Seleccionando la mejor solución de intercambio térmico para la pasteurización de leche

09 de abril de 2016 Categories: Alimentación
Selecting the Best Heat Exchange Solution for Dairy Pasteurisation

Como fluido newtoniano relativamente estable, la leche líquida presenta varios retos en su manipulación, que se han ido solventando con el uso de intercambiadores de calor de placas en la mayoría de las instalaciones. Sin embargo, otros productos lácteos, como el yogurt, la mantequilla, la cuajada y el queso pueden sufrir variaciones y daños en su estructura, dependiendo de la temperatura y de un manejo incorrecto, durante sus procesos rutinarios.

Existe un amplio rango de opciones para seleccionar el mejor equipo para el intercambio térmico, ya sea para pasteurizar, enfriar o incluso para calentar con aire y procesar. La textura y viscosidad de los productos lácteos no son sólo importantes parámetros de variedad, sino que también influyen en su comportamiento durante la producción y el procesamiento. Todo esto influye en la elección del equipo para el intercambio térmico.

Existen varios tipos de pasteurización, basados en diferentes combinaciones de calor y tiempo. Dos de las más comunes son: alta-temperatura-corto-tiempo (HTST, por sus siglas en inglés, high-temperature, short-time) y larga duración (ESL, por sus siglas en inglés, extended shelf life). A la hora de determinar los factores requeridos para una pasteurización eficaz, hay dos variables clave a tener en cuenta:

  1. El calor requerido para elevar la temperatura de los productos alimenticios adecuadamente para destruir los suficientes patógenos sin cambiar el resto de características. Esto se conoce como “calor sensible”.
  2. El tiempo (o duración) del tratamiento térmico requerido para estabilizar los productos alimentarios, en función de la resistencia mayor de la enzima o microorganismos presentes, conocido como “Valor D”. Otros elementos que caracterizan la calidad de los productos lácteos, como sabores, colores y vitaminas, también tienen sus propios valores D, y a menudo, el empleo del método HTST conservará la calidad del producto, pero no en todos los casos es así.

La viscosidad es una medida de la textura, que es en sí misma una de las características claves para la comida y la bebida. Es una medida de la resistencia al movimiento de una sustancia según la magnitud de la fuerza requerida para desplazar una capa en relación a la otra (esfuerzo de cizalladura) y la variación en la velocidad de las capas contiguas (ratio de cizalladura). Se mide en unidades llamadas centipoises (Cp) donde un cP es igual a 1 mPa/seg (milipascal por segundo).

La mayoría de los fluidos se clasifican por su naturaleza newtoniana o no newtoniana, de acuerdo a la manera en que varía su viscosidad con el esfuerzo de cizalladura y la temperatura.

Los fluidos newtonianos tienen la misma viscosidad, independientemente de los cambios de temperatura o esfuerzo de cizalladura; el ejemplo más común es el agua. Los fluidos no newtonianos (que más adelante se dividirán en cinco categorías), tienen viscosidades que varían dependiendo del ratio de cizalladura aplicado.

Los productos lácteos tienen una amplia gama de viscosidad, desde la leche líquida, con un valor de 2.0 cP a 18 ºC, pasando por la nata con un 45% en grasas, hasta el yogurt (152 Cp a 40ºC) y el queso (30.000 Cp). En consecuencia, mientras un intercambiador de calor de placas estándar puede ser la solución más común para pasteurizar la leche en la industria, adoptando un enfoque de “talla única”, puede no ser la mejor opción para los productos viscosos, como la nata.

El uso de intercambiadores de calor tubulares puede aportar una serie de beneficios para los productos lácteos. La principal ventaja es su cuidadosa manipulación, que mantiene las características clave de la viscosidad de los productos, tales como la textura y la sensación gustativa. Pero hay muchos otros beneficios por usar intercambiadores de calor tubulares en el sector lácteo. Innovaciones como los tubos corrugados o de superficie rascada ayudan a mantener el flujo de transferencia de calor y reducir el ensuciamiento, mejorando los procesos de limpieza CIP y reduciendo el mantenimiento. En consecuencia, los intercambiadores de calor tubulares cuentan con una mejor vida útil, la cual es un punto importante a considerar cuando se calcula el retorno de la inversión.

Es importante buscar el asesoramiento de expertos. Factores clave como el diámetro del tubo y los métodos de limpieza (por ejemplo, ¿necesitará tubos rascados o será más conveniente una característica como las corrugaciones presentes en los tubos de intercambio térmico HRS?), deben considerarse junto con el caudal de material y la capacidad térmica necesarios. En un ejemplo reciente, HRS reemplazó una unidad existente que pasaba el líquido a través de una serie de tubos de media pulgada y una pulgada que generaban alta presión y conducían al cizallamiento del fluido. Sustituirlo por un intercambiador de calor Serie HRS UNICUS, utilizando siete tubos de tres pulgadas, resolvió los problemas de presión, mientras que el sistema de limpieza oscilante del Unicus era mucho más suave que un intercambiador de calor rotativo de superficie rascada. Cualquiera que sea el producto lácteo que se necesite pasteurizar, calentar o enfriar, comprender sus propiedades de viscosidad es el primer paso para especificar un sistema que no produzca efectos adversos en la calidad del producto. Además, debe asegurarse de que su proveedor no sólo tiene una gama de intercambiadores de calor con el fin de proporcionarle el más adecuado, sino que también entienda los efectos de la manipulación de fluidos con diferentes viscosidades.

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