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• Flor Lobon Fernandez

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Universidad Tecnológica del Perú AÑO DE LA INTEGRACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE NUESTRA DIVERSIDAD

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERU INGENIERIA DE SEGURIDAD INDUSTRIAL Y MINAS PROFESOR: Ing. Víctor Tone ALUMNO:       

ANCONEYRA RAMOS, MILAGROS ROYER CUTI PÙMACHARA LOBON FERNANDEZ , FLOR DE MARIA PANCA CORENEJO , TANIA QUISPE CALDERON , CECILIA TAPIA ARNICA , ANTHONY VALDIVIA SCALANTE , STEPHANY

TEMA: Balance de Materia en los proceso de Producción de leche evaporada “Gloria” CICLO /TURNO: VI - TARDE

AREQUIPA – PERU 2013

Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú INTRODUCCIÓN En la actualidad se presenta en las empresas una necesidad de responder al cambio con la globalización de los mercados, mediante la integración de los diferentes sistemas para lograr el equilibrio dinámico y sostenible, con el conocimiento y manejo de los criterios para incorporar la seguridad e higiene ambiental, para obtener el control de diversos agentes, facilitando el logro de los objetivos corporativos. Gloria S.A. se dedica a la producción, venta y distribución anivel nacional de productos lácteos y derivados,principalmente; y a travé s de sus subsidiarias a laelaboración de cajas de cartón, papel, envases flexibles, y en la fabricación y comercialización de productosfarmacéuticos, químicos y de tocador.

La higiene industrial es la ciencia de la anticipación, la identificación, la evaluación y el control de los riesgos que se originan en el lugar de trabajo o en relación con él y que pueden poner en peligro la salud y el bienestar de los trabajadores, teniendo también en cuenta su posible repercusión en las comunidades vecinas y en el medio ambiente en general. Existen diferentes definiciones de la higiene industrial, aunque todas ellas tienen esencialmente el mismo significado y se orientan al mismo objetivo fundamental de proteger y promover la salud y el bienestar de los trabajadores, así como proteger el medio ambiente en general, a través de la adopción de medidas preventivas en el lugar de trabajo.

Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú CAPITULO I. PLANTEAMIENTO TEORICO. En este capítulo se estudiara el problema que se presenta en la empresa GLORIA S.A. AREQUIPA, debido a la falta de un estudio e identificación de residuos peligrosos en cuanto al agua y al aire Se explicara el origen de este problema, los objetivos de la investigación, los antecedentes y las limitaciones que complican la elaboración de la investigación, dando como resultado que a través de los diversos estudios obtengamos una actualización de los contaminantes reales operativos y residuales de realización de las distintas actividades realizados en la empresa, descartando así los otros contaminantes

como de los carros

viviendas y etc.

1.0 PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN. 1.0.1 Caracterización del problema. 

Grandes Cantidades de emisión de residuos peligrosos al rio chili



Contaminación de la atmosfera



Concentración

en la plataforma de la industria (polvo, ceniza,

dióxido de carbono) Objetivos generales. 

Reconocer los procesos de producción de leche evaporada.

Objetivos específicos 

Conocer los procesos productivos.

Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú 

Realizar un balance de materia en todo el proceso productico de la obtención del producto final.



Reconoces elementos contaminantes que son emitidos de la producion de leche evaporada

ANTECEDENTES La contaminación química del agua del rio Chili es causada por las actividades del hombre. Los procesos de producción industrial requieren la utilización de grandes volúmenes de agua para la transformación de materias primas, siendo los principales de dichos procesos productivos, vertidos en los cauces naturales de agua de este rio con desechos contaminantes, como acido nítrico, petróleo, Soda caustica, carbono, etc. Se produce a través de los contaminantes generados por industria GLORIA S.A. o de residuos sanitarios, y productos de los desechos líquidos y sólidos que se vierten directa o indirectamente en el agua. Por ejemplo, las sustancias de sumideros sanitarios, sustancias provenientes de desechos industriales (acido nítrico, Soda caustica, Lem 93) y las sustancias empleadas en el combate de plagas industriales y/o vectores de enfermedades.

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Universidad Tecnológica del Perú CAPITULO II DESCRIPCION DE LA EMPRESA 2.1 VISION Mantener el liderazgo en cada uno de los mercados en que participamos a través de la producción y comercialización de bienes con marcas que garanticen un valor agregado para nuestros clientes y consumidores.Los procesos y acciones de todas las empresas de la Corporación se desarrollarán en un entorno que motive y desarrolle a sus colaboradores, mantenga el respeto y la armonía en las comunidades en que opera y asegure el máximo retorno de la inversión para sus accionistas. 2.2 MISION Somos una corporación de capitales peruanos con un portafolio diversificado de negocios, con presencia y proyección internacional. Aspiramos satisfacer las necesidades de nuestros clientes y consumidores, con servicios y productos de la más alta calidad y ser siempre su primera opción. 2.3 DESCRIPCION DE LA EMPRESA 2.3.1 Gloria Arequipa La industrialización de la leche en el Perú está destinada principalmente para la producción de leche evaporada y pasteurizada. La producción de leche durante el período 1995 al 2000 ha experimentado un alza en el rendimiento que bordea el 37% (llegando a 2,080 kg/vaca/año en diciembre del 2000), con una taza de incremento del 4,6% anual.

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Universidad Tecnológica del Perú A nivel del consumidor, la leche y los derivados lácteos son parte de la canasta básica familiar. Es un elemento ideal para el desarrollo humano y ayuda a combatir la desnutrición infantil. Gloria S.A. se dedica a la industria de preparar, envasar, envasar manufacturar, comprar, vender, importar, exportar y comercializar toda clase

de

productos

y

derivados

lácteos,

productos

alimenticios

compuestos por frutas, legumbres, hortalizas, aceites y grasas a partir de sustancias animales y vegetales, elaboración y conservación de pescado y de productos de pescado y toda clase de productos alimenticios y bebidas en general. 2.3.2 Industria en el Perú Para la realización de sus actividades Gloria S.A. cuenta con cinco plantas industriales: 

Huachipa (Lima): complejo industrial de recepción y procesamiento de leche, en donde se produce leche evaporada, derivados lácteos (yogurt, quesos, mantequilla, entre otros), jugos de fruta y en donde además se producen embases y embalajes.



Arequipa: donde funciona una unidad de evaporización de leche y de producción de leche evaporada para la región sur del país.



Majes (Arequipa), donde se concentra, evapora y pre – trata la leche fresca proveniente de los ganaderos de la zona, la cual es transportada a las plantas industriales de Huachipa o Arequipa.



Cajamarca: donde concentra la leche fresca y se elabora derivados lácteos, como queso, mantequilla y manjar blanco.



Trujillo: donde se concentra la leche fresca proveniente de la región (Chiclayo y Viru) para ser trasladada al complejo industrial de Huachipa.

Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú 2.3.3 Acopios Lecheros El acopio de leche, constituye para gloria una de las actividades más relevantes dentro de su meticulosa cadena de producción. Gloria acopia leche diariamente contando con diversos centros de recepción y enfriamiento de leche ubicados en las principales cuencas lecheras de la cuenca nacional, que se extienden desde Tacna, al extremo sur del país hasta Piura y Cajamarca en el norte, en las que se acopian y se enfría la leche fresca, para ser trasladada a alas plantas industriales. Actualmente, gloria acopia más de 1.8 millones de litros de leche fresca diarios, a más de 15500 proveedores ganaderos de leche a nivel nacional, siendo el departamento de Arequipa la principal cuenca de acopio (cerca del 43% del capital). Gloria ha integrado en forma vertical sus operaciones, abarcando todo el proceso de producción de los productos lácteos, empezando desde la producción lechera hasta el acopio, el transporte, la producción, el embasado y la distribución. Esto se ha logrado gracias a sus propias líneas de producción y a la participación de empresas vinculadas tales como: Trupac, Emp. Agroindustrial Casa Grande, Raciemcia, Deprodeca, entre otros.

Balance de Materia y Energía

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2.4 IDENTIFICACIÓN DE LOS PROCESO PRODUCTIVO 2.4.1 Fases de producción y elaboración del producto final 

Fase de recepción



Fase de elaboración



Fase de evaporación



Fase de envasado

2.4.1.1. Fase de recepción 1.1 Acopio Actividad muy revelante en la cadena deproducción.

Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú Recepción del producto de los centros de acopio. Uso de CAMIONESISOTÉRMICOS. 1.2 Estricto control de calidad: 

Limpieza rigurosa



Temperatura



Acidez



Microbiológicas

2.4.1.2. Fase de elaboración 

Envío



Re enfriamiento



Pasteurización



Estandarización

2.4.1.3. Fase de evaporación 

Evaporación en sí



Enfriamiento

2.4.1.4. Fase de envasado 

Almacenamiento



Disposición en envases



Esterilización

Balance de Materia y Energía

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

2.5 Marco Teórico 2.5.1 LA LECHE La leche es definida como el líquido obtenido en el ordeño higiénico de vacas bien alimentadas y en buen estado sanitario. Cuando es de otros animales se debe indicar claramente su procedencia; por ejemplo, leche de cabra y leche de oveja. El nombre genérico de productos lácteos se aplica a todos los derivados, ya sean extraídos de ella como la mantequilla y la crema de leche, o fabricados a partir de ella como el queso y el yogurt. La leche es uno de los alimentos más importantes en la nutrición humana Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú (Por no decir que el más importante) y desde que nacemos nos alimentamos con ella, es el primer vector natural de nutrientes que conoce cada uno de nosotros durante su vida, por lo tanto es de vital importancia garantizar su consumo y conservación. Las

Leches

Pasteurizadas

y

Ultrapasteurizadas

Las leches UHT o también llamadas leches de larga duración, son aquellas que son sometidas a un tratamiento térmico tan fuerte que inactiva y/o destruye la totalidad de microorganismos, esporas y enzimas presentes en la misma. Además debe tener un envasado aséptico que garantice la completa esterilización del producto ya empacado, para así alargar su vida útil. 2.5.2. Valor nutritivo La leche evaporada es una leche concentrada, por lo que es un producto con una densidad nutritiva elevada, ya que los sólidos de la leche de partida se encuentran disueltos en una cantidad menor de agua (por tanto,

a

igual

volumen

mayor

concentración

de

nutrientes).

A pesar de que, una vez reconstituida, debería resultar similar en cuanto a composición nutritiva a la leche de partida, durante el proceso de obtención se pueden producir pérdidas nutritivas, según el método de esterilización

aplicado.

Con la esterilización clásica se produce una pérdida de vitaminas hidrosolubles como B1, B2 y B3, así como de algunos aminoácidos (componentes básicos de las proteínas). Sin embargo, si se emplea la esterilización U.H.T., prácticamente no se pierden nutrientes, ya que la leche está muy poco tiempo en contacto con las altas temperaturas. No obstante, se produce una pérdida nutritiva como consecuencia del proceso de evaporación propiamente dicho, aunque se puede considerar mínima. Además, en diversos países es frecuente la adicción de algunas Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú vitaminas

a

la

leche

Balance de Materia y Energía

evaporada,

principalmente

A

y

D.

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Universidad Tecnológica del Perú 2.5.3 Tabla de composición nutritiva (por 100 mL) Energía (Kcal)

Proteínas (g)

Grasas (g)

Hidratos de carbono (g)

Calcio (mg)

Vit. (mg)

149,2

8,2

9,1

9,2

255

0,41

Vit. A (mcg)

Vit. (mcg)

AGS (g)

AGM (g)

AGP (g)

Colesterol (mg)

102

0,08

5,9

2,52

0,22

34

D

B2

Vit. B12 (mcg)

0,1

1. Criterios de calidad en la compra y en la conservación

En el mercado, la leche evaporada se comercializa en envases Tetrarex, similares al brick pero de formato más alargado y estrecho, aunque en ocasiones

también

se

presenta

en

latas

o

tubos.

Una vez abierto el envase, la leche evaporada presenta un aroma suave, un color amarillento y una consistencia homogénea y totalmente líquida. La leche evaporada no es un producto perecedero por lo que se mantiene en buenas condiciones durante varios meses. Cuando aún no se ha abierto el envase resulta suficiente con guardarla en un lugar fresco y protegido de la luz. Sin embargo, una vez abierta se puede contaminar fácilmente, por lo que se debe guardar en el frigorífico y consumir en un plazo de aproximadamente 3-4 días. Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú DIAGRAMA DE FLUJO DE ELABORACION

RECEPCION

FILTRADO

DESAIREADO

CENTRIFUGA CLARIFICADORA

HOMOGENISACION

TRATAMIENTO UHT

ENVASADO ACEPTICO

LIMPIESA DE EQUIPOS

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RUIDOS

VERTIDOS

OLORES

RESIDUOS

EMISIÓN DE GASES

VAPOR

AGUA DE PROCESO

ENERGÍA

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Universidad Tecnológica del Perú 2.6 Operaciones Generales. 2.6.1. 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.

2.6.2. Desaireación Esta operación es necesaria debido al alto porcentaje de aire que contiene la leche cruda, y al aumento de éste durante el manejo de la leche en la instalación (puede llegar al 10% del volumen total). Si no se elimina el aire se pueden producir incrustaciones en equipos, falta de precisión en el desnatado, en la homogeneización, etc. 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 Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú 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. El tratamiento a vacío consigue eliminar tanto el aire disperso como el disuelto. La leche, previamente calentada se introduce en la cámara de expansión, donde se ha creado un vacío equivalente a un punto de ebullición de unos 7-8 ºC menos que la temperatura de la leche, de tal forma que la caída de presión provoque la salida del aire. Los vapores pasan a un condensador, donde la leche condensada vuelve con el resto y los gases son separados.

2.6.3. 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 4Las clarificadoras de leche están formadas por un cuerpo cónico relleno de un cierto número de aletas con una inclinación determinada. La leche entra por la parte exterior de las aletas, y al subir entre ellas las partículas de mayor densidad (impurezas) van yendo hacia abajo por la fuerza centrífuga. Existen dos tipos de clarificadoras: las autolimpiables y las que deben desmontarse para su limpieza. Equipos similares se utilizan para la normalización del contenido en materia grasa, aunque éstos disponen de distintas salidas para las impurezas, leche desnatada y nata. Se les denomina desnatadoras o centrífugasseparadoras. Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú Las desnatadoras pueden ser semiabiertas (en la zona de entrada de la leche hay presión atmosférica) o herméticas, siendo estas últimas las que tienen una mayor precisión en el desnatado. 2.6.4. 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 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. 2.6.5. 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). Existen varias formas de realizar este tratamiento térmico: 

Sistemas directos, en los que el producto entra en contacto con el líquido empleado en la esterilización



Sistemas indirectos, en los que el calor se transmite a través de una superficie de intercambio y el producto no entra nunca en contacto con el fluido caloportador.



Sistemas mixtos, consistentes en una combinación de los dos anteriores

2.6.6. Limpieza Balance de Materia y Energía

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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. 2.6.7. 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. 2.7. PRODUCCION DIARIA La Produccion De Leche Evaporada Varia Entre Los Dias Particulares Por Lo Tanto No Tiene Un Regimen Productivo Continuo.

LUNES MARTE

MAÑAN

5.000

MIERCOL

VIERNE

JUEVE

S

ES

S

S

3.000

6.000

4.000

3.000

VIERNES SABA DO 3.000

1.000

A TARDE

TOTAL

25. .000

13.00

12.000

9.000

5.000

5.000

9.000

9.000

0 Balance de Materia y Energía

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62.000

Universidad Tecnológica del Perú NOCHE

10.00

11.000

11.000

11.000

17.000

10.000

15.000

85.000

26.000

26.000

20.000

25.000

22.000

25.000

172.00

0 TOTAL

28.00 0

0

DATO: Debemos saber que el equivalente de leche fresca a evaporada en el siguiente cuadro:

LECHE FRESCA

LECHE EVAPORADA

3LITROS DE LECHE FRESCA

1 LITRO DE LECHE EVAPOARADA

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Universidad Tecnológica del Perú CAPITULO III DESARROLLO 3.1 Identificación de los procesos

3.1.1. Ciclo de lactación La vaca se cubre por primera vez, de forma natural o por inseminación artificial, a los quince o dieciocho meses. El periodo de gestación es de nueve meses. La secreción de la leche comienza poco antes del parto. Durante los primeros días de lactación, la vaca produce calostro, que tiene Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú una composición diferente de la leche normal. El calostro no sirve para el consumo humano y debe reservarse para la cría porque contiene anticuerpos específicos que son necesarios para prevenir las infecciones. Por lo tanto, conviene dejar el ternero con su madre la primera semana. Después de este tiempo, la leche se vuelve gradualmente normal y ya puede ser recogida. El periodo de lactación dura aproximadamente diez meses, produciendo unos 5.000 litros por ternero (algunas pueden llegar a los 10.000 litros). 3.1.2. Ordeño El ordeño se puede hacer a mano o con máquinas de ordeño. Industrialmente el sistema utilizado es el mecánico. La vaca es preparada para el ordeño mediante limpieza y masaje de las ubres antes de colocar las pezoneras en las ubres. El equipo de ordeño consiste en: una bomba de vacío, un depósito sometido a vacío que sirve para recoger la leche, pezoneras conectadas por mangueras al depósito de vacío y un pulsador que (alternativamente a un par de pezones opuestos diagonalmente y después al otro par) aplica vacío y presión atmosférica a las pezoneras de forma consecutiva. 3.1.3. Refrigeración La leche ordeñada está a una temperatura de 37 ºC y resulta un excelente caldo de cultivo para todo tipo de bacterias que se encuentran en la granja (suelos, estiércol, utensilios, depósitos...), por ello, se debe proceder a su rápido enfriamiento a 4 ºC-6 ºC, con lo que se inhibirá el desarrollo de esos microorganismos y se obtendrá un producto de buena calidad microbiológica. Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú Esta temperatura debe mantenerse hasta la central lechera o fábrica de productos lácteos sin romperse la cadena de frío. La leche recién ordeñada se recoge en tanques de diferentes tamaños que llevan incorporado un equipo de refrigeración y agitación. En granjas donde el volumen de leche es muy grande la refrigeración se efectúa mediante intercambiadores de calor, conectados a la tubería de transporte de la leche. Gracias a los depósitos refrigerados es posible entregar la leche a las centrales cada dos días, ahorrándose muchos gastos de transporte en comparación con las dos recogidas diarias sin este sistema. Incluso si se enfría a 2 ºC-3 ºC es posible recogerla una vez cada tres o cuatro días.

3.1.4. LIMPIEZA Y DESINFECCIÓN Cualquier superficie en contacto con la leche es una fuente potencial de infección. Por lo tanto, es

muy importante limpiar y desinfectar

cuidadosamente todo el equipo. Las instalaciones de ordeño mecánico suelen incorporar sistemas de limpieza automática para asegurar un elevado y uniforme nivel de higiene. 3.1.5.

TRANSPORTE A LA CENTRAL LECHERA O FÁBRICA DE PRODUCTOS

LÁCTEOS

Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú a leche se transporta a la central en cisternas de acero inoxidable, isotermas o refrigeradas. Están equipadas con sistemas automatizados de medición (caudalímetros) y toma de muestras, bombas de aspiración... La cisterna se caracteriza por tener las paredes suavemente redondeadas y estar divididas en compartimentos. Así la leche se mueve menos durante el transporte, consiguiendo una mayor estabilidad. En las granjas se efectúa una valoración general de la leche. El sistema de compartimentos permite separar calidades distintas de leche. 3.1.6. CENTRAL LECHERA De todas ellas, la leche UHT supone la mayor parte de la producción de leche de consumo. Como se muestra en la siguiente figura, la leche UHT representa el 86 % de la producción total de leche. 3.1.7. RECEPCIÓN DE LA LECHE Tras la llegada de la leche a la central, se determina la cantidad recibida (midiendo el volumen o el peso) y su calidad tanto fisicoquímica como higiénica. Para medir el volumen recibido se utiliza un caudalímetro. Este aparato registra tanto el caudal de leche como el aire contenido en la misma. Por eso es preciso eliminar el aire que entra con la leche colocando un desaireador antes del aparato de medida. Es también necesaria la instalación de un filtro antes del aparato de medida que elimina las partículas más groseras de la leche para evitar el deterioro de la instalación

Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú En el método por pesada la cantidad de leche se obtiene por diferencia de pesada de la cisterna sobre una báscula puente. Posteriormente se filtra la leche para eliminar las partículas más groseras y se desairea.

La desaireación es una operación necesaria debido al alto porcentaje de aire que contiene la leche cruda, y al aumento de éste durante el manejo de la leche en la instalación. Seguidamente a los controles de cantidad de la leche recibida se realizarán controles para considerar su calidad. Éstos serán sensoriales (olor, sabor

y

aspecto),

fisicoquímicos

(contenido

de

proteínas,

grasas,

antibióticos, punto de congelación...), microbiológicos (contenido total de bacterias, células somáticas...) e higiénicos. Los análisis se llevan a cabo en el laboratorio de la sección de recepción o en el laboratorio central de la fábrica. 3.1.8. ALMACENADO DE LA LECHE CRUDA Una vez recibida, la leche cruda se mantiene a temperatura de 4 ºC hasta el comienzo de los tratamientos. El almacenado previo cubre el lapso de tiempo que transcurre entre la recepción y el tratamiento de la leche cruda. Se consigue así una reserva de leche que garantiza la continuidad en los tratamientos, evita colapsos cuando se reciben en pocas horas grandes cantidades de leche y se independiza la recepción de leche en caso de posibles averías en los procesos de tratamiento y transformación.

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Universidad Tecnológica del Perú Los tanques de almacenado están provistos de sistemas de agitación y refrigeración para evitar la separación de la nata por gravedad y mantener una temperatura regular.

3.1.9. CLARIFICACIÓN Y DESNATADO La clarificación tiene por objeto la eliminación de partículas orgánicas e inorgánicas y aglomerados de proteínas. Sin este tratamiento las partículas formarían un sedimento en la leche homogeneizada que incluso sería visible en el fondo de las botellas de vidrio transparentes. El desnatado tiene por objeto la estandarización del contenido graso de la leche por separación de la nata. Ambos procesos de separación se realizan mediante la aplicación de fuerzas centrífugas. Las centrifugadoras de leche están formadas por un cuerpo cónico relleno de un cierto número de aletas con una inclinación determinada. La leche entra por la parte exterior de las aletas, y al subir entre ellas las partículas de mayor densidad (impurezas) van yendo hacia la periferia por la fuerza centrífuga. Las partículas de menor densidad (nata o glóbulos de grasa) ascienden por el eje central de rotación. La leche desnatada se mueve hacia el exterior y sale por el conducto inmediatamente inferior al de la nata.

Balance de Materia y Energía

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Ambos procesos pueden realizarse por separado, en clarificadoras y posteriormente en desnatadoras. 3.1.10. ESTANDARIZACIÓN DE LA LECHE El contenido de grasa en la leche presenta a veces considerables oscilaciones. Muchos de los procesos industriales requieren que, ya en la leche inicial, el contenido de los componentes grasos se ajuste a valores relativamente constantes. La estandarización del contenido en grasa implica el ajuste del contenido en grasa de la leche, o de un producto lácteo, por medio de la adición de nata o leche desnatada de forma apropiada. La estandarización se realiza para cumplir las normas legales o porque el fabricante decide elaborar un producto con unas características determinadas. 3.1.11. HOMOGENEIZACIÓN DE LA LECHE La homogeneización evita la separación de la nata y favorece una distribución uniforme de la materia grasa.

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Universidad Tecnológica del Perú Durante esta operación, el diámetro de los glóbulos grasos se reduce de 10 a 1 micras. El efecto de rotura de los glóbulos grasos se consigue haciendo pasar la leche por pequeñas ranuras a alta presión. El efecto de la homogeneización sobre la estructura física de la leche presenta muchas ventajas: 

Glóbulos de grasa más pequeños, sin formación de nata en la superficie,



Color más blanco y atractivo



Reducción de la sensibilidad de los procesos de oxidación de la grasa,



Sabor con más cuerpo,



Mejor estabilidad de los productos lácteos fermentados.

En los sistemas UHT directos, la homogeneización se realiza después del tratamiento térmico debido a la desestabilización que este pudiese causar sobre la leche ya homogeneizada.

3.1.12. TRATAMIENTO TÉRMICO Tras la homogeneización se somete la leche a un tratamiento térmico con la finalidad de, en primer término, destruir todos los agentes microbianos patógenos causantes de enfermedades que afectan al ser humano, y en segundo, disminuir el número de aquellos microorganismos que pueden afectar la calidad de la leche y sus subproductos. El tratamiento se acostumbra a hacer al final del procesado para evitar posibles contaminaciones en procesos posteriores.

Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú Según la intensidad (temperatura y tiempo) del tratamiento, las leches se clasifican en: 

Leche Pasterizada (Denominada Leche Fresca)



Leche Esterilizada



Leche Uht (Ultra High Temperature)

La pasterización es un proceso común en el procesado de los tres tipos de leche. Se

entiende

por

pasterización

el

calentamiento

uniforme

a

una

temperatura comprendida entre 72 ºC y 78 ºC durante no menos de quince segundos, que asegura la destrucción de los microorganismos patógenos y la casi totalidad de la flora microbiana, sin modificación sensible de la naturaleza fisicoquímica, características y cualidades nutritivas de la leche. Este tratamiento se realiza en los pasterizadores, también llamados intercambiadores de calor, normalmente por placas. Los intercambiadores de calor de placas consisten en placas de acero inoxidable rectangulares de superficie rugosa. Están en posición vertical juntas unas con otras, dejando entre ellas un espacio. A través de los espacios circula en forma alterna la leche y el agua caliente o fría. El flujo de leche es continuo. 3.2. CALCULOS EN EVAPORADOR Datos: Datos de la solución: Grados °Bx = 5.1. Cp. = 1-(0.0056 (brix)) Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú Cp. = 1-(0.0056 (5.1)) Cp. = 0.97144 Kcal/Kg °C. T ENTRADA= 51.3 °C. T SALIDA = 104 °C. Datos del condensador: T ENTRADA DEL H20= 20 °C. T SALIDA DEL H20= 27.3 °C. CpH20= 1 Kcal/Kg °C. Datos del vapor: Presión = 1.3 bar = 1.3256 Kg/cm2 W = 5 Kg/Hr.

Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú “Balance de energía en el evaporador QW=QS 

Donde

Qw= Calor encendido Qs= Calor Ganado por la Solucion



Masa de vapor proveniente de la caldera

“Balance de energía en el condensador” Vapor del concentrado y agua de enfriamiento.

Datos del vapor: T ENTRADA

Datos del agua: m = 10.482 Kg/Hr. Cp. DEL AGUA = 1 Kcal/Kg. Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú

“Balance de materia”

F=A+B XfF = XaA + XbB  Como en B solo hay agua se elimina. Donde XbB = 0 xF = xA

Balance de Materia y Energía

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A = 1.2878 Lt/Hr. B = F–A = 5–1.2878 = 3.7122 Lt/Hr.  Primera medición del flujo del condensado (6 minutos con 59 s) = 1.082 Lt.  Segunda medición del flujo del condensado (9 minutos con 41 s) = 8.2 Lt.  Purga del lado derecho = 0.08 Lt.  Purga del lado izquierdo = 0.194 Lt.  Condensado = 1.96 Lt. Masa total de agua = Flujo del condensado + purgas + condensado 10.482Lt = (8.2 + 0.08 + 0.194 + 1.96) Lt 10.482 Lt = 10.434 Lt

Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú 3.3. LECHE ESTERILIZADA 3.3.1 ENVASADO Tras la pasterización, la leche se envasa en botellas de plástico (que suelen ser

de

un

litro)

herméticamente

cerradas,

para

evitar

posibles

contaminaciones por la entrada de líquidos, aire y microorganismos. La finalidad del envase es la de contener, proteger y conservar los alimentos, además de servir para informar al consumidor. También facilita la venta del producto y su empleo. El envase ha de proteger la leche de la luz (tanto natural como artificial), ya que ésta tiene un efecto perjudicial sobre muchos nutrientes y un efecto negativo sobre el sabor de la leche. 3.4. TRATAMIENTO DE ESTERILIZACIÓN Se entiende por esterilización el calentamiento al que se somete la leche una vez envasada en recipientes, herméticamente cerrados, a una temperatura de entre 110 ºC y 120 ºC durante unos veinte minutos con el objetivo de asegurar la destrucción de todos los microorganismos y esporas presentes. Este tratamiento térmico se realiza en continuo en torres de esterilización: Las botellas de leche, cerradas debidamente, entran en la torre pasando por diversas zonas, de modo que su temperatura vaya subiendo paulatinamente hasta llegar a la zona central calentada por vapor a 120 ºC, donde la leche alcanza los 110 ºC-118 ºC, y se mantiene a esta temperatura unos veinte minutos. 3.5. REFRIGERACIÓN

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Universidad Tecnológica del Perú Después las botellas pasan a diversas zonas de refrigeración (en la misma torre de esterilización), incluyendo un baño final de agua a 20 ºC. La leche esterilizada, como consecuencia del intenso tratamiento térmico, sufre

la

aparición

de

considerables

alteraciones

fisicoquímicas

y

organolépticas. Las alteraciones más importantes son el pardeamiento y caramelización de la lactosa y la disminución del contenido vitamínico. La esterilización comercial permite conservar la leche durante más de dos meses a temperatura ambiente.

3.6. Residuos de Producción e impactos ambientales 3.6.1. Emisión de gases Empresa de la ciudad desarrolla tecnología de residuos sólidos para hornos incineradores y crematorios, que reduce el impacto ambiental.Esta tecnología contribuye al cumplimiento de la normatividad nacional bajo menores costos. A medida que la legislación ambiental es más estricta, obliga a las empresas a adoptar procesos para disponer los residuos especiales y peligrosos. Esto suele generar sobrecostos en la producción, pero se hace indispensable para llevar los productos al mercado. Si se aplica la inventiva para hallar nuevas formas de manejo de tales residuos, las empresas podrán

mantener

sus

costos

de

operaciones

dentro

de

franjas

competitivas e incluso eliminar barreras para acceder a los mercados internacionales.

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Por regla general, la única posibilidad de contaminación atmosférica por parte de una industria láctea proviene de sus generadores de vapor, que habitualmente son calderas que trabajan a baja presión, con una generación de vapor inferiora las 20 Tm/hora y que usan combustibles como el fiiel oil y el gas oil Según la Ley 38/72 de 22/12/72 de Protección del Medio Ambiente Atmosférico, a las industrias que posean este tipo de instalaciones se las encuadra dentro del grupo C, que es el que corresponde a las industrias menos contaminantes de la atmosfera. 3.6.1.1. LEGISLACIÓN SOBRE EMICION DE GASES RESIDUALES El Decreto 833/75 de 6/2/75 sobre contaminación atmosférica cita los niveles máximo de emisión que deben cumplir este tipo de instalaciones. En concreto, para generadores de vapor que usen fuel oil n° 1 como combustible, dichos niveles son los siguientes: - SO;: 4200 mg/m3.N - CO: 1445 ppm. - índice de opacidad: 4. SÍ el funcionamiento y ajuste de las calderas es correcto, dichos niveles no son superables.

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Universidad Tecnológica del Perú Como ejemplo, cabe citar los niveles habituales de emisión de las calderas que suministran vapor a Puleva y Abbott, claramente inferiores a los indicados en la reglamentación: - SO2: inferior a 3500 mg/mJ.N - CO: inferior a 300 ppm. - índice de opacidad: entre2y3

3.6.2. Emisiones de aguas residuales En las centrales lecheras se producen diariamente una considerable cantidad de aguas residuales, que suele oscilar entre 4 y 10 L de agua por cada 1 de leche tratada, según el tipo de planta. La mayor parte de estas aguas proceden fundamentalmente de la limpieza de aparatos, máquinas y salas de tratamiento, por lo que contienen restos de productos lácteos y productos químicos (ácidos, álcalis, detergentes, desinfectantes, etc.), Balance de Materia y Energía

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Universidad Tecnológica del Perú aunque también se vierten aguas de refrigeración que, si no se recuperan de forma adecuada, pueden suponer hasta 2-3 veces la cantidad de leche que entra en la central. En estos

3.6.2.1. LIMPIEZA DE CIRCUITOS Y EQUIPOS La limpieza de los circuitos y equipos (CIP) (figura 7) se suele realizar en varios pasos: - Empuje de los restos de leche y productos lácteos con agua. Todo este efluente normalmente va a sumidero.

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Universidad Tecnológica del Perú - Lavado con sosa diluida (2-3% aproximadamente) a unos 80 °C. De esta forma se eliminan las grasas por saponificación de las mismas mediante arrastre. Las soluciones de sosa se recuperan en los tanques de limpieza, perdiéndose pequeñas cantidades por los empujes. Con el tiempo, la sosa pierde su poder detergente y es necesario renovarla enviando a sumidero la solución diluida (