DISEÑO DE PLANTAS

PROCESO UHT DE LA LECHE

Recepción: Tras la llegada de la leche a la central, se determina la cantidad recibida (midiendo el volumen o el peso) y su calidad tanto físico-química como higiénica. Posteriormente se realiza un filtrado de la leche con filtros de acero inoxidable de diámetro de paso de 0.2 a 1mm, para eliminar las partículas más groseras. En la zona de descarga, se realiza la limpieza de las cisternas que han sido utilizadas para el transporte de la leche.

Desaireación: La desaireación se realiza en primer lugar en un tanque a presión atmosférica y posteriormente, antes de la esterilización, con equipos a vacío (sólo en algunos casos). Los primeros se colocan en distintos lugares de la instalación (cisternas, tuberías, bombas, etc.), mientras que los segundos se emplean antes de la llegada de la leche al esterilizador y en caliente.

Clarificación: La clarificación tiene por objeto la eliminación de partículas orgánicas e inorgánicas y aglomerados de proteínas. Este tipo de equipos se basa en la separación por centrifugación, que permite separar partículas de hasta 45mm de diámetro.

PROCESO DETALLADO

Homogeneización: La homogeneización evita la separación de la nata y favorece una distribución uniforme de la materia grasa. Durante esta operación, el diámetro de los glóbulos grasos se reduce de 10 a 1mm. Este efecto se consigue haciendo pasar a la leche por pequeñas ranuras a alta presión. En los sistemas UHT directos, la homogeneización se realiza después del tratamiento térmico.

Tratamiento UHT: El proceso térmico UHT consiste en la aplicación de altas temperaturas durante cortos espacios de tiempo (por lo menos 135ºC durante 1 segundo).

Limpieza: Los niveles de higiene en las instalaciones y equipos de las industrias lácteas son muy elevados debido a las características de la materia prima utilizada y los productos fabricados. Por ello, las operaciones de limpieza de equipos e instalaciones deben ser minuciosas y frecuentes, debiendo asegurar los niveles de higiene mínimos exigibles. Las operaciones de limpieza poseen una tecnología propia y cuentan con una gestión independiente. La determinación de los puntos críticos de contaminación dentro del proceso y una buena programación son fundamentales para conseguir limpiezas efectivas.

Envasado: Es la última etapa del proceso, y consiste en el llenado de los envases con el producto. El factor más importante es el mantenimiento de las condiciones asépticas del proceso.

PROCESO UHT

Uht es la abreviación de ultra high

temperature (ultra alta temperatura).

Uht es una técnica de preservación de alimentos líquidos

Es un breve e intenso calentamiento, normalmente a

temperaturas en el rango de 135-140ºc.

Este breve período de exposición

mata a todos los microorganismos

que podrían de otra manera

afectar a la salud humana

TRATAMIENTO UHT

En las modernas plantas UHT, la leche se bombea a través de un sistema cerrado.

En el camino recorrido se procede de forma sucesiva a su precalentamiento, esterilización a alta temperatura, homogenización, enfriamiento y envasado aséptico.

Los productos líquidos de baja acidez se tratan normalmente a 135-150°C durante unos pocos segundos (3 - 4 seg.), bien por calentamiento indirecto o por inyección directa de vapor o infusión.

Todos los componentes del sistema a la salida de la sección de esterilización deben ser de diseño aséptico para evitar el riesgo de reinfección.

PRINCIPALES DE SISTEMAS DE TRATAMIENTO UHT

SISTEMAS DIRECTOS

El producto entra en contacto directo con el medio de calentamiento, y después sufre un enfriamiento flashen un depósito al vacío. A veces se realiza posteriormente un enfriamiento indirecto hasta la temperatura de envasado. Los sistemas directos se dividen en:

Sistemas de inyección de vapor (el vapor es inyectado en el producto).

Sistemas de infusión de vapor (el producto se introduce en un envase lleno de vapor)

El producto a unos 4°C se suministra desde el tanque pulmón (1a) y se envía por medio de la bomba de alimentación (2) hasta la sección de precalentamiento del intercambiador de calor placas (3). Tras el precalentamiento hasta aproximadamente 80°C la presión del producto se incrementa por medio de la bomba (4) hasta unos 4bar y el producto entonces continua hasta el inyector de vapor de boquilla de anillo (5). El vapor inyectado en el producto aumenta instantáneamente la temperatura del producto hasta unos 140°C (la presión de 4bar impide que el producto entre en ebullición). El producto se mantiene a la temperatura UHT en el tubo de mantenimiento (6) durante unos pocos segundos antes del enfriamiento flash al vacío.

SISTEMAS DE INYECCIÓN DE VAPOR

TRATAMIENTO DIRECTO BASADA EN LA INYECCION DE VAPOR

PROCESO UHT CON INYECCIÓN DIRECTA DE VAPOR Y CON INTERCAMBIADOR DE CALOR DE PLACAS.

Como alternativa al diseño anterior, el intercambiador de calor de placas (3) de la figura 1 se puede cambiar por unos intercambiadores de calor tubulares cuando se vallan a tratar productos de baja o media viscosidad con o sin partículas o fibras y el sistema queda como el mostrado en la figura 2.

TRATAMIENTO DIRECTO CON INFUSIÓN DE VAPOR

Este sistema difiere de inyección de vapor principalmente por la manera de poner en contacto la leche con el vapor. El principio básico de la infusión de vapor consiste en calentar el producto pasándolo a través de una atmosfera de vapor, tal como se muestra en la figura 3. El sistema de distribución del producto puede variar pero los tamaños resultantes de las gotas de leche deben ser uniformes ya que la velocidad de transferencia de calor no debe variar. Si los tamaños de gota varían el infusor tendrá un comportamiento que diferirá del establecido por el modelo teórico en que se basa el diseño. Si no es así el proceso será similar al sistema de inyección por vapor.

SISTEMAS INDIRECTOS

En los sistemas indirectos el calor es transferido desde el medio de calentamiento hasta el producto a través de una pared de separación (placa o pared tubular). Los sistemas indirectos pueden utilizar: Intercambiadores de calor de placas Intercambiadores de calor tubulares Intercambiadores de calor de superficie rascada. Además, es posible combinar los intercambiadores de calor en los sistemas indirectos de acuerdo con el producto y las necesidades de proceso. Con estos equipos no se rebasan los 145°C y la subida y descenso de la temperatura no son instantáneos. La leche no siempre conserva las características UHT y no es raro observar una ligera coloración y sabor a cocido. El ensuciamiento de estos aparatos es rápido, por lo que se precisa aumentar la presión. El tiempo de funcionamiento, sin limpieza, es de 6 horas. Tienen la ventaja de su gran capacidad y de un menor gasto de energía. Por ello en la actualidad son los más difundidos.

TRATAMIENTO INDIRECTO CON INTERCAMBIADORES DE CALOR DE PLACAS

El producto a unos 4°C se bombea desde el tanque de almacenamiento hasta el tanque pulmón (1) de la planta UHT y desde aquí, por medio de la bomba de alimentación (2), hasta la sección de refrigeración del intercambiador de calor de placas (3). En esta sección el producto se calienta hasta unos 75°C por medio de la leche UHT ya tratada, que se enfría al mismo tiempo. El producto precalentado es entonces homogenizado (4) a la presión de 18-25Mpa. En las plantas UHT de tratamiento indirecto es posible lahomogenización antes del tratamiento UHT, lo que significa que se puede utilizar homogenizadores no asépticos. Sin embargo se prefiere un homogenizador aséptico para mejorar la textura y la estabilidad física de ciertos productos como la nata. El producto precalentado y homogenizado pasa ahora a la sección de calentamiento del intercambiador de calor de placas, donde su temperatura sube hasta unos 137°C. El medio de calentamiento es agua caliente en un circuito cerrado cuya temperatura se regula por inyección de vapor (5). Después del calentamiento, el producto pasa por el tubo de mantenimiento (6), dimensionado para un tiempo de residencia de 4segundos. Finalmente, el enfriamiento se realiza de forma regenerativa en dos etapas primero frente al lado frio del circuito de agua caliente y luego frente al producto frio entrante. El producto que sale del enfriamiento

TRATAMIENTO INDIRECTO CON INTERCAMBIADORES DE CALOR TUBULARES.

Par el tratamiento UHT de productos de viscosidad baja o media que pueden contener o no partículas o fibras se suele elegir un sistema tubular. El concepto de viscosidad media es poco claro, ya que la viscosidad de un producto puede variar dependiendo del tipo de material, de los aditivos que contenga y del tratamiento mecánico.

Los intercambiadores de calor de superficie rascada son los más adecuados para el tratamiento de productos alimenticios de elevada viscosidad con o sin partículas en suspensión

PLANTAS DE TRATAMIENTO INDIRECTO CON INTERCAMBIADORES DE CALOR DE SUPERFICIE

RASCADA.