PRACTICA DE LABORATORIO # 1 SISTEMA DE ABLANDAMIENTO ABLANDAMIENTO PARÁMETROS DE ABLANDAMIENTO ABLANDAMIENTO Objetivos: Determinar el tiempo mínimo necesario para realizar un ablandamiento adecuado de los granos de maíz, con respecto a una escala predefinida. Probar la hipótesis en la cual proponemos que el vapor de agua-cal facilita el ablandamiento en los granos de maíz.
Equipo y Materiales a utilizar:
2 kg de Maíz Amarillo Cal Agua Estufa Beaker Malla MARCO TEÓRICO:
Las operaciones que se llevan a cabo para transformar el maíz en harina son ajustadas de acuerdo a varios factores como la variedad de maíz, la dureza del grano, la humedad del maíz, el tiempo de almacenamiento y la integridad física del grano. Sin embargo, para la industria, la uniformidad de la materia prima es fundamental con respecto a la dureza, tamaño y calidad de grano, para mayor eficiencia en la transformación y menor pérdida de sólidos durante el ablandamiento del grano. Ahora, el proceso proceso de ablandamiento ablandamiento tradicional del maíz se realiza por medio de cocción, en el cual se sumergen los granos de maíz bien sea en agua o en una solución alcalina que contiene cal, conociéndose 1 Universidad
de San Carlos de Guatemala (2007) Tomado de http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_1795 _IN.pdf
este último como el proceso de nixtamalización. Los tiempos de cocción necesarios para que el agua penetre al endospermo del grano y sea más fácil de triturar en los molinos y a sí mismo remover la cascarilla son los siguientes:
Con solución alcalina: 45 a 55 minutos a
temperatura de 70 a 90 grados centígrados Cocción en agua: 60 a 70 minutos a temperaturas de 80 a 90 grados centígrados 1
Para reducir estos tiempos de proceso, hemos propuesto reemplazar este proceso de cocción por un proceso de ablandamiento del grano de maíz, el cual consiste en someter simultáneamente granos con vapor compuesto por la mezcla de agua y cal, para esto, vamos a someter 30 muestras de granos de maíz a vapor el fin de que el maíz pueda obtener la textura idónea para la molienda posterior. El desarrollo de esta práctica está basado en un procedimiento planteado por Salinas y Arellano (2010) en donde donde se someten las muestras de maíz a una nixtamalización experimental a pequeña escala, en donde se prepara la solución agua-cal en la cual se adicionan 1,5 gr de cal por cada 150 gr de maíz. Posteriormente se mide la dureza del grano de maíz por medio del método del índice de flotación2. La diferencia con el anterior consiste en simular a pequeña escala el proceso básico del sistema de ablandamiento, el cual se basa en hacer dicho ablandamiento por vapor.
2 Ingeniería
agrícola y Biosistemas (2010). pp. 7. Tomado de https://chapingo.mx/revistas/revistas/articulos /html/inagbi/index.php?id_articulo=845
Índice de flotación (IF):
Granos Flotantes
El índice de flotación es un método de medición de ablandamiento que se basa en la densidad de los granos. Para la realización de su medición, existen los siguientes métodos:
IF con nitrato de Sodio: se realiza en un recipiente una solución de Nitrato de Sodio (300 ml) ajustada a una densidad de 1.250 g/ml previamente preparada, luego se vierten 100 granos de maíz, separando los granos uno de otro por medio de un agitador de vidrio, se agita y se espera un minuto para tomar la lectura. El número de granos que ascendieron a la superficie se usa como el índice de flotación. 3 IF con Azúcar: Para este caso, se toman 670 g de azúcar refinada y se mezclan junto con 580 ml de agua, de tal manera que el volumen de la solución total sea de 1 L. Luego el proceso de medición se realiza de la misma forma que con el método anterior. 4 La relación de este número de granos flotantes con su dureza, para ambos métodos, se puede observar en la siguiente tabla, de acuerdo con los parámetros propuestos por la norma NMX-FF-034/2SCFI-20035:
Muy Duros Duros Intermedio Suaves Muy Suaves Tabla 1: Índice de Flotación: Granos flotantes vs dureza 0 – 12 13 – 37 38 – 62 63 – 87 88 – 100
El nivel de dureza ideal para la posterior molienda de los granos está indicado por un rango de IF entre 66 a 79, de acuerdo con la caracterización realizada por B. Contreras-Jiménez, y otros (2014) 6
3 Universidad
de Guanajuato (2010) Contenido de aceite y características físicas de tres variedades de maíz. 4 CIMMYT (2016) Tomado de http://conservacion.cimmyt.org/en/component /docman/doc_view/2022-calidad-de-granopara-tecnicos-postcosecha5 SAGARPA (2003) Tomado de http://www.sagarpa.gob.mx/agronegocios/List
Dureza
PROCEDIMIENTO: Tomar 30 muestras de maíz amarillo, cada una con 100 granos, y realizar su pesaje Preparar la solución agua-cal en un recipiente. La concentración de cal se toma de acuerdo con el peso de la muestra y la relación mencionada antes. Seleccionar una muestra de maíz para que sea sometida por el vapor del recipiente con agua-cal Colocar la malla encima del recipiente, cubriéndolo completamente Colocar la muestra de maíz encima de la malla y observar el comportamiento y la composición final del maíz sometido teniendo en cuenta unos rangos de tiempo prefijados de 10, 15 y 20 min. Tomar la muestra sometida y hacer la medición de su dureza final por el método de índice de flotación Registrar los datos del índice de flotación obtenido Repetir el procedimiento con las muestras restantes
s/Instrumentos%20Tcnicos%20Normalizacin %20y%20Marcas%20Colecti/Attachments/96 /NMX_MAIZ_AMARILLO.pdf 6 B. Contreras-Jiménez, y otros (2014). Tomado de http://dx.doi.org/10.1080/19476337.2013.840 804
TOMA EXPERIMENTAL DE DATOS: Granos
Peso Maiz (g)
Peso Cal (g)
IF (inicial)
IF (Final)
Tiempo
Muestra 1
100
64,6
1,94
37
45 10 min
Muestra 2
100
66,5
2,00
45
50 10 min
Muestra 3
100
58,9
1,77
35
49 10 min
Muestra 4
100
45,6
1,37
44
53 15 min
Muestra 5
100
55,1
1,65
45
55 15 min
Muestra 6
100
49,4
1,48
40
68 15 min
Muestra 7
100
51,3
1,54
42
67 20 min
Muestra 8
100
55,1
1,65
38
66 20 min
Muestra 9
100
51,3
1,54
45
69 20 min
TABLA 1 ANALISIS ESTADISTICO DE DATOS:
La estadística es el arte para aprender de los datos, esto está relacionado con la recopilación de datos, su descripción subsiguiente y su análisis, lo que nos lleva a extraer conclusiones7. Para poder sacar conclusiones que tengan validez científica se hace uso de la estadística inferencial, la cual extrae conclusiones de una población a partir de una muestra, para lo cual esta muestra debe ser lo suficiente significativa, para garantizar la representatividad de la muestra, se recomienda seguir la metodología de la teoría de muestreo 8 La teoría de muestreo expone los siguientes pasos: 9
1. DEFINIR OBEJTIVOS: Los cuales deben ser claros, concisos y medibles. Para nuestro caso tomamos los objetivos del presente laboratorio.
2. ESCOGER MARCO REFENCIAL: Entiéndase por marco referencial, como la selección de la población objetivo y delimitación geográfica del mismo, de acuerdo a los objetivos del estudio. Para nuestro caso la población objetivo es el maíz que se caracterizó en los parámetros. 3. ESCOGER LA MUESTRA PILOTO
7 Ross,
Sheldon (2007) Introducción a la Estadística. W. Técnicas de muestreo (1991) 9 Cochcran, et al. 8 Cochcran,
