PRODUCCIÓN DE LECHE CONDENSADA A PARTIR DE LECHE DE BÚFALA Y SU PROPUESTA

A ESCALA INDUSTRIAL

CONDENSED MILK PRODUCTION FROM MILK AND PROPOSAL BUFALA INDUSTRIAL SCALE

Angie Riobamba1, Elizabeth Chaparro1

Ingeniería Química. Facultad de Ingenierías y Arquitectura. Universidad de Pamplona. Km 1 vía Bucaramanga. Pamplona. Norte de Santander. Colombia.

Universidad de Pamplona {angie.riobamba, dora.chaparro} @unipamplona.edu.co

Resumen: La leche condensada azucarada es un producto de gran consumo debido a sus características propias, pero es necesario conocer sus falencias en cuanto a una alimentación adecuada, dentro de estas podemos mencionar: los altos contenidos de endulzante artificial en los productos de la industria láctea, los cuales no aportan los suplementos necesarios para una alimentación saludable en los principales consumidores, que en este caso son los infantes. Por lo tanto, se busca resaltar los aportes nutritivos de la leche de búfala en un alimento dulce que contribuya a una buena ingestión; de esta manera se decidió realizar una leche condensada denominada “Bufalita” con bajo contenido en carbohidratos y azúcares por la acción de un edulcorante natural (stevia). Para esto, se realizó un proceso a escala laboratorio en el que principalmente se lleva a cabo un tratamiento previo de la leche, se hace un proceso de pasteurización y por último un llenado en recipientes previamente esterilizados. Una vez realizado este procedimiento y obtenido el producto de interés, se elaboró una propuesta a escala industrial, la cual consiste en llevar a cabo inicialmente un enfriamiento, seguido por un proceso de estandarización, clarificación y pasteurización, adicionalmente una evaporización de la leche con adición del endulzante, resultando de esta manera un producto espeso con una larga durabilidad. La leche condensada obtenida fue de un agradable olor, con color amarillento y sabor dulce típico de la leche condensada normal.

Palabras Clave: Condensación, Contenido nutricional, Leche de Búfala, Stevia.

Abstract: Sweetened condensed milk is a product of great consumption due to their own characteristics, but it is necessary to know its shortcomings in terms of adequate food within these include: the high content of artificial sweetener in dairy products industry, which do not provide the necessary supplements for healthy eating in the main consumer, which in this case are infants.Therefore, it seeks to highlight the nutritional benefits of buffalo milk in a sweet food that contributes to good eating; so we decided to perform a condensed milk called "Bufalita" low in carbohydrates and sugars by the action of a natural sweetener (stevia).For this, a laboratory scale process in which primarily takes place pretreated milk pasteurisation is made and finally filling into containers previously sterilized was performed. Once done this procedure and obtained the product of interest, a proposal on an industrial scale was developed, which consists of performing initial

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cooling, followed by a process of standardization, clarification, pasteurization, additionally one evaporation of milk added the sweetener, thereby resulting in a dense product with a long durability.Condensed milk obtained was a pleasant smell, with yellowish and sweet flavor typical of normal condensed milk.

Keywords: Condensation, nutritional content, buffalo milk, Stevia.

INTRODUCCIÓN

Altos contenidos de endulzante artificial en los productos de la industria dulcera conllevan a enfermedades a largo plazo y a una considerable tasa de desnutrición en el país, estas cantidades sin duda son las responsables en cierta medida de esta problemática, debido a que no aportan los suplementos necesarios para una alimentación saludable en los principales consumidores, que en este caso son los infantes. [1]

En consecuencia, es necesario valerse de nuevas materias primas en la industria láctea, como la leche de búfala, que aporte contenidos nutricionales principalmente para una adecuada alimentación y reemplazar el tipo de endulzante utilizado en la actualidad por ingredientes naturales, para de este modo cambiar la imagen negativa que tiene la industria dulcera sobre la población, permitiendo que beneficie a los consumidores. [2]

Actualmente se encuentra que la leche condensada es un producto que contribuye con algunas necesidades nutricionales, podemos distinguir su contenido de calcio, entre otros, es elaborada con altos contenidos de azúcar lo cual disminuye la acción de las propiedades benéficas de la leche. Es por esto que se hace necesario dar solución a esta problemática, produciendo alimentos ricos en lácteos y con bajos contenidos de azúcar y de conservantes.

Con base en lo anterior, se quiere elaborar una leche condensada a base de leche de búfala, aprovechando sus altos contenidos en nutrientes y minerales. [2]

Se plantea el uso de un endulzante natural (stevia), que acompañado con los nutrientes propios de la leche de búfala nos permita impactar y entrar en el mercado como un producto fiable y por qué no, posesionarlo como un complemento nutricional para la dieta de los niños. [3]

Con las características que planteamos para este nuevo producto en la industria alimenticia consideramos generar un impacto positivo en cuanto a la adecuada nutrición e innovación por la utilización de materias primas naturales y benéficas para la salud, haciendo énfasis en la idea de producir un suplemento alimenticio (dulce y saludable) para la población infantil.

Se espera obtener un alimento dulce que contribuya a una buena alimentación principalmente para los niños, una leche condensada a partir de leche de búfala, endulzada con un edulcorante natural (stevia), de buen sabor y textura, con la cual se puedan resaltar los aportes nutritivos de la leche, se logre cambiar la mentalidad de la población con respecto a los alimentos dulces, (pues se entiende que estos no contienen los porcentajes alimenticios necesarios para un consumo habitual) y se llegue a posesionar como la marca líder en producción y distribución de leche condensada por sus aportes nutritivos y bajos contenidos de azúcar.

METODOLOGÍA

En este estudio se elaboró una leche condensada a partir de leche de búfala a pequeña escala y se propuso su obtención a escala industrial.

Para la producción a pequeña escala se llevó a cabo el siguiente procedimiento:

Materiales

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2 Litros de leche líquida 300 Gramos de Stevia 1 Recipiente metálico 1 Varilla de agitación

Procedimiento

1. Añadir los 2 litros de leche a un recipiente metálico. 2. Calentar la leche hasta una temperatura de ebullición durante 5 minutos.3. Agregar 300 gramos de Stevia a 100 0C.4. Agitar constantemente durante 45 minutos o 1 hora hasta que la mezcla tenga una consistencia

adecuada (espesor característico de la leche condensada) y enfriar a temperatura ambiente.5. Esterilizar los recipientes de llenado.6. Vaciar la mezcla en los recipientes mencionados anteriormente. Tapar y sellar.

Finalizada la etapa de elaboración a escala laboratorio, se realiza la propuesta de escalamiento del producto.

En esta se ha considerado un procedimiento con la mayor asepxia y eficiencia basados en métodos utilizados actualmente en la producción de leche condensada a partir de leche de vaca [7].

Procedimiento del escalamiento

Almacenamiento previo: Filtrado y enfriado a 4ºC.

Clarificación y desnatado: Se hace pasar la leche por centrifugación y se mantiene la temperatura de 4ºC.

Estandarización: Normalización del contenido en grasa y sólidos no grasos de la leche, hasta los valores: 8% de grasa y un 18% de sólidos no grasos.

Homogeneización: Luego de la concentración, la leche concentrada es pasada a través del homogenizador. Esta homogeneización se hace a presiones de 150 kg/cm2 y una temperatura de 62ºC.

En este tanque donde sucede la homogenización se hace la adición de Stevia (azúcar), Bicarbonato (regulador de acidez), y Sorbato de potasio (conservante) con agitación constante.

Pasteurización: Se realiza un calentamiento uniforme a una temperatura de 72 ºC durante quince segundos, y posteriormente se enfría rápidamente a 37 ºC.

Evaporación: Se utiliza un evaporador de múltiple efecto (tres etapas) donde se utilizan 0,40 a 0,55 kg. de vapor por kg. de agua evaporada). La temperatura de operación debe ser de 70 C.

Continúa entonces la evaporación hasta alcanzar el contenido en sólidos requerido. Dicho contenido es comprobado indirectamente por la determinación de la densidad del concentrado. Debe ser aproximadamente 1.30 para la leche condensada.

Enfriamiento: La leche condensada debe enfriarse después de la evaporación a una temperatura de 14ºC.

Llenado e inspección: La leche condensada debe ser de color amarillento y tener la apariencia de mayonesa, se llenan los envases, que en este caso deben ser previamente lavados y esterilizados antes del llenado, ya que no se procederá a la esterilización posterior.

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RESULTADOS Y ANÁLISIS

Durante la realización de la leche condensada a pequeña escala se comprobó que la temperatura un factor muy importante ya que se debió hacer un tratamiento previo para eliminar de forma parcial los microorganismos patógenos y la flora microbiana, sin modificación sensible de la naturaleza fisicoquímica, características y cualidades nutritivas de la leche.

Una vez hecho este calentamiento hasta el punto de ebullición de la leche se le adicionó la cantidad de stevia ya establecida en el procedimiento y se comenzó una agitación constante durante 45 minutos hasta obtener el espesor característico de la leche condensada.

La agitación se realizó con el fin de favorecer una distribución uniforme de la materia grasa y evitar que al momento de caramelizarse la stevia se pegara y diera un sabor a quemado. La leche condensada final presentó por tanto buenas características como lo son el buen olor, buen sabor y además un buen rendimiento al momento del empacado.

Durante la experimentación se logró comprobar que la cantidad de stevia empleada es menor a la cantidad de azúcar que se debe emplear en un proceso de leche condensada normal, pues se sabe que teóricamente la stevia es unas 30 veces más dulce que el azúcar por lo tanto necesitamos menor cantidad de materia prima al momento de realizar el proceso, pero, a diferencia del azúcar el edulcorante empleado aporta cero calorías a nuestra dieta, y es el único endulzante natural totalmente seguro para un consumo habitual, como es el caso de los diabéticos y de las personas que siguen una dieta de adelgazamiento prolongada.

En cuanto a la leche de búfala que se empleó también podemos decir basándonos en la teoría que tiene un valor altamente nutritivo, y es excelente para la preparación de productos derivados y posee un óptimo rendimiento en la elaboración de los mismos, pues presenta una economía de aproximadamente 30% en materia prima; lo anterior se logró constatar pues se realizó la comparación entre las dos leches y se obtuvo que mientras se necesitaban 2,5 litros de leche de búfala se emplearon 3,5 litros de leche de vaca para la elaboración de leche condensada.

Además, la leche de búfala comparada con la leche de vaca, tiene mayores contenidos de calcio, agua, proteínas y minerales, los cuales favorecen en gran medida el contenido nutricional de nuestro producto, cumpliendo así los objetivos de nuestro proyecto.

CONTROL DE CALIDAD DE LA LECHE: Para la parte de control de calidad de la leche se deben realizar pruebas del tipo fisicoquímico, microbiológico y pruebas organolépticas; de las cuales solo se realizaron pruebas organolépticas por medio de una encuesta a ### de personas. Las pruebas fisicoquímicas se enunciaran porque son de suma importancia, aunque no se realizaron en este estudio.

Pruebas organolépticas: De las pruebas organolépticas realizadas se encuentran los siguientes parámetros:

COLOR: Crema.OLOR: Leche.SABOR: Dulce fuerte.

Pruebas fisicoquímicas:

Acidez: La determinación de la acidez de la leche es una medida indirecta de su calidad sanitaria. Este análisis es aplicado de forma habitual a la leche cruda, así como a la leche tratada térmicamente.

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LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA: Para la ubicación de la planta se escogió el municipio de Los Patios en el departamento de Norte de Santander teniendo en cuenta varios factores favorables para esta ubicación.

Transporte: El transporte es un factor sumamente importante y Cúcuta cuenta con varias vías de acceso lo cual nos favorece para sacar del departamento nuestro producto y comercializarlo por todo el país.

Materia Prima: Es lógico que siempre para la determinación de la localización optima de la planta se tenga en cuenta la materia prima por obvias razones, debido a que es lo más importante para la elaboración de un producto y como sabemos Cúcuta está cerca de la finca Villa Marina de donde obtendremos la leche de búfala que es nuestro principal materia.

Disponibilidad de agua: El agua es de los recursos más importantes en cualquier industria y nuestra empresa no es la excepción, Cúcuta además de brindar una ubicación perfecta para la planta, cuenta con una planta potabilizadora de agua (Aguas Kpital).

Posibilidades de deshacerse de los desechos: Siempre es importante escoger un buen lugar para eliminar los desechos de la producción sin afectar mucho el medio ambiente y en nuestro caso podemos deshacer los desechos efluentes al río Pamplonita después de un previo tratamiento.

Mano de obra: En este caso Cúcuta nos ofrece unos beneficios en cuanto a la disposición de los trabajadores, debido a que es una ciudad poco industrial y tiene personas dispuestas a trabajar honradamente bajo unos contratos establecidos dentro de la empresa.

Para el desarrollo de un producto, en general comercial, es de suma importancia la ubicación de la planta donde se elaborará dicho producto, para esto siempre se debe hacer un elaborado y cuidadoso estudio teniendo en cuenta siempre unos factores determinantes para una ubicación óptima, generalmente los factores más relevantes en casi cualquier industria son: disponibilidad de materia prima, disponibilidad de agua, transporte de insumos, productos, mano de obra, entre otros.

COSTO DEL PROYECTO

Se realizó un análisis económico para determinar el monto de los recursos económicos necesarios para la realización del proyecto. Para esto se tuvieron en cuenta costos de producción, costos de servicios, costos de mano de obra, gastos de administración, costos de maquinaria, terreno y obra civil.

1. Costos de producción

COSTO MATERIA PRIMAMATERIA PRIMA COSTO CONSUMO mensual TOTAL

LECHE DE BUFALA (Litros) 1200 9600000 11520000000STEVIA (Kg) 10000 1632000 16320000000

BICARBONATO (Kg) 7500 960000 7200000000SORBATO DE POTASIO (Kg) 11000 960000 10560000000

TOTAL 45600000000

COSTOS ENVASE Y ETIQUETAPRODUCTO COSTO UNIDAD CONSUMO ANUAL TOTAL

FRASCO PEQUEÑO 100 13440 1344000FRASCO MEDIANO 250 5040 1260000FRASCO GRANDE 400 5040 2016000

ETIQUETAS 20 23600 472000

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CAJAS DE CARTON 40 2000 80000

TOTAL 5172000

OTROS MATERIALESCONCEPTO COSTO UNITARIO CONSUMO mensual TOTALTAPABOCAS 300 100 30000

GUANTES 300 100 30000COFIAS 200 100 20000BOTAS 50000 4 200000BATAS 9000 2 18000

DETERGENTE 40000 1 40000ESCOBA 30000 4 120000

TRAPERO 8000 4 32000RECOGEDOR 5000 2 10000

TOTAL 500000

2. Costos de servicios

SERVICIOS COSTO MENSUAL COSTO ANUALAGUA 2225000 26700000

LUZ 2450000 29400000TEL E INTERNET 300000 3600000

GAS 150000 1800000

TOTAL (Pesos) 5125000 61500000

3. Costos de mano de obra

MANO DE OBRA DIRECTACARGO PLAZAS SUELDO MENSUAL TOTAL MENSUALOBREROS 30 750000 22500000ALMACENISTAS 4 820000 3280000

suma 2578000048% DE PRESTACIONES 12374400

TOTAL (Pesos) 38154400

MANO DE OBRA INDIRECTACARGO PLAZAS SUELDO MENSUAL TOTAL MENSUALJEFE DE PRODUCCION 2 3000000 6000000

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SECRETARIA 1 800000 800000MANTENIMIENTO 1 850000 850000INGENIERO DE PLANTA 1 2000000 2000000

suma 965000048% DE PRESTACIONES 4632000

TOTAL (Pesos) 14282000

4. Gastos de administración

CARGO PLAZAS SUELDO MENSUAL TOTAL MENSUALGERENTE 1 3500000 3500000

JEFE DE VENTAS 1 2800000 2800000SECRETATIA GENERAL 1 800000 800000

CONTABILIDAD Y PAGADURIA 1 900000 900000LIMPIEZA 8 680000 5440000

VIGILANCIA 4 750000 3000000suma 16440000

48% DE PRESTACIONES 7891200TOTAL (Pesos) 24331200

5. Costos de maquinaria

MAQUINACANTIDA

D COSTO UNITARIO (Pesos) COSTO TOTALTANQUES DE ALMACENAMIENTO 3 2571899 7715697

FILTRO DE LECHE 1 514380 514380TANQUE CON SISTEMA DE AGITACION 2 7715700 15431400

INTERCAMBIADOR DE CALOR 1 514380 514380REFRIGERADOR 2 25719000 51438000

CENTRIFUGADORA 1 2571900 2571900PASTEURIZADOR 1 128594996 128594996

EVAPORADOR TRES ETAPAS 1 2057519922 2057519922MAQUINA DE ENVASE Y SELLADO 1 5143800 5143800

TANQUE DE RESIDUOS 3 2571899 7715697VALVULAS 14 385785 5400990

TOTAL (Pesos) 2282561162

6. Costo total del proyecto

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COSTO TOTAL DEL PROYECTOCONCEPTO TOTAL MENSUAL

MATERIA PRIMA 45600000000ENVASES Y ETIQUETAS 5172000

OTROS MATERIALES 500000SERVICIOS 61500000

MANO DE OBRA DIRECTA 38154400MANO DE OBRA INDIRECTA 14282000ADMINISTRACION Y VENTAS 24331200

OFICINAS 48000000MAQUINARIA 2282561162

TERRENO Y OBRA CIVIL 1575428846TOTAL (Pesos) 49649929608

DEMANDA MENSUAL 82800883

COSTO UNITARIO 120g 599,6304364

Teniendo así un costo unitario para el envase de 120 gramos de aproximadamente 600 pesos para la empresa. Comparando con otras empresas tenemos:

MARCAS PESO PRECIO EN EL MERCADO (Pesos)Colombina 100g 1800

Copelia 100g 1250Parmalat 100g 1300

Nestlé 100g 1400

Es decir que al entrar al mercado podemos definir un precio de aproximadamente 1200 pesos ganando de esta forma el doble de lo que nos cuesta, de esta manera podemos deducir que es un proyecto viable.

ANÁLISIS DEL IMPACTO SOCIAL, AMBIENTAL Y ECONÓMICO

Con ayuda de la encuesta realizada se puede visualizar un impacto positivo general en la comunidad local, al producir y comercializar un alimento lácteo dulce, de buena textura, olor y color (calificando estos parámetro con respecto a las leches condensadas comercializadas actualmente), que motiva a su consumo por los aportes nutricionales y bajo contenido en carbohidratos.A través de la feria realizada en la universidad, en la que se pudo dar a conocer el producto, se notó gran interés y apoyo por parte de los asistentes, en cuanto a la viabilidad del proyecto y a los beneficios del mismo. Cabe resaltar que con éste se busca promover la demanda de búfalas en la región, generando empleos, estableciendo acuerdos financieros y relaciones estables con proveedores tanto de leche como de stevia.Este es un proyecto que surgió tras la necesidad de implementar ingredientes benéficos y de resaltar la importancia de un producto lácteo dulce, por consiguiente, su respuesta ha sido ampliamente considerada, se visualiza la posibilidad de expandir su comercialización en pos del desarrollo de la región y de la necesidad de la misma por la formación de empresa.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se obtuvo un producto alimenticio apto para el consumo humano, en especial para la comunidad infantil, el cual proporciona los nutrientes sugeridos por los médicos para una adecuada y correcta alimentación.

Es un proyecto viable, que muestra una buena aceptación en la comunidad y unas expectativas altas en cuanto a su posicionamiento y proyección a nivel comercial.

Para la elaboración de la leche condensada es importante controlar variables tales como temperatura y presión, con los que se asegura la calidad de la misma.

Es un proceso relativamente sencillo en el que se debe mantener en cada etapa del proceso un rango de pH fijo.

Se debe utilizar a lo largo del desarrollo del proceso recipientes y utensilios herméticos para garantizar la asepsia y confiabilidad del producto, puesto que se trata de un alimento.

ANEXOS

Registro fotográfico

Figura 1. Tratamiento térmico de la leche de búfala después del ordeño

Figura 2. Adición de stevia a la leche en ebullición. Figura 3. Agitación de la solución leche de búfala- stevia

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Figura 4. Textura y color de la leche de búfala Figura 5. Ubicación geográfica del municipio de Los Patios

Figura 6. Localización geográfica de la planta

Etiqueta

Figura 8. Vista frontal del producto empacado Figura 9. Vista posterior del producto terminado y empacado

EncuestaRealizada en la ciudad de Pamplona, sobre un pequeño grupo de personas como vecinos y conocidos.

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Figura 10 Formato de encuesta realizada

Figura 11 Estudio estadístico de la encuesta realizada

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Layout de la planta

Figura 12. Distribución de la planta a futuro

EQUIPOS PARA EL ESCALADO INDUSTRIAL

Fig 13. Tanque de almacenamiento

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Fig 14. Filtro de leche

Fig 15. Tanque mezclador

Fig 16. Intercambiador de calor

Fig 17. Tanque de refrigeración

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Fig 18. Pasteurizador

Fig 19. Máquina de llenado y sellado

Fig 20. Centrifugadora

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BIBLIOGRAFÍA

[1] Sandra María Matiz Silvano, Diseño y desarrollo de un producto tipo leche concentrada azucarada para la empresa la Bugueñas S.A, Trabajo de grado para optar al título de Ingeniera de Alimentos Modalidad Práctica Empresarial, Facultad de ingeniería de alimentos, Universidad de la Salle, Bogotá – Colombia. 2008.

[2] M. MArcelín Rodriguez, J. F. Vélez. Proceso de elaboración y propiedades fisicoquímicas de la leche condensada azucarada y evaporada. Temas selectos de ingeniería de alimentos. 2012.

[3] Asociación española de stevia rebaudiana, stevia-asociacion, 15 de mayo del 2015: http://www.stevia-asociacion.com/

[4] Janneth Margarita Garzón Benavides, Johanna Marcela López Morán. Análisis de una alternativa de producción más limpia que permita aprovechar los residuos grasos que generan los procesos de pasteurización y enfriamiento de la leche en la empresa friesland lacteos purace de san juan de pasto. Proyecto de investigación presentado como requisito para optar el título de especialista en gestión ambiental local. Facultad de ciencias ambientales. Universidad tecnológica de Pereira. Universidad de Pereira. Pereira – Colombia. 2008.

[5] Darvin José Zamorán Murillo. Manual de procesamiento lácteo. Proyecto de Cooperación de Seguimiento para el Mejoramiento Tecnológico de la Producción Láctea en las Micros y Pequeñas Empresas de los Departamentos de Boaco, Chontales y Matagalpa. Instituto Nicaragüense de Apoyo a la Agencia de Cooperación Pequeña y Mediana Empresa (INPYME).

[6] Patiño, E. M.; Crudeli, G.A.; Couto A. de G.; Mendes Jorge, A. 2008. Leche Bubalina. Editado por Moglia S.R.L. Corrientes, Argentina.

[7] WALSTRA, Paul. Ciencia de la leche y Tecnología de los productos Lácteos, Editorial Acribia, Zaragoza, España, 1996. 

[8] Made in China Connecting Buyers With Chinese Suppliers. Made in China, 26 de mayo del 2015: http://es.made-in-china.com/

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