Control de Proceso
- Atajo a mejores productos
y mayores ganancias
La tarea de cualquier central lechera es la de transformar las materias primas disponibles en la máxima cantidad de productos acabados de alto valor. Y en esta tarea la central lechera debe es- forzarse para minimizar la pérdida de componen- tes costosos y el uso de recursos: Ingredientes añadidos, energía y obra de mano.
Por eso es esencial que la gestión de la produc- ción lechera disponga de información detallada sobre la composición en todas las etapas de la producción. La información se usa para planear y controlar la producción y para calcular la lla- mada Balanza de Masa. La Balanza de Masa describe la relacion entre la cantidad de compo- nentes de valor en las materias primas recibidas y la cantidad de los mismos componentes en los productos acabados.
Obligaciones en Ia producción lechera
Sin embargo, en la busca de máxima rentabili- dad existe una serie de aspectos a tomar en con- sideración:
• Cumplimiento de demandas y reglamentos legales.
• Especificaciones y declaraciones de produc- tos acabados.
• Textura, sabor y otras caracteristicas.
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; Demandas legales
Las leyes alimenticias nacionales de la mayoría de los países contienen cierto criterio en cuanto a la higiene y la seguridad alimenticia. Además, en muchos países se han asignado límites de concentración específicos a ciertos productos lácteos. Las autoridades públicas supervisan que se observen estos límites y la no observancia de los mismos resulta en multas a las centrales le- cheras. En Dinamarca, por ejemplo, la leche de consumo debe seguir este criterio:
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; Especificaciones de los productos acabados
De acuerdo con muchas leyes alimenticias na- cionales también es obligatorio declarar el valor nutritivo de los productos acabados. Otra vez, las autoridades inspeccionarán la conformidad con la etiqueta y el productor puede ser sancionado por producir lotes de substandard.
En la venta por mayor de mercancías sueltas, ta- les como la leche en polvo, estas se comparan además con las especificaciones de producto que deben ser validadas antes de la expedición.
Igualmente, las cadenas de venta por menor que distribuyen productos lácteos establecen especi- ficaciones por su marca particular.
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; Demandas del consumidor
Finalmente, las propiedades físicas y el sabor de los productos acabados que los consumidores demandan también deben tomarse en con- sideración. Por ejemplo:
• Yogur debe alcanzar siempre cierta textura viscosa o gelatinosa.
• Queso debe obtener una composición especí- fica, no solo para obtener el rendimiento máximo, sino también para obtener las propie- dades deseadas. Demasiada grasa hará un queso demasiado blando y difícil de cortar y demasiado poca humedad hará un queso demasiado duro.
• En la producción de helados o postres es importante mezclar la cantidad correcta de azúcar, grasa, proteína y sabores para obtener el sabor correcto.
• En la leche condensada y azucarada debe añadirse la cantidad suficiente de azúcar para hacer un producto auto-preservado.
Mejoramiento de las ganancias
o t c u d o r
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a s a r G e d a
d a t a n s e d e h c e
L 0,3%
a t a d a n s e d i m e s e h c e
L 1,5% 1,8%
a r e t n e e h c e
L 3,5%
a d it a b a t a
N 38% 40%
Estandarización
- los medios para alcanzar el objetivo
Para asegurar que el rendimiento sea óptimo y que los productos acabados tengan una compo- sición consistente y correcta, es necesario ma- nipular la relación entre los varios componentes de leche durante el proceso de producción. Se hace referencia a estas manipulaciones como estandarización.
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; Estandarización de Grasa - un ejemplo
En Dinamarca, la leche entera debe contener un mínimo de grasa del 3,5 %. Como el contenido de grasa en la leche natural de vaca danesa es típicamente el 4,2 %, la grasa sobrante puede re- moverse y usarse para otros fines.
Para ajustar la concentración de grasa se requie- re un llamado separador. Un separador es una centrífuga que centrifugando divide la leche en una fracción de nata pesada y una fracción de nata más liviana. Sabiendo el contenido de grasa de la leche desnatada y la nata después del separador, es posible mezclar la leche desnatada añadiendo nata para alcanzar exactamente el 3,5 % de grasa.
En primer lugar, se logra tener la composición de la leche entera dentro de los límites legales espe- cificados. Segundo, pero no menos importante, la central lechera se asegura que no regale compo- nentes de valor que pudiesen haberse vendido a un precio mucho mejor.
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; Estandarización de Proteína
Para la producción de otros productos lácteos, tales como yogur, queso y leche en polvo, tam- bién puede ser necesario disponer de informa- ción sobre - y a veces manipular con el conte- nido de - Proteina, Sólidos Totales o Sólidos no Grasos.
La concentración de proteína en la leche pue- de ser elevada añadiendo polvo de leche desnatada, leche desnatada condensada o leche ultra filtrada.
Para reducir el contenido de proteína puede aña- dirse lactosa extra o permeado de un proceso de ultra filtración.
Como la proteína es el componente de mejor precio de las materias primas, un control es- tricto en este proceso de estandarización hace la diferencia entre las ganancias y las pérdidas.
s - el desafío del control de la producci
Las herramientas necesarias para Ia estandarización
La habilidad para estandardizar y así optimar la producción lechera depende mucho de las herra- mientas analíticas disponibles:
• Cuanto más rápidos los resultados, cuanto antes puede ajustarse el proceso.
• Cuanto más exactos los resultados, pueden hacerse los ajustes más cercanos a los valores blanco.
• Cuanto más frecuentes los resultados, mejo- res ajustes pueden hacerse para las variacio- nes inesperadas en la composición.
Los métodos de química húmeda tradicional son generalmente dicho o bien
• Muy precisos, pero lentos, intensivos en obra de mano y costosos (p. ej. el método Röse- Gottlieb) o bien
• Rápidos, pero imprecisos y dependen de mucho del operario (p. ej. el método Gerber) Por otra parte, para ejecutar correctamente tales métodos se comprende a menudo el uso de quí- micos peligrosos y requiere plantilla cualificada.
Sin embargo, la desventaja principal es que si se usan estos métodos, existen solo muy pocas oportunidades para optimar el proceso.
• Los métodos exactos tradicionales son tan lentos que sólo pueden usarse para la colec- ción de datos históricos y no para correccio- nes instantáneas.
• Cuanto más rápidos, pero menos precisos los métodos tradicionales, es necesario añadir un margen considerable de seguridad al límite para asegurar que ningún lote quede fuera de las especificaciones. Tal margen adicional representa una pérdida en la producción.
Con un analizador rápido, preciso e indepen- diente del operario colocado a línea - o aun me- jor: en línea - la plantilla de producción pueden no sólo obtener resultados más fiables y más rá- pidos; gracias a la velocidad, el manejo sencillo y los reducidos costos de análisis pueden ade- más incrementar la frecuencia con la que contro- lan y ajustan el proceso.
Tal herramienta servirá para reducir conside- rablemente la variación entre los lotes de pro- ducción - y una vez reducida la variación, el va- lor blanco puede acercarse al límite y así mejorando la rentabilidad.
ón en la industria lechera moderna
mejoramiento de la calidad
Ejemplo: Ahorrando más de 100.000 USD por año
Imagínese una central lechera que recibe 200.000 litros de leche al día y que produce leche en bote- llas para beber. El límite legal para el contenido de grasa mínimo es del 3,5 %.
Sólo se usa el método inexacto de Gerber y varía considerablemente la distribución en el contenido de grasa entre los lotes. El 95 % de todos los lotes resulta dentro de la gama del ± 0,15 % sobre el va- lor promedio.
Con tan considerable variación es necesario intentar a alcanzar un valor blanco del 3,65 % de grasa al estandardizar el contenido de grasa para evitar que más del 5 % de todos los lotes resulte por debajo del límite legal.
Ahora introducimos un analizador rápido para el control del proceso a línea. Muy fácilmente reduce la variación entre los lotes a un ± 0,1 %. Con esta variación reducida puede reducirse el valor blanco de un 3,65 % a un 3,6 % sin incrementar el número de lotes de sublímite.
La cantidad de grasa ahorrada en esta manera es:
200.000 * 0,05/100 = 100 kg
de grasa de leche por día. Si esta grasa se transforma en mantequilla o nata, representa un valor de aproximadamente 25 DKK por kg. Si, por otro lado, terminaría en la leche, sólo representaría el valor neto de la leche, 2 DKK por kg.
De modo que en un año la central lechera puede ahorrar:
(25 - 2) DKK/kg * 100 kg/día * 360 días = 828.000 DKK o en US dólares:
(3,55 - 0,30) USD/kg * 100 kg/día * 360 días = 117.000 USD
Aparte de las ventajas obvias de estandardizar la composición básica la leche antes del procesamiento ulterior, existen una serie de puntos control críticos más adelante en la línea de proceso en el que también se requieren resultados instantáneos para obtener una rentabilidad óptima. A continuación se presentan sólo unos pocos ejemplos:
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; Producción de leche en polvo
En primer lugar, debe estandardizarse la proporción entre grasa y sólidos en la leche para alcanzar las proporciones especificadas en el polvo acabado. Una vez logrado esto, la mayoría del agua se evapora bajo vacío. Es mucho menos costoso remover el agua en evaporadores que en el paso siguiente, la torre de de- secación por espray. Por eso es provechoso analizar y controlar el grado de concentración del evaporador midiendo la concentración de Sólidos Totales.
Después de la desecación por espray el contenido de humedad puede hacerse un ajuste fino en el llamado fluid-bed. En esta fase resultados rápidos y fiables pueden usarse para retener la máxima tasa de hume- dad en el polvo y ya encontrarse dentro de los límites legales.
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; Producción continua de mantequilla De acuerdo con la legislación la mantequilla debe contener un máximo del 16 % de humedad. La com- posición final de la mantequilla se ajusta mezclando más o menos agua, salmuera o cultivo en la mante- quilla en la última fase del proceso de mantequera au- tomático. Se reduce la variación, si se dispone de la información instantánea sobre el contenido de hume- dad y los ajustes subsecuentes en esta fase, que a su vez hace posible incrementar el contenido de hume- dad promedio en la mantequilla producida.
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; Producción de queso
La rentabilidad y la calidad de la producción de queso empieza con la estandarización correcta de la leche.
Para alcanzar la grasa especificada en la materia seca en el queso acabado, es necesario ajustar la pro- porción de grasa a la de proteina en la leche de queso (o aun mejor la proporción de grasa a la de caseína).
Durante el proceso de producción del queso es esen- cial disponer de informacion rápida sobre el contenido de humedad de los quesos intermediados para poder controlar los vanios pasos de procesamiento. Los pro- cesos de cortar, agitar y especialmente apretar tienen todos gran impacto en el contenido de humedad en los quesos acabados.
En conexión con la producción de tipos de quesos frescos, tales como queso crema y quark, se usa un separador especial para controlar el contenido de hu- medad en los productos acabados. Esto a su vez re- presenta un punto de control que puede optimarse usando resultados analíticos apropiados y instantá- neos.
Control de proceso más adelante
P/N 1025193, Edición 2ES, Mayo 2002
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