tratamientos termicos

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Tratamientos térmicos
usados para la
conservación en la
industria láctea
Roberto Andrés Giraldo López
Sara Milena Vargas Espinosa
Estudiantes de Ingeniería Agropecuaria
Tratamientos térmicos usados para la conservación en la industria láctea.
Parametros a observar
en la leche
Temperatura y tiempo
del calentamiento
Tipo y número de
microorganismos
pH de la leche
Equipos para
aplicacion de
tratamientos termicos
Tratamientos termicos
Movimiento de la
leche y velocidad de
la transmisión de calor
en los equipos.
Termizacion
Pasteurizacion baja
Pasteurización
Pasteurizaciuon
Rapida
Esterilizacion
Pasteurizacion Alta
Equipos para procesos
discontinuos
Ultra pasteurizacion
Sistemas continuos de
pasteurizacion

La leche es un alimento
consumido en todo el mundo
debido
a
sus
excelentes
propiedades nutricionales. Sin
embargo, por su naturaleza y
composición,
la
leche
es
también un medio ideal para el
desarrollo de microorganismos
que pueden llegar a ella a
través de la ubre y los pezones,
del equipo de ordeño, del
ordeñador, del suelo, etc.

La refrigeración de la leche
inmediatamente después del
ordeño permite controlar el
crecimiento
de
ciertos
microorganismos, pero no es
suficiente
para
los
microorganismo patógenos.

El principio general de los tratamientos térmicos a
los cuales es sometida la leche se basa en
suministrarle energía en forma de calor durante un
tiempo determinado según las reacciones
deseadas, y en un posterior enfriamiento a la
mayor velocidad posible.
PARAMETROS A OBSERVAR EN
LA LECHE
Temperatura y tiempo del
calentamiento
La relación entre la temperatura y el tiempo de calentamiento es
logarítmica en lo referente a la destrucción de microorganismos. En
ese sentido, si la temperatura se eleva en 10ºC, la carga
microbiana desciende en 1/10 del valor inicial.
Es importante considerar que la calidad higiénica de la leche cruda
que ingresa a la planta, debe ser controlada a través de las
pruebas de calidad, con el fin de garantizar que el tiempo y la
temperatura de calentamiento seleccionado en la planta es el más
adecuado.
No es conveniente modificar las temperaturas y tiempos porque
pueden darse modificaciones en la estructura y composición de la
leche. Modificaciones en las sustancias nitrogenadas, sales
minerales y contenido vitamínico principalmente.
Sistemas de calentamiento
Sistemas de calentamiento
Sistema
Temperatura
en ºC
Duración del
calentamiento
Pasterización baja
62 - 65
30 minutos
95
Pasterización lenta
68 - 72
8 - 40 segundos
99
Pasterización
rápida
71 - 74
40 - 45 segundos
99.5
Pasterización alta
85
8 - 15 segundos
99.9
Ultrapasterización
135 - 150
2 - 8 segundos
99.9 a 100
Esterilización
110 - 115
20 - 25 minutos
100
Efecto germicida en %
Sistemas de
pasterización
Sistemas de
esterilización
Tipo y número de
microorganismos
Se busca principalmente eliminar microorganismos
patógenos como el Mycobacterium tuberculosis,
la brucella, E coli entre otros.
Así como también los termos resistentes y esporulados.
La flora presente en la leche incluidas se destruyen a
temperaturas dentro del rango de 70 a 90ºC.
Las bacterias acido lácticas termófilas y las esporas de
los bacilos requieren una temperatura superior a 100ºC.
pH de la leche
Cuanto menor es el valor del pH de la leche menor es
la temperatura de calentamiento de la leche.
La leche fresca antes del calentamiento tiene valores
de pH entre 6.4 y 6.6.
Las proteínas tienden a coagularse por el calor, los
microorganismos quedan encapsulados y el efecto
germicida disminuye, también las partículas de
proteína coaguladas se queman y pueden adherirse a
las paredes del intercambiador de calor dificultando el
proceso.
Movimiento de la leche y
velocidad de la transmisión de
calor en los equipos
Para el tratamiento térmico se emplean los intercambiadores de calor
generalmente de placas, tubulares y de superficie rugosa, la transmisión de
calor se realiza en la mayoría de los sistemas de calentamiento a través de
un plano divisorio.
Se habla de un traspaso de calor que depende de:
 Conductividad térmica especifica
 Diferencia de temperatura entre medios
 Espesor del plan divisorio
 Coeficiente de transmisión térmica
 Cantidad de partículas de leche adheridas a las placas de intercambio
Si no son controlados adecuadamente pueden disminuir el efecto
germicida del tratamiento térmico.
SISTEMAS DE CALENTAMIENTO
(TRATAMIENTOS TERMICOS)
En la industria lechera se utilizan principalmente tres
tratamientos térmicos:
 Termizaciòn
 Pasteurización
 Esterilización
Sin embargo, la selección del tratamiento térmico a
aplicar depende de los objetivos que se persigan y
del producto que se desee elaborar.
• TERMIZACIÒN

Es una operación concebida originalmente como
un tratamiento térmico aplicado a la leche para la
elaboración de quesos, la termizaciòn se aplica a
la leche con el objetivo de destruir y/o detener el
crecimiento de las bacterias psicrotrofas, las
cuales pueden multiplicarse y crecer a bajas
temperaturas, y producir lipasas, proteinisas y
fosfolipasas termorresistentes.

La relación Tº/tiempo en este tratamiento térmico
es de 57 a 68ºC durante 15 segundos.

Este tratamiento permite conservar la leche
durante al menos tres días sin efectos adversos en
la calidad de la leche.

Puede llevarse acabo utilizando preferiblemente
un intercambiador de calor de placas.
EFECTOS DE LA TERMINIZACIÒN SOBRE LOS
COMPONENTES Y M.O DE LA LECHE.
No
produce
cambios
significativos
en
los
componentes de la leche, pero si en ciertas enzimas
y M.O presentes normalmente en la leche.
EFECTOS DE LA TERMINIZACIÒN SOBRE EL
RENDIMIENTO QUESERO
Puede incrementar el rendimiento quesero debido a
que este tratamiento permite reducir y en algunas
veces reversar parcialmente la disociación de la ßcaseína y del calcio de las micelas y de caseína.
• PASTEURIZACIÒN
Es el tratamiento térmico mas utilizado para
minimizar los posibles riesgos ocasionados por los
microorganismos patógenos que esta pueda
contener. Esta operación ha sido concebida para
destruir los principales patógenos termo resistentes
no formadores de esporas como:



Coxiela bumetii
Mycobacterium tuberculosis
Listeria monocytogenes
Algunos tipos de pasteurizacion:
LTLT(Low temperature long time): 30 minutos a 63ºC
 HTST(High temperature short time): minimo 15
segundos a 72ºC.
En el caso de las cremas de leche el HTST debe ser
de al menos 80ºC y mantenerse 5 seg.

Luego de que la leche sea sometida a la
pasteurizaciòn, debe ser enfriada (T ~ 4ºC) con el fin
de evitar crecimiento de microorganismos psicrofilos
causantes de la perdida de su calidad.
Pasterización baja o lenta
Este sistema responde de mejor manera a la
conservación nutricional de la leche, el efecto
germicida no es muy eficaz cuando la leche llega con
una carga microbiana alta a la planta.
No es un sistema muy rentable pues, las
instalaciones ocupan bastante espacio con limitada
capacidad de pasterización por bache.
La temperatura de tratamiento térmico es de 63 a
65ºC durante 30 minutos.
Pasteurización Rápida
Se emplea con mayor frecuencia pues los cambios
en las estructuras de las proteínas no son tan notables
así como la precipitación reducida de sales y la
fosfatasa alcalina es inactivada.
Este sistema es uno de los más económicos:
 No requiere de grandes espacios
 El calor se recupera en una proporción del 80 al
90%
La temperatura de tratamiento térmico es de 71 a
74ºC durante 40 a 45 segundos. La pasterización
rápida se realiza en un pasterizador de placas.
Pasteurización alta

Elevado efecto germicida; ideal utilizarlo cuando la calidad
higiénica de la leche cruda es deficiente. Es posible que se dé la
coagulación del 20% de la albumina y globulina. La capacidad
de formación de grasa en la leche también se ve disminuida por
la desnaturalización de los glóbulos grasos.

La caseína no se afecta por encima de temperaturas del orden
de los 120ºC. La temperatura de trabajo en la pasteurización alta
es de 85ºC durante un tiempo de 8 segundos.

Para verificar el manejo adecuado de temperaturas y tiempos
de trabajo, se valora la enzima peroxidasa la cual se inactiva a
85ºC. La prueba para la detección de la enzima debe ser
negativa. Y la presencia de enzima fosfatasa alcalina es síntoma
de que hubo deficiencias en el manejo de temperatura y
tiempo.
Ultra pasteurización
La reducción de la carga microbiana es bastante elevada
por la acción de una alta temperatura en un breve
espacio de tiempo. Siendo la temperatura entre 135 hasta
150ºC por un tiempo de 2 a 8 segundos. Se tiene que las
modificaciones fisicoquímicas se suceden en igual
proporción a las que se dan en la pasterización alta.
La ultra pasterización se emplea en la producción de
leche como bebida y de leches saborizadas; los costos de
instalación son más elevados que para los sistemas de
pasterización rápida y alta por el consumo de energía y el
grado de automatización.
• ESTERILIZACIÓN

La esterilización permite obtener productos de muy
larga duración, debido a la destrucción de
prácticamente
todos
los
microorganismos,
incluyendo las esporas bacterianas.
Este tratamiento termico utiliza dos métodos:
Sistema continuo, cerrado con envasado aséptico,
en un rango de temperaturas en te 105 y 120ºC
durante 10-40 minutos
Calentamiento UHT durante pocos segundos (3-5s) a
135-145ºC.

EQUIPOS UTILIZADOS PARA LA
APLICACIÓN DE LOS
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
A) Equipos para procesos
discontinuos
a)De vapor
Marmitas
b) De gas c) De calentador electrico
a) y b) De chaqueta con agitador y raspador c) De chaqueta al vacio
d) De serpentin con agitador
Pasteurizador lento
B) Sistemas continuos de
pasteurización
Sistema de pasteurización continuo
Intercambiador de placas
Intercambiador de calor tubular
Banco de Hielo
a) Tanque de enfriamiento de agua b) Formacion de hielo
La aplicación de calor a la leche conduce numerosos cambios
biológicos, químicos y fisicoquímicos, que afectan sus propiedades
nutricionales, organolépticas y/o tecnológicas.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
CALENTAMIENTO DIRECTO E INDIRECTO
Método
Ventajas y desventajas calentamiento directo e indirecto
Ventajas
Desventajas
La
duración
del
calentamiento
y El vapor debe ser saturado, seco y exento de
enfriamiento es casi instantanea
aire. Las instalaciones deben ser en acero
inoxidable
Calentamiento La leche no entra en contacto con la Gran consumo de vapor. Exige un control
superficie calefactora es así que no se riguroso y automático de la densidad del vapor
directo
corre el riesgo de que se queme
por cuanto entra en contacto con la leche y
exige
un
equilibrio
entre
estos
dos
componentes.
La leche no se mezcla con vapor así es
que este no requiere de condiciones
especiales
Transmisión de calor a través de superficie. El
No se requiere de riguroso control de la
proceso es más lento y se expone más tiempo
Calentamiento
densidad del vapor
indirecto
a altas temperaturas. Se corre el riesgo de que
el consumo de vapor no es elevado por
se queme la leche.
cuanto hay recuperación del mismo en los
intercambiadores
CIBERGRAFIA

Agroindustria de productos lácteos. Universidad
Nacional de Colombia. Dirección Nacional de
Innovación
Académica.
Disponible
en:
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/agronomia/lacte
os/html/modulo2.html

Lección 19, Tratamiento térmico. Universidad Nacional
Abierta
y
a
Distancia.
Disponible
en:
http://datateca.unad.edu.co/contenidos/211613/Mod
ulo_zip/leccin_19_tratamiento_trmico.html

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