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• Gabriela Colosetti

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Funcionamiento de los pasteurizadores Según Hanrahan (1962), un pasteurizador típico es completamente automático. El líquido alimenticio se vierte en un extremo y fluye entre un conjunto de tubos o placas de calefacción durante un periodo de tiempo determinado (suficiente para eliminar la mayoría de los microorganismos nocivos para la salud de los seres humanos) y luego, entre un conjunto de tubos de refrigeración, antes de salir del proceso. Los tiempos y temperaturas de calentamiento y enfriamiento varían según el tipo de proceso de pasteurización utilizado. Figura 1 - Esquema simplificado del funcionamiento del pasteurizador

Fuente: Hanrahan, F. P., 1962 Figura 2. Pasteurizador de inyección de vapor típico

Fuente: Hanrahan, F. P., 1962

1. La leche fría entra por el tanque de flotación (1, color amarillo) que se encuentra a la izquierda, a una temperatura aproximadamente de 4 - 5°C. 2. Fluye a través de un intercambiador de calor llamado regenerador (2, color gris), pasando cerca de la leche pasteurizada que está fluyendo hacia afuera. Los dos tubos de leche intercambian su calor: la leche entrante se calienta a unos 38 °C, la leche saliente se enfría. 3. La leche ya calentada pasa por un pre-calentador (3, color rojo), alimentado por uno de los tubos de vapor (color verde) y se calienta a 54 °C. 4. Seguidamente la leche entra en el circuito de pasteurización (marcado por los números 7, 8, 12 y 13). Es movido por una bomba (7), se inyecta más vapor (8) para calentarlo a 72 °C y fluye alrededor de un bucle largo (12) durante 15 segundos para mantenerlo a esa temperatura el tiempo suficiente para que ocurra la pasteurización. 5. En el punto 13, una válvula detecta si la leche está suficientemente caliente para la pasteurización. Si no, se desvía hacia arriba alrededor del bucle púrpura y da vuelta alrededor del circuito hasta que se desvíe. 6. Una vez que la leche ha sido pasteurizada con éxito, fluye hacia un separador (18), aun a 72 °C, donde se enfría rápidamente a unos 53 °C y se desodoriza. 7. Una bomba (20) envía la leche parcialmente enfriada a través del regenerador (2) para que se enfríe aún más a 7 °C mientras cede su calor a la leche entrante. 8. Una unidad de refrigeración (21) la enfría hasta su temperatura final para almacenarla durante el tiempo requerido. -------------Principio de Funcionamiento La pasteurización consiste, básicamente, en someter al producto (lácteos, derivados, cremas, zumos, concentrados, sopas, huevo y derivados o cualquier otro tipo de alimentos fluidos) a un tratamiento controlado de aumento calórico, seguido de un enfriamiento, consiguiendo así una óptima esterilización del producto, sin perder sus cualidades organolépticas, ni su riqueza vitamínica, nutritiva y proteica (Gémina, 2010). -------------

En todos los equipos de pasteurización, el calentamiento o la refrigeración se efectúan por intercambio de calor, a través de una pared metálica, entre la mezcla a pasteurizar, por una parte, y un fluido refrigerante o calefactor por la otra (González, 2007). ----------Principio de funcionamiento del pasteurizador continuo típico (intercambiador de placas) según Singh, 2009 1. El producto se carga en un tanque de balance. 2. Mediante una bomba de vacío, el producto entra a un desaereador. 3. Una bomba a alta presión transporta el producto a la zona de regeneración del intercambiador donde se recupera el calor del producto procesado para calentar parcialmente el nuevo producto. 4. Una bomba de desplazamiento positivo impulsa el producto con un flujo volumétrico controlado hacia la sección de calentamiento, donde por medio de agua caliente se alcanza la temperatura de pasteurización adecuada. 5. El producto calentado pasa a través de un tubo de retención donde cumple con un tiempo de residencia definido (determinado a partir de la longitud del tubo, flujo volumétrico y características del producto). 6. El producto es enviado a la zona de regeneración para transferirle calor al producto entrante. 7. Posteriormente el jugo pasa a la sección de enfriamiento donde se enfría a la temperatura requerida. 8. Por último, el producto estéril es envasado en una llenadora aséptica. Adicionalmente, estas unidades de pasteurizadores cuentan con un sistema de limpieza en sitio (CIP) que utilizan detergentes caústicos, desincrustantes y agua caliente. -----------Control de los pasteurizadores (Manual de procesamiento de lácteos Tetrapak) Es fundamental asegurarse de que la leche se pasteurice en el equipo de manera correcta antes de que salga del intercambiador de calor de placas. Si la temperatura se encuentra por debajo de los 72 °C, la leche no pasteurizada debe mantenerse separada de la que ya se

encuentra pasteurizada. Para lograr esto son necesarios, un transmisor de temperatura y las válvulas de desviación de flujo. La válvula devuelve la leche no pasteurizada al tanque de equilibrio si el transmisor de temperatura detecta que la leche no se ha calentado lo suficiente. Sistema de enfriamiento del pasteurizador (Manual de procesamiento de lácteos Tetrapak) El producto se enfría principalmente mediante un intercambio de calor regenerativo. La máxima eficiencia práctica de la regeneración es aproximadamente de 94 – 95 %, lo que significa que la temperatura más baja obtenida por enfriamiento regenerativo es de aproximadamente 8 – 9 °C. El agua helada solo se puede utilizar si la temperatura es superior a 3 – 4 °C. El flujo del refrigerante en la sección de enfriamiento del pasteurizador se controla para mantener una temperatura constante de salida del producto. Esta se realiza mediante un circuito regulador que consta de: 

Un transmisor de temperatura en la línea del producto saliente.



Un controlador de temperatura en el panel de control



Una válvula reguladora en la línea de suministro de refrigerante.

La posición de la válvula reguladora es alterada por el controlador en respuesta a las señales del transmisor y esta es directamente proporcional a la temperatura del producto que sale del pasteurizador. Equipo de control de procesos (Manual de procesamiento de lácteos Tetrapak) Para garantizar un funcionamiento sin problemas y lograr la calidad del producto deseada, es necesario mantener cantidades tales como niveles de líquido, flujos, temperaturas, presiones, concentraciones y valores de pH en ciertas magnitudes predeterminadas. Los equipos de monitoreo y control comprenden varios tipos de transmisores, controladores y actuadores. El transmisor es un elemento sensor que mide la cantidad real. Su diseño y función varía según los requisitos del proceso. Este convierte el valor medido a una señal neumática o

eléctrica correspondiente. La señal se transmite a un controlador al cual se le informa el valor en cantidad, este valor es conocido como valor medido. El dispositivo de control es básicamente un dispositivo de ajuste que se encaja en la línea de proceso, es el cerebro del sistema de control. Recibe la señal del transmisor y, por lo tanto, se le informa continuamente sobre la medición del valor en cuestión, luego este compara con un valor de referencia preestablecido o un valor de punto de ajuste. El ajuste del regulador es correcto si los dos valores son iguales. Si el valor medido cambia, la señal del transmisor también cambia. Entonces el valor medido ya no es igual al valor requerido y por lo tanto el controlador altera su señal al dispositivo de control en consecuencia. Como resultado, se ajusta la posición del dispositivo de control (velocidad o posición de la válvula) para adaptarse al cambio. El transmisor detecta inmediatamente el cambio en la cantidad y transmite la nueva información al controlador. Este ciclo de comparación y corrección – bucle de control – se repite hasta que la cantidad medida es una vez más el valor preestablecido. ------------Funcionamiento básico de un pasteurizador (Manual del Usuario AMG Industrial para pasteurizadores) 1. La leche cruda fría entra al tanque de nivel constante y es conducida dentro de la sección del regenerador del compresor, bajo presión reducida. 2. En la sección del regenerador, se calienta la leche cruda fría por medio del calor aportado por la leche pasteurizada caliente que fluye en dirección a contracorriente, sobre el lado opuesto de las placas regeneradoras de leche a leche. 3. La leche cruda, aun bajo succión, es conducida a través de una bomba distribuidora de conducción positiva, que reparte el producto bajo dicha presión, a través del almacenador del sistema HTST (Alta temperatura en corto tiempo). 4. La leche cruda se bombea bajo presión positiva, a través de la sección de calentamiento, en donde el agua calentada mediante vapor corre sobre los lados opuestos de las placas de acero inoxidable y continúa calentando la leche a una temperatura que excede a la temperatura minina de pasteurización.

5. La leche caliente que ya está en o sobre la temperatura legal de pasteurización y que está sometida a presión, fluye a través del tubo de retención de dicha temperatura, por el cual transita por un tiempo de soporte de no menos de 15 segundos. La velocidad o frecuencia del flujo de la leche a través del tubo de retención está totalmente gobernada por la velocidad de la bomba centrifuga sanitaria. 6. Entonces la leche entra en contacto con los bulbos sensores del termómetro indicador y el controlador de registros. Si la temperatura de la leche no está en o arriba del punto mínimo necesario previsto, entonces la leche se regresa hacia el tanque a nivel constante, mediante el puerto de distribución y la tubería del dispositivo del flujo. 7. Si la leche entra en contacto con el sensor de temperatura en o arriba del punto mínimo previsto (72 a 78 °C), el controlador y/o registrador ordena al dispositivo diversor de flujo que asuma la posición de flujo delantero y la leche fluye a lo largo del puerto de flujo delantero del dispositivo distribuidor. Desde este punto la leche continúa su flujo a través del sistema como producto legalmente pasteurizado. 8. Entonces la leche caliente ya pasteurizada pasa a través del regenerador leche a leche (sobre el lado pasteurizado de las placas) cediéndole calor al producto lácteo crudo que corre por el lado opuesto a ellas. Simultáneamente también se enfría la leche pasteurizada. 9. Ahora, dicha leche pasteurizada, parcialmente enfriada, pasa a través de la sección de enfriamiento, mediante la cual se emplea el agua enfriante recirculada (agua potable o propilen glicol) para reducir la temperatura de la leche. 10. Terminado el proceso con el pasteurizador la leche puede viajar directamente al almacenamiento para realizar subproductos o a un envasado directo.

BIBLIOGRAFIA

Hanrahan, F. P. (1962). Apparatus for heat-treating liquid food stuffs. EE.UU.: Oficina de Patentes y Marcas. Anónimo. (2010). Catálogo de Pasteurizadores de Placas. Gémina © Procesos Alimentarios, S. L. Recuperado de: https://www.gemina.es/files/catalogue/pdf/13_Pasteurizadores_de_placas.pdf González, M. J. (2007). Diseño de un pasteurizador para helados (Proyecto de fin de carrera). Universidad de Cádiz, Cádiz, España. Singh, R. P. y Heldman, D. (2013). Introduction to Food Engineering. Ed.: Academic Press Bylund, G. (1995). Diary processing handbook of Tetra Pak. Teknotext AB. Madrir, España AMG Industrial. (2015). Manual del usuario de pasteurizador HTST. León, Gto., Mexico.