Leche en polvo. Producción y formulación

En este artículo hablaremos del proceso que se sigue para la obtención de la leche en polvo, y citaremos una serie de subproductos que se pueden obtener a partir de la leche líquida, y que son desconocidos por la mayoría de los heladeros artesanos, simplemente por no ser utilizados de forma habitual.

Proceso de elaboración de la leche en polvo

Algunos estudios ya relatan la utilización (e incluso comercialización) de leche en polvo en el siglo XIII. Las primeras expediciones de Marco Polo a la India ya encontraron mercaderes y soldados que transportaban “leche seca”. Desde entonces hasta nuestros días, se ha seguido fabricando y consumiendo leche en polvo, aunque los procesos de obtención de la misma han variado, obviamente, de forma sustancial.

A principios del siglo XX, la manera de obtener leche en polvo era por simple paso de la leche fluida a través de rodillos de secado, que separaban el agua de la materia seca por acción mecánica. A partir de la segunda mitad del siglo XX, se empezó a conseguir la leche en polvo siguiendo un proceso de secado por atomización o “spray”. En este método, se lleva a cabo una evaporación de la leche seguida por una atomización de la materia seca restante. El diagrama de flujo de este sistema se detalla en el esquema adjunto.

La leche fluida procedente de recolección en granjas llega a la planta de secado y se almacena en grandes silos. Se lleva a cabo una pasteurización (Fig.1) y una separación de nata y leche desnatada a través de un separador centrífugo. Si queremos obtener leche entera en polvo (LEP), una fracción de nata es añadida a la leche desnatada posteriormente, estandarizando el valor de grasa al típico 26%. La nata sobrante se utiliza para elaborar grasa anhidra o mantequilla.

El siguiente paso es precalentar (Fig.2) la leche a temperaturas entre 75 y 120ºC, manteniéndolas durante un tiempo específico, que varía de unos pocos segundos a varios minutos. El precalentamiento permite una desnaturalización controlada de las proteínas del suero en la leche, destruye las bacterias, inactiva enzimas, genera antioxidantes naturales y proporciona estabilidad al calor.

La relación calor/tiempo depende del tipo de producto que se quiera obtener y su aplicación final. Por ejemplo, un precalentamiento alto en LEP va asociado a una mayor preservación de la calidad, pero a una menor solubilidad.

El precalentamiento se puede llevar a cabo mediante sistema indirecto (intercambiadores de calor, que usan calor residual procedente de otras partes del proceso, para ahorrar energía), o directo (inyección de vapor al producto).

La leche pasa luego al evaporador (Fig.3), y se concentra en etapas o efectos (que pueden ser de 3-4 a 7-8, dependiendo de las dimensiones del evaporador). En cada efecto se produce el vacío a una temperatura alrededor de 72ºC. En estas condiciones la leche hierve y el agua se transforma en vapor, el cual se comprime (térmica o mecánicamente) para ser utilizado en el paso siguiente para calentar la leche. En general, cuantos más efectos, mayor ahorro de energía. En esta etapa, se consigue extraer hasta el 85% del agua de la leche.

Previo al secado final, la leche resultante pasa a través de un homogenizador (Fig.4). La función de esta etapa es la de, mediante aplicación de presiones que pueden variar entre 50 y 300 Kg./cm2, conseguir unos tamaños de partículas iguales, antes de la atomización. Esta regularidad en el diámetro de las partículas de grasa se traducirá en una reconstitución de la leche más fácil, y en una prolongación de la vida comercial de la leche en polvo (gracias a una prevención del enranciamiento de la grasa).

La siguiente etapa de proceso es la atomización (spray drying), que consiste en la transformación del concentrado de leche en pequeñas gotitas de polvo para posibilitar el secado de las mismas, por contacto con una masa de aire caliente circulante.

Este cambio se lleva a cabo dentro de una cámara de secado (Fig.5), inyectando aire caliente (alrededor de 200ºC) y utilizando atomizadores de discos rotativos. En esta cámara se reduce la humedad hasta el 5-6%. Para alcanzar valores típicos de 3-4% de humedad, se pasa aire caliente a través de lechos fluidos de polvo (Fig.6).

Las leches en polvo estándar, debido a su naturaleza polvorienta, no resultan fáciles de reconstituir en agua. Para facilitar esta reconstitución, en la planta de secado se lleva a cabo una última etapa: la aglomeración. Esta consiste en hacer pasar las partículas más pequeñas de  polvo que salen del secador a través de ciclones para ser devueltas a la cámara de secado, cerca del atomizador. Allí, las gotas de humedad colisionan con las gotas de leche en polvo formando grandes aglomerados, de irregular forma. Estos aglomerados son menos polvorientos, se dispersan mejor en el agua y, por tanto, son más fáciles de manejar. Esta leche también se denominada instantánea.

las leches en polvo son mucho más estables que las leches fluidas, pero deben preservarse de factores como la humedad, el oxígeno, la luz y el calor

En el caso de la leche entera en polvo, aún se lleva a cabo una ulterior etapa para neutralizar el efecto hidrofóbico de las trazas de grasa que hayan quedado en la superficie de las partículas de polvo. Para ello se pulverizan pequeñas cantidades de lecitina de soja (extraídas de aceites de soja) a la leche en polvo en un lecho fluido. Las características emulsionantes de las lecitinas (equilibrio hidrofílico-lipofílico) neutralizan el efecto hidrofóbico de la grasa.

Las leches en polvo son mucho más estables que las leches fluidas, pero deben preservarse de factores como la humedad, el oxígeno, la luz y el calor. Para ello deben ir envasadas en sacos debidamente protegidos de los elementos citados.

Recordemos que la LEP es más sensible a estos factores debido a su mayor contenido en grasa. Un no control de estos parámetros podría llevar a una oxidación prematura de la grasa y su consiguiente enranciamiento.

Hasta aquí hemos hablado del proceso de obtención de la leche en polvo, tanto la entera como la desnatada. Estos dos ingredientes funcionales resultan cada vez más necesarios en nuestras formulaciones, dada su practicidad, calidad y facilidad de conservación.

Existen en la industria láctea, además, una serie de subproductos obtenidos a partir de la leche líquida que cada vez se están considerando más a la hora de formular. Si queremos aportar a nuestras recetas algunas fracciones específicas, que proporcionen características concretas a nuestro mix, podemos ya disponer de una lista de subproductos, en polvo, que nos permitirán lograr estos objetivos.

Productos como los caseinatos o los sueros, los concentrados o los isolados de proteínas son ya usados en este sector, y cada vez más iremos viéndolos en nuestros recetarios.

 

Zealis Solutions – Lluís Ribas
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