Introducción
Los polvos lácteos producidos mediante secado por atomización se utilizan en toda la industria alimentaria para elaborar productos
que van desde productos de confitería y panadería hasta sopas, salsas y bebidas; también se
suministran directamente a los consumidores. Las propiedades de fluidez de estos polvos definen su utilidad y
por extensión su valor, sobre todo para un procesado eficiente y eficaz de los alimentos. Los polvos que fluyen
con facilidad y fiabilidad a través de la cadena de producción maximizan el rendimiento industrial, eliminando las
paradas imprevistas y las ineficiencias que pueden degradar la rentabilidad. Por tanto, resulta ventajoso saber cómo
fabricar leche en polvo con propiedades de fluidez superiores. Se sabe que el contenido de lípidos
influye mucho, aunque otros factores, como el contenido de humedad y el tamaño de las partículas, también
intervienen en la definición del comportamiento de fluidez.
En este estudio realizado por investigadores de la Universite de Lorraine, Nancy, Francia, se investigó la fluidez de la leche en polvo atomizada en función de la composición del concentrado alimentario y de un pretratamiento de aireación
[1]. A partir de concentrados de leche desnatada, semidesnatada y entera, respectivamente, preparados
por reconstitución de leche desnatada y entera en polvo, se produjeron polvos secados por atomización con distintos contenidos en lípidos - 1,5%, 14% y 26% -
. Estas tres muestras se compararon con análogos aireados de
, producidos batiendo muestras de cada uno de los concentrados antes del secado por atomización en condiciones estrictamente comparables. Se midieron las propiedades de flujo dinámico y de cizallamiento
de las seis leches en polvo secadas por atomización utilizando el FT4 Powder Rheometer®. Los resultados muestran una valiosa correlación
entre las propiedades de los concentrados de alimentación y las propiedades de flujo relevantes para el proceso.
Fluidez
Los valores de energía básica de fluidez (BFE) cuantifican la propensión de un polvo a fluir en condiciones de confinamiento o de forzamiento
, cuando se encuentra en un estado de tensión baja a moderada. Los valores de BFE se han asociado de forma segura
con, por ejemplo, el rendimiento de la mezcla y el flujo a través del marco de alimentación de un sistema de dosificación
o una prensa de tableteado, lo que los hace relevantes para las operaciones de procesado de alimentos. Además,
son altamente diferenciadores, a menudo capaces de detectar incluso pequeñas diferencias en muestras que otras propiedades
de flujo clasifican como idénticas o muy similares.
Para estas leches en polvo, se observó que el BFE aumentaba con el contenido en lípidos (desnatada: 1,5%, semidesnatada: 14%, entera: 26%) para la no tratada, y también para las muestras preparadas a partir de concentrados tratados/aireados
. Con estos datos, podemos ver que la aireación tiene una fuerte influencia en el BFE, aumentando
la resistencia al flujo.
Las propiedades de cizallamiento, como la cohesión, cuantifican el comportamiento de los polvos consolidados sometidos a tensiones relativamente elevadas y son pertinentes para el rendimiento de la descarga de la tolva. Estos resultados ofrecen una perspectiva diferente de las muestras, indicando una diferenciación mínima entre la leche en polvo semidesnatada y la entera, pero una cohesión notablemente menor en la muestra desnatada. En las tres muestras, la aireación sólo tiene un efecto marginal sobre el comportamiento de la muestra.
Las propiedades fisicoquímicas medidas en la leche en polvo permiten comprender mejor estas tendencias observadas. Por ejemplo, se observó que las leches en polvo semidesnatada y entera tenían un contenido elevado y sobrerrepresentativo de lípidos en la superficie. El aumento de la "pegajosidad" de la superficie como resultado de la distribución de lípidos explica por tanto la elevada cohesión y resistencia al flujo observadas en la leche en polvo semidesnatada y entera, en comparación con la desnatada. El efecto más marcado observado en condiciones de alta tensión puede ser el resultado de la liberación de grasa libre en la superficie del polvo bajo carga consolidante.
La aireación produce una dispersión más uniforme de los lípidos, pero al mismo tiempo da lugar a distribuciones granulométricas más estrechas centradas en un tamaño de partícula más fino. Esta última tendencia influye potencialmente en el empaquetamiento de las partículas, un comportamiento importante con respecto a los valores de BFE y, por lo tanto, puede ayudar a explicar las tendencias en el comportamiento del flujo observadas en condiciones de baja tensión; la alta consolidación enmascara potencialmente las diferencias inducidas por el pretratamiento.
Sin embargo, lo más importante es que las tendencias observadas permiten comprender cómo se comportan los distintos tipos de leche en polvo durante el proceso. Un bajo contenido en lípidos favorece claramente una baja cohesión y una buena fluidez en tolvas y silos y, en general, los procesadores que buscan airear los concentrados lácteos para mejorar características como la humectabilidad y la solubilidad deben tener cuidado con la posibilidad de comprometer simultáneamente la fluidez y, por extensión, la procesabilidad.
Conclusión
Los resultados presentados aquí ilustran el valor de medir las propiedades dinámicas y de cizallamiento del polvo
para obtener información relevante para el proceso sobre diferentes leches en polvo y el impacto del pretratamiento del concentrado
. Este tipo de análisis multivariante proporciona un nivel de detalle inalcanzable
a través de métodos de análisis de polvo simples, de un solo parámetro, y puede ser muy eficaz para apoyar
el desarrollo de ingredientes óptimos para el procesado de alimentos.
Referencias
[1] T. Fournaise, J. Burgain, C. Perroud, J. Scher, G. Gaiani, J. Petit 'Impact of formulation on reconstitution and flowability of spray-dried milk powders' Powder Technology 372 (2020) 107-116.
