LABORATORIO AGROINDUSTRIA ANIMAL II Prof(as). Jacovelin Morales y Patricia Rojas PRÁCTICA 4: ESTANDARIZACIÓN O NORMALIZACIÓN DE LA LECHE OBJETIVOS. Aplicar cálculos matemáticos para estandarizar la composición de la leche para hacer quesos, yogures, leches formuladas, u otros productos lácteos. La estandarización o normalización de la leche consiste en manipular la misma introduciendo o separando parte de sus componentes de modo que se adquiera finalmente una composición determinada. Esta práctica consiste en realizar un ejercicio matemático que se va a emplear en prácticas posteriores con el fin de calcular qué cantidad de una determinada sustancia se va a añadir a la leche (grasa, leche en polvo, etc.) para conseguir una composición determinada. Estandarización: Es el proceso mediante el cual se puede "preparar" la leche en cuanto a contenido graso se refiere para obtener un producto con las características deseadas. De acuerdo al resultado que se quiera obtener se puede estandarizar a un tenor graso mayor que el "normal", por ejemplo para la elaboración de quesos doble crema, o menor que el "normal" para la fabricación de toda la línea de productos desgrasados (yogures, leche en polvo descremada, etc.). Para estandarizar a un porcentaje de grasa mayor que el que tiene la leche se Auxiliar: Lic. Frank Contreras 1 2011 LABORATORIO AGROINDUSTRIA ANIMAL II Prof(as). Jacovelin Morales y Patricia Rojas recurre al agregado de crema, mientras que si se desea reducir la concentración de grasa se puede desnatar la leche o bien agregarle leche en polvo descremada. ACTIVIDAD DE PRE- LABORATORIO. 1-Toma un tiempo para intentar responder a las siguientes preguntas con los conocimientos que tienes actualmente (anéxalo luego al reporte final). a) ¿Qué otros componentes de la leche crees que pueden estandarizarse? b) ¿Con qué materias alimentarias estandarizarías cada componente? c) ¿En qué supuestos si fueras fabricante de leche fluida, yogur o queso utilizarías la operación de estandarización? ¿Qué ventajas prácticas tiene la estandarización de la leche en una industria láctea? d) ¿Por qué surge la necesidad de estandarizar la leche? 2- Resuelva a manera de práctica el siguiente ejercicio de estandarización: Cuanta nata de 40% de grasa debe ser añadida a 1000 kg de leche con el 3,5 % de grasa para obtener una nata con el 20% de grasa? y ¿cuánta grasa final se obtiene (en peso)? MATERIAL DE APOYO: Los cálculos de estandarización se pueden realizar de dos formas: mediante un balance de materia o mediante un método matemático –el cuadrado de Pearson– más rápido; ambos conducen al mismo resultado y el segundo procede del primero. Auxiliar: Lic. Frank Contreras 2 2011 LABORATORIO AGROINDUSTRIA ANIMAL II Prof(as). Jacovelin Morales y Patricia Rojas EJERCICIO DE ESTANDARIZACIÓN Ejemplo: Si una planta láctea tiene 200 kg de nata con el 40% de materia grasa y desea estandarizarla a 32% de materia grasa, cuánta leche desnatada con 0% de grasa se tiene que agregar? A) Método de balance de materia Sea L = kg leche desnatada Nf = kg de nata al 32% de materia grasa (nata final) N= Kg de nata con el 40% de materia grasa (nata inicial) Definamos balance de materia como: (Masa que entra en el proceso de mezcla = Masa que sale en el proceso) Si el proceso es la mezcla de nata con leche desnatada: El balance de materia ‘a la totalidad de la materia’ (expresado en kg) es: kg de nata inicial (N) + kg de leche desnatada (L) = kg nata final (Nf): 200 + L =Nf Hagamos ahora un balance de materia sólo para la grasa teniendo en cuenta la grasa que entra y la que sale. Sea: xgn = La fracción en peso de la grasa de la nata inicial, es decir el porcentaje dividido entre 100 o los tantos por uno de grasa de la nata inicial. xgnf = La fracción en peso de la grasa de la nata final. xgl = La fracción en peso de la grasa de la leche desnatada. Auxiliar: Lic. Frank Contreras 3 2011 LABORATORIO AGROINDUSTRIA ANIMAL II Prof(as). Jacovelin Morales y Patricia Rojas El Balance de materia a la grasa (grasa que entra en el proceso = grasa que sale del proceso) quedaría así: xgn * 200 + xgl * L = xgnf * Nf 0.40 * 200 = 0.32 * Nf, Lo que significa que 40% de 200 kg es la grasa que entra en el proceso y 32% de y es la grasa que sale. Ahora resuelve el sistema de dos ecuaciones formado por ambos balances de materia y verás que x = 50 kg de leche desnatada B) El mismo ejercicio resuelve por otro método de cálculo: el cuadrado de Pearson 1. Coloca el porcentaje deseado, en este caso de grasa, en el centro del cuadrado. 2. Coloca los porcentajes de los flujos de entrada en las esquinas de la izquierda. 3. Resta en X, es decir esquina superior izquierda menos centro y el resultado se pone, en valor absoluto, en la esquina inferior derecha, ahora esquina inferior izquierda menos centro y el resultado en valor absoluto se coloca en esquina superior derecha. 4. Usa los números de las esquinas derechas como relación proporcional de los flujos de entrada: 32 son las partes de nata inicial, 8 son las partes de leche desnatada y (32+8) =40 (Suma), las partes de flujo de salida o partes totales de mezcla. Auxiliar: Lic. Frank Contreras 4 2011 LABORATORIO AGROINDUSTRIA ANIMAL II 2011 Prof(as). Jacovelin Morales y Patricia Rojas 5) De esta forma el flujo de entrada de nata que es 200 kg, se corresponde con 32 partes y la leche desnatada con 8 partes. N 40 32 32 Por regla de tres 200 ------- 32 L 0 8 x -------- 8 x = 50 kg de leche desnatada Nf Suma 40 N = Flujo de entrada 1; L = Flujo de entrada 2; Nf= Suma de ambos flujos de entrada. ACTIVIDAD PRÁCTICA. Calcule experimentalmente la cantidad de grasa de la leche a emplear si no se conoce. Anote el valor de grasa que indica el empaque de la nata comercial a utilizar. Basado en los valores anteriormente mencionados realice el ejercicio que el profesor le proporcionará. (tiene 20 minutos para realizarlo con su equipo de trabajo) Una vez resuelto el ejercicio pese las cantidades de nata y leche para obtener la crema de leche estandarizada y mezcle. Auxiliar: Lic. Frank Contreras 5 LABORATORIO AGROINDUSTRIA ANIMAL II Prof(as). Jacovelin Morales y Patricia Rojas Finalmente calcule experimentalmente el valor obtenido finalmente en la mezcla. REPORTE FINAL: Nombre y Apellido: ____________________________ Apunte los resultados obtenidos en el ejercicio práctico realizado (cantidad inicial de grasa de cada componente y cantidad calculada para la nata final). Grasa de la nata (inicial): ______________ Grasa de la leche: ______________ Grasa de la nata final (calculada): ______________ Anote el valor obtenido en el análisis de grasa final de la leche. Grasa de la nata final (valor experimental):_________ ¿Se corresponde el valor calculado con el obtenido en el análisis de grasa por el método de gerber? Razone y concluya. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Anexe la actividad 1 de pre-laboratorio. Entregue al finalizar la sesión de práctica. Auxiliar: Lic. Frank Contreras 6 2011 LABORATORIO AGROINDUSTRIA ANIMAL II Prof(as). Jacovelin Morales y Patricia Rojas (Recuerde dejar un borrador de este reporte para usted) EJERCICIO PROPUESTO Se tiene 50 g de nata con una riqueza en grasa de 30% y una leche con porcentaje de grasa desconocido, y se desea estandarizar la crema para la elaboración de helados, al 9% de grasa. Calcule las cantidades de cada ingrediente a agregar para obtener 100 g de mezcla. Calcule la cantidad de grasa en la leche a utilizar y la cantidad de grasa de la mezcla final de manera experimental empleando el método Gerber. Auxiliar: Lic. Frank Contreras 7 2011