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Agitación y mezcla
Medida de la energía utilizada durante el amasado
Desde hace varios años VMI realiza investigaciones acerca del control de los diferentes parámetros de conducta del
amasado. En la mayoría de los casos, ya sea en la fabricación artesanal o industrial, el panadero se basa en criterios
de observación sensorial de la masa para definir la duración óptima del amasado. Al considerar la productividad, y en
particular la reproductividad, recientemente ciertos panaderos han exigido un método de seguimiento en tiempo real
del amasado, que toma en cuenta tanto las característica reológicas de la masa como los diferentes parámetros de
funcionamiento de las amasadoras. La energía desarrollada en la amasadora y transmitida a la masa es uno de los
valores físicos que responden a este objetivo y que puede, siguiendo ciertas precauciones, ser de valiosa ayuda para
el seguimiento del amasado y la optimización de los diferentes ajustes.
Algunas nociones de base
La energía es la capacidad que tiene un sistema para producir un trabajo que conlleva a un movimiento, de luz o de
calor. La energía es un concepto que ha sido creado para cuantificar las interacciones de fenómenos muy diferentes.
Es, en cierta forma, la expresión del intercambio que se produce entre los fenómenos físicos. Estos intercambios son
controlados por las leyes y principios de la termodinámica. Cuando un fenómeno acarrea otro, la intensidad del segundo
depende de la intensidad del primero. Por ejemplo, las reacciones químicas en los músculos de un ciclista permiten que
éste provoque el desplazamiento de la bicicleta. La intensidad de este desplazamiento (es decir, la velocidad) depende
de la intensidad de las reacciones químicas de los músculos del ciclista, y estas pueden ser cuantificadas. El concepto
de energía nos permitirá calcular la intensidad de los diferentes fenómenos (por ejemplo, la velocidad del automóvil)
de acuerdo con la intensidad del fenómeno inicial (la cantidad de gas o calor producido por la reacción química de la
combustión en el motor). La noción de energía necesita de la puesta en marcha de una fuerza mecánica.
Fuerza :
Fenómeno físico que provoca la deformación, el movimiento, la interrupción y el cambio de dirección de
un cuerpo. La unidad de la fuerza es el Newton (N). Un N corresponde a la intensidad de fuerza necesaria
para provocar un acelere de 1 m.s-2 a un cuerpo de una masa de 1kg.
Energía :
El Julio (J) es la unidad usada para expresar la energía (también llamada trabajo). Un J corresponde a un
trabajo producido por una fuerza 1N cuyo punto de aplicación se desplaza 1 metro hacia la dirección y
bajo el efecto de esta fuerza.
Potencia :
La potencia es la expresión de la transferencia de energía de 1J durante 1 segundo. En lenguaje de
mecánica, Potencia = Energía (J) / Tiempo (s). La unidad de la potencia es el Vatio (W). 1W = 1J/s, y 1 J=1
Ws. A menudo, la energía se expresa en Wh (= 3600 J).
Energía desarrollada durante el amasado
Una amasadora debe transmitir suficiente energía a la masa para favorecer la constitución y el desarrollo estructural de
la red gluténica. Son las fuerzas de estiramiento, compresión y corte puestas en marcha por los diferentes constituyentes
de la amasadora, las que generan energía; una parte de esta energía se materializa en la transformación de la masa,
la otra, en el aumento de su temperatura. Estas fuerzas dependen de varios parámetros:
• Formas y dimensión de la artesa,
• Características reológicas de la masa (viscosidad, elasticidad, régimen molecular), estas mismas dependiendo
de constituyentes básicos (agua, harina, sal…)
• Comportamiento de la masa con el entorno externo (fricción, adherencia)
• Cantidad relativa de masa en la amasadora
Lo que explica que con la misma cantidad de energía, e ingredientes que además son idénticos, la calidad del amasado
no será la misma en todas las amasadoras, y que incluso para una misma amasadora, esta misma cantidad de energía
no siempre dará la misma calidad de la masa durante su vida útil, ya que la amasadora sufrirá varios desgastes que
modificarán el efecto de las fuerzas mecánicas en la restitución de energía.
Z.I. Nord - 85607 Montaigu Cedex - Francía
Tel. +33 (0)2 51 45 35 35 - Fax +33 (0)2 51 40 85 98 - E-mail: [email protected] - www.vmi.fr
ro)
Amasado (2do)
Temperature masa
Amasado (1
Energía (Wh/kg)
Potencia (W)
Las últimas investigaciones han permitido establecer un perfil característico de la evolución de la energía que es
transmitida a la masa durante el amasado:
Tiempo (s)
Los valores de las curvas dependen, evidentemente, del tipo de amasadora que se emplea, de las características de
las materias primas y de la velocidad de rotación de las herramientas. Sin embargo, estas demuestran que es posible
establecer una correlación entre el tiempo del amasado, la energía (o potencia) desarrollada por la amasadora y la
temperatura de la masa que está siendo mezclada.
Algunas personas se han servido de estas correlaciones relativas para determinar los valores de energía que se
deberán alcanzar si es que se quiere lograr una cierta calidad en la masa. Es el caso de los ingleses de la Flour Milling
and Baking Research Association, quienes, optimizando lo que ellos llamaron el Chorleywood Bread Process (CBP),
definieron un nivel de energía como referencia para obtener la calidad de masa que se requiere bajo condiciones
precisas de ingredientes y temperaturas. El valor de 40 kJ/kg de masa es aquel preconizado para este tipo de pan. La
gran variedad de panes franceses no permite establecer un valor de energía único. Varios resultados experimentales
demuestran que con el método francés de amasado intenso, los valores « óptimos » de energía se sitúan entre 7 y 15
kJ/kg con amasadoras de eje oblicuo y alrededor de 25 kJ/kg con las amasadoras de espiral.
Esta noción de energía « optima » puede ser comprendida a partir de la noción de súper amasado. Si la masa se
conforma gracias a la formación de una red de fibras y de proteínas vinculadas las unas con las otras por lazos
mecánicos favorecidos por el aporte de energía del amasado, un aporte demasiado importante de energía romperá
estos lazos que se habían constituido. Estas rupturas se ven favorecidas por el aumento de temperatura y la disminución
de la película protéica cuando alcanza su extensión máxima. Es ahí que la masa alcanza niveles de viscosidad y
resistencia que ya no le permitirán trabajar correctamente. Se habla entonces de masa sobreamasada. La disminución
de los vínculos mecánicos internos de la masa conlleva a una depresión de su resistencia global. Se necesita mucho
menos potencia mecánica para que las herramientas de la amasadora sigan aplicando las fuerzas requeridas a una
velocidad constante. Observamos entonces un punto de inflexión en la evolución de la potencia, por ende de la energía,
que la amasadora transmite a la masa. Este punto de inflexión puede dar una indicación de la duración «optima» del
amasado. Esta duración puede, sin embargo, sólo ser una duración máxima que no deberá de ser rebasada y no
optima en lo que respecta a los criterios sensoriales que dictarían una calidad de masa que se debe obtener y que
correspondiera a un tiempo inferior de amasado.
Medida de la energía
Las amasadoras VMI que permiten la medida en tiempo real de la energía están equipadas con un vatímetro que
mide la energía eléctrica consumida por el o los motores de las amasadoras. Varias pruebas han demostrado que la
evolución de esta potencia eléctrica consumida durante el amasado sigue el perfil teórico característico de la curva de
potencia, por ende de la energía, transmitida a la masa.
1000 0
500 00
0 00
0 0 :0 0 :0 0
0 0 :0 0 :2 0
0 0 :0 0 :4 0
0 0 :0 1 :0 0
0 0 :0 1 :2 0
0 0 :0 1 :4 0
0 0 :0 2 :0 0
0 0 :0 2 :2 0
0 0 :0 2 :4 0
0 0 :0 3 :0 0
0 0 :0 3 :2 0
0 0 :0 3 :4 0
0 0 :0 4 :0 0
0 0 :0 4 :2 0
0 0 :0 4 :4 0
0 0 :0 5 :0 0
0 0 :0 5 :2 0
0 0 :0 5 :4 0
0 0 :0 6 :0 0
0 0 :0 6 :2 0
0 0 :0 6 :4 0
0 0 :0 7 :0 0
0 0 :0 7 :2 0
0 0 :0 7 :4 0
0 0 :0 8 :0 0
0 0 :0 8 :2 0
0 0 :0 8 :4 0
0 0 :0 9 :0 0
0 0 :0 9 :2 0
0 0 :0 9 :4 0
0 0 :1 0 :0 0
0 0 :1 0 :2 0
0 0 :1 0 :4 0
0 0 :1 1 :0 0
0 0 :1 1 :2 0
0 0 :1 1 :4 0
0 0 :1 2 :0 0
500 0
Medidas realizadas con las amasadoras de espiral SPI53
5.6 kg de harina, 3.3 kg de agua, 16.5 g de sal (agregados a 10’30)
Amasado con la primera velocidad (110 tr/min) durante 4 minutos.
Amasado con la segunda velocidad (220 tr/min) durante 8 minutos
20000
19600
19200
18800
18400
18000
17600
17200
16800
16400
16000
15600
15200
14800
14400
14000
13600
13200
12800
12400
12000
11600
11200
10800
10400
10000
9600
9200
8800
8400
8000
7600
7200
6800
6400
6000
5600
5200
4800
4400
4000
3600
3200
2800
2400
2000
1600
1200
800
400
0
25
20
15
10
5
0
0
0 0 :0 0 :0 0
0 0 :0 0 :1 2
0 0 :0 0 :2 4
0 0 :0 0 :3 6
0 0 :0 0 :4 8
0 0 :0 1 :0 0
0 0 :0 1 :1 2
0 0 :0 1 :2 4
0 0 :0 1 :3 6
0 0 :0 1 :4 8
0 0 :0 2 :0 0
0 0 :0 2 :1 2
0 0 :0 2 :2 4
0 0 :0 2 :3 6
0 0 :0 2 :4 8
0 0 :0 3 :0 0
0 0 :0 3 :1 2
0 0 :0 3 :2 4
0 0 :0 3 :3 6
0 0 :0 3 :4 8
0 0 :0 4 :0 0
0 0 :0 4 :1 2
0 0 :0 4 :2 4
0 0 :0 4 :3 6
0 0 :0 4 :4 8
0 0 :0 5 :0 0
0 0 :0 5 :1 2
0 0 :0 5 :2 4
0 0 :0 5 :3 6
0 0 :0 5 :4 8
0 0 :0 6 :0 0
0 0 :0 6 :1 2
0 0 :0 6 :2 4
0 0 :0 6 :3 6
0 0 :0 6 :4 8
0 0 :0 7 :0 0
0 0 :0 7 :1 2
0 0 :0 7 :2 4
0 0 :0 7 :3 6
0 0 :0 7 :4 8
0 0 :0 8 :0 0
0 0 :0 8 :1 2
0 0 :0 8 :2 4
0 0 :0 8 :3 6
0 0 :0 8 :4 8
0 0 :0 9 :0 0
0 0 :0 9 :1 2
0 0 :0 9 :2 4
0 0 :0 9 :3 6
0 0 :0 9 :4 8
0 0 :1 0 :0 0
0 0 :1 0 :1 2
0 0 :1 0 :2 4
0 0 :1 0 :3 6
0 0 :1 0 :4 8
0 0 :1 1 :0 0
0 0 :1 1 :1 2
0 0 :1 1 :2 4
0 0 :1 1 :3 6
0 0 :1 1 :4 8
0 0 :1 2 :0 0
100
1500 0
Medidas hechas con la amasadora espiral SPI400 AVI
100 kg harina, 150 kg de agua
Amasado con la primera velocidad (96 tr/min) durante 4 minutos
100
200
300
400
500
600
700
800
5
Medidas hechas con la amasadora de horquilla 1595
10 kg harina, 15 kg de agua
Amasado con la primera velocidad (40 tr/min) durante 6 minutos
La puissance électrique consommée par le pétrin est, comme le montrent les différentes expérimentations réalisées,
entachée d’une incertitude liée à la fois aux instabilités du réseau électrique, à la non homogénéité du milieu résistant
que constitue la pâte en cours de constitution, à l’aspect cyclique des efforts du à la rotation globale de la pâte au
sein de la cuve, et aux incertitudes des mesures réalisées instantanément par échantillonnage. Ces incertitudes sont
également illustrées par le fait que la puissance consommée à vide par les pétrins n’est pas constante dans le temps, et
ce principalement à cause des différents rendements et échauffements des organes mécaniques internes des pétrins.
Des essais ont cependant montré la répétabilité de ces mesures pour des conditions de pétrissage identiques. On peut
donc considérer que cette mesure de la puissance électrique consommée, si elle ne permet pas d’obtenir une valeur
absolue de l’énergie finalement transmise à la pâte, permet par contre de vérifier un certain nombre de paramètres par
comparaison des valeurs relatives des puissances d’une production à l’autre. En effet une variation de puissance peut
être le résultat d’une modification liée aux ingrédients (caractéristiques de la farine, oubli d’ingrédients, erreur dans
l’ordre d’incorporation des ingrédients, températures différentes, …), ou un signe de modification de comportement du
pétrin lui-même (usures, mauvais réglages).
Energía y temperatura
Es importante relacionar la expresión de la energía consumida, y que la amasadora transmite en parte a la masa, con
la temperatura de la masa. En efecto, hay una relación directa entre la energía transmitida a la masa y el aumento de
su temperatura. Esta relación se establece a través del calor específico de la masa que expresa la cantidad de calor
(asimilable a una forma de energía) que es necesario aportar para producir un aumento de temperatura dado. La
unidad oficial de calor específico (Cp) de un cuerpo se expresa en J/kg/°K, pero a menudo se expresa en cal/kg/°C (1
J/kg/°K = 0.24 cal/kg/°C). La relación entre energía (E) y variación de temperatura (ΔT), para una cantidad de materia
(M) dada, es, por ende, simplemente E (J) = Cp (J/kg/°C) x ΔT (°C) x M (kg). Esta relación relativamente simple no
conduce, desafortunadamente, a una expresión lineal del aumento de temperatura en función de la energía, debido a
que el calor específico del entorno que nos interesa, entiéndase la masa, varía según el estado mismo de esta masa
que, durante el trabajo, muta de un estado relativamente líquido (Cp = 410 cal/kg/°C) a un estado sólido (Cp = 640 cal/
kg/°C). La medida del aumento de temperatura de la masa, realizado en paralelo con el de la potencia consumida por
la amasadora, nos ofrece sin embargo un primer acercamiento a los valores absolutos de la energía transmitida a la
masa.
Ejemplo de la medidas en tiempo real realizadas por una amasadora horizontal al vacío VeryMix III
Curvas de potencia, energía, temperatura, velocidad de rotación
Intereses y límites en la lectura de la energía del amasado
Tradicionalmente, el panadero se fía de los criterios sensoriales para definir los parámetros adecuados para el
amasado. Considerará que tras varios intentos obtendrá finalmente una buena masa que le permitirá definir un tiempo
óptimo de amasado. El tiempo se convierte en el único modo de control de la amasadora. Se le ordenará a esta
última de interrumpir el amasado después de cierto tiempo. Podríamos considerar este modo de control como algo
totalmente desvinculado de toda realidad física que le permita caracterizar el estado de la masa. Cualquier cambio en
las condiciones del amasado (ingredientes, temperaturas, parámetros de la amasadora) no podrá ver su impacto si es
evaluado por una simple medida de tiempo. Por esta razón sería interesante, sobre todo si se quiere tomar en cuenta
la reproductibilidad y la trazabilidad, el poder disponer de un método de seguimiento del amasado que permita tomar
en cuenta tanto las características reológicas de la masa como los diferentes parámetros de funcionamiento de las
amasadoras. La energía transmitida a la masa es uno de los valores físicos que responde a este objetivo, tal y como
se ha explicado anteriormente.
Sin embargo, esta medida de energía tendrá que encarar algunas dificultades y limitantes:
• ¿Cuál es el valor de energía que el usuario tendrá que considerar para lograr un amasado óptimo? Los
métodos de planificación en el mundo son extremadamente diversos e utilizan ingredientes (harina, etc.) con propiedades
extremadamente cambiantes. Por consiguiente, resulta muy difícil definir de antemano un valor óptimo de energía que
habrá de ser alcanzado. No podrá obtenerse dicho valor sino a través de numerosos intentos para cada una de las
masas.
• La señal para la medida instantánea de la potencia consumida por la amasadora es terriblemente ruidosa y
fluctuante. Esta fluctuación no impacta directamente el cálculo de la energía correspondiente, pero es un impedimento
importante para el cálculo del punto de inflexión que indica el momento del «sobreamasado». Habrá que usar los
algoritmos de suavización por promedio, solo que estos últimos inducen a retrasos importantes en la detección de las
inversiones de las pendientes, hasta la fecha no han permitido de detener a la amasadora cuando se haya alcanzado
un punto de inflexión, si es que este es deseado.
En las múltiples pruebas realizadas por VMI, la medida de la energía nos permitió poner en relieve la importancia de
la etapa del amasado. Esta primera etapa consiste en favorecer la absorción del almidón y del gluten por el agua de
derrame mezclando profundamente la harina y el agua. Esta etapa se realiza antes de una segunda etapa de amasado
y con una velocidad de rotación inferior a esta segunda etapa, cuyo fin es preparar la masa a su mezclado. Los
panaderos reconocen la importancia de esta etapa para alcanzar la calidad final de la masa. Gracias a las medidas de
energía realizadas según los diferentes parámetros, VMI puede cuantificar su impacto.
1800
Potencia instantánea SPI53
(hidratación 60%)
1750
Tiempo de amasado más largo
Toma de fuerza más lenta
Potencia (W)
1700
1650
1600
1550
1500
Disminución del tiempo
de amasado
1450
1400
01
00
2003
00
4005
Tiempo (s)
00
6007
00
800
Verificamos entonces que un tiempo de amasado más corto conlleve a retrasar la fuerza de la masa y por ende
prolonga el tiempo global del amasado.
¿Y mañana? …
En el pasado, el panadero sólo disponía de la variable Tiempo para guiar sus amasadoras. La medida de una sola
variable impide tomar en cuenta el estado real y efectivo de la masa. Se trata de un parámetro totalmente desacoplado
de la caracterización de la masa.
En la actualidad, VMI hace posible la medida de la energía consumida por la amasadora, ofreciéndole al panadero una
variable que toma en cuenta, de forma global, el estado del conjunto amasadora/masa gracias a su balance energético.
Se trata de un parámetro parcialmente vinculado con la caracterización de la masa.
Pensando en el futuro, VMI trabaja con un cierto número de investigadores asociados para la creación de una forma de
medida que permita guiar el amasado teniendo en cuenta un parámetro que no estaría vinculado con la caracterización
de la masa, desacoplado de los fenómenos mecánicos o térmicos de la misma amasadora.
La medida de energía utilizada durante el amasado, a través de la potencia eléctrica instantánea consumida por la
amasadora, es un medio para cuantificar el estado de la masa durante el amasado. Es sobre todo útil para la trazabilidad
e identificación de las variaciones a través de un proceso bien establecido. Es un complemento de los otros parámetros,
la temperatura por ejemplo, que permite hoy en día controlar el buen funcionamiento de las amasadoras, tomando en
cuenta el estado de la masa que se está formando. Esta medida considera un balance global de la energía utilizada
por el conjunto amasadora/masa, e integra parámetros de la amasadora misma, pero limitando la interpretación de los
valores absolutos.
Si desea más información :
Bibliografía
• Los panes franceses – Philippe Roussel, Hubert Chiron (Editions Maé-Erti)

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