4.6. REDUCCiÓN DE TAMAÑO 71

rmo en el ejote, lacorno en el mango;materia prima enrras o rebanadorasatorias que cortanse usan rebanado-oductos, espesoresa gran variedad desquerna de funcio-

En algunos casos, cuando se efectúa un pelado mecánico, el mismoequipopuede realizar el pelado, el corte en mitades y la extracción de lasemillao hueso, como ocurre con la manzana, la guayaba y la pera. Otrotipode equipos sólo corta la fruta en mitades y extrae el hueso, antes odespuésdel pelado, como en el caso del durazno.

Debido a las características químicas y estructurales (humedad, con-tenido de fibra) de las frutas y hortalizas, durante la operación de cortepuede provocarse aplastamiento, deformación o reblandecimiento delproducto, así como pérdidas importantes de jugo, aun con equipos biendiseñados y cuchillas muy afiladas, lo cual origina mermas de materiaprima y reducción de la eficacia del proceso, por lo que debe seleccionar-secon cuidado tanto el equipo de corte como el estado de madurez y lascaracterísticas de la materia prima, a efectos de que soporte el proceso.

4.6.2. Despulpado O extracción de pulpa

íllos

Sedenomina pulpa de fruta u hortaliza el producto resultante de di-vidir finamente y, si es necesario, de tamizar la parte comestible de lasfrutas u hortalizas a diferencia del jugo, que consiste en el producto lí-quidoobtenido al exprimir la fruta u hortaliza sin diluir, concentrar nifermentar. Por las características estructurales y la composición químicadeciertas frutas y hortalizas, de algunas sólo es posible obtener jugo (CÍ-tricos,melón, sandía) y de otras únicamente pulpa (guanábana, guayaba,plátano), pero de la gran mayoría puede obtenerse jugo o pulpa depen-diendo del método de extracción utilizado (como en el caso de la manza-na,pera, durazno, tuna, zanahoria y betabel). El despulpado o extraccióndepulpa se consigue por diversos métodos:

ra para

a) Las frutas se pasan por un despulpador, el cual, como se ilustraen la figura 4.14, se compone de un tamiz cilíndrico inclinado con per-foraciones de determinado tamaño (0.8-2 mm), que posee en su interiorpaletas y/o cepillos rotatorios que presionan la fruta contra el tamiz, lo-grando que la pulpa pase a través de los orificios de éste y eliminando porla parte central del equipo las semillas o huesos, cáscaras, material muyfibroso,etcétera.

Dependiendo de cada caso, la fruta puede introducirse al despulpa-dor entera con piel, semillas o hueso, ya sea sin escaldar, como el mango,o previamente escaldada, como la manzana y la guayaba (el escaldadoaquí tiene la doble función de ablandar la fruta para aumentar la eficien-

lue deben elirni-itando al equipo.millas al mismoa se utiliza paraly guayaba.

72 CAP. 4. OPERACIONES PRELIMINARES

cia del despulpado y evitar el oscurecimiento de la pulpa), o bien pelada,cortada con o sin semillas, por ejemplo, la manzana de piel roja, la gua-nábana y la papaya (para evitar que la piel y/o semillas se incorporen a lapulpa y proporcionen a ésta un sabor o aspecto desagradable).

Alimemación

Descargadedesperdicio

~rgadepulpa

rotatorias

Figura 4.14. Despulpador o extractor de pulpa de frutas.(FUENTE: Polinox, Catálogo de equipo.)

b) Otro sistema para obtener pulpa es mediante desmenuzadores.Existe una gran cantidad de diseños y equipos en los que puede llevarsea cabo esta operación, y su selección depende de las características de lamateria prima por desintegrar. Algunos de los sistemas más comunesincluyen lo siguiente:

1. Desintegrador tipo Rietz, que consta de martillos y/o cuchillas gi-ratorias rodeados de una malla perforada por la que se obliga apasar al producto mediante su corte y golpeteo.

2. Molino de martillos, que opera de manera similar al anterior, peroúnicamente con martillos.

4.6. REDUCCiÓN DE TAMAÑO

3. Extractor helicoidal, que consta de un tornillo helicoidal rodeadode un tamiz cónico (sin punta), cuyo diámetro mayor se encuen-tra cerca de la alimentación y se va reduciendo conforme el mate-rial es obligado a circular a través del tornillo. El movimiento deeste último desmenuza el producto y, en la parte final, lo empujacontra la malla obligándolo a pasar a través de ella.

Mediante estos sistemas pueden obtenerse pulpas de hortalizas comola zanahoria y el chícharo (precocidas), o de frutas muy firmes como lapul pa de coco.

La pulpa obtenida ya sea por despul pado o desmenuzado normalmen-te posee partículas gruesas y fibra, las cuales deben reducirse de tamañoo eliminarse y para ello se practica, por lo general, un refinado de la pul-pa. El sistema más empleado para la refinación de la pulpa se basa ensometerla a un "refinador", cuyo principio es similar al del despulpador,pero su tamaño es más pequeño y los tamices poseen orificios muchomenores (0.5 mm o menos).

Si se requiere un tamaño de partícula aún menor que el obtenidopor el refinado, conviene utilizar un molino coloidal, que consta deun disco que gira a altísima velocidad (3000-15000 rpm) sobre otrodisco estacionario, con una separación muy pequeña entre ambos(1.3-0.05 mm), obligando al material a pasar a través de ellos. Este sis-tema resulta apropiado también para la homogeneización de fluidos(como néctares, pastas, etc.).

4.6.3. Extracción de jugo

La extracción del jugo de frutas y hortalizas se realiza de diversas ma-neras, de acuerdo con las características de la materia prima y, en ocasio-nes, dependiendo de la disponibilidad de equipo. La selección del métodoy del equipo de extracción más adecuados debe determinarse a partir delrendimiento y la calidad del jugo que se desee obtener. Los principalessistemas para la extracción de jugos de frutas y hortalizas son:

a) Prensado. Consiste en un estrujamiento mecánico de las frutaso verduras que provoca la separación de los líquidos contenidos en elproducto sólido mediante la aplicación de fuerzas de compresión. Parala obtención del jugo de frutas y hortalizas, existen básicamente dos mo-delos de prensas:

73

I

74 CAP. 4. OPERACIONES PRELIMINARES

1. Prensa hidráulica. Ésta puede ser, a su vez, de dos tipos:

• Prensa de platos. En esta prensa hidráulica, que se ilustra en lafigura 4.15, la fruta u hortaliza por exprimir se coloca en el in-terior de filtros de saco de algodón fuerte o telas, situados entrelos platos de presión acanalados, montados en pilas verticales.La presión hidráulica se aplica por los extremos de la pila. Eljugo sale a través de los platos acanalados hacia un recipientecolector.

Soportes rígidos

Ventanas de flujode líquido

Montaje del plato----1= 1.. "1...1 en compresión

Bandeja derecolección del

licorPlato móvil

Licor extraído 1~ Fuerza del sistemahidráulico

Figura 4.1 S. Prensa hidráulica de platos para la obtención de jugo defrutas y hortalizas. (FUENTE: Brennan et al.. 1980.)

• Prensa dejaula. Está compuesta por un cilindro finamente perfo-rado, con un plato interno de presión que se mueve hidráulica-mente a través del cilindro comprimiendo la fruta u hortaliza.El jugo pasa a través de las perforaciones hacia un recipientecolector, como se muestra en la figura 4.16.

TortaCuerdas para

desprender la torta

a)

Fuerza procedentedel sistema hidráulico

b)

Cuerdas para desprender latorta, tensas para la descarga

Figura 4.16. Prensa hidráulica de jaula para la obtención de jugo defrutas y hortalizas: a) torta en compresión; b) con la presión hidráulica

desconectada para descargar la torta. (FUENTE: Brennan et al.. 1980.)

2. Prensa de tornillo. También se le conoce como extractar helicoidaly consiste en un cilindro horizontal dotado en su interior de untornillo helicoidal de acero inoxidable decreciente hacia la salida,lo cual permite aumentar la presión sobre los sólidos a medidaque éstos llegan a su parte terminal. El cilindro posee perforacio-nes que dejan pasar el jugo extraído. La torta de prensado se elimi-na, en forma continua, a través de una apertura en el cilindro. Elesquema de este sistema se muestra en la figura 4.17.

Las prensas hidráulicas se ocupan sobre todo para la extracción dejugo de manzana, pera y uva, y las prensas de tornillo para el de piña,tuna y sandía.

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76

Regulación depresión

-----------------~ ~ ~ ~'

Líquido

Sólido

Figura 4.17. Prensa de tornillo para la extracción de jugo de frutas yhortalizas. (FUENTE: Brennan et al., 1980.)

b) Extractar de cuchillas. Se compone de un cilindro vertical encuyo interior se coloca una canastilla perforada y posee en su parte in-ferior uno o varios discos con cuchillas giratorias que trituran las fru-tas u hortalizas, El jugo extraído pasa a través de las perforaciones y esrecolectado en la parte inferior del cilindro. Es un sistema discontinuo,similar en su diseño a los extractores caseros de jugo de hortalizas ysirve para productos muy firmes y fibrosos, como la zanahoria, el apioy el nopal.

e) Extractores para cítricos. Los procedimientos de extraccióndel jugo para las frutas cítricas difieren radicalmente de los equiposde extracción de jugo del resto de las frutas y hortalizas debido a losiguiente:

• La cáscara de los cítricos contiene grandes cantidades de aceiteesencial que alcanza un elevado valor comercial (a veces superioral del propio jugo), por lo que, durante la extracción del jugo, debeextraerse también el aceite esencial.

• El aceite esencial es rico en terpenos, sesquiterpenos y flavonoidesy estos últimos se oxidan fácilmente en contacto con el oxígeno. Siel jugo de los cítricos se mezcla con aceite esencial, sufrirá reaccio-nes de oxidación que dan lugar a la aparición de sabores amargosen el jugo.

Por las razones anteriores, los sistemas de extracción de jugos cítricosdeben retirar el jugo y el aceite esencial del fruto, pero de manera total-

46. REDUCCiÓN DE TAMAÑO

mente separada de tal suerte que no haya posibilidad de contacto entreambos,

Existen diversos diseños de extractores de jugos cítricos, dos de loscuales son los más empleados en México:

1. Sistemas tipo "bulbo", Aunque el diseño específico del equipovaría con cada fabricante, en la figura 4.18 se ilustra el funcionamien-to básico de estos sistemas que efectúan las siguientes operaciones: cortetransversal de los frutos en mitades, colocación de los medios frutos encopas, introducción en ellos de un bulbo o piña giratoria de tamaño ade-cuado para el tipo de cítrico usado, y extracción del jugo.

Las frutas que entran a este sistema pueden rasparse y desaceitarsepreviamente (para evitar que la cuchilla que corta el fruto arrastre acei-te esencial y contamine con éste el jugo) o puede procederse, después dela extracción del jugo, a triturar y desaceitar las cáscaras sin jugo.

2. Extractar In-Line (FMC). Este equipo se ilustra en la figura 4.19y es uno de los sistemas más eficientes y rápidos para extraer simultá-neamente el jugo y el aceite esencial sin que éstos tengan contacto entresí. Dicho equipo opera de manera continua sobre el fruto entero previa-mente calibrado. Su funcionamiento se basa en una serie de copas me-tálicas formadas de numerosas tiras de acero inoxidable, semejantes adedos, colocadas por pares una arriba y otra abajo. La copa inferior recibeel fruto, mientras que la copa superior desciende y presiona el fruto paraextraer el jugo y las semillas que salen por un corte circular hecho en laparte inferior de aquél, por la copa de abajo. Simultáneamente, los dedosmetálicos efectúan numerosas incisiones en la cáscara y, debido a la de-formación causada por la extracción del jugo, liberan el aceite esencial,que es recuperado por la parte lateral de las copas.

El jugo de frutas u hortalizas obtenido mediante cualquiera de lossistemas de extracción por lo regular presenta un alto contenido de sóli-dos en suspensión (que le dan una apariencia turbia), así como restos dematerial fibroso y eventualmente alguna semilla o trozo de éstas, por loque, después de su extracción, es común que se someta a una refinación.El método de refinación está en función del tipo de jugo que se deseaobtener, el cual puede ser:

• Jugo con alto contenido de sólidos en suspensión, como el de na-ranja, toronja, piña y sandía.

• Jugo con bajo contenido de sólidos en suspensión, por ejemplo, elde zanahoria y apio.

• Jugo clarificado, como el de manzana, pera y uva.

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Figura 4.18. Secuencia de funcionamiento deun extractor tipo "bulbo" para jugos de cítricos.

(FUENTE: Safina, 1971.)

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Figura 4.19. Secuencia de funcionamiento de un extractor In Une parajugo de cítricos. (FUENTE: Safina, 1971.)

Basta que los jugos con alto contenido de sólidos en suspensión pasen,después de su extracción, por refinadores de aspas o tornillo helicoidalcon tamices de apertura suficientemente grandes para dejar pasar granparte de los sólidos. Los jugos con bajo contenido de sólidos en suspensiónpueden filtrarse en refinadores con tamices de apertura muy pequeña,filtros y/o molinos coloidales, de manera que se elimine o disminuya lacantidad o se reduzca el tamaño de los sólidos en suspensión. En cuantoa los jugos que van a clarificarse, es posible refinarlos por cualquiera delos métodos anteriores o someterlos directamente a la clarificación sinrefinar.