industria de la yerba mate

INDUSTRIA DE LA YERBA MATE

PIA II Prof. IQ. Alba Cabrera Urbieta Página 1

PROCESOS EN LA INDUSTRIA ALIMENTARIA II

PRODUCCIÓN DE YERBA MATE

CONSIDERACIONES TEÓRICAS DE LA MATERIA PRIMA

En cualquier proceso industrial para la elaboración de un producto y más aún en la industria alimentaria, lo primero y fundamental es la elección de la materia prima, ya que como decíamos en la justificación de este trabajo la industria alimentaria se caracteriza por la naturaleza biológica de sus materias primas. Para la obtención de la yerba mate soluble se utiliza yerba mate canchada y estacionada. La yerba mate (llex paraguarienses) es un árbol ampliamente distribuido en el sur del Brasil, Nordeste de Argentina, Paraguay y Uruguay. En esta región las hojas desecadas y molidas se utilizan en una bebida tradicional (mate) y se incluyen en preparaciones medicinales como estimulante suave del sistema nervioso central, diurético y en formulaciones para reducción de peso. El hábito de beber mate ha sido popular durante cientos de años, habiendo sido adoptado de los habitantes nativos de la región (guaraníes). Los Jesuitas desarrollaron el cultivo a partir de la especie silvestre y lo utilizaron como base económica de su sistema en las Misiones en Paraguay, el noreste de Argentina y en Rio Grande do Sul (Brasil). El producto que también fue llevado a Europa, se conoció como té de los jesuitas, té del Paraguay o mate (Dellacassa y Bandoni, 2001). El nombre científico de la yerba mate es Ilex paraguariensis A. St.-Hil. Pertenece a la familia de las Aquifoliaceae, árbol de origen nativo. Se encuentra distribuido dentro del territorio paraguayo en los departamentos de Alto Paraná, Amambay, Caaguazú, Canindeyú, Central, Guairá, Itapúa, Misiones y San Pedro (Ibarrola y Degen de Arrúa, 2011). Las ramas son glabras, las hojas perennes, alternas, de color verde brillante ligeramente aserradas, con una longitud entre 4 y 10 centímetros; pecíolos de hasta 15 mm de largo; flores unisexuales , blanquecinas, con 4 pétalos que nacen en las axilas de las hojas ,el cáliz y la corona suelen ser tetrámeros o excepcionalmente pentámeros. Entre las flores presenta igual número de estambres. Haciendo su aparición en la primavera. Los frutos (tipo drupa) son de color morado- rojizos al madurar, presentando 4-5 semillas en su interior (Alonso, 2004). En Paraguay se produce yerba mate de forma que cumpla las normas del Instituto Nacional de Tecnología y Normalización, dos tipos de yerba mate, la elaborada



según Norma Paraguaya INTN- NP 35 001.93 “Yerba mate especificaciones”, donde se define como al producto formado exclusivamente por hoja y ramas de Ilex Paraguariensis Saint Hilaire.

Tabla 1 Requisitos fisicoquímicos de la yerba mate elaborada (Norma Paraguaya NP

35 001 93)

PARÁMETROS MÍNIMOS MÁXIMOS

Humedad a 105 °C ±0,5 °C - 9,00

Ceniza a 550 °C - 9,00

Ceniza Insoluble en HCl al 10 % - 1,50

Extracto acuoso 25,0 -

Cafeína 0,60 -

Hojas desecadas y pulverizadas 70,0 -

Palos - 30,0

Impurezas - 1,00

Semilla de yerba mate - 1,00

La yerba mate elaborada no debe contener productos extraños o estar ardida, alterada, agotada o coloreada artificialmente, además la yerba que se tenga en depósito exhibida o expenda, que no se ajusten a estas especificaciones, se considerará como inepto para el consumo (INTN-NP 35 001 93). Establece los requisitos que debe cumplir la yerba mate, en cuanto a caracteres organolépticos, morfológicos, anatómicos, físicos, químicos y microbiológicos. Además establece criterios para el muestreo y las condiciones de almacenamiento envasado y rotulado. El proceso de elaboración de la yerba mate canchada comprende las siguientes etapas: TAREFA Proceso mediante el cual las cuadrillas de tareferos cosechan manualmente las hojas maduras de yerba mate. Cosechadas las ramas, se procede a la "quiebra" eliminando las más gruesas de otras menores y de las hojas aisladas. Las ramas ya quebradas se acondicionan sobre amplios lienzos de arpilleras denominadas "ponchadas" recogidas y atadas sus cuatro extremos, constituyendo el "raído”. Una vez realizada la tarefa y completado el raído son transportadas al secadero.

Figura 1 Procedimiento de tarefa



Fuente. www.rosamonte.com.ar

PLANCHADA La materia prima es ventilada y aireada hasta el momento de ser volcada en una bandeja con movimiento mecánico y eje horizontal giratorio, planchada, que transporta y regula la caída de la hoja verde conduciéndola al sapecado.

Figura 2 Planchada


SAPECADO Consiste en un secado muy rápido, con duración de 20 a 30 segundos, a la acción directa de la llama del fuego en un cilindro horizontal giratorio con temperatura de hasta 600º C. Este proceso debe ser realizado dentro de las 24 hs. de terminada la cosecha. Durante esta exposición se detiene el proceso enzimático de fermentado y oxidación de la materia prima que pierde un 80% de humedad, aquí adquiere su característico aroma y color perdiendo el sabor a hoja verde o tisana.

Figura 3 Sapecado

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SECADO TIPO BARBACUA Consiste en la generación centralizada de aire caliente puro por intercambio, por medio de cuatro generadores de alta eficiencia que funcionan utilizando energía de biomasa húmeda recuperada (aserrín, chip y corteza, provenientes de aserraderos de la zona). La alta eficiencia se consigue por recuperación de calor en los gases de escape, y por un diseño especial de la grilla de quema y del intercambiador. Cada generador cuenta con sistema de decantación de partículas para evitar la polución. El aire caliente generado es entregado a los distintos secaderos, de acuerdo a la necesidad de cada uno, por medio de la impulsión de ventiladores, conductos subterráneos aislados y distribuidores en cada equipo de secado. En las distintas etapas del secado, cada uno de los dieciséis secaderos requiere diferentes temperaturas. La variación de temperatura se logra por medio de un sistema automatizado centralizado.

Figura 4 Secado tipo barbacuá

Fuente. www.redargentina.com


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Figura 5 Secadero por dentro


CANCHADO Secada la yerba se somete al canchado con la finalidad de facilitar su embolsado y transporte. Esta etapa consiste en un triturado grueso que acondiciona el producto para ser cargado en big bag, rotulado con fecha de ingreso e indicación de origen de la materia prima.

Figura 6 Esquema de una canchadora

Fuente. www.educar.org

ESTACIONADO Después del proceso de canchado los big bag se someten a un periodo de almacenamiento natural en depósitos especialmente acondicionados con control de oxigenación, temperatura y aireación. El tiempo de estacionado es de 12 a 18 meses, aquí se suceden los procesos de transformación espontánea y la yerba mate adquiere las distintas características de sabor, aroma y color que lo identifica.

Figura 7 Estacionamiento de la yerba mate






MOLIENDA La molienda consiste en sucesivas operaciones de trituración, zarandeo y mezcla. La materia prima es transportada por cintas mecánicas hasta la "zaranda de limpieza" para la eliminación de palos gruesos y ramas en exceso. Luego pasan a un proceso de clasificación en el que se separan las hojas muy grandes y el palo. Luego estas hojas se trituran en un molino para ser zarandeadas nuevamente y obtener distintos productos según el grado de trituración. Estas se almacenan luego en silos. Una vez terminada esta etapa se procede a una mezcla con "palos", cortados en distintas proporciones, según características deseadas de acuerdo a calidad, origen y sabor.

Figura 8 Molienda de la yerba mate


OBTENCIÓN DE LA YERBA MATE SOLUBLE Para la obtención de la yerba mate soluble se utiliza materia prima estacionada. El proceso en sí, se inicia con la recepción de materia prima, de la cual se realiza un muestreo general, y se lleva al Laboratorio de Control de Calidad, donde se le realizan los análisis pertinentes a saber: rendimiento, % de humedad, % de finos; aroma, sabor de la infusión.

Figura 9 Flujograma de elaboración de yerba mate soluble (Inpasol S.A.)




Fuente: Elaboración propia



DESCRIPCIÓN DEL PROCESO Una vez aprobada la materia prima por el Departamento de Aseguramiento de Calidad, el proceso en si se inicia con la operación de tostado de las hojas y los palos del mate, los cuales se tuestan por separado en un tostador discontinuo, del tipo quemador diesel, rotativo, dura 20 – 30 minutos, con calentamiento indirecto mediante aire caliente, con chimenea para desalojar los vapores de agua y demás. El control de la temperatura del aire de calentamiento se realiza mediante picos quemadores, los cuales se encienden o apagan de acuerdo a la necesidad del calor. Al llegar al punto del tostado se termina la entrada de aire caliente. El tostador es un cilindro de hierro forjado, forrado internamente de acero inoxidable.

Figura 10. Planilla de análisis de materias primas

Análisis Rangos Resultados

Requeridos Dentro de rango Fuera de rango

A) Rendimiento Mínimo 21 %

B) Rend. esperado en extracción Mínimo 20 %

C) Rend. esperado en boca de torre B x 0,85

D) Humedad Máximo 6,0 %

E) Fino (malla 0,5 mm) Máximo 12 %

F) Fino (malla 0,84 mm)

G) Aroma Bueno

H) Sabor Floral

I) Cristalinidad Excelente

EXTRACCIÓN El proceso de extracción del mate, se puede realizar utilizando un extractor continuo en contracorriente o tanques de cielo abierto con agitación continua. En el caso del extractor continuo, la materia prima pasa por una zaranda vibratoria que posee una malla de 10 mm, la parte que queda arriba de los 10 mm va a un molino de cuchillas para disminuir la granulometría, pues cuanto más pequeñas son las partículas, mayor es la superficie de contacto del soluto con el solvente, y por ende se realiza una mejor extracción. De la molienda se alimenta a otra zaranda vibratoria que separa los finos menores a 0,5 mm, con estos se alimenta al tanque de extracción de finos; y los gruesos que van al extractor continuo. La extracción de hojas en el extractor puede ser dividida en las siguientes etapas: Humedecimiento: las partículas de las hojas absorben selectivamente una cantidad de agua del extracto igual a aproximadamente el doble de su peso



cuando están secas. Esto ocasiona una elevación en la concentración del extracto. Extracción de Sustancias Solubles: los sólidos solubles en las partículas son ahora disueltas y como la concentración de las sustancias solubles en el extracto circundante es más baja que la concentración en la solución dentro de la partícula, los solubles se dispersan en dirección a la superficie. Aquí entonces son extraídas de las hojas. Con el objeto de asegurar la mayor eficiencia, el promedio de las concentraciones debe ser mantenido lo más bajo posible. Este es el motivo para seleccionar un flujo en contracorriente. Cualquier retorno de la mezcla, sea en el extracto o en los residuos disminuirá la eficiencia. Fluctuaciones en la velocidad de los flujos o en sus concentraciones también disminuirá su eficiencia. La proporción de variación de la extracción es controlada (operacionalmente) por el tamaño de las partículas. Un tamaño fino de partículas da una alta proporción, pero también proporciona más finos en el extracto, y deberá tomarse un especial cuidado a fin de remover estos finos, sin quitar al mismo tiempo los coloides y los óleos del aroma. Por razones técnicas el tamaño ideal de las partículas a ser extraídas industrialmente, está entre 8 y 15 mm. Principio de extracción: la unidad de extracción de continua en contracorriente, se caracteriza por una canaleta inclinable, cubierta de camisas de calentamiento. El producto entra en la extremidad inferior de la canaleta y es llevado por encima por dos transportadores helicoidales. Durante el paso de sólidos a través del extractor, cada partícula recibe el mismo tratamiento. El solvente de la extracción (que en este caso es agua), entra por el extremo superior y fluye por gravedad (por su propio peso) como una suave corriente a través de los sólidos en movimiento. El extracto sale de la unidad a través de un filtro de limpieza automática. La extracción más eficiente ocurre cuando la fase sólida entra en contacto con la fase líquida bajo condiciones de flujo direccional contracorriente. Los periodos de concentración son óptimos en ambos casos. El tiempo de permanencia de las partículas en fase sólida está controlado por la velocidad de los transportadores helicoidales. Las partículas son transportadas bajo un constante movimiento en espiral. Para un mejor aprovechamiento de la materia prima se cuenta con dos tanques de lavado de borra (LB1 y LB2) y un tanque de extracción de finos, para agotar al máximo posible los sólidos solubles.

Figura 11 Extractor continúo en contra corriente



Figura 12 Tanques de extracción de cielo abierto

Fuente propia

CONCENTRACIÓN Después de la extracción, los extractos que en ese momento están con un Brix = 4° a 5° pasan a unos tanques de almacenamiento (TQ10 y TQ11), donde se reúne la mayor cantidad posible de extracto, hasta alcanzar un volumen adecuado para su posterior concentración en uno de los evaporadores de simple y múltiples efectos (SEI o NIRO), donde se concentra de 13° a 16°Brix. Este extracto concentrado pasa a una segunda concentración que se realiza en uno de los evaporadores, donde se concentra de 26° a 30°Brix.

Posteriormente el extracto concentrado pasa a unos tanques de almacenamiento: TQ6, TQ7, TQ8 y TQ9; una vez almacenado el volumen necesario para su posterior secado pasan a través de un esterilizador (T°ent = 110°C; T°sal = 30°C), del cual ya pasa a la Torre Spray, para su secado final, obteniéndose la yerba mate soluble.

Figura 10 Torre de Secado Spray

Fuente. www.galaxy.com

http://www.galaxy.com/



CONTROLES DE CALIDAD DURANTE EL PROCESO

Durante todo el proceso se realizan controles de:

Tostación: color y humedad Extracción: °Brix , pH, Temperatura Centrifuga: °Brix , pH, floaters, sedimentos Concentradores: °Brix , pH, floaters, sedimentos Producto final:

DETERMINACIÓN DE RENDIMIENTO DE YERBA MATE MATERIALES

Malla calefactora Balón para extracción de 500 ml Columna refrigerante con reflujo Refractómetro para determinación de °Brix Embudo Papel de filtro cualitativo Erlenmeyer Silicona

PROCEDIMIENTO 1. Pesar balón y anotar su peso. 2. Tarar, pesar 10 g. de matería prima (yerba mate o té ). Anotar su peso. 3. Adicionar 100 g. o ml. de agua. Anotando su peso exacto. Adicionar 1-2 gotas de

silicona (antiespumante). 4. Llevar a ebullición durante 20 minutos (para el té) o 30 minutos (para la YM), contando

desde el momento en que entra en ebullición. 5. Dejar enfriar a temperatura ambiente y pesar el conjunto (balón- agua-muestra).

Anotar éste peso final. 6. Filtrar el extracto y anotar la lectura del Brix.

CÁLCULOS Y RESULTADOS

1. La diferencia entre el conjunto (balón-agua-muestra) inicial y final se le sustrae al peso del agua (corrección del agua evaporada). 2. A = 100 - °Brix. 3. B = °Brix x Peso del agua / A. 4. % RendimientoBH = [ B x 100 / Peso muestra ] x 0.83 (factor de conversión a Sólidos solubles). 5. Multiplicar el resultado por la tabla de ajuste.



TABLA DE AJUSTE

% Rendim. Constante (K)

19 0.936

20 0.940

21 0.944

22 0.946

23 0.949

24 0.952

25 0.955

26 0.957

27 0.959

28 0.961

29 0.963

30 0.965

31 0.967

32 0.968

33 0.970

34 0.971

O.B.S.: Esta tabla se aplicará para ajustar pérdidas por humedad de la borra en producción. Los parámetros considerados en la borra son: 60 % de humedad con 1 % de concentración de sólidos solubles.

RENDIMIENTO ESPERADO EN BOCA DE TORRE Para determinar el rendimiento esperado en boca de torre, después de multiplicar por la tabla de ajuste; este resultado se multiplica por 0,85; ya que el rendimiento mínimo esperado en boca de torre es el 85 % del esperado en extracción.

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