11. INTRODUCCION

Preparación de una Bebida Carbonatada en Base de Leche

Sarmiento A.*; Castro C.**; Lozada R.***Escuela Politécnica Nacional, Facultad de Ingeniería

Agroindustrial y Química, Quito, Ecuador e-mail: andres.sarmiento@est.epn.edu.ec

** Escuela Politécnica Nacional, Facultad de Ingeniería Agroindustrial y Quimica, Quito, Ecuador

e-mail: ccastro_780@hotmail.com*** Escuela Politécnica Nacional, Facultad de Petróleos, Quito,

Ecuador e-mail: javi_rmj@hotmail.com

El objetivo de este proyecto fue desarrollar una bebida láctea, nutritiva que produzca un efecto refrescante en el consumidor, similar al de bebidas gaseosas que se expenden en nuestro medio, ademas de evaluar el nivel de gasificacion que puede lograr en leche. Para ello se realizó una serie de pruebas con leche entera, descremada, deslactosada y leche en polvo hasta encontrar una formulación adecuada, la cual fue del completo agrado de diferentes grupos de panelistas. Para la elaboración de Milk cola, se realizó una solución de agua, leche en polvo y azúcar, la cual fue introducida en un tanque, este tanque fue llevado a refrigeración hasta que la solución disminuya su temperatura hasta 4°C. Una vez alcanzada la temperatura esperada se procedió a carbonatar la solución, mediante un sistema de carbonatación, luego se dejó reposar la solución, a temperatura de refrigeración, para finalmente embotellarla. Como resultado se obtuvo una bebida carbonatada del agrado de los consumidores, producción obtenida fue vendida, obteniendo un margen de ganacia aceptable respecto a la inversión inicial. Es recomendable utilizar un sistema hermético, así se reducirá la pérdida de carbonatación en la bebida al momento de ser embotellada.

Palabras clave: Dioxido de carbono (CO2), leche entera, leche en polvo, panelistas, presurizado.

The objective of this project was to develop a milk drink, nutritious that can produce the same cooling effect on the consumer those soft drinks that are sold in our local market. For the final product, tests were developed tests with whole

1Este proyecto se lo pudo realizar gracias al apoyo de Paul Guzmán propietario del equipo de carbonatación, además de sus consejo en cuanto a la carbonatación de líquidos como bebidas refrescantes, un agradecimiento especial al DECAB que nos permitió usar el espacio físico como es la planta piloto, a su técnico a cargo Luis.

milk, skim, and lactose-free milk powder and held until a suitable formulation, which was full liking of different groups of panelists. For the preparation of Milk Soda, a solution of water, milk powder and sugar was performed, which was introduced into a tank, this tank was brought to cooling until the solution decreases its temperature to 4 ° C. Once the expected temperature reached proceeded to carbonate the solution by carbonation system, then the solution was allowed to stand, cooling temperature, and finally bottling. As a result a carbonated drink liked by consumers, the sale was obtained, obtaining an acceptable margin of gain relative to the initial investment was obtained. It was recommended to use a closed system, so the loss of carbonation in the drink when bottling be reduced.

Keywords: Carbon dioxide ( CO2) , whole milk, milk powder, panelists pressurized.

En el presente trabajo se busca elaborar una bebida carbonata en base de leche con el fin de aumentar la aceptación de esta bebida en los estudiantes de primaria, además de evaluar el volumen de CO2 capas de ser disuelto en la leche, en otras palabras medir la capacidad de la leche de ser carbonatada. Una bebida carbonatada es aquella en la que se ha disuelto un volumen de dióxido de carbono (CO2) a altas presiones y bajas temperaturas en agua purificada que luego será adicionada con saborizantes y edulcorantes para obtener el producto deseado [3]. La disolución del CO2 se va producir por un fenómeno de transporte conocido como transferencia de masa por lo cual se necesitara más de una repetición de adición mas de gas hasta llegar al punto de equilibrio donde no se disuelva más gas en el líquido. Este se realizara en un movimiento dinámico como observamos en la Figura 1.1.

La leche es la secreción normal de la glándula mamaria de animales que se la obtiene mediante el ordeño, sin ningún tipo de alteración por adición o sustracción, y que está destinado al consumo humano [2]. La leche entera presenta las siguientes propiedades físicas de interés para el proyecto:

Tensión superficial de la leche entera 15 ̊C es 47-53 [dinas/cm]

Tención superficial de la leche descremada 52-57 [dinas/cm]

Tensión superficial del agua 75 [dinas/cm]

Además de estos datos es importante conocer que la leche no modifica su tención superficial hasta superar la disolución mayor a 1/50, por acción de sustancias tenso activas presentes en la leche, como lo son las proteínas presentes, como la caseína y la sigma-proteosa (proteínas) estas proveen cierta elasticidad a la superficie de la leche que es capaz de aprisionar al aire con mayor facilidad, al descender la temperatura por debajo de 20 ̊C esta propiedad se pierde pero aun forma la capa de espuma pero con poco actividad que libera al aire [1].El proceso para carbonatar fue experimental en el cual se usó un tanque de CO2 grado alimenticio, además de tanques presurizados para carbonatar.Con estos equipos se preparó un sistema basado en diagrama de carbonatación que se muestra en la Figura 1.2

2. EQUIPOS Y MATERIALES2.1 Equipos

Tanque de CO2 grado alimenticio. Tanques presurizados para carbonatación. Cámara frigorífica. Manómetro

2.2 Materiales

Agua purificada Leche entera Leche en polvo Azúcar Saborizante natural (coco) Colorantes naturales

3. MÉTODO3.1 Carbonatación

Se procedió a poner el agua purificada en el tanque presurizado y está se puso a enfriar en la cámara frigorífica hasta alcanzar los 4 ̊C, una vez alcanzada esta temperatura se carbonató el agua con CO2 grado alimenticio, para lo cual se disolvió el gas a una presión de 2,5 bares dentro de los tanques con agua, se ayudó con movimientos mecánicos para aumentar la velocidad de disolución del gas en el agua, se

realizaron diferentes cargas de gas en el agua hasta apreciar que la presión al interior de tanque no varié. Una vez que la presión se estabilizo se almaceno el agua en el cuarto frigorífico durante 10 minutos.Se preparó un jarabe concentrado con la leche en polvo, azúcar y saborizante con agua previamente enfriada, este jarabe se lo agrego luego de los 10 minutos de reposo del agua carbonatada, la mezcla de leche con agua se volvió a carbonatar con el mismo proceso anteriormente descrito.La mezcla final de dejo almacenado en el cuarto frigorífico durante 12 horas que se estabilice el CO2 en la mezcla. Luego del reposo la mezcla se embotello en recipiente de cristal y de inmediato se las sello.

3.2 Medida de carbonatación

Para medir el nivel de carbonatación que se logró se utilizó el proceso recomendado en el Norma INEN 1082, que requiere del uso de un manómetro equipado para perforar las tapas de las botellas.

3.3 Muestreo

Para la toma de muestras que permitan determinar el nivel de carbonatación se utilizó lo especificado en la norma INEN 1077:2012 que establece que para un lote entre 51 – 150 se veden tomas 5 botellas.

4. RESULTADOS

Tabla 4.1 Costos de producción de 80 botellas de Milk Cola

Ingredientes Cantidad Precio Total ($)

Leche en Polvo 2810 g 26,95Agua 20 L 5Azúcar 1250 g 1,38ItemTanque de CO2 1 10Botellas (250 ml) 80 10Total 53,33

Costos de Producción

Tabla 4.2 Tabla de ventas totalesVentas

Cantidad de botellas de Milk Cola

precio unitario ($)

Precio total ($)

80 1 80

Tabla 4.3 Ganancias obtenidas

Ventas 80

Costos de producción 53,33

Ganancias 26,67

Tabla 4.4 Datos obtenido de la carbonataciónMuestra PRESION

[Mpas]TEMPERATURA [ ̊C]

1 0,068 6.52 0,072 6.93 0,069 6.64 0,075 6.35 0,064 7.1

Promedio de presión = 0,0696 [Mpas]Promedio de temperatura = 6,68 [ ̊C]

5. DISCUCION DE RESULTADOS

En los resultados obtenidos se evidencia que en la producción de 80 botellas de Milk Cola, al ser todas vendidas, se obtiene una porcentaje de ganacia significativo con respecto a la inversión realizada para la producción. Sin embargo esto se debe a que el precio al que se esperaría ofertar la bebida es elevado con respecto al de otras bebidas, en presentaciones de 250 ml, que son vendidas en el mercado local.Se logró disolver 2,2 L de CO2 de acuerdo al método de análisis de la norma INEN 1082 lo cual muestra que el método utilizado es el mejor para obtener una bebido carbonatada en base de leche.La leche entera no logro carbonatar debido a que presenta una tensión superficial muy baja debido a la gran cantidad de sustancias orgánicas como las proteínas las cuales proveen de cierta elasticidad al fluido que al momento de carbonatar se espuma, sin permitir embotellar el producto, por lo cual se procedió a utilizar leche en polvo para asi poder aprovechar la tensión superficial del agua que es mucho mayor, que no permite que la mezcla se trasforme a espuma con facilidad.

6. CONCLUSIONES

Se cumplió con el objetivo de desarrollar una bebida refrescante y nutritiva.El producto tuvo una buena aceptación por parte de un grupo considerable de consumidores, por otra parate otro grupo de

consumidores no aprobó al producto debido a su desagrado por los productos lácteos.Milk Cola es una bebida que puede tener acogida en el mercado debido a que es una idea innovadora.El uso de temperaturas bajas ayuda a disolvés el gas en fluido pues quitamos energía cinética al gas, disminuyendo el tamaño del a molécula, permitiendo que se asocie con mayor facilidad a la mezcla además a mezcla mantenga cierta estabilidad luego de su embotellado.

RECONOCIMIENTO Este proyecto se lo pudo realizar gracias al apoyo de Paul Guzmán propietario del equipo de carbonatación, además de sus consejo en cuanto a la carbonatación de líquidos como bebidas refrescantes, un agradecimiento especial al DECAB que nos permitió usar el espacio físico como es la planta piloto, a su técnico a cargo Luis.

REFERENCIAS

[1] Alais Ch. Ciencia de la Leche, Principios de Técnica Lechera, Editorial Reverte S.A, 2003, pp. 258

[2] Norma General del Codex para el Uso de Términos Lecheros, CODEX STAN 206-1999

[3] NTE Bebidas Gaseosa. Requisitos, NTE INEN 1101:2008

[4] NTE Bebidas Gaseosas. Determinación del gas carbónico. NTE INEN 1082:

[5] NTE bebidas Gaseosas. Muestreo. NTE INEN 1077:2012

[6] standley, 2008, recomendaciones y observación de la gasificación de cerveza. No publicado. recuperado de : http://www.cerveceroscaseros.com.ar/infoquesla.htm#Temperatura y balance de CO2