un 24% de grasa, • en cuanto mayor sea el porcentaje de grasa, mayor deberá ser la cantidad de almidón, • para mejorar la expansión del producto en el proceso de extrusión, • debido a que los lípidos al actuar como lubricante en el tornillo extrusor, dificultan la transformación de la energía mecánica específica generada en el tornillo extrusor • en el calor necesario para la cocción y posterior expansión del producto.

CONCLUSIONES  Las grasas al ser extrusionadas sufren un proceso de emulsión debido a la fuerte presión y esta es recubierta por el almidón y proteínas, la cual es mas digerible y aumenta la energía del producto.  Por otro lado las peroxidasas y lipasas son desactivadas por la extrusión la cual mejora la estabilidad del producto.  El porcentaje de grasa en la extrusión es importante ya que a mayor porcentaje el producto tendrá menor durabilidad.  Mediante la extrusión también se puede extraer aceites, sin embargo se debe tomar en cuenta la formación del complejo amilasa – lípido la cual se forma en el proceso de cocción y causa una disminución de grasa aparente..  Otros métodos de extracción de aceites son por prensado, solventes y fluidos supercríticos, obteniendo de esta ultima mayor rendimiento sin embargo las instalaciones muy costosa.  Mediante estudios se demostró que elevadas temperaturas y velocidad del tornillo de extrusión podrían provocar la disminución de grasa.  La extrusión aporta beneficios para la salud ya que son alimentos enriquecidos de bajo contenido graso y libre de colesterol;  En los últimos años a sido aplicada en la soya debido a su alto contenido de proteínas y aminoácidos esenciales;

VIDEOS • Maquina extractora de aceite manual AGROINDCOL S.A.S https://www.youtube.com/watc h?v=pNtxcxoydgk

• Extracción de aceite de soya https://www.youtube.com/watc h?v=bMRYYEWXdNw

BIBLIOGRAFIA • • •

• • •

•

https://www.google.com/patents/WO2011148006A1?cl=es Proceso de elaboración de alimentos y bebidas, M. teresa Sanchez y Pineda de la infanta, editorial AMV, 2003, pag. 179. http://repositorio.utp.edu.co/dspace/bitstream/handle/11059/6056/6218 15G146.pdf?sequence=1 https://energypedia.info/images/9/95/Maquinaria_para_Olivo.pdf http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/10365/3/CD-6164.pdf Osvaldo Muñoz Latuz Director de Ventas Latinoamérica EXTRUTECH INC http://www.alapre.org/Downloads/Presentaciones_ppt_tercera_confere ncia/La_influencia_de_proteinas__grasas_animales_en_el_proceso_d e_extrusion.pdf Cecilia Pérez-Navarrete, David Betancur-Ancona, Meris Casotto, Andrés Carmona y Juscelino Tova Vol. 57 Nº 3, 2007 http://www.scielo.org.ve/pdf/alan/v57n3/art11.pdf

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA COLORES EN LOS EXTRUIDOS

• «Si la comida no tiene buen aspecto no sabe bien» • Esto es cierto hasta el punto de que hay bastantes alimentos naturales considerados exquisitos por algunos y que otros no pueden comer sólo por su aspecto particular. • Es curioso observar la influencia del color sobre el sabor, es por lo que los colorantes alimentarios tienen un papel tan relevante entre los aditivos alimentarios. • Muchas veces se emplean para resaltar el color natural de los alimentos y otras para devolver el color perdido en las manipulaciones para su conservación.

IMPORTANCIA DE LOS COLORES EN LOS EXTRUIDOS • La adición de colorantes en el extruidos es muy importante debido a su presentación y la preferencia de el mercado objetivo. • Con la adición de los colorantes los fabricantes garantizan la calidad perdurable, sirven para la conservación , el aspecto atractivo, el aroma y el sabor de los alimentos. • También y aunque es un hecho es una herramienta de marketing.

OBJETIVO DE LOS COLORANTES • Un colorante es una sustancia utilizada como aditivo en un alimento para recuperar su color, perdido tras un procesado industrial, • Para acentuar el color original o para dotarle de un color más atractivo.

EFECTO DEL EXTRUIDO EN LOS COLORES • COLOR-TEMPERATURA: El efecto de la extrusión sobre las características organolépticas, apenas afecta el color , esto debido a una elevada temperatura y corto tiempo. • EXPANSION: La decoloración de muchos alimentos extruidos se debe a la expansión del extruido y también a un tratamiento térmico excesivo. • ACIDO CITRICO : La adición de 1% de ácido cítrico a la harina de arroz previa a su extrusión, podría reducir la cantidad de colorante necesaria en un 25%. – Aumenta la retención de colorantes naturales

EFECTO DEL EXTRUIDO EN LOS COLORES

ACIDO CITRICO •

La adición de 1% de ácido cítrico a la harina de arroz previa a su extrusión, podría reducir la cantidad de colorante necesaria en un 25%. (DICA INVENTA 2016)

DETALLES DEL ESTUDIO(Instituto de Tecnología Química en la India) • La profesora Singhal y su equipo, reportaron que la retención del colorante en los extruidos con color de arroz previo a la extrusión mejoraron con un aumento en el contenido de humedad del material de alimentación, y la velocidad de la máquina de extrusión y disminuyeron con un aumento en la temperatura de tinte. •

Añadieron, que la adición de 1% de ácido cítrico aumentó la retención de antocianinas en un 20%,

•

Pero el bicarbonato de sodio disminuyó la retención en un 50%.

•

Dijeron que la cantidad de colorante natural necesaria para el cocido por extrusión se redujo un 25% con la adición de 1% de ácido cítrico de la harina de arroz previa a la extrusión.

COLORANTES

• PIGMENTOS NATURALES • COLORANTES SINTETICOS-ARTIFICIALES

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE USAR PIGMENTOS NATURALES O COLORANTES ARTIFICIALES

COLORANTES NATURALES

FUENTE: QUIMICA VIVA 2013

COLORANTES ARTIFICIALES

FUENTE: QUIMICA VIVA 2013 • Entre los colorantes artificiales o sintéticos se distinguen los colorantes azoicos y no azoicos. Los primeros deben su color al grupo azo −N=N− conjugado con anillos aromáticos por ambos extremos.

EFECTOS SECUNDARIOS • En 1939 científicos japoneses constataron que un colorante sintético utilizado frecuentemente provocaba cáncer en los animales de experimentación. • Este descubrimiento llevó en poco tiempo a la prohibición de todos los colorantes azoicos con fines alimentarios. • Sólo después de largos estudios para demostrar la inocuidad de algunos de estos colorantes fueron nuevamente permitidos. • Aún hoy dicha inocuidad toxicológica de los colorantes azoicos es discutida. • [Aunque la estructura química de estos colorantes, utilizados principalmente para los dulces, ha ido cambiando con el tiempo de manera que no se descomponen en el organismo sino que son eliminados por completo e inalterados, comportan todavía cierto riesgo. • Éste consiste básicamente en la aparición de reacciones alérgicas, siendo las personas que sufren de asma o que son sensibles al ácido acetilsalicílico las que peor toleran los colorantes azoicos. (QUIMICA VIVA 2013)

ESTUDIO CASO: Un estudio llevado a cabo en Inglaterra por McCann y col. (2007) determinó el efecto de 6 colorantes (Amarillo anaranjado E-110, amarillo de quinoleína E- 104, Carmoisina E122, Rojo allura AC E-129, Tartrazina E-102 y rojo cochinilla E -124) y el benzoato de sodio en bebidas refrescantes en grupos de niños de 3, 8 y 9 años de edad encontrándose un aumento en el Transtorno por déficit de atención (TPDA) y la hiperactividad.

TARTRAZINA (E-102) • Colorante alimentario color amarillo intenso que tienen cierto parentesco químico con la aspirina • Aunque este colorante es autorizado no afecta a la salud de las personas, pero si a su calidad de vida.

Conclusión: • La adición de colorantes en el extruido tiene como objetivo el conservar el producto por mucho mas tiempo, además de aportarle una apariencia mas atractiva. • El uso indiscriminado de los colorantes artificiales, afecta a la salud de los consumidores, aunque estos estén permitidos.

BIBLIOGRAFIA •

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• •

http://www.innovacion.gob.sv/inventa/index.php?option=com_content&view=article&id=10 14%3Aacido-citrico-aumenta-retencion-de-colorantes-naturales&catid=129%3Aalimentos-ybebidas&Itemid=297 http://www.alimentosargentinos.gov.ar/contenido/sectores/farinaceos/Productos/CerealesD esayuno_2010_11Nov.pdf http://www.redalyc.org/pdf/863/86329278005.pdf http://www.itsteziutlan.edu.mx/site2010/pdfs/2012/11/articulo_colorantes_abril_2012.pdf

COLORIMETRIA EN EXTRUIDOS

• Cuando se trata de alimentos, el color y la apariencia son las primeras impresiones más importantes, incluso hasta antes de que el sentido olfativo se despierte con un aroma agradable. • El color es una percepción visual que se genera en el cerebro al interpretar las señales nerviosas que le envían los fotorreceptores en la retina del ojo, que a su vez interpretan y distinguen las diferentes longitudes de onda que captan de la parte visible del espectro electromagnético (la luz). • Es por ello que el color siempre está sujeto a la luz pues sin luz no hay color. • El color nos produce muchas sensaciones, sentimientos, diferentes estados de ánimo, nos transmite mensajes y es por ello que es muy importante en la industria alimentaria y en la aceptabilidad de un producto.

COLORIMETRIA La colorimetría es la ciencia que estudia el color y que describe de forma cuantitativa los aspectos psicofísicos atribuidos al color y que están dentro de nuestros límites de percepción. Para ello determina numéricamente tres parámetros que caracterizan a un color, empleando el colorímetro o el espectrofotómetro. Estos parámetros son: 1.

2.

El tono: también llamado matiz o croma. Es el color en sí mismo, supone su cualidad cromática, es decir la cualidad que define la mezcla de un color blanco y negro. Está relacionado con la longitud de onda de su radiación. Podemos hacer una división entre colores cálidos (rojo, amarillo y anaranjado) y colores fríos (azul y verde). La luminosidad: también llamada brillantez. Tiene que ver con la intensidad o nivel de energía. Es la capacidad de reflejar el blanco, es decir, el brillo. Alude a la claridad u oscuridad de un tono. Es una condición variable que puede alterar fundamentalmente la apariencia de un color. La luminosidad puede variar añadiendo negro o blanco a un tono.

3. La saturación: está relacionada con la pureza cromática o falta de dilución con el blanco. Constituye la pureza del color respecto al gris, y depende de la cantidad de blanco presente. Cuanto más saturado está un color, más puro es y menos mezcla de gris posee. La sensación de color que llega a nuestro cerebro depende de tres factores: la fuente luminosa con que es iluminado el objeto, el ojo del observador y el propio objeto. Si expresamos matemáticamente estos tres factores y formamos con ellos una ecuación, obtendremos tres números que nos permitirán describir de forma inequívoca un color. Estos tres números son los llamados valores tri-estímulos.

• La Commission Internationale de lÉclairage (CIE), una organización sin fines de lucro que es considerada como la autoridad en la ciencia de la luz y el color, ha definido espacios de color por x e y, • las cuales describen el tono y la cromaticidad, y la luminosidad corre a cargo del valor triestímulo Y.

COLORIMETROS • Basados en la visión del ojo humano, los colorímetros son dispositivos triestimulares (tres filtros) para cada longitud de onda: filtros rojo, verde y azul. • De esta forma se emula la respuesta del ojo humano al color y la luz. • En algunas aplicaciones de control de calidad, estas herramientas representan la respuesta de menor costo. • Existe una serie de equipos, tales como los colorímetros Hunter Lab, Gardner, Color Eye, Color Master, Momcolor, Dr. Lange y Minolta (Figura y Teixeira, 2007).

Ejemplo de colorímetros en la industria alimentaria • El medidor de color Agrocolor es el primer colorímetro desarrollado para fruta y verduras. • Funciona por aprendizaje con arreglo al tipo de productos medidos, dando resultados estadísticos. • La utilización y uso del colorímetro Agrocolor es muy simple y se realiza en cuatro pasos: 1. Se define el color más claro y el más oscuro de la muestra. El sistema registra esos datos y establece una escala de 100 valores entre esos valores de referencia.

• 2. El colorímetro AGROCOLOR define una escala de 0 a 100 entre el color más claro y el más oscuro (0 para el más claro y 100 para el más oscuro)

3. Medición del lote: • - Hay que presionar sobre la tecla E del colorímetro para validar cada medición. • - Se puede anular la última medición apretando la flecha de izquierda. • - Es posible de 1 a 4 medidas por fruto. • - El medidor de color en frutas y hortalizas AGROCOLOR registra la media de las medidas para cada fruto (para un albaricoque, por ejemplo, es recomendable medir la cara que estuvo expuesta al sol, y la que estuvo a la sombra).

COLORIMETRÍA EN EXTRUIDOS • Konica Minolta es líder en soluciones de gestión del color en las industrias de alimentación, bebidas e ingredientes. Konica Minolta suministra medidores de color que se adaptan a las aplicaciones, ya sea en el campo, en el laboratorio o en producción. • Además, disponen de una larga gama de accesorios diseñados para la repetición y precisión. • Estos accesorios en la medición del color están diseñados para ayudar a obtener medidas repetibles, reduciendo así el tiempo de preparación de la muestra. La presentación de una muestra a menudo es la clave de la precisión y utilizar los accesorios correctos en un proceso repetible puede tener un impacto significativo en los datos de color. • Y esto nos lleva a presentar los colorímetros CR-400 y CR-410

• El CR-400 tiene una apertura de medida de ø8 mm., para trabajar con muestras homogéneas o de área pequeña. • Colorímetro para café. El modelo CR-410C puede medir el color del café en todo el proceso: grano entero, grano tostado, café tostado y café molido. Mediante el índice especial para café de Specialty Coffee Association of Americas (SCAA), el CR-410C calcula el color, la diferencia respecto a un estándar, el nivel de tostado (claro, medio, medio oscuro, oscuro) y la información pasa/falla.

• 4. Una vez acabadas las mediciones de las frutas o verduras del lote, se puede apretar la flecha de derecha para obtener los resultados estadísticos. Después es posible traspasar las mediciones a un PC y leerlas con Excel. Se obtienen los valores mínimos, máximos, el promedio, la desviación estadística, etc.

• •

El CR-410T

•

Al simplificar las lecturas de color, a un número que indica la calidad y el grado, permite comprobar la uniformidad y consistencia, lote a lote. El CR-410T se puede utilizar para medir el color de las diversas formas de presentarse los productos del tomate, incluyendo salsa, pasta, jugo y ketchup. Este instrumento es sencillo de manejar, asequible, portátil, y puede trabajar con el programa opcional Spectra Magic NX, para editar y gestionar los datos recopilados.

Colorímetro para el tomate. El CR-410T, colorímetro portátil para el tomate, utiliza un índice aprobado por la USDA para medir y clasificar el color de los productos procesados de tomate.

CONCLUSIONES • Concluimos que en la industria alimentaria el color de un producto es muy importante para la aceptabilidad de este. • El color es un percepción visual que resulta de la luz el cual nos transmite un mensaje, el cual se determina mediante trés parámetros: tono, luminosidad y saturación. • El colorímetro es el dispositivo que interpreta este mensaje y el líder en la industria alimentaria es Konica Minolta cuyos colorímtros son: CR400 para alimentos extruidos (café)y CR410 para tomate.

CEREALES DE DESAYUNO DEFINICION:

Técnicamente están definidos como alimentos preparados obtenidos por el proceso de dilatación o extrusión de los cereales.

Son un ejemplo de alimento funcional, que pueden contribuir a mejorar el estado nutritivo y de salud de la población que los consume.

1. Cereales dilatados o inflados Consiste en esponjar los cereales ( trigo, arroz o maíz) mediante la aplicación de calor a la presión atmosférica o en vacío. Los dos tipos dependen del paso de agua a vapor como fuerza impulsora. La clave para el grado de hinchamiento es el cambio repentino de temperatura o presión.

2. Cereales extruidos El objetivo principal de la extrusión consiste en ampliar la variedad de alimentos que componen la dieta elaborando, a partir de ingredientes básicos, alimentos de distinta forma, textura, color y bouquet.

IMPORTANCIA DE LOS CEREALES DE DESAYUNO Un desayuno equilibrado contribuye a un reparto más armónico de la ingesta energética a lo largo del día y proporciona además una ración de seguridad de ingesta adecuada para muchos nutrientes. El principal componente nutritivo de los cereales de desayuno son los glúcidos o hidratos de carbono, que proceden de las harinas empleadas y de los azúcares simples y otros productos dulces añadidos, como la miel, el caramelo o el chocolate. La proteína que aportan, en general, es de calidad biológica intermedia, que si se combina con la de los productos lácteos, aumenta notablemente su valor biológico. La mayoría de estos productos son poco grasos, exceptuando a los que llevan adicionados frutos secos o desecados o chocolate. El contenido en fibra oscila entre 1 y 5 g /100 g de producto, siendo más abundante en aquellos que incluyen granos enteros, salvado o frutos secos (entre 9 y 29 g/100 g). Por tanto, es el contenido en glúcidos y lípidos los que los hace calóricos, puesto que aportan entre 350 y 480 kilocalorías por cada 100 gramos. El aporte original de vitaminas y minerales de los cereales es modesto, aunque habitualmente están fortificados con una gran variedad de vitaminas y minerales diversos (vitaminas B1, B2, B3, B6, folatos, B12, vitamina D, hierro y más recientemente, calcio). De ahí que una ración de 30 gramos de cereales cubre la cuarta parte de la cantidad diaria recomendada (CDR) de estas vitaminas. El aspecto negativo de estos productos es que para aumentar su sabor y su textura se les suele añadir sodio y azúcares.

1. Cereales dilatados o inflados Consiste en esponjar los cereales ( trigo, arroz o maíz) mediante la aplicación de calor a la presión atmosférica o en vacío. Los dos tipos dependen del paso de agua a vapor como fuerza impulsora. La clave para el grado de hinchamiento es el cambio repentino de temperatura o presión.

DIAGRAMA DE OPERACIONES PARA EL CEREAL DILATADO O INFLADO Recepción de Materia prima

Recepción de los ingredientes

Paso por imán

Espera-almacén Espera-silos

Espera-almacén Preparación de la cobertura

Llenado de la Tolva alimentadora Al cobertor

T = 105ºC pH = 5 ºBrix = 82º Pelado y selección de granos

Espera-almacén

Paso por detector de metales

D = 90-98 g/L (Arroz) D = 88-98 g/L (Trigo) D = 86-96 g/L (Maíz)

T1=T2= 160ºC V1=V2= 2,3 V3= 2.0

Adición de cobertura Recepción de cartones

Espera almacén

Secado Espera-bodega Productos terminados

Paso por imán Espera-zona De pallets

Inspección Dilatado P = 160 psi T = 15 ‗

Almacenamiento en bins o bolsas Recepción de bobinas

Zaranda (selección de granos)

Embalaje

-color de fondo -Tonalidad viñeta -Espesor de película

Espera almacén

Envasado Bolsas de 15,30 y 100 g

L

E

Y

E

N

D

OPERACIÓN CONTROL DE CALIDAD

Arroz= Malla 10 Trigo = Malla 11 Maíz = Malla 12

TRANSPORTE ALMACEN

FIGURA 1: Diagrama de Operaciones para el cereal de desayuno Natur arroz, maíz y trigo

ESPERA

A

Embarque

TECNOLOGIA EMPLEADA 1. SECADOR INDUSTRIAL WENGER . Consta de tres módulos, dos de calentamiento y uno de enfriamiento. . La temperatura de secado y las velocidades de las cintas transportadoras son controlados a través del sistema PLC. . Secado uniforme . Se acomoda a los cambios del producto . Se adapta a las modificaciones del proceso . Diseño sanitario

TANQUE COBERTOR El tanque cobertor esta diseñado para acondicionar, alimentar y aplicar coberturas o jarabes, además de otros saborizantes y aditivos a temperaturas y condiciones optimas.

2. MONTACARGAS DE CUCHARAS SIMPLEX

. Establecen un nuevo estándar de productividad . La unidad consta de una serie de cubetas superpuestas suspendidas en cada extremo entre el trenzado de la cadena de rodillos. . Elimina la necesidad de transportador múltiples . Reduce el espacio del piso, costos totales y mantenimiento en muchos casos

3. BALANZA DE CABEZAL MULTIPLE COMPUTARIZADA

. Cada modulo activador tiene su propia inteligencia electrónica. . Tiene un programable activador del motor paso a paso muy repetible y fácil de controlar. . Las tolvas sin resortes no acumulan desechos del producto. . Tiene células de peso extensometricas para lograr una precisión máxima.

4. ENVASADORA VERTICAL FABRIMA

. Cumple la función de formar, llenar y sellar bolsas plásticas. . Tiene un sistema de control completamente integrado con una pantalla común. . Menos productos en el sellado. . Temperatura de sellados mas bajos. . Mejores sellados horizontales . Mejores sellados verticales . Menos sellos defectuosos . Mejor apariencia del empaque . Fácil de afinar y cambiar programas

RENDIMIENTOS EN LOS CEREALES DILATADOS BALANCE DE MATERIALES PARA EL CEREAL DE DESAYUNO NATUR ARROZ, MAIZ Y TRIGO (En base a 600 Kg de cereal dilatado) LLENADO DE TOLVA ALIMENTADORA DEL COBERTOR 600 Kg

ENTRADA

COBERTURA 600 Kg.

PREPARACION DE COBERTURA

CEREAL 600 Kg.

600 Kg

Agua = 108 Kg Azucar = 417 Kg Glucosa = 54 Kg Miel de abeja = 18 Kg Citrato = 1.2 Kg Vitamina A = 0.0288 Kg Sulfato ferroso = 0.264 Kg

TOTAL 1200 Kg.

ADICION DE COBERTURA

20 Kg

Pelotones mas producto pegado en cobertor y en cinta transportadora

1180 Kg

SECADO

25 Kg

Producto molido eliminado por partes laterales del secador mas producto pegado en cinta transportadora

3 Kg

Pelotones mas perdidas en cinta transportadora

1155 Kg INSPECCION 1152 Kg ALMACENAMIENTO EN BOLSAS O BINS

2 Kg

1150 Kg

SALIDA

CEREAL SECO 1150 Kg.

ALMACENAMIENTO ZONA DE PALLETS

DESECHO 50 Kg. OPERACIÓN

INGRESO

PERDIDA

SALIDA

RENDIMIENTO(%)

llenado de tolva

600

0

600

100

Preparacion de

600

0

600

100

Adicion de cobertura

1200

20

1180

98.33

secado

1180

25

1155

97.88

Inspeccion

1155

3

1152

99.74

Almacenamiento

1152

2

1150

99.82

1150

0

1150

100

1200

50

1150

95.83

cobertura

CEREAL SECO

RENDIMIENTO

X 100 = TOTAL

96%

en bolsas o bins almacenamiento zona de pallets TOTAL

FUENTE: TESIS “IDENTIFICACION Y DESCRIPCION EN UNA EMPRESA CHILENA DE ALGUNOS INDICADORES, MODERNOS Y EFICACES, CLAVES PARA EL DESARROLLO DE SU COMPETITIVIDAD EN LA NUEVA ECONOMIA GLOBAL” AUTOR: ING. CESAR MORENO ROJO

Producto seco incrustado en cinta transportadora

APLICACIÓN DEL PROGRAMA DE PREREQUISITOS PAUTA DE INSPECCION PREVENTIVA DE EQUIPOS EQUIPO FRECUENCIA DE APLICACIÓN FECHA DE APLICACIÓN

PPMM016

SECADOR WENGER APLICAR CADA 100 HORAS HORA DE APLICACIÓN

1. ¿Se verifico el apriete de pernos del Sostenedor de Descansos (8 pernos)? 2. ¿Se verificó el apriete de pernos en Descansos en Accionam iento de Cadena (8 pernos)?

PAUTA DE INSPECCION PREVENTIVA DE EQUIPOS EQUIPO COBERTOR FRECUENCIA DE APLICACIÓN PRODUCTO FECHA DE APLICACIÓN

PPMM024

CADA VEZ QUE HAYA CAMBIO DE

HORA DE APLICACIÓN

3. ¿Se verificó el apriete de perno del pasador de Cadena (1 perno)? 4. ¿Se verificó el apriete de pernos en Ruedas Guias (4 pernos) ? 5. ¿Se verificó el apriete de pernos en Descanso Regulador Guia (4 pernos)? 6. ¿Se verificó el apriete de pernos en Accionam iento de Tensor de Cadena (1 perno)?

1. ¿Se verificó el apriete de pernos de Tapa de Entrada (12 pernos)?

7. ¿Se verificó el apriete de pernos a la salida del Secador (9 pernos M8 y 8 pernos M5)?

2. ¿Se verificó el apriete de pernos de la Tapa de Salida (10 pernos)? Observaciones:

Observaciones:

1. Marcar con una X el casillero de la izquierda cuando se haya efectuado la acción indicada en la pregunta. 2. Marcar con una X el casillero de la derecha, SOLO si se tuvo que realizar alguna acción correctiva. 1. Marcar con una X el casillero de la izquierda cuando se haya ef ectuado la acción indicada en la pregunta. 2. Marcar con una X el casillero de la derecha, SOLO si se tuvo que realizar

APLICADA POR: APLICADA POR:

SUPERVISADA POR:

SUPERVISADA POR:

FUENTE: TESIS “IDENTIFICACION Y DESCRIPCION EN UNA EMPRESA CHILENA DE ALGUNOS INDICADORES, MODERNOS Y EFICACES, CLAVES PARA EL DESARROLLO DE SU COMPETITIVIDAD EN LA NUEVA ECONOMIA GLOBAL” AUTOR: ING. CESAR MORENO ROJO

PE : PAUTA DE EVALUACION DE CRITICIDAD DE EQUIPOS FECHA:

HORA DE INICIO:

EQUIPO:

HORA DE TERMINO:

PAUTA DE INSPECCION PREVENTIVA DE EQUIPOS EQUIPO FRECUENCIA DE APLICACIÓN FECHA DE APLICACIÓN

PPMM016

SECADOR WENGER APLICAR CADA 100 HORAS HORA DE APLICACIÓN

APLICADA POR:

PREGUNTA

SI

NO

OBSERVACIONES

1. ¿Se verifico el apriete de pernos del Sostenedor de Descansos (8 pernos)? 2. ¿Se verificó el apriete de pernos en Descansos en Accionam iento de Cadena (8 pernos)?

1.¿Es posible que el producto, sea contaminado con grasa proveniente de la maquina durante el normal f uncionamiento de esta?

3. ¿Se verificó el apriete de perno del pasador de Cadena (1 perno)?

2.¿Es posible que el producto, sea contaminado con aceite proveniente de la maquina durante el normal f uncionamiento de ésta?

4. ¿Se verificó el apriete de pernos en Ruedas Guias (4 pernos) ?

3. ¿Es posible que el producto sea contaminado con algun otro lubricante proveniente de la maquina durante el normal f uncionamiento de ésta? (Especif icar).

5. ¿Se verificó el apriete de pernos en Descanso Regulador Guia (4 pernos)? 6. ¿Se verificó el apriete de pernos en Accionam iento de Tensor de Cadena (1 perno)?

4. ¿Es posible que el producto sea contaminado con algun tornillo proveniente de la maquina durante el normal f uncionamiento de ésta?

7. ¿Se verificó el apriete de pernos a la salida del Secador (9 pernos M8 y 8 pernos M5)?

5. ¿Es posible que el producto sea contaminado con alguna tuerca proveniente de la maquina durante el normal f uncionamiento de ésta? 6. ¿Es posible que el producto sea contaminado con alguna golilla proveniente de la maquina durante el normal f uncionamiento de ésta?

Observaciones:

7. ¿Es posible que el producto sea contaminado con algun otro trozo de metal proveniente de la maquina durante el normal f uncionamiento de ésta? 8. ¿Es posible que el producto se contamine con algun papel durante el normal f uncionamiento de la maquina? 9. ¿Es posible que el producto se contamine con algun plastico durante el normal f uncionamiento de la maquina? 10. ¿Es posible que el producto se contamine con algun hilo o cordel durante el normal f uncionamiento de la maquina? 11. ¿Es posible que el producto se contamine con algun otro agente (no considerado anteriormente) como pelos de escobillas, guaipe, trozos de madera, vidrio, otros, durante el normal f uncionamiento de la maquina?

1. Marcar con una X el casillero de la izquierda cuando se haya efectuado la acción indicada en la pregunta. 2. Marcar con una X el casillero de la derecha, SOLO si se tuvo que realizar

FIRMA DEL RESPONSABLE

APLICADA POR:

FUENTE: TESIS “IDENTIFICACION Y DESCRIPCION EN UNA EMPRESA CHILENA DE ALGUNOS INDICADORES, MODERNOS Y EFICACES, CLAVES PARA EL DESARROLLO DE SU COMPETITIVIDAD EN LA NUEVA ECONOMIA GLOBAL” AUTOR: ING. CESAR MORENO ROJO

SUPERVISADA POR:

RECEPCION DE MATERIA M.P. E PRIMA E INGREDIENTES

P = 160 psi

t = 15 min.

DILATADO

ZARANDA

PASO POR IMAN

ALMACENAMIENTO EN SILOS

T > 100°C

t= 3 a 5 min.

PREPARACION DE COBERTURA ADICION DE COBERTURA

T = 140° C

t = 15 min.

SECADO

PASO POR IMAN

INSPECCION EN CINTA ALMACENAMIENTO EN BINS ENVASADO PASO POR DETECTOR DE METALES EMBALAJE Y ALMACENAMIENTO

FIGURA 23: DIAGRAMA DE BLOQUES PARA EL PROCESO DE ELABORACION DEL NATUR ARROZ

FUENTE: TESIS “IDENTIFICACION Y DESCRIPCION EN UNA EMPRESA CHILENA DE ALGUNOS INDICADORES, MODERNOS Y EFICACES, CLAVES PARA EL DESARROLLO DE SU COMPETITIVIDAD EN LA NUEVA ECONOMIA GLOBAL” AUTOR: ING. CESAR MORENO ROJO

FORM. N°1

FORM. N° 2

DESCRIPCION DEL PRODUCTO

LISTADO DE INGREDIENTES DEL PRODUCTO 1. Nombre del producto

NATUR ARROZ

INGREDIENTES LIQUIDOS 2. Caracteristicas importantes (pH, Aw, preservantes)

3. Cómo será utilizado o

INGREDIENTES SOLIDOS

Aw < 0.6

En forma directa

- Agua - Glucosa (jarabe de maiz) - Miel de abeja

- Azúcar - Arroz

consumido

4. Tipo de Envase

Unidades pequeñas o grandes bolsas bilaminadas(polipropileno)

5. Vida útil

10 meses en condiciones normales

MATERIAL DEL ENVASE T= 20° C

ADITIVOS ( (COLORANTES, COLORANTES, RANTES, OTROS) SABORIZANTES, OTROS)

H= 60%

6. Dónde será consumido

Consumo masivo

7. Instrucciones de la etiqueta

Consumo directo

8. Tipo de distribución (especial)

No tiene

Polipropileno transparente (20 micrones)

-

Citrato de sodio Sulfato ferroso Vitamina A Premezcla vitaminica

FUENTE: TESIS “IDENTIFICACION Y DESCRIPCION EN UNA EMPRESA CHILENA DE ALGUNOS INDICADORES, MODERNOS Y EFICACES, CLAVES PARA EL DESARROLLO DE SU COMPETITIVIDAD EN LA NUEVA ECONOMIA GLOBAL” AUTOR: ING. CESAR MORENO ROJO

PC5102

3 DE 20 20/ 03 / 00 REVISION 00

PC5102 3 DE 20 20/03/00 REVISION 00

IDENTIFICACION

PC5102 3 DE 20 20/03/00 REVISION 00

DE PELIGROS

Nombre del Producto : Cereal de Desayuno Natur Arroz Escriba todos los peligros FISICOS relacionados con las ETAPAS DEL PROCESAMIENTO ETAPAS PELIGROS FISICOS CONTROL IDENTIFICADOS RECEPCION DE MATERIA PRIMA Piedrecillas, astillas No existe medida E INGREDIENTES de Control

IDENTIFICACION DE PELIGROS Nombre del Producto: Cereal de Desayuno Natur Arroz

DILATADO

chavetas, pernos, tuercas, sellos de plomo, pedazos de hilo, etc.

Programa de Mantención

ZARANDA

pernos, tuercas, pedazos de hilo, carboncillo( arroz quemado)

Programa de Mantención

Escriba todos los peligros BIOLOGICOS relacionados con las ETAPAS DE PROCESAMIENTO PELIGROS BIOLOGICOS ETAPAS RECEPCION DE MATERIA PRIMA E INGREDIENTES DILATADO

IDENTIFICADOS presencia de microorganismos patógenos(patógenos fecales) (patógenos fecales) Ninguno

ZARANDA

Ninguno

PASO POR IMAN

Ninguno

ALMACENAMIENTO EN SILOS

Ninguno

PREPARACION DE COBERTURA

Ninguno

ADICION DE COBERTURA

Ninguno

SECADO

Ninguno

PASO POR IMAN

Ninguno

INSPECCION EN CINTA

Ninguno

ALMACENAMIENTO EN BINS

Ninguno

ENVASADO

Ninguno

PASO POR DETECTOR DE

CONTROL No existe Medida de Control

PASO POR IMAN

Equipo no detecta metales

ALMACENAMIENTO EN SILOS pedazos de hilos, de scotch,

fecas de ratón, carcaza de pizarreño

Programa de Mantención Programa de Limpieza y Saneamiento No Existe Medida de Control

Nombre del Producto : Cereal de Desayuno Natur Arroz Escriba todos los peligros QUIMICOS relacionados con las ETAPAS DE PROCESAMIENTO PELIGROS QUIMICOS ETAPAS IDENTIFICADOS CONTROL RECEPCION DE MATERIA PRIMA E INGREDIENTES DILATADO

ADICION DE COBERTURA

No existe

SECADO

Caida de pernos, tuercas, chavetas, etc.

PASO POR IMAN

Equipo no detecta metales

INSPECCION EN CINTA

Algunos cuerpos extraños adicionados por los manipuladores

ALMACENAMIENTO EN BINS

fecas de raton

ENVASADO

tuercas, pernos, pasadores

restos de grasa lubricante

ZARANDA

No existe

PASO POR IMAN

No existe

ALMACENAMIENTO EN SILOS

No existe

PREPARACION DE COBERTURA

No existe

Programa de Mantención

ADICION DE COBERTURA

No existe

Programa de Mantención Programa de Capacitación del Personal No Existe Medida de Control

SECADO

No existe

INSPECCION EN CINTA

No existe

ALMACENAMIENTO EN BINS

No existe

Programa de Mantención PASO POR DETECTOR DE

PASO POR DETECTOR DE METALES Equipo no detecta metales, esta

descalibrado

Programa de Mantención

Adicion de grasa lubricante

PASO POR IMAN

ENVASADO

Ninguno

Ninguno

restos de insecticida, micotoxinas

No existe Medida de Control Programa de Mantención

PREPARACION DE COBERTURA No existe

METALES EMBALAJE Y ALMACENAMIENTO

IDENTIFICACION DE PELIGROS

restos de grasa lubricante detergente No existe

METALES EMBALAJE Y ALMACENAMIENTO

No existe

EMBALAJE Y ALMACENAMIENTONo Existe

FUENTE: TESIS “IDENTIFICACION Y DESCRIPCION EN UNA EMPRESA CHILENA DE ALGUNOS INDICADORES, MODERNOS Y EFICACES, CLAVES PARA EL DESARROLLO DE SU COMPETITIVIDAD EN LA NUEVA ECONOMIA GLOBAL” AUTOR: ING. CESAR MORENO ROJO

Programa de Mantención

Programa de Mantención Programa de Sanitizacion

CUADRO 6: DETERMINACION DE PUNTOS CRITICOS DE CONTROL (PCC) NOMBRE DEL PRODUCTO: CEREAL DE DESAYUNO NATUR ARROZ FORM. N° 5 MATERIA PRIMA/ETAPA DEL PROCESO

CATEGORIA Y

PREGUNTA N° 1

PREGUNTA N° 2

PREGUNTA N° 3

PREGUNTA N° 4

PCC N°

PELIGRO IDENTIFICADO

RECEPCION DE MATERIA Indique si es controlado PRIMA E INGREDIENTES por Programa de

SECADO

¿Podría una medida

¿Es posible que la

¿Está esta etapa del

¿Eliminará un paso

de control ser usada

contaminación con el

Prerequisitos

por el operador en

peligro identificado pudiera

Si no es así, pase a la

cualquier etapa del

ocurrir más allá de niveles eliminar o reducir la

su probable ocurrencia

aceptables o pudiera

probable ocurrencia

a niveles aceptables?

aumentar a niveles

del peligro identificado

inaceptables?

a niveles aceptables?

NO= No es un PCC

NO= Pase a la

pregunta N° 1

ENVASADO

proceso? NO= No es PCC

proceso especificamente siguiente el peligro diseñada para

identificado o reducirá PCC- 1B

NO= Es un PCC

Indique cómo este PASO POR DETECTOR DE METALES

peligro será controlado antes

Proceda con el siguiente

o después del

peligro identificado.

proceso y proceda con el siguiente.

siguiente pregunta

SI= No es un PCC, analice el siguiente peligro.

SI= Es un PCC, SI= Pase a la siguiente pregunta.

anótelo en la última columna.

SI= Describa cómo y proceda con la siguiente pregunta.

FUENTE: Programa de Prerequisitos

FUENTE: TESIS “IDENTIFICACION Y DESCRIPCION EN UNA EMPRESA CHILENA DE ALGUNOS INDICADORES, MODERNOS Y EFICACES, CLAVES PARA EL DESARROLLO DE SU COMPETITIVIDAD EN LA NUEVA ECONOMIA GLOBAL” AUTOR: ING. CESAR MORENO ROJO

PCC - 1F

CUADRO 7: PROCEDIMIENTO HACCP PARA EL NATUR ARROZ PROCEDIMIENTO HACCP

PC5102 12 / 06 / 00 REVISION 00

NOMBRE DEL PRODUCTO: CEREAL DE DESAYUNO NATUR ARROZ

ETAPA DEL PROCESO

PCC DESCRIPCION LIMITES PELIGRO N° DEL PELIGRO CRITICOS

SECADO PCC - 1B

SECADO

T = 140°C

INSUFICIENTE

t = 15 min.

PROCEDIMIENTO PROCEDIMIENTO PROCEDIMIENTO REGISTROS DE MONITOREO DE DESVIACION DE VERIFICACION HACCP

Tabla de Control

Corregir variables de

Analisis de Monitoreo

los Limites Criticos

cada 15 dias

Fm = 500 kg/hr

PASO POR PCC - 1F DETECTOR DE METALES

Equipo no detecta metales

Particulas ferrosas

Tablas de Control

Corregir sensibilidad delAnalisis de Monitoreo detector.

(Corregir sensibilidad( 1,5 mm)

Revisar programa de

del detector)

Particulas acero

Mantencion.

inoxidable

Revisar Linea de

( 3,0 mm)

Produccion.

ENSAYO

Revisar programa de

diario y para cada producto

Capacitación.

FUENTE: Programa Prerequisitos FUENTE: TESIS “IDENTIFICACION Y DESCRIPCION EN UNA EMPRESA CHILENA DE ALGUNOS INDICADORES, MODERNOS Y EFICACES, CLAVES PARA EL DESARROLLO DE SU COMPETITIVIDAD EN LA NUEVA ECONOMIA GLOBAL” AUTOR: ING. CESAR MORENO ROJO

IMPORTANCIA DEL PROGRAMA DE PREREQUISITOS

• Determinación de PCC en el proceso del Natur Arroz

Pb= microorganismos patógenos

Recepción de M.P. e ingredientes

Preparación de cobertura

Almacenamiento en Bolsas o bins

Dilatado

Adición de cobertura

Envasado

Selección de granos

secado

Paso por imán

Almacenamiento En silos

Pf= pernos tuercas Pq= grasa lubricante,

Pf= pernos, tuercas fecas de ratón

Pq=grasa lubricante

Pf =hilos, pedazos de scotch

Pf= tuercas, pernos Pq= grasa lubricante

Pf= tuercas, chavetas

Paso por detector de metales

Paso por imán

Pf= Equipo no detecta metales

Embalaje y almacenamiento

Inspección en cinta

Pf= Adición de cuerpos extraños

Pf= equipo no detecta metales

Pf= fecas de ratón

Pf= Equipo no detecta metales

LEYENDA Pb= Peligro biológico Pq = Peligro Químico Pf = Peligro físico

2. Cereales extruidos

El objetivo principal de la extrusión consiste en ampliar la variedad de alimentos que componen la dieta elaborando, a partir de ingredientes básicos, alimentos de distinta forma, textura, color y bouquet.

VENTAJAS La cocción por extrusión de cereales para el desayuno listos para comer, ofrece numerosas ventajas en el proceso, sobre métodos convencionales. Entre ellos tenemos, procesos más rápidos, menores costos de proceso, menos superficie requerida para producción, menor tiempo de respuesta, y quizás la más importante— mayor flexibilidad en ambos, procesos y recetas con el fin de producir el producto deseado

La flexibilidad adicional es posible debido a la habilidad de cambiar la configuración del extrusor de manera rápida y sencilla, con el fin de darle a los pasos de procesos un número incontable de variaciones, dando como resultado un número similar de cereales listos para comer. Simplemente al cambiar las condiciones del proceso y/o la matriz del extrusor, dará como resultado abundantes figuras y texturas de productos directamente expandidos. El agregar ciertos componentes al sistema, dará como resultado una cantidad similar de productos en forma de hojuelas. Agregue la posibilidad de darle cubierta a los productos con varios sabores, con aditivos secos o líquidos, y el número de posibilidades se limita solo a la imaginación.

SNACKS EXPANDIDOS Rollos, bolas, tubos y anillos de maíz comercializados alrededor del mundo por compañías líderes en el mercado de los snacks y golosinas, son producidos en sistemas de extrusión Wenger. El Sistema de Fabricación de Botanas Wenger, ofrece la responsabilidad de un único proveedor, para cubrir todas sus necesidades, en el proceso de producción de botanas infladas; las cuales son conocidas también con los nombres de directamente expandidas, horneadas, extruidos, de segunda generación o snacks 2G.

BOLAS DE MAIZ

AROS DE CEBOLLA

PALITOS DE MAIZ

PAPAS A LA FRANCESA

ALIMENTOS PARA ESPECIES ACUATICAS Los extrusores wenger producen una gama completa de alimentos para pez gato, camarón, anguila, trucha, salmón, carpa, percha, tilapia, pescado de leche, cola amarilla, róbalo, ranas entre otros peces de agua dulce y salada. Las ventajas de Proceso Wenger para alimentos de especies acuáticas: •Control Total de la densidad del pelet •Mayor estabilidad del producto en el agua •Una eficiencia superior de producción y versatilidad •Mayores niveles de energía

ALIMENTOS PARA MASCOTAS Los Extrusores Wenger – de tornillo único o gemelos- tienen la capacidad de producir toda la gama del alimento para mascotas y formulaciones especiales, incluyendo las secas expandidas, suaves y secas, semi húmedas, y semi húmedas y co extruidas; además de productos novedosos con variedades casi ilimitadas de figuras, tamaños, colores y texturas. Las Ventajas del proceso de cocción por extrusión Wenger para la elaboración de alimentos para mascotas y otros tipos de animales, incluyen: •El control de densidad para los productos secos expandidos y semi húmedos •Reducción en costos de formulación •Aumento de la palatabilidad •Mayor versatilidad y capacidad de producción •Mayor eficiencia en la producción

DIAGRAMA DE OPERACIONES PARA EL CEREAL DILATADO O INFLADO

Recepción de Materia Prima e ingredientes

Descarga-silos Recepción de ingredientes

Almacenamiento en bins Espera-zona de pallets

Espera-Almacén Espera almacén

Mezclado T = 15‘

Alimentación del extrusor

T= 140-170ºC P = 150 psi Extrusión T = 15-90 seg D orificio boquilla = V cizalla =

Largo, ancho, altura Peso, color Tonalidad impresión

Preparación de cobertura

Alimentación del cobertor

T = 95 - 105ºC pH = 4 - 5 ºBrix = 75 - 80º D = 150 - 160 g/L

Espera-almacén

Adición de cobertura

Estuchado Recepción de cartones Espera-almacén

T1=T2= 140ºC V1=V2= 2,8 V3= 2.1

Secado Embalaje Paso por imán Inspección

Almacenamiento en silos

Recepción de estuches

Espera-zona de pallets

Espera-pallets

Recepción de bobinas

Espera-bodega de Productos terminados

Espera-almacén

Recepción de Bolsas de nylon

Almacenamiento En bins o bolsas

Envasado Espera-silos Espera-almacén

Bolsas laminadas de 200, 250 y 500 g

Paso por Detector de metales

Embarque L E Y E N D A OPERACION CONTROL DE CALIDAD TRANSPORTE ALMACEN

FIGURA 9: Diagrama de Operaciones para los cereales extruídos: Chips, Barbie, Galactum, Comesolito y Dooby Manjar

ESPERA

TECNOLOGIA EMPLEADA EXTRUSOR DE TORNILLO UNICO Esta compuesto de tres partes: 1. Una sección para transformar las partículas. 2. Una sección de amasado 3. Una sección de cocción. . Habilidad de cambiar la configuración del extrusor de manera rápida y sencilla. . Proceso mas rápido . Menos costos de proceso . Menos superficie requerida para producción . Menor tiempo de respuesta

El tornillo es el componente más importante del ciclo de extrusión, determina la calidad y uniformidad del producto terminado, la producción horaria del equipo y la cantidad de dinero gastado en energía eléctrica para esa producción.

RENDIMIENTOS EN LOS CEREALES EXTRUIDOS BALANCE DE MATERIALES PARA EL CEREAL EXTRUIDO DOOBY MANJAR, SIN REPROCESO (En base a 600 Kg de cereal extruido) LLENADO DE TOLVA ALIMENTADORA DEL COBERTOR 600 Kg PREPARACION DE COBERTURA

600 Kg

Agua = 110.4 Kg Azucar = 390 Kg Manjar = 90 Kg Premezcla vitaminas = 2.4 Kg Caramelo Ipal H-D = 4.5 Kg Manjar Ipal C-D = 0.9 Kg Colorante caramelo = 1.5 Kg Vitamina A = 0.0372 Kg Citrato trisodico = 0.24 Kg

ADICION DE COBERTURA

20 Kg

Pelotones mas producto pegado en cobertor y en cinta transportadora

1180 Kg

SECADO

35 Kg

Producto molido eliminado por partes laterales del secador mas producto pegado en cinta transportadora

3 Kg

Pelotones mas perdidas en cinta transportadora

1145 Kg INSPECCION

ENTRADA

CEREAL 600 Kg.

COBERTURA 600 Kg.

1142 Kg ALMACENAMIENTO EN BOLSAS O BINS

2 Kg

TOTAL 1200 Kg.

Producto seco incrustado en cinta transportadora

1140 Kg ALMACENAMIENTO ZONA DE PALLETS

SALIDA OPERACIÓN

INGRESO

PERDIDA

SALIDA

RENDIMIENTO(%)

llenado de tolva

600

0

600

100

Preparacion de

600

0

600

100

Adicion de cobertura

1200

20

1180

98.33

secado

1180

35

1145

97.03

Inspeccion

1155

3

1142

99.73

Almacenamiento

1152

2

1140

99.82

CEREAL SECO 1140 Kg.

DESECHO 60 Kg.

cobertura

RENDIMIENTO

en bolsas o bins almacenamiento

1150

0

1140

100

1200

60

1140

95

zona de pallets TOTAL

CEREAL SECO X 100 = TOTAL

95%

• La tecnología en la extrusión de alimentos se desarrolla desde hace varias décadas en diferentes países del mundo.

• Tiene muchas ventajas por su alta productividad al procesar gran cantidad de alimentos de manera continua en un corto tiempo utilizando un equipo sofisticado, por su ahorro de energía y mano de obra en su sistema de cocción a un bajo costo, por su calidad y capacidad de producir nuevos alimentos a partir de diferentes formas, colores y texturas, lo que le permite una amplia aceptabilidad, además por presentar una prologada vida útil.(15) •En nuestro país los productos extruidos llegan bajo la forma de snacks, corn flakes e incluso los chizitos que se consumen y tienen alta preferencia en nuestra población infantil.(15)

La extrusión es un proceso en que una mezcla de alimentos es forzado a fluir, en virtud a parámetros adecuados, de las condiciones de mezcla, humedad, temperatura y corte a través de un troquel que está diseñado para dar formar al producto final.(16) También se considera a la extrusión como un proceso que combina diversas operaciones unitarias como el mezclado, la cocción, el amasado y el moldeo.(14) La tecnología a diferencia de la producción doméstica, permite obtener productos con una mejor calidad nutritiva que pueden ser fortificados con vitaminas y minerales, además de una mejor uniformidad en función a las fórmulas y preparación, incluso, una mejor calidad sanitaria en el procesamiento.(17) El objetivo principal de la extrusión consiste en ampliar la variedad de alimentos que componen la dieta elaborando a partir de insumos básicos, productos alimenticios de distinta forma, textura y color, además de obtener un producto de consumo directo por ser previamente cocido. (14)

• El extrusor es el equipo encargado del proceso de la extrusión se basa en la introducción de la materia prima e insumos a través de un cilindro donde son arrastrados y comprimidos por el(los) tornillo(s) y trabaja desgarrando o amasando con el objeto de transformar su estructura granular en una masa semisólida que posteriormente será extruida y a gran presión es impulsada a través de los orificios de una boquilla y cortada a su salida por una cuchilla rotatoria o una guillotina, pudiéndose obtener el alimento en una gran variedad de formas como: barritas, esferas, cintas, entre otros. • Si durante la operación el alimento es sometido a tratamiento térmico, al proceso se denomina extrusión por cocción.(15)

• Los extrusores se pueden clasificar según: extrusores en caliente, donde el alimento se calienta por contacto con las paredes de la camisa que rodea al extrusor y/o por contacto con el tornillo calentado internamente con vapor. • En algunos de ellos el cilindro se calienta eléctricamente por inducción, pero parte del calor procede también de la fricción generada por el tornillo y los relieves internos del cilindro. • La boquilla del extrusor proporciona una contra presión adicional que es importante para la obtención de productos expandidos donde se emplean presiones elevadas y boquillas de orificios pequeños.

• La rápida liberación de la presión que se produce a la salida de la boquilla provoca la expansión instantánea del vapor y el gas que contiene el alimento, dando lugar a un producto de baja densidad en donde el agua que contiene se pierde por evaporación. • Otro tipo de clasificación son: los extrusores de tornillo único de elevada fuerza de cizalla, que se utilizan para la elaboración de cereales para desayuno y snacks.(14,18)

• El valor nutritivo de los productos extruidos en forma general está relacionada con determinados parámetros ya sea en las pérdidas vitamínicas que dependen del tipo de alimento, de su contenido en agua, del tiempo y la temperatura de tratamiento. • Las condiciones de la extrusión en caliente y el enfriamiento rápido del producto a la salida de la boquilla, hacen que las pérdidas de vitaminas y aminoácidos sean relativamente pequeñas. • Dependiendo del tiempo al que el alimento se mantiene en una temperatura elevada, las pérdidas en vitamina C pueden ser hasta el 50%.(14) • Las temperaturas elevadas y la presencia en el medio de azúcares, provocan la reacción de Maillard y afecta a la calidad de la proteína del alimento. • Por el contrario temperaturas inferiores y concentraciones bajas en azúcares provocan cambios en la estructura de las proteínas mejorando su digestibilidad.(14) • Sin embargo en las proteínas de origen vegetal bajo condiciones moderadas de cocción que implican altas temperaturas en corto tiempo, la extrusión aumenta su valor nutricional debido a un aumento de la digestibilidad de la misma. (19)

• Con respecto a los carbohidratos, durante la extrusión el esfuerzo de corte físicamente rompe los gránulos de almidón y permite la transferencia de agua al interior de las moléculas de almidón. • La rotura mecánica de los enlaces moleculares producidos por el intenso esfuerzo de corte dentro del extrusor produce una mezcla de pequeñas cantidades de almidón gelatinizado y retrogradado. •

Los productos expandidos y extruidos de cereales a altas temperaturas tienen la misma susceptibilidad a la alfa-amilasa in vitro que las muestras molidas, la cual es atribuida a la solubilización del almidón y la rápida dispersión del producto en la solución de digestión, debido a su estructura altamente expandida el contenido de almidón se mantiene virtualmente intacto después del procesamiento por cocción extrusión, pero a la vez homogeniza las estructuras celulares produciendo una completa gelatinización del almidón a condiciones de baja humedad cuando la temperatura excede los 110ºC y 135ºC en contraste con los 30-40% de humedad necesarios para lograr la gelatinización completa a presión atmosférica.

• A la vez en la cocción extrusión la fibra total no se ve afectada.(19)

• En relación a los efectos de la extrusión sobre los lípidos, se ha reportado que durante el proceso de cocción por extrusión se forman complejos amilosalípido y es una de las razones probables de la baja extracción de las grasas en los productos extruidos. (19)

• En minerales como el hierro el proceso de cocción por extrusión aumenta ligeramente la biodisponibilidad de este mineral en aperitivos de maíz y en papas extruidas.(20) • Los productos extruidos presentan características funcionales o físico-químicas que son medidas a través del índice de absorción de agua, índice de solubilidad en agua e índice de expansión.(19)

• El índice de absorción de agua, fue originalmente desarrollado como una medida de la energía de esponjamiento o hinchamiento del almidón. • Durante la extrusión en caliente de los alimentos almidonosos, su humedad se incrementa por la adición de agua y el almidón es sometido a elevadas temperaturas y a intensas fuerzas de cizalla, como consecuencia de ello los gránulos de almidón, se hinchan, absorben agua y se gelatinizan, dando como consecuencia una masa viscosa y plástica. • Este cambio en la estructura macromolecular hace que el almidón, sin apenas degradarse, se torne más soluble. • Los cambios que se producen en su solubilidad a diferentes condiciones de temperatura e intensidad de fuerza de cizalla se miden mediante el índice de absorción de agua, expresado como el porcentaje del peso del gel obtenido por gramo de muestra seca.(19)

• El índice de solubilidad en agua está relacionado con la cantidad de sólidos solubles, la exposición de grupos hidrofílicos y la dextrinización. • Los gránulos de almidón intactos no son solubles en agua fría, pero pueden embeber pequeñas cantidades de agua de forma reversible, sí el almidón se calienta por encima de la temperatura de gelatinización se continúa rompiendo puentes de hidrógeno, aumentando la penetración de moléculas de agua en el gránulo, ello origina un aumento progresivo del volumen del grano y de la solubilidad del almidón debido a la elevada temperatura de extrusión que permite la degradación parcial de la amilosa. • El índice de solubilidad en agua es expresado como un porcentaje de los sólidos secos originales, que es la cantidad de materia seca recuperada después evaporar el sobrenadante de la determinación de la absorción de agua.(19)

• El índice de expansión del producto extruido es conocido por ser básicamente dependiente de las propiedades de viscosidad y elasticidad de la masa ablandada, el cual es expresada como el diámetro promedio del extruido y el diámetro del dado o troquel.(19)

• El Efecto de la extrusión sobre las características organolépticas de los alimentos apenas afecta el color y bouquet de estos productos debido a la elevada temperatura durante corto tiempo. • El color de muchos alimentos extruidos se debe a los pigmentos sintéticos adicionados a la materia prima en forma de polvo hidrosoluble o liposoluble, de emulsiones. • La decoloración del producto es debido a la expansión, a un tratamiento térmico excesivo o a reacciones que se producen con las proteínas, los azúcares reductores, o los iones metálicos, que constituye a veces un problema para la extrusión de algunos alimentos. • En los procesos de extrusión en caliente, los saborizantes se distribuyen sobre la superficie del producto extruido en forma de emulsiones o mezclas viscosas. • Sin embargo esta operación los hace más viscosos, siendo necesario secarlos posteriormente. También una de las características principales del proceso de extrusión es su capacidad para conferir al producto una determinada textura (crocantés).(14)

• La evaluación sensorial es una disciplina científica utilizada para evocar, medir, analizar e interpretar reacciones a las características de los alimentos; los cuales son percibidos por los sentidos de olfato, gusto, tacto, vista y oído. • También se considera como la medición y evaluación de las propiedades organolépticas de los alimentos. • El empleo de la evaluación sensorial dentro de un marco estructurado permite que la cata de un producto se lleve a cabo en parte para comunicar y en parte para contribuir en la toma de decisiones.(21)

• Las pruebas de aceptación se emplean para evaluar el grado de satisfacción o aceptabilidad del producto, con el fin de determinar en una serie de productos cual es el aceptable o preferido. • La evaluación de la aceptabilidad de un producto difiere considerablemente de otras aplicaciones sensoriales, en este proceso ya no se requiere reclutar y entrenar jueces especiales para el trabajo de cualquiera de tales entrenamientos que induzca un sesgo y sea contraproducente. • Lo que se requiere es un grupo de personas que a la hora de responder un cuestionario sean representativas de la población objetivo de usuarios del producto y para eso deben realizarse con personas inexpertas seleccionadas simplemente en base a criterios demográficos y de usuario del producto, sin embargo las personas consultadas deben comprender las instrucciones y tener en claro el procedimiento de la prueba.(21)

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22. Rangel L. Cambios hematológicos en escolares anémicos tratados con un producto cárnico fortificado con glóbulos rojos de bovinos. Universidad del Zulia, Venezuela. Revista Científica 2006;13(2):96-102. 23. Benitez B, Archile A, Rangel L, Ferrer K, Márquez E, Barboza Y. Composición proximal, evaluación microbiológica y sensorial de una galleta formulada a base de harina de yuca y plasma de bovino. Revista de Ciencia y Tecnología de las Américas 2008;33(1): 61-65. 24. Programa Sierra Centro-Huancavelica, Centro de estudios y promoción del desarrollo (DESCO). Inclusión de la sangre de alpaca en la alimentación del niños menor de 6 años para el tratamiento de la anemia por deficiencia de hierro en la comunidad de Pilpichaca-Huancavelica; 2003. 25. Zagaceta Z. Ingesta de sangre de pollo comparada con el sulfato ferroso en el tratamiento de la anemia ferropénica de estudiantes de obstetricia de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Revista de Salud, Sexualidad y Sociedad 2008;1(1). 26. Cifuentes O. Proceso artesanal de producción de harina de sangre de bovino. Universidad de Caldas. Colombia; 2007. 27. Osorio C. Utilización de la harina de Pota (Dosidicus gigas) precocida en la elaboración de hojuelas extrudidas. Tesis para optar el título de Ingeniero Pesquero. Facultad de Pesquería. Universidad Nacional Agraria La Molina; 2009. 28. Cegarra J. Metodología de la investigación científica y tecnológica. Madrid, España: Díaz de Santos, S.A; 2004. 29. Gil A. Tratado de Nutrición. Composición y calidad nutritiva de los alimentos. Tomo II. España: Acción Médica; 2005. 30. World Health Organization, Food and Agricultural Organization of the United Nations. Vitamin and mineral requirements in human nutrition. 2 ed; 2004. 31. Aro J. Elaboración de una mezcla alimenticia a base de quinua (Chenopodium quinua Willd), Cañihua (Chenopodium pollidi Caulli), Cebada (Hordum vulgare L.), Maíz (Zea mayz L.), Haba (Vicia faba L.) y Soya (Glycine Max L. Merr) por proceso de cocción extrusión. Tesis para optar el grado de Magister Scientiae. Escuela dePost Grado. Especialidad de Tecnología de los Alimentos. Universidad Nacional Agraria La Molina; 2002. 32. Ministerio de Salud, Dirección General de Salud Ambiental. NTS Nº 071. Norma sanitaria que establece los criterios microbiológicos de calidad sanitaria e inocuidad para los alimentos y bebidas de consumo humano; 2008. 33. Ureña M, D´Arrigo M, Girón O. Evaluación sensorial de los alimentos, aplicación didáctica. Lima, Perú: Agraria; 1999. 34. Ministerio de Salud, Instituto Nacional de Salud, Centro Nacional de Alimentación y Nutrición. Tablas Peruanas de Composición de Alimentos, 8 ed. Lima; 2009.

Visita técnica • • •

Buenas Tardes Ing. Garate Comentarle respecto de la visita Tecnica que le comente en una Empresa de productos expandios ,extruidos le proporciono los siguientes Datos -.

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EMPRESA MUNTHU SHABOI Direccion : Calle Mantaro Nro. 214 Zamácola - Cerro Colorado, Arequipa. Teléfono: 051-54 444256 Telefax: 051-54 444757 Celular: 051 959009633 RPM: #635760 RPC: 051 958954260 ENTEL: 051 955592947

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Se tiene que hacer un documento (Tipo Oficio o solicitud de visita tecnica) por la secretaria de la E.P.I.I.A con atencion a la Licenciada Alidia Pizarro Rojas indicando : Nro de OFICIO indicando el numero de estudiantes de que curso y el Ing a cargo del Curso . Este documento debe ser entregado en la direccion anteriormente mencionada en el area de SECRETARIA DE GERENCIA con la Srta Yessi Manchego ( La srta en mencion hara las gestiones necesarias y hara llegar dicho documento a Gerencia quienes procederan con la evaluacion y posterior respuesta al pedido ) La respuesta debe de ser en transcurso del dia es decir si el documento se deja en la mañana por la tarde ya debe de ver alguna respuesta.

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Comunicarse al Nro fijo lineas atras para consultar de la respuesta cuando ya se haya dado la solicitud.

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Ing. he intentado comunicarme con Ud. pero los numeros que tengo suenan apagados o suspendidos , entonces por eso envio la informacion por este medio le agradeceria me confirme que recibio el E-mail para no tener pendiente.

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Atte. Katherine Yasmina Quispe Jara

DEFINICION DE EXTRUSION • La palabra extrusión proviene del latín "extrudere" que significa forzar un material a través de un orificio. • Acontinuación se da una definición práctica: • "La extrusión de alimentos es un proceso en el que un material (grano, harina o subproducto) es forzado a fluir, bajo una o más de una variedad de condiciones de mezclado, calentamiento y cizallamiento, a través de una placa/boquilla diseñada para dar formar o expandir los ingredientes".

OBJETIVOSDELPROCESODEEXTRUSIÓN • • • • •

Cocción Pasteurización Expansión Reducción de Humedad Homogeneización y reestructuración

VENTAJAS DEL PROCESO DE EXTRUSIÓN • Flexibilidad de operación, permitiendo la obtención de una gran diversidad de productos • Posibilidad de procesamiento en diversas formulaciones, permitiendo adecuar el nivel nutricional según las necesidades. • Bajo costo de procesamiento • Tecnología simple • Mínimo deterioro de nutrientes de los alimentos en el proceso • Eficiente utilización de la energía • Ausencia de efluentes • Inactivación de enzimas y factores antinutricionales • Producción de alimentos inocuos

VENTAJAS DE LOS CEREALES Y OLEAGINOSAS PRECOCIDOS • 1- Gelatinización de la fracción almidonosa de la fórmula para dar máxima digestibilidad ; • 2 - Inactivación térmica de inhibidores del crecimiento y factores que alteran la digestibilidad • o el gusto; • 3 - Interacción entre proteínas, vitaminas, minerales y carbohidratos que aseguren una • buena distribución en el producto final ; • 4 - Producción de un alimento sanitariamente adecuado; • 5 - Alta estabilidad del almacenaje ; • 6 - Posibilidad de dar formas y textura diferentes ; • 7 - Posibilidad de agregar diferentes sabores, colores, etc. • 8 - Ahorro de combustible.

1. ALIMENTACION HUMANA • • • • • • • • • • • • • • • • •

Cereales de desayuno listos para comer Snacks (aperitivos salados y dulces) Alimentos para bebes Sopas instantáneas Rebozadores y coberturas Proteínas vegetales texturizadas Sustitutos de carne Harinas compuestas y enriquecidas Sustitutos lácteos Aditivos de panificación Almidones modificados Productos de confitería Pastas (fideos) Bebidas en polvo Ingredientes de sopas Galletitas Productos dietéticos, granolas, cucuruchos, etc.

2. ALIMENTACION ANIMAL • Cereales, oleaginosas y legumbres precocidas o ingredientes para alimentos balanceados • Alimentos para rumiantes, cerdos, aves, animales de piel, peces, etc. • Procesamiento de subproductos o desechos de la industria alimentaria: • - Residuos de la industria de la pesca • - Residuos de la industrialización de aves, cerdos y vacunos • - Residuos de la industrialización de lácteos, panificación y frutas

3. USOS INDUSTRIALES • • • • • •

Industria del papel Industria textil Fundiciones metalúrgicas Perforación de pozos de petróleo Adhesivos y agentes ligantes Coadyuvantes de insecticidas y fungicidas

Alimentos Balanceados …

Definiciones …

AGRONOMÍA U.C.V.

La agroindustria … 90% de la producción: y cerdos Constituye una formaaves segura de suministro de nutrientes, acorde a las exigencias del potencial productivo de la especie. No dinamiza la producción vegetal nacional

Importa el 80% de sus insumos Elevada eficiencia y control de calidad de los insumos. Dietas con 65% Cereales y subproductos Proceso de la formulación 21% soya en función al mínimo costo. Altamente tecnificada.

Cadena Productiva …

Definiciones …

AGRONOMÍA U.C.V.

Sector Primario

Maíz Sorgo Arroz

AB

AVICULTURA Concentrado Aves

Soya Raíces y tubérculos

Carne Huevos

Alta densidad en al menos una fracción nutricional

Compuestos

Preparaciones ó Más de una materia primaembutidos en su

ALIMENTOS BALANCEADOS

MATERIAS PRIMAS

composición

Completos

Jamones Despojos

Presenta todos los nutrientes requeridos

Sector

Secundario

H. Soya H. Pescado H. Arroz H. Carne H. Maíz Torta oleaginosas

Salvado Afrecho (Brehnke, 1993)

Balanceados AB

Cerdos

Perfecto equilibrio entre nutrientes Carne y requerimientos PORCICULTURA

Grasa

Producción 2006 …

Estadísticas …

AGRONOMÍA U.C.V.

Distribución (%) Ganado Área

tn/año

Aves

Cerdos

Brasil

30.400.000

57

31

México

17.200.000

50

20

8

Argentina

6.000.000

64

5

Chile

3.100.000

72

21

Venezuela

3.100.000

70

20

Centro América

2.800.000

78

14

Colombia

2.300.000

70

27

Perú

1.500.000

85

7

El Caribe

1.200.000

77

17

Ecuador

800.000

74

Bolivia

350.000

Uruguay Paraguay (Núñez, 2007)

Carne

Leche

Acuícola

Mascotas, equinos y otros