La producción de levadura ha sido un factor revolucionario en la industria de la panadería, permitiendo la elaboración de productos de mejor calidad y con mayor regularidad. La primera fábrica de levadura se estableció en 1872 en Maisons-Alfort, cerca de París, bajo la dirección del barón Max von Springer. Su iniciativa de producir levadura a gran escala y mediante procedimientos controlados democratizó el acceso a productos de panadería de alta calidad.
Objetivo y Fases de la Producción de Levadura
El principal objetivo de los fabricantes de levaduras es obtener una gran cantidad de células vivas. Este proceso se inicia en el laboratorio y se extiende hasta las cubas industriales, siempre buscando multiplicar las células en condiciones óptimas. La combinación de levaduras seleccionadas y procedimientos industriales específicos garantiza la obtención de productos de alta calidad, adaptados a las necesidades de cada usuario.
El Banco de Cepas: Origen de la Producción
La producción comienza en el «banco de cepas», donde las diversas cepas de levadura, seleccionadas por sus únicas capacidades de fermentación, se almacenan a una temperatura de -80 °C. Este es el lugar donde se conservan cepas únicas y puras.
Cultivo Inicial y Multiplicación Celular
Se prepara un cultivo inicial líquido en un tubo, transfiriendo unos miligramos de levadura a un entorno de cultivo que se coloca en una incubadora a una temperatura adecuada. El proceso de fermentación dura varios días. A medida que la cantidad de células aumenta, se transfieren sucesivamente a entornos de cultivo más grandes. El objetivo de estas etapas es incrementar la biomasa, es decir, la cantidad de células producidas, hasta alcanzar la cantidad necesaria para fines comerciales.
Siembra y Gemación en el Fermentador
Posteriormente, un fermentador se «siembra» para obtener la primera generación de levadura. Este proceso implica añadir a las células nutrimentos, melaza (azúcar), aire y agua hasta alcanzar la cantidad deseada. Esto permite generar varias toneladas de levadura en pocos días. Este proceso de multiplicación se denomina «gemación». Se estima que en la trigésima cuarta «gemación», una única célula puede haber producido diecisiete mil millones de células suplementarias.
Separación y Conservación de la Levadura
Una vez completada la multiplicación, se utiliza un separador centrífugo para separar la levadura del medio de cultivo. Este equipo gira a alta velocidad, haciendo que la levadura se deposite en el fondo, mientras que el medio de cultivo permanece en la parte superior, facilitando la separación. El resultado es una crema de levadura que se enfría y almacena en un medio refrigerado a 4 °C para mantener las células inactivas.
Funcionamiento centrífuga deshidratación de lodos ALDEC - Alfa Laval
Formas de Levadura Producidas y Subproductos
A partir de la crema de levadura, se pueden producir diversas formas para su comercialización. Además, los subproductos del proceso de producción pueden ser reciclados y valorizados para otros productos, como la alimentación animal o fertilizantes.
Levadura Líquida
La levadura líquida se prepara directamente a partir de la crema y se puede vender sin transformaciones adicionales. Su contenido en materia seca oscila entre el 15% y el 16%. Este producto se comercializa en varias presentaciones: bolsitas refrigeradas («Kastalia»), recipientes de 0.1 a 1 m³ y camiones de 25 toneladas, estos últimos destinados principalmente a grandes panaderías.
Levadura Prensada (Fresca)
Para obtener levadura fresca o prensada, la crema se somete a un filtro rotativo o filtro al vacío, que aspira el líquido y forma una fina capa. Esta capa se procesa en un mezclador para comprimir la levadura, que luego se corta en cubos y se envasa. La levadura fresca o prensada contiene aproximadamente entre el 30% y el 32% de materia seca. Un solo cubo de levadura de panadería puede contener varios miles de millones de células idénticas.
Levadura Seca (Deshidratada)
La producción de levadura seca implica pasar la crema nuevamente por un filtro rotativo, seguido de una extrusora y una instalación de secado. Este proceso permite extraer una mayor cantidad de agua, resultando en una levadura con un contenido de materia seca del 95%. La producción de levadura se centra en crear condiciones óptimas para la fermentación y la multiplicación celular.
El Papel del Aire Comprimido en la Producción de Levadura
Muchos de los procesos en la producción industrial de levadura requieren el uso de aire comprimido, ya sea a baja o alta presión. La fermentación a gran escala (cultivo) es uno de los procesos más importantes. En esta fase, las soplantes son cruciales para airear y mover la mezcla de levadura de manera fiable, asegurando resultados óptimos.
Fermentación Aeróbica y Eficiencia Energética
La aireación puede representar hasta el 50% del consumo total de energía de una fábrica de levadura. Por ello, la fiabilidad y la eficiencia energética de las soplantes son decisivas para reducir los costos de producción. La fermentación a gran escala, también conocida como cultivo aeróbico, es un proceso fundamental para la producción de levadura utilizada en la industria alimentaria, como en la elaboración de pan.
Control de la Fermentación y Suministro de Oxígeno
Durante el crecimiento celular en tanques de gran volumen, el aire a baja presión es esencial. Las soplantes airean y mueven la mezcla de levadura en los fermentadores. Una concentración excesiva de azúcar puede inhibir el crecimiento de las células de levadura. A medida que se alimenta el sustrato, el volumen del biorreactor aumenta continuamente. Para garantizar un suministro uniforme de oxígeno, el sistema de soplantes debe adaptarse a esta situación cambiante, ajustando la presión y el caudal para proveer suficiente oxígeno a la creciente cantidad de células de levadura.
El objetivo de la fermentación es mantener las células de levadura en la fase de crecimiento exponencial. El control de la fermentación, con un suministro óptimo de sustrato y ventilación adecuada, es esencial para obtener un resultado óptimo en la producción de levadura. La soplante debe adaptarse de inmediato a los parámetros del proceso, que cambian continuamente.
Aplicaciones del Aire Comprimido de Alta Pureza
El aire de alta pureza, con una presión típica de 6-7 bar(g), es esencial para el control de válvulas y el accionamiento de dispositivos neumáticos en una planta industrial de producción de levadura. Se utiliza en el secado de la levadura, tanto en lecho fluidizado (donde el aire comprimido licúa las partículas para un secado uniforme) como por atomización (donde atomiza la crema de levadura en finas gotas).
El transporte por vacío se emplea para mover la levadura seca desde la planta de secado hasta el envasado sin comprometer su integridad. Este tipo de transporte neumático requiere aire comprimido a alta velocidad y baja presión para transportar la levadura de forma eficaz. Es fundamental disponer de aire comprimido limpio y seco para cumplir los estrictos requisitos de pureza en la producción de alimentos.
El aire soplado y el aire comprimido también son importantes en el tratamiento de aguas residuales industriales. En la etapa de depuración biológica, se necesita aire a baja presión para airear las aguas residuales. Estas aguas, con alto contenido de azúcares, proteínas y residuos de levadura, presentan una alta demanda biológica de oxígeno (DBO). La producción industrial de levadura consume grandes cantidades de agua y la aireación es un proceso energéticamente intensivo. Por lo tanto, un tratamiento eficaz y energéticamente eficiente del agua es esencial para la gestión sostenible del agua y el uso optimizado de la energía.
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El Proceso de Molienda en Contextos Industriales
Aunque la información proporcionada se centra en la producción de levadura, se incluye una sección sobre el proceso de molienda, que es relevante en diversas industrias. En esta operación, se realiza la liberación de minerales valiosos y su separación de otros componentes. Los molinos son grandes cilindros que giran sobre su eje y contienen una mezcla del material a moler junto con cuerpos moledores.
Tipos de Molinos y su Funcionamiento
Dentro de un molino, se pueden definir diferentes zonas según el grado de llenado y la velocidad de rotación. Los molinos de bolas y de barras son comunes en la industria. Otros tipos incluyen:
- Molinos de martillos: Las partículas se rompen por martillos giratorios acoplados a un rotor, proyectándose contra una placa yunque estacionaria.
- Molinos de rodillos: Los sólidos son triturados entre rodillos cilíndricos verticales y un anillo de yunque estacionario.
- Molinos de atrición: Las partículas de sólidos blandos se frotan entre las caras de discos circulares rotatorios.
- Molinos de volteo: Un cilindro que gira lentamente y se llena parcialmente con un medio de molienda sólido. Pueden operar de forma continua o discontinua.
- Molinos de coloides: Utilizan el corte de fluido intenso para dispensar partículas o gotitas de líquido y formar suspensiones estables o emulsiones.
La velocidad de rotación del molino es un parámetro importante tanto en el consumo de energía como en la operación de molienda. El mayor rendimiento en seco se logra con una pequeña humedad (aproximadamente 1%), que parece favorecer la rotura de los granos.
Levadura: Microorganismo Esencial en la Industria Alimentaria
La levadura es un microorganismo unicelular microscópico, generalmente de forma elíptica (especie Saccharomyces cerevisiae), que se encuentra en la naturaleza. Si se le proporcionan las condiciones ambientales adecuadas, la levadura crece y se multiplica por gemación. Su uso es fundamental en la industria alimentaria, especialmente en la panadería, donde es responsable del volumen, estructura, aroma y sabor del pan.
Producción Industrial y Fermentación
Durante la producción industrial, la levadura se reproduce rápidamente y en grandes cantidades utilizando como nutriente un sustrato de azúcar, comúnmente melaza de remolacha. El proceso se desarrolla en varias etapas con volúmenes crecientes en la fase industrial, determinando las características de calidad del producto final. La fermentación es aeróbica, con la insuflación de grandes cantidades de aire en el caldo de cultivo bajo control electrónico.
Cuando se utiliza en la masa para panificación, la levadura crece lentamente, utilizando la mayoría de los azúcares nutrientes para producir dióxido de carbono y alcohol, un proceso de fermentación de interés para el panificador.
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