ANÁLISIS DE CALIDAD DE LOS
PRODUCTOS EXTRUIDOS
CASO DEL RVA
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▪ EL ALMIDÓN es un biopolímero semi-cristalino que esta compuesto por:
• AMILOSA: Biopolímero de bajo peso molecular, lineal
• AMILOPECTINA: Biopolímero de alto peso molecular, ramificado
250-500 µm
PARTÍCULAS DE SÉMOLA EN BASE A ALMIDÓN
5-35 µm
GRÁNULOS DE ALMIDÓN
CRUZES DE MALTA
MATERIAS PRIMAS:COMPONENTES ALMIDONADOS
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COMPOSICIÓN DEL ALMIDÓN
▪ LA AMILOSA es una cadena lineal de D-Glucosa la que le da un bajo
peso molecular
▪ LA AMILOPECTINA es una molecula ramificada de alto peso molecular, con
cadenas helicoidales dobles
▪ Lípidos polares, proteínas y fósforo
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▪ ALTA ENTRADA DE ENERGIA TERMICA : Alto tiempo de permanencia – bajo cizallamiento
▪ ALTA ENTRADA DE ENERGIA MECANICA : bajo tiempo de permanencia – alto cizallamiento
COCCION DEL ALMIDÓN: EFECTO DE LA ENTRADA DE ENERGIATérmica/Mecánica
almidón original almidón gelatinizado almidón dextrinizado
almidón original almidón gelatinizado almidón dextrinizado
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PROPORCION DEL ALMIDÓN DEXTRINIZADO (SOLUBLE)
PR
OP
OR
CIO
N D
EL
AL
MID
ÓN
GE
LA
TIN
IZA
DO
/FU
ND
IDO
ALTA ENTRADA DE ENERGÍA TÉRMICA
ALTA ENTRADA DE
ENERGÍA MECÁNICA
HOJUELAS DE MAÍZ (FLAKES)
DE ALTA CALIDAD
CEREAL DX DE ALTA CALIDAD
COCCIÓN DEL ALMIDÓN y PERFIL DEL PRODUCTO
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ENTRADA DE ENERGÍA MECÁNICA : EME=SME
FUSION-GELATINIZACIÓNCON preacondicionamiento
Perfil de tornillo con BAJO CIZALLAMIENTO
Baja velocidad de tornillo
Alto contenido de humedad
Largo tiempo de permanencia
Almidón PREGEL HOJUELAS CEREALES DX SNACKS DX
BEBIDAS
original SNACK DE PELLETS INSTANTANEAS
DEXTRINIZACIONSIN preacondicionamiento
Perfil de tornillo con ALTO CIZALLAMIENTO
Alta velocidad del tornillo
Bajo contenido de Humedad
Corto tiempo de permanencia
0 42-70 70-97 110-140 140-165 (Wh/kg)
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1. ENERGIA: Térmica y/o Mecánica
2. MOBILIDAD de las MACROMOLECULAS DEL ALMIDÓN:
asistida por agua, inducida por temperatura o cizallamiento
1 & 2 son PARTICULARIDADES de la COCCIÓN-EXTRUSIÓN
LA COCCIÓN DE MATERIAL ALMIDONADO Y LA CONVERSIÓN DE POLÍMEROS DE ALMIDÓN REQUIERE :
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Crystalline structure
Estructura gelatinizada
Gránulos hinchados
Gránulos dispersos
Depolymerized structure
Gelatinización Dextrinización
Punto de cocción óptimo
Tope de viscosidad
EME (Wh/kg)
Gelatinización
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P1
(RVU)
Estructura depolimerizada
Estructura cristalina
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El RVA (“Rapid Visco Analyser”, analizador rápido de viscosidad)
es un tratamiento estándar de mezclas a base de cereales,
consiste en :
▪ Moler la muestra y preparar una suspensión de agua (6 a 8
% de material seco)
▪ Llevar un historial muy controlado de tiempo-temperatura,
mientras la suspensión se cizalla
▪ Registrar el torque a través del tiempo
ANALISIS DE COCCIÓN CON EL METODO RVA
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MOLIENDA TAMIZADO DILUCIÓN
25ml agua
Tamíz de 250 m
Tamíz de200 m
Tamíz de 125 m
4 g (contenido de humedad:14 %)
▪ Extruídos expandidos : Molienda de 1era etapa (1)
▪ Extruídos no expandidos: Molienda de 2da etapa (1&2)
Circulacióndel agua
1: Molino tipo-café
Ranuras
2: Molino de martillo
RVA : METODOLOGÍA EXPERIMENTAL PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
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Pantalla
del
RVA
P.C.Sistema de calefacción
MOTOR
Tacómetro
Tambor y paletas
Contr
ol d
e t
em
pera
tura
Mic
ro-p
roce
sa
do
rContr
ol
de
velo
cid
ad
señal
respuesta
Sistema de refrigeración
DESCRIPCIÓN DEL RAPID VISCO ANALYZER (RVA)(ANALIZADOR RÁPIDO DE VISCOCIDAD)
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960 rpm
160 rpm
10 s
Tiempo
26 min
Perfil de Agitación
Perfiles de temperatura
25 °C
95 °C
6 10 10.5 21
Tiempo, min
25 °C
95 °C
12 21 28 36
14 23
Tiempo, min
60 °C
RVA : METODOLOGÍA EXPERIMENTAL PROTOCOLO
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Estructura
cristalina
Estructura
gelatinizada
Gránulos
Hinchados
Estructura
Depolimerizada
Temperatura
Evolución de la Viscocidadversus Tiempo
0
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
300
325
350
375
400
425
450
475
500
Time (min)
Vis
co
sid
ad
(R
VU
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Temperature
(C)
Gránulos
dispersos
Gelatinización – Curva RVA de la harina de maíz
Viscosidad
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PERFILES TÍPICOS RVA
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TOPE DE VISCOSIDAD FRIA
TOPE DE
GELATINIZACIÓN
TOPE DE VISCOSIDAD FINAL
0
2500
5000
7500
0 5 10 15 20 25
RV
A v
iscosi
dad
, cP
GR
ITS
0
250
500
750
RV
A v
iscosi
dad
, cP
SN
AC
KS
T(°C)
25°C
95°C
Grits de maíz Muestra de Snack
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PERFILES TIPICOS RVA
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TOPE DE VISCOSIDAD FRIA
TOPE DE VISCOSIDAD FINAL
TOPE DE
GELATINIZACIÓN
0
1500
3000
4500
0 5 10 15 20 25Tiempo, min
RV
A v
iscosi
dad
, cP
H
AR
INA
0
400
800
1200
RV
A v
iscosi
dad
, cP
C
ER
EA
L E
XT
RU
DIO
T(°C)
25°C
95°C
Harina de trigo Muestra de cereal matinal
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PERFILES RVA DE EXTRUIDOS DE ALTO EME(EXTRUIDOS A BASE DE MAÍZ; H2O=16% WWB; EME>380 KJ/KG)
16
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38
Tiempo,minutos
Vis
co
cid
ad
RV
A
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Te
mp
era
tura
, °C
ech1
ech2
ech3'
ech4
Temp(°C)
Tope de viscosidad
fría
Tope de viscosidad
final
Velocidad de tornillo=400 rpm; SME=434 KJ/kg = 121 Wh/kg
Temperatura, °C
Velocidad de tornillo=600 rpm; SME=513KJ/kg = 143 Wh/kg
kJ/kgVelocidad de tornillo=900 rpm; SME=564KJ/kg = 157 Wh/kg
kJ/kgVelocidad de tornillo=1175 rpm; SME=661 kJ/kg = 184 Wh/kg
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PERFIL RVA TÍPICO: CRITERIOS ÚTILES
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Caída de la viscocidadRVA
Viscosidad fría RVA
0
2500
5000
7500
0 5 10 15 20 25
Tiempo, min
RV
A v
iscosi
dad
, cP
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EXPERIMENTO DE COCCIÓN-EXTRUSIÓN(Configuración de Tornillo : L/D = 16; Con CE = Elemento de Experimento)
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tipo C2F C2F C2F C2F C2F C2F CE C2F
largo 100 50 50 50 50 50 25 25
paso 33 25 25 16.6 16.6 16.6 PT1,2,3 16.6
Perfil de tornillo 1 Perfil de tornillo 2 Perfil de tornillo 3
(Reversas con ranuras) (Reversas sin ranuras) (Amasadores 90°)
Condiciones de proceso:
▪ Sémola de maíz : 98.5 %; Cloruro de sodio : 1.5 %
▪ velocidad del tornillo : 250 y 400 rpm; Contenido de humedad : 14 y 17 % wwb
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PROCESO TIPO-SNACK : PERFILES RVA
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Baja velocidad de tornillo
Alta velocidad de tornillo
(bajo contenido de humedad)
0
400
800
1200
0 5 10 15 20 25
Tiempo, min
RV
A v
isco
sid
ad
, cP
0
25
50
75
100
Tem
per
atu
ra, °
C
LS perfil 1 LS perfil 2 LS perfil 3
HS perfil 1 HS perfil 2 HS perfil 3
3 (amasadores)
2 (reversas sin ranuras)
1 (reversas con ranuras)
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CASO DEL MINGAU (PAPILLA INFANTIL, HARINA PREGELATINIZADA)
21
RV
A
vis
cosi
dad
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN