Queso Doble Crema Costo Energetico

Queso Doble Crema

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Universidad de Nariño Facultad de Ingeniería Agroindustrial, Pasto – Colombia Queso Doble Crema Tecnología II: Lácteos Diana A. Alvear- Johana Andrade- Eliana Eraso Bastidas-Viviana Suarez T. Ingeniero Alex Bacca ____________________________________________________________ _________ QUESO DOBLE CREMA RESUMEN Se realizó en la planta piloto la elaboración de queso doble crema utilizando 43 L de leche entera, a la cual se le realizaron pruebas de plataforma (densidad y acidez), filtración, acidificación con acido cítrico hasta 45oTh, calentamiento, coagulación, desuerado, salado y como tratamiento térmico se realizo hilado a 70 o C por 15 minutos obteniéndose 4.15kg de queso doble crema con un costo energético de 4744.09 kJ y un costo financiero de 10.66$/g. INTRODUCCIÓN Estos quesos son de pasta hilada, por lo que en su proceso de elaboración se someten a un tratamiento térmico especial para que la cuajada tenga una consistencia y textura fibrosa y elástica, presentando en algunos quesos una apariencia de capas a semejanza de la pechuga de pollo, ejemplo de este tipo de queso es el “mozzarella”. Estos quesos son de origen italiano, y pueden prepararse a partir de leche pasterizada o cruda. Lo que le confiere la elasticidad con su consecuente estiramiento es el grado de acidez que la cuajada debe tener en la etapa del hilado o estiramiento acompañado del calentamiento de la cuajada. Keywords: queso doble crema, cuajo, queso ácido, hilado. MATERIALES MATERIALES Y MÉTODOS MATERIALES Y REACTIVOS * * Coladores * Paila de hilado * 1 olla * Estufa * 1 cucharas * 1 cucharon * lactodensímetro * Termómetro * Baker * Instrumentación para acidez * lienzo * Ácido cítrico * cloruro de calcio * sal * cuajo

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Se midió la densidad con un termolactodesímetro y acidez con los materiales de titulación, se fitró con lienzo, se pesó, se adicionó acido cítrico 64.5 g en frio, luego se calentó en la marmita desde una temperatura ambiente de 15 o C hasta 35 o C para la adición de 0.5 mL de cuajo por cada 100L y se espero a la coagulación para realizar , el corte, se calentó hasta 45 o C para realizar la etapa de desuerado, se salo con 1.5% de sal con relación al peso obtenido de cuajada y se realizo el hilado en la paila de hilado a 70 o C por 15 min para luego moldear el queso en moldes de acuerdo al siguiente diagrama de flujo: Acidez: 14-16 o Th, ρ = 1.028-1.033 kg/L. filtrar Recepción materia prima 1.5 g/L solubilizar en agua (en frio) Adición de ácido cítrico Calentamiento 32 – 35 o C Adición de cuajo. 05 mL por cada 100 L Coagulación 5 cm Corte 45 o C Calentamiento Desuerado 75 o C por t ≥ 15 min, hidratar con suero si hay necesidad. Adición de sal 1.5 % peso cuajada Hilado Salado Moldeado 4oC Almacenamiento Diagrama De Proceso Para La Elaboración De Queso Doble Crema | | || Actividad | Símbolo | Distancia (m) | Tiempo (min) | Mano de obra | Maq. Y Equipos | cantidad | Observaciones | Recepción de la materia prima | | 0 | 10 | 3 | lactodensímetro, Beakers, pipeta, bureta | 43 L | pruebas de plataforma: ρ=(1,028-1,033)-Acidez:14-16ºTh | Filtración | | 1,5 | 13 | 5 | 2 baldes, lienzo | Apr 43 L | |

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Adición de ácido cítrico | | 0 | 2 | 1 | Cuchara, Baker | 64.5g | 1.5% | Calentamiento | | 0 | 15 | 0 | Marmita, termómetro | 44.354 kg | | Adición de cuajo | | 0 | 2 | 1 | pipeta | 21.5mL | Añadir de 32 a35ºC dependiendo de la fuerza del cuajo | Reposo | | 0 | 30 | | | | mantener T: 32-35ºC por 1/2 hora | Corte | | 0 | 15 | 1 | 2 cuchillos | | cortes simétricos de 5 cm | Reposo | | 0 | 5 | | | | por 5 minutos mientras desuera | Agitación suave | | 0 | 10 | 1 | cucharon | | 5-15 min | Desuerado | | 0 | 30 | 6 | lienzo, 2 baldes, coladores | 44.19 litros de suero | se aumenta la temperatura hasta 40ºC | Salado | | 2 | 5 | 1 | olla, balanza científica | 6.3g | 1,5% con respecto al peso de la cuajada | Hilado | | 2 | 15 | 3 | Paila de hilado, cuchara de palo, cuchillo | 4.2kg | 75ºC por 15 minutos | Moldeo | | 0 | 10 | 4 | Moldes, balanza, cuchillo. | 4.15kg | Aproximadamente 500g: 8 quesos. | Empaque | | 3 | 5 | 1 | papel vita fil | 4.15kg | Cubrir todo el queso | Almacenamiento | | 40 | 1 | 1 | refrigerador | 4.15kg | 4ºC | 0TOTAL | | 48.5 | 168= 2.8h | 37 | | 4.15 kg | | RESULTADOS Y ANÁLISIS Balance de Materia y Energía Recepción materia prima Volumen de recepción: 43 L Densidad de la Leche: Temperatura: 15 o C Corrección por temperatura: + (0.0002*0)= 1.030kg/L Acidez: 17 o Th. La leche se encontraba ligeramente ácida, esto representó un problema mayor ya que se debía acidificar hasta 45 o Th. Peso total de la leche: 43 L * 1.030kg/L = 44,29kg Acidificación En el queso doble crema su capacidad de fundido se debe a la acidez que presenta la cuajada, lo que establece una diferencia marcada con los quesos fundidos para los cuales se utilizan sales fundentes. El proceso de acidificación puede ser directamente sobre: la leche, el suero o la cuajada, pero esta última se

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somete al proceso de fermentación ácido – láctica, unas horas antes del hilado. En el caso de planta piloto se acidifico la leche con ácido cítrico: Adición de acido cítrico: 1.5 g/L 43L* 1.5 g/L= 64.5 g 44,29kg+0.064kg= 44.354 kg 64.5 g de acido cítrico fueron necesarios para acidificar 43 litros de leche de 17 oTh hasta 45 oTh (este parámetro es fundamental para el hilado del queso). Coagulación Para la coagulación se utilizo cuajo liquido milkset, el cual es un Coagulante microbiano, sustituto de cuajo animal, producido a partir de Mucor Mihei, cuya utilización satisface la industria quesera2. 1:10.000 Frasco *500 ml Adición de cuajo: 0.5 mL para 10L 43L*0.5mL= 21.5mL Calentamiento: fue necesario llevar hasta una temperatura de 35 o C y que son los requerimientos de funcionamiento del cuajo. El calor específico de la leche es 3.85 KJ/Kg°C Energía utilizada en el calentamiento es: Q = m Cp ∆T Q= 44.29kg * 3,85 kJ/kg K *(35-15) K Q= 3410.33 kJ Energía en el sostenimiento de la marmita a 35 C por 45min Se calcula con la formula siguiente: 5 q=h×S×(Ts-T∞) ⁰

h: Coeficiente de convección del aire 0.005Kw/m2K S: Superficie de la marmita =1.48 m2 Ts: Temperatura de la leche T∞: Temperatura del medio ambiente q=0.005Kwm2K2π×0.5m×0.47m×35-15K q= 0.148Kw = 0.148KJ/S q= 0.148kj/s*2700s=400KJ Q coagulación =Q calentamiento + Q sostenimiento Q coagulación=3410.33KJ+400KJ=3810.33KJ

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Desuerado En este paso fue muy importante la temperatura puesto que se quiso evitar pérdidas de sólidos en el suero, esto se optimiza teniendo una temperatura de 45 o C para que el rendimiento del queso no baje. Calentamiento: 45 o C Cp = xCp cuajada +xCp suero Cp cuajada-suero= 4200g/ 44335.5 g* 0.459cal/g o C+ 4019 g/44335,5g* 0.3cal/g o C Cp cuajada-suero= 0.0723 cal/g o C Calentamiento de 35o C hasta 45 o C Q = m Cp ∆T Q= 44335.5 g*0.0723 cal/g o C*(45-35) o C Q= 32054.6 cal Conversion6 1kJ= 238.85cal 1o C = 274.15K Q= 134.2 kJ Sostenimiento 45 C en desuerado: ⁰

q=0.005Kw / (m2 K) (2π×0.5m×0.47m) × (45-35) K q= 0.0740Kw = 0.0740KJ/S q= 0.0740kj/s*900s=66.6KJ Color desuerado Qdesuerado total=Q calentamiento+Qsostenimiento Q Desuerado total=134.2KJ+66.6KJ=199.65KJ Obteniéndose: Peso de cuajada: 4.2 kg= 9.5% Peso del suero: 40.19 kg= 90.5% En donde se observó una disminución del rendimiento el cual debió estar alrededor del 11%, esta disminución se debió a la mala acción del cuajo sobre la leche acida, ya que este pudo estar en malas condiciones de almacenamiento antes de su uso como: refrigeración, mal tapado etc.: Salado

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El salado se realiza teniendo en cuenta el peso obtenido de cuajada: 1.5% del peso de la cuajada: 4.2 kg * 1.5%= 6.3 gramos de sal Hilado Durante esta operación de tratamiento térmico se somete a la cuajada a un movimiento rotacional (o de meneo) permanente, para obtener un calentamiento homogéneo y evitar que se pegue al fondo del recipiente, utilizando una pala de madera. El suero recolectado, se deber reservar puesto que este se absorbe durante el proceso de estiramiento y puede necesitarse en esta operación, el cual se realiza una vez la masa está blanda y caliente (75oC), levantándola y dejándola escurrir por acción de la gravedad. El tratamiento del hilado termina cuando el fondo del recipiente se observa seco y el queso presenta una apariencia lisa y brillante. Peso de la cuajada: 4.2 kg Peso después del hilado: 4.15 kg. Estos 0.05 kg de pérdida de peso pudo deberse a que en el hilado se evapora una pequeña cantidad de suero que todavía está presente en la cuajada. El hilado se realiza por 15 minutos una temperatura de 75 o C ya que es un tratamiento térmico aplicado a la cuajada. Para el balance de energía, se tiene que tener en cuenta la capacidad Calorífica de la cuajada, que es diferente al Cp de la leche utilizado anteriormente, por lo que se lo calcula con la ecuación 13 y la información de la tabla A.4 Se desprecia los valores de capacidad calorífica de acido cítrico, sal y cuajo. Ecuación1: Cp = 1,424 xHC + 1,549 xP + 1,675 xGR +0,847 xCZ + 4,187 xH2O (kJ kg-1 ºC-1) Donde: Cp: capacidad calorífica Xhc: carbohidratos xp: proteínas Xgr: grasas xcz: cenizas xH2 O: agua Tabla A. Base de cálculo fracción másica: 125 g Composición | Gramos | % | Proteína | 5,6 | 4.48 | Grasas | 6.6 | 5.28 | Carbohidratos | 8.8 | 7.04 | Agua | | 40 | Cenizas | 0 | 0 | Vitaminas y otros | | 43.2 |

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Cp: 1,424 (0.0704)+ 1,549 (0.048) + 1,675(0.0528) +0,847(0) + 4,187(0.4) Cp: 1.92 (kJ kg-1 ºk-1) Q = m Cp ∆T Q= 4.2 kg * 1.92 kJ/kg K *(75 - 35) K Q= 322.56kJ Energía en el sostenimiento del hilado a 70 o C por 15 min q=h×S×(Ts-T∞) Superficie de elipsoide (paila) = π×r1×r2 q=0.005Kwm2Kπ×0.3m×0.45m×70-45K q= 0.0530Kw = 0.0530KJ/S q= 0.0530kJ/s* 900s =477KJ Q total hilado=Q hilado + Q sostenimiento Q total hilado=322.56kJ +477 KJ=799 kJ Por lo tanto el calor total será la suma de los calores en las operaciones de calentamiento para la coagulación, el calentamiento para el desuerado y el calentamiento de la pasta en el hilado: Q PROCESO Q total: 3410.33 kJ+ 400kJ +134.2 kJ+322.56kJ+477 kJ Q total= 4744.09 kJ La cantidad de gas propano para obtener la energía utilizada en el hilado será calculada así: Masa del propano=(Qgastado hilado )/PCI Masa del propano= 718.92KJ/(46350KJ/Kg)=0.015Kg Moldeo y empaque. Se agrega a los moldes circulares de pvc aproximadamente 512 g de queso, obteniéndose 8 quesos donde permanecen hasta que obtengan la temperatura ambiente para que pueda conservar su forma en el desmolde, después del cual se empaca con un material adecuado. El empaque más utilizado es el “saran” que es un copolímero obtenido de una mezcla de PVDC y PVC, en planta piloto se utilizo moldes de pvc y para el empaque se utilizó papel vita fil cubriendo toda la superficie. Almacenamiento Se debe mantener refrigerado con una temperatura entre 4 a 8°C, con una duración hasta de 20- 30 días, sin ningún deterioro de su calidad microbiológica u organoléptica, siempre que se haya producido con buenas prácticas de higiene). Costos de fabricación

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Costos de formulación | Unidades | Valor unitario | Valor $ | leche | 43litros | 850 | 36550 | sal | 6.3g | 800(kilo) | 5.04 | otros | | 3000 | 3000 | total | | | 39800 | Costos mes: DETALLE | VALOR($)/hr | TIEMPO | COSTO PRODUCCIÓN ($) | COSTO PRODUCCIÓN ($)/0,25kg | Estufa a gas | 4900 | 15min | 1225 | 72,06 | Espacio físico | 3100 | 4Horas | 12400 | 729,41 | Mano de obra (1) | 1250 | 4Horas | 5000 | 294,1 | Marmita | 24500 | 2Horas | 49000 | 2882,4 | Instrumentación | 4200 | 4Horas | 16800 | 988,23 | Total | 37950 | 4 Horas | 84425 | 4966,2 | Costos totales Costos de formulación | 39800 | Costos mes | 4966.2 | Total | 44766,2 | El valor del gramo de queso encontrado fue de $44766,2/4200g =10.66$/g CONCLUSIONES * El queso doble crema es un queso ácido, en donde la acidificación se la realiza a la leche para que se den características propias del queso. * La formación de la cuajada se da por la coagulación de la caseína, la cual se hace por la adición de las enzimas del cuajo en este caso de origen microbiano que sustituyen la animal y por la acidificación del medio con acido cítrico. * la cantidad de cuajo depende del tipo de queso a realizar, de las condiciones de la leche y del tipo de cuajo. * El queso regularmente no contiene ojos, algunos son debido a burbujas de aire atrapadas durante la operación de hilado y moldeo. * El hilado es un tratamiento térmico que también permite dar las características del queso doble crema ya que da la función del queso. * Es muy importante tener en cuenta las condiciones de almacenamiento del cuajo recomendadas en la etiqueta para que no se tengan inconvenientes a la hora de coagulación ni perdidas por rendimiento BIBLIOGRAFÍA

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1. Tecnología de quesos colombianos www.biblioteca.ucn.edu.co/...Y...quesos /.../tecnologia_quesos_colombianos.do 2. http://www.cuajo-milkset.com/productos_detalle.php?IDprod=4 3. Tecnología de los Alimentos 4º. Ingeniero Químico1. Tema 4. Propiedades y reología de alimentos: http://www.ual.es/~jfernand/TA/Tema4/Tema4.PropiedadesFisicasyReologia.f 4. Eroski Consumer: http://www.consumer.er/web/limentacio/guiaalimentos/lecheyderivados/2001/02/3451.php 5. Incropera 1996 6. http://www.convertworld.com/es/energia/kJ.html .

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