El proceso completo: formulación, emulsión, pasteurización, cristalización y empaque.
El Proceso
La margarina es una emulsión de agua en grasa, con pequeñas gotas de agua dispersas uniformemente en una fase cristalina estable.
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Las fases acuosa y grasa se funden, pasteurizan y emulsifican. Los tanques buffer garantizan un flujo de alimentación y presión constantes hacia la zona de cristalización.
La emulsión se bombea a alta presión hacia intercambiadores de calor de superficie raspada (SSHE) para un subenfriamiento rápido. Inmediatamente, las unidades de amasado aplican cizallamiento mecánico intensivo para formar y estabilizar la red cristalina de la grasa.
El ajuste de la temperatura del SSHE y las RPM en los amasadores es lo que permite configurar la línea para los diferentes tipos de margarina: de mesa, líquida o untable.
Tipos de Margarina
Se pueden producir diferentes tipos de margarina, como:
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Para uso doméstico y panadería en barra.
Untable de consistencia cremosa, ideal para envasado en tarrinas.
Plástica, con alto punto de fusión, formulada para laminación.
Formulaciones reducidas en grasa con alta estabilidad de emulsión.
Almacenamiento y Dosificación
Los aceites y grasas naturales son mezclas multicomponentes de triacilglicéridos, y su composición determina las propiedades físicas y las características del producto final.
Por eso es habitual utilizar mezclas de distintas grasas para lograr las características deseadas.
Las grasas son un ingrediente principal (85-86%) de la margarina, por lo tanto, es necesario almacenar y dosificar toneladas todos los días. Por eso es importante contar con un sistema automático de almacenamiento y dosificación.
Cada grasa y aceite se funde y almacena en tanques de almacenamiento con sistema de control de temperatura, con sensores por encima del punto de fusión, y luego se dosifica automáticamente a través de caudalímetros en el tanque de mezcla.
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Preparación de Fases
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Las fases grasa y acuosa deben prepararse por separado para asegurar que todos los ingredientes en polvo se disuelvan adecuadamente.
Emulsión
Las fases grasa y acuosa se dosifican en el tanque de mezcla. Una combinación de fuerza mecánica (electroemulsificador a 1450 rpm) y enfriamiento térmico/químico permite la formación de una emulsión muy estable, con gotitas de agua de unas 3 micras dispersas en la fase oleosa.
Procesos Térmicos
La pasteurización es necesaria para tener un producto libre de microorganismos, al eliminar los patógenos y los dañinos que no forman esporas.
El comportamiento de cristalización de los lípidos tiene implicaciones importantes en el procesamiento industrial de productos alimenticios cuyas características físicas (consistencia, plasticidad y sensación en boca) dependen en gran medida de los cristales de grasa.
Los parámetros del proceso —como la tasa de enfriamiento, composición y tiempo de residencia— impactan directamente en el comportamiento de cristalización, por lo que el diseño de un proceso de cristalización exitoso depende de la elección de los parámetros del proceso que produzcan cristales con las características requeridas.
La cristalización ocurre a través de una secuencia de mecanismos interdependientes que contribuyen todos al resultado final.
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Mecanismos de Cristalización
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Para iniciar la formación de cristales a partir del estado líquido, la emulsión debe someterse a un enfriamiento severo y rápido en el SSHE (Intercambiador de Calor de Superficie Raspada).
Una vez que se ha formado un núcleo cristalino, comienza a crecer debido a la incorporación de otras moléculas del líquido sobresaturado que rodea al cristal. La aplicación de grasas en productos alimenticios requiere que el tamaño promedio de los cristales sea menor de 30 µm para evitar una sensación de granulosidad en la boca.
Los compuestos de cadena larga como los triglicéridos pueden existir en diferentes formas cristalinas con propiedades específicas, referidas a los polimorfos α, β' y β. La β' (beta prima) es la forma cristalina con mejor funcionalidad: es más blanda y proporciona mayores propiedades de aireación y cremosidad. El aceite de palma tiene una alta estabilidad en forma β', por lo que se utiliza a menudo en el proceso de plastificación de grasas.
Cristalizadores
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El sistema de cristalización alcanza un alto nivel de control de los parámetros del proceso y permite combinaciones flexibles de los equipos para cumplir con las condiciones óptimas de operación, garantizando así la forma cristalina y la textura del producto requerido.
Refundición
El producto se amasa en las Máquinas de Rotor de Pines (Pin Rotor Machines), donde mediante una velocidad de rotación y un tiempo de residencia variables, es posible alcanzar la textura requerida. La secuencia de cristalizadores y amasadores de pines puede variar según la capacidad de la línea y el tipo de margarina que se desee producir.
En caso de producirse alguna parada aguas abajo del cristalizador, el producto se refunde a través de un Intercambiador de Calor de Superficie Raspada y se recircula a un tanque de almacenamiento.
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Sistema CIP
Un ciclo de limpieza consta de:
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Primer Enjuague
Elimina la mayor parte de los residuos de producto en las tuberías después de la producción. Esta agua va al desagüe después de pasar por la planta.
Limpieza con detergente alcalino o ácido
Esta solución puede reutilizarse más de una vez y se recicla de vuelta al tanque de soda/detergente. La concentración óptima del detergente se mantiene automáticamente mediante un medidor de conductividad y un dosificador.
Neutralización con solución ácida
Opcional, dependiendo del producto.
Enjuague Final con agua fresca
Necesario para eliminar los productos químicos que pueden quedar en las tuberías. Al final de esta fase el agua se recicla de vuelta al tanque de primer enjuague para el siguiente ciclo.
Factores que afectan la eficiencia del ciclo de limpieza:
Todos estos parámetros pueden configurarse y controlarse con el sistema CIP automático, para garantizar la misma eficacia de limpieza en cada ciclo.