sábado, 26 de mayo de 2007

...BATIDILLO...

INTRODUCCION

El batidillo es un producto natural derivado de los jugos de la caña de azúcar, que mediante varios procesos da como resultado un producto con altos contenidos de sacarosa al igual que fructuosa, galactosa, glucosa, azucares reductores, cenizas, minerales, vitaminas, proteínas entre otros. El proceso inicia con la extracción del jugo de la caña de azúcar, mediante el paso de ésta por un molino, luego se inicia un proceso de prelimipiado de los jugos. Posteriormente se limpian los jugos pero con adición de calor, con la utilización de hornilla y pailas. Luego de la prelimpieza y limpieza se inicia el proceso de deshidratación de los jugos pasando por 2 calderas que deshidratan a una temperatura entre 98 y 110°C. en las pailas y entre 800 y 900°C en la hornilla.

Otro de los pasos es la concentración de los azucares, en el cual se utilizan 4 pailas las cuales mantienen una temperatura de 110 hasta 128°C, y 900 a 1100°C, punto en el cual se termina el proceso en caliente y se inicia el batido y moldeo en el cual se utiliza el batido manual en bateas o pailas y que junto a la adición de escencias, como pueden ser aguardiente, trozos de fruta, cortezas de limon, maní, uvas pasas, se tiene la materia prima para pasar a los moldes que se emplean para tal fin, normalmente de forma triangular, y por último se empacan de variadas formas, ya dependiendo de la imaginación del productor.


LA CAÑA DE AZUCAR

La caña de azúcar (Saccharum officinarum L) es una gramínea tropical, un pasto gigante emparentado con el sorgo y el maíz en cuyo tallo se forma y acumula un jugo rico en sacarosa. La sacarosa es sintetizada por la caña gracias a la energía tomada del sol durante la fotosíntesis.
Su forma es erecta con tallos cilíndricos de 2 a 5 metros de altura, diámetro variable
de 2 a 4 cm y nudos pronunciados sobre los cuales se insertan alternadamente las hojas delgadas. Consta de una parte exterior formada por la corteza, comúnmente cubierta de una capa de cera de grosor variable que contiene el material colorante, una porción interna constituida por el parénquima y paquetes fibrovasculares dispuestos longitudinalmente, terminando en hojas o yemas. Su crecimiento y desarrollo dependen de ciertos factores como luminosidad, temperatura, precipitación de lluvias, vientos y variedades.
Composición química de la caña

Está compuesta principalmente por agua, y una parte sólida la cual a su vez está compuesta principalmente de fibra y sólidos solubles. Entre los sólidos solubles de la caña sobresalen los azúcares como sacarosa, glucosa y fructuosa y otros compuestos menores como minerales, proteínas, ceras, grasas y ácidos que pueden estar en forma libre o combinada. La proporción en la que se encuentran cada uno de estos compuestos está dada por la variedad, tipo de suelo, manejo agronómico, edad, factores climáticos, etc. y estos a su vez son alterados durante el proceso de tal forma que se dificulta obtener un producto totalmente homogéneo.

Fibra: Está constituida principalmente por celulosa, pentosanas, lignina y cenizas.
Sólidos solubles: Los azúcares se clasifican químicamente como carbohidratos y se caracterizan por ser compuestos de carbono combinados con oxígeno e hidrógeno en las proporciones de la molécula de agua. La hidrólisis o rompimiento de la molécula de sacarosa a glucosa (dextrosa) y fructuosa (levulosa) se conoce como inversión de la sacarosa.
Este fenómeno se inicia en la misma planta de caña, pero se acelera después del corte por efectos de temperatura, y pH. La sacarosa es estable en medio alcalino, mientras que los azúcares reductores lo son en medio ácidos. La sacarosa se sintetiza en la caña de abajo hacia arriba y su contenido aumenta con el tiempo hasta alcanzar su óptimo de madurez, momento en el cual se inicia la inversión de la sacarosa. Esta madurez en sacarosa es alcanzada por cada variedad a una edad diferente.


Otros compuestos: el porcentaje de este tipo de compuestos es bajo, generalmente esta por el orden de 1.0% del total. Ácidos Orgánicos: en los jugos de caña de azúcar se han identificados los siguientes ácidos orgánicos Acotínico, Málico, Oxálico, Cítrico, Succínico y Fumárico.
Compuestos Nitrogenados: el nitrógeno total presente en la caña varía entre 0,036 y 0,05%, la mayor parte se encuentra en las hojas y puntas del tallo o cogollo. Los más importantes son las proteínas que son sustancias complejas de alto peso molecular y sus unidades constituyentes los aminoácidos. Entre las proteínas identificadas en los jugos de caña se encuentran las siguientes proteínas: albúminas, nucleínas y peptonas; y los principales aminoácidos son: Acido Aspártico, Glutámico y Alanina.

Lípidos: El contenido de lípidos totales de la caña en base seca es de 0,69%, siendo las semillas las de mayor contenido, cerca del 2,01%. Los Lípidos de la caña de azúcar corresponden a las grasas y ceras de la misma, son constituyentes indeseables en el jugo, se eliminan parcialmente en la clarificación.



Compuestos coloreados: se clasifican en cuatro grupos: Clorofilas, Xantofilas, Carotenos, Antocianinas. Los tres primeros son insolubles en soluciones azucaradas. Las Clorofilas son responsables del color verde y las Xantofilas y Carotenos de las coloraciones amarillas. Las Antocianinas son solubles en soluciones azucaradas y producen tonalidades azules, rojas o violetas dependiendo del pH del jugo.

Compuestos de la caña que pueden desarrollar color. Son aquellos que al reaccionar con otras sustancias forman materiales colorantes. Se pueden clasificar en dos grupos: Polifenoles y amino-compuestos. Los primeros reaccionan con el hierro y el oxígeno especialmente en soluciones alcalinas da origen a compuestos de color oscuro. Las segundas reaccionan con los azúcares reductores presentes formando compuestos coloreados.

Compuestos inorgánicos: se conocen comúnmente como minerales y su concentración en el jugo varía dependiendo del tipo de suelo, fertilización y variedad de caña. Los principales son: Sílice (SiO2), Potasio (K2O), Soda (Na2O), Cal (CaO), Magnesio (MgO), Hierro (Fe2O3), Acido Fosfórico (P2O5), Acido Sulfúrico (S2O3), Cloro (Cl).

Polisacáridos. Están constituidos principalmente por el almidón que se encuentra en el protoplasma de las hojas y en el extremo de los tallos de la caña. Su presencia dificulta la clarificación de los jugos y mieles, debido a su alta solubilidad en caliente.


PROCESOS PARA LA ELABORACION DEL BATIDILLO
1. MOLIENDA (extracción del jugo)

En está operación se obtienen dos productos: el jugo crudo como producto principal y el bagazo húmedo. El nivel de extracción y la concentración de sólidos solubles de los jugos afectan directamente el rendimiento en la producción. El porcentaje de extracción (peso del jugo*100/peso de la caña) depende de las condiciones de operación del molino y tiene efectos marcados sobre la calidad y cantidad de jugo que se obtiene. En términos generales para molinos de 3 mazas una extracción óptima está en 58-60% y para molinos de 6 mazas uno detrás de otro hasta el 68%, para extracciones mayores hasta 75% debe usarse una lixiviación o adicionar un solvente, al bagazo para remover azúcares.

El jugo obtenido directamente del molino, físico - químicamente es un dispersoide compuesto por materiales en todos los tamaños, desde partículas gruesas hasta iones y coloides. El material grueso consiste principalmente de tierra, partículas de bagazo y cera. Los coloides en el jugo incluyen tanto los derivados del suelo como los de la caña y están constituidos principalmente por partículas de tierra, ceras, grasas, proteínas, vitaminas, gomas, pectinas, taninos y material colorante. Su porcentaje es pequeño y fluctúa entre 0.05 a 0.3%. Las dispersiones iónicas y moleculares, corresponden básicamente a azúcares y constituyentes minerales.

El Bagazo o remanente de los tallos de la caña de azúcar después de extraerse el jugo es utilizado en la generación de calor mediante su combustión en las hornillas o calderas. En los trapiches CIMPA se utiliza el bagazo como sale del molino, con 45% de humedad, en los tradicionales se requiere someterlo a un proceso de secado natural previo, el cual tiene una duración promedio de 20 - 40 días en cobertizos llamados bagaceras, hasta conseguir una humedad de menos del 30%. El tiempo de secado depende de algunos factores como son: dimensiones del arrume, condiciones climáticas del sitio, humedad con la que sale el bagazo del molino y características de construcción de la bagacera.

LIMPIEZA DE LOS JUGOS

La limpieza de los jugos es indispensable para obtener panelas libres de sólidos insolubles e impurezas y menor color. La limpieza de los jugos se divide en dos etapas la prelimpieza y la clarificación.

2. LA PRELIMPIEZA

Los jugos en el proceso de producción de panela, consiste en eliminar por medios físicos y a temperatura ambiente el material grueso con el que sale el jugo de caña del molino. Este material consiste principalmente en tierra, partículas de bagazo y cera (torta), para su separación se usa el pozuelo, las mallas o prelimpiadores diseñados por el CIMPA. Cualquiera de estos equipos de prelimpieza requieren para su buen funcionamiento un adecuado mantenimiento y limpieza, mínimo cada 6 h, con el fin de evitar la fermentación de los jugos y como consecuencia un aumento de la acidez de los jugos, y de los azucares reductores.

3. CLARIFICACIÓN

La clarificación tiene como fin eliminar los sólidos en suspensión, las sustancias coloidales y algunos compuestos colorantes presentes en los jugos durante la producción de panela mediante la aglomeración de dichas partículas.

Terminada la prelimpieza se pasa el jugo directamente a la paila recibidora a una temperatura cercana a la del ambiente para iniciar su calentamiento hasta 50-55°c. El calentamiento del jugo acelera su velocidad de movimiento, lo que permite la coagulación o formación de partículas de mayor tamaño y densidad. Estas partículas son más fácilmente removibles por medios físicos.
Parte de las sustancias precursoras y generadoras de color e impurezas en el producto final, permanecen en solución, sin poder ser removidas debido a su tamaño y requieren la adición de otras sustancias que permitan su eliminación manual. El jugo precalentado se pasa a la paila clarificadora donde se adiciona un agente clarificante para aumentar la coagulación de las impurezas presentes en el jugo.

La coagulación consiste en una serie de reacciones físicas y químicas entre la sustancia adicionada (coagulante) y la solución (jugos) que dan como resultado la remoción o desestabilización de las fuerzas que mantienen unidas las partículas. Los agentes clarificantes o coagulates son de dos tipos los polielectrolítos y los coagulantes metálicos.

Los primeros son polímeros de alto peso molecular naturales o químicos, conformados por uno o varios tipos de monómeros unidos en cadenas lineales o ramificadas que poseen un gran número de sitios activos por cadena y forman macromoléculas de tamaño coloidal. Un exceso de mucílago es perjudicial, el batidillo presentará problemas al tener una consistencia blanda y babosa.

Los coagulantes metálicos se pueden clasificar en tres grupos: sales de aluminio, sales de hierro y compuestos varios, de los cuales los más importantes son la cal, el carbonato de sodio, el carbonato de magnesio, el ácido fosfórico, el fosfato monocálcico y el bióxido de carbono entre otros.

Las impurezas que flotan, se denominadas cachaza, se retiran manualmente con un remellon y se depositan en unos recipientes llamados cachaceras. En estas se separan los jugos que pudieron salir en la remoción de la cachaza quedando en el fondo del recipiente, de donde son devueltos al proceso en la paila clarificadora y la cachaza se lleva a la paila cachacera donde se concentra hasta formar el melote.

Mucílagos vegetales: El mucílago es un producto orgánico de origen vegetal, de peso molecular elevado, superior a 200.000 g/gmol, cuya estructura molecular completa es desconocida. Están conformados por polisacáridos celulósicos que contienen el mismo número de azúcares que las gomas y pectinas.

Los mucílagos se suelen confundir con las gomas y pectinas, diferenciándose de estas sólo en las propiedades físicas. Mientras que las gomas se hinchan en el agua para dar dispersiones coloidales gruesas y las pectinas se gelifican; los mucílagos producen coloides muy poco viscosos, que presentan actividad óptica y pueden ser hidrolizados y fermentados.

Se forma en el interior de las plantas durante su crecimiento. Se asocia en ocasiones con otras sustancias como los taninos. Se cree que almacena agua, facilita la dispersión y germinación de las semillas, espesa las membranas y sirve de reserva alimenticia. En el país los mucílagos mas empleados son los obtenidos del balso, cadillo y el guásimo.

Su uso depende de la disponibilidad y costumbres de la zona. Una de ellas es la del Valle del Cauca y Risaralda, donde para remover la cachaza negra se usa guásimo y para la cachaza blanca se emplea cadillo. Además existen otras plantas o productos vegetales de uso no tan generalizado como la "escoba babosa", el "Juan Blanco", la corteza del fruto del cacao, o el fique.

El Balso: Es un árbol muy común en los climas templados del país, como la Hoya del Río Suárez. Esta planta es del orden de las Malvales, familia de las Sterculiaceae, su nombre científico es Heliocarpus popayanensis. Para su utilización se retira la corteza del árbol teniendo cuidado de cortarlo por cuadros estilo domino, nunca todo el contorno ya que el árbol se muere. Estos cuadros de corteza se maceran o machaca con un mazo con el propósito de liberar los mucílagos. Se dejan en remojo hasta que forme una solución con una viscosidad de 6 cp (similar a la clara del huevo). Se emplea de está solución un volumen igual al 2.5% en volumen de jugo, dividido en dos aplicaciones. la primera cuando los jugos han alcanzado una temperatura de 50-55°C. y la segunda cuando los jugos alcanzan 75°-85°C. Se retira la cachaza de la misma forma que en los anteriores. Para obtener los mejores resultados la velocidad de calentamiento debe ser superior a 1,5°C por minuto, y el pH de los jugos en el momento de adicionar el aglutiante de 5.8.

Dentro de esta etapa se desarrollan son procedimientos adicionales:

3.1 SEPARACION

En esta parte se remueve lo más posible de jugo contenido en la cachaza y es agregado al jugo limpio, este puede ser ejecutado mediante mallas o por medio de filtración.

3.2 CONCENTRACION

El proceso tiene la finalidad de recibir la cachaza resultada del la separacion y concentrarla 40 o 50° Brix, punto de melote, es decir cachaza concentrada que debido a su menor humedad permite un tiempo prolongado de almacenamiento. El melote, gracias a su contenido en azúcares, compuestos nitrogenados y elementos minerales, tiene un alto valor nutricional y de allí su importancia en la dieta de bovinos y equinos.

4. EVAPORACION

La evaporación es la etapa que sigue a la clarificación, el calor suministrado es aprovechado básicamente en el cambio de fase del agua (de líquido a vapor), se elimina cerca del 90% del agua presente, durante esta etapa los jugos permanecen a la temperatura de ebullición del agua. En esta etapa se adiciona parte del agente antiespumante para evitar derramamiento del jugo.

El agente antiespumante y antiadherente es un aceite vegetal con punto de fusión superior a los 128º C.

5. CONCENTRACION

La concentración es la fase en donde se presentan temperaturas superiores a las de ebullición, se debe adicionar el agente antiadherente con el propósito de evitar que se queme en las paredes de la paila la jalea. La inversión de la sacarosa es función de la temperatura, el pH y el tiempo de residencia de los jugos en la hornilla. A partir de los 100°C la inversión se acelera notablemente, por lo que se debe procurar mantener los jugos el menor tiempo posible en esta etapa y a un pH cercano a 5,8, para evitar el aumento de los reductores.

El "Punto" de batidillo se obtiene dependiendo de la altura sobre el nivel del mar entre 103 – 112 °C, la cual corresponde a un porcentaje de sólidos solubles entre 80°- 85 °Brix.

6. BATIDO Y MOLDEO

El batido y moldeo en el cual se utiliza el batido manual en bateas o pailas y que junto a la adición de esencias, como pueden ser aguardiente, trozos de fruta, cortezas de limón, maní, uvas pasas, se tiene la materia prima para pasar a los moldes que se emplean para tal fin, normalmente de forma triangular, y por último se empacan de variadas formas, y a dependiendo de la imaginación del productor.


DIAGRAMA DE FLUJO



BALANCE GENERAL (SISTEMA ABIENTO ESTACIONARIO)






BALANCE DE MASA
(BASE DE CÁLCULO 2200 kg de caña)






















CONCLUSIONES

De esta experiencia se puede concluir que:

* Los procesos tanto químicos como físicos aunque parezcan muy simples, casi siempre tienen algo muy chévere que enseñar.

* Es una manera de poner a prueba nuestros conocimientos y nuestra capacidad de comprender realmente nuestro entorno, por ejemplo en un tema especifico como es: el proceso para la elaboración del batidillo.

* En esta experiencia los márgenes de error con respecto a la vida real fueron muy elevados ya que esto depende de la capacidad maquinaria, la clase de caña, entro otros factores.

RECOMENDACIONES

* Se recomienda que para la realización de este producto se debe tener mucho cuidado con el aspecto a lo que se refiere a la higiene, para obtener un optimo resultado.

* Una cosa a recomendar es: tener en cuenta de precisar el “punto” del batidillo, es decir, lo referente a la concentración de sólidos solubles, y no agregar mas mucílago de lo indicado, ya que puede traer consecuencias no esperadas.

* Se recomienda utilizar instrumentos de acero inoxidable o de material resistente a la corrosión que sea fácil de limpiar.


http://www.quassab.com/Es/LaPanela/Default.asp
http://www.condesan.org/e-foros/agroindustria_rural/air2david.htmh
http://www.perafan.com/ea02azuc.html