Pasteurizadores de leche. Principios básicos para su correcto diseño, uso y mantenimiento.

Pasteurizadores de leche.
Principios básicos para su correcto diseño, uso y
mantenimiento.
PASTEURIZACIÓN
Es la etapa crítica en el proceso de elaboración de productos
lácteos, que asegura su inocuidad al controlar el riesgo de
contaminación con microorganismos patógenos.
En el marco del HACCP es un punto crítico de control en la
mayoría de los procesos de elaboración de productos lácteos
Título
Tipos de pasterizadores:
pasterizadores:
De tina (por lote o bach):
El uso de la pasteurización en tina es
adecuada para procesar pequeñas cantidades
de leche.
Tipos de pasterizadores:
pasterizadores:
HTST (High Temperatura Short Time):
a) Pueden procesarse en forma continua grandes
volúmenes de leche.
b) La automatización del proceso asegura una mejor
pasteurización.
c) Es de fácil limpieza y requiere poco espacio.
d) Por ser de sistema cerrado se evitan
contaminaciones.
e) Rapidez del proceso.
f) Mayor eficiencia energetica
El termino pasteurización respecto a productos
lácteos significa que:
Cada partícula de leche debe ser calentada a la
temperatura y tiempo necesario, con el objetivo de
destruir todos los microorganismos patógenos
presentes.
El ensayo de fosfatasa permite detectar pasaje de
leche cruda mayor o igual al 0,5 % (sensibilidad máx.
5 litros de leche cruda cada 1000 litros de leche
pasteurizada)
Grupo de trabajo:
Industrias Lácteas
Fabricantes de pasterizadores
Principales Referencias:
Dairy Establishment Inspection Manual
Grade “A” Pasteurized Milk Ordinance
New Zealand Food Safety Authority
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
OPERACION
MANTENIMIENTO
Objetivo General:
Definir los criterios de diseño y funcionamiento de
pasteurizadores HTST y de tina, que aseguren la inocuidad
de la leche fluída pasteurizada o productos lácteos
pasteurizados.
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
OPERACION
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
Medición y registro de la temperatura de pasterización.
La temperatura de pasteurización
pasteurizaci n medida, debe ser representativa de la zona máss fría
fr a.
Deberá
Deber existir doble confirmación
confirmaci n de la temperatura de pasteurización
pasteurizaci n. Por ejemplo, es
necesario un control cruzado de la temperatura de pasteurización
pasteurizaci n para garantizar el
cumplimiento de la tolerancia especificada.
especificada.
PASTEURIZACIÓN
OPERACION
DISEÑO
Termómetro
Agua Caliente
Termómetro
Pasterización
Salida a Proceso
Etapa de
calentamiento
Etapa de
enfriamiento
Tubo de retención
Etapa de
regeneración
Ingreso
Leche cruda
Tanque de Nivel
Constante
Bomba
Leche Cruda
Agua Caliente
Leche Pasterizada
Agua Helada
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
OPERACION
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
Medición y registro de la temperatura de pasterización.
La indicación del termómetro de pasterización provee la temperatura oficial de
procesamiento del producto.
Ubicación / Accesibilidad: El termómetro de producto pasterizado deberá ubicarse en la
cámara de sensado o medición junto con el sensor del Registrador de temperatura de
pasterizacion, aguas debajo de la cañeria de retención.
Error máximo tolerado: +/+/- 0,25 ºC en todo el rango.
Velocidad de respuesta: El tiempo para que la lectura del termómetro se incremente 7 ºC
bajo las condiciones especificadas no deberá exceder 4 segundos.
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
OPERACION
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
Alcanzar el tiempo de retención (para pasteurización HTST)
La
La partícula que fluye a mayor velocidad al máximo caudal nominal deberá ser retenida un
tiempo superior al tiempo mínimo de retención.
retención.
El
El flujo deberá ser estable dentro de los valores tolerados y no ser alterado por procesos
externos.
externos.
El
El flujo deberá ser laminar completamente desarrollado o turbulento, y capaz de ser medido.
medido.
El
El fluido debe estar libre de vapor o aire en forma de burbujas.
burbujas.
El
El flujo deberá medirse teniendo en cuenta el tiempo de respuesta y la histéresis de
cualquier instrumento.
instrumento.
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
OPERACION
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
Alcanzar el tiempo de retención (para pasteurización en tina)
El
El tiempo debe ser medido desde el instante en que la última partícula alcanza la
temperatura de pasteurización.
pasteurización.
PASTEURIZACIÓN
OPERACION
DISEÑO
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
MANTENIMIENTO
Sistema de acción correctiva para evitar que ante una
falla del equipo pase material lácteo no pasteurizado hacia
la zona de pasteurizado.
El
El sistema de acción correctiva deberá operar antes de que los requerimientos de tiempo o
temperatura sean comprometidos. Esto se podrá lograr teniendo en cuenta los siguientes
aspectos:
•Tiempo
Tiempo de respuesta de la instrumentación mecánica, termodinámica y del mecanismo de
desvío.
•Tiempo
Tiempo de respuesta del sistema de control.
•Cualquier
Cualquier otro factor que genere retraso en la respuesta.
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
Sistema de acción correctiva para evitar que ante una
falla del equipo pase material lácteo no pasteurizado hacia
la zona de pasteurizado.
Cuando los requisitos no se cumplan se impedirá el paso del material lácteo hacia adelante y
el equipo realizará una:
•Limpieza
Limpieza (por ejemplo detener la pasteurización y limpiar el equipo), ó
•Derivación
Derivación (por ejemplo evitar la contaminación aguas abajo del proceso habilitando un canal
de desvío), ó
•Sanitización
Sanitización (por ejemplo aguas abajo del proceso calentar a una temperatura superior a la
de pasteurización antes de recomenzar la pasteurización)
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Termómetro
Agua Caliente
Termómetro
Pasterización
Salida a Proceso
Etapa de
calentamiento
Etapa de
enfriamiento
Tubo de retención
Etapa de
regeneración
Ingreso
Leche cruda
Tanque de Nivel
Constante
Bomba
Leche Cruda
Agua Caliente
Leche Pasterizada
Agua Helada
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Termómetro
Agua Caliente
Termómetro
Pasterización
Línea de Derivación
Salida a Proceso
Etapa de
calentamiento
Etapa de
enfriamiento
Tubo de retención
Etapa de
regeneración
Ingreso
Leche cruda
Tanque de Nivel
Constante
Bomba
Leche Cruda
Agua Caliente
Leche Pasterizada
Agua Helada
2. Componentes Básicos de un pasterizador HTST
Dispositivo Desviador de Flujo (DDF):
El dispositivo desviador de flujo esta diseñado para controlar la dirección del flujo de
producto en función de la temperatura con que el producto sale del tubo de retención.
Hacia Adelante
Entrada
Derivación
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
El material lácteo pasteurizado no debe contaminarse con
material lácteo sin pasteurizar o productos sin tratar.
Para pasteurizadores que procesan material lácteo que luego será materia prima para la fabricación
de productos de corta vida útil y que no poseen aguas abajo un tratamiento térmico más exigente
•Los
Los componentes del equipo pasteurizador que pudiesen causar contaminación, deben ser
continuamente monitoreados para detectar fallas en su funcionamiento.
funcionamiento.
•Toda
Toda cañería u otra conexión que potencialmente permita que material pasteurizado y material sin
pasteurizar sea mezclado, debe separarse a través de aberturas a la atmosfera (Válvula de detección
de pérdidas).
pérdidas).
•Las
Las fuentes de contaminación deben estar bajo control.
control.
•A
A través de un adecuado proceso de limpieza, se debe asegurar que los contaminantes nocivos no
queden en el equipo.
equipo.
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
El material lácteo pasteurizado no debe contaminarse con
material lácteo sin pasteurizar o productos sin tratar.
Para pasteurizadores que procesan material lácteo que luego son sometidos a tratamientos térmicos
más exigentes aguas abajo y/o almacenamiento y posterior control de calidad final:
El equipamiento que pudiese causar contaminación, debe ser continua o periódicamente monitoreado
para detectar fallas en su funcionamiento. Los controles periódicos pueden lograrse mediante pruebas
hidráulicas, pruebas de conductividad o inspecciones visuales en la etapa de regeneración y
refrigeración (si corresponde).
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Termómetro
Agua Caliente
DDF
Línea de Derivación
Termómetro
Pasterización
Salida a Proceso
Etapa de
calentamiento
Etapa de
enfriamiento
Tubo de retención
Etapa de
regeneración
Ingreso
Leche cruda
Tanque de Nivel
Constante
Bomba
Leche Cruda
Agua Caliente
Leche Pasterizada
Agua Helada
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Termómetro
Agua Caliente
DDF
Línea de Derivación
Salida a Proceso
Termómetro
Pasterización
Línea Detección de perdidas
Etapa de
calentamiento
Etapa de
enfriamiento
Tubo de retención
Etapa de
regeneración
Ingreso
Leche cruda
Tanque de Nivel
Constante
Bomba
Leche Cruda
Agua Caliente
Leche Pasterizada
Agua Helada
Dispositivo Desviador de Flujo (DDF) – Línea detección de perdidas (doble vástago):
Hacia
Adelante
Detección
de perdidas
Entrada
Derivación
Dispositivo Desviador de Flujo (DDF) – Línea detección de perdidas (simple vástago):
Detección
de perdidas
Hacia Adelante
Entrada
Derivación
Flujo en Derivación
Flujo hacia adelante
Dispositivo Desviador de Flujo (DDF) – Línea detección de perdidas (simple vástago):
Flujo hacia adelante
Entrada
Flujo en Derivación
Detección
de perdidas
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Termómetro
Agua Caliente
DDF
Línea de Derivación
Salida a Proceso
Termómetro
Pasterización
Línea Detección de perdidas
Etapa de
enfriamiento
P2
Etapa de
calentamiento
Tubo de retención
P1
Etapa de
regeneración
Ingreso
Leche cruda
Tanque de Nivel
Constante
Bomba
P1>P2
Leche Cruda
Agua Caliente
Leche Pasterizada
Agua Helada
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Termómetro
Agua Caliente
DDF
Línea de Derivación
Salida a Proceso
Termómetro
Pasterización
Línea Detección de perdidas
Etapa de
enfriamiento
P2
Etapa de
calentamiento
Tubo de retención
P1
Etapa de
regeneración
Ingreso
Leche cruda
Tanque de Nivel
Constante
Bomba 1
Bomba 2
Flujo hacia adelante P1<P2
P1>P2
Flujo derivación
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Interruptor de vacio y
válvula de presión constante
Salida a
Proceso
Termómetro
Agua Caliente
DDF
Línea de Derivación
Válvula de
reciclado
Termómetro
Pasterización
Línea Detección de perdidas
Etapa de
enfriamiento
P2
Etapa de
calentamiento
Tubo de retención
P1
Etapa de
regeneración
Ingreso
Leche cruda
Tanque de Nivel
Constante
Bomba de
1
Refuerzo
Bomba
Bomba de
2 Distribución
Flujo hacia adelante P1<P2
P1<P2
Flujo derivación
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
OPERACION
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
Control del tamaño de partículas para asegurar una
correcta transferencia de calor a la totalidad del material
lácteo.
Debe incluirse la filtración o separación si existen partículas de tamaño mayor a las establecidas en la
tabla tiempo / temperatura.
temperatura.
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
OPERACION
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
Las superficies en contacto con producto deben
encontrarse limpias antes de comenzar el proceso.
El régimen de limpieza deberá eliminar la suciedad de toda la superficie de contacto con producto.
Las superficies de contacto deben ser controladas a una frecuencia adecuada para asegurar un nivel
microbiológico aceptable.
El sistema de limpieza deberá ser monitoreado para asegurar que el estándar de limpieza se repite en
el tiempo.
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
OPERACION
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
El sistema de enfriamiento (cuando es requerido) debe
disminuir la temperatura del material lácteo al nivel
establecido en el proceso declarado en la especificación
del producto a elaborar o a la establecida en el sistema
HACCP.
Al final del tratamiento térmico y antes de procesar o almacenar, el material lácteo debe llevarse
inmediatamente a una temperatura que lo mantenga en condiciones inocuas hasta su procesado
posterior o durante su restante vida útil.
Una falla del sistema de enfriamiento debe alertar al operador, para que aplique la correspondiente
acción correctiva programada en el plan HACCP.
No aplica a evaporadores o concentradores donde el procesamiento siguiente es inmediato.
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
OPERACION
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
Registro continuo de parámetros críticos.
Los siguientes parámetros deben ser monitoreados y registrados:
Temperatura de pasteurización.
Caudal o tiempo de retención (cuando es necesario).
Presión o presión diferencial (cuando es necesario).
Modo de operación (producto o CIP) y operación del sistema de acción correctiva.
Temperatura de enfriamiento cuando el material es enfriado inmediatamente después del tratamiento
(cuando es necesario).
Posición del DDF.
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
OPERACION
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
Registro continuo de parámetros críticos.
Además:
Los registros deben ser continuos o en intervalos lo suficientemente cortos como para distinguir
cambios de los parámetros críticos.
Los controles diarios deberán realizarse para verificar la medición de la temperatura y del sistema de
derivación. Esto debe registrarse para cada parámetro crítico antes de comenzar la pasteurización.
Cuando los filtros son utilizados para remover partículas, deberán verificarse diariamente y registrar
las novedades.
Los registros deben estar al alcance del operador.
Los registros deben almacenarse de forma segura, protegidos y ser recuperados fácilmente cuando se
lo requiera.
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Interruptor de vacio y
válvula de presión constante
Salida a
Proceso
Termómetro
Agua Caliente
DDF
Línea de Derivación
Válvula de
reciclado
Termómetro
Pasterización
OPERACION
Registrador de
temperatura
Registrador de
caudal
Línea Detección de perdidas
Etapa de
calentamiento
Etapa de
enfriamiento
Tubo de retención
Ingreso
Leche cruda
Etapa de
regeneración
Controlador
Presión
Diferencial
Tanque de Nivel
Constante
Bomba de
Refuerzo
Bomba de
Distribución
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
OPERACION
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
Operación a prueba de fallos en caso de mal
funcionamiento.
Los sistemas de control se establecerán de tal modo que ante la pérdida de servicios auxiliares o falla
de un componente actúe el sistema a prueba de fallos,
Ante una pérdida de energía el registro de datos deberá seguir funcionando o derivar el flujo.
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
MANTENIMIENTO
Posibilidad de validar, inspeccionar y demostrar que el
equipo cumple con los criterios de diseño y fabricación
El pasteurizador deberá ser diseñado, construido e instalado de manera que todos los elementos o
componentes utilizados para la validación, verificación, calibración, operación y control de rutina,
sean de fácil acceso por el personal autorizado.
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
MANTENIMIENTO
Garantizar la inocuidad de la leche pasteurizada desde el punto de vista del mantenimiento de un equipo
pasteurizador implica:
El mantenimiento y controles periódicos del pasterizador debe asegurar el correcto funcionamiento de los
componentes críticos del equipo.
Consignas para una correcta pasterización:
Temperatura /
tiempo
/
no contaminación de leche pasterizada.
Dispositivo desviador de flujo
Controlador de presión diferencial
Termómetros
Cálculo tiempo retención
Sistema de medición de tiempo
basado en caudalímetro
Intercambiador de calor
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
Verificación
Instalación
Diaria
Semestral
A
n
u
a
l
MANTENIMIENTO
Aplica a:
5 años
HTST
Lote
X
X
Comentario
Pasteurizador
Comparación de las indicaciones del
termómetro de indicación y del
registrador de temperatura (2.10.4.1)
√
√
Operación del DDF y alarmas (2.10.4.2
Temperatura y caudal)
√
√
Operación del sistema de registro
(2.10.4.3)
√
Calibración de termómetros y ajuste (si
corresponde) (2.10.5.1)
√
Frecuencia semanal
para control derivación
por caudal.
√
√
X
X
X
X
X
Verificación de placas en
intercambiadores de calor (2.10.6.1)
√
X
Juntas de placas (2.10.6.2)
√
X
Verificación del tiempo de retención por
medición directa (2.10.7.1)
Tiempo de respuesta (2.10.6.3)
√
√
√
Se deberá realizar ante
cualquier cambio que
afecte el caudal
X
X
PASTEURIZACIÓN
DISEÑO
Principios básicos de diseño para una correcta pasterización
MANTENIMIENTO
Aplica a:
Verificación
Instalación
Diaria
Semestral
A
n
u
a
l
HTST
5 años
Comentario
Sistema de presión diferencial
Operación del sistema de presión
diferencial (2.10.4.2 Presión)
√
Calibración de los transductores de
presión (2.10.6.4)
√
Controlador de presión diferencial
(2.10.6.5)
X
√
X
√
X
Lote
1.
Introducción
2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
2.10.
10.
Consideraciones generales.
generales.
Propósito de la pasteurización.
pasteurización.
Material lácteo no conforme.
conforme.
Principios básicos para una correcta pasteurización.
pasteurización.
Tratamiento térmico.
térmico.
Diagrama de flujo de pasteurizador.
pasteurizador.
Registros de control crítico.
crítico.
Termómetros digitales
Material.
Material.
Construcción
Verificaciones de funcionamiento.
funcionamiento.
3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
Pasteurización por lote
El proceso de pasteurización por lote.
lote.
Requisitos generales para pasteurización en cuba.
cuba.
Prevención de mezcla entre producto crudo y
pasteurizado.
pasteurizado.
Sistemas de control, medición.
medición.
Sistema de registro.
registro.
4.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
10.
4.11.
11.
4.12.
12.
4.13.
13.
4.14.
14.
Sistema de pasteurización
pasteurizaci n HTST
Componentes de un sistema de pasteurización
pasteurizaci n tipo HTST.
HTST.
Tanque de Nivel Constante.
Constante.
Bomba de refuerzo.
refuerzo.
Sección
Secci n de regeneración
regeneraci n.
Bomba de distribución
distribuci n y dispositivos de control de caudal.
caudal.
Sección
Secci n de calentamiento y enfriamiento.
enfriamiento.
Retención
Retenci n.
Dispositivo desviador de flujo (DDF)
Termómetro
Term metro de indicación
indicaci n
Sistema de registro y control
Controlador de Presión
Presi n Diferencial.
Diferencial.
Descarga de producto pasteurizado.
pasteurizado.
Homogeneizador.
Homogeneizador.
Desnatadora
Ing. Guillermo Rubino
INTI Rafaela
[email protected]
03492 440471 int 140