PROCESO PRODUCTIVO DE LA HARINA DE MAIZ UNIVERSIDAD MARITIMA DEL CARIBE
STEFFANY COELLO INGENIERIA AMBIENTAL 4/3/2012
INTRODUCCION El maíz es el nombre común de la especie Zea mays, una gramínea. Ahora bien, el maíz es uno de los cultivos más importante en la agricultura venezolana y es el tercer cereal de mayor consumo a nivel mundial, no sólo por su importancia en materia de alimentación, sino por sus múltiples usos como materia prima en la industria, ya sea como insumo directo o los subproductos de éste(Eroski Consumer,
2009). La molienda del grano en seco produce hojuelas de harina de maíz, frituras, botana y aguardientes para fabricación de bebidas alcohólicas no fermentadas. El almidón (fécula de maíz) se obtienen de la industrialización del grano y sus aplicaciones son muy variadas, puede ser parte integrante de pastas. También se extrae aceite, el cual tiene un valor nutritivo y es de fácil digestión. Los derivados de la industrialización del maíz se utilizan hacer pegamentos y tienen numerosos usos en las industrias: farmacéuticas, de cosméticos, textiles, de pinturas, papelera, tenería y petrolera, entre muchas otras.
La agroindustria de harina precocida de maíz en Venezuela, surgió en 1960, cuando sale por primera vez al mercado el producto. la harina precocida se remonta al año 1941, cuando entra en funcionamiento la Cervecería Polar C.A., con el fin de producir cerveza, cuya materia prima era la cebada y tratando de reducir costos, buscaban una fuente nacional que proporcionara almidones fermentables convertibles en azúcares más sencillos y como fuente de alcohol. Es así como apareció el maíz para sustituir a la cebada para producir las hojuelas cerveceras (flakes) y en 1954 establecieron en Turmero, Estado Aragua, la empresa Remavenca, con el propósito de producir allí, dichas hojuelas con maíz para la industria y posteriormente llegaron a la harina precocida de maíz que luego de varias pruebas salió al mercado en 1960, con la marca PAN, con lo cual se potenció el rescate y los hábitos culturales de consumo doméstico de la arepa.
CARACTERÍSTICAS El maíz destinado a la elaboración de harina, es una variedad en el que predomina el almidón blando o menos compacto, que facilita la molienda del grano. Se cultiva mucho en los Andes sudamericanos, territorios que ocupaba el antiguo Imperio inca. La harina de maíz se extrae al moler la parte interna o núcleo del grano (Eroski Consumer, 2009)
Esta parte representa el 75% del peso del grano del cereal, y está formado fundamentalmente por almidón, y por un complejo proteico denominado zeína. El maíz no origina harinas panificables, ya que no contiene en su composición las proteínas que conforman el gluten al amasarse con agua. Como esta harina no tiene la suficiente capacidad para hacer crecer a la masa, es aconsejable mezclarla con otras.
VALOR NUTRICIONAL La composición química de la harina depende del grado de extracción (cantidad de harina obtenida a partir de 100 kilos de cereal), así conforme aumenta el grado de extracción, disminuye la proporción de almidón y aumenta el contenido en componentes de las envolturas del cereal como minerales, vitaminas y fibra. La harina de maíz de mayor consumo es
blanca, por lo que el grano ha sido despojado de sus envolturas externas y del germen. Apenas contiene vitamina B1, minerales y carece totalmente de fibra vegetal. (Eroski Consumer, 2009)
FABRICACIÓN DE HARINA DE MAIZ PROCESO DE NIXTAMALIZACIÓN Uno de los procesos para producir harina de maíz se denomina nixtamalización, que significa cocimiento del maíz con cal. La producción industrial de harina nixtamalizada está basada en el método tradicional de nixtamalización, sistematizado a una producción a gran escala. El proceso incluye básicamente las etapas de recepción, selección, limpieza, almacenamiento del grano, cocimiento alcalino, molienda del grano cocido y la obtención de la masa que es deshidratada, cernida, clasificada y envasada (Rooney y Suhendro, 1999).
El proceso de nixtamalización, mismo que consiste en llevar a cabo el cocimiento del grano con agua, cal y vapor, obteniendo así lo que desde los aztecas se conoce como "nixtamal", que es el grano ya cocido. Una vez ya nixtamalizado, pasa a los procesos de reposo, molienda y deshidratación. Acto seguido se le enfría y cierne para llegar al punto del proceso donde se adiciona aditivos, conservadores, texturizantes dependiendo los requerimientos del cliente, concluyendo con esta última fase todo el proceso industrial, para culminar en el área de empaque, ya convertido en el producto final: Harina de Maíz
La nixtamalización es un problema ambiental, pues genera grandes cantidades de efluentes contaminantes (nejayote) que se canalizan al drenaje. En la actualidad se han desarrollado procesos ecológicos para obtener masa de maíz nixtamalizada; (Martínez Montes ,2001), construyó una planta de
obtención de harina de maíz utilizando un método basado en reactores de vapor y otro de cocimiento empleando radio frecuencia (RF) y Vaqueiro M. C. y Reyes P., patentaron un proceso de nixtamalización basado en la separación de las partes del maíz.
DIAGRAMA DEL PROCESO PRODUCTIVO DE LA HARINA DE MAIZ
FUENTE: PROCESOS AGROINDUSTRIALES I -ENERO 2005
MOLIENDA SECA La molienda es una industria antigua, cuya principal función es hacer que los cereales resulten atractivos como alimentos, ya que cconsiste en la reducción del tamaño del grano y su posterior cernido y clasificación a fin de separar las diferentes fracciones (Slideshare, 2012)
La molienda seca generalmente implica la eliminación de lo que el molinero llama salvado, es decir: el pericarpio, las cubiertas de la semilla, epidermis nuclear y la capa de aleurona. Además generalmente se elimina el germen por ser relativamente ricos en aceite, lo que hace que el producto se enrancie rápidamente disminuyendo su calidad. El salvado y el germen son relativamente ricos en proteínas, vitamina B, sustancias minerales y grasas, de modo que el producto molido si bien gana en paladar, pierde en valor nutritivo.
DIAGRAMA GENERAL DEL PROCESO DE LA MOLIENDA SECA
FUENTE: PROCESOS AGROINDUSTRIALES I -ENERO 2005
Molienda Seca vía fractumadores
Después de las inspecciones características del maíz que los molinos hacen al productor de cereal, previo almacenamiento, este es sometido a un sistema de pre- limpia, en el cual no se descarta el fumigado.
Las impurezas que se adhieren al grano pueden ser eliminadas con aire seco que las arrastra, y las de mayor tamaño o menor tamaño, se separan por medio de tamices o cribas de material perforado.
Las piedras y arena son eliminadas en las llamadas mesas de gravedad o máquinas de flotación de aire, las que separan el material por diferencia de peso específico.
En el acondicionamiento se mejora el estado físico del maíz, aumentando humedad en productos secos y disminuyéndolos en los muy húmedos. Esta etapa no solo depende de la humedad del grano, sino también del desgerminador empleado.
En la desgerminación, como su nombre lo indica, se separa el germen del resto del grano utilizando los fractumadores, las harinas que se obtienen sin una desgerminación, alcanzan un alto contenido de materia grasa lo que dificulta su conservación. A causa de la desgerminación se obtienen harinas, trozos y germen.
La clasificación comienza por enviar los productos de la desgerminación a un planchister en donde son retiradas las harinas, y el resto se envía a un conjunto de mesas densimétricas para separar el germen y dejar diferentes trozos del grano, los que van a una segunda etapa de refinación.
En esta etapa el germen es extraído, y es almacenado o enviado a equipos de extracción de aceite. Un segundo acondicionamiento tiene como objetivo humedecer el endospermo con una rociadora se le adiciona agua, para luego enviarlos a los silos de reposo por cierto tiempo.
Luego a base de bancos de cernidores, cilindros y múltiples aspiraciones para separar aquellas partículas más livianas que puedan contaminar mercaderías; se logra una calibración más homogénea de los trozos.
Molienda Seca vía molino Beall Las diferencias con el otro tipo comienzan en el acondicionamiento: Se adiciona agua hasta que el grano alcance 22-25% de humedad. De esta forma la membrana que cubre el germen permanece adherida al salvado, evitando la presencia de pecas que contaminen el grits.
Con el molino Beall se procede a desgerminar y debido a las protuberancias del rotor, se desprende la cascara y germen rompiendo el endosperma en 2 o 3 pedazos. Luego se baja la humedad a 15 15.5% de humedad, en tubos rotatorios calentados a temperatura de 60-71°C, enfriándolo luego a 32-38°C por aspiración con aire frío, para luego cernir y separar el germen.
Ya en este punto se pasa una sección de molinos de cilindros que pueden constar hasta 16 de estos. En los primeros molinos se separa germen que aún queda y se fragmentan trozos grandes, hasta que al final de la serie se dimensionan del tamaño requerido. Todo el sistema se acompaña de cernidores planos que ayudan a la clasificación. Harinillas y fracciones de gruesa granulometría se someten a desecación en tubos rotatorios calentados por vapor con una humedad de 12 - 14%
MOLIENDA HÚMEDA: La molienda seca se ocupa fundamentalmente de la separación de las partes anatómicas del grano. La molturación húmeda separa de igual forma, pero avanza mucho más y separa algunas de sus partes en sus constituyentes químicos. Por esto, los productos primarios son: almidón, proteína, aceite y fibra en lugar de salvado, germen y endosperma.
Luego de limpiar el maíz como en la molturación seca, se macera el maíz. Se sumerge el maíz en agua con 0.1 -0.2 % de dióxido de azufre
El dióxido de azufre se suele producir quemando azufre. El dióxido sirve para detener el crecimiento de organismos de la putrefacción. El resultado es que el almidón se libera con más facilidad de la matriz proteica y el rendimiento de almidón es superior.
Durante la maceración, Ese maíz también produce rendimientos de almidón muy reducidos, por lo que no es aconsejable para la molturación húmeda Aunque el dióxido de azufre frena el desarrollo de algunos organismos, no detiene algunos lactobacilos.
Después de la maceración, el líquido de maceración contiene unos 60 grs de solubles totales por litro. Generalmente, el líquido de maceración se concentra hasta un 55% de sólidos y se mezcla con la cascara.
Los sólidos del líquido de maceración, también forman parte de medios de crecimiento, para la producción de ciertos microrganismos de interés. Los sólidos desecados contienen un 35% de nitrógeno proteico, 26% de ácido láctico, 18% de cenizas y 7% de ácido fítico, además contienen niveles razonables de vitamina B. Después de la maceración, se muele groseramente el grano
ablandado en un molino de fricción. Esto tiene por objeto romper el grano y liberar el germen sin fragmentarlo.
A consecuencia de la maceración, el germen se hincha y vuelve gomoso. Para liberar el germen pueden ser necesarios dos pases por el molino, tras de lo cual, se separa del resto del grano con un separador de ciclón para líquidos o hidrociclone.
Después de la separación del germen, se criba el material restante. Las partículas más gruesas, la cáscara (salvado) y trozos de endospermo (principalmente endospermo duro y corneo), se muelen otra vez. Esta vez se muele con molinos de piedra o con molinos de puntas de acero o con molinos de tipo de impacto. El objetivo ahora es separar el almidón, proteínas y fibra. La fibra (salvado) tiende a permanecer en piezas más grandes y se elimina por tamizado. Generalmente se da a la fibra una serie de tratamientos de criba por tamices de distintos tamaños y se lava para quitar el almidón adherido. El tamiz más fino puede tener 75 μm. Después de lavada la fibra, se escurre (con presión) y se deseca para su utilización como alimento animal. Por las otras salidas van el almidón y proteína.
La mayoría de la desecación se realiza con secadores flash. El almidón escurrido se inyecta a un chorro rápidamente móvil de aire caliente. Los granos se secan rápidamente y se recogen en ciclones de polvo.
FUENTE:http://www.slideshare.net/estudiantesaccion/molienda-seca-de-grano-de-maiz-presentation
ENTRADAS Y SALIDAS DEL SISTEMA PRODUCTIVO DE LA HARINA DE MAIZ
LEYENDA
Salidas del proceso
Entradas del proceso Etapas del proceso
ENTRADAS DEL SISTEMA Materia prima ( granos de maíz) Material de empaquetado Cal (proceso nixtamalización) Productos para el acondicionamiento ( Aditivos , conservantes ) servicios generales a consumir ( agua y electricidad)
SALIDAS DEL SISTEMA Producto terminado ( harina de maíz) Las impurezas que acompañan el maíz (El material ferroso Las piedras y arena) Material descartable de la materia prima (grano de maíz) Restos de Aditivos (gomas, ácidos grasos, conservantes) Aguas de lavado Aguas de maceración Vapor embales de Insumos Sub-productos efluentes contaminantes (nejayote)
SUB PRODUCTOS DE LA MOLIENDA: Molienda seca: Grits para cervezas: Sémolas utilizada en la elaboración de bebidas malteadas Grits para destilería: Se usa toda la cariópside del grano, excluido, el germen y algunas veces el salvado. Grits para productos soplados: la planta maicera provee sémola de maíz, con mat. Grits para polenta: La polenta se obtiene calentando el agua caliente , salada adecuadamente Trozos: Generalmente se forman trozos pelados, sin germen que se emplean para Corn- Flakes. Harinas para bizcochos y galletas: La harina de maíz sirve para disminuir el porcentaje de gluten de la harina de trigo y dar friabilidad a los bizcochos, confiere a tortas sabor dulce y almendrado. Harina para pan
Molienda Húmeda Almidón de maíz (maicena): Carbohidrato de elevado peso molecular, es un polvo fino de color blanco. Almidón modificado vía ácida: En confitería se utiliza para creación de gomas. Ester de almidón: usado en industria textil Stalok 300: Usado en la fabricación de papel. Glucosa: Viene de la hidrólisis parcial del almidón. Utilizada en creación de confites, caramelos, helados. Dextrinas: producto de baja viscosidad se usa como insumo para adhesivo. Caramelo (colorante): Producto de la tostación de la glucosa Adhesivos: De la unión de glucosa, dextrina, jabón anhidro, bórax. Gluten Feed: Mezcla de agua de maceración concentrada, torta de germen, fibra. Se le da al ganado, por su contenido proteico (21 %). Gluten Meal: Posee proteína que ha sido separada del endospermo en el almidón (60%). Malto dextrina: Producto obtenido a través de procesos enzimáticos, sirve en alimentos para extender y dar cuerpo.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS http://redalyc.uaemex.mx/pdf/302/30236507.pdf http://www.pac.com.ve/index.php?option=com_content&view=article&catid=64&Itemid=76&id= 4522 http://www.monografias.com/trabajos16/maiz-harina/maiz-harina.shtml http://www.ensode.net/pdf-crack.jsf http://www.botanical-online.com/maizharina.htm http://www.consumer.es/web/es/alimentacion/guia-alimentos/cereales-yderivados/2001/04/10/35013.php http://www.agroterra.com/p/planta-para-producir-harina-de-maiz-en-argentina-7912/7912 http://www.slideshare.net/estudiantesaccion/molienda-seca-de-grano-de-maiz-presentation
