ES2548456T3 - Leche en estado sólido y procedimiento de fabricación asociado - Google Patents
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Abstract
Un método para fabricar leche en estado sólido que comprende: un proceso de dispersión de gas (S112) para dispersar un gas indicado en la leche líquida; un proceso de secado por atomización (S114) para obtener leche en polvo por atomización de la leche líquida luego del proceso de dispersión de gas (S112), y secado de la leche atomizada; y un proceso de moldeado por compactación (S130) para obtener un cuerpo solidificado moldeado por compactación de la leche en polvo producido por compactación de la leche en polvo después del proceso de dispersión de gas (S112) y el proceso de secado por atomización (S114), donde el gas indicado es uno o más gases elegidos del grupo compuesto por dióxido de carbono, aire, nitrógeno, oxígeno y gases raros.
Description
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grado para mantener una buena silueta (no perder la forma) en el proceso de humidificación y de secado posterior (por ejemplo 4 N).
El proceso de humidificación (S140) es un proceso para humidificar el cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo obtenido mediante el proceso de moldeado por compactación (S130). Cuando el cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo se humidifica, se genera adherencia sobre una superficie del cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo. Humedecer el cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo disuelve parcialmente y forma puentes entre las partículas ubicadas cerca de la superficie del cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo. Y, al secarlo, la fuerza próxima a la superficie del cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo (leche en estado sólido) aumenta en comparación con la fuerza del interior del cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo. En la presente realización se regula la cantidad de puentes (el grado de ensanchamiento) ajustando el tiempo de exposición en un ambiente con elevada humedad (tiempo de humidificación). Por lo tanto, se puede aumentar la dureza del cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo (leche en estado sólido sin curar) antes del proceso de humidificación (por ejemplo, 6 N a 22 N) a la dureza necesaria propuesta para la leche en estado sólido (por ejemplo, 40 N). Sin embargo, la variación (amplitud) del posible aumento de la dureza mediante el ajuste del tiempo de humidificación está limitada. Es decir, cuando el cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo es transportado por una cinta transportadora para la humidificación luego del moldeado por compactación, la forma de la leche en estado sólido no se puede mantener en el caso de una dureza insuficiente de dicho cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo. Por otra parte, se obtiene leche en estado sólido con poca porosidad y baja solubilidad si la dureza del cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo es demasiada en el momento del moldeado por compactación. Por lo tanto, es preferible que el moldeado por compactación le confiera la suficiente dureza al cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo (leche en estado sólido sin curar) antes del proceso de humidificación y mantener la suficiente solubilidad de la leche en estado sólido.
En el proceso de humidificación, el método de humidificación del cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo no se regula específicamente. Por ejemplo, se puede emplear un método de colocación en un ambiente de alta humedad, un método de atomización directa de agua con un atomizador y un método de soplado de vapor. Los ejemplos de medios de humidificación para humidificar el cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo incluyen una cámara de alta humedad, un atomizador y vapor.
La humedad del ambiente de alta humedad es, por ejemplo, 60 por ciento de HR a 100 por ciento de HR. La temperatura en el método de colocación en un ambiente de alta humedad es, por ejemplo, de 30 grados C a 100 grados C. El tiempo de humidificación es, por ejemplo, de 5 segundos a 1 hora.
La cantidad de humedad (también denominada más adelante cantidad de humidificación) añadida al cuerpo compactado de la leche en polvo en el proceso de humidificación se puede ajustar apropiadamente. Preferentemente la cantidad de humidificación se fija entre 0.5 por ciento en masa y 3 por ciento en masa del cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo luego del proceso de moldeado por compactación. Si la cantidad de humidificación se fija en menos de 0.5 por ciento en masa, la dureza (dureza del comprimido) de la leche en estado sólido no es suficiente. Por otra parte, si la cantidad de humidificación se fija en más de 3 por ciento en masa, el cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo se funde excesivamente al estado líquido o al estado gelificado, además cambia la forma moldeada por compactación o se adhiere a una máquina como una cinta transportadora durante el transporte.
El proceso de secado (S160) es un proceso para secar el cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo humidificado en el proceso de humidificación (S140). Debido a que el cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo que fue humidificado en el proceso de humidificación se seca en el proceso de secado, se elimina la adherencia superficial y la leche en estado sólido se puede manipular como un producto. Por lo tanto, el proceso de humidificación y el proceso de secado corresponden a un proceso de ajuste a la calidad necesaria de la leche en estado sólido como producto, mediante mejora de la dureza del cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo después del moldeado por compactación (leche en estado sólido).
Se pueden emplear métodos bien conocidos, capaces de secar el cuerpo moldeado compactado de la leche en polvo que fue humidificado en el proceso de humidificación, como métodos de secado del proceso de secado que no está específicamente limitado. Los ejemplos de métodos adecuados incluyen un método que consiste en colocar en una atmósfera de baja humedad y alta temperatura, y un método que consiste en poner en contacto con aire seco o aire seco a alta temperatura.
La humedad en el método que implica colocar en una atmósfera de baja humedad y alta temperatura es por ejemplo de 0 por ciento de HR a 30 por ciento de HR. Se prefiere por lo tanto que la humedad se fije tan baja como sea posible. La temperatura en el método que implica colocar en una atmósfera de baja humedad y alta temperatura es por ejemplo de 20 grados C a 150 grados C. El tiempo de secado en el método que implica colocar en una atmósfera de baja humedad y alta temperatura es por ejemplo de 0.2 min a 2 h.
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Además, según la realización mencionada antes (Fig. 1), el diámetro promedio de partícula de la leche en polvo puede ser mayor por el método de fabricación de leche en estado sólido que incluye el proceso de clasificación (S120). Debido a esto, se puede producir ciertamente leche en polvo adecuada para fabricar leche en estado sólido. Por consiguiente, en la presente realización, el proceso de fabricación de la leche en polvo incluye preferentemente el proceso de clasificación.
Además, se puede realizar un proceso de llenado después del proceso de secado por atomización (S114) o el proceso de clasificación mencionados antes (S120) según sea necesario. En este proceso de llenado, la leche en polvo se acondiciona en un paquete o una lata. Esto ayuda a transportar fácilmente la leche en polvo. La leche en estado sólido dada a conocer en este documento incluye no sólo la leche en estado sólido después del proceso de secado (S160), sino también leche en estado sólido sin curar (cuerpo moldeado por compactación de leche en polvo) después del moldeado por compactación (S130).
Ejemplos
La presente invención se describe específicamente mediante los ejemplos siguientes. No obstante, la presente invención no está regulada por los ejemplos.
Los inventores investigaron acerca de un método de fabricación de leche en estado sólido con gran ahínco para fabricar leche en estado sólido que tuviera una dureza adecuada para el uso práctico mediante la fabricación de leche en polvo con mejor maleabilidad por compactación. Específicamente, el gas indicado es dióxido de carbono, y los inventores compararon las características de un método para fabricar leche en estado sólido que incluye el proceso de dispersión de gas (S112) (ejemplos 1 a 3) con un método para fabricar leche en estado sólido que no incluye ese proceso (ejemplo de comparación 1). Además, también se investigó en el proceso de dispersión de gas, un efecto de las diferencias (cambios) en la densidad de la leche líquida (densidad aparente de la leche en polvo) cambiando el porcentaje de gas dispersado con relación a la leche líquida (ejemplos 1 a 3).
Ejemplo 1
Se fabricó leche en polvo según el proceso de fabricación de leche en polvo indicado en la figura 2. Específicamente, se obtuvo leche líquida como un ingrediente de la leche en polvo agregando componentes de la leche, proteínas, carbohidratos, minerales y vitaminas al agua y mezclando, y después agregando grasas y mezclando (S102). Después, llevando a cabo cada proceso como la depuración, la esterilización, la homogeneización, y la concentración (S104-S110), se obtuvo leche concentrada a partir de la leche líquida ajustada que tenía una concentración relativamente baja.
Entonces, justo antes de secar por atomización la leche concentrada, se hizo pasar a través de dicha leche concentrada el gas bajo presión indicado (S112). Específicamente, se usó dióxido de carbono como el gas indicado que se vertió en la vía de circulación de una secadora por atomización de modo que el gas pudiera tener un flujo volumétrico constante, y el gas se mezcló continuamente con la leche concentrada en un sistema sellado. Como resultado, el dióxido de carbono fue dispersado en la leche concentrada. Enseguida después de haber dispersado el dióxido de carbono, dicha leche concentrada se hizo fluir al flujo volumétrico indicado utilizando una bomba de presión de una secadora por atomización a lo largo de la vía de circulación hacia una cámara de secado de la secadora por atomización (se dejó atravesar el líquido). En este caso, durante el flujo en la vía de circulación, la leche concentrada mantuvo el estado de gas dispersado indicado. La relación entre el flujo volumétrico del gas indicado justo antes de ser dispersado en la leche concentrada (Nm3/h) y el flujo volumétrico de la leche concentrada en la que se dispersará el gas indicado enseguida después (m3/h) se llama relación de mezcla. La relación de mezcla del dióxido de carbono se denomina en adelante relación de mezcla de CO2 [por ciento]. En este ejemplo fue de 15 por ciento.
Dicha leche concentrada que mantenía baja densidad se atomizó desde la sección de apertura de la vía de circulación a la cámara de secado. Como resultado, la leche concentrada se transformó en leche en polvo mediante secado en la cámara de secado (S114). La leche en polvo obtenida de esta manera fue más voluminosa que la leche en polvo de los ejemplos de comparación tratados más adelante. Los componentes de la leche en polvo obtenida, 100 g, consistieron en grasas 18 g, proteínas 15 g, carbohidratos 60 g y otros 7 g. Además, el diámetro promedio de partícula de la leche en polvo fue de 295 micrómetros. El peso de cada compartimiento de los tamices (cada tamaño de malla del tamiz es de 710 micrómetros, 500 micrómetros, 355 micrómetros, 250 micrómetros, 180 micrómetros, 150 micrómetros, 106 micrómetros, 75 micrómetros) se midió mediante un método de clasificación, y después el diámetro promedio de partícula de la leche en polvo [micrómetro] se calculó basándose en la proporción de cada peso del compartimiento de un tamiz en el peso total.
Sucesivamente, la leche en polvo obtenida se clasificó (S120) de modo de recoger la leche en polvo en un tamiz de tamaño de malla de 355 micrómetros. El tamaño promedio de partícula de la leche en polvo recogida fue de 584
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Tabla 3
- imagen14
- Dispersión de gas Moldeado por compactación Cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo Leche en estado sólido después de la humidificación y el secado
- Relación de mezcla de CO2 [%]
- Presión de compactación [MPa] Dureza [N] Espesor [mm] Masa [g/pieza] Porosidad [%] Dureza [N] Juicio general de solubilidad
- Ejemplo de comparación 1
- 0 2.3 3 12.4 5.6 44 50 ○
- Realización 1
- 15 1.8 4 13.3 5.6 49 44 ⊚
- Realización 2
- 30 1.8 4 14.0 5.6 51 42 ⊚
- Realización 3
- 45 1.5 4 14.8 5.6 54 40 ⊚
Tabla 4
- imagen15
- Prueba de solubilidad
- Primer método de prueba
- Segundo método de ensayo Masa del residuo [g]
- Prueba A [puntuación]
- Prueba B [puntuación] Prueba C [puntuación] Prueba D [puntuación]
- Ejemplo de comparación 1
- 0 1 1 2 3.2
- Realización 1
- 0 0 0 2 1.8
- Realización 2
- 0 0 0 1 1.6
- Realización 3
- 0 0 0 0 0.7
Como se muestra en las tablas 1 a 3, la leche en estado sólido de los ejemplos 1 a 3 tuvo alta porosidad comparada con la del ejemplo de comparación 1. También se demostró que la leche en estado sólido de los ejemplos 1 a 3 tuvo alta solubilidad comparada con la del ejemplo de comparación 1. Además, la leche en estado sólido de los ejemplos 10 1 a 3 no sólo tuvo alta porosidad, con reducción de la presión de compactación, sino también alta dureza tal como 40 N - 44 N después de la humidificación y el secado (dureza que fue suficiente para el uso práctico) aunque la leche en estado sólido se moldeó por compactación bajo una presión de compactación menor (1.5 a 1.8 MPa en comparación con 2.3 MPa) que la del ejemplo de comparación 1. Además, la dureza del cuerpo moldeado por compactación (leche en estado sólido sin curar) de los ejemplos 1 a 3 fue mayor que la del ejemplo de comparación 15 1 que fue de 3 N. Es decir, según los ejemplos 1 a 3, se pudo obtener el cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo o leche en estado sólido con alta dureza a pesar de la alta porosidad. Esto es considerado que la maleabilidad de compactación fue realzada debido a la alta porosidad de la leche en polvo. Por consiguiente, la leche en estado sólido de los ejemplos 1 a 3 tuvo excelente solubilidad debido a la alta porosidad y creció más fácil para cuidar con menor fragilidad debido a la alta dureza. Como resultado, se encontró que la leche en estado sólido
20 de los ejemplos 1 a 3 fue muy adecuada para el uso práctico. Además, según los ejemplos 1 a 3, se encontró que cuanto mayor era la relación de mezcla de CO2, mayor era la porosidad de la leche en estado sólido y entonces mayor era la solubilidad.
Además, para comprobar si la leche en estado sólido que tenía tanto la porosidad como la dureza necesarias se
25 podría producir cambiando la presión de compactación en el momento del moldeado por compactación, los inventores produjeron prácticamente varios tipos de leche en estado sólido a partir de la leche en polvo de los ejemplos 1 a 3 y del ejemplo de comparación 1, y midieron la porosidad y la dureza de la leche en estado sólido. Sin embargo, en este caso sólo se llevó a cabo el proceso de moldeado por compactación para la fabricación de la leche en estado sólido. En otras palabras, los procesos para mejorar la dureza de la leche en polvo después del moldeado
30 por compactación (el proceso de humidificación y el proceso de secado) se omitieron en la fabricación de la leche en estado sólido. Además, en esta descripción, la leche en estado sólido no sometida a procesos para mejorar la dureza de dicha leche en estado sólido también se denomina cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo o leche en estado sólido sin curar. El resultado de esta medición se muestra en la tabla 5 y la figura 4. La tabla
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referido como relación de mezcla de N2 [por ciento]) fue de 7 por ciento.
La leche en polvo obtenida por este método fue más voluminosa que la leche en polvo del ejemplo de comparación como se describe más adelante. Los componentes de la leche en polvo obtenida, 100 g, consistieron en grasas 18 g, proteínas 15 g, carbohidratos 60 g y otros 7 g.
Ejemplo 8
En el ejemplo 8, se fabricó leche en polvo de la misma manera que en el ejemplo 7 excepto porque la relación de mezcla de N2 fue de 450 por ciento. La leche en polvo obtenida por este método fue más voluminosa que la leche en polvo del ejemplo de comparación como se describe más adelante. Un análisis realizado de los componentes de la leche en polvo fabricada encontró que los componentes de la leche en polvo obtenida, 100 g, consistieron en grasas 18 g, proteínas 15 g, carbohidratos 60 g y otros 7 g.
Ejemplo de comparación 3
En el ejemplo de comparación 3, se fabricó leche en polvo de la misma manera que en el ejemplo 7 excepto porque la relación de mezcla de N2 en el proceso de dispersión de gas fue de 0 por ciento (en otras palabras, se omitió el proceso). El resultado de los componentes de la leche en polvo fabricada fue exactamente igual que el del ejemplo
7. Es decir, los componentes de la leche en polvo obtenida, 100 g, consistieron en grasas 18 g, proteínas 15 g, carbohidratos 60 g y otros 7 g.
En los ejemplos 7, 8 y el ejemplo de comparación 3 la leche en estado sólido se fabricó de la misma manera que en el ejemplo 1. Se preparó la leche en polvo de manera que tuviera una forma exterior de paralelepípedo rectangular, mediante la compresora de un solo punzón mencionada. Se ajustó la cantidad de uso de la leche en polvo para que fuera de 5.6 g de leche en estado sólido por pieza después del proceso de moldeado por compactación. Para verificar si la leche en estado sólido podía tener la dureza requerida así como para cambiar la presión de compactación en el moldeado por compactación, los inventores produjeron sustancialmente varios tipos de leche en estado sólido a partir de leche en polvo y midieron la porosidad y la dureza de la leche en estado sólido. Sin embargo, aquí sólo se realizó el proceso de moldeado por compactación para fabricar la leche en estado sólido. En otras palabras, los procesos para mejorar la dureza de la leche en estado sólido después del moldeado por compactación (el proceso de humidificación y el proceso de secado) se omitieron en la fabricación de la leche en estado sólido. El resultado de la medición se muestra en la tabla 9 y en la figura 7. La tabla 9 muestra la relación entre porosidad y dureza en un cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo fabricado cambiando la presión de compactación en el momento del moldeado por compactación referente a la leche en polvo de los ejemplos 7, 8 y del ejemplo de comparación 3. La figura 7 muestra la relación entre porosidad (30 por ciento a 75 por ciento) y dureza en un cuerpo moldeado por compactación de la leche en polvo producido cambiando la presión de compactación en el momento del moldeado por compactación referente a la leche en estado sólido de los ejemplos 7, 8 y del ejemplo de comparación 3.
Tabla 9
- Leche en estado sólido del ejemplo de comparación 3
- Porosidad [%] 35 36 38 41
- Dureza
- [N] 3 2 1 0
- Leche en estado sólido de la realización 7
- Porosidad [%] 35 37 39 41
- Dureza
- [N] 7 5 3 0
- Leche en estado sólido de la realización 8
- Porosidad [%] 48 50 53 58 62 65 68
- Dureza
- [N] 16 13 9 6 4 2 0
Como se muestra en la tabla 9 y la figura 7, se pudieron fabricar cuerpos moldeados por compactación de la leche en polvo con diferente combinación de valores de porosidad y dureza cambiando la presión de compactación.
Asimismo, según la tabla 9 y la figura 7, comparados los cuerpos moldeados por compactación de la leche en polvo concernientes a los ejemplos 7 y 8 con el del concerniente al ejemplo de comparación 3, en el caso de la misma porosidad (por ejemplo de 35 por ciento), la dureza de los cuerpos moldeados por compactación de la leche en polvo concernientes al ejemplo 7 (7 N) tendió a ser mayor que la concerniente al del ejemplo de comparación 3 (3 N). En el ejemplo 8, con mayor porosidad que en el ejemplo de comparación 3, la dureza también fue mayor que en el ejemplo de comparación 3. Esto se consideró que demostraba que los cuerpos moldeados por compactación de la leche en polvo concernientes a los ejemplos 7 y 8 fueron superiores al concerniente al ejemplo de comparación 3 respecto al moldeado por compactación.
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