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Ing. Didí Juan Flores Cruz UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC UNAMBA Carrera Profesional de Ingeniería Agroindustrial Curso : PROCESAMIENTO DE PRODUCTOS AGROPECUARIOS ANDINOS Unidad 2 : Procesamiento de cereales, granos y leguminosas andinos Tema 1: Procesamiento de maíz

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Ing. Didí Juan Flores Cruz

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMAC

UNAMBA

Carrera Profesional de Ingeniería Agroindustrial

Curso:

PROCESAMIENTO DE PRODUCTOS AGROPECUARIOS ANDINOS

Unidad 2:

Procesamiento de cereales, granos y leguminosas andinos

Tema 1:

Procesamiento de maíz

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MAIZ (Zea mays L.)

Maíz, son aquellas especies botánicas pertenecientes a la familia Gramíneas o Poaceae, genero Zea, denominándose Zea mays L.

El Maíz, es una planta anual originaria de América y cultivada para su consumo alimentario, tanto humano como animal.

Además, la mazorca tierna suele recibir el nombre de choclo, elote o jojoto.

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El grano es el fruto del maíz cariópside y comprende varias estructuras:

EL GRANO Ó SEMILLA

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Tipos de maíz1. Maíz Tunicado (Zea mays tunica Sturt):

Es un tipo escaso de maíz, cuyos granos están encerrados en una vaina.

La mazorca está cubierta por una envoltura foliar como las de otros tipo de maíz.

Normalmente no se cultiva en forma comercial.

2. Maíz Reventón (Zea mays everata Sturt): Los granos son pequeños, redondeados,

amarillo intenso o anaranjado, o aguzados y blanquecinos.

Este maíz es una forma extrema del maíz duro, cuyo endosperma sólo contiene una pequeña parte de almidón blando.

Se usa para Pop corn.

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Tipos de maíz3. Maíz Cristalino (Zea mays indurata Sturt).

Sus granos son córneos y duros, vítreos de forma redondeada o puntiaguda.

El color del grano es amarillento o anaranjado y su velocidad de secado comparativamente más lenta.

4. Maíz Dentado (Zea mays indenata Sturt): Es el tipo más extensamente cultivado. Se caracteriza por una depresión en la corona

del grano. El almidón corneo está acumulado en la

periferia del grano, mientras que el blanco o harinoso llega hasta la corona, produciendo el indentado a la madurez.

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5. Maíz Amiláceo (Zea mays amilacea Sturt): Maíz harinoso o amiláceo, algo parecido al

maíz cristalino en las características de las planta y de la mazorca.

Los granos están constituidos principalmente por almidón blando y son escasamente o no dentados.

Es uno de los tipos más antiguos de maíz . Es usado en la fabricación de harinas porque

le confiere un color más blanco.

6. Maíz Dulce (Zea mays saccharata Sturt): Granos con alto contenido de azúcar, de

aspecto transparente y consistencia cornea cuando inmaduros.

Al madurar la superficie se arruga. El maíz dulce difiere del dentado por un gen

que permite la conversión de parte del almidón en azúcar.

Se consume fresco, congelado o enlatado.

Tipos de maíz

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7. Maíz Céreo o Ceroso (Zea maysceritina Kulesh): Granos de aspecto ceroso. El almidón está constituido

exclusivamente por amilopectina, mientras que en los otros tipos el almidón es 73% amilopectina, 27 % amilosa.

Se cultiva para producir almidón semejante a la tapioca.

Tipos de maíz

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Clasificación del grano de maíz según su color

Maíz morado Maíz amarillo Maíz blanco

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Diversidad de Razas del maíz en Latinoamérica

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RAZAS DE MAÍZ EN EL PERU

En el Perú, existen 55 grupos raciales: Razas primitivas:

Sierra (confite morocho, confite puntiagudo, confite puneño y kully)

Selva (enano) Razas derivadas de las primeras:

Costa (mochero, alazán, pagaladroga, rabo de zorro, chapareño, iqueño)

Sierra (chullpi, huayleño, paro, morocho, huancavelicano, ancashino, shajatu, piscorunto, cuzco cristalino amarillo, cuzcoblanco, granda, uchuquilla);

Selva (sabanero, piricinco) Razas de segunda derivación:

Costa (huachano, chancayano) Sierra (San gerónimo huamcavelicano, cuzco

gigante, arequipeño) Selva (chimlos marañón)

Chullpy

Maíz morado (Kully)

Blanco Urubamba

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RAZAS DE MAÍZ EN EL PERU

Razas introducidas:

Costa (pardo, arizona, colorado)

Selva (alemán, chuncho, cuban yellow)

Razas incipientes:

Costa (jora, coruca, chancayano amarillo, tumbesino, morochillo)

Sierra (morado canteño, morocho cajabambino, amarillo huancabamba, allajara, huarmaca, blanco ayabaca, huanuqueño)

Razas no definidas:

Sierra (sarco)

Selva (perlilla)

Piscorunto

Piricinco

Mochero

Rienda

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CARACTERÍSTICAS DEL MAÍZ AMILÁCEO:

El maíz amiláceo blanco es una gramínea que se cultiva mayoritariamente en la sierra.

Los granos, además son muy ricos en almidón, en algunos minerales y vitaminas, aunque contienen un nivel moderado de proteínas.

Se le utiliza en la alimentación humana como grano sancochado (mote), harina (humita) y en la preparación de bebidas (chicha).

En la industria, se le emplea como materia prima en la elaboración de bocaditos para pastelería. Maíz Mote

MAÍZ BLANCO

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CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES DEL MAÍZ AMILÁCEO:

MAÍZ CHOCLO

Efectos diuréticos

Contenido de fibra

Energía

Antioxidantes

Grano en estado lechoso

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CARACTERÍSTICAS DEL MAÍZ AMILÁCEO:

Tiene diversas coloraciones: verde, púrpura y rojo.

Tiene la capacidad de acumular la antocianina, en hojas, inflorescencias y mazorcas.

Los granos son muy ricos en almidón.

La antocianina extraída de las mazorcas, se utiliza como colorante de alimentos, cosméticos, textiles y pinturas.

MAIZ MORADO

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Rendimientos:

En la extracción de antocianina, se obtiene aproximadamente las siguientes cantidades:

De 100 g de coronta se obtiene

0.611 g de antocianina.

De 100 g. de grano molido se obtiene

0.158 g de antocianina.

La coronta representa

aproximadamente el 17% del peso del

maíz.

Los granos representan

aproximadamente el 83% del peso del

maíz.

Los granos de maíz poseen alta

concentración de antocianinas en el

pericarpio y en la capa de aleurona

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Determinación de antocianinas totales:

Método de diferencia de pH* El método consiste en diluir la muestra en las soluciones

buffer a pH 1.0 y 4.5. Después de dejar reposar las muestras por 2 horas en un

ambiente oscuro y a temperatura ambiente, se determina la absorbancia a 210 nm, utilizando agua destilada como blanco.

* Reportado por Fuleki y Francis (1968).

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Usos tradicionales

Huiro: Es la caña fresca, dulce y refrescante

Chala:

Es el follaje seco

Parchuay:

Es la espiga de flores masculinas

Panca:Es la envoltura de la mazorca.

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Cuando está verde o inmaduro se comen los choclos Los granos molidos sirven de masa para las humitas salada o dulce. Los granos maduros molidos se preparan la Chufla.

De los granos maduros cocidos y luego secados y molidos se utilizan bajo la denominación de chochocapara preparar las sopas.

Los granos maduros y descascarados por cocimiento se comen como mote sin cáscara

Se usa también para preparar pataska.

Una vez descascarados se secan y se muelen para la elaboración de tamales.

De los granos remojados algunos días y secados se obtiene la “jora” (maíz germinado)

Por fermentación se prepara la chicha de jora.

Refresco natural

“Chicha morada”

Usos tradicionales

Las barbas, cabellos o pelos de la mazorca se usan para el tratamiento de diversas enfermedades, por ejemplo del riñón.

Verde o inmaduro se comen como choclos Los granos molidos sirven de masa para las humitas salada o dulce. Los granos maduros molidos se preparan la Chufla.

De los granos remojados algunos días y secados se obtiene la “jora” (maíz germinado)

Por fermentación se prepara la chicha de jora.

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Alcohol (mezclado con gasolina, se

emplea como carburante)

•La harina de maíz (Polenta)•Harina pre-cocida de maíz

Aceite de maízFrito (tostado con aceite)

Panes de maíz

MaicenaTostado (sin aceite)

Productos extruido Cancha

Productos expandidos Palomitas de maízC

on

cen

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ma

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Ex

tra

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ma

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ora

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Jug

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Otros usos

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Productos de la planta de maízRAQUIS CENTRAL DE LA PANOJA

Usos agrícolas: Cama para aves, material de relleno en aplicación de insecticidas y pesticidas

HOJAS Y BRACTEAS

Forraje: Relleno de colchones, ensilaje.

Paja: Relleno para collares de caballo.

Envolturas de alimentos

TALLOS

• Película de fotografía

• Material absorvente para nitroglicerina

• Paja.

• Lubricantes para aviones.

• Material plástico, alcohol de maíz, papel y cartón.

• Forraje.

• Cartón para cielo raso

ZURO DE MAÍZ

Usos industriales: Elaboración de vinagre, limpieza de pieles, pastas, papel, cartón.

MAZORCA GRANO

TUSAColorante natural (antocianina del maíz morado)

Compuestos para barrer, hidrólisis en azúcares para alimentos del ganado, grasa – glicerina.

Alcoholes

Fermentos

Absorvente en la fabricación de dinamita

Relleno plástico

Objetos ligeros de cerámica.

Pieles para limpieza.

Tejas

Furfuralina

Bacterial (medio en la manufactura del vinagre)

Pipas (para fumar).

Sustituto del corcho.

Cama de paja para animales.

Relleno para embalaje, Lustrar metales, etc.

• Ensilaje.• Tela de Rayón• Tela de fibra rayón.

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Productos del grano de maíz

ALMIDON

Jaleas

Confites

Fermento de cerveza

Productos farmacéuticos

Polvo de hornear

DEXTRINAS

Pegamento

Tintes

Piel artificial

Papel

Cortinas para

ventanas

Salsas para

alimentos

Hilo de acarreo

Fuego artificial

Neumático de

goma

Almidón Industrial

Almidón de lavandería

Cola para tejido.

Pastas.

Explosivos

Relleno para papel

Asbestos

Jabones.

Cosméticos

Productos químicos

ALIMENTO

Gluten

Alimento

para

ganado

ZEINA

Papel laminado.

Papel Revertido.

Productos

plásticos.

ALCOHOLES

Solventes

Bebidas

Lacas

Barnices

Pinturas

Tintas

Explosivos

Productos

farmacéuticos

Preservantes

ALIMENTOS

Maicena

Harina de maíz

M. picado

M. verde

M. tostada

M. congelado

M. seco

GRANO

MONDADO

M. machacado

Sémola

Gacha (masa muy

blanda que tira a

líquida)

Hojuelas

Tostadas

CASCARAS

Afrecho para

alimento de

ganado.

Aminoácidos

Tiroxina, Glutinato monosódico,

Leucina y Acido glutámico

ALMIDON GRUDO

GRANO COMPLETO ALBUMEN

EMBRION

AZUCAR

Y

JARABE

GLUTEN

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EMBRION

Sorbitol

Acido Ascórbico

Jabón

Productos Plásticos

Agentes de humedad

Aceite solubleCola textil

Colorantes para

tejidos

Harina de costra de aceite

Alimento para ganado

GLICERINA

Jabones

Sistemas de

refrigeración

Cosméticos

Sistemas

hidráulicos

Solventes

Crema de afeitar

para usar sin

brochas

Anti-frigorífico

Celofán

Productos

farmaceúticos

Sustancias plásticas

Explosivos

Lubricantes

Preservantes

Tintas

Pargol

Sustituto de la goma.

Gomas de barras.

Esponjas plásticas.

Aceite

refinada

Aceite para

ensalada

Aceite para cocina

AZÙCAR

Sirope

Dietéticos

Comida para niños

Caramelos

Salsa

Rayón (tela)

Bebidas Suaves

Colorante de

azúcar

Sustancias para

curtir

vinagre

Acido láctico

Fermentos

Azúcar para

hornear pan

JARABES

Jaleas

Jugo de fruta

Productos farmacéuticos

Polvo de hornear

Tabaco

Helado

Frutas en conservas

Productos para carnes

Alimentos para niños

Jarabe de mesa

Confituras

Salsas para comidas

Mayonesa

Fermentos

Lustre para zapatos

Bebidas carbonadas

Acido láctico

Manitol

Agente de humedad

Detonador a prueba de

fricción

Productos plásticos

Costras de aceite

Alimento de ganado

AZUCAR

Y

JARABE

ACEITE GRUDO

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Usos industriales del maíz

Molinería

Harinas

Otros sub-productos

Preparación en otras formas

Destilería fermentación

Licores de maltas y vinagres

Fabricación de piensos

Preparación de mezclas

Piensos para animales

Industrias consumidoras

Adherentes

Panaderías

Levaduras

Cervecerías

Confiterías

Cosméticos

Empacar

Pinturas y barnices

Papel

Textiles

Industrias consumidoras

Aceite de cocina

Panaderías y reposterías

Margarina

Salsas

Mayonesa

Manteca

Pinturas y barnices

Cuero artificial

Biodiésel

Industrias consumidoras

Adherentes

Reposterías

Cervecerías

Bebidas refrescantes

Alimentos preservados

Confiterías

Helados

Curtiembres

Cremas de calzado

Industrias consumidoras

Adherentes

Fuegos artificiales

Pólvoras

Curtiembres

Pinturas y barnices

Papel y cartón

Textiles

Colorante natural

Antisépticos

Carbón

Perfume

Plásticos

Material de construcción

Industrias consumidoras

Piensos de ganado y aves

Alimentos de desayuno

Tostado de hojuelas Licores y chichas

Industrias consumidoras

Adherentes

Reposterías

Bebidas refrescantes

Cervecerías

Alimentos

Preservados

Confiterías

Curtiembres

Empaquetar

Pinturas y barnices

Farmacias

Vinagres

Sémola

Botones

Celulosa

Cartón

Aislantes

Papel

Plásticos

Esteras

Alfombras

Sombreros

Refinería

Almidón Azúcar Aceite Jarabe DextrinaGluten y salvado

Residuos de maíz

Tallo

Cáscara

Tusas

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Proceso Industrial de Molienda Húmeda

del Maíz

• Glucosa• Dextrosa• Fructosa

TOSTADO

DEXTRINA

PASTA DE GERMEN

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Hidróxido de Na

Ácidos grasos libre y fosfátidos

Ac. Fosfórico o cítrico

Mucílagos, gomas y resinas

Sustancias volátiles y aldehídos condensados

Neutralización de acidez libre65 – 85 °C.

Ceras

Agua u otro agente

Destilación con vapor a alta temperatura y a baja presión:

Ácidos grasos libres, sustancias insaponificables y otros volátiles

Presión: 400-700 Pa.Temperatura: 220-270 ºC Tiempo: 30-60 minutos.

( Tocoferoles, gomas, otros antioxidantes naturales, ácidos grasos libres, aldehídos, alquenos, butenos y pentenos)

Derivados de guayatecol

Proceso de obtención de aceite de

maíz

BetacarotenosAntioxidantes

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Tipos de bocaditos del maíz

Bocaditos extruidos.- Son aquellos que se obtienen de mezclas de materias previamente tratadas y que luego son sometidos a un proceso de extrusión.

Bocaditos fritos. Son aquellos que se obtienen luego de una fritura directa de la materia prima con el agregado posterior de sal o azúcar, saborizantes u otros.

Bocaditos horneados. Son aquellos productos fermentados por la producción de dióxido de carbono o bicarbonato de sodio y procesado térmicamente a presión ambiental.

Bocaditos inflados o expandidos. Pueden prepararse comercialmente por dos métodos:

El primero de un pedazo intermedio de material compuesto en gran parte de almidón gelatinizado se forma sin expansión significante y se mantiene a un nivel de humedad de 12% hasta que se infle por freído, horneado u otra aplicación a temperaturas altas.

El segundo por hinchamiento de expansión directa, en el cuál ocurre un aumento deseado de volumen con forma atmosférica al material contenido gelatinizando emerge de la cámara presurizada a presión.

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PROCESOS: Cocción, Texturización, Deshidratación, Esterilización y Gelatinización de cereales, semillas oleaginosas, leguminosas, tubérculos.

EXTRUSORA

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Presentaciones de los bocaditos de maíz

Sabores:

Ahumado.

Valentina.

Queso.

Jalapeño.

Tipos de extruidos de maíz:

Extuido Avión.

Extruido Bastón.

Extruido Bola.

Extruido Torcido.

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170-180°C

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NOTA:

M.P. PRINCIPAL

•Sémola para expandidos - Snack grits.

•Granulometría entre 450 y 1200 micrones (según especificación).

•Materia grasa menor de 0,9 %.

Snack “bocaditos” obtenidos por extrusión.

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Las antocianinas, son pigmentos que se encuentran disueltos en el citoplasma de las células de diversos órganos vegetales, y a los cuales deben su color las corolas de todas las flores azules y violadas y de la mayoría de las rojas así como también el epicarpio de muchos frutos. A pH ácido son de color rojo A pH neutro o ligeramente alcalino son

de color azul-violáceo.

Las antocianinas se ven afectadas en su estabilidad por el oxígeno, ácido ascórbico, pH, metales, temperatura, etc.

Extracción de antocianinas a partir de maíz

morado

El pigmento antocianina es termolábil

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Las antocianinas son pigmentos hidrosolubles. Son glicósidos que por hidrólisis liberan una

aglicón (antocianidina) y una o más moléculas de azúcar; las antocianidinas (liposolubles) se pueden extraer en un solvente orgánico y los azúcares (hidrosolubles) en agua.

Los compuestos liposolubles e hidrosolubles que la componen le otorgan una polaridad también intermedia para su extracción, cumpliéndose el principio de química orgánica que establece que “lo semejante extrae a lo semejante”.

Cabe indicar que si se utiliza una mezcla hidroalcohólica para su extracción el alcohol tiene que ser removido casi en su totalidad.

Extracción de antocianinas de maíz morado

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Post-Cosecha de maíz morado

Luego de la cosecha, el producto se traslada a la era, donde se extienden las corontas al aire libre para que logren el nivel de humedad adecuado. También puede deshidratarse en secadores solares o de cabina.

Una vez secado, se realiza el desgranado, para obtener la coronta o tusa o marlo que se embolsa en sacos de polipropileno.

Extracción de antocianinas de maíz morado

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Para la extracción de antocianina, se pueden utilizar los siguientes solventes:

• Agua.

• Agua:ácido cítrico.

• Metanol:ácido clorhídrico.

• Solventes hidroalcohólicos.

Solventes hidroalcohólicos-ácidos.

Extracción de antocianinas de maíz morado

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Extracción de antocianinas a partir de coronta de maíz morado

SECADO EN TÚNEL

EXTRACION HIDROALCHOLICA-ACIDA I

MACERADO

MOLIENDA

Coronta de maíz morado (Var. Morado Canteño)

Extracto I

Merma

FILTRADO I

EXTRACCION HIDROALCHOLICA-ACIDA II

FILTRADO II

60 °GL

M.P.:Solvente=1:6, pH 3.5

Tamaño: ½ cm.

60°Cx3 hr.Agua

Etanol

Ac. Acético

24 hr.

Agua

Etanol

Ac. Acético

Residuos de coronta

Tamaño de la mazorca=

Humedad=

Contenido de antocianina=

M.P.:Solvente=1:3, 30 min.

Residuos de coronta

Extracto II

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Antocianina

Hasta < 10° GL (baño maría: 70°C)EVAPORACION

ADICION DE ENCAPSULANTE

ATOMIZACIONT° Entrada de Aire= 170-180 °C

T° Salida de Aire= 80-90 °C

C.M.C. = 3%

ENCAPSULADO

ALMACENADO

Cápsulas de colágeno

Extracto I

Extracto II

ENVASADOFrascos de plástico

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Secado por atomización

Tamaño típico de partícula es de 30/40 micrones.

Temperaturas de entrada para secado van de 170°C a 180°C

PROCESO: Diseñado para deshidratar una solución impulsada por una bomba y expulsada por la fuerza centrifuga de un disco del cabezal en una corriente de aire caliente en forma casi instantánea. Este proceso ocurre a alta temperatura y en corto tiempo.

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Extracción de antocianina del grano de maíz (Zea mayz L.)

* Yolanda Salinas Moreno1 , David Rubio Hernández2 y Antonio Díaz Velázquez2,

EXTRACCION

FILTRADO

CONCENTRADO

REDISOLUCION

PURIFICACION I

ESCARIFICADO

Grano de maíz

Extracto de antocianina

PURIFICACION II

Impurezas

Agua

Grano descascarado

60 °C, Agua: < 5%)

Partículas

Acido láctico al 3%

En rotavapor a 40°C

M.P.:Solvente= 1:20 / 4 extracciones

Fracción pericarpio-capa de aleurona

Perladora de cebada

Etanol: ácido acético: agua, 10:1:9 v/v

Impurezas

Columna de Amberlita XAD-7

a)Agua acidificada al 5 % con ácido acético, para lavar la columna

b)Metanol acidificado al 5 % con ácido acético, para liberar los pigmentos retenidos en la columna.

Columna Sephadex LH-20 a)MeOH/TFA/H2O (19.8:0.2:80.0 v/v) y

b)MeOH/TFA/H2O (59.4:0.6:40.0 v/v)

Hasta volumen aproximado de 10 ml

ENVASADO Envases ámbar

T° de congelación hasta su análisis

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SOLUBILIZACION DE PROTEINAS

MOLIENDA Y TAMIZADO

Harina de maíz azul

Merma

ADICION DE PLASTIFICANTE

COLADA

Calor

Con agitación

Granulometría= 150

Etanol al 50%

Glicerol: 0.2 – 1.8% v/v

Películas biopoliméricas de coloración morada

Agua

OBTENCIÓN DE PELÍCULAS BIOPOLIMÉRICAS FLEXIBLES CON ACCIÓN ANTIOXIDANTE A PARTIR DE HARINA DE MAÍZ AZUL (Zea mays amilacea)*

SOLUBILIZACION DE ALMIDONCalor

Con agitaciónAgua caliente

SECADO

En placas petri de 100x115 mm con un volumen de 30-35 ml

En estufa

*Benito Tinoco Pérez, Cecilia Rojas de Gante. Departamento de Tecnología de Alimentos-Centro de Biotecnología. ITESM-Campus Monterrey

El carácter antioxidante de los antocianinas en la

biopelícula le da un valor agregado a la tecnología de envasado, ya que evita que los radicales libres afecten a los alimentos y aumenten

su vida de anaquel.

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SELECCIÓN-CLASIFICACION

LIMPIEZA - DESINFECCION

TRITURADO

EXTRACCION III

FILTRADO

RECEPCION

Coronta de maíz morado

Biocitro

Productos dañados

Elaboración de bebida nutraceútica a base de marlo de maíz

morado y jarabe de jacón

A

Impurezas

% de antocianina=

MP:Agua trtada=1:10

Ac. fosfóricoEXTRACCION I

EXTRACCION II

Extracto I

86°C / 15 min; pH 3.5MP:Agua tratada= 1:6

Ac. fosfórico

MP:Agua tratada=1:8

Ac. fosfórico

86°C / 10 min; pH 3.5

86°C /20 min; pH 3.5

Extracto II

Extracto III

Torta de filtrado

Tamaño: 2 mm.

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ENVASADO

SELLADO

ESTERILIZADO

ENFRIADO

ALMACENADO

EXHAUSTING

ETIQUETADO

En caliente

Bebida nutraceútica

A

T°: 100°C/ 30 min.

Hasta T° de ebullición

pH: 3.5 – 3.6; Brix: 13-15

Jarabe de yacón o estevia.

Acido cítrico.

C.M.C.

Concentrado de cáscara de piña, membrillo, canela y clavo de olor

Frascos de vidrio, con tapa rosca de 300 ml

Bebida antioxidante,

dulce, con bajo nivel calórico.

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Procesamiento de filtrantes de maíz morado

LAVADO-SANITIZADO

SECADO

MOLIENDA

FORMULACIÓN E IRRADIADO

TAMIZADO Y ENVASADO

SELECCIÓN-CLASIFICACION

Coronta de maíz

Filtrantes de maíz morado

EMPACADO

Merma

Empaque filtrante (tela no tejida)

Merma

Merma

60 °C, Agua: < 5%)

Agua

Suciedad

Sobre envoltura

Etiquetas colgantes

Cajas

Clavo y canela

Mesh 20

Máquina sacheteadora

20 – 25 unid./caja

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Empresas prestadoras de servicios de producción/envasado

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