Industria Alimenticia

El proceso de molienda de granos descortezados

5 de julio de 2012
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CONFIGURACION DE LA LINEA DE PROCESO BASICA

REQUISITOS DE ENTRADA

MOLIENDA GRUESA O PREVIA

 

Los ingredientes básicos para elaborar chocolate son los granos de cacao.

Estos granos se tuestan primero y a continuación se muelen. La molienda transforma las partículas sólidas de los granos (llamados granos descortezados) en un líquido llamado licor de cacao. El proceso de molienda y refinado del licor se puede definir usando las siguientes consideraciones:

  • Configuración de la línea de proceso básica
  • Parámetros de calidad
  • Principio de un molino de bolas
  • Influencias en los parámetros del proceso

Estos parámetros son importantes para obtener licor de cacao que se pueda usar para elaborar chocolate y también cacao en polvo.


Configuracion de la Linea de Proceso Basica

El objetivo es hacer un líquido a partir de partículas de granos descortezados tostados sólidos que contengan normalmente entre un 50 y 55% de manteca de cacao. Esta manteca está envuelta dentro de paredes de células que forman pequeñas burbujas individuales. Al moler estas partículas, las células se rompen y se libera la manteca de cacao, convirtiendo la pasta de cacao en un líquido. Al moler aún más las partículas, éstas se harán más pequeñas. En general, para el licor, la fineza deseada final es de 99,5% ≤ 75 micras, 0,5% de residuo de tamiz húmedo (rth), medido en un tamiz de malla 200 (75 micras). Un paso de molienda no es suficiente para lograr esa finura; dependiendo de la capacidad, se requieren tres pasos de molienda o más.

Estos Pasos de Molienda Constan Normalmente de lo Siguiente:

  • Molienda gruesa o previa; los granos descortezados se muelen y transforman de un sólido a un líquido
  • Molienda intermedia; el licor grueso se refina más
  • Molienda fina: determina la finura final y la calidad del licor de cacao

 

Requisitos de entrada

Para elaborar un licor idóneo para el chocolate, hay que formular unos requisitos de entrada.

Estos requisitos indican cómo se debe configurar la limpieza y tostado de los granos de chocolate antes del proceso de molienda.

Los requisitos típicos son:

  • Granos descortezados, tostados, humedad máxima 1,75%
  • Porcentaje mínimo de grasa 50 a 55%
  • Contenido máximo de cáscara 1,5%
  • Temperatura después del tostado aproximadamente 158 °F (70 °C)
  • Las partículas de granos descortezados son bastante grandes (3/8″, 1 cm) y sólidas

Los requisitos anteriores son necesarios para elaborar un licor idóneo para elaborar chocolate. Impide que se aumente en exceso la temperatura durante el proceso de molienda y minimizan el desgaste del sistema de molienda.

El molino de hojas trituradoras genera un impacto de alta velocidad en los granos descortezados de cacao. Las partículas se trituran en pedazos más pequeños a los que luego se les “fuerza” a pasar por un tamiz.

 

Molienda gruesa o previa

Antiguamente, la molienda previa de los granos descortezados se hacía normalmente con un molino de muelas de piedra. Con el tiempo, este tipo de molino evolucionó a molinos de discos metálicos y molinos de púas hasta el moderno molino de hojas trituradoras con cuchillas, hojas o martillos. El molino de hojas trituradoras genera un impacto de alta velocidad en los granos descortezados de cacao. Las partículas se trituran en pedazos más pequeños a los que luego se les “fuerza” a pasar por un tamiz. Después de este tamiz, la finura es generalmente del 6 al 9% rth.



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MOLIENDA INTERMEDIA Y FINA

FINURA DEL PRODUCTO

PARÁMETROS DE CALIDAD

DISTRIBUCIÓN DEL TAMAÑO DE PARTÍCULAS

ABSORCIÓN DE METAL Y TEMPERATURAS


Molienda intermedia y fina

La molienda intermedia y fina se puede realizar con diversas clases de equipos:

  • Refinadores de 2 y 3 rodillos, y refinadores de 3 y 5 rodillos
  • Molino de muelas de piedra, molino sencillo y triple
  • Molinos de bolas, refinadores de molinos de bolas verticales y horizontales

 

Actualmente los refinadores que se usan con más frecuencia para la segunda y la tercera etapa son los refinadores de bolas verticales. En un molino de bolas, el producto se bombea a través de un recipiente que contiene una serie de elementos trituradores. Cuando el producto se bombea a través de él, está girando un eje con brazos trituradores, lo que da como resultado un lecho móvil de elementos trituradores. Durante estos pasos el licor se refina más. El principio de un molino de bolas horizontales se esboza en la Figura 3. Después de cada paso de molienda, la finura es cada vez mayor. En general, después del primer refinador la finura es de 1,8 a 2,3 rth y después del segundo refinador la finura es de 0,4 a 0,6 rth (Figura 4).

 

Finura del Producto

Los pasos citados dan como resultado una línea de refinado estándar que empieza con la entrada de los granos descortezados y termina con la salida del licor < 0,5 rth medido en un tamiz de malla 200 (75 micras).

 

Parametros de Calidad

Para garantizar que el licor cumple las normas de calidad internacionales habituales, las empresas requieren que se comprueben las características específicas.

Para la molienda del licor son importantes los siguientes parámetros:

  • Tamaño y distribución de partículas - después de molienda fina 99% < 75 micras (depende de los requisitos del cliente).
  • Viscosidad (bombeable)
  • Contaminación - p.ej. Contenido de Fe (hierro) debido a desgaste
  • Temperatura - si está demasiado caliente puede producir un tostado adicional (incontrolado)

                                                                                                                                                                          

Para determinar el tamaño de las partículas del producto, lo más común es medir el residuo de tamiz húmedo. Es rápido, relativamente fácil y requiere una inversión pequeña

Distribución del tamaño de partículas

Para determinar el tamaño de las partículas del producto, lo más común es medir el residuo de tamiz húmedo. Este método se usa porque es rápido, relativamente fácil y requiere una inversión pequeña. El inconveniente es que solo se mide el porcentaje de partículas > 75 micras. Las mediciones también se pueden hacer por difracción láser. La ventaja es que se mide la distribución de peso, pero el equipo es caro. Las mediciones de difracción láser proporcionan diagramas que muestran la distribución total de tamaños de partículas, como se puede ver en el gráfico de la Figura 5 que muestra el licor molido en grueso después de la primera etapa (molino de hojas trituradoras).

 

Absorción de metal y temperaturas

También es importante limitar la absorción de metal durante la molienda y que el aumento de temperatura se mantenga debajo de ciertos valores determinados. El contenido de metal del licor deberá cumplir las normas internacionales y no ser superior a 200 ppm. La absorción de metal durante la molienda depende de lo siguiente:

  • Limpieza de los granos; si hay más cáscara (silicatos) se genera más desgaste durante la molienda
  • Uso de materiales especiales resistentes al desgaste; los brazos trituradores especiales de metal duro duran más
  • Medios de molienda especial como acero cromado

La temperatura del licor es importante para el sabor. Si la temperatura se eleva demasiado durante la etapa de molienda, podría provocar un efecto de tostado “incontrolado” adicional que crea un perfil de sabor negativo que es perjudicial para el producto. La Figura 6 proporciona una indicación de temperaturas y absorción de metal en la línea de molienda. El valor de hierro es el valor aproximado de las partículas de hierro agregadas. ¡Tenga en cuenta que las ppm en los granos descortezados ya están en torno a 75!

 


 

Nota: En nuestra próxima edición se publica la conclusión de este artículo , donde veremos los principios de un Molino de Bolas,con cuadros de temperatura y absorción de metal en una línea de molienda y mucho más.