MX2011002551A - Metodo para la produccion de harina de maiz nixtamalizado entero. - Google Patents

Abstract

Un proceso y aparato para la producción continua de harina de maíz nixtamalizado entero, incluye un precocido del maíz limpio entero con una solución de cal para efectuar una hidrólisis parcial del pericarpio y salvado con pérdida reducida de maíz soluble en agua residual de Nejayote. El contenido de humedad es entonces estabilizado, seguido por moler y secar el maíz preacondicionado para gelatinización adicional del endospermo en el grano molido entero, ventear y separar las fracciones molidas secas. El enfriamiento adiabático bajo un vacío parcial de las fracciones de molido secas venteadas y clasificación con una corriente de aire hacia arriba para separar el molido fino del molino grueso mientras que el último es separado hacia abajo como un lecho en movimiento. El venteo y separado de la fracción de molido fino clasificado, tamizado y recuperación del molido fino enfriado y clasificado así segregado a partir del molido grueso, remoler y además tamizar el molido grueso produce una harina de maíz nixtamalizado entero para tortilla y alimentos a base de grano de maíz.

Description

METODO PARA LA PRODUCCION DE HARINA DE MAIZ IXTAMALIZADO ENTERO Campo de la Invención La presente invención se relaciona a un método para la producción continua de harina de maíz nixtamalizado y, más particularmente, a uno que logra el precocido del maíz entero con una solución de cal, y el uso de un enfriamiento adiabático y clasificación bajo un vacío parcial durante la fabricación de harina de maíz nixtamalizado entero para la preparación de tortilla y alimentos a base de grano de maíz.

Antecedentes de la Invención La harina de maíz nixtamalizado (NCF por sus siglas en inglés) es producida convencionalmente por cocido alcalino de maíz grado alimento bajo presión atmosférica, macerado y lavado, moler el maíz cocido parcialmente (nixtamal) y secar para dar la harina de masa de maíz. Esta harina es tamizada y mezclada para diferentes aplicaciones del producto alimenticio y es usualmente complementada con aditivos grado alimento antes del empaque para tortilla de mesa comercial y producción de refrigerios . Maseca® es la marca de harina principal en los EUA y Latinoamérica seguido por Minsa, Illinois Cereal Mills (Cargill) y Quaker Oats. Bressani (Sustain, 1997) describe tanto los procesos en lote y REF. : 216848 continuos para cocer maíz para producir harina de masa instantánea. En el proceso continuo moderno, la cal usada es de 0.6 a 1.2% (en base al maíz) y se mezcla con partes iguales de maíz y agua potable. La suspensión de maíz es cocida por inyección de vapor atmosférico y aunque el pericarpio es removido parcialmente durante el cocido y lavado, hay todavía alguna fibra dejada a partir del maíz (con una pérdida de 7%-9% de sólidos) .

El método tradicional de cocido de maíz con cal (1-2%) en el nivel rural consume tiempo (alrededor de 14 a 15 horas) y requiere un trabajo duro. De 70% a 80% del tiempo es tomado por operaciones de cocido y macerado-lavado (una proporción 1:3 maíz a agua); ese tiempo puede ser disminuido a 8-12 horas o menos en el nivel urbano o rural (con un 11 a 13% de pérdida de maíz; Bressani, 1990 en Sustain) .

En el nivel industrial o comercial, las etapas de "molido y deshidratación" son factores principales en costo. En cualquier caso, la disponibilidad de una harina de maíz instantánea tiene muchas ventajas como conveniencia para el cliente, menos trabajo, menor uso de agua y energía, un producto seguro y estable (3 a 4 meses bajo condiciones de almacenamiento normal) , y la posibilidad para usar la harina como un portador de un macronutriente (fríjol de soya, trigo y amaranto) , micronutrientes (aminoácidos, vitaminas y minerales) junto con nutracéuticos novedosos (prebióticos) .

La tortilla y frituras de tortilla son el alimento secundario de refrigerio salado más popular en los Estados Unidos de Norteamérica, después de las frituras de papa. Cualquier método el cual puede disminuir tanto el tiempo y costo, y todavía produce una pasta de maíz nixtamalizada aceptable o producto de harina de masa por kilogramo de maíz sin purificar, puede ser ventajoso para el cliente final. El grano de maíz dentado maduro (Watson, 2003:1993 en fao.org) tiene cinco componentes separables, en una base de peso seco: punta superior (0.8-1.1%), pericarpio/cáscara (5.1-5.7%) y aleurona (2%), endospermo (81.1-83.5%) y germen (10.2-11.9%). El pericarpio contiene 90% de fibra insoluble (67% de hemicelulosa-heteroxilanos , 23% de celulosa y 0.1% de lignina) . Aunque el salvado es algunas veces usado como un sinónimo para pericarpio, en el proceso de molido seco o húmedo el salvado incluye el pericarpio, capa superior, capa de aleurona- aislado con salvado y piezas adherentes de endospermo almidonoso .

Ha habido unos cuantos estudios en arabinoxilanos de maíz industrial (salvado soluble: Wolf et al 155) y pericarpio de Maseca® tratado con cal y componentes de salvado (Vidal et al. 1999; Patente mexicana 206738) . La pirámide de guía alimenticia (2005 en Mypyramid.gov) sugiere comer la mitad de sus granos enteros (6 onzas (170 g) o raciones de grano/día) junto con 4.5 tazas de frutas-vegetales/día para una dieta de 2000 calorías. Solamente 8% de la población de los Estados Unidos de Norteamérica es estimada para consumir por lo menos 3 raciones de grano entero y 3 tazas de fruta-vegetales/día. Los hábitos de comida modernos están incrementando tanto la obesidad y el síndrome metabólico (47 millones de residentes de los Estados Unidos de Norteamérica) con riesgo incrementado para enfermedad cardiovascular y diabetes tipo 2 (AHRQ.gov) . El almidón es más digerible y su respuesta glicémica se incrementa 2-3 veces comparado con harina molida en forma gruesa o grano entero (Colagiuri et al. 2002) . Por lo tanto, una "restricción de calorías" (30-40%) en alta grasa/proteína y alimentos de azúcar/almidonosos también reducirá la ingesta diaria para mantener un peso corporal saludable.

Una definición de grano de maíz entero por la FDA ha sido requerida (AACC, 2005) de tal forma que una harina de masa de maíz nixtamalizada de grano entero (WNCF por sus siglas en inglés) tiene un 7.3% a 9.6% de contenido de fibra dietética. Los comentarios de la AACC International (2006) en la parte II de la pauta de redacción de la FDA en establecimiento de etiqueta de grano entero proporciona: Cereales y Pseudocereales que, cuando se consumen en forma entera (incluyendo el salvado, germen y endospermo) son considerado granos enteros. Si la ingesta no es cambiada (Marquat, 2006) , las modificaciones de formulación por agregar harinas de grano entero a productos a base de cereal existentes puede incrementar (50%) el número de raciones de grano entero de 16 g/día de 2.2 a 33. Tanto USDA y FDA han dicho que 51% de los ingredientes totales deben ser grano entero.

En esta conexión, se hace la referencia a las siguientes patentes de los Estados Unidos: 6,387,436, 5,447,742, 4,594,260 y 4,513,018. Estos métodos de la técnica anterior para la producción industrial de harina de maíz nixtamalizado y harina de masa seca implican cocido de alta temperatura y deshidratación con bajos requerimientos de energía para un alto rendimiento del producto final.

Dos procesos de transporte ocurren simultáneamente durante una operación de enfriado: a) transferencia de calor a partir de la convección, conducción y evaporación de agua libre, y b) transferencia de masa debido a los gradientes de presión de vapor parcial y debido a los gradientes de presión total provocados efectuados por alta temperatura o presión externa. El flujo de masa accionada por presión total dentro de un alimento puede no solamente ocurrir en transferencia convectiva de alta temperatura sino también en transferencia de vacío a temperatura moderada (Crapiste et a. 1997 y Rotstein, 1990) . Las leyes fenomenológicas como la ley de Newton, Fourier, Fick y Darcy se basan en proporcionalidades entre una fuerza de flujo y accionamiento. Cuando más de una fuerza de accionamiento está presente en una conducción de calor acoplado y difusión de masa (potencia de transferencia de humedad) , los efectos cruzados pueden ocurrir tal como el Soret (la temperatura de gradiente puede provocar transferencia de masa) y el efecto de Dufour (concentración de gradiente puede efectuar el flujo de calor) en alimentos porosos capilares higroscópicos (Okos et al. 1992).

Teniendo en mente las desventajas de los métodos anteriores, se realizan varias aplicaciones para mejorar la eficiencia de enfriamiento por medio de enfriamiento convectivo (es decir, usando intercambiador de calor continuo y equipo dinámico/estático) como en la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica NO. 7,220,443 y las patentes Japonesas (JP2002-309266, JP09-194848, JP54-50479 y JP53-125908) . Otras recientes innovaciones se relacionan a enfriamiento adiabático (es decir usando equipo de lote con bombas de vacío y chorros de vapor) como se refleja por las siguientes patentes de los Estados Unidos de Norteamérica No. 6,025,011, 5,401,522 y 4,331,690. En un enfriamiento de presión reducida, la temperatura cae debido al calor latente hasta que se alcanza una temperatura de equilibrio donde el calor absorbido a partir del ambiente es igual a la pérdida de calor durante la vaporización en las superficies alimenticias o dentro de los poros. Con el uso de procesamiento de vacío, el tiempo de residencia del alimento óptimo para contaminación por microbios es minimizado, de esta forma logrando una mejor sanitización/vida media que los procesos menores .

La clasificación es la separación de un material particulado en una fracción gruesa y fina. La segregación ha sido siempre por tamaño en la producción de harina por usar una malla que permite solamente partículas de un tamaño máximo predeterminado para pasar a través de mallas/tamices (de un intervalo de tamaño de partícula grande a medio de 500 mm a 100 µ ó malla estándar de U.S. 100) . Otros métodos no convencionales han usado densidad lo cual es un factor principal en separadores de centrífuga (ciclones) donde el dragado de fluido y las fuerzas gravitacionales están implicadas (Zenz, 1983 y Klumpar et al. 1986). Dependiendo del equipo usado, la clasificación seca puede también ser efectuada por conformación/distribución de tamaño, propiedades eléctricas, magnéticas y superficiales. Los clasificadores de aire (estáticos y dinámicos) son usados ampliamente en la industria de alimentos para remover un sólido de un gas limpio generado por ventiladores internos/externos (con una caída de presión baja) . En tal equipo, la clasificación es efectuada en una corriente de aire a partir de un medio hacia abajo de un intervalo de tamaño de partículas de submicrones (1000 µ: malla US18 hacia abajo a 40 µ ó < malla USA 400 con >99.9% de eficiencia) . Una característica clave de una separación del tipo vórtex es que el área externa se mueve lentamente y el centro se mueve rápido. En cuanto las partículas finas se mueven hacia adentro también son succionadas en el vórtex interno, se reduce la resistencia friccional y se incrementa la velocidad de las partículas (similar a efecto de Coriolus debido a la rotación de la tierra) .

Aunque los métodos de la técnica anterior descritos anteriores pueden ser útiles en producir un rendimiento incrementado de harina de maíz nixtamalizada con un bajo costo de aplicación industrial también, un proceso continuo es todavía no disponible para la producción de harina de maíz nixtamalizado entero no solamente usando un maíz de grano entero precocido sino también implicando un enfriamiento adiabático con clasificación de flujo de aire bajo vacío es todavía no disponible en el mercado en el momento de la invención.

Sumario de la Invención Por consiguiente, la presente invención proporciona un método para la producción continua de harina de maíz nixtamalizado entero usando un precocido de maíz entero, lo cual genera un desecho reducido de maíz soluble, sino también un alto rendimiento del producto.

Otro objeto de la invención es proporcionar una harina de grano de maíz entero para tortilla y derivados de la misma en donde la harina de maíz nixtamalizado entero es uniforme y mejorada en sus propiedades bioquímicas y reológicas .

Todavía otro objetivo es usar un método industrial y enfriador clasificador de vacío no solamente para producir continuamente un molido grueso enfriado y clasificado y fracciones de molido fino sino también para producir una harina de maíz de grano fino.

Los objetos y ventajas anteriores y otros de la invención son logrados a través de un proceso y aparato continuos aplicados a la producción de harina de maíz entero, modalidades de las cuales incluyen proporcionar un grano de maíz limpio y precocer con una solución de cal para así efectuar hidrólisis parcial del pericarpio y salvado junto con gelatinización de endospermo, pérdida de maíz soluble reducida en agua de desecho de nej ayote, estabilizar el contenido de humedad a un nivel óptimo deseado para moler, triturar y secar el grano preacondicionado para producir gelatinización adicional, venteo y separar las fracciones molidas secas enteras, enfriamiento adiábatico y clasificar bajo un vacío parcial de las fracciones de molido secas venteadas, venteo y separación de las fracciones de molido fino clasificadas, tamizar y recuperar el recuperar el molido fino enfriado y clasificado así producido a partir del molido grueso mientras se vuelve a moler el molido grueso y además tamizado para obtener una harina de maíz nixtamalizado entero para tortilla y alimentos a base de maíz de grano entero.

Breve Descripción de las Figuras La invención será más totalmente entendida a partir de la descripción la cual sigue, tomada con referencia a la figura anexa en la cual: La Figura 1 representa una modalidad de esta invención en diagrama de flujo que ilustra el proceso continuo y que representa esquemáticamente el aparato asociado; La Figura 2 es una gráfica la cual muestra el contenido bioquímico y propiedades fisicoquímicas de harina de maíz nixtamalizado entero, harina de masa comercial y harina de maíz sin purificar molido; La Figura 3 es una vista en perspectiva de una modalidad de un enfriador clasificador de vacío; y La Figura 4 es una vista lateral de una modalidad de un enfriador clasificador de vacío.

Descripción Detallada de la invención La Figura 1 muestra un precocedor 1; un lavador 2; un preacondicionador 3 con un alimentador; un primer molino 4, un horno 5; un secador 6 con un soplador asociado; un primer ciclón 7 con un alimentador de hueco de aire asociado; un enfriador de clasificador de vacío 8; un ventilador de vacío 9; un segundo ciclón 10; un tamizado 11; y un segundo molino 12.

El precocedor 1 es alimentado con maíz limpio y una mezcla de cal en la cual se introduce el agua calentada con vapor es introducida para formar una suspensión alcalina acuosa (proporción maíz a agua de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 1:1.5). Por regular la presión del vapor saturado junto con el tiempo de residencia de grano, es posible precocer el maíz a una temperatura de 75° a 98 °C (punto de ebullición de agua) por un periodo de 20 a 35 minutos. El ne ayote (agua residual o licor de cocido) y pérdida de agua es reemplazado con agua de macerado reciclado del lavador 2, lo cual es regulado para mantener el contenido de sólidos en la solución del precocedor de aproximadamente 0.3% a aproximadamente 1.6%. Esto permite al grano precocido ser producido en un contenido de humedad de entre 35% y 37%, mientras que el pH se incrementa a aproximadamente 8 a 12 con la adición de 0.03% a 1.3% en peso de cal (en base al maíz) .

El precocedor de esta forma usado provoca una hidrólisis alcalina parcial en el grano que a su vez promueve una difusión rápida y uniforme del agua de cal soluble (0.19% en 0°C y 0.08% en 100°C, Bryant et a. 1997) a través de la punta superior y las paredes celulares del pericarpio de fibra dietética, y por último en una permeación lenta por medio del endospermo (aleurona y almidón) y germen incrementado por hinchado del granulo. El agua calentada por vapor y la cal también suavizan y solubilizan parcialmente tanto paredes celulares y almidón, permitiendo una reducción 15% a 35% en concentración de sólidos solubles (de aproximadamente 0.3% a 1%) como se compara con los procesos de cocido comerciales previos (>2% de sólidos en efluente de Nej ayote; 1% a 1.6% COD en pH de 9-11) .

Por lo tanto, por no remover el pericarpio y los componentes de salvado, dan un grano de maíz entero precocido con un mayor rendimiento de aproximadamente 2% a 4% que los métodos de producción de harina comercial. La literatura reporta una pérdida de materia seca total, por descargar principalmente el pericarpio de maíz y fracciones de salvado (con 75% de fibra dietética o polisacáridos no almidonosos) , durante la nixtamalización tradicional usualmente varía entre 4 y 14% dependiendo del tipo de maíz y condiciones de procesamiento (Sahai et al. 2001 y la Patente de los Estados Unidos de Norteamérica No. 6,387,437).

La suspensión de maíz parcialmente cocida es entonces pasada a un lavador 2 donde se rocía con agua calentada con vapor en una temperatura de aproximadamente 70° a aproximadamente 90 °C por 30 a 60 segundos, lo cual también sirve para lavar el exceso de sólidos solubles y cal en Nej ayote (agua residual o licor de maceración) .

El maíz lavado es después de esto pasado a un preacondicionador 3 en donde el maíz precocido es equilibrado por aproximadamente 30-120 minutos, para obtener un contenido de humedad residual de aproximadamente 36%-38%.

Después de esto, el maíz lavado y acondicionado es descargado en un primer molino 4 por un alimentador. El maíz premolido y aire caliente que viene de un horno 5 es mezclado e impulsado por medio de un soplador, de tal forma que el maíz suspendido y premolido es secado parcialmente por un secador 6 cuyo diseño es conocido per se El grano premolido es por lo mismo secado rápido en una alta temperatura de 190°C a 230°C por un corto tiempo de 0.5 a 3 segundos y es parcialmente gelatinizado para producir un contenido de humedad residual de 13% a 16% dependiendo de la granulación de maíz entero que se produce para tortilla o alimento de refrigerio. La ración de tamaño grande y más densa es conocida como el molido grueso, mientras que la fracción de tamaño pequeño y más ligera es descrita como el molido fino.

El aire caliente cargado de humedad (90°C a 140°C, y 15% a 18% de humedad) es extraído con un primer ciclón 7 y separado del molido de maíz entero del secador (80°C a 90°C) usando un alimentador de hueco de aire, cuyo diseño es conocido per se.

Como se ilustra en las Figuras 3 y 4, las fracciones de molido seco alimentadas son movidas contracorriente en un enfriador de clasificador de vacío 8 con un flujo ascendente limpio de aire de extracción a través del lecho de movimiento de gravedad por un ventilador de vacío 9. Las fracciones de molido secas son alimentadas en un extremo de entrada 21 del enfriador clasificador 8. Después de entrar el enfriador clasificador, la mezcla de fracciones descansa en una superficie 13 del enfriador clasificador 8. La superficie 13 está en un ángulo oblicuo al horizontal, de tal forma que un extremo de la superficie 13 cerca del extremo de entrada 21 es superior a un extremo de la superficie 13 más cerca el extremo de salida 15. La superficie 13 es estructurada en tal forma para permitir que el gas pase a través del mismo mientras que previene que todo, o por lo menos una vasta mayoría de, la mezcla de fracciones de molido finas y gruesas caigan a través. La superficie 13 puede ser hecha de una placa neta o perforada, por ejemplo una malla en el intervalo de 12-25. En cuanto la mezcla es alimentada inicialmente en el extremo de entra 21, se incrementa en profundidad en el enfriador clasificador 8 hasta que se amasa un volumen suficiente para sacar algo de la mezcla a través del extremo de salida 15 que está en el extremo del enfriador clasificador 8 opuesto al extremo de entrada 21.

El ventilador 9 extrae aire limpio a través de entradas de aire 19 que abren en un interior del enfriador clasificador 8 a través de un lado del mismo, abajo de un nivel de la superficie 13 y base de enfriador clasificador anterior 17. El aire accionado por el ventilador 9 pasa a través de la superficie 13 y la mezcla de fracciones que pasa en el mismo.

La movilidad en las partículas en la mezcla de fracciones impartidas por el aire que pasa a través del mismo, la disposición oblicua de la superficie 13, y la adición de más mezcla en la entrada 21 contribuye a mover la mezcla de fracciones dentro del enfriador clasificador 8 hacia abajo y lateralmente hacia el extremo de salida 15.

En cuanto la presión de gas total en el enfriador es reducida abajo de la presión de vapor saturado en la temperatura del molido caliente ("punto de ebullición"), agua residual externa e interna (13%- 16%) inicia a evaporarse fácilmente y el calor latente requerido para evaporación llega principalmente del calor sensible del molido (sin un suministro de calor externo) . Como un resultado, la temperatura de molido inicia para caer en cuanto la vaporización rápida inicia como en el caso de enfriamiento adiabático de temperatura reducida (<760 mm de Hag o <101.3 kPa) . Este efecto de ebullición en temperatura reducida tiene una proporción alta ya que su calor latente de líquido es más superior que su capacidad de calor del vapor.

La disposición de enfriamiento de vacío es de tal forma que el aire de enfriamiento limpio (28°C a 32°C, y 1.0 a 1.5% de humedad) es succionado por el ventilador de bajo vacío 9 y fluye en una dirección opuesta al lecho de movimiento de gravedad de partículas molidas. Con el ventilador de bajo vacío configurado apropiadamente, el aire de enfriamiento limpio es accionado a través de la mezcla de molidos fino y gruesos de tal forma que el molido fino caliente es separado por la corriente de aire a partir de la parte superior (45°C a 50°C) , mientras el molido grueso frío (24°C a 32°C y 11% a 14% de humedad) es descargado del extremo de salida 15 del enfriador clasificador 8 del tipo de lecho de movimiento.

La proporción de flujo de la mezcla de fracciones de molido fino y grueso, el volumen del clasificador-enfriador 8, y la proporción de flujo del aire limpio a través del clasificador- enfriador 8 son interrelacionadas , y debe ser establecidos de tal forma que la mezcla pasa suficiente tiempo en el clasificador enfriador 8 de tal forma que el molido fino se seca suficientemente de tal forma que puede ser introducido en el aire que sale a través del extremo superior del enfriador clasificador 8 antes de sacarlo al extremo de salida. Alternativamente, pasar mucho tiempo en el enfriador clasificador 8 resulta en eficiencia innecesariamente baja.

En una modalidad, el enfriador clasificador tiene una base 17 que tiene un área de aproximadamente 5.2 m en longitud entre los extremos de entrada y salida 21 y 15, y un ancho de aproximadamente 1.6 m. El ventilador de vacío 9 extrae un volumen de aire de aproximadamente 18,000 a 36,000 m3 por hora. Una masa de aproximadamente 8-11 toneladas de la mezcla de grano fino y grueso es movida a través del enfriador clasificador 8 por hora. En las Figuras 3 y 4, se ilustra el enfriador clasificador 8 como que tiene tres entradas de aire 19 a través de las cuales el aire limpio entra antes de ser extraído a través de la mezcla. Más o menos ductos pueden ser usados, sin embargo.

El enfriador asistido por vacío puede también operar como un "tamiz de aire" con una velocidad de aire hacia arriba superficial para lograr un lecho de movimiento expandido o de gravedad, y puede directamente sacar un molido fino con menores velocidades terminales (0.3 a 1.5 m/s) que se originan en la corriente de aire hacia arriba al extremo superior extraído por ventilador 9. En contraste, un molido grueso con velocidades terminales superiores (1.6 a 3.2 m/s) cae a la superficie 13, y es removido del extremo de salida 15. De esta forma, el molido grueso más denso será afectado más por la fuerza gravitacional mientras que el molido fino más ligero es afectado) más por la fuerza de dragado producida por el ventilador de vacío bajo 9 a partir de aproximadamente 3 minutos a aproximadamente 20 minutos (presión absoluta de aproximadamente 500 mm de Hg ó 65 kPa a aproximadamente 740 Hg ó 100 kPa) .

El molido fino enfriado por vacío y clasificado es entonces pasado a un segundo ciclón 10, donde el aire caliente de salida (45°C a 50°C, y 2% a 3% de humedad) es venteado y separado del molido fino más frío (40°C a 42°C) , de esta forma además disminuyendo la humedad residual de 13% a 16% a aproximadamente 8% a 11%.

Después del enfriamiento adiabático y extracción de la humedad residual, tanto las fracciones de molido grueso y fino enfriadas y clasificadas son dirigidas a un tamizador 11 en donde el molido fino es separado (bajo malla 40 a 325) como harina de maíz nixtamalizado entero (de aproximadamente 30% a aproximadamente 35% del peso total de maíz entrante) y el molido grueso es además procesado en un segundo molido 12.

Esta fracción de molido grueso enfriado (de aproximadamente 65% a aproximadamente 70% del peso total del maíz entrante) incrementa su proporción de molido ya que su contenido de humedad total disminuye (de 13% a 16% a aproximadamente 11% a 14%) . Sin embargo, la resistencia a fractura o rompimiento se incrementa con el tamaño de partícula disminuyente (más deformación elástica) . La reducción de tamaño requiere incrementadamente más energía si las partículas finas son producidos a un límite de molido. El producto remolido es reciclado en el tamizador 11 para tamizado adicional y produce una harina de maíz nixtamalizado entero homogénea.

El precocido de maíz entero de la presente invención resulta en una reducción de 15% a 35% en concentración de sólidos solubles en efluente de Nej ayote con correspondientemente menor carga orgánica y costos ambientales (Ramírez and Alvarez, 1995). Todavía además, el presente proceso y aparato produce incrementos de rendimiento de harina de maíz nixtamalizado de 96% a aproximadamente 98% del peso total de maíz entrante como se compara con la harina de masa tradicional y comercial lo cual puede producir de 86% a 95%.

La harina de masa instantánea producida de acuerdo a la invención puede ser rehidratada por mezclar con agua caliente de una proporción 1:1.1 a aproximadamente 1:1.5 para formar una pasta tradicional (53% a 60% de humedad) con una consistencia y resistencia de pasta cohesiva, sin pegajosidad, para una preparación de tortilla tradicional (44% a 54% de humedad final) y refrigerios de la misma.

La Figura 2, muestra una composición promedio bioquímica típica para harina de maíz nixtamalizado entero (W CF) , harina de maíz o de masa nixtamalizada comercial (NCF por sus siglas en inglés) y maíz sin purificar molido para tortilla y refrigerios ( atson, 2003, USDA, 2001 y Gómez, 1991) .

La harina de maíz nixtamalizado entero y harina de masa comercial (con 8% de fibra dietética y 0.06% -0.11% de calcio) contienen tanto partículas de proteína del endosperma, germen, pericarpio y fracciones de salvado. Sin embargo, la harina entera contiene aproximadamente 9.5% de fibra dietética y de aproximadamente 0.06% a aproximadamente 0.2% de calcio. Si el grano ha sido procesado mínimamente (por ejemplo, fraccionado, triturado, enrolado, extruído, aperlado ligeramente y/o cocido) , el producto de alimento entero debe ser considerado grano entero, a pesar de que pequeñas cantidades de pericpario y componentes de salvado estén perdidas (<5%) cuando se usa los métodos de procesamiento viejos y tradicionales como "nixtamalización" lo cual es cocido con cal de maíz entero o "Maiz bulgur" el cual es maíz entero o triturado parcialmente cocido (Elgun et al. 1990) . Aquí, la harina de maíz nixtamalizado entero debe tener más de 95% de los tres componentes (y retener sus mismas proporcionales relativas) como el grano original con el fin de ser llamado grano entero (AACC, 2006) . Puede ser además usado como una base de cereal e ingrediente multifuncional durante la fabricación de alimentos a base de grano .

En el proceso tradicional (los molinos de nixtamal) el cocido alcalino y maceración de maíz, usando hidróxido de calcio, se macera el nixtamal en el agua de cocimiento y entonces se lava para remover los "sólidos solubles" (pericarpio, salvado, endospermo y fracciones germinales) y el exceso de cal (menos de 0.2% es retenido por grano de nixtamal, Serna et al. 1990 en AACC, 2003) . Otros efectos en el proceso son propiedades funcionales deseables para tortillas (sabor, color, textura) así como también otros que son importantes para la prevención de pelagra (deficiencia de niacina) y osteoporosis . Se extrae una fibra de maíz usando hidróxido de calcio (pH 11-12) con un 27% de rendimiento de hemicelulosa-B (soluble) y hemicelulosa A (insoluble) . Esta goma de fibra de maíz (arabinoxilano) puede funcionar como un espesante con viscosidades aparentes superiores a la goma arábiga.

El salvado de maíz molido seco (fino) produce de 41% a 46% mientras que el salvado de maíz molido húmedo (grueso) tiene un rendimiento inferior de 32% a 40% (Wolf et al. 1955) .

La Figura 2, da el contenido físico-químico de harina de maíz nixtamalizado entero (WNCF) , maíz nixtamalizado comercial o harina de masa y maíz sin purificar molido para tortilla y refrigerios (Almeida al. 1996 y Gómez et al. 1987 en AACC, 2003).

La harina de masa comercial para alguna aplicación (tortilla y alimento de refrigerio) puede tener diferentes propiedades físicas, químicas y reológicas . La harina gruesa nixtamalizada (malla >20) tiene una viscosidad aparente de bajo pico mientras que una harina fina nixtamalizada (malla <100) muestra un pico alto, sugiriendo que la harina gruesa se hidrata más lentamente y desarrolla menos viscosidad (Gómez et al. 1991) . Las harinas de masa muestran solamente una distribución del tamaño de partícula bimodal con granulos de modo de tamaño grande (malla > 50 ó 300 µ y 21%) y los granulos de modo de tamaño intermedio (menor/igual a malla 120 ó 125 µ y 48%) produciendo no solamente una baja adhesividad para una pasta de masa sino también un bajo rendimiento para hacer tortilla.

La harina de grano entero puede contener modo de tamaño grande (malla > 50 ó 300 µ y 12%) , modo de tamaño intermedio (malla > 100 ó 150 µ y 65%) y un modo de tamaño pequeño (menor/igual que la malla 200 ó 74 µ y 4%) partículas que producen una distribución del tamaño de partícula trimodal . Los gránulos grandes son piezas de pericarpio remanente, endospermo periférico y germen. Los intermediarios son en su mayoría endosperma duro/suave y piezas de germen. Los pequeños son principalmente partículas de salvado. La proporción de endospermo calloso (duro y translúcido) a harinoso (suave y opaco) pueden promediar de aproximadamente 0.5:1 (-30%) a aproximadamente 2.5:1 (~70%) en maíz dentado amarillo y blanco (Yuan et al. 1996) . Las fuerzas de adhesión son bastante responsables para resistencia cohesiva de polvos de alimentos los cuales, en porosidad constante, es aproximadamente inversamente proporcional al tamaño de partícula, de esta forma polvos finos tienden a la aglomeración. En esta invención, el rendimiento y la adhesividad para harina de maíz nixtamalizada entera son superiores a la harina comercial, debido a fracciones de pericarpio y salvado solubles en agua. Esta dispersión similar a goma funcional (de 0.5% a aproximadamente 0.8% de fibra soluble y similar a CMC usado en harina de masa: 0.3% a 0.5%) puede impartir no solamente una alta capacidad de enlace de agua, sino también una alta adhesividad a masa de maíz para tortilla y para hacer refrigerios. Cualquier aditivo que enlaza el agua mejorará la capacidad de amasado de tortilla o disminuye la firmeza/añejamiento y desmenuzado de tortillas de maíz hechas de harina comercial.

A partir de lo mencionado anteriormente, será aparente que es posible fabricar una harina de maíz nixtamalizado entero enfriada en vacío y clasificada para tortilla y otros alimentos a base de maíz entero, con un proceso continuo el cual es eficiente debido a pérdida reducida de sólido de maíz, en donde la recuperación de esta pérdida resulta en un rendimiento superior de harina que puede haber sido posible ausente de las características de esta invención.

Es para ser entendido que las modalidades de esta invención ilustradas en la presente y descritas en detalle y con referencias publicadas, son para la forma de ilustración y no de limitación. Otros cambios y modificaciones son posibles y presentes por sí mismos para aquellos expertos en la técnica anterior.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (8)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un método para hacer harina de maíz nixtamalizado entero, caracterizado porque comprende realizar continua y repetidamente las siguientes etapas: proporcionar un grano de maíz limpio el cual comprende endospermo, germen, pericarpio y componentes de salvado; precocer el grano de maíz limpio en una solución de cal para efectuar una hidrólisis parcial del pericarpio y de salvado y gelatinización del endospermo; lavar el grano de maíz limpio precocido para remover los sólidos solubles y exceso de cal en agua residual del nejayote y para estabilizar un contenido de humedad del grano de maíz precocido lavado; moler el grano de maíz lavado estabilizado y secado en aire caliente del grano de maíz molido para gelatinización adicional para obtener una mezcla de una fracción de molido grueso y una fracción de molido fino; ventear y separar adicionalmente fracciones del molido grueso y molido fino trituradas y secas mientras se saca el aire húmedo; aplicar un vacío parcial y extraer el aire limpio a través del lecho en movimiento de la mezcla seca venteada de fracciones de molido grueso y finas para enfriar adiabáticamente la mezcla de fracciones de molido grueso y finos, el aire limpio que tiene velocidad de aire hacia arriba superficial seleccionada para ser suficiente para sacar la fracción de molido fino pero insuficiente para sacar la fracción de molido grueso; clasificación de aire de la mezcla de fracciones de molido grueso y fino bajo el vacío parcial para separar la fracción de molido fino a partir de la fracción gruesa; ventear y además separar la fracción de molido fino enfriada y clasificada mientras que saca el aire húmedo; tamizar las fracciones de molido grueso y molido fino enfriadas y clasificadas para recuperar una fracción más fina, bajo una malla 40 a 325, a partir de una fracción más gruesa y remoler la fracción de molido grueso; por lo mismo haciendo una harina de maíz nixtamalizado entero para preparación de tortilla y otros alimentos a base de grano de maíz entero.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de precocido usa aproximadamente 0.03% a 1.3% en peso de cal en base al grano de maíz.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las fracciones de molido grueso y finas venteadas secas son enfriadas adiabáticamente bajo una presión absoluta de aproximadamente 65 kPa a aproximadamente 100 kPa donde el enfriamiento es completado en un tiempo en el intervalo de 3 minutos y 20 minutos.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de extraer el aire limpio es realizada usando un ventilador de bajo vacío, y comprende someter las fracciones de molido grueso y finas enfriadas con una corriente de aire a contra corriente, y separar el molido fino a partir del molido grueso en una velocidad de aproximadamente 0.3 m/s a aproximadamente 1.5 m/s.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende alimentar las fracciones de molido seco venteadas a un mismo aparato usado en las etapas de enfriamiento y clasificación.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende reciclar la fracción más gruesa remolida a un mismo aparato usado en la etapa de tamizado y recuperación.

7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un rendimiento de la harina de maíz nixtamalizado entero está en un intervalo de aproximadamente 96% a aproximadamente 98%.

8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque además comprende rehidratar la harina de maíz nixtamalizado entero por mezclar con agua caliente de aproximadamente una proporción 1:1.1 a aproximadamente 1:1.5 para formar una masa (53% a 60% de humedad) la cual tiene alta consistencia de masa y resistencia de masa cohesiva sin pegajosidad para una preparación de tortilla tradicional (44% a 54% de humedad final) y derivados de la misma.