Capitulo I Las materias primas y los procesos.Emmanuel

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CAPITULO I

“LAS MATERIAS PRIMAS Y LOS PROCESOS”

 

INTRODUCCION

La adecuación para el proceso de una materia prima alimentaria viene determinada por la evaluación equilibrada de sus propiedades, tales como:

Disponibilidad (a)

Geometría (g)

Propiedades físicas

Propiedades funcionales

Desarrollo

Propiedades mecánicas

Características térmicas y eléctricas

 

PROPIEDADES GEOMETRICAS DE LOS ALIMENTOS

 

La forma, su uniformidad, la carencia de irregularidades superficiales y el tamaño son índices importantes para el proceso.

 

Forma:

Las relaciones dimensionales de un alimento son importantes, entre otros, en los casos siguientes: etiquetado, control del peso al llenado, congelación y otros procesos térmicos.

Uniformidad de la forma:

Es importante para el llenado de envases, transporte, tratamiento térmico, congelación, deshidratación y durante las operaciones de selección y clasificación.

Carencia e irregularidades en la superficie:

 

La existencia de salientes o depresiones superficiales en las unidades alimento crean problemas de limpieza y procesado

Las materias primas constituyen una gran parte del costo de los alimentos procesados. Las imperfecciones superficiales eliminadas adrede o durante el procesado contribuyen de modo significativo a estos costos. Deberán, pues, seleccionarse o desarrollarse variedades específicas para minimizar estos defectos.

 

Tamaño y peso de las unidades alimento:

Existen dimensiones optimas para cada proceso  y materia prima de acuerdo son las especificaciones que deben llenar. En tanto que la selección puede ayudar en el control del tamaño y peso, las materias primas con un exceso o defecto crean al fabricante problemas económicos y de eliminación del producto inservible.

Superficie especifica de las unidades alimento:

Esta propiedad de la materia prima es importante en los procesos en los que ocurren reacciones gas/sólido y liquido/sólido tales como la respiración.

 

OTRAS PROPIEDADES FISICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS

 

Color:

Los cambios de color durante el proceso son mínimos, de tal manera que el color de la materia prima es un índice de su adecuación para estos procesos.

El control de color se efectúa seleccionando variedades que resisten el proceso correspondiente.

Textura:

Se basan en pruebas sensoriales, mediante paneles de degustadores entrenados, o por procedimientos instrumentales.

Propiedades aero e hidrodinámicas:

Las diferencias existentes entre las partes deseables y no deseables de una materia prima se pueden utilizar para limpiarla, seleccionarla y clasificarla.

Propiedades friccionales:

Antes de que los granos se puedan deslizar por una rampa o descargar­los de un depósito voluminoso deben vencer las fuerzas estáticas de fric­ción debidas a la acción entre partículas y a la fricción partícula-pared.

 

Propiedades funcionales de las materias primas alimentarias:

Una materia prima de funcionalidad ideal es aquella que se puede procesar para obtener un producto de primera calidad, permitiendo al mismo tiempo un procesado de máxima eficacia.

Flavor:

El Flavor mas que una propiedad es un problema de preferencia personal, cuando se suministra productos a un mercado de masas deben evitarse “flavor” extremos. En algunos casos el "flavor" de un alimento procesado, es más una función de aditivos que de la materia prima.

Flavor no serán ni muy fuertes ni muy débiles.

Algunas variedades para postre pierden su rigidez al procesarlas y resultan, Por lo tanto, inadecuadas.

Estos ejemplos son típicos e ilustran la necesidad de realizar pruebas piloto adecuadas antes de aprobar las materias primas con fines de proce­sado.

 

Resistencia al stress debido al procesado:

 

Algunas variedades para postre pierden su rigidez al procesarlas y resultan, por lo tanto, inadecuadas.

Este ejemplos típico e ilustra la necesidad de realizar pruebas piloto adecuadas antes de aprobar las materias primas con fines de procesado.

 

Carencia de defectos:

 

La fabricación de alimentos, desgraciadamente, es una actividad que produce pocos beneficios, y está basada en materias primas de origen natural, que representan un factor del costo, siendo por lo tanto vital conseguir materias primas con un bajo contenido en defectos.

Los defectos que afec­tan a la adecuación para el procesado son los siguientes:

 

(i)            Deformidades geométricas y desigualdades.

(ii)           Lesión mecánica debida al impacto, punción o abrasión.

(iii)         Defectos de color.

(iv)         Lesiones producidas por animales, hongos y microbios.

(v)          Contaminación por materias primas.

(vi)       Defectos texturales o funcionales.

(vii)        Inmadurez o sobremadurez.

 

PRODUCCION DE MATERIAS PRIMAS

 

Cuando el fabricante considere su fabrica como una prolongación de la zona de cultivo, esta comprometido en muchos problemas que antes concernían al suministrador.

 

Contrato de compra de materias primas:

 

La compra de materias primas en el mercado libre está actualmente desfasada. Hoy día el fabricante de alimentos contrata previamente con el granjero o agricultor un área definida de producción. En este sistema el fabricante tiene que realizar todas o algunas de las siguientes operaciones:

 

(i)      Acuerda el plan de siembra.

(ii)     Suministra las semillas de variedades selectas, fertilizantes y fitosa­nitarios.

(iii)    Indica la fecha de recolección.

(iv)   Suministra ayuda técnica, vía su agente de campo.

(v)     Suministra el equipo para recolección o poda, etc., y a veces, la mano de obra.

(vi)   Contrata o suministra los medios de transporte adecuados a su producción y a sus sistemas de manejo.

 

Este sistema se aplica a un número cada vez mayor de materias primas alimentarias, desde el trigo, la cebada, o el centeno hasta las hortalizas, tales como patatas, guisantes y judías. Es el método más eficaz de asegurar el suministro de los productos necesarios en el tiempo y la cantidad reque­rida.

 

Producción selectiva de materias primas:

 

Cualquier mejora importante de la adecuación de las materias primas para el fin a que se destinan, o la ampliación del período durante el cual las materias primas se pueden recolectar, tiene como resultado una mejora de la eficiencia del procesado y de la utilización de la fábrica.

El desarrollo de variedades aptas para el procesado de alimentos deben tener en consi­deración todos los atributos de la materia prima que se reflejan en la cali­dad del producto terminado.

El desarrollo de variedades adecuadas exige una estrecha cooperación entre cultivadores, centros de investigación y fabricantes, habiéndose realizado en este campo progresos considerables tales como la producción se­lectiva de materias primas como ejemplo: variedades de pepinos  carentes de sabor amargo.

La adopción de la recolección mecánica ha estimulado la producción de variedades con determinadas características de crecimiento. Por ejem­plo, actualmente se dispone de variedades de guisantes de tamaño pequeño, rectas, provistas de vainas fácilmente arrancables. Igualmente se han desa­rrollado variedades de frutas que pueden ser fácilmente arrancadas o soltadas mediante cosechadoras mecánicas.

 

Maduración:

 

La maduración de las materias primas es importante tanto para contro­lar la calidad del producto final como para mejorar la eficacia del procesado. Las variedades para procesar requieren que la madurez sea a la vez unifor­me (para facilitar la recogida mecánica) y predecible, para poder planear la fabricación.

La maduración excesiva trae como consecuencia el rechazo de mucho producto, daños al manipularlo y alteración durante el almacenamiento. Puede disminuir la eficiencia de la esterilización debido a la enorme carga microbiana que con frecuencia contienen los productos sobremadurados. La inmadurez implica una reducción del rendimiento y que el producto acabado tenga un color, sabor y textura inferior al estándar

Las frutas y las verduras se pueden recolec­tar en una amplia gama de estados de madurez dependiendo del fin a que se destinen.

 

Predicción de la maduración:

 

Predecir la fecha de recolección es un dato de gran valor en cualquier planificación. Con muchos alimentos, por ejemplo, carne, leche y huevos las fechas de producción están perfectamente establecidas; en el caso de los guisantes y alubias el "Heat Unit System” se ha mostrado útil para predecir la maduración. Este método se basa en el hecho de que la madu­ración es función de la temperatura de crecimiento. Disponiendo de los datos de crecimiento específico de la variedad a cultivar y de un conoci­miento de los registros meteorológicos medios de la zona de cultivo, es posible realizar una previsión a largo plazo de la fecha probable de reco­lección. Durante el periodo de crecimiento se pueden realizar correcciones para las condiciones meteorológicas existentes en el momento y la previ­sión a largo plazo corregirla de acuerdo con ellas. Por ejemplo, se asume que los guisantes no crecen a temperaturas inferiores a 4,5°. En cualquier día de crecimiento la diferencia entre 4,5° C y la media de temperatura a lo largo del periodo se conoce como el número de "días-grado" o unidades de calor acumuladas (UCA). Las determinaciones de UCA de muchas variedades de guisantes y judías son suministradas por el productor de semillas de tal forma que se puede realizar una predicción fiable del momento de la recolección haciendo uso de este método.

 

Ampliación del tiempo de recolección:

 

El empleo de variedades precoces, medias y tardías ha influido de manera considerable sobre el tiempo durante el cual se dispone de las materias primas alimentarias para su procesado. La adopción de los siste­mas broilers y de baterias ha extendido la disponibilidad de carne de pollo y de huevos. El sistema broiler se utiliza actualmente para la produc­ción de carne de vacuno con resultados prometedores. Las variedades de guisantes han sido objeto de muchas investigaciones con relación al aumento del tiempo de recolección.

La disponibilidad de materias primas se puede alargar conservándolas en salmuera, desecadas, o en forma de pulpa. Además se pueden procesar parcialmente o conservar como alimento en bruto. Ordinariamente este procedimiento trae consigo un aumento de costo y debe estudiarse cuida­dosamente su posibilidad económica antes de adaptarlo.

 

MECANIZACION Y MATERIAS PRIMAS

 

La industria alimentaria, enfrentada con el elevado costo de la mano de obra y su baja rentabilidad ha mecanizado sus operaciones hasta donde le ha sido posible. La mecanización, que ofrece ventajas indudables, si está bien planeada, puede causar excesivos daños al producto.

 

Daños al producto:

 

Las principales causas de daños sufridos por los alimentos son debidas a los operarios, a consecuencia de su manipulación poco cuidadosa, proce­dimientos mecánicos de manejo poco adecuados, mal diseño del equipo y colocación incorrecta en los contenedores.

Los daños del producto ocurren en una fase muy precoz de la cadena de fabricación, comenzando por el criador y cultivador y extendiéndose a lo largo del todo el procesado hasta el empaquetado y la distribución. Se ha dicho que una manzana puede ser manejada 30 veces desde el árbol al consumidor y que los daños por magulladuras en la industria norteameri­cana de manzanas sobrepasan los diez millones de dólares al año.

Los daños se manifiestan de modo diverso; alteración del aspecto del alimento, las infecciones por mohos y otros microorganismos que invaden las áreas magulladas y pinchadas, infestaciones por insectos y gusanos y acele­ración de los procesos enzimáticos y químicos. Los daños se transmiten a los productos sanos adyacentes, causando pérdidas financieras y alterando o invalidando la eficacia del proceso. En los casos más extremos esto representa un peligro claro para la salud pública.

Los productos se lesionan: por impacto con otros o con superficies duras, por excesiva presión causada por el amontonamiento de alimentos, por pinchazos debidos a objetos punzantes y por abrasión ocasionada por el movimiento y la vibración.

 

Recolección mecánica:

 

El paso desde recolección selectiva a mecánica del tipo "una sola vez" o destructivo ha producido una sustancial reducción de los costos de mano de obra, pero tiene muchas desventajas. Entre las más importantes tene­mos al daño excesivo y la consiguiente reducción de calidad y el aumento de la inversión de capital y los costos de mantenimiento. Además, este sistema exige una coordinación cuidadosa entre el campo y la fábrica. Con frecuencia esto exige del fabricante alteraciones del proceso y cambios en su manejo, colocación en contenedores y dispositivos de almacenamiento.

Actualmente las cosechadoras mecánicas utilizan uno o más de los siete principios siguientes:

 

(i)      Sacudida de los árboles o arbustos portadores de la fruta (empleados a veces en unión de pulverizaciones que facilitan la abscisión).

(ii)    Limpieza de frutas tales como fresas, etc.

(iii)   Cortadoras de coles, lechugas, coliflores, etc., donde la planta es seccionada a nivel del suelo.

(iv)   Arrancadoras de zanahorias, rábanos y apio, en los que los tallos son abrazados por cintas que se mueven a ambos lados de la planta.

(v)    Peladora de pepinos y mazorcas de maíz usando rodillos de caucho blando que giran diferencialmente.

(vi)   Desgranadoras de guisantes y alubias implicando arrancamiento, desprendimiento o corte de las matas seguida de desgranado.

(vii) Arrancamiento mecánico de cosechas enterradas tales como patatas y cebollas.

Con frecuencia las máquinas cosechadoras realizan otras operaciones preparatorias, tales como aspiración, tamizado, deshuesado, y selección por el color.

La recolección mecánica, por tanto, requiere un enfoque multidisci­plinario en el que trabajan en estrecha colaboración criadores, granjeros, tecnólogos de los alimentos, ingenieros y economistas.

 

Diseño de contenedores para el transporte de materias primas:

 

Los daños durante el transporte debidos a impacto, abrasión y presión frecuentemente son el resultado de una colocación en contenedores incorrecta. Las observaciones de Pearl indican que los impactos de la fru­ta con la superficie del contenedor son más perjudiciales que los contactos fruta a fruta, siendo menos dañinos en el caso de contenedores muy altos con una relación elevada tomate-superficie del contenedor. Indudablemen­te es necesario considerar otros factores tales como: tipo y variedad de la fruta, su madurez, forma, tamaño (pues afecta a la energía cinética de su caída) y la naturaleza de la superficie del contenedor (su dureza y textura). Los daños debidos a la presión causada por el amontonamiento de productos en los contenedores que son demasiado altos o por excesivo llenado de los contenedores abiertos por arriba es muy común. Algunas manzanas no resisten una sobrecarga de peso estática que exceda a 4 k, en tanto que los albaricoques son todavía más frágiles.

El daño por presión es acumulativo emanando una pirámide de daño desde el punto original de presión. Los daños de este último tipo son más extensos en contenedores planos con una relación elevada de superficie expuesta a fruta que cuando se emplean contenedores altos.

 

Transporte de materias primas:

 

Es indispensable en cualquier proceso disponer de materias primas de la calidad exigida en las cantidades requeridas y en el tiempo deseado. En la industria alimentaria existen problemas peculiares en cuanto a los suministros. Los alimentos crudos son sensibles a la alteración por microorga­nismos, insectos y reacciones químicas y en muchos casos continúan respirando después de recolectados. Una vez recolectados son sólo disponi­bles durante un período de tiempo relativamente corto. Los retrasos en el suministro desorganizan la producción y dañan la calidad de las mate­rias primas. Es vital la programación adecuada y el fabricante deberá espe­cificar los procedimientos de envío en el contrato de compra, o de otro modo excluir al suministrador de la responsabilidad del envío y aceptar por sí mismo los problemas del transporte.

Se deberá poner especial cuidado en la elección correcta del contene­dor. Los vehículos de transporte requieren una atención especial; deberán conservarse adecuadamente a fin de evitar manchas o decoloraciones de los alimentos por los gases del escape o el fuel. Los vehículos circularán sin prisas e ininterrumpidamente y estarán bien ventilados a fin de que el calor de los productos se disipe durante el viaje. Sobre todo, los vehículos se limpiarán a fondo y se mantendrán libres de insectos. En el transporte por contrato es notoriamente difícil controlar estos extremos y con inusi­tada frecuencia las infestaciones por insectos son atribuibles a alimentos transportados en un vehículo que había sido limpiado incorrectamente después de llevar materiales infestados a otros clientes.

Finalmente, es importante asegurar, hasta donde sea posible, que las operaciones de transporte como un todo, estén integradas con los sistemas de manejo utilizados en la factoría. El manejo es caro e inevitablemente daña a las materias primas.

 

Almacenamiento de materias primas:

 

Es necesario la provisión de una zona para almacenamiento de materias primas y productos parcialmente procesados. De este modo, los retrasos en los suministros, los fallos en la producción y las recolecciones realizadas pueden acomodarse y, ocasionalmente, el almacén puede absor­ber las compras anticipadas cuando existen condiciones adecuadas de mercado. Las condiciones del almacenamiento son altamente específicas con respecto a temperatura, humedad y atmósfera del entorno. El almace­naje de cualquier tipo exige capital y es costosa su existencia y manejo. Con las condiciones impuestas por numerosos alimentos, estos factores requieren la consideración más cuidadosa cuando se planifica la zona de almacenaje de la fábrica. Con mucha frecuencia las situaciones de emer­gencia se pueden resolver mediante trabajo extraordinario o por alquiler temporal del espacio de almacenamiento. La provisión de la capacidad de almacenamiento de emergencia deberá plantearse sobre bases mínimas.

 

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