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  PASTEURIZACION

        CONSERVACION DE ALIMENTOS II


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1. DEFINICION: PASTEURIZACION
 La pasteurización se realiza sometiendo los
 alimentos a una adecuada relación de
 tiempo y temperatura:
  Destruir la flora patógena
  Causar reducción de la flora banal
  Inactivación de las enzimas
                                       Lactobacillus

 sin alterar de manera esencial ni su valor
 nutritivo     ni      sus     características
 fisicoquímicas y organolépticas.
                                                       2




                                                                   1
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1. DEFINICION: PASTEURIZACION
 Para ello el alimento         es inicialmente
 calentado (tiempo x temperatura), seguido
 inmediatamente de un enfriamiento hasta
 temperatura de refrigeración.




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1. DEFINICION: PASTEURIZACION
 Recibe el nombre del científico francés Louis
 Pasteur (1822-1895). La primera pasteurización fue
 realizada el 20 de abril de 1882 por el mismo
 Pasteur y su colega Claude Bernard.




                                        Mycobacterium
                                         tuberculosis




                                                        4




                                                                    2
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2. OBJETIVOS DEL PROCESO DE
PASTEURIZACION
  La intensidad del tratamiento térmico y el grado
  de prolongación de la vida útil del alimento se
  hallan determinados principalmente por su pH.

1. Para alimentos poco ácidos (pH > 4,5):

  El objetivo principal es la destrucción de las
  bacterias patógenas y la reducción de la flora banal,
  para conseguir un producto de corta conservación,
  pero de condiciones organolépticas muy próximas
  a las del alimento es estado natural, evitando los
  riesgos para la salud del consumidor.
                                                          5




2. OBJETIVOS DEL PROCESO DE
PASTEURIZACION
2. Para los alimentos ácidos (pH < 4,5 como los
  zumos de fruta):

  Lo mas importante es la destrucción de los
  microorganismos causantes de su alteración y la
  inactivación de sus enzimas, ya que no son
  necesarias las temperaturas mayores por que en
  medios ácidos no es posible el crecimiento de
  bacterias esporuladas.




                                                          6




                                                                      3
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2. OBJETIVOS DEL PROCESO DE
PASTEURIZACION
 Para el caso de la leche el tratamiento
 térmico de la pasteurización se ha ajustado
 en base a:

1. La destrucción del Mycobacterium
  tuberculosis (una de las bacterias patógenas
  no esporuladas mas termorresistentes).

2. La termoestabilidad de la fosfatasa alcalina
  (se inactiva a 71,7°C durante 15 segundos).
                                                     7




2. OBJETIVOS DEL PROCESO DE
PASTEURIZACION
 Ninguno de los patógenos encontrados en la leche
 forma esporas, por lo que no se requieren para su
 destrucción temperaturas altas ni tiempos largos.

 Estudios  patógenos en la leche  no forman
 esporas

 Las condiciones de destrucción por calor del
 bacilo de la tuberculosis aseguran una reducción
 importante de la flora banal, que permite la
 comercialización de la leche pasteurizada durante
 unos pocos días en condiciones de refrigeración.

                                                     8




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   2. OBJETIVOS DEL PROCESO DE
   PASTEURIZACION
       Por otro lado la eficacia de la pasteurización de la leche
       se mide mediante la prueba de la fosfatasa alcalina;
       control estándar que se realiza durante la fabricación
       de la leche o de cualquier producto lácteo, para
       prevenir el crecimiento de bacterias causadas por una
       pasteurización insuficiente de la leche cruda.


       A diferencia de la esterilización,
       la pasteurización no destruye las
       esporas de los microorganismos,
       ni elimina todas las células de los
       microorganismos termofílicos.
                                               Hayes, 1993
                                                                                                  9




   2. OBJETIVOS DEL PROCESO DE PASTEURIZACION
             Objetivos de la Pasteurización de diversos alimentos
                                                                        Condiciones mínimas de
 Alimento          Objetivo principal         Objetivo secundario             tratamiento

                                                  Destrucción de
                  Inactivación enzimática                                65°C por 30 min
Zumo de fruta                                 gérmenes causante de
 (pH < 4,5)
                     (pectinesterasas y                                  77°C por 01 min
                                              alteraciones (levaduras
                     poligalacturonasa)                                  88°C por 15 seg
                                                     y hongos)

                                                                        65-68°C por 20 min
                    Destrucción de los
                                                                            En botellas
                microorganismos causantes
  Cerveza                                              -----
                de alteraciones (Levaduras,
                       Lactobacillus)                                    72-75°C por 1-4
                                                                          min a 900 kpa
                                                 Destrucción de
   Leche        Destrucción de gérmenes        enzimas y gérmenes        63°C por 30 min
  pH > 4,5      patógenos: M. tuberculosis        causantes de           72°C por 15 seg
                                                   alteraciones

                                                                             Fellows, 1996
                                                                                                 10




                                                                                                              5
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3. TRATAMIENTOS DE PASTEURIZACION
     La pasteurización de los alimentos se puede realizar en:
     Proceso industriales discontinuos
     Procesos industriales continuos

     Existen básicamente tres tipos de procesos bien diferenciados:

1)      Pasteurización Lenta ó LTLT (Low Temperature Long Time).

2)      Pasteurización HTST ó Altas Temperaturas por breves
        periodos de tiempo (High Temperature/Short Time).

3)      Pasteurización UHT ó Ultra Altas Temperaturas (Ultra High
        Temperature).



                                                                      11




3.1 PASTEURIZACION LENTA
LTLT (Low Temperature Long Time)
     Este método consiste en calentar el alimento
     (principalmente leche) a temperaturas entre 61 a 63ºC
     y mantenerla a esta temperatura durante 30 minutos.

PASOS:

1. El alimento es calentado en recipientes o tanques de
  capacidad variable (generalmente de 200 a 1500 litros);
  los tanques son de acero inoxidable preferentemente y
  están encamisados (doble pared); el alimento se calienta
  por medio de vapor o agua caliente que circula entre
  las paredes del tanque, provisto este de un agitador
  para hacer mas homogéneo el tratamiento.

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                                                                                   6
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3.1 PASTEURIZACION LTLT ó LENTA
(Low Temperature Long Time)
2. Luego de los 30 minutos, el alimento es enfriado a
  temperaturas entre 4 y 10ºC según la conveniencia.

     Para efectuar este enfriamiento se puede usar el mismo
     recipiente haciendo circular por la camisa de doble
     fondo agua fría hasta que la leche adquiera la
     temperatura deseada.




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3.2 PASTEURIZACION HTST ó Altas
Temperaturas por breves períodos de tiempo
     HTST: High Temperature / Short Time)
     Pasteurización Rápida.
     Pasteurización Flash

     Consiste en someter el alimento a temperaturas entre
     72°C y 76°C por un periodo de tiempo de 15 a 17
     segundos.




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                                                                           7
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    3.3 PASTEURIZACION UHT ó Ultra Altas
    Temperaturas (UAT)
          UHT: Ultra High Temperature
          Ultrapasteurización

          El alimento debe permanecer durante un tiempo de 2
          segundos a una temperatura entre 135 y 150°C.




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    3.4 PASTEURIZACION – DIFERENTES COMBINACIONES TIEMPO -
    TEMPERATURA

                 Objetivos de la Pasteurización de diversos alimentos
                                                                         Condiciones
                                                      Objetivo
 Alimento                Objetivo principal                              mínimas de
                                                     secundario
                                                                         tratamiento
                                                     Destrucción de
                        Inactivación enzimática    gérmenes causante    65°C por 30 min
Zumo de fruta
                           (pectinesterasas y        de alteraciones    77°C por 01 min
 (pH < 4,5)
                          poligalacturonasa)          (levaduras y      88°C por 15 seg
                                                        hongos)
                           Destrucción de los                          65-68°C por 20 min
                            microorganismos                                En botellas
  Cerveza                     causantes de               -----
                        alteraciones (Levaduras,                        72-75°C por 1-4
                              Lactobacillus)                             min a 900 kpa
                                                 Destrucción de
                            Destrucción de
   Leche                                       enzimas y gérmenes       63°C por 30 min
                        gérmenes patógenos: M.
  pH > 4,5                                         causantes de         72°C por 15 seg
                             tuberculosis
                                                   alteraciones                             16




                                                                                                         8
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3.4 PASTEURIZACION – DIFERENTES COMBINACIONES
              TIEMPO - TEMPERATURA




                                                    17




5. EQUIPOS EMPLEADOS PARA LA
PASTEURIZACIÓN
 Los equipos empleados para la pasteurización de
 alimentos pueden ser:

 Equipos empleados para la pasteurización de líquidos
 sin envasar (Tratamiento en continuo).

 Equipos empleados en la pasteurización de
 productos envasados (Tratamientos discontinuos).



                                                    18




                                                                 9
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5. EQUIPOS EMPLEADOS PARA LA
PASTEURIZACIÓN
      ENVASADOS                        A GRANEL
• Zumos de frutas, cerveza      •   Leche, productos lácteos,
• En vidrio con Agua                zumo de frutas, vinos,
    caliente.                   •   Intercambiadores de
•   En latas con vapor o agua       placas.
    caliente.




                                                                19




6.   EQUIPOS     EMPLEADOS      EN     LA
PASTEURIZACION DE LIQUIDOS SIN ENVASAR
    La instalación completa de pasteurización consta de
    tres zonas:

    Primera zona: Recuperación de calor.
    Segunda zona: Calentamiento.
    Tercera zona: Enfriamiento.

    Además consta de bombas, sistemas de medida y
    control, y demás accesorios necesarios para
    conseguir un proceso preciso y eficiente.

    Por lo general el calentamiento y enfriamiento se
    realiza con agua.
                                                                20




                                                                            10
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6.   EQUIPOS     EMPLEADOS      EN     LA
PASTEURIZACION DE LIQUIDOS SIN ENVASAR

  Entrada de        Agua
  Producto       Refrigerada

                                                    2



     Salida de
     Producto
                    3           1
                                               Agua
                                              Caliente


 1) Regenerador de calor 2) Pasteurizador 3) Refrigerador
                                          Fuente: J.A. Ordóñez, 1998
                                                                       21




6.   EQUIPOS     EMPLEADOS      EN     LA
PASTEURIZACION DE LIQUIDOS SIN ENVASAR



                                    T2( f )  T1(i )
     % Re cuperación.Q                                 x100
                                    T3( p )  T1(i )


 en ella
 T1 (°C) representa la temperatura de entrada
 T2 (°C) la temperatura de precalentamiento
 T3 (°C) la temperatura de pasteurización.

                                                                       22




                                                                                   11
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6.1  GENERALIDADES   SOBRE
CAMBIADORES DE CALOR
 Los cambiadores de calor son el núcleo central
 de un sistema de pasteurización. A continuación
 se exponen las características más importantes
 y los tipos mas utilizados en la industria
 agroalimentaria.

 Existen dos opciones principales a la hora de
 elegir el tipo de circulación de los fluidos en un
 cambiador de calor:
    Flujo en contracorriente.
    Flujo en paralelo.
                                                               23




6.1.1 FLUJO EN CONTRACORRIENTE




 En este caso la entrada de los fluidos se produce por los dos
 extremos opuestos del intercambiador de calor. De esta forma,
 el producto al entrar se encuentra con el fluido térmico que ha
 terminado su recorrido, y al salir se encuentra con el fluido
 térmico que acaba de entrar en el equipo.
                                                               24




                                                                           12
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6.1.1 FLUJO EN CONTRACORRIENTE




 El producto frio se encuentra, a su entrada en el intercambiador, con el
 medio calefactor más frio, y según recorre el equipo se va encontrando
 con el fluido calefactor cada vez más caliente. El producto se calienta
 manteniendo en cada punto una pequeña diferencia de temperatura
 con el medio calefactor, como se muestra en la grafica.

                                                                        25




6.1.2 FLUJO EN PARALELO




 El flujo en paralelo se produce cuando el
 producto y el fluido térmico son introducidos
 en el intercambiador por el mismo extremo,
 como se ve en la figura.
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                                                                                    13
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6.1.2 FLUJO EN PARALELO




 En este caso el producto se encuentra a la entrada del equipo
 con el fluido térmico a la máxima temperatura, por lo que el
 salto térmico inicial se ira reduciendo hasta que sea mínimo al
 otro extremo del equipo. En esta grafica se puede apreciar como
 evolucionan las temperaturas en este caso.
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6.1.2 FLUJO EN PARALELO
 En un proceso con flujo en paralelo es imposible
 conseguir un mayor calentamiento del producto que el
 que se obtendría si se mezclase físicamente con el fluido
 calefactor.

 Esta limitación no existe cuando se utiliza un proceso en
 contracorriente, en el que el producto se puede calentar
 a una temperatura ligeramente inferior a la de entrada
 del fluido térmico.




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6.1.3 TRANSMISION DE CALOR
 La eficacia en la transmisión de calor en estos equipos se
 puede valorar conociendo su coeficiente global de
 transmisión de calor (U), que indica la cantidad de calor
 transferido por unidad de tiempo, por unidad de
 superficie de intercambio y por grado centígrado de
 diferencia de temperaturas.           J/(s*m2*°C)

 Se pueden conseguir los mas altos valores para este
 coeficiente, ajustando de la mejor forma las variables de
 las que este depende:

 Turbulencia del flujo.
 Forma, espesor y tipo de material de la pared de
 intercambio.
 Presencia de depósitos en la pared de intercambio.
                                                                 29




6.1.3.1 TURBULENCIA DEL FLUJO
 Cuan mayor sea turbulencia del fluido > U

 Turbulencia incrementa  ↑ velocidad de circulación.

 Reduciendo la sección de paso:
   ↑velocidad para el mismo caudal
   La capa de producto a tratar es mas fina
   Por lo tanto la distribución de temperaturas más homogénea.

 La turbulencia dependerá a su vez de la viscosidad de los
 líquidos.
   ↑μ < ↓ turbulencia.
   Necesitara mayor superficie intercambio  misma Q.

                                                                 30




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6.1.3.2 MATERIAL DE INTERCAMBIO
 El material mas usado es el acero inoxidable, que
 tiene una conductividad térmica suficientemente alta.

 El espesor de la pared es una variable importante.
   Menor espesor > U  espesor capa fina  resistencia
   estructural.

 La forma de la pared de intercambio define el tipo de
 intercambiador.




                                                                      31




6.1.3.3 DEPOSITOS EN LA PARED DE
INTERCAMBIO
 La mayoría de los productos tratados tienen una determinada
 sensibilidad al calor  Ocasiona que queden depósitos sobre la
 pared durante el tratamiento.

 Fina capa producto
   ↓ conductividad térmica de la pared
   ↓ Coeficiente Global de transferencia de calor
   Superficie instalada  no suficiente  transmitir el Q previsto.

 Si espesor de la capa incrementa
   ↓ sección libre de paso afectando  caudal bombeo.
   Variando tiempo mantenimiento.
   Tratamiento térmico no correcto

 Soda caustica

                                                                      32




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6.1.3.3 DEPOSITOS EN LA PARED DE
INTERCAMBIO




h




                                                                33




6.2 CAMBIADORES                         DE      CALOR
TUBULARES
    Bajo este nombre se agrupan todos los
    intercambiadores de calor en los que la superficie de
    intercambio esta formada por tubos, cualquiera que sea
    su disposición.

    Con estos equipos se pueden tratar líquidos de
    viscosidad baja, media e incluso alta en algunos modelos.

    Según el diámetro de los tubos, incluso con partículas
    solidas hasta un cierto tamaño.

    Desde el punto de vista de transmisión de calor son de
    eficiencia media.

                                                                34




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6.2.1 CAMBIADORES DE TUBOS
COAXIALES




 Fundamentalmente están compuestos por una serie de parejas de tubos
 concéntricos unidos unos a otros por medio de codos.
 Por el interior de los tubos circulan los fluidos, generalmente el producto
 ocupa el espacio central mientras que el fluido térmico se coloca en el espacio
 anular que queda libre entre los dos tubos.
 Los tubos empleados pueden ser rectos o corrugados, obteniéndose con estos
 últimos una mayor superficie de transferencia de calor y > turbulencia.
                                                                               35




6.2.1 CAMBIADORES DE TUBOS
COAXIALES




              Cambiador de calor de tubos coaxiales multicanal

 Estos cambiadores también pueden construirse en un montaje multicanal.

 En este caso se montan varios tubos coaxiales posicionados de forma correcta
 por medio de cabezales que además permiten la recuperación de los dos
 fluidos al final de cada tramo. Los dos fluidos circulan, generalmente en
 contracorriente, en los canales anulares alternados formado por los tubos
 concéntricos.                                                               36




                                                                                           18
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6.2.1 CAMBIADORES DE TUBOS
COAXIALES




 Los cabezales situados en los dos extremos de los tubos actúan tanto de
 distribuidores como de colectores, suministrando un fluido a un conjunto de
 canales y recogiendo el otro fluido de otro conjunto.

 La configuración corrugada de los tubos mantiene a los dos fluidos en un
 estado de turbulencia para conseguir la mayor eficiencia en la transmisión de
 calor.
                                                                             37




6.2.2 CAMBIADORES DE SUPERFICIE
RASCADA




 Son unos cambiadores de calor de tubos coaxiales especialmente diseñados
 para el trabajo con productos de viscosidad elevada: purés, concentrados de
 frutas, etc.

 Pueden soportar grandes presiones de trabajo en el lado del producto (hasta
 40 bar), de forma que cualquier alimento que pueda ser bombeado pueda ser
 tratado en estos aparatos.                                                38




                                                                                         19
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6.2.2 CAMBIADORES DE SUPERFICIE
RASCADA

                                                                  Aspas




 Dos tubos concéntricos  posición vertical.

 Producto circula por el espacio central, mientras calefactor  contracorriente
  espacio anular entre los dos tubos.

 Espacio central  rotor (palas)  mantienen en agitación producto, evitando
 que se produzcan depósitos.
                                                                              39




6.2.3 CAMBIADORES MULTITUBULARES
DE ENVOLVENTE




 Están formados por un haz de tubos paralelos dispuestos dentro de
 una envolvente o calandria.

 En uno o en los dos extremos de la calandria se dispone de un cabezal
 que se encarga de dirigir el flujo de uno de los fluidos. Se puede colocar
 un único cabezal cuando el haz de tubos esta en forma de “U”.
                                                                              40




                                                                                          20
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6.2.3 CAMBIADORES MULTITUBULARES
DE ENVOLVENTE




 En estos equipos, uno de los fluidos circulara por el interior de los tubos mientras que el otro
 lo hará entre los tubos y la envolvente. Para los dos fluidos se podrán establecer
 configuraciones de paso único o multipaso.

 Los sistemas multipasos en tubos se consiguen adaptando la configuración de los cabezales de
 forma que se conecten en serie o en paralelo un determinado numero de tubos. En la figura se
 han dispuesto 6 pasos para el fluido térmico que es el que circula por los tubos.

 Los sistemas multipaso se consiguen disponiendo en su interior uno deflectores transversales
 que obligan al fluido a atravesar un numero de veces determinado el haz de tubos.
                                                                                                41




6.2.3 CAMBIADORES MULTITUBULARES DE
ENVOLVENTE




                           Intercambiador multitubular
 Esta figura corresponde a un cambiador multitubular de envolvente.

 La envolvente externa es de pequeño diámetro, menor de 50 cm, y la disposición general es
 muy parecida a los cambiadores de tubos coaxiales., con la diferencia de que en el interior del
 tubo externo que constituye la envolvente se ha dispuesto de un numero de tubos paralelos,
 ´por el interior de los cuales suele circular el producto.

 Los cabezales típicos de los cambiadores multitubulares se han sustituido por codos que se
 encargan de dirigir el flujo de producto al paso siguiente.                              42




                                                                                                            21
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      6.3 CAMBIADORES DE CALOR DE
      PLACAS
                                   Placas
                                  de acero



Cabezal




                             Bastidor

                                        43




      6.3 CAMBIADORES DE CALOR DE
      PLACAS




                                        44




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6.3 CAMBIADORES DE CALOR DE
PLACAS
 Se desarrollaron  necesidades de la industria agroalimentaria
 (Ind. Láctea).

 Este tipo de cambiador esta compuesto por uno o varios
 paquetes de placas de acero inoxidable, equipadas con juntas y
 colocadas una al lado de otra en un bastidor entre un cabezal fijo
 y otro móvil.

 Entre estos dos cabezales existen unos tirantes que se encargan
 de ejercer presión suficiente para conseguir la estanqueidad
 necesaria de las juntas.

 Un rail solidario al cabezal fijo permite el desplazamiento de las
 placas para las operaciones de mantenimiento (revisión, limpieza,
 etc.). Estos cambiadores de calor son los mas eficientes para el
 trabajo con líquidos de baja viscosidad.
                                                                         45




6.3.1 TIPOS DE PLACAS




Se trata de placas acanaladas con distintos dibujos geométricos, según
fabricante, existiendo más de 60 dibujos en el mercado).
                                                                         46




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6.3.1 TIPOS DE PLACAS
 Las acanaladuras tienen por objeto esencial:

 Incrementar la turbulencia del flujo y de esta forma > U

 Asegurar la rigidez mecánica del equipo debido al gran número de puntos de
 contacto metal-metal.

 Marcar el camino que deben recorrer los fluidos, utilizando toda la superficie
 de las placas logrando homogeneidad en el tratamiento.

 Aprovechamiento de la superficie de intercambio.


 Se utilizan principalmente dos tipos de geometría en las acanaladuras de las
 placas:

 Acanaladuras rectas.

 Acanaladuras en uve.

                                                                              47




6.3.1 TIPOS DE PLACAS




 Las acanaladuras rectas son perpendiculares a la dirección principal de
 circulación del fluido y paralelas entre ellas. Al circular por estas placas
 el fluido sufre cambios de dirección.

 En este caso se admiten velocidades de circulación comprendidas entre
 0,1 y 2 m/seg.
                                                                              48




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6.3.1 TIPOS DE PLACAS




 Las acanaladuras en uve presentan un ángulo de inclinación con
 respecto a la dirección principal de circulación del fluido entre 30 y 60°.

 La velocidad media de circulación entre dos de estas placas es del
 orden de 0,1 a 1 m/seg.
                                                                           49




6.3.2 CIRCULACION DE LOS FLUIDOS
POR EL CAMBIADOR DE PLACAS




 Cada par de placas adyacentes forma un canal y los dos fluidos
 (producto y fluido térmico) circulan por canales alternativos.

 Por lo tanto cada placa estará en contacto con los dos fluidos,
 cada uno de ellos por una de sus caras.
                                                                           50




                                                                                       25
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6.3.2 CIRCULACION DE LOS FLUIDOS
POR EL CAMBIADOR DE PLACAS
 Estas características permiten una cantidad casi
 infinita de arreglos en la circulación de fluidos,
 comprendidos entre dos casos extremos.

1. UN SOLO PASO: Todos los canales están
   alimentados en paralelo tanto para el producto
   como para el fluido térmico, por lo tanto ambos
   fluidos recorren únicamente una placa.




                                                                                  51




6.3.2 CIRCULACION DE LOS FLUIDOS
POR EL CAMBIADOR DE PLACAS




 En este arreglo se pueden disponer las entradas y salidas de producto y fluido
 térmico en dos posiciones, que permiten configuraciones generales de la línea
 distintas:

 En Z, de forma que los dos fluidos entren por un cabezal y salgan por el otro.
 En U, de forma que los dos fluidos entren y salgan por el mismo cabezal.
                                                                                  52




                                                                                              26
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6.3.2 CIRCULACION DE LOS FLUIDOS
POR EL CAMBIADOR DE PLACAS
2. MULTIPASOS: Todos los canales alimentados en serie, tanto para
   el producto como para el fluido térmico, por lo tanto los dos
   fluidos recorren todas las placas (multiplaso: tantos pasos como
   placas montadas):




  En este caso se conseguirá una perdida de carga mínima para un
  caudal importante y un intercambio reducido, ya que se dispone
  la mínima superficie de intercambio por paso.
                                                                  53




6.3.2 CIRCULACION DE LOS FLUIDOS
POR EL CAMBIADOR DE PLACAS




  En el segundo caso se encontrará una pérdida de una carga máxima
  para un caudal reducido y para el máximo intercambio térmico
  (máxima superficie de intercambio por paso).

  Entre estos dos tipos de arreglos caben todos los intermedios, ya
  tengan o no el mismo número de pasos para el producto que para el
  fluido termico.
                                                                  54




                                                                              27
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6.3.3 PLACAS DE CONEXIÓN




 La otra característica diferencial de los cambiadores de placas es
 la posibilidad de montar distintas secciones un en mismo
 bastidor. En cada una de estas secciones se pueden realizar
 operaciones distintas: calentamiento, enfriamiento, recuperación
 de calor, etc., por lo tanto permiten utilizar a la vez más de dos
 fluidos sin que se presenten problemas.
                                                                  55




6.4 EQUIPOS COMPLETOS DE PASTEURIZACION
CONTINUA DE LIQUIDOS SIN ENVASAR
 Como ya habíamos                dicho, un        pasteurizador
 completo consta de:

 Una fase de calentamiento y mantenimiento de la
 temperatura, durante el tiempo necesario para que
 el tratamiento sea efectivo.

 Otra de recuperación del calor.

 Una tercera de enfriamiento hasta la temperatura de
 envasado.


                                                                  56




                                                                              28
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6.4 EQUIPOS COMPLETOS DE PASTEURIZACION
CONTINUA DE LIQUIDOS SIN ENVASAR




 Como puede verse, la zona de calentamiento consta de un único
 cambiador de calor en el que el producto se calienta contra agua
 caliente. A continuación el producto se mantiene a la temperatura de
 proceso el tiempo necesario antes de pasar al segundo cambiador
 donde se enfría contra agua a la temperatura apropiada.

 Sistema energético poco eficiente  ya que no hay recuperación de Q.
                                                                                                 57




6.4 EQUIPOS COMPLETOS DE PASTEURIZACION
CONTINUA DE LIQUIDOS SIN ENVASAR




 En este esquema las zonas de calentamiento y de enfriamiento se han separado en dos
 secciones cada una de ellas, al incluirse un sistema de recuperación. Así, el producto de entrada
 se precalienta, antes de llegar a la sección de calentamiento, contra el mismo producto ya que
 ha sufrido el tratamiento térmico y que a su vez se preenfría antes de llegar a la sección de
 enfriamiento final.

 El producto cede una parte importante del calor que ha absorbido, consiguiéndose así un
 ahorro energético considerable, aunque se incremente la complejidad del equipo.
                                                                                                 58




                                                                                                             29
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6.4 EQUIPOS COMPLETOS DE PASTEURIZACION
CONTINUA DE LIQUIDOS SIN ENVASAR
 Si se monta un equipo de estas características con cualquier tipo
 de cambiador tubular será necesario emplear como mínimo un
 cambiador para cada operación: recuperación, calentamiento y
 enfriamiento, ya que esos modelos solo pueden manejar dos
 fluidos diferentes.

 Sin embargo, si se elige un sistema de placas se podrá montar
 todo el conjunto en un único bastidor gracias a las placas de
 conexión.




                                                                 59




                                                                 60




                                                                             30
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PASTEURIZADOR TETRA PAK




 La nueva generación de Tetra Therm Aseptic Drink permite a los productores de bebidas
 reducir el consumo de agua en más de un 80%,
 la energía más del 30% y
 la merma de producto también un 30%, en comparación con otras soluciones del mercado. Esto proporciona
 una mayor eficiencia operativa y un menor impacto en el medio ambiente.         www.tetrapak.com       64




                                                                                                                    32
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PASTEURIZADOR TETRA PAK




                                                                                                     65




PASTEURIZADOR TETRA PAK




PASTEURIZADOR TETRA THERM LACTA 10 (HTST)
Unidad para proceso y pasteurización de productos líquidos con capacidad de 20,000 lts por hora con
velocidad variable, basado en un intercambiador de placas TETRA PLEX en 7 secciones.
Incluye homogenizador no aséptico TETRA ALEX 30.

LINEA DE PROCESO UHT INDIRECTO TETRA THERM ASEPTIC FLEX 10.
Equipo para proceso de ultra pasteurización de alimentos líquidos en condiciones totalmente asépticas,
capacidad para 13,000 lts. por hora. con velocidad variable.
Incluye homogenizador TETRA ALEX 30 que puede trabajar en la etapa aséptica y también en la no
aséptica.
Incluye cámara de deodorización para eliminación total de olores no deseados.
                                                                                                     66




                                                                                                                 33
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EQUIPO PASTEURIZADOR
 Pasteurizador TECNAR




                                                           67




7.   EQUIPOS     EMPLEADOS    EN   LA
PASTEURIZACION DE PRODUCTOS ENVASADOS
 Si se quiere pasteurizar productos envasados, ya sean
 líquidos o sólidos, en los que la transmisión de calor no
 se realizara en capa fina se tendrá que optar por
 procesos LTLT.

 En el caso de líquidos más viscosos o sólidos (salsas en
 envase de vidrio, salchichas) será necesario que las
 condiciones de pasteurización se establezcan teniendo
 en cuenta la dificultad con la que se transportará el calor
 por el interior del producto.

 En estos pasteurizadores el calentamiento del producto
 se conseguirá por
   Inmersión en agua
   pulverización de agua caliente.
                                                           68




                                                                       34
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7.1  PASTEURIZADORES    POR
INMERSION EN BAÑO DE AGUA
 Se utilizan principalmente para la pasteurización de productos cárnicos.

 Constan de dos secciones (calentamiento y enfriamiento) formadas por
 unos recipientes rectangulares llenos de agua a la temperatura
 adecuada, que son recorridos por unos transportadores que se
 encargan de desplazar a los productos por el interior del baño.

 En el primero de ellos se produce el calentamiento del producto y el
 mantenimiento de la temperatura alcanzada durante el tiempo
 necesario para completar el proceso.

 En el segundo se produce el enfriamiento hasta la temperatura
 adecuada para que el producto pueda ser llevado a la cámara de
 conservación frigorífica. A la salida de este segundo baño se suele
 disponer de una sección de enfriamiento por aire que a la vez se
 encarga del secado superficial de los paquetes.


                                                                                            69




7.1  PASTEURIZADORES    POR
INMERSION EN BAÑO DE AGUA




 Como puede verse en el esquema, la disposición de la maquina es en dos niveles,
 encontrándose en la superior la zona de alimentación de producto al baño caliente. Sobre este
 baño se han dispuesto unas duchas desde las que se pulveriza el agua que se recircula después
 de pasar por el cambiador de calor que la lleva a la temperatura de tratamiento.
 Una vez ha terminado su recorrido por el baño caliente, el producto es depositado por medio
 del mismo transportador en el baño frio que ocupa el nivel inferior. Como ocurría en el baño
 anterior también se produce una pulverización de agua sobre la superficie del baño, aunque en
 este caso el agua pulverizada será fría.
 A la salida del ultimo baño se consigue una reducción final de la temperatura gracias a la
 aplicación de una potente corriente de aire.                                                70




                                                                                                         35
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7.2   PASTEURIZADORES                       POR
LLUVIA DE AGUA
 Cuando se deben pasteurizar productos
 envasados en tarros de vidrio es mas apropiado
 emplear sistemas en los que la transmisión de
 calor se realiza por lluvia de agua.

 Estos pasteurizadores constan de un túnel
 caliente, por el interior del cual se desplazaran
 los envases, generalmente en posición vertical,
 sobre un transportador adecuado.

 Consta de tres zonas: precalentamiento,
 calentamiento y enfriamiento.
                                                 71




8. EFECTO EN LOS ALIMENTOS
 Pasteurización es un tratamiento relativamente
 suave.

 Los cambios  características organolépticas y
 valor nutritivo de los alimentos son poco
 importantes.

 Alteración del color del zumo de frutas.

 Mínima perdida de vitaminas.
                                                 73




                                                             36
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                   9. APLICACIONES
Aparte de la leche y los zumos, otros
alimentos son pasteurizados por la industria
alimenticia; por regla general, son aquellos
que poseen una estructura líquida o
semilíquida.
Bebidas en   botella (Refrescos)   Lácteos (Leche, mantequillas)
Cerveza                            Ovoproductos (evita Salmonella)
Cremas                              Pepinillos en vinagre (encurtidos)
Helados                             Salsas (Kétchup, Mayonesa, etc)
Natas                               Queso
Olivas                              Sidra
Vino                               Aguas
                                     Zumo de frutas y verduras
Mieles




                                                                                  37

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  • 1. 25/09/2011 PASTEURIZACION CONSERVACION DE ALIMENTOS II 1 1. DEFINICION: PASTEURIZACION La pasteurización se realiza sometiendo los alimentos a una adecuada relación de tiempo y temperatura: Destruir la flora patógena Causar reducción de la flora banal Inactivación de las enzimas Lactobacillus sin alterar de manera esencial ni su valor nutritivo ni sus características fisicoquímicas y organolépticas. 2 1
  • 2. 25/09/2011 1. DEFINICION: PASTEURIZACION Para ello el alimento es inicialmente calentado (tiempo x temperatura), seguido inmediatamente de un enfriamiento hasta temperatura de refrigeración. 3 1. DEFINICION: PASTEURIZACION Recibe el nombre del científico francés Louis Pasteur (1822-1895). La primera pasteurización fue realizada el 20 de abril de 1882 por el mismo Pasteur y su colega Claude Bernard. Mycobacterium tuberculosis 4 2
  • 3. 25/09/2011 2. OBJETIVOS DEL PROCESO DE PASTEURIZACION La intensidad del tratamiento térmico y el grado de prolongación de la vida útil del alimento se hallan determinados principalmente por su pH. 1. Para alimentos poco ácidos (pH > 4,5): El objetivo principal es la destrucción de las bacterias patógenas y la reducción de la flora banal, para conseguir un producto de corta conservación, pero de condiciones organolépticas muy próximas a las del alimento es estado natural, evitando los riesgos para la salud del consumidor. 5 2. OBJETIVOS DEL PROCESO DE PASTEURIZACION 2. Para los alimentos ácidos (pH < 4,5 como los zumos de fruta): Lo mas importante es la destrucción de los microorganismos causantes de su alteración y la inactivación de sus enzimas, ya que no son necesarias las temperaturas mayores por que en medios ácidos no es posible el crecimiento de bacterias esporuladas. 6 3
  • 4. 25/09/2011 2. OBJETIVOS DEL PROCESO DE PASTEURIZACION Para el caso de la leche el tratamiento térmico de la pasteurización se ha ajustado en base a: 1. La destrucción del Mycobacterium tuberculosis (una de las bacterias patógenas no esporuladas mas termorresistentes). 2. La termoestabilidad de la fosfatasa alcalina (se inactiva a 71,7°C durante 15 segundos). 7 2. OBJETIVOS DEL PROCESO DE PASTEURIZACION Ninguno de los patógenos encontrados en la leche forma esporas, por lo que no se requieren para su destrucción temperaturas altas ni tiempos largos. Estudios  patógenos en la leche  no forman esporas Las condiciones de destrucción por calor del bacilo de la tuberculosis aseguran una reducción importante de la flora banal, que permite la comercialización de la leche pasteurizada durante unos pocos días en condiciones de refrigeración. 8 4
  • 5. 25/09/2011 2. OBJETIVOS DEL PROCESO DE PASTEURIZACION Por otro lado la eficacia de la pasteurización de la leche se mide mediante la prueba de la fosfatasa alcalina; control estándar que se realiza durante la fabricación de la leche o de cualquier producto lácteo, para prevenir el crecimiento de bacterias causadas por una pasteurización insuficiente de la leche cruda. A diferencia de la esterilización, la pasteurización no destruye las esporas de los microorganismos, ni elimina todas las células de los microorganismos termofílicos. Hayes, 1993 9 2. OBJETIVOS DEL PROCESO DE PASTEURIZACION Objetivos de la Pasteurización de diversos alimentos Condiciones mínimas de Alimento Objetivo principal Objetivo secundario tratamiento Destrucción de Inactivación enzimática 65°C por 30 min Zumo de fruta gérmenes causante de (pH < 4,5) (pectinesterasas y 77°C por 01 min alteraciones (levaduras poligalacturonasa) 88°C por 15 seg y hongos) 65-68°C por 20 min Destrucción de los En botellas microorganismos causantes Cerveza ----- de alteraciones (Levaduras, Lactobacillus) 72-75°C por 1-4 min a 900 kpa Destrucción de Leche Destrucción de gérmenes enzimas y gérmenes 63°C por 30 min pH > 4,5 patógenos: M. tuberculosis causantes de 72°C por 15 seg alteraciones Fellows, 1996 10 5
  • 6. 25/09/2011 3. TRATAMIENTOS DE PASTEURIZACION La pasteurización de los alimentos se puede realizar en: Proceso industriales discontinuos Procesos industriales continuos Existen básicamente tres tipos de procesos bien diferenciados: 1) Pasteurización Lenta ó LTLT (Low Temperature Long Time). 2) Pasteurización HTST ó Altas Temperaturas por breves periodos de tiempo (High Temperature/Short Time). 3) Pasteurización UHT ó Ultra Altas Temperaturas (Ultra High Temperature). 11 3.1 PASTEURIZACION LENTA LTLT (Low Temperature Long Time) Este método consiste en calentar el alimento (principalmente leche) a temperaturas entre 61 a 63ºC y mantenerla a esta temperatura durante 30 minutos. PASOS: 1. El alimento es calentado en recipientes o tanques de capacidad variable (generalmente de 200 a 1500 litros); los tanques son de acero inoxidable preferentemente y están encamisados (doble pared); el alimento se calienta por medio de vapor o agua caliente que circula entre las paredes del tanque, provisto este de un agitador para hacer mas homogéneo el tratamiento. Dec. 616 de 2006 12 6
  • 7. 25/09/2011 3.1 PASTEURIZACION LTLT ó LENTA (Low Temperature Long Time) 2. Luego de los 30 minutos, el alimento es enfriado a temperaturas entre 4 y 10ºC según la conveniencia. Para efectuar este enfriamiento se puede usar el mismo recipiente haciendo circular por la camisa de doble fondo agua fría hasta que la leche adquiera la temperatura deseada. Dec. 616 de 2006 13 3.2 PASTEURIZACION HTST ó Altas Temperaturas por breves períodos de tiempo HTST: High Temperature / Short Time) Pasteurización Rápida. Pasteurización Flash Consiste en someter el alimento a temperaturas entre 72°C y 76°C por un periodo de tiempo de 15 a 17 segundos. Dec. 616 de 2006 14 7
  • 8. 25/09/2011 3.3 PASTEURIZACION UHT ó Ultra Altas Temperaturas (UAT) UHT: Ultra High Temperature Ultrapasteurización El alimento debe permanecer durante un tiempo de 2 segundos a una temperatura entre 135 y 150°C. Dec. 616 de 2006 15 3.4 PASTEURIZACION – DIFERENTES COMBINACIONES TIEMPO - TEMPERATURA Objetivos de la Pasteurización de diversos alimentos Condiciones Objetivo Alimento Objetivo principal mínimas de secundario tratamiento Destrucción de Inactivación enzimática gérmenes causante 65°C por 30 min Zumo de fruta (pectinesterasas y de alteraciones 77°C por 01 min (pH < 4,5) poligalacturonasa) (levaduras y 88°C por 15 seg hongos) Destrucción de los 65-68°C por 20 min microorganismos En botellas Cerveza causantes de ----- alteraciones (Levaduras, 72-75°C por 1-4 Lactobacillus) min a 900 kpa Destrucción de Destrucción de Leche enzimas y gérmenes 63°C por 30 min gérmenes patógenos: M. pH > 4,5 causantes de 72°C por 15 seg tuberculosis alteraciones 16 8
  • 9. 25/09/2011 3.4 PASTEURIZACION – DIFERENTES COMBINACIONES TIEMPO - TEMPERATURA 17 5. EQUIPOS EMPLEADOS PARA LA PASTEURIZACIÓN Los equipos empleados para la pasteurización de alimentos pueden ser: Equipos empleados para la pasteurización de líquidos sin envasar (Tratamiento en continuo). Equipos empleados en la pasteurización de productos envasados (Tratamientos discontinuos). 18 9
  • 10. 25/09/2011 5. EQUIPOS EMPLEADOS PARA LA PASTEURIZACIÓN ENVASADOS A GRANEL • Zumos de frutas, cerveza • Leche, productos lácteos, • En vidrio con Agua zumo de frutas, vinos, caliente. • Intercambiadores de • En latas con vapor o agua placas. caliente. 19 6. EQUIPOS EMPLEADOS EN LA PASTEURIZACION DE LIQUIDOS SIN ENVASAR La instalación completa de pasteurización consta de tres zonas: Primera zona: Recuperación de calor. Segunda zona: Calentamiento. Tercera zona: Enfriamiento. Además consta de bombas, sistemas de medida y control, y demás accesorios necesarios para conseguir un proceso preciso y eficiente. Por lo general el calentamiento y enfriamiento se realiza con agua. 20 10
  • 11. 25/09/2011 6. EQUIPOS EMPLEADOS EN LA PASTEURIZACION DE LIQUIDOS SIN ENVASAR Entrada de Agua Producto Refrigerada 2 Salida de Producto 3 1 Agua Caliente 1) Regenerador de calor 2) Pasteurizador 3) Refrigerador Fuente: J.A. Ordóñez, 1998 21 6. EQUIPOS EMPLEADOS EN LA PASTEURIZACION DE LIQUIDOS SIN ENVASAR T2( f )  T1(i ) % Re cuperación.Q  x100 T3( p )  T1(i ) en ella T1 (°C) representa la temperatura de entrada T2 (°C) la temperatura de precalentamiento T3 (°C) la temperatura de pasteurización. 22 11
  • 12. 25/09/2011 6.1 GENERALIDADES SOBRE CAMBIADORES DE CALOR Los cambiadores de calor son el núcleo central de un sistema de pasteurización. A continuación se exponen las características más importantes y los tipos mas utilizados en la industria agroalimentaria. Existen dos opciones principales a la hora de elegir el tipo de circulación de los fluidos en un cambiador de calor: Flujo en contracorriente. Flujo en paralelo. 23 6.1.1 FLUJO EN CONTRACORRIENTE En este caso la entrada de los fluidos se produce por los dos extremos opuestos del intercambiador de calor. De esta forma, el producto al entrar se encuentra con el fluido térmico que ha terminado su recorrido, y al salir se encuentra con el fluido térmico que acaba de entrar en el equipo. 24 12
  • 13. 25/09/2011 6.1.1 FLUJO EN CONTRACORRIENTE El producto frio se encuentra, a su entrada en el intercambiador, con el medio calefactor más frio, y según recorre el equipo se va encontrando con el fluido calefactor cada vez más caliente. El producto se calienta manteniendo en cada punto una pequeña diferencia de temperatura con el medio calefactor, como se muestra en la grafica. 25 6.1.2 FLUJO EN PARALELO El flujo en paralelo se produce cuando el producto y el fluido térmico son introducidos en el intercambiador por el mismo extremo, como se ve en la figura. 26 13
  • 14. 25/09/2011 6.1.2 FLUJO EN PARALELO En este caso el producto se encuentra a la entrada del equipo con el fluido térmico a la máxima temperatura, por lo que el salto térmico inicial se ira reduciendo hasta que sea mínimo al otro extremo del equipo. En esta grafica se puede apreciar como evolucionan las temperaturas en este caso. 27 6.1.2 FLUJO EN PARALELO En un proceso con flujo en paralelo es imposible conseguir un mayor calentamiento del producto que el que se obtendría si se mezclase físicamente con el fluido calefactor. Esta limitación no existe cuando se utiliza un proceso en contracorriente, en el que el producto se puede calentar a una temperatura ligeramente inferior a la de entrada del fluido térmico. 28 14
  • 15. 25/09/2011 6.1.3 TRANSMISION DE CALOR La eficacia en la transmisión de calor en estos equipos se puede valorar conociendo su coeficiente global de transmisión de calor (U), que indica la cantidad de calor transferido por unidad de tiempo, por unidad de superficie de intercambio y por grado centígrado de diferencia de temperaturas. J/(s*m2*°C) Se pueden conseguir los mas altos valores para este coeficiente, ajustando de la mejor forma las variables de las que este depende: Turbulencia del flujo. Forma, espesor y tipo de material de la pared de intercambio. Presencia de depósitos en la pared de intercambio. 29 6.1.3.1 TURBULENCIA DEL FLUJO Cuan mayor sea turbulencia del fluido > U Turbulencia incrementa  ↑ velocidad de circulación. Reduciendo la sección de paso: ↑velocidad para el mismo caudal La capa de producto a tratar es mas fina Por lo tanto la distribución de temperaturas más homogénea. La turbulencia dependerá a su vez de la viscosidad de los líquidos. ↑μ < ↓ turbulencia. Necesitara mayor superficie intercambio  misma Q. 30 15
  • 16. 25/09/2011 6.1.3.2 MATERIAL DE INTERCAMBIO El material mas usado es el acero inoxidable, que tiene una conductividad térmica suficientemente alta. El espesor de la pared es una variable importante. Menor espesor > U  espesor capa fina  resistencia estructural. La forma de la pared de intercambio define el tipo de intercambiador. 31 6.1.3.3 DEPOSITOS EN LA PARED DE INTERCAMBIO La mayoría de los productos tratados tienen una determinada sensibilidad al calor  Ocasiona que queden depósitos sobre la pared durante el tratamiento. Fina capa producto ↓ conductividad térmica de la pared ↓ Coeficiente Global de transferencia de calor Superficie instalada  no suficiente  transmitir el Q previsto. Si espesor de la capa incrementa ↓ sección libre de paso afectando  caudal bombeo. Variando tiempo mantenimiento. Tratamiento térmico no correcto Soda caustica 32 16
  • 17. 25/09/2011 6.1.3.3 DEPOSITOS EN LA PARED DE INTERCAMBIO h 33 6.2 CAMBIADORES DE CALOR TUBULARES Bajo este nombre se agrupan todos los intercambiadores de calor en los que la superficie de intercambio esta formada por tubos, cualquiera que sea su disposición. Con estos equipos se pueden tratar líquidos de viscosidad baja, media e incluso alta en algunos modelos. Según el diámetro de los tubos, incluso con partículas solidas hasta un cierto tamaño. Desde el punto de vista de transmisión de calor son de eficiencia media. 34 17
  • 18. 25/09/2011 6.2.1 CAMBIADORES DE TUBOS COAXIALES Fundamentalmente están compuestos por una serie de parejas de tubos concéntricos unidos unos a otros por medio de codos. Por el interior de los tubos circulan los fluidos, generalmente el producto ocupa el espacio central mientras que el fluido térmico se coloca en el espacio anular que queda libre entre los dos tubos. Los tubos empleados pueden ser rectos o corrugados, obteniéndose con estos últimos una mayor superficie de transferencia de calor y > turbulencia. 35 6.2.1 CAMBIADORES DE TUBOS COAXIALES Cambiador de calor de tubos coaxiales multicanal Estos cambiadores también pueden construirse en un montaje multicanal. En este caso se montan varios tubos coaxiales posicionados de forma correcta por medio de cabezales que además permiten la recuperación de los dos fluidos al final de cada tramo. Los dos fluidos circulan, generalmente en contracorriente, en los canales anulares alternados formado por los tubos concéntricos. 36 18
  • 19. 25/09/2011 6.2.1 CAMBIADORES DE TUBOS COAXIALES Los cabezales situados en los dos extremos de los tubos actúan tanto de distribuidores como de colectores, suministrando un fluido a un conjunto de canales y recogiendo el otro fluido de otro conjunto. La configuración corrugada de los tubos mantiene a los dos fluidos en un estado de turbulencia para conseguir la mayor eficiencia en la transmisión de calor. 37 6.2.2 CAMBIADORES DE SUPERFICIE RASCADA Son unos cambiadores de calor de tubos coaxiales especialmente diseñados para el trabajo con productos de viscosidad elevada: purés, concentrados de frutas, etc. Pueden soportar grandes presiones de trabajo en el lado del producto (hasta 40 bar), de forma que cualquier alimento que pueda ser bombeado pueda ser tratado en estos aparatos. 38 19
  • 20. 25/09/2011 6.2.2 CAMBIADORES DE SUPERFICIE RASCADA Aspas Dos tubos concéntricos  posición vertical. Producto circula por el espacio central, mientras calefactor  contracorriente  espacio anular entre los dos tubos. Espacio central  rotor (palas)  mantienen en agitación producto, evitando que se produzcan depósitos. 39 6.2.3 CAMBIADORES MULTITUBULARES DE ENVOLVENTE Están formados por un haz de tubos paralelos dispuestos dentro de una envolvente o calandria. En uno o en los dos extremos de la calandria se dispone de un cabezal que se encarga de dirigir el flujo de uno de los fluidos. Se puede colocar un único cabezal cuando el haz de tubos esta en forma de “U”. 40 20
  • 21. 25/09/2011 6.2.3 CAMBIADORES MULTITUBULARES DE ENVOLVENTE En estos equipos, uno de los fluidos circulara por el interior de los tubos mientras que el otro lo hará entre los tubos y la envolvente. Para los dos fluidos se podrán establecer configuraciones de paso único o multipaso. Los sistemas multipasos en tubos se consiguen adaptando la configuración de los cabezales de forma que se conecten en serie o en paralelo un determinado numero de tubos. En la figura se han dispuesto 6 pasos para el fluido térmico que es el que circula por los tubos. Los sistemas multipaso se consiguen disponiendo en su interior uno deflectores transversales que obligan al fluido a atravesar un numero de veces determinado el haz de tubos. 41 6.2.3 CAMBIADORES MULTITUBULARES DE ENVOLVENTE Intercambiador multitubular Esta figura corresponde a un cambiador multitubular de envolvente. La envolvente externa es de pequeño diámetro, menor de 50 cm, y la disposición general es muy parecida a los cambiadores de tubos coaxiales., con la diferencia de que en el interior del tubo externo que constituye la envolvente se ha dispuesto de un numero de tubos paralelos, ´por el interior de los cuales suele circular el producto. Los cabezales típicos de los cambiadores multitubulares se han sustituido por codos que se encargan de dirigir el flujo de producto al paso siguiente. 42 21
  • 22. 25/09/2011 6.3 CAMBIADORES DE CALOR DE PLACAS Placas de acero Cabezal Bastidor 43 6.3 CAMBIADORES DE CALOR DE PLACAS 44 22
  • 23. 25/09/2011 6.3 CAMBIADORES DE CALOR DE PLACAS Se desarrollaron  necesidades de la industria agroalimentaria (Ind. Láctea). Este tipo de cambiador esta compuesto por uno o varios paquetes de placas de acero inoxidable, equipadas con juntas y colocadas una al lado de otra en un bastidor entre un cabezal fijo y otro móvil. Entre estos dos cabezales existen unos tirantes que se encargan de ejercer presión suficiente para conseguir la estanqueidad necesaria de las juntas. Un rail solidario al cabezal fijo permite el desplazamiento de las placas para las operaciones de mantenimiento (revisión, limpieza, etc.). Estos cambiadores de calor son los mas eficientes para el trabajo con líquidos de baja viscosidad. 45 6.3.1 TIPOS DE PLACAS Se trata de placas acanaladas con distintos dibujos geométricos, según fabricante, existiendo más de 60 dibujos en el mercado). 46 23
  • 24. 25/09/2011 6.3.1 TIPOS DE PLACAS Las acanaladuras tienen por objeto esencial: Incrementar la turbulencia del flujo y de esta forma > U Asegurar la rigidez mecánica del equipo debido al gran número de puntos de contacto metal-metal. Marcar el camino que deben recorrer los fluidos, utilizando toda la superficie de las placas logrando homogeneidad en el tratamiento. Aprovechamiento de la superficie de intercambio. Se utilizan principalmente dos tipos de geometría en las acanaladuras de las placas: Acanaladuras rectas. Acanaladuras en uve. 47 6.3.1 TIPOS DE PLACAS Las acanaladuras rectas son perpendiculares a la dirección principal de circulación del fluido y paralelas entre ellas. Al circular por estas placas el fluido sufre cambios de dirección. En este caso se admiten velocidades de circulación comprendidas entre 0,1 y 2 m/seg. 48 24
  • 25. 25/09/2011 6.3.1 TIPOS DE PLACAS Las acanaladuras en uve presentan un ángulo de inclinación con respecto a la dirección principal de circulación del fluido entre 30 y 60°. La velocidad media de circulación entre dos de estas placas es del orden de 0,1 a 1 m/seg. 49 6.3.2 CIRCULACION DE LOS FLUIDOS POR EL CAMBIADOR DE PLACAS Cada par de placas adyacentes forma un canal y los dos fluidos (producto y fluido térmico) circulan por canales alternativos. Por lo tanto cada placa estará en contacto con los dos fluidos, cada uno de ellos por una de sus caras. 50 25
  • 26. 25/09/2011 6.3.2 CIRCULACION DE LOS FLUIDOS POR EL CAMBIADOR DE PLACAS Estas características permiten una cantidad casi infinita de arreglos en la circulación de fluidos, comprendidos entre dos casos extremos. 1. UN SOLO PASO: Todos los canales están alimentados en paralelo tanto para el producto como para el fluido térmico, por lo tanto ambos fluidos recorren únicamente una placa. 51 6.3.2 CIRCULACION DE LOS FLUIDOS POR EL CAMBIADOR DE PLACAS En este arreglo se pueden disponer las entradas y salidas de producto y fluido térmico en dos posiciones, que permiten configuraciones generales de la línea distintas: En Z, de forma que los dos fluidos entren por un cabezal y salgan por el otro. En U, de forma que los dos fluidos entren y salgan por el mismo cabezal. 52 26
  • 27. 25/09/2011 6.3.2 CIRCULACION DE LOS FLUIDOS POR EL CAMBIADOR DE PLACAS 2. MULTIPASOS: Todos los canales alimentados en serie, tanto para el producto como para el fluido térmico, por lo tanto los dos fluidos recorren todas las placas (multiplaso: tantos pasos como placas montadas): En este caso se conseguirá una perdida de carga mínima para un caudal importante y un intercambio reducido, ya que se dispone la mínima superficie de intercambio por paso. 53 6.3.2 CIRCULACION DE LOS FLUIDOS POR EL CAMBIADOR DE PLACAS En el segundo caso se encontrará una pérdida de una carga máxima para un caudal reducido y para el máximo intercambio térmico (máxima superficie de intercambio por paso). Entre estos dos tipos de arreglos caben todos los intermedios, ya tengan o no el mismo número de pasos para el producto que para el fluido termico. 54 27
  • 28. 25/09/2011 6.3.3 PLACAS DE CONEXIÓN La otra característica diferencial de los cambiadores de placas es la posibilidad de montar distintas secciones un en mismo bastidor. En cada una de estas secciones se pueden realizar operaciones distintas: calentamiento, enfriamiento, recuperación de calor, etc., por lo tanto permiten utilizar a la vez más de dos fluidos sin que se presenten problemas. 55 6.4 EQUIPOS COMPLETOS DE PASTEURIZACION CONTINUA DE LIQUIDOS SIN ENVASAR Como ya habíamos dicho, un pasteurizador completo consta de: Una fase de calentamiento y mantenimiento de la temperatura, durante el tiempo necesario para que el tratamiento sea efectivo. Otra de recuperación del calor. Una tercera de enfriamiento hasta la temperatura de envasado. 56 28
  • 29. 25/09/2011 6.4 EQUIPOS COMPLETOS DE PASTEURIZACION CONTINUA DE LIQUIDOS SIN ENVASAR Como puede verse, la zona de calentamiento consta de un único cambiador de calor en el que el producto se calienta contra agua caliente. A continuación el producto se mantiene a la temperatura de proceso el tiempo necesario antes de pasar al segundo cambiador donde se enfría contra agua a la temperatura apropiada. Sistema energético poco eficiente  ya que no hay recuperación de Q. 57 6.4 EQUIPOS COMPLETOS DE PASTEURIZACION CONTINUA DE LIQUIDOS SIN ENVASAR En este esquema las zonas de calentamiento y de enfriamiento se han separado en dos secciones cada una de ellas, al incluirse un sistema de recuperación. Así, el producto de entrada se precalienta, antes de llegar a la sección de calentamiento, contra el mismo producto ya que ha sufrido el tratamiento térmico y que a su vez se preenfría antes de llegar a la sección de enfriamiento final. El producto cede una parte importante del calor que ha absorbido, consiguiéndose así un ahorro energético considerable, aunque se incremente la complejidad del equipo. 58 29
  • 30. 25/09/2011 6.4 EQUIPOS COMPLETOS DE PASTEURIZACION CONTINUA DE LIQUIDOS SIN ENVASAR Si se monta un equipo de estas características con cualquier tipo de cambiador tubular será necesario emplear como mínimo un cambiador para cada operación: recuperación, calentamiento y enfriamiento, ya que esos modelos solo pueden manejar dos fluidos diferentes. Sin embargo, si se elige un sistema de placas se podrá montar todo el conjunto en un único bastidor gracias a las placas de conexión. 59 60 30
  • 32. 25/09/2011 63 PASTEURIZADOR TETRA PAK La nueva generación de Tetra Therm Aseptic Drink permite a los productores de bebidas reducir el consumo de agua en más de un 80%, la energía más del 30% y la merma de producto también un 30%, en comparación con otras soluciones del mercado. Esto proporciona una mayor eficiencia operativa y un menor impacto en el medio ambiente. www.tetrapak.com 64 32
  • 33. 25/09/2011 PASTEURIZADOR TETRA PAK 65 PASTEURIZADOR TETRA PAK PASTEURIZADOR TETRA THERM LACTA 10 (HTST) Unidad para proceso y pasteurización de productos líquidos con capacidad de 20,000 lts por hora con velocidad variable, basado en un intercambiador de placas TETRA PLEX en 7 secciones. Incluye homogenizador no aséptico TETRA ALEX 30. LINEA DE PROCESO UHT INDIRECTO TETRA THERM ASEPTIC FLEX 10. Equipo para proceso de ultra pasteurización de alimentos líquidos en condiciones totalmente asépticas, capacidad para 13,000 lts. por hora. con velocidad variable. Incluye homogenizador TETRA ALEX 30 que puede trabajar en la etapa aséptica y también en la no aséptica. Incluye cámara de deodorización para eliminación total de olores no deseados. 66 33
  • 34. 25/09/2011 EQUIPO PASTEURIZADOR Pasteurizador TECNAR 67 7. EQUIPOS EMPLEADOS EN LA PASTEURIZACION DE PRODUCTOS ENVASADOS Si se quiere pasteurizar productos envasados, ya sean líquidos o sólidos, en los que la transmisión de calor no se realizara en capa fina se tendrá que optar por procesos LTLT. En el caso de líquidos más viscosos o sólidos (salsas en envase de vidrio, salchichas) será necesario que las condiciones de pasteurización se establezcan teniendo en cuenta la dificultad con la que se transportará el calor por el interior del producto. En estos pasteurizadores el calentamiento del producto se conseguirá por Inmersión en agua pulverización de agua caliente. 68 34
  • 35. 25/09/2011 7.1 PASTEURIZADORES POR INMERSION EN BAÑO DE AGUA Se utilizan principalmente para la pasteurización de productos cárnicos. Constan de dos secciones (calentamiento y enfriamiento) formadas por unos recipientes rectangulares llenos de agua a la temperatura adecuada, que son recorridos por unos transportadores que se encargan de desplazar a los productos por el interior del baño. En el primero de ellos se produce el calentamiento del producto y el mantenimiento de la temperatura alcanzada durante el tiempo necesario para completar el proceso. En el segundo se produce el enfriamiento hasta la temperatura adecuada para que el producto pueda ser llevado a la cámara de conservación frigorífica. A la salida de este segundo baño se suele disponer de una sección de enfriamiento por aire que a la vez se encarga del secado superficial de los paquetes. 69 7.1 PASTEURIZADORES POR INMERSION EN BAÑO DE AGUA Como puede verse en el esquema, la disposición de la maquina es en dos niveles, encontrándose en la superior la zona de alimentación de producto al baño caliente. Sobre este baño se han dispuesto unas duchas desde las que se pulveriza el agua que se recircula después de pasar por el cambiador de calor que la lleva a la temperatura de tratamiento. Una vez ha terminado su recorrido por el baño caliente, el producto es depositado por medio del mismo transportador en el baño frio que ocupa el nivel inferior. Como ocurría en el baño anterior también se produce una pulverización de agua sobre la superficie del baño, aunque en este caso el agua pulverizada será fría. A la salida del ultimo baño se consigue una reducción final de la temperatura gracias a la aplicación de una potente corriente de aire. 70 35
  • 36. 25/09/2011 7.2 PASTEURIZADORES POR LLUVIA DE AGUA Cuando se deben pasteurizar productos envasados en tarros de vidrio es mas apropiado emplear sistemas en los que la transmisión de calor se realiza por lluvia de agua. Estos pasteurizadores constan de un túnel caliente, por el interior del cual se desplazaran los envases, generalmente en posición vertical, sobre un transportador adecuado. Consta de tres zonas: precalentamiento, calentamiento y enfriamiento. 71 8. EFECTO EN LOS ALIMENTOS Pasteurización es un tratamiento relativamente suave. Los cambios  características organolépticas y valor nutritivo de los alimentos son poco importantes. Alteración del color del zumo de frutas. Mínima perdida de vitaminas. 73 36
  • 37. 25/09/2011 9. APLICACIONES Aparte de la leche y los zumos, otros alimentos son pasteurizados por la industria alimenticia; por regla general, son aquellos que poseen una estructura líquida o semilíquida. Bebidas en botella (Refrescos) Lácteos (Leche, mantequillas) Cerveza Ovoproductos (evita Salmonella) Cremas  Pepinillos en vinagre (encurtidos) Helados  Salsas (Kétchup, Mayonesa, etc) Natas  Queso Olivas  Sidra Vino Aguas  Zumo de frutas y verduras Mieles 37