fabricaciÓn de helados

5/28/2018 FABRICACIN DE HELADOS

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Brenda Mara Monterroso Waight

200915024

FABRICACIN DE HELADOS


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DEFINICIN

Segn Coguanor: Se entiende por helado el producto lcteoobtenido a partir de una emulsin de grasa y protena con laadicin de azcar y otros ingredientes y aditivos o bien, el

producto no lcteo preparado a partir de una mezcla deagua, azcares y otros ingredientes y aditivos, que han sidotratados por congelacin y que se destinan alalmacenamiento, venta y consumo humano en estado de

congelacin o parcialmente congelados.


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HELADOS

Tabla No. 1. Clasificacin de helados segn suscaractersticas fsicas

Fuente: COGUANOR NGO 34 105:87

Tipos dehelado /Caractersticas

Helado decrema

Heladoespecial de

leche

Heladocremos

o

Nieve Heladode agua

Slidos totales(% en masa,mnimo)

35 30 28 20 15

Grasa de leche(%masa)

10 (mnimo) 4 (mnimo)< 10

- > 1.0< 2.5

-

Grasa no lctea(% masa)

- - 8(mnimo)

- -

Protenas(%masa)

2.5 2.5 2.5 2.5 -

Masa/volumen

(g/L, mnimo)

450 450 450 - -


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COMPOSICIN

Tabla No. 2 Composicin de los helados

General Segn su valornutritivo

820% de slidos lcteos no

grasos

Protenas 2%

11% slidos lcteos no grasos Sales 0.4%

815% azcar Azcar 9.1%

00.7% emulsificador-estabilizador

Grasa 6%

3643% de slidos totales Aditivos 0.5%

Agua 32%

Aire 50%

Fuente: Curso de industrias lcteas, A. Madrid.

1996


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FISICOQUMICA DE LOSHELADOS


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ESTRUCTURA FSICA YDISPERSIONES COLOIDALES EN

LOS HELADOS

El helado est constituidotpicamente en 30% hielo, 50% aire,

5% grasas y 15% de una matriz desolucin de azcar.

Los slidos y el aire se presentan enpequeas partculas (cristales, gotasy burbujas) dispersas en una fase

continua, la matriz, conformando as


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Esquema de microestructura del helado

Fuente: Estado del Arte y avances en la elaboracin dehelados. 2012


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Dispersiones coloidales

Emulsiones: son dispersiones de unlquido en otro, inmiscibles entre s. Enel helado se encuentran emulsiones de

gotas de grasa en agua. (leche,nata,etc.)

Soles: son dispersiones de partculasslidas en un lquido. En el helado loscristales de hielo rodeados de aguaconforman un sol.

Espumas: son dispersiones de burbujas

de gas en una fase lquida o slida. En


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Definicin

El helado es una espumasemislida de burbujas de aire

rodeadas por grasa emulsificadajunto con una red de diminutoscristales de hielo, que a su vezestn rodeados por un lquidoacuoso formando un sol.


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En el proceso de fabricacin, sebusca evitar el crecimiento de laspartculas, tanto de los cristales y

de las burbujas de aire; y as evitarel deterioro en la textura delhelado.

A su vez, se busca la coalescenciaparcial de las gotas de grasa para

dar estabilizacin a las burbujas de


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MATERIAS PRIMAS


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Son los constituyentes esenciales de los

helados.

Leche y derivados lcteos Crema, manteca, suero.

Aceites y grases comestibles no lcteasAceite de coco, palma.

Protenas de origen vegetal Edulcorantes

Azcar, jarabe de maz.Agua potable Huevos y productos derivados Frutas y productos derivados Caf, cacao, almendras, miel.

Ingredientes


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Aditivos

Modifican , mejoran y conservan las

caractersticas organolpticas y fsicas de loshelados, as como evitar el deterioro qumico.

Estabilizantes

Emulsionantes

Espesantes

Colorantes

Reguladores de pH


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Colorantes

Se pueden emplear tanto colorantes artificiales

como naturales. Entre los colorantes naturalesse tiene la clorofila, los carotenos yrivoflavinas. Entre los artificiales seencuentran:Tabla No. 3. Lmites permitidos de colorantes

Colorante Lmites mximos (mg/kg)Azul brillante (azul no.1) 100

Indigotina (azul no.2 ) 200

Tartrazina (amarillo no.5) 200

Amarillo crepsculo (amarillo

no. 6)

200

Eritrosina (rojo no.3) 200

Amaranto (rojo no.2) 200

Rojo allura (rojo no. 40) 200

Fuente: COGUANOR NGO 34 105:87


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Tabla No.4 Tipo de ingredientes segn sufuncin en la fabricacin de helados.

Ingrediente Funcin Fuente de Materia prima

Grasa Aroma, cuerpo, textura, sabor ysuavidad.

Leche entera, crema,mantequilla o grasasvegetales.

Slidoslcteos no

grasos

Cuerpo, textura, sabor y facilitanincorporacin de aire.

Leche , suero de leche,mantequilla.

Azcar Edulcorante. Sabor dulce ytextura

Sacarosa, jarabe de maz,lactosa, dextrosa, azcarinvertido.

Colorantes Mejoran apariencia, dan sabor,

color y olor.

Colorantes artificiales y

vegetales.Emulsionantes

Mejoran capacidad de batido ytextura

CMC, agar, pectinas,carragenina, almidnmodificado, goma dealgarrobo, sorbitol

Estabilizantes

Mejoran viscosidad de mezcla,incorporacin de aire, textura y

reducen fuertes cambios debido a()


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PROCESO DE FABRICACIN


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Diagrama No. 1. Fabricacin de Helados

Tabla No. 5. Lista de Equipos

Cdigo Descripcin Cdigo Descripcin Cdigo Descripcin Cdigo Descripcin Cdigo Descripcin

C-401 Compresor J-102 Transportador de tornillo M-302 Tanque de Maduracin P-301 Bomba V-103 Tanque de almacenamiento

E-301 Pasteurizador HTST J- 201 Tolva M-501 Mezclador P-302 Bomba V-104 Tanque de almacenamiento

E-401 Intercambiador de placas M-201 Mezclador P-101 Bomba P-401 Bomba V-301 Tanque balanceador

E-402 Tunel de congelacin M-202 Mezclador P-102 Bomba P-501 Bomba X-401 Envasadora

F-401 Filtro M-301 Homogenizador P-201 Bomba V-101 Tanque de almacenamiento X-402 Cuarto congeladoJ-101 Transportador de tornillo J-301 Tolva P-202 Bomba V-102 Tanque de almacenamiento

V-101 V-102

J-101 J-102

M-202

P-201 P-202

Azucar Leche

en polvo

M-201

J-201

V-103

Crema

P-101

V-104

P-102

Leche

Estabilizantes

E-301

X-402

E-401

C-401Refrigerante

E-402

P-401

F-401

Aire

X-401

Helados P-302

M-301

Vapor

Agua

Agua

helada

V-301

P-301

Sabor

/color

M-302

J-301

P-501

M-501


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agrama o. . ona e reparac n eMezcla

Tabla no. 6 . Lista de Equipos

Cdigo Descripcin

J-101 Transportador de tornillo

J-102 Transportador de tornillo

P-101 Bomba

P-102 Bomba

V-101 Tanque de almacenamiento

V-102 Tanque de almacenamiento

V-101 V-102

J-101 J-102

Azucar Leche

en polvo

V-103

Crema

P-101

V-104

P-102

Leche

A


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Es la etapa de recepcin, almacenamiento ypesaje de los ingredientes lquidos y slidosen condiciones adecuadas.

Tabla No. 7. Condiciones de almacenamiento

Fuente: Gua Elaboracin de helados. Di Bartolo, Eduardo.2005.

PREPARACIN DE LA MEZCLA

Materia prima Estado Temperatura (C)

Leche Lquida 5

Crema Lquida 5

Glucosa Lquida Ambiente

Leche Polvo 15 -20

Azcar Polvo 15-20Suero de leche Polvo 15-20

Estabilizantes Polvo 15-20

Manteca Slida 25


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Tabla No. 8. Formulacin general de los helados

Fuente: Gua Elaboracin de helados. Di Bartolo, Eduardo.2005.

Operaciones Unitarias involucradas:Agitacin

Transferencia de Calor (calefaccin oenfriamiento de tanques)

Ingrediente Cantidad (%)

Azucares 16%

Leche entera odescremada 60%

Crema 16%

Leche en polvo 4%

Estabilizantes yemulsionantes

0.6%

Jarabe de maz(glucosa)

4.4%


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Diagrama No. 3. Mezclado


Cdigo Descripcin

J- 201 Tolva

M-201 Mezclador

M-202 Mezclador

P-201 Bomba

P-202 Bomba

M-202

P-201 P-202

M-201

J-201

Estabilizantes

B

AD


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MEZCLADOEs la operacin unitaria que implicala dispersin o distribucin de varioscompuestos (agua, azcar, leche,crema, estabilizadores y otros

aditivos), para formar un productoms o menos uniforme.


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Condiciones de mezclado

Para una efectiva dispersin delos ingredientes, los mezcladoresse mantienen bajo agitacin ycalentamiento.

Los tanques de mezclado nodeben de exceder una

temperatura de 85C, debido a ladesnaturalizacin de lasprotenas.

agrama o ona e preparac n e


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agrama o. . ona e preparac n epurificacin


Cdigo Descripcin

E-301 Pasteurizador HTST

J-301 Tolva

M-301 Homogenizador

M-302 Tanque de Maduracin

P-301 Bomba

P-302 Bomba

V-301 Tanque balanceador

E-301

P-302

M-301

Vapor

Agua

Agua

helada

V-301

P-301

Sabor

/color

M-302

J-301

B

C


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PASTEURIZACIN

Es el proceso de tratamiento trmicoque se lleva a cabo para destruirmicroorganismos presentes en la

mezcla y proporciona la temperaturaadecuada para activar los agentesemulsificantes y estabilizantes.

Operacin Unitaria involucrada: Transferencia de Calor


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Pasteurizacin por lotes

Es un tratamiento a bajastemperaturas durante perodoslargos, para procesos a pequea

escala.

El mezclado se lleva a cabo en

conjunto con la pasteurizacin,utilizando cubas de calentamientocon agitadores y de doble camisaa una temperatura de 65C70Ccomo mnimo durante 30 min.


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Pasteurizacin continuaSe utiliza para procesos a escala industrial.

La pasteurizacin se puede llevar a cabo pordos tipos de tratamientos trmicos en unintercambiador de calor de placas o tubular.

Tabla No. 11. Tipos de pasteurizacin continua

Fuente: Curso de Industrias Lcteas. A. Madrid. 1996

Tipo T (C) t (s)

HTST (hightemperature/shorttime)

72-79 C(mnima)

25 - 30s.

UHT (ultra hightemperature)

83-85C(mnima)

1520s


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EquipoLos pasteurizadores continuos estn divididos en tressecciones, tanto para intercambiadores de placas y detubos.

Regeneracin

Pasteurizacin (calefaccin y tubo de retencin)

Secciones de enfriamiento.

Fuente: Morales, A. Trabajo de Graduacin de

Ing. Industrial. Facultad de Ingeniera.


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placas

Fuente: R. Paul Singh. Introduction to Food Engineering.P . 249


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HOMOGENIZACIN

Es la operacin de reduccin deltamao de los glbulos de grasa aun tamao uniforme (


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Se lleva a cabo a una temperatura> 70C, para evitar choques y

posterior agregaciones de losglbulos de grasa. (coalescencia)

En heladeras artesanales, selleva a cabo en tanques agitados.

A escala industrial se utiliza un

equipo de ranura estrecha de altavelocidad, conocido como vlvulade homogenizacin.


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Funcionamiento vlvula dehomogenizacin

Fuente: . HomogeneizadorSerie Z. [En lnea].www.raimaber.es/ytron/homogeneizador-serie-z


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ENFRIAMIENTO

En los procesos de pasteurizacin yhomogenizacin por lotes (batch),posteriormente la mezcla debe

refrigerarse desde 70C hasta unatemperatura de 4C para sumaduracin. Debido al shock

trmico, el proceso se lleva a caboen aproximadamente 4 segundos.


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Sistemas Continuos (HomogenizacinPasteurizacin)

Fuente: R. Paul Singh. Introduction to Food Engineering.

Pg. 405


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MADURACINEs el proceso de estabilizacin de la

mezcla, donde las grasas cristalizan,las protenas se hidratan, y losemulsificantes y estabilizantes seadsorben a la superficie de las gotas

de grasa.


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Consideraciones de Operacin

Se lleva a cabo en tanques agitados

con chaquetas para mantener unatemperatura entre 1C4 C, entre 4 a5 horas.

El agitador debe operar a velocidadesbajas para evitar romper cogulos.

Operaciones Unitarias involucradas: Cristalizacin (grasas)

Adsorcin (estabilizantes en superficie

de grasas)

Diagrama no 4 Zona de Purificacin y


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Diagrama no.4. Zona de Purificacin yRecirculacin

Tabla No. 12. Lista de equipos

Cdigo Descripcin Cdigo Descripcin Cdigo Descripcin

C-401 Compresor F-401 Filtro X-402 Cuarto congelado

E-401 Intercambiador de placas P-401 Bomba M-501 Mezclador

E-402 Tunel de congelacin X-401 Envasadora P-501 Bomba

X-402

E-401

C-401Refrigerante

E-402

P-401

F-401

Aire

X-401

Helados

P-501

M-501

D

C


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CONGELACIN

Es el proceso de cristalizacin de lamezcla a partir de la remocin decalor por procesos simultneos deenfriamiento, aireacin, y batido.

Es la etapa ms influyente en lacalidad del helado.


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Funciones de la aireacin Incorpora burbujas de aire a la

matriz del helado dando unproducto esponjoso y de mayortextura.

Funciones del Batido Promueve la nucleacin de los

cristales de agua, disminuyendo elpunto de congelacin. Rompe las burbujas de aire en

ms pequeas.


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Agregado de Aire (Overrun)

()

=

100

Agregado excesivo sin cuerpo, bajacalidad

Poco airesensacin pesada al paladar

% = 2.5 %

Tabla No. 13. % OverrunTipo de helado OverrunHelado de crema 75100

%

Helado de leche 85%

Nieves (sorbetes) 3050 %

Helados de agua 515%


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Equipos (Mantecadores)

Discontinuos: son cilindros o

cmaras refrigeradas, donde secarga el helado y se agitamientras se enfra.

Continuos: son conocidos comointercambiadores de calor de

superficie raspada. Posee paletaso cuchillas en el agitador centralque raspan los cristales de lasuperficie.

squema r s a za or


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squema r s a za orcontinuo

Fuente: Estado del Arte y avances en la elaboracin dehelados. 2012


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Perfil de etapas de cristalizacin

Fuente: Estado del Arte y avances en la elaboracin de

helados. 2012

LNEA DE ENVASADO


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LNEA DE ENVASADO

Fuente: A. Madrid. Refrigeracin, congelacin y

envasado de los alimentos. Pg.110


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ENDURECIMIENTO

Es la segunda etapa decristalizacin. La mezcla se lleva auna temperatura entre -30C y -45Cpara evitar que la mezcla pierda suforma.

Esto debido a que la temperatura ala salida del congelador se encuentraentre -5C y -7C, por lo que loscristales de hielo y las burbujas de

aire son inestables.


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EquiposEl endurecimiento se puede realizar encmaras frigorficas a baja temperatura otnel de congelacin.

Fuente:Watco, S.A de C.V. 2008.


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ZONA DE RECIRCULACIN

En el proceso se generan distintascorrientes o mermas de producto que debenser tratadas y recirculadas al proceso, parasu aprovechamiento.

Entre ellas se encuentran:

Mezclas de desechos generados en el

arranque o estabilizacin del equipo. Mezclas de desechos generados durante

el proceso. (rea de batido, empaque,

almacenamiento).


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Las mezclas de desecho varan enfuncin del tipo de helado que se est

elaborando y del rea del proceso dondese recolecto.

Las mezclas deben separarse y

almacenarse en distintos contenedorespara poder ser reprocesadas. A su vezdeben separarse los desechos noreutilizables, como paletas, empaques,bolsas, etc.


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En el caso que las mezclas de desechocontengan fruta, debe verificarse su

estado, y luego almacenarse atemperatura < 6C en un perodo nomayor a 5 das.

Para su reproceso, las mezclas dedesecho se mezclan y pasteurizan(generalmente en pasteurizadores batch),antes de su incorporacin a la zona demezclado.

TRATAMIENTO DE AGUAS


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TRATAMIENTO DE AGUASRESIDUALES

Las aguas residuales deben ser tratadasadecuadamente tanto para surecirculacin como para su descarga alos drenajes municipales. Entra las

aguas residuales se tienen:

Aguas de enfriamiento, calentamiento yrefrigeracin: su contaminacin esmnima, se puede reutilizar sin ningntratamiento previo.

Aguas procedentes de lavados de

depsitos y mquinas: pueden ser

T t i t


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Tratamientos:

Mecnicos: Filtros rotatoriosAireacin Centrfugas Sedimentacin

Qumicos:Adicin de qumicos

Biolgicos

Inactivacin de lodos por pasteurizacin Digestin anaerobia/aerobia de lodos


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RENDIMIENTOS

Las mermas de proceso se generanregularmente en las reas de envase,almacenamiento y/o post-homegenizacin.

El total de prdidas alcanza entre el 89%, obteniendo un rendimiento aproximadodel 91%.


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ANLISIS FISICOQUMICOS YMICROBIOLGICOS


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Anlisis fisicoqumicos

Se realizan con el fin de evaluar las caractersticas

de los helados.

Determinacin de slidos totales (COGUANOR 34

046 h4)

Determinacin de la materia grasaMtodo de Rse-Gottlieb (COGUANOR 34 046

h2)

Determinacin de la densidad (COGUANOR 34

046 h11)


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Determinacin de protenas (COGUANOR 34 046h5)

Determinacin de colorantes artificiales enalimentos solubles en agua. Mtodo cuantitativo.(COGUANOR 34 147 h25)

Determinacin de colorantes artificiales enproductos ricos en grasa y protena. Mtodo

cuantitativo. (COGUANOR 34 147 h27) .

A li i i bi l i


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Anlisis microbiolgicos

Tabla No. 14. Caractersticas microbiolgicas de loshelados

Microorganismo

s

n(1) c(2) m(3) M(4)

Recuento total /gramo

5 2 5 1 04 10

Coliformes /gramo

5 2 10 103

Salmonella, en25 g

5 0 0 0

Staphylococcusaureus, / gramo

5 2 0 10

Escherichia coli 5 2 0 10

Se realizan para verificar que los helados no

posean un nmero de microorganismos mayoral establecido.

REFERENCIAS


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REFERENCIASBIBLIOGRFICAS

Clarke, C. The Science of Ice Cream. TheRoyal Society of Chemistry. Cambridge. 2004.186 p.

Di Bartolo, Eduardo. Gua para la elaboracin

de helados. Secretara de Agricultura,Ganadera, pesca y alimentos.2005.

Gonzales, J. et. al. Estado del Arte y avancesen la elaboracin de helados. Facultad deCiencias Qumicas. Universidad Autnoma deSan Luis Potos. 2012.

Kilara, A. Ice Cream and Frozen Deserts. John

Wiley & Sons, Inc. 2007


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Madrid, A. Curso de Industrias Lcteas.Mundi-Prensa Libros, S.A. 1. Edicin.Madrid.1996. 604 p.

Madrid, A. Refrigeracin, congelacin yenvasado de los alimentos. Mundi-Prensa

Libros, S.A. Madrid. 2003. 173 p.

Teln, Viviana.Aprovechamiento de lamezcla de desecho generada durante la

fabricacin de helado cremoso. Trabajo degraduacin de Ing. Qumica. Facultada deIngeniera, Universidad de San Carlos deGuatemala. 2011. 58 p.

NORMAS TCNICAS


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NORMAS TCNICAS COGUANOR NGO 34 105. Helados y

mezclas para helados. Especificaciones.1987.

COGUANOR 34 046. Leche y productos

lcteos. 1991.

COGUANOR 34 147. Aditivos alimentarios.Colorantes artificiales. Determinacin.Mtodo cuantitativo.

fabricaciÓn de helados

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