9. ANEJO VI. INGENIERÍA DEL PROCESO

Transcripción

ANEJO VI
INGENIERÍA DEL
PROCESO
ANEJO VI. INGENIERÍA DEL PROCESO
ÍNDICE ANEJO VI
1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................... - 8 2. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO PRODUCTIVO ...... - 10 3. DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES DEL PROCESO
PRODUCTIVO ................................................................................................... - 12 3.1. Recepción, control y almacenamiento de la materia prima ................. - 12 3.1.1. Recepción de la leche ............................................................................. - 13 3.1.2. Control de calidad de la leche .............................................................. - 16 3.1.3. Almacenamiento previo de la leche cruda ......................................... - 21 3.2. Pretratamiento de la leche .......................................................................... - 23 3.2.1. Eliminación de células y contaminantes de la leche. Limpieza ....... - 23 3.2.2. Termización ............................................................................................. - 26 3.3. Enfriamiento ................................................................................................. - 27 3.4. Estandarización de la leche ........................................................................ - 27 3.4.1. Estandarización del extracto seco magro .......................................... - 27 3.4.2. Desaireación ............................................................................................ - 33 3.5. Normalización, homogeneización y pasteurización ............................. - 34 3.5.1. Normalización de la materia grasa ...................................................... - 34 3.5.2. Homogeneización................................................................................... - 37 3.5.3. Tratamiento térmico: Pasteurización ................................................... - 41 3.6. Enfriamiento de la leche ............................................................................. - 46 3.7. Almacenamiento en tanques isotermos ................................................... - 47 3.8. Adición de aditivos y otros ingredientes................................................. - 47 3.9. Inoculación de cultivos ............................................................................... - 49 3.10. Envasado ...................................................................................................... - 50 3.11. Incubación ................................................................................................... - 58 3.12. Enfriamiento ............................................................................................... - 59 3.13. Almacenamiento y comercialización ..................................................... - 60 -2-
3.14. Expedición ................................................................................................... - 65 3.15. Almacenamiento de la nata ...................................................................... - 65 3.16. Expedición del producto desechado ....................................................... - 65 4. PROGRAMA PRODUCTIVO ................................................................ - 66 4.1. Balance de materias ..................................................................................... - 68 4.1.1. Cálculo de leche cruda necesaria ......................................................... - 69 4.1.2. Necesidades de materias primas .......................................................... - 72 4.1.3. Cálculo de yogur producido ................................................................. - 73 4.1.4. Nata obtenida como subproducto ....................................................... - 74 4.2. Resumen datos obtenidos .......................................................................... - 75 4.3. Diagrama de balance de materias ............................................................. - 77 5. ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA CADA
ACTIVIDAD DEL PROCESO PRODUCTIVO. SOLUCIÓN
ADOPTADA........................................................................................................ - 78 5.1. Maquinaria para la recepción y almacenamiento de la M. Prima ...... - 78 5.2. Eliminación de las células y contaminantes presentes en la leche.
Limpieza ............................................................................................................... - 80 5.3. Enfriamiento ................................................................................................. - 82 5.4. Almacenamiento previo de la leche ......................................................... - 82 5.5. Estandarización del extracto seco magro ................................................. - 83 5.6. Desaireación .................................................................................................. - 92 5.7. Normalización de la materia grasa ........................................................... - 93 5.8. Homogeneización ........................................................................................ - 96 5.9. Pasteurización ............................................................................................... - 98 5.10. Refrigeración de la leche ........................................................................ - 104 5.11. Adición de aditivos y otros ingredientes............................................. - 105 5.12. Inoculación de cultivos ........................................................................... - 106 5.13. Envasado .................................................................................................... - 111 5.14. Incubación ................................................................................................. - 114 5.15. Enfriamiento ............................................................................................. - 117 -3-
5.16. Almacenamiento refrigerado de producto terminado ...................... - 118 6. DEFINICIÓN DE LAS NECESIDADES DE CADA ACTIVIDAD
DEL PROCESO ................................................................................................ - 118 7. IMPLEMENTACIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO
APLICADA......................................................................................................... - 121 7.1. Características técnicas de la maquinaria de proceso ......................... - 121 7.1.1. Bomba centrífuga ................................................................................. - 121 7.1.2. Filtro ....................................................................................................... - 123 7.1.3. Depósito desaireador ........................................................................... - 124 7.1.4. Caudalímetro ........................................................................................ - 125 7.1.5. Bomba centrífuga ................................................................................. - 126 7.1.6. Tanque de recepción ............................................................................ - 128 7.1.7. Bomba centrífuga ................................................................................. - 129 7.1.8. Centrífuga clarificadora....................................................................... - 131 7.1.9. Intercambiador de calor de placas – Enfriador ................................ - 133 7.1.10. Bomba centrífuga ............................................................................... - 134 7.1.11. Tanques de almacenamiento ............................................................ - 136 7.1.12. Bomba centrífuga ............................................................................... - 137 7.1.13. Mezclador en línea ............................................................................. - 139 7.1.14. Dosificador gravimétrico................................................................... - 140 7.1.15. Desaireador ......................................................................................... - 142 7.1.16. Bomba centrífuga ............................................................................... - 143 7.1.17. Pasteurizador ...................................................................................... - 145 7.1.18. Centrífuga desnatadora ..................................................................... - 148 7.1.19. Bomba lobular para el transporte de la nata .................................. - 150 7.1.20. Intercambiador de placas para el enfriamiento de la nata ........... - 152 7.1.21. Tanque de almacenamiento de nata ................................................ - 153 7.1.22. Homogeneizadora .............................................................................. - 154 7.1.23. Bomba centrífuga ............................................................................... - 155 -
-4-
7.1.24. Tanque de espera................................................................................ - 157 7.1.25. Bomba centrífuga ............................................................................... - 158 7.1.26. Tanque de preparación del fermento .............................................. - 158 7.1.27. Bomba lobular ..................................................................................... - 159 7.1.28. Tanque de mezcla y siembra ............................................................ - 161 7.1.29. Bomba lobular ..................................................................................... - 163 7.1.30. Termoformadora – Envasadora ....................................................... - 164 7.1.31. Robot manipulador ............................................................................ - 167 7.1.32. Lavadora de cestos ............................................................................. - 168 7.1.33. Transportador ..................................................................................... - 169 7.1.34. Paletizador ........................................................................................... - 170 7.1.35. Dispensador de palets ....................................................................... - 172 7.1.36. Flejadora .............................................................................................. - 173 7.1.37. Cámara de incubación ....................................................................... - 174 7.1.38. Túnel de enfriamiento ....................................................................... - 175 7.1.39. Cámara frigorífica .............................................................................. - 176 7.1.40. Carretillas transportadoras y elevadoras de palets ....................... - 180 7.2. Resumen de características técnicas de la maquinaria de proceso ... - 181 7.3. Ingeniería..................................................................................................... - 189 7.4. Materiales y acabado de las superficies................................................. - 189 8. NECESIDADES DE AGUA Y ENERGÍA ........................................ - 190 8.1. Consumo de agua ....................................................................................... - 190 8.2. Consumo de energía .................................................................................. - 192 9. DISTRIBUCIÓN DE TIEMPOS EN LA INDUSTRIA .............. - 193 10. NECESIDADES DE MANO DE OBRA ......................................... - 193 11. RESUMEN DE NECESIDADES DE MANO DE OBRA ........ - 197 12. SERVICIOS ANEXOS AL PROCESO PRODUCTIVO .......... - 198 13. DOCUMENTACIÓN EMPLEADA .................................................. - 199 -
-5-
ÍNDICE DE TABLAS ANEJO VI
Tabla 1. Controles que se producen en la recepción de la leche en la industria....
.................................................................................................................................... - 17 Tabla 2. Modificaciones fisicoquímicas debidas a la homogeneización sufridas
por la leche destinada a la elaboración del yogur. .............................................. - 39 Tabla 3. Combinaciones de temperatura-tiempo utilizadas para el tratamiento
de la leche y la mezcla base para la elaboración de yogur. ............................... - 45 Tabla 4. Organización de la producción. ............................................................. - 67 Tabla 5. Cantidad de materias primas necesarias para la elaboración del yogur
probiótico. ................................................................................................................. - 74 Tabla 6. Resumen de las cantidades necesarias de materias primas y las
obtenidas en productos y subproductos en la producción de yogur. ............. - 76 Tabla 7. Rendimiento exigido a cada actividad del proceso........................... - 120 Tabla 8. Resumen de maquinaria de sala de recepción. .................................. - 181 Tabla 9. Resumen de maquinaria de sala de elaboración. .............................. - 183 Tabla 10. Resumen de maquinaria de la sala de envasado. ............................ - 185 Tabla 11. Resumen de maquinaria de la sala de incubación. ......................... - 186 Tabla 12. Resumen de maquinaria de la sala de enfriamiento. ...................... - 186 Tabla 13. Resumen de maquinaria de la sala de almacenamiento refrigerado......
.................................................................................................................................. - 187 Tabla 14. Resumen de maquinaria para el transporte. .................................... - 188 Tabla 15. Necesidades de agua de algunos edificios agroindustriales. ........ - 191 Tabla 16. Necesidades de fuerza electromotriz de los edificios agroindustriales.
................................................................................................................................. .- 192 -
-6-
ÍNDICE DE FIGURAS ANEJO VI
Figura 1. Diagrama de flujo del proceso productivo. .....................................................- 10 Figura 2. Camión cisterna para el transporte de la leche. ..............................................- 13 Figura 3. Medida de la cantidad de leche recibida por una cisterna en la sala de
recepción de una industria láctea.......................................................................................- 14 Figura 4. Limpieza de las cisternas mediante conexión a la instalación CIP...............- 15 Figura 5. Depósito de acero inoxidable de doble pared, con aislamiento, agitador y pies
regulables de apoyo. ............................................................................................................- 23 Figura 6. Código de identificación de resinas de plástico. .............................................- 54 Figura 7. Balance de materia...............................................................................................- 68 Figura 8. Diagrama de balance de materias. ....................................................................- 77 Figura 9. Bomba SIMPLEX-M ..........................................................................................- 123 Figura 10. Filtro estático ....................................................................................................- 124 Figura 11. Bomba SIMPLEX-M .......................................................................................- 127 Figura 12. Tanque de recepción. ......................................................................................- 129 Figura 13. Bomba SIMPLEX-M ........................................................................................- 131 Figura 14. Centrífuga clarificadora. .................................................................................- 132 Figura 15. Intercambiador de placas. ..............................................................................- 134 Figura 16. Bomba SIMPLEX-M ........................................................................................- 136 Figura 17. Bomba SIMPLEX-M ........................................................................................- 139 -
Figura 18. Dosificador gravimétrico. .............................................................................- 142 Figura 19. Bomba SIMPLEX-M .......................................................................................- 145 Figura 20. Pasteurizador HTST.......................................................................................- 148 Figura 21. Bomba lobular. ...............................................................................................- 151 Figura 22. Homogeneizadora..........................................................................................- 155 Figura 23. Bomba SIMPLEX-M .......................................................................................- 157 Figura 24. Bomba lobular. ...............................................................................................- 161 Figura 25. Bomba lobular. ...............................................................................................- 164 Figura 26. Termoformadora- envasadora. ....................................................................- 167 -
-7-
1. INTRODUCCIÓN
En este apartado de ingeniería del proceso se presenta el diagrama de
flujo del proceso productivo, con las actividades que se van a llevar a cabo para
la producción de yogur, en orden, desde la recepción de la materia prima hasta
la expedición del producto acabado y la del producto desechado. También, se
describe cada actividad, atendiendo a los puntos más importantes así como
temperaturas y medidas necesarias para obtener un producto de calidad.
Seguidamente, se elabora el programa productivo en el que se describen
las necesidades de las materias primas necesarias para la elaboración de los
yogures, la cantidad de yogures elaborada diaria, semanal, mensual y
anualmente, y se calcula la leche necesaria para esta elaboración y la nata que se
obtiene como subproducto.
En este programa productivo se expone, además, el diagrama de balance
definiendo las materias primas, productos y subproductos obtenidos.
La elaboración de un programa productivo permite controlar la
producción y las de la industria. Además, se evitan problemas de stock o la falta
de abastecimiento, al conocer exactamente lo que se debe recibir y elaborar.
Una vez conocido el programa productivo, es decir, las necesidades de la
industria y las cantidades que se obtienen, se plantean las alternativas
tecnológicas de la maquinaria para cada actividad del proceso productivo,
describiendo cada opción y adoptando una solución que se ajuste a las
necesidades.
Al elegir la maquinaria más adecuada a la industria, se definen las
necesidades de cada actividad del proceso para, posteriormente, elegir las
-8-
características técnicas de cada máquina de proceso, que se sintetizan en un
cuadro resumen de éstas.
Por último, en este apartado se hace referencia a las necesidades de agua,
energía y mano de obra y a la distribución de tiempos en la industria.
Esta industria tiene únicamente una línea de producción en continuo,
procesando 15.000 l/día de leche de vaca entera enriquecida en omega 3.
Se trabaja durante 12 meses, 5 días en semana (de lunes a viernes),
mientras que los sábados se recibe leche y se limpia la fábrica. Se trabajan 12
h/día distribuidas en 2 turnos de 8 horas. Se procesan 1.250 l/h [(15.000 l/d) /
(12h)]. Los domingos son días libres para todos los trabajadores y los sábados se
dedican a la limpieza pero no a la producción.
El único producto final es el yogur firme enriquecido y el subproducto
que se obtiene es la nata que se destina a la venta a granjas de la zona para
alimentación animal, pero no es procesada en la industria.
La adquisición de la leche enriquecida se realiza por contrato con otra
fábrica de leche enriquecida que procesa la leche de vaca entera para convertirla
en un producto enriquecido en ácidos omega 3. La leche es recogida de lunes a
sábado por camiones cisterna de acero inoxidable isotermos, con una ruta
fijada. El transportista debe presentar una “ficha de recogida” en la que reflejen
los datos necesarios para la trazabilidad del producto.
La recepción de la leche se hará de lunes a sábado, pero los sábados no se
procesa, por lo que esta leche se almacena en tanques isotermos, en la sala de
almacenamiento. Se elabora yogur de lunes a viernes.
La línea tiene capacidad para procesar 15.000 litros de leche al día, que
proceden de 16.000 litros de leche con un contenido graso del 4%. La
elaboración se realiza de lunes a viernes, recibiendo cada día 13.500 litros:
-9-
(13.5000 l/d x 6 d/semana) / 5 d/semana = 11.250 litros se procesan en la planta.
Esto es una aproximación, ya que habrá fluctuaciones, ya que la producción de
leche puede variar debido a la industria de la que proviene. Los excesos de
leche se utilizarán para los inóculos, para reponer pérdidas o se almacenarán
para la siguiente producción.
2. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO PRODUCTIVO
El proceso productivo para la elaboración del yogur firme consta de las
siguientes actividades o etapas hasta llegar al producto final, desde la recepción
de las materias primas hasta la expedición del producto terminado (Ver figura
1).
Figura 1. Diagrama de flujo del proceso productivo.
- 10 -
CONTROL DE CALIDAD
DE LA MATERIA
PRIMA
ALMACENAMIENTO
PREVIO DE LA
MATERIA PRIMA
ENFRIAMIENTO
TERMIZACIÓN
ELIMINACIÓN DE
CÉLULAS Y
CONTAMINANTES LIMPIEZA
ESTANDARIZACIÓN
DEL EXTRACTO SECO
MAGRO
DESAIREACIÓN
NORMALIZACIÓN
ENFRIAMIENTO
PASTEURIZACIÓN
HOMONEGENIZACIÓN
ALMACENAMIENTO
ADICIÓN DE ADITIVOS
Y OTROS
INGREDIENTES
INOCULACIÓN DE
CULTIVOS
ENFRIAMIENTO
INCUBACIÓN
ENVASADO
ALMACENAMIENTO Y
COMERCIALIZACIÓN
EXPEDICIÓN
ALMACENAMIENTO Y
EXPEDICIÓN DE LA
NATA
RECEPCIÓN DE LA
MATERIA PRIMA
- 11 -
3. DESCRIPCIÓN DE LAS ACTIVIDADES DEL PROCESO
PRODUCTIVO
En este punto se detalla el proceso productivo para la elaboración del
yogur firme, explicando cada una de las partes que constituyen este proceso,
desde la entrada de materia prima hasta la expedición del producto final.
El proceso de elaboración de yogur firme se desarrolla en tres etapas:

Recepción, control y almacenamiento de la las materias primas.

Operaciones básicas de las que consta la línea, con los equipos
adecuados.

Almacenamiento refrigerado a 4ºC durante, al menos, 48 horas.
Las primeras etapas son comunes a todas las industrias lácteas, para
introducir la leche y que la producción de los productos lácteos sea uniforme y
continua. Así, se conocen los días que la industria recibe leche pero no la
transforma,
almacenándola
en
condiciones
óptimas
para
su
buena
conservación.
3.1. Recepción, control y almacenamiento de la materia prima
En la recepción de la materia prima en la industria es necesario realizar
controles de calidad, para comprobar que la materia prima está en buen estado,
ya que es fundamental para la buena calidad del producto final. También es
importante el control de cantidad, además de calidad, para tenerlo en cuenta a
la hora del pago de las materias primas.
- 12 -
3.1.1. Recepción de la leche
Se tiene en cuenta tanto la recogida como el transporte de la leche. La
Unión Europea tiene unas normas de higiene para el ordeño, recogida y
transporte de leche para mantener la calidad de ésta. Estas normas están
recogidas en el Real Decreto 402/1996, de 1 de marzo.
La leche llega a la industria en camiones cisterna de acero inoxidable,
isotermo o refrigerado (Ver figura 2). Una vez llegado el camión a la industria
se determina el volumen de leche, se realiza una toma de muestras y se analizan
y, por último, se limpian y desinfectan los medios de transporte.
Figura 2. Camión cisterna de acero inoxidable para el transporte de la leche.
Fuente: Apuntes de clase.
Para el tratamiento suave de la leche, en estos camiones cisternas hay
bombas autoaspirantes y desgasificadores, que también dan una medición
correcta. Para controlar el volumen y que quede automáticamente registrado,
cuentan con un caudalímetro. Esto es necesario para el control de la cantidad.
(Ver figura 3).
- 13 -
Figura 3. Medida de la cantidad de leche recibida por una cisterna en la sala de recepción de una industria
láctea.
Además, estas cisternas disponen de un sistema de toma de muestras y
un sistema de limpieza CIP. La cisterna transporta la leche refrigerada
previamente en tanques refrigeradores de las granjas.
Al llegar a la industria, la leche es transvasada de los camiones cisterna a
los tanques de depósito gracias a una bomba en el muelle de recepción, que
tiene un fácil acceso a los tanques de llenado. También se registra el caudal. Las
cisternas se lavan automáticamente al quedarse vacías (Ver figura 4).
- 14 -
Figura 4. Limpieza de las cisternas mediante conexión a la instalación CIP.
Es muy importante mantener las condiciones higiénicas en todo
momento, ya que se trata con una materia prima fácilmente alterable. Los
camiones de transporte deben ser limpiados antes de recoger la leche y, otra
vez, al descargar la leche en la industria, para que no queden restos de leche
que sirvan como medio de cultivo a microorganismos que contaminen futuras
partidas.
En el muelle de recepción se comprueban los olores y temperaturas
anormales y se toman muestras para su posterior análisis en el laboratorio.
Una vez en la industria, tras la recepción, la leche es enfriada hasta llegar
a los 4ºC y se almacena a esta temperatura. El enfriamiento se lleva a cabo en un
intercambiador de calor de placas.
La leche se descarga en un tanque balanza, o de recepción, donde se pesa
y extraen muestras, y de allí pasa a un tanque de almacenamiento;
- 15 -
generalmente, antes del almacenamiento, la leche pasa por un enfriador y un
filtro o clarificador.
En algunas industrias entre el camión cisterna y el tanque de balanza
suele haber un tanque intermedio con capacidad del doble del tanque de
balanza, para que el vaciado de camiones no haga del tanque de balanza un
“cuello de botella” para la alimentación de los enfriadores.
Los tanques suelen ser de acero inoxidable y tienen agitadores que
uniformizan la leche contenida en ellos, para después sacar muestras
representativas.
Si
las
condiciones
de
producción
y
manipulación
causan
la
contaminación y crecimiento de microorganismos, se crea un problema para el
suministro de leche cruda. Una gran población de microorganismos puede
producir enzimas que sean resistentes a la pasteurización y, a pesar de ser
destruidos los microorganismos con este proceso térmico, las enzimas quedan
en la leche pueden causar cambios y alteraciones tanto en el sabor y el aroma
como en las características físicas. Sólo es preocupante el nivel de enzimas
cuando la tasa no supera los 105 ml-1.
3.1.2. Control de calidad de la leche
Una vez recibida la leche, se somete a un control de calidad en los
laboratorios de análisis y control de la industria. Este control de calidad tiene
gran importancia, ya que del resultado depende el pago a los productores y se
determina la aceptación o el rechazo de la leche, pudiéndose eliminar partidas
defectuosas para el proceso de elaboración del yogur.
- 16 -
Los controles que se producen en la recepción de la leche son los que
aparecen en la tabla 1.
Tabla 1. Controles que se producen en la recepción de la leche en la industria.
Análisis
A la recepción
Tanque antes del
de la cisterna
tratamiento del producto
Edad de la leche
Si
Si
Temperatura
Si
Si
Densidad
Si
-
Contenido en grasa
Si
Extracto seco
Si
-
Acidez o pH
Si
-
Antibióticos
Si
-
Contenido total de bacterias
Si
Si
Conteo de células somáticas
Si
-
Aspecto
Si
Si
Olor y sabor
Si
Si
Si
Si
Control del sistema de
limpieza
Fuente: Elaboración propia.
La industria nunca debe aceptar leche con antibióticos o sedimentos ni
leche procedente de animales enfermos. Cualquier traza puede ser un problema
- 17 -
para la fabricación de los productos que son acidificados por cultivos de
bacterias, como en el caso del yogur.
La calidad higiénica de la leche se determina cuando ésta llega a la
industria, mediante diferentes pruebas, ya que, en la granja sólo se valora de
forma general la calidad de la leche. El resultado de las pruebas en el
laboratorio de la industria determina el precio que el ganadero recibe por esa
materia prima, de ahí la importancia de realizar un buen control de calidad.
Una población excesiva de microorganismos puede producir enzimas
resistentes a la pasteurización, que pueden causar cambios en el yogur. Éstos
pueden ser alteraciones en el aroma y sabor del yogur o en sus características
físicas. El nivel de enzimas será preocupante cuando superen el nivel de 10 5
enzimas por mililitro. La industria tampoco debe aceptar leche que contenga
antibióticos, sedimentos o que provenga de animales enfermos.
A continuación se describen algunas de las pruebas que se realizan en la
industria a la llegada de la leche.
1. Sabor y olor. La leche que llega a la industria en camiones cisterna, es
analizada tomando una muestra. La leche que presenta olores y sabores
distintos de los normales se califica con un coeficiente de calidad inferior,
afectando al pago del granjero. En cambio, la leche que presenta grandes
diferencias en olor o sabor con la leche normal, debe ser rechazada por la
industria.
2. Pruebas de limpieza. Las cántaras en las que se recoge la leche y los
depósitos por los que va pasando deben ser inspeccionados y estar
completamente limpios, ya que, cualquier pequeño residuo en las superficies
interiores indica una limpieza insuficiente, menguando la calidad de la leche y
reduciendo el pago al ganadero.
- 18 -
3. Prueba de higiene o de la resazurina. Una manera de medir la calidad
higiénica de la leche es por su contenido bacteriano. Por ello, las pruebas de la
resazurina son frecuentemente utilizadas. La resazurina es un colorante azul,
que se vuelve incoloro al reducirse químicamente por la eliminación de
oxígeno. Al añadirlo a la leche, la actividad metabólica de las bacterias cambian
el color de este colorante a una velocidad directamente proporcional al número
de bacterias presentes en la muestra. Así, cuanto más rápido cambie de color
azul a incolora, esa muestra tendrá más microorganismos.
Existen dos pruebas que utilizan la resazurina. La primera es una prueba
rápida de control, utilizada para la eliminación de las cántaras con leche en
malas condiciones. La segunda es un test de rutina, para el cual la leche debe
ser refrigerada durante la noche antes de añadir la resazurina. Después se
incuba la muestra en un baño de agua caliente y se mantiene a 37,5 ºC durante
dos horas.
4. Recuento de células somáticas. Se utiliza un proceso simple de
recuento para determinar el número de bacterias presentes. Los recuentos más
frecuentes son:
o
Recuento de organismos mesófilos. Mide las medidas de higiene
del establecimiento. Este recuento es alto cuando la higiene del
sistema de leche es inadecuada. No indica fiablemente la presencia de
mastitis, pero esta técnica y el recueto de patógenos de mastitis si
pueden orientar para detectar infecciones intramamarias, ya que le
número de bacterias patógenas de mastitis aumentaría y se observaría
el tipo de microorganismos que predominan en la muestra. Se
considera que la leche es de excelente calidad cuando presenta menos
de 10.000 ufc/ml.
- 19 -
o
Recuento de organismos coliformes. Indica poca higiene en el
manejo del ordeño y en el equipo de ordeño, también. No debe
sobrepasan las 25 colonias de coliformes no fecales por mililitro.
o
Recuento de organismos termodúricos. Indica higiene inadecuada
en el equipo de ordeño y/o el manejo de ubres mojadas o con
suciedad. Otras causas de altos recuentos de estos organismos son las
bombas que pierden y las uniones sanitarias, pezoneras u otras piezas
de goma deterioradas. Se aceptan valores de 200 – 300 ufc/ml.
o
Recuento de organismos patógenos de mastitis. Orienta sobre las
bacterias que predominan en las infecciones mamarias. Staphylococcus
aureus y Streptococcus agalactiae provienen de glándulas mamarias
infectadas y no de contaminaciones externas.
o
Recuento de células somáticas. Indica tanto el nivel de mastitis en
el rebaño como la calidad de la leche. Un rebaño problema es aquel
que su leche presenta unos valores por encima de 400.000 células/ml.
o
Cultivo de organismos psicotrofos y de Mycoplasma. Se utilizan
para detectar problemas que no se han solucionado con las anteriores
pruebas.
5. Contenido en proteínas. Según el contenido en proteínas las
industrias pueden variar el precio al que pagan su materia prima.
6. Contenido en grasa. El contenido en grasa depende de la raza de la
vaca que proviene, pero también hay que estar atentos de que no se produzcan
fraudes al cambiar la grasa de la leche por otras grasas.
- 20 -
7. Punto de congelación. Medir el punto de congelación de la leche
también sirva para descubrir fraudes y ver si ha sido diluida con agua. La leche
de composición normal tiene un punto de congelación entre -0,54ºC y -0,59 ºC.
Al añadir agua a la leche este punto de congelación sube.
8. Ausencia de antibióticos. La leche cruda debe estar libre de
antibióticos, que se pueden utilizar para el tratamiento de la ubre. En los
preparados con antibióticos viene una advertencia para no usar esa leche para
el consumo humano entre las 72 y 96 horas después del tratamiento.
9. Pruebas para detectar pesticidas, micotoxinas y compuestos
oncogénicos. Las pruebas para detectar la presencia de residuos, micotoxinas y
compuestos anormales que puedan ser oncogénicos o con algún efecto negativo
para el consumidor, deben hacerse en laboratorios bien equipados y con
personal especializado. Las aflatoxinas (un tipo de toxinas) pueden estar
presentes en la leche debido al consumo por parte de la vaca de alimentos con
mohos micotoxigénicos. El tratamiento térmico que posteriormente sufre la
leche no elimina estas aflatoxinas, ni las inactiva.
3.1.3. Almacenamiento previo de la leche cruda
Entre la recepción y el comienzo de su tratamiento, la leche se almacena,
lo que tiene gran importancia cuando se reciben grandes cantidades de leche en
poco tiempo.
El almacenamiento se produce en grandes tanques isotermos, verticales y
de acero inoxidable, a una temperatura de almacenamiento de 4ºC. Los
depósitos deben cumplir unos requisitos como estar aislados y tener un equipo
de agitación suave para que la temperatura y el contenido en grasa de toda la
- 21 -
leche contenida en el depósito sean uniformes. Sólo hay que remover para
impedir la formación de nata, ya que un tratamiento mecánico intenso puede
alterar la leche, sobre todo la materia grasa al incorporarse aire gracias a la
agitación. El agitador debe estar totalmente recubierto por la leche.
Los depósitos son cerrados y evitan el contacto con el oxígeno y la luz,
que alteran las propiedades de la leche. Además, cuentan con camisas de
refrigeración para mantener la temperatura hasta su tratamiento posterior.
Están provistos por medidores de temperatura, de nivel de leche
contenida y de depósito vacío. Su fondo puede ser cónico o plano con una ligera
inclinación para facilitar el vaciado. Por último, la capacidad de estos depósitos
de almacenamiento previo es muy variada, desde el 20 hasta el 100% del
suministro diario de la leche (capacidad entre 6.000 y 15.000 litros).
Para el almacenamiento de grandes cantidades de leche cada vez son
más frecuentes los tanques- silo, de gran capacidad (de 20.000 a 200.000 litros),
de acero inoxidable o plástico reforzado y con un equipo de limpieza química.
Pueden tener aislamiento o no, se pueden colocar al aire, en el exterior de la
fábrica, ahorrando espacio.
Un ejemplo de estos depósitos se muestra en la figura 5.
- 22 -
Figura 5. Depósito de acero inoxidable de doble pared, con aislamiento, agitador y pies regulables de
apoyo.
Fuente: Apuntes de la asignatura de Tecnología de Alimentos. E.T.S.I. Agrónomos. Madrid
3.2. Pretratamiento de la leche
El primer paso para la elaboración del yogur es el tratamiento térmico de
la leche y la eliminación de las impurezas que contenga. Hay dos procesos:
· Eliminación de las células y contaminantes presentes en la leche.
· Termización.
3.2.1. Eliminación de células y contaminantes de la leche. Limpieza
En la leche se pueden encontrar células epiteliales o leucocitos de la
glándula mamaria de la vaca o por la falta de cuidado a la hora del ordeño,
siendo contaminada por paja, hojas, pelos, excrementos, etc., o incluso, durante
el transporte.
- 23 -
Los productores de leche tratan de eliminar todo este tipo de sustancias
contaminantes para garantizar la máxima calidad de sus materias primas y
productos elaborados. También se eliminan los coágulos formados por
proteínas debido a la presencia de algunos microorganismos.
En el proceso de depuración se eliminan sustancias orgánicas e
inorgánicas, además de reducir el contenido de microorganismos de la leche, ya
que se encuentran adheridos a los aglomerados de proteínas y a las partículas
de suciedad.
El procedimiento seguido es el siguiente:
En primer lugar, se realiza una limpieza previa, pasando la leche a través
de una tela mecánica colocada sobre las bandejas de la balanza de recepción, y
a través de un tamiz dentro de la tubería que conduce la leche desde la balanza
hasta el depósito de almacenamiento previo. En este primer paso se retienen las
partículas más groseras.
Después se utilizan filtros, para depurar grandes cantidades de leche
que no se tienen que desnatar simultáneamente, ahorrando energía. También se
debe filtrar la leche cuando no se van a destruir inmediatamente los
microorganismos mediante un tratamiento térmico. La filtración no es muy
efectiva contra las colonias bacterianas, y éstas continúan su multiplicación en
la leche.
Las impurezas que no son retenidas por los filtros debido a su pequeño
tamaño, se separan gracias a la centrifugación (proceso conocido como
higienización o clarificación de la leche). La centrifugación permite realizar
conjuntamente la depuración y la separación de la nata en una sola máquina, de
forma regular y continua. Utilizando centrífugas se eliminan partículas de hasta
4-5 µm de diámetro.
- 24 -
La leche clarificada debe ser inmediatamente pasteurizada, ya que las
bacterias son aisladas en pequeñas colonias tras este gran tratamiento mecánico,
y tienen una gran capacidad de multiplicación.
La clarificación consiste en que la leche se introduce en un rotor que gira
a gran velocidad (3.000 – 4.000 r.p.m.) y se somete a una gran fuerza centrífuga,
separándose la leche y los lodos, que salen por la parte inferior de la centrífuga.
Las impurezas o lodos, debido a su mayor peso específico, se desplazan a
la periferia, separándose de la leche clarificada. Cuanta mayor sea la
temperatura (50 - 60ºC), más se favorece este fenómeno de separación, por lo
que se suele combinar con tratamientos térmicos.
La leche sale del pasterizador a 50 – 60ºC y pasa a la centrífuga (que
actúa como higienizadora o como higienizadora y desnatadora), y vuelve al
pasteurizador donde continúa el tratamiento térmico. Tras la centrifugación, la
temperatura de la leche puede subir unos 2ºC.
Con respecto a los lodos obtenidos en la centrifugación, éstos contienen
grandes cantidades de suciedad, sangre y sustancias extrañas de tipo proteico,
además de gérmenes patógenos.
Los lodos pueden ser separados en las “centrífugas sin mecanismo de
autolimpieza”, como son las centrífugas higienizadoras, formando una masa
espesa con elementos sólidos, o en las “centrífugas con mecanismo de
autolimpieza”, donde se obtienen en forma líquida (leche con un gran
contenido en impurezas y microorganismos).
Los lodos en forma líquida pueden utilizarse para alimentación del
ganado, ya que contienen sustancias nutritivas, siempre y cuando no produzcan
infecciones. Se esterilizan con vapor o productos alcalinos y después se
colorean.
- 25 -
Por el contrario, los lodos espesos tienen una difícil esterilización, y se
suelen incinerar.
Por otro lado, la bactofugación de la leche es una técnica de separación
que elimina y destruye las formas específicas de microorganismos de la leche.
La utilización de separadores “bactófugos” en el procesado de la leche no es
necesaria, ya que es suficiente con tratar la leche térmicamente para la eliminar
o reducir notablemente el número de microorganismos esporulados presentes,
y que no se produzcan problemas en la elaboración del yogur.
3.2.2. Termización
La termización es un tratamiento térmico suave que destruye la mayoría
de los microorganismos presentes en la leche, sobre todo los alterantes que se
desarrollan
durante
el
almacenamiento
frigorífico
(microorganismos
psicótrofos).
Consiste en un calentamiento a 63 – 65ºC durante 15 segundos. Esta
combinación de temperatura y tiempo no inactiva la enzima fosfatasa.
Este tratamiento se realiza para evitar la alteración de la leche por el
desarrollo de microorganismos durante el almacenamiento previo, cuando no
es posible procesar la leche inmediatamente.
Además, este tratamiento térmico suave provoca la activación de las
esporas, que se transforman en su forma vegetativa, siendo eliminadas
posteriormente durante la pasteurización.
- 26 -
3.3. Enfriamiento
Tras la termización (en el caso de producirse para conservar la leche que
no va a ser procesada inmediatamente), es necesario enfriar la leche a 4ºC, para
ir abasteciendo la línea de elaboración.
3.4. Estandarización de la leche
Para evitar los efectos de las variaciones intrínsecas de la composición de
la leche hay que estandarizar, normalizar o enriquecer ésta para cumplir con las
especificaciones exigidas por la ley de composición del yogur (contenido en
grasa y/o extracto seco magro) y para estandarizar la calidad del yogur (acidez,
suavidad y consistencia o viscosidad del coágulo) ya que los consumidores
relacionan la buena calidad con unos parámetros establecidos.
Para estandarizar la leche se producen dos operaciones:
- Estandarización del Extracto Seco Magro (E.S.M.).
- Normalización de la materia grasa (aprovechando el calentamiento de
la pasteurización), se realiza junto con la higienización.
3.4.1. Estandarización del extracto seco magro
El Extracto Seco Magro (E.S.M) de la leche para la obtención de yogur,
está formado fundamentalmente por lactosa, proteínas y sales minerales. Su
porcentaje está regulado por la legislación de cada país. En España, el ESM
mínimo que debe contener la leche de partida como materia prima es de 8,5%.
Según el fabricante, la consistencia y viscosidad del coágulo tienen una gran
importancia y, en general, cuanto mayor sea el ESM, mayores serán estas
- 27 -
propiedades físicas del yogur. Además, el incremento del ESM y la proporción
de caseína y proteínas solubles, reducen la separación del suero.
Para una excelente calidad del yogur, el ESM debe ser del 15 – 16%, pero
la mayoría de los comerciales están entre el 14 y el 15%. Desde el 16% al 20%
apenas existe diferencia, por eso no merece la pena incrementarlo a este nivel,
ya que no afecta a la calidad del producto final. Un ESM superior al 25% puede
inhibir la actividad de los cultivos y ser un problema para la producción del
yogur.
En los yogures desnatados o con menor contenido en grasa, es necesario
incrementar el ESM, ya que son más sensibles a los procesos mecánicos que los
yogures elaborados con leche entera. En el caso de los yogures suplementados,
el ESM es menor, pero se incrementa al añadir las sustancias complementarias.
Para normalizar el contenido del ESM se pueden llevar a cabo tres
métodos: la adición de sólidos lácteos, la evaporación y la concentración por
membranas.
3.4.1.1. Adición de sólidos lácteos
Para llevar a cabo la adición de sólidos lácteos con el fin de incrementar
el ESM, se pueden añadir a la leche distintas sustancias (explicadas
anteriormente en el apartado de materias primas):
-
Leche en polvo
-
Suero de leche en polvo
-
Caseína/caseinatos en polvo
-
Concentrados de proteínas de lactosuero
-
Mazada de polvo
- 28 -
Se pueden añadir proteínas de la leche, suero en polvo o natas
pasteurizadas, según la legislación española, en una cantidad máxima de hasta
el 5% en el yogur natural, y de hasta el 10% en otros yogures.
La leche con un contenido incrementado de materia seca por la adición
de sólidos lácteos, debe ser desaireada para evitar el riesgo de separación del
lactosuero y que se inhiba el crecimiento de los microorganismos responsables
de la fermentación, debido a un exceso de oxígeno disuelto en la leche.
La utilización de suero de leche en polvo, concentrados de proteína del
lactosuero y mazada de polvo, se realiza sólo si en la industria se obtienen estas
sustancias como subproductos de otras líneas de elaboración. En esta industria
sólo se considera la adición de leche en polvo.
La adición de leche en polvo es el método más frecuente para
incrementar el ESM de la leche utilizada como materia prima para la
elaboración del yogur. La leche en polvo desnatada que se añade puede oscilar
entre el 1 y el 6%, pero hay que tener cuidado porque un exceso puede dar
“sabor a polvo” en el yogur. Se recomiendan valores entre el 3 y el 4%. La leche
en polvo desnatada es la más empleada, aunque se pueden añadir otros tipos
de leche en polvo.
Los ingredientes deshidratados se añaden a la fase acuosa (leche entera,
desnatada o agua) y los equipos están diseñados para asegurar la completa
dispersión de los ingredientes deshidratados, evitar la formación de grumos,
producir la mínima incorporación de aire y permitir una fácil limpieza y
desinfección.
La adición de leche en polvo es el método más empleado. La proporción
de leche en polvo desnatada añadida varía entre el 1% y el 6%, teniendo
cuidado para que un exceso de ésta no de “sabor a polvo”, lo más aconsejable
son valores entre el 3 y el 4% para enriquecer la leche en caseína, aumentando el
- 29 -
valor nutricional de la leche. La adición del 1% de leche en polvo, incrementa
un 0,3% el contenido en proteína. Es imprescindible medir la densidad tras
normalizar la leche.
Se puede añadir leche en polvo entera, semidesnatada o desnatada,
según la legislación española, en una cantidad máxima de hasta el 5% en el
yogur natural, y de hasta el 10% en otros yogures. Cuando se utilizan productos
lácteos en polvo para aumentar el ESM de la leche, se deben utilizar tamices de
tela mecánica para separar las partículas de leche en polvo, aglomeradas pero
no disueltas.
3.4.1.2. Evaporación
La evaporación es un método muy utilizado en la industria láctea para la
concentración de productos. Consiste en la ebullición y eliminación del agua,
mediante la adición de calor.
La leche en sensible al calor y puede deteriorarse su calidad con las
temperaturas elevadas. Para evitar este efecto, se realiza la evaporación a vacío
a temperaturas relativamente bajas de 40ºC.
Con la concentración de la leche se elimina un 10 – 25% de agua,
aumentando el Extracto Seco Total en un 2 – 4%, equivalente al incremento por
la adición de leche en polvo.
Existen varios tipos de evaporadores como evaporadores de circulación
forzada, de película descendente, tubular, de placas o de efecto múltiple.
Los resultados de la evaporación son buenos por trabajar a bajas
temperaturas en cortos períodos de tiempo.
- 30 -
La leche debe ser previamente normalizada, ya que la evaporación
concentra los componentes de la leche, excepto pequeñas pérdidas de
componentes volátiles.
Por último, la evaporación presenta ventajas como la eliminación del
agua a vacío, arrastrando el aire retenido, estabilizando el coágulo y reduciendo
la sinéresis durante el almacenamiento del producto final.
3.4.1.3. Concentración por membranas
La concentración por membranas, la ultrafiltración y la ósmosis inversa
son métodos alternativos para el enriquecimiento de la mezcla base. Las
técnicas de membranas fuerzan el paso de la leche por una membrana porosa
reteniendo sus componentes, dependiendo del tamaño del poro. Las diferencias
entre estas tres técnicas son las presiones a las que trabajan. La ósmosis inversa
presenta un tamaño de poro menor pero trabaja a presiones muy superiores
que las otras.
En función del peso molecular, los componentes de la leche se
diferencian en:
-
Macromoléculas: proteínas y grasa.
-
Moléculas de peso medio: lactosa y sales.
-
Moléculas de bajo peso molecular: agua.
Previamente a la concentración por membranas, la leche debe ser
desnatada y después se concentra hasta alcanzar el porcentaje de extracto seco
total necesario y, finalmente se normaliza el contenido en grasa añadiendo nata.
Las membranas de ósmosis inversa permiten solo el paso de agua, por lo
que el concentrado está formado por todos los componentes de la leche. En
- 31 -
cambio, las membranas de ultrafiltración permiten el paso de solutos de bajo y
medio peso molecular, perdiendo agua, lactosa y sales, y quedando proteínas y
grasas.
En la fabricación del yogur es mejor la aplicación de membranas de
ultrafiltración para obtener una mezcla base rica en proteínas y baja en lactosa.
Esto lleva a una menor postacidificación durante el almacenamiento
refrigerado. Se obtiene un yogur suave, cremoso con favor ácido y de buena
calidad.
En general, el contenido de grasa se normaliza antes de la evaporación
pero, cuando la leche desnatada se concentra por ultrafiltración se realiza
después de la concentración, debido a que la gran presión generada puede
alterar las propiedades físicas de la grasa, menguando la calidad del yogur por
la “separación de aceite” o por el “efecto batido”.
De entre las tres opciones para incrementar el extracto seco, en esta
industria se utiliza la adición de sólidos lácteos, descartando la evaporación y
la concentración por membranas.
Las ventajas de la adición de sólidos lácteos son su economía, ya que la
inversión de capital es menor que con las otras técnicas, la mayor producción en
la industria, sus múltiples soluciones tecnológicas que son fiables y muy
utilizadas en las industrias lácteas, que los riesgos se pueden controlar
siguiendo las indicaciones necesarias y, por último, su fácil disposición.
Por su disponibilidad, se utiliza leche en polvo, ya que en esta industria
no se obtienen otros subproductos lácteos que pudieran ser utilizados. Se utiliza
leche en polvo desnatada, de tal forma que el extracto seco se incrementará en
proteínas pero no en grasa.
- 32 -
En este momento del proceso productivo se realiza la incorporación de
los azúcares y/o edulcorantes, previamente a la pasteurización, junto a la leche
en polvo. Tras el tratamiento térmico se incorporan los demás ingredientes que
son sensibles al calor, como aromas y colorantes.
3.4.2. Desaireación
La desaireación es un proceso necesario en la elaboración del yogur, ya
que en las etapas de preparación de la leche (normalización del extracto seco
magro y adición de aditivos) se incorpora oxígeno a ésta, además de en los
tratamientos mecánicos que sufre y durante su manejo, transporte y recepción.
A la llegada a la industria láctea de la leche, ésta puede contener hasta un
10% de aire, aunque puede ser reducido debido a la presencia de un
desgasificador en el camión cisterna que la transporta. Además, la leche pasa
posteriormente por circuitos cerrados de intercambio térmico, lo que no permite
el desprendimiento de oxígeno.
La desaireación no es necesaria cuando el contenido de extracto seco se
incrementa por evaporación; pero en este caso, al añadir leche en polvo
desnatada, se produce incorporación de aire. Hay que desodorizar la leche en
un depósito al vacío.
A pesar de que sea inevitable, la entrada de aire debe ser la menor
posible porque en la elaboración de productos lácteos acidificados el oxígeno es
inhibidor de los cultivos del yogur.
La presencia de aire puede causar la formación de espuma (lo que hace
menos eficaz la pasteurización), el fraccionamiento de la materia grasa (lo que
produce nata en la superficie u oxidación dando olores desagradables), errores
- 33 -
en la medida del volumen de la leche e incrustaciones en la superficie de los
pasteurizadores. También reduce la estabilidad del yogur por la expulsión del
lactosuero, facilitando la sinéresis.
Con el desaireado se consigue mejorar las condiciones de trabajo del
homogeneizador, la estabilidad y viscosidad del yogur final y el desarrollo de la
fermentación (ya que desaparece el efecto inhibidor del oxígeno). Además, se
eliminan sustancias olores indeseados, aumentan los efectos de la posterior
homogeneización y, por último, se reduce el riesgo de quemado de la leche por
el calentamiento en el intercambiador de placas.
La desaireación se realiza a una temperatura de 70 – 75ºC y a una presión
de 70- 80kPa.
3.5. Normalización, homogeneización y pasteurización
La normalización, la homogeneización y la pasteurización son procesos
indispensables en la elaboración del yogur.
3.5.1. Normalización de la materia grasa
El contenido de materia grasa influye directamente en el sabor, aroma y
textura del yogur. Los yogures calificados como de “alta gama” son los que
mayor contenido graso presentan en el mercado.
La normalización de la materia grasa tiene como objetivos el desnatado,
desplazando la materia grasa al interior y la leche desnatada hacia el exterior de
la centrífuga (en el caso de utilizarla) obteniéndose fracciones separadas; y la
- 34 -
separación de la suciedad y los microorganismos alterantes rompiendo los
aglomerados de proteínas en los que se adhieren.
Para estandarizar la materia grasa se puede mezclar leche entera con
leche desnatada, añadir nata a la leche entera o desnatada o se pueden utilizar
centrífugas.
Las desnatadoras realizan la mezcla continua dentro del circuito. La
leche entera se fracciona en nata y en leche desnatada y, después la leche
desnatada se normaliza añadiendo el excedente de nata obtenido.
El yogur puede contener hasta un 10% de grasa, aunque la legislación
española establece un contenido mínimo de 2% en su parte láctea. Los yogures
que en su parte láctea tengan un contenido de materia grasa máximo de 0,5%
deben ser calificados como “desnatados”. El contenido medio en grasa de la
leche está entre un 3,8 y un 4,2%.
La cantidad de cada uno de los componentes necesarios para la
estandarización de la leche se puede calcular por el método de Pearson, basado
en el siguiente gráfico:
- 35 -
Siendo A = Cantidad de leche inicial con el valor de mayor contenido en grasa
B = Cantidad de leche inicial con valor de menor contenido en grasa.
C = Partes del producto de mayor porcentaje de grasa (E – B)
D = Partes del producto de menor porcentaje de grasa (A – E). Se suman (C + D).
E = Porcentaje o cantidad de grasa deseada en el producto final.
También se pueden hallar los rendimientos de grasa y de desnatado de la
leche, mediante un balance de masa y de grasa. Se puede conocer el
rendimiento de crema, conociendo los contenidos de grasa de la leche entera, de
la leche descremada y de la crema.
Balance de masa:
L=D+C
Siendo:
L = Cantidad de leche entera
D = Cantidad de leche descremada
C = Cantidad de crema
Balance de grasa:
GL. L = GD. D + GC. C
Siendo:
GL = Grasa de la leche entera
GD = Grasa de la leche descremada
GC = Grasa de la crema
- 36 -
Rendimiento de grasa en la crema:
rG =
Rendimiento de grasa en la leche descremada:
rG =
La leche cruda se desnata a una temperatura de 40 – 50ºC, aprovechando
el incremento de temperatura para la pasteurización, y no tras ésta, ya que así la
nata se puede vender como nata cruda y no como nata pasteurizada, en el caso
de que exista excedente de nata.
3.5.2. Homogeneización
La homogeneización es un tratamiento físico de la leche mediante el que
se dispersan los glóbulos de grasa evitando la concentración y ascensión de la
nata en el depósito. Los glóbulos grasos se reducen hasta un tamaño de 1 µm y
su superficie interfacial con el suero aumenta.
La homogeneización tiene los siguientes beneficios:
-
Aumenta la superficie total de los glóbulos grasos, retrasando la
formación de nata.
-
Aporta un sabor agradable a la leche.
-
Aumenta la digestibilidad de la leche.
-
Aumenta la viscosidad de la leche.
-
Mejora las características reológicas del yogur (viscosidad y consistencia)
y disminuye la sinéresis.
Las características físicas del yogur mejoran debido a la reducción del
tamaño del glóbulo graso y el aumento de la adsorción sobre las micelas de
- 37 -
caseína, generando un mayor volumen de sustancias en suspensión; se modifica
la capacidad de retención de agua de las proteínas disminuyendo la sinéresis y
aumentan los fosfolípidos y proteínas presentes en las membranas de los
glóbulos grasos, mejorando la capacidad de agua del coágulo.
Pero
la
homogeneización
también
presenta
algunos
aspectos
perjudiciales como los siguientes:
-
Se aumenta la superficie expuesta a las lipasas microbianas, pudiendo
aparecer transformaciones lipolíticas.
-
Pueden aparecer defectos de sabor ya que la leche es más sensible a la
luz (rancio, jabonoso, “sabor a oxidación”).
-
La superficie de ataque contra la acción microbiana se incrementa.
-
Se reduce el tamaño de los glóbulos grasos, pero se aumenta el volumen
de las caseínas. Esto produce un menor acercamiento de las partículas,
formando un coágulo más blanco en el proceso de coagulación. Para
evitar esto, se suele hace homogeneización de la nata o en caudal parcial,
sin alterar la estructura de la caseína.
Con la homogeneización se trata de mejorar la consistencia y el sabor,
formando un gel de acidificación y reduciendo la excreción del lactosuero en el
yogur.
Para homogeneizar la leche, se aumenta la presión con una bomba de
alta presión, y se fuerza su paso por un cabezal con una pérdida de presión
(cavitación), aumentando su velocidad (turbulencia).
Cuanto menor sea el contenido de grasa y más alta sea la temperatura y
presión, mayor será el efecto homogeneizador. Para unas propiedades físicas
óptimas del yogur los valores necesarios serían 20 – 25 MPa de presión y 65 –
70ºC de temperatura. Se puede homogeneizar tanto antes, como durante o
incluso, después del tratamiento térmico, pero se evita realizarla después del
- 38 -
tratamiento térmico simplemente para disminuir los riesgos de contaminación
bacteriana. La homogeneización aporta un efecto germicida suplementario al de
la pasterurización, ya que también en esta fase se destruyen colonias
microbianas.
Una unidad de homogeneización consta de:

Una bomba de presión.

Una cabeza o válvula de homogeneización.
Los factores que influyen en este proceso son la presión, la temperatura,
el caudal volumétrico y la forma de la tobera del homogeneizador. En el caso de
ésta última, es necesario elegir la adecuada para poder reducir a la presión
necesaria para conseguir el grado de homogeneización adecuado.
A modo de resumen de las modificaciones fisicoquímicas que sufre la
leche destinada a la elaboración del yogur debido al efecto de la
homogeneización, se incluye la tabla 2 con los principales cambios.
Tabla 2. Modificaciones fisicoquímicas debidas a la homogeneización sufridas por la leche destinada a la
elaboración del yogur.
Efecto de la
Modificaciones en el yogur
homogeneización
Aumento de la
Reducción del tamaño de los glóbulos grasos y aumento de la
viscosidad
adsorción sobre las micelas de caseína, aumentando el volumen
total de sustancias en suspensión.
Actividad xantín-oxidasa
Debido a la desorganización de la membrana del glóbulo graso
que tiene la mitad de actividad enzimática presente en la leche.
Color (más blanco)
El aumento de glóbulos grasos aumenta la reflexión y dispersión
de la luz.
Lipólisis
Aumenta la superficie total de la grasa expuesta a las lipasas. La
- 39 -
rotura de la membrana del glóbulo graso aumenta la lipólisis
debido a los cutlivos estárter.
Mezcla correcta
Si la leche es enriquecida con leche en polvo.
Contenido en
Hay una mayor transferencia de material de membrana en la leche
fosfolípidos en la leche
desnatada.
desnatada
Formación de espuma
Hay más fosfolípidos en la fase no grasa de la leche y su bombeo
provoca espuma en los tanques de incubación.
Disminución del tamaño
Evita la formación de nata en el yogur, sobre todo en la
de los glóbulos grasos
incubación.
Sabor oxidado
Los fosfolípidos migran a la fase no grasa de la leche y forman
compuestos
con
grupos
sulfhidrilos
que
actúan
como
antioxidantes. Al desnaturalizarse las proteínas del lactosuero
quedan expuestos grupos SH.
Estabilidad de las
Hay cambios en las proteínas debido a la desnaturalización y a las
proteínas
modificaciones de equilibrio salino.
Aglutinación y fuerza
Disminuye la aglomeración de glóbulos grasos por la adsorción de
ascensional efectiva
micelas de caseína sobre los glóbulos grasos.
Caseína presente en la
Hay una transferencia desde la fase no grasa formando una nueva
fase no grasa
membrana alrededor de los pequeños glóbulos grasos.
Sinéresis
Aumenta la capacidad de retención de agua por las caseínas que
están en la membrana del glóbulo graso y por las interacciones
proteína-proteína.
Fuente: Elaboración propia a partir de Tamine y Deeth (loc. Cit.) Adaptado por Brunner (1974), Muldr
Walstra (1974), Harper (1976).
Además de lo ya explicado, se puede homogeneizar la leche con
ultrasonidos de onda corta (18 – 30 kHz), formando ciclos de compresiones y
- 40 -
expansiones que colapsan los glóbulos grasos y reducen su tamaño a la vez que
aumentan su estabilidad.
La homogeneización se lleva a cabo al alcanzar la temperatura de 65 –
70ºC, aprovechando el incremento de temperatura para la pasteurización y no
tras ésta.
3.5.3. Tratamiento térmico: Pasteurización
La pasteurización de la leche es una de las actividades más importantes
en el proceso de elaboración del yogur, ya que es necesaria para eliminar los
microorganismos patógenos y alterantes y proporcionar al producto final la
calidad necesaria para ser consumido. Una vez que la leche haya sido
pasteurizada y se hayan eliminado los microorganismos indeseables, ésta se
inoculará con los cultivos necesarios para la fabricación del yogur, siempre en
ese orden, ya que si fuera al revés, estas bacterias productoras de ácido serían
eliminadas y no se obtendría el producto final.
El yogur debe ser sometido a un proceso de pasteurización autorizado y
que asegure la eliminación o inactivación de los microorganismos indeseables.
Además, para que el yogur tenga su adecuada consistencia debe tener lugar la
coagulación ácida y la desnaturalización de las proteínas del suero, en concreto
de la β-lactoglobulina. Esto se produce a temperaturas mayores de 75ºC. Los
valores óptimos para la mejor consistencia son las temperaturas entre los 85ºC y
los 95ºC.
Aumentar la temperatura a 100ºC no consigue aumentar el efecto, pero sí
desnaturaliza la caseína, disminuyendo la estabilidad del gel ácido. Las
proteínas desnaturalizadas del suero limitan la sinéresis, evitando la exudación
del suero.
- 41 -
Con la aplicación de estas altas temperaturas se consigue eliminar los
gérmenes contaminantes, permitiendo el crecimiento de la flora propia del
yogur.
Además de destruir bacterias patógenas, también se elimina oxígeno,
creando las condiciones adecuadas para el crecimiento de L.bulcaricus. Con la
alteración de las proteínas de la leche, se consigue también un medio nutritivo
para las bacterias del yogur.
Mediante la pasteurización se consiguen los siguientes objetivos:
-
Destrucción de los microorganismos patógenos e indeseables. Con este
tratamiento térmico se consiguen destruir gérmenes patógenos tales
como Mycobacterium tuberculosis, Salmonella, Brucella, los estafilococos y
los estreptococos; y el 99% de la flora banal.
Pero aún así, no se consiguen eliminar todas las formas bacterianas tales
como esporas o enzimas termoestables, ya que resisten a estos tratamientos de
calor. Los microorganismos estárter del yogur encuentran un medio nutritivo
adecuado para su crecimiento en el yogur debido a que la población microbiana
total ha sido previamente eliminada. No hay que olvidar que se debe partir de
materias primas de buena calidad microbiológica, sin grandes contaminaciones
microbianas.
-
Cambios en las propiedades fisicoquímicas de
la leche.
La
pasteurización tiene diferentes efectos en la leche, destacando el efecto
sobre las proteínas y sobre otros componentes de la leche.
En relación al efecto sobre las proteínas, el calentamiento por encima de
los 80ºC provoca su desnaturalización y reaccionan con las caseínas formando
micelas más estables.
- 42 -
A medida que las micelas aumentan su tamaño, se forma una matriz
reticular en la que queda retenida la fracción acuosa. Se forma un coágulo firme
y resistente a la sinéresis. La estabilidad del coágulo depende del tratamiento
seguido y de su intensidad, ya que de ello depende la cantidad de proteínas
desnaturalizadas que reaccionarán con la caseína.
Tras el calentamiento de la leche a 80ºC aparecen las propiedades
hidrofílicas de las proteínas, que van disminuyendo a medida que aumenta la
temperatura. Esto es un problema ya que aumenta la tendencia a la sinéresis.
Las globulinas son las responsables de la separación de la grasa (favoreciendo la
agrupación de los glóbulos grasos) y su subida a la superficie, en la leche fría.
Por eso, es importante la desnaturalización de las globulinas, ya que se evita la
formación de la capa de crema.
En relación al efecto de la pasterización sobre otros componentes de la
leche, puede ocurrir que se modifique el equilibrio salino (calcio, fosfato, citrato
y magnesio). Estos minerales están en la leche entre forma soluble y coloidal y,
con el tratamiento térmico pasa, por ejemplo, calcio soluble a forma coloidal,
pasando a formar parte de la micela de caseína, aumentando su tamaño y
reteniendo más agua.
Con tratamientos térmicos intensos se pueden perder vitaminas
hidrosolubles como vitamina B1, B12 o C, con la consiguiente pérdida de valor
nutritivo del producto final.
Por último, con el tratamiento térmico se pueden eliminar olores
indeseables pero también pueden aparecer otros como olor a caramelo, debido
a las reacciones de Maillard.
- 43 -
En el proceso de elaboración del yogur, la leche no debe contactar
directamente con el medio calefactor, se debe calentar por medios indirectos, al
igual que ocurre en la refrigeración del coágulo.
Existen diferentes tratamientos térmicos como la pasteurización, la
esterilización, el escaldado o la cocción. Para la elaboración del yogur se utiliza
la pasteurización, ya que es un alimento ácido.
Por encima de un pH de 4,6 en alimentos menos ácidos se recurre a la
esterilización, ya que a valores de pH más altos pueden resistir algunos
microorganismos y es necesaria la aplicación de un tratamiento térmico que
destruya todas las formas microbianas.
El escaldado y la cocción son utilizados cuando es necesaria una cierta
reducción bacteriana, pero, sobre todo, el objetivo es lograr cambios en las
propiedades físicas del alimento.
En el caso de la elaboración del yogur, la pasteurización es el tratamiento
térmico más adecuado, ya que provoca la destrucción de todos los organismos
patógenos en fase vegetativa y de los microorganismos alterantes con un pH
menor de 4,6. A estos valores de acidez alta, sólo se desarrollan
microorganismos alterantes del alimento, pero no patógenos para el ser
humano.
Para la eliminación de todos los microorganismos presentes que puedan
ser contados por una técnica de recuento y, además la eliminación de sus
esporas, se utiliza una técnica de esterilización, en la que se utilizan
temperaturas superiores a los 100ºC.
- 44 -
En la tabla 3 se exponen las diferentes combinaciones de tiempos y
temperaturas que se pueden utilizar para el tratamiento de la leche. En rojo
están marcados los tratamientos térmicos más frecuentes utilizados en la
industria del yogur.
Tabla 3. Combinaciones de temperatura-tiempo utilizadas para el tratamiento de la leche y la mezcla base
para la elaboración de yogur.
Tiempo
Temperatura
Tratamiento
Observaciones
(ºC)
Pasterización:
30 minutos
65
temperatura
baja
–
tiempo Permiten
la
prolongado
destrucción
del
(mantenimiento)
99% de las formas
vegetativas.
Alta temperatura, tiempo
15 segundos
72
breve (HTST)
30 segundos
85
Alta temperatura, tiempo Destruyen todas las
prolongado (HTLT)
Temperatura
5 minutos
90-95
muy
formas vegetativas
alta, y algunas esporas.
tiempo breve (VHTSH)
Esterilización convencional Destruye todas las
20 minutos
110-115
en botellas
formas vegetativas
y todas las esporas
3 segundos
115
Temperatura
ultra-alta
UHT a baja temperatura
Destruyen todos los
16 segundos
135
UHT tiempo prolongado
microorganismos y
esporas, excepto los
1 – 2 segundos 140
UHT
tratamientos UHT a
baja temperatura.
0,8 segundos
150
Tratamiento UHT francés
Fuente: Adaptado de Davis (1968), Ged y Alias (1976), Lyster (1979).
- 45 -
Una vez realizado el tratamiento térmico, tiene lugar su comprobación
mediante dos pruebas de control, que consisten en el diagrama del registro
térmico y el análisis de la presencia de enzimas (prueba negativa).
La presencia de la fosfatasa alcalina indica una pasteurización baja
inadecuada o insuficiente. Hay que tener en cuenta que esta enzima se reactiva
en algunas circunstancias y puede dar lugar a errores aún habiéndose realizado
correctamente la pasteurización.
La cantidad de calor necesaria en esta actividad de tratamiento térmico,
al igual que en la siguiente de enfriamiento de la leche, influye en la
rentabilidad del proceso.
En esta industria se llevará a cabo el tratamiento térmico HTLT, tratando
la leche cruda a 85ºC durante 30 segundos, lo que permite la destrucción de las
formas vegetativas y algunas esporas. (Ver apartado 5.9. de este anejo).
3.6. Enfriamiento de la leche
Una vez que la leche está libre de microorganismos alterantes, y
adecuada para la siembra de las bacterias estárter del yogur, se debe enfriar
hasta una temperatura de inoculación de entre 40ºC y 45ºC. Si la leche está a
una temperatura muy alta, los microorganismos se ven inhibidos e incluso,
destruidos. Por el contrario, con una temperatura demasiado baja, se alarga el
tiempo de incubación. La refrigeración debe hacerse inmediatamente tras el
tratamiento térmico y de forma rápida.
- 46 -
3.7. Almacenamiento en tanques isotermos
La leche ya pasteurizada se bombea hacia los tanques intermedios, en los
que se mantiene a la temperatura de inoculación de 42ºC. Estos tanques son
depósitos de reserva en el caso de que surjan problemas en el envasado o en
algunos equipos.
3.8. Adición de aditivos y otros ingredientes
Según la legislación española, los aditivos son las sustancias añadidas
intencionadamente a los alimentos para mejorar sus características físicas, su
sabor, su conservación, etc., pero no aquellas utilizadas para aumentar el valor
nutritivo como vitaminas y minerales, que se añaden para enriquecer los
yogures.
Existe una gran variedad de aditivos e ingredientes, pero los más
empleados son: agentes de textura (estabilizantes, espesantes y gelificantes),
azúcares o edulcorantes, colorantes, aromatizantes y conservantes.
Éstos se pueden incorporar de forma discontinua, en un tanque por
medio de sistemas de mezcla, o de forma continua, añadiéndolos en la tubería
que conduce la leche a la envasadora mediante una bomba de desplazamiento
positivo, o en la propia máquina con una bomba dosificadora de aroma. En el
caso de la elaboración de yogures de sabores, ésta última opción es más
adecuada ya que permite cambiar de un sabor a otro en el mismo pack de
yogures, al incorporar en la envasadora distintos sabores.
En esta etapa de adición hay que tener un especial cuidado higiénico, ya
que la leche ya ha sido sometida al tratamiento térmico, y no debe ser
- 47 -
contaminada. Además, los aditivos deben ser adecuados para no inhibir la
actividad de los microorganismos que, a continuación, va a ser inoculados.
Los aditivos y otros ingredientes pueden incorporarse en otro momento
del proceso productivo, dependiendo del tipo de aditivo o ingrediente que sea,
de la estructura física del yogur a elaborar, de la facilidad de adaptación de la
línea de fabricación de la industria, etc.
Los agentes estabilizantes, azúcares y edulcorantes se suelen añadir en la
preparación de la leche, antes que el tratamiento térmico.
Los aromatizantes y colorantes suelen alterarse con el tratamiento
térmico, por lo que se suelen añadir posteriormente a éste extremando las
medidas higiénicas para evitar la contaminación. Si se añaden antes, se debe
conocer su sensibilidad térmica.
Según la legislación, el yogur natural no puede contener aditivos aparte
de azúcares o edulcorantes, los cuales deben estar especificados en la etiqueta.
Los agentes saborizantes dependen de la estructura del yogur. En el caso
de yogur firme se pueden añadir aromas de frutas, en el yogur batido se
pueden añadir preparados de frutas o aromas y, en el yogur líquido, es posible
la adición de zumos, siropes o aromas.
Los equipos de mezcla para los aditivos en polvo son parecidos a los de
adición de sólidos lácteos. Si los aditivos están en forma líquida se incorporan
mediante una bomba dosificadora.
La incorporación de los aditivos en esta industria se hace de manera
continua añadiendo antes de la pasteurización azúcar y leche en polvo y, tras la
pasteurización, los aromas y colorantes.
- 48 -
3.9. Inoculación de cultivos
La incorporación de los cultivos es una fase importante en el proceso de
elaboración, ya que sin estos cultivos no sería posible la transformación de la
leche en yogur o leche fermentada. La calidad del yogur depende del cultivo,
que aporta las bacterias acidolácticas responsables de la acidificación, además
de otra bacteria con propiedades probióticas, beneficiosa para la salud.
Los cultivos iniciadores o estárter deben contener el mayor número de
microorganismos viables, deber estar activos bajo las condiciones de la
producción y exentos de contaminantes como bacterias coliformes, mohos o
levaduras.
Para la producción de yogur se inoculan las especies microbianas L.
bulgaricus y S. thermophylus, que viven en simbiosis y existe un sinergismo entre
ellas, ya que se estimulan mutuamente. L. bulgaricus estimula el crecimiento de
S. thermophylus por la liberación de aminoácidos y péptidos de la leche (dando
cuerpo y aroma) y, por otro lado, S. thermophylusproduce ácido fórmico que
estimula el crecimiento de L. bulgaricus (sabor y acidez). Además, se incorpora
la bacteria probiótica Bifidobacteirum lactis en esta fase de inoculación y junto a
las dos bacterias lácticas anteriores.
La inoculación de los cultivos se trata de la adición de los fermentos que
transforman la leche en leche fermentada. Para la elaboración del yogur firme,
se pueden añadir los fermentos de dos maneras:
-
Adición de los aromatizantes y fermentos, seguido de su inmediato
envasado: Se añaden de forma continua antes de pasar a la envasadora.
En el caso de añadir frutas, éstas deben ser incorporadas previamente al
llenado con la leche inoculada.
- 49 -
-
Almacenamiento de la leche pretratada en tanques, en los que se inocula
el cultivo estárter y sufre una incubación previa, y posteriormente el
envasado: Con este sistema no es necesario tener la misma capacidad de
pretratamiento y de envasado, por ello es el sistema más utilizado en la
elaboración de yogur firme, ya que, además, ofrece una mayor
organización de la producción. No hay un límite de tiempo para la
incubación previa, pero debe tenerse cuidado, ya que si comienza la
coagulación del yogur, los yogures envasados posteriormente pueden
tener defectos de textura.
3.10. Envasado
Tras la inoculación de los cultivos, la mezcla debe ser envasada para que,
una vez en el envase, los microorganismos sean incubados y tenga lugar la
fermentación láctica. El contenido mínimo en cada envase es de 125 gramos,
según lo establecido en la legislación.
El envase se define como el recipiente o soporte que contiene o guarda
un producto, lo protege, facilita su transporte, ayuda a distinguirla de otros
artículos y presenta el producto para su venta. Debe tener las siguientes
propiedades:
-
Efecto barrera
-
Resistencia térmica
-
Impermeabilidad
-
Durabilidad
-
Elasticidad
-
Ser reutilizable
- 50 -
El envasado es una actividad muy importante, ya que asegura la
distribución del yogur al consumidor final en buenas condiciones. En la
producción del yogur firme, el llenado se realiza antes de comenzar la
coagulación, siempre intentándose hacer antes de que la mezcla comience a
coagularse.
Se han de evitar los tratamientos mecánicos, ya que incorporarían aire
dificultando el desarrollo de la fermentación. Se utilizan bombas para el
trasiego poco agresivas (bombas de desplazamiento positivo).
Durante el envasado se debe mantener la temperatura. Una temperatura
demasiado alta podría inhibir o eliminar los microorganismos inoculados y, por
el contrario, una temperatura baja podría retardar la fermentación o, incluso,
impedirla.
También se debe extremar la higiene en este proceso, ya que se envasa
un producto neutro que todavía no se ha acidificado, y es más susceptible de
sufrir una alteración microbiológica que el producto final acidificado.
Los materiales de envasado se pueden dividir en dos grupos:
-
El envase propiamente dicho, que contiene el yogur y siempre está en
contacto con él. No puede ser tóxico y debe ser inerte químicamente.
-
El embalaje, que no está en contacto directo con el yogur pero tiene una
gran importancia. Facilita el manejo y almacenamiento de los yogures en
la conservación, el transporte y la distribución de éstos.
Independientemente de la materia prima, los envases pueden ser rígidos,
semirrígidos o flexibles. Los dos primeros suelen utilizarse para envasar yogur
tradicional, yogur batido, yogur concentrado o yogur congelado. En cambio, las
- 51 -
películas plásticas sólo pueden ser utilizadas para envasar productos a base de
yogur deshidratado.
Los materiales que se pueden utilizar para envasar yogur firme son
materiales plásticos, papel y cartón o vidrio. Éste último no es tan recurrido por
su alto coste de fabricación y por la tendencia de los envases de un solo uso.
Es importante que los envases sean opacos, para proteger al producto de
la luz, que le puede alterar y, además, para el etiquetado o la publicidad
impresa en el envase. Según la legislación, en la etiqueta debe figurar el nombre
del producto del que se trate, los ingredientes, el nombre del fabricante y del
envasador o comercializador, la fecha de consumo preferente, el número de
lote, etc.
Para las tapas se utiliza el aluminio u otros plásticos de fácil apertura, ya
que el alimento es ácido.
Con respecto a los materiales plásticos, éstos son resistentes a los ácidos,
evitan la pérdida de sustancias volátiles que dan aroma al producto y son
impermeables al oxígeno, algo imprescindible para evitar el crecimiento de
mohos y levaduras. Además son muy utilizados como envases para los yogures
por ser atóxicos y químicamente inertes.
Otras características de los plásticos son que se pueden moldear por
inyección, termoformado y moldeado; que son resistentes, además de a los
ácidos, a las bases y a las grasas y que tienen resistencia mecánica.
Los distintos plásticos disponibles son:
Polietileno (PE): Presenta un buen efecto barrera por sus aditivos y
resistencias térmica y química. Se clasifica en PE de baja densidad (LDPE), PE
de alta densidad (HDPE), PE de densidad media(MDPE) y PE de baja densidad
lineal(LLPE).
- 52 -
Polipropileno (PP): Es un plástico de carácter cristalino. Tiene gran
efecto barrera frente a gases y aromas. Con densidad de 0,90 – 0,91 g/ cm3, es un
plástico semirrígido y ofrece gran resistencia térmica y química. Presenta una
mayor resistencia a ruptura que el PE. Es transparente y permite su
esterilización (temperatura de deformación = 150ºC). Se emplea en cierres, pero
es difícil de termosellar. Existen dos tipos: PP copolímero y PP homopolímero.
Poliestireno (PS): Presenta gran permeabilidad a los gases y es resistente
a altas temperaturas. Tiene densidad de 1,05 g/cm3 y resiste a impactos. Es
opaco y permite su esterilización (temperatura de deformación = 150ºC). Se
emplea sobre todo para envases desechables. Existen varios tipos: PS cristal
(transparente, rígido y quebradizo), PS de alto impacto (polibutadieno) y PS
expandido (menor densidad).
Poliéster (PET): Presenta buen efecto barrera frente a vapor de agua y
medio frente a gases. Tiene buenas características mecánicas y resistencia al
impacto, a la abrasión y a la presión interna. Se trabaja en coextrusión con PE y
con revestimiento con película de PVDC. El PET opaco puede soportar hasta
300ºC, pero el PET transparente presenta problemas a más de 70ºC. Sustituye al
vidrio, con misma transparencia, brillo y, además, permite colorearse. Resiste a
solventes orgánicos, aceites y grasas, pero tiene dificultad de sellado.
Otros plásticos disponibles son: Cloruro de polivinilo (PVC) y Cloruro
de polivinilideno (PVDC).
A continuación se muestran los diferentes códigos de identificación de
los plásticos (Ver figura 6).
- 53 -
Figura 6. Código de identificación de resinas de plástico.
Fuente: Apuntes de la asignatura de Técnicas emergentes de conservación y envasado de alimentos.
E.T.S.I. Agrónomos. Madrid.
En relación al vidrio, éste es resistente a compresión pero no a tracción.
Tiene alta resistencia térmica pero es frágil a cambios bruscos de temperatura.
Es inerte y antiséptico y, además, conserva bien aromas y sabor del contenido.
Además, es hermético e impermeable y da al producto una imagen de calidad,
pero su peso es mayor que el del plástico y presenta más costes de elaboración y
transporte.
Con respecto al papel y cartón, son materias primas naturales y
renovables. Da lugar a un material opaco, ligero y de fácil impresión. Es
impermeabilidad a grasas y tiene resistencia a tracción, alargamiento, desgarro
y plegado. Los tipos de cartón son: kraft, glasine, pergamino vegetal y
encerado. También destaca el tetrabrick, que es el envase de cartón más simple
e inteligente para los productos refrigerados, como leche pasteurizada y leche
fermentada tipo yogur o probióticos. Se compone de capas superpuestas y
pegadas entre sí: una capa de aluminio, otra capa de papel Kraft y tres capas de
plástico polietileno.
Los envases finales (tarrinas) pueden presentarse de cualquier forma o
diseño que sea atractivo para el consumidor.
- 54 -
En esta industria se utilizan envases de plástico, y existen dos técnicas
para su elaboración:

Proceso de moldeo por inyección. El material es ablandado en un
cilindro a elevada temperatura antes de ser inyectado a presión en un
molde frío en el que se endurece. Estos recipientes presentan unas
paredes relativamente gruesas, es decir, son envases rígidos.
Estos envases se distribuyen a las industrias lácteas, apilados en bolsas
de PE de 25 µm de espesor, que son selladas para evitar que se aplasten.
Las pilas de envases se distribuyen en la llenadora. Esta operación se
conoce como “llenado y cierre”.

Proceso de termoformación. El material polimérico se envía a la
industria en forma de rollos continuos, que se colocan en la máquina de
envasado del yogur. Se transportan a la industria protegidos para que no
sufran daños en el transporte ni en su almacenamiento. La lámina de
plástico se ablanda por acción del calor y se forma el envase en el interior
o alrededor de un molde, justo antes de ser llenado. Esta operación se
conoce como “formación/ llenado y cierre”. Estos envases presentan
paredes de menor espesor que los envases obtenidos por inyección y son
considerados como semirrígidos.
Los envases deben ser inertes, pero pueden presentar trazas de residuos
químicos o monómeros de su formación, que pueden reaccionar con algún
componente del yogur, manifestando olores o sabores anómalos. Por ello,
deben extremarse las precauciones.
Tapas de aluminio.
El recipiente de envasado se cierra con láminas de aluminio (de corona,
con bordes plegados o termoselladas) o con tapas de plástico a presión. Las más
- 55 -
utilizadas son las tapas termoselladas, ya que son resistentes al agua y evitan la
contaminación y la filtración. Las láminas de aluminio son impermeables a
gases y olores, opacas, con aspecto brillante y pueden ser fácilmente decoradas.
Por ello son las más adecuadas para utilizarse como tapas en los yogures.
Debido a la acidez del yogur, las láminas deben ser barnizadas para
evitar su corrosión y hacer posible su termosellado. El revestimiento se hace con
plástico PE, PS o PVC.
Al utilizar recipientes de plástico preformados, las tapas de aluminio se
presentan precortadas, en los de 2.500 – 3.000 tapas, para evitar su deterioro.
Las tapas tienen un diámetro inferior a 100 mm y suelen tener una solapa en el
cierre para facilitar su apertura. El espesor es de 40 µm y suelen estar grabadas,
lo que facilita la toma de una sola tapa por la máquina llenadora antes del
termosellado.
En el sistema de formación/ llenado y sellado, las láminas llegan a la
industria en forma de rollos de diferentes anchuras. El espesor de las láminas
de aluminio es similar al de las tapas precortadas, pero éstas no son grabadas.
En los dos tipos de tapas se puede imprimir información o diseños
atractivos para el consumidor. La técnica de impresión puede ser flexografía o
grabado (al emplear más de cinco colores). La cara interna de las tapas se
recubre con un material termosellable de espesor variable, dependiendo del
material utilizado para este revestimiento. Puede ser de acetato de etileno
(EVA) o EVA modificado (resistente a temperaturas más altas), de 6 – 8 g/m2
para láminas que van a ser selladas con poliestireno o polipropileno,
respectivamente.
En la cara exterior de las láminas, el revestimiento de EVA se recubre con
un barniz que resiste las altas temperaturas para proteger los gráficos durante el
termosellado.
- 56 -
Embalajes.
Los embalajes son importantes ya que facilitan el manejo y
almacenamiento de los recipientes en la comercialización, transporte y
distribución de los yogures. No están en contacto con el yogur y se pueden
dividir en retornables o de un solo uso.
Los embalajes reutilizables son de metal o plástico rígido, pero no son
muy utilizados por sus problemas en el almacenamiento. Los embalajes de
metal se utilizan para la comercialización de yogur envasado en vidrio, cuya
incubación se realiza en baño de agua.
Los embalajes de un solo uso se dividen en:

Embalajes de plástico semirrígidos.

Bandejas de plástico flexible u otro material similar.

Bandejas de cartón.
Los dos últimos tipos se pueden recubrir con material termosellable o
apilarse en cajas de cartón.
El sistema de embalaje depende del coste, de la mecanización, la
facilidad para la distribución y comercialización, y la facilidad para su
apilamiento y para la circulación de aire frío entre ellas en las etapas de
refrigeración, lo que es muy importante cuando el yogur se envasa a 20ºC y
debe refrigerarse en las cámaras de almacenamiento.
En las grandes empresas las
bandejas cubiertas por
material
termosellable o las cajas de cartón se apilan en palets de madera que son
elevados con carretillas, facilitando su transporte por la industria. Otra opción
es utilizar estanterías metálicas transportables desde los almacenes frigoríficos
hasta los vehículos de reparto y a las cámaras frigoríficas del punto de venta.
- 57 -
En esta industria se utilizan envases semirígidos de poliestireno por sus
ventajas, y las tarrinas irán en bandejas de plástico flexible, ya que se adaptan a
las características de la línea de elaboración.
3.11. Incubación
La incubación trata de mantener la temperatura adecuada para el
desarrollo de los microorganismos del cultivo estárter inoculado, que van a
fermentar la leche pretratada.
La incubación transcurre en el propio envase, una vez ha sido envasada
la leche pretratada.
Las bacterias del cultivo estárter, durante la fermentación, utilizan la
lactosa como fuente de energía y, como resultado, expulsan ácidos y otros
compuestos. Los ácidos, en especial el ácido láctico, actúan como agentes
acidificantes de la leche. Los ácidos provocan un descenso del pH, con la
correspondiente coagulación láctica, que consiste en la formación de coágulos
de caseínas que dan el aspecto viscoso al yogur. La coagulación ácida de la
caseína marca el final de la incubación y de la fermentación, al presentar el gel
un aspecto homogéneo y cuajado, sin exudar suero.
Es muy importante la caracterización tecnológica de los cultivos
seleccionados, ya que son los que transforman los componentes de la leche
durante la incubación, obteniéndose diferentes productos, a diferentes
velocidades.
Los compuestos que se forman en la fermentación dan al yogur sus
diferentes propiedades. El ácido láctico le da un sabor ácido característico.
También son importantes los ácidos grasos no volátiles (ácido pirúvico, oxálico,
- 58 -
succínico y láctico), los ácidos grasos volátiles (ácido fórmico, acético,
propiónico y butírico), compuestos con grupos carbonilo (acetaldehído, acetona,
acetoína y diacetilo) y, por último, las proteínas, grasas o lactosa degradadas
por el efecto del calor.
La fase de incubación se realiza a temperaturas de entre 42ºC y 45ºC
durante 2,5 – 3,5 horas, ya que es la temperatura óptima para los cultivos
inoculados y el tiempo que tardan en realizar la fermentación. La formación del
gel es óptima cuando la leche permanece en reposo total durante la
fermentación, por ello, este proceso es discontinuo. Las siguientes etapas y las
instalaciones están diseñadas de tal manera para que el yogur sufra los
tratamientos mecánicos mínimos.
3.12. Enfriamiento
Dependiendo del tipo de yogur y del método de refrigeración
empleado, el enfriamiento se inicia a un pH de 4,6 o a concentración de ácido
láctico del 0,9%.
El enfriamiento debe realizarse bruscamente para que el yogur no
continúe acidificándose. Hay que alcanzar una temperatura de 15ºC en 1,5 ó 2
horas.
El objetivo de refrigerar el yogur es para controlar la actividad
metabólica de los cultivos estárter, ya que los microorganismos tienen poca
actividad a bajas temperaturas y, de este modo, se mantiene la acidez final del
producto. Se debe disminuir la temperatura del coágulo de 30 – 45ºC a menos
de 10ºC (siendo el óptimo 5ºC), de la forma más rápida posible.
- 59 -
El enfriamiento comienza en la cámara de incubación gracias a aire frío, y
después continúa en cámaras o túneles de refrigeración. Tras la prerefrigeración, se deja reposar el yogur durante 2 horas para la formación del
aroma. Después, se almacena a 5 – 6ºC en cámaras mixtas, en cámaras
únicamente de enfriamientos o en túneles de fabricación en continuo.
Las cámaras de enfriamiento se pueden combinar con cabinas de
enfriamiento ultrarrápido, con capacidad para un palet, que acaba de formarse
una vez producido el envasado, y pasa a enfriarse rápidamente hasta los 15 20ºC, frenando la acidificación. Tras esto, se pasa a la cámara frigorífica, donde
termina de enfriarse hasta los 5ºC, de una manera más lenta.
Lo eficaz que sea el proceso de enfriamiento depende del tamaño, diseño
y material del envase, del espacio entre envases, de las bandejas y de la
profundidad de las pilas de bandejas.
En las cámaras de refrigeración es aconsejable forzar la circulación del
aire, para conseguir un enfriamiento uniforme de todos los yogures. El
enfriamiento comienza a valores de pH relativamente altos y la velocidad de
enfriamiento condiciona la acidez final del producto.
3.13. Almacenamiento y comercialización
En la cámara de almacenamiento refrigerado, tiene lugar el enfriamiento
final, donde comienza la conservación del producto, mientras se espera para su
distribución.
La legislación española establece que el período de conservación es de 28
días, es decir la fecha de consumo preferente envuelve esos 28 días tras su
fabricación, contados a partir de su envasado y etiquetado. Hasta hace poco
- 60 -
tiempo, esa fecha era una fecha de caducidad, sin permitir el consumo del
yogur una vez transcurridos los 28 días pero, actualmente, es una fecha de
consumo preferente, en la que se indican esos 28 días de máxima calidad del
producto y, a partir de los cuales, el yogur empieza a perder calidad y
características organolépticas, pero su consumo no es perjudicial para el ser
humano.
El yogur es un producto “vivo” debido a que contiene microorganismos
que, una vez terminado el proceso de fabricación, continúan transformando el
producto. De hecho, en su comercialización tiene lugar el proceso de postacidificación, aumentando su concentración en ácido láctico. El grado de postacidificación depende de los factores siguientes:
-
Las cepas de microorganismos utilizadas como fermentos. Existen cepas
denominadas post-acidificantes en algunos fermentos comerciales.
-
La temperatura de conservación. Si la temperatura es mayor que la
recomendada para su conservación, los microorganismos transformarán
la lactosa a una velocidad mayor, obteniéndose un producto mucho más
ácido.
Hasta el momento de la venta del yogur, debe mantenerse la
temperatura de 5ºC, ya que de esta manera se ralentizan las reacciones
bioquímicas y biológicas del producto, pero también se asegura un gran
número de bacterias vivas.
Entre las reacciones bioquímicas se incluyen la oxidación de las grasas en
presencia de oxígeno, la hidratación de las proteínas, la modificación del color
(en el caso de haber frutas) y una ligera deshidratación, provocando un cambio
en el yogur que conlleva a una disminución de su calidad.
- 61 -
Si durante 30 días se mantiene el yogur a 5ºC, la flora microbiana se
modifica muy poco, mientras que a una temperatura más alta, descendería el
número de gérmenes vivos, sobre todo los lactobacilos.
Las tarrinas permanecen en una sala refrigerada, distribuidas en palets
de 1,2 x 0,8 m, para aprovechar el espacio al máximo, conteniendo cada palet
5.760 tarrinas de yogures.
El yogur es un producto estable debido a su gran acidez (1% de ácido
láctico), que no permite la supervivencia ni el desarrollo de muchas bacterias
patógenas o alterantes, por ejemplo, Salmonella a estos niveles de acidez queda
inactiva. Los coliformes tampoco logran sobrevivir en este nivel de pH.
Además, las bacterias del yogur producen sustancias antibióticas que refuerzas
esta inhibición. El único riesgo que hay que considerar es la presencia de
Staphylococcus, Kluyveromyces fragilis (que utiliza la lactosa) y las levaduras,
quen pueden crecer y desarrollarse en el yogur edulcorado.
El síntoma de la presencia de levaduras es el abombamiento de la tapa de
lámina de aluminio. El yogur no debe contener más de 100 levaduras viables
por cada mililitro. Una cantidad de 1.000 levaduras por mililitro de yogur es
inaceptable.
La presencia de mohos como Mucor, Rhizopus, Aspergillus y Penicillium no
es preocupante, ya que sólo se desarrollan bien en presencia de aire y la
agitación en la distribución evita su desarrollo. Sin embargo, en las vitrinas de
venta al público se puede desarrollar un micelio superficial, pero un recuento
fúngico de 1 – 10 ufc se considera de “calidad dudosa”.
Es necesario un control de calidad de yogur, que consta de:

Análisis físico:
- 62 -

-
Consistencia y textura.
-
Sabor y aroma.
Análisis químico:
-
Acides titulable.
-
pH (igual o inferior a 4,6).
-
Grasa. El contenido mínimo de grasa de los yogures, en su parte
láctea debe ser del 2% y, en el caso de yogures denatados, del
0,5%.
-
Sólidos totales. El contenido mínimo de extracto seco magro será
de 8,5%.

Análisis microbiológico: al menos se someten 5 tarrinas a:
-
Criterios obligatorios: gérmenes patógenos.
 Listeria monocytogenes: ausente en 1 gramo.
 Salmonella spp, Shigella: ausentes en 25 gramos,
n=5, c=0 (los 25 g se obtienen de cinco tomas de 5
gramos en la misma muestra de productos distintos).
 No debe haber ningún organismo patógeno ni sus
toxinas en cantidad que afecte a los consumidores.
-
Criterios analíticos: gérmenes que indican falta de higiene.
 E. coli.
 Recuento termófilo: debe haber más de 107 ufc/g.
Los análisis microbiológicos y métodos seleccionados y recomendados
por el Centro Nacional de Alimentación y Nutrición, recomendados por la ley
- 63 -
para el yogur son: recuento de coliformes, Escherichia coli, Estafilococos aureus,
Estreptococos D. de Lancefield, gérmenes sulfitoreductores (Cl. Perfringens),
hongos y el examen al microscopio.
La muestra del producto se mantiene en la cámara para ver su evolución
en los 28 días siguientes de vida útil.
Ya que la calidad del yogur depende de muchos factores, es necesario
seguir unas pautas hasta la llegada al consumidor, durante el almacenamiento,
transporte y en los establecimientos de venta y hogares en los que se consume.
Las pautas durante el almacenamiento son:
-
Reducir al mínimo la manipulación de los envases, sobre todo durante
las primeras 24 – 48 horas en refrigeración, ya que se produce una mejora
de las características físicas del coágulo, como consecuencia de la
hidratación y estabilización de las caseínas, por lo que es conveniente
retrasar la distribución de los yogures durante ese período.
-
Mantener la temperatura constante, por debajo de 5ºC.
-
Asegurar la circulación del aire en las cámaras de refrigeración,
especialmente cuando el yogur viene del envasado a 20ºC.
-
Proteger el producto de la luz, sobre todo al utilizar envases
transparentes, para evitar decoloraciones y oxidaciones.
-
Control de trazabilidad con una estructura FIFO, para la mejor
organización del almacenamiento.
Las pautas durante el transporte son:
-
Utilizar camiones isotermos o frigoríficos.
-
Reducir en lo que se pueda la agitación del producto, para evitar la
disminución de la viscosidad y la sinéresis.
- 64 -
Las pautas a seguir en los establecimientos de venta y en los hogares de
los consumidores son:
-
Exponer el yogur en vitrinas frigoríficas, sin perder la cadena de frío.
-
Conservar el yogur en la nevera hasta su consumo.
-
Consumir el yogur a unos 10ºC, para poder apreciar su sabor sin perder
frescura ni viscosidad.
3.14. Expedición
En el muelle de carga se cargan los palets en los camiones, según las
necesidades de la distribución del producto.
3.15. Almacenamiento de la nata
La nata proviene de la estandarización de la leche, sale del equipo de
normalización y va a un intercambiador de placas para llegar a una
temperatura de 4ºC, que es óptima para su conservación.
Se almacena en un tanque cilíndrico isotermo de acero inoxidable y se
vende a empresas que elaboran quesos, helados, repostería, etc.
3.16. Expedición del producto desechado
Los productos que quedan defectuosos, pero que no tienen ningún
problema para la salud ni están deteriorados, se distribuyen a granjas cercanas
a la industria, para alimentación de los animales. Esto incluye errores de
- 65 -
envasado o en el etiquetado, que no pueden ser vendidos al consumidor por su
mal aspecto físico, a pesar de su igual calidad que los correctamente envasados
o etiquetados.
4. PROGRAMA PRODUCTIVO
En este apartado se describen las necesidades de las materias primas
necesarias para la elaboración de los yogures, la cantidad de yogures elaborada
diaria, semanal, mensual y anualmente, y se calcula la leche necesaria para esta
elaboración y la nata que se obtiene como subproducto.
En el programa productivo se expone el balance de materias primas,
productos y subproductos.
La elaboración de un programa productivo permite controlar la
producción, las necesidades y los gastos que tiene la industria. Además, gracias
al programa productivo se evitan problemas de stock o la falta de
abastecimiento.
Esta industria procesa 15.000 litros de leche de vaca enriquecida al día. Se
trabaja los 12 meses del año, 5 días a la semana (de lunes a viernes), en un único
turno de trabajo. Los sábados se dedican a la limpieza de la fábrica.
La leche se adquiere de una empresa que elabora leche enriquecida en
omega 3, la cual sirve como materia prima, entre otras, para la elaboración de
los yogures enriquecidos. La leche se recoge de lunes a sábado, mediante un
camión cisterna isotermo de acero inoxidable. El transportista debe presentar
una ficha de recogida en la que se reflejen los datos necesarios para realizar un
sistema de trazabilidad.
- 66 -
La recepción de la leche se hace a primera hora de la mañana de lunes a
sábado en el muelle de recepción. La leche recibida los sábados se almacena en
tanques isotermos hasta su posterior procesamiento.
Toda la producción se destina a yogures firmes probióticos, enteros y
enriquecidos.
En la tabla 4 figura la duración de los procesos en la industria.
Tabla 4. Organización de la producción.
PROCESOS
CALENDARIO/DURACIÓN
Recepción de las materias primas
De lunes a sábado 2,5h/día.
Almacenamiento de leche
Se almacena el gasto diario de leche,
junto con lo recibido el sábado y no
procesado.
Elaboración
Almacenamiento
8 h/día.
de
productos Máximo 2,5 días.*
acabados
Expedición de productos finales
A primeras horas de la mañana de
lunes a viernes.
Puesta en marcha y limpieza
De lunes a viernes 4h/día, y toda la
jornada del sábado se dedicará a la
limpieza.
*Se establece un margen de hasta dos días y medio para cubrir situaciones de
imprevistos puntuales, y porque se recomienda que el yogur se mantenga
- 67 -
refrigerado 24 – 48 h después de su producción para mejorar las características
físicas del coágulo debido a la hidratación y/o estabilización de las caseínas.
4.1. Balance de materias
El balance de materia en la producción del yogur firme probiótico se
muestra en la figura 7.
Figura 7. Balance de materia.
Fuente: Elaboración propia
Para conocer la cantidad de materias primas, subproducto (nata) y
producto elaborado, es necesario calcular la leche cruda que debe recibir la
industria, ya que se perderá parte de ésta en el tratamiento de normalización,
formándose nata.
- 68 -
4.1.1. Cálculo de leche cruda necesaria
La industria puede procesar hasta 15.000 litros de leche al día. La leche
que llega a la industria como materia prima es leche desnatada enriquecida en
ácidos Omega 3, por lo que su porcentaje de materia grasa la coloca como leche
entera (ya que la leche desnatada tiene un máximo de 0,5% de materia grasa), es
decir, la grasa que contiene está en forma de Omega 3 y no de otras grasas
saturadas. Por lo tanto, el porcentaje graso de la leche recibida es del 2,3%. Se
obtienen yogures con el mismo porcentaje graso, para que únicamente
contengan ese tipo de grasas insaturadas y no se les añada otras saturadas para
aumentar su porcentaje graso. Con esto, se obtienen yogures enteros debido al
2,3% de materia grasa que contienen, pero únicamente formado por ácidos
grasos Omega 3.
Según los datos de FENIL, el contenido de grasa medio de la nata es
aproximadamente del 40% y la leche al desnatarse quedará con un contenido
graso del 0,4% hasta que, posteriormente, se normalice añadiendo la nata
obtenida hasta el valor de 2,3% fijado para los yogures producidos.
Para calcular la cantidad de leche desnatada de la que se debe partir y la
cantidad de nata a adicionar, se resuelve el siguiente balance de masas:
[(VLD + VNad) x %MGLN] = [ VLD x %MGLD] + [ VNad x %MGN]
VLN = VLD + VNad
Siendo:
VLD: volumen de leche desnatada
VNad: volumen de nata que se debe adicionar
VLN: volumen de leche normalizada= 15.000 l/día
- 69 -
%MGLN: porcentaje de materia grasa en la leche normalizada = 2,3%
%MGLD: porcentaje de materia grasa en la leche desnatada = 0,4%
%MGN: porcentaje de materia grasa en la nata = 40%
Una vez calculada la cantidad de leche desnatada necesaria, para saber la
cantidad de leche cruda que se debe recibir en la recepción y la cantidad de nata
que se obtiene, se resuelve el balance de masas siguiente:
[VL x %MGL] = [(VLN – VNad) x %MGLD] + [VN x %MGN]
VL = VLD + VN
Siendo:
VLD = volumen de leche desnatada obtenido
VN = volumen de nata obtenido
VL = volumen de leche cruda que se debe recibir
%MGL = porcentaje de materia grasa en la leche cruda = 2,3%
%MGLD = porcentaje de materia grasa en la leche desnatada = 0,4%
%MGN = porcentaje de materia grasa en la nata= 40%
A partir de esas ecuaciones se puede calcular la necesidad de leche
cruda necesaria para la estandarización y la nata que se debe adicionar.
[(VLD + VNad) x %MGLN] = [VLD x %MGLD] + [ VNad x %MGN]
VLN = VLD + VNad
- 70 -
[(VLD + VNad) x 0,023] = [VLD x 0,004] + [ VNad x 0,4]
0,023 VLD + 0,023 VNad = 0,004 VLD + 0,4 VNad
0,019 VLD = 0,377 VNad
VLD = 19,84 VNad
VLN = VLD + VNad
15.000 = 19,84 VNad + VNad
VNad = 719,7 litros de nata a adicionar
VLD = VLN - VNad
VLD = 15.000 – 719,7 = 14.280,3 litros de leche desnatada
Una vez calculada la cantidad de leche desnatada, se calcula la leche
cruda necesaria y la nata de normalización.
[VL x %MGL] = [(VLN – VNad) x %MGLD] + [VN x %MGN]
[VL x 0,023] = [(VLN – VNad) x 0,004] + [VN x 0,4]
0,023 VL = [(14.280,3) x 0,004] + 0,4 VN
0,023 VL = 57,12 + 0,4 VN
VL = VLD + VN
VL = 14.280,24 + VN
0,023 x (14.280,3 + VN) = 57,12 + 0,4 VN
- 71 -
328,447 + 0,023 VN = 57,12 + 0,4 VN
271,327 = 0,377 VN
VN = 719,7 litros de nata se obtienen
VL = 14.280,23 + 719,7 = 15.000 litros de leche cruda a recibir
La leche normalizada contiene el mismo porcentaje de grasa que la leche
de partida, por lo que toda la nata obtenida se debe añadir posteriormente y no
hay excedente de nata. Esta industria se va a dimensionar como si hubiera un
excedente de nata, por si en el futuro la materia prima tuviera un mayor
contenido graso y de esta forma, se obtendría un excedente de nata que se
enfriaría y se llevaría a almacenamiento a 4ºC hasta su expedición.
La recepción de la leche se hace seis días en semana (de lunes a sábado),
aunque se elaboran yogures sólo cinco días, por lo que la leche se almacena.
Teniendo en cuenta que los cinco días se producen yogures enteros, la cantidad
de leche que se debe recibir es de 15.000 litros al día.
15.000 x 5 días en semana (de producción)= 75.000 litros de leche se
reciben en toda la semana para la producción.
(75.000 litros/semana) / (6 días/ semana) = 12.500 litros de leche que
deben recibirse al día (de lunes a sábado) para transformar de lunes a viernes.
4.1.2. Necesidades de materias primas
En esta industria toda la producción es de yogures tipo bio, a partir de
leche entera enriquecida en ácidos omega 3. Se necesitan 15.000 litros al día de
leche enriquecida en ácidos omega 3 con un contenido de materia grasa del
2,3%.
- 72 -
Los componentes y cantidades que integran el proceso diario son:
-
Recepción de leche: 12.500 litros de leche/día
-
Transformación: 15.000 l leche/día
-
Otros ingredientes y aditivos:
-
Fermento: 0,432 kg/día. Cultivo de bacterias S. thermophilus, L. bulgaricus
y Bf. lactis. Un sobre de cultivo contiene 0,72 gramos que se utilizan para
25 litros de leche. La carga microbiana que tiene la leche que va a ser
procesada está entre las 30 ó 40 bacterias por mililitro de leche.
-
Edulcorante: 600 kg/día en el caso del azúcar (4% del volumen de leche).
-
Leche en polvo: 600 kg/día (40 kg por cada 1.000 litros de leche o 4% del
volumen de leche).
-
Aroma: 52,5 kg/día (3,5 kg de aroma por cada mil litros de leche).
-
Estabilizantes: 45 kg/día (0,3% del volumen de leche).
4.1.3. Cálculo de yogur producido
La producción se realiza cinco días en semana, de lunes a viernes. Sólo
hay un tipo de producción en todos estos días, de yogur entero probiótico
enriquecido.
La cantidad de materias primas necesarias para la elaboración del yogur
o leche fermentada probiótica se muestran en la tabla 5.
- 73 -
Tabla 5. Cantidad de materias primas necesarias para la elaboración del yogur probiótico.
Materias primas
Cantidad (kg)
Leche normalizada
15.450
Fermento
450
Leche en polvo
600
Estabilizantes
45
Edulcorantes
600
Aromas
52,50
Yogur
17.197,50
*Se toma un valor medio de densidad de la leche de 1,03 kg/l.
15.000 l x 1,03 kg/l = 15.450 Kg
Se elaboran 17.197,5 kg de yogur o leche fermentada, con lo que se
obtienen 137.580 tarrinas de 125 gramos cada una.
17.197,5 x (1.000/125) = 137.580 tarrinas.
4.1.4. Nata obtenida como subproducto
De los cálculos realizados en el apartado 4.1.1. de este anejo, en el cálculo
de leche necesaria para la producción de yogur, se ha obtenido que la totalidad
de la nata obtenida al descremar la leche, es la que se añade posteriormente
hasta llegar al 2,3% de materia grasa de los yogures, por lo que no hay
excedente de nata. A pesar de eso, en la industria se instala un enfriador de
- 74 -
placas y un tanque de almacenamiento de la nata por si en el futuro la materia
prima tuviera un mayor contenido de materia grasa y, en ese caso, sí habría
excedente de nata, que posteriormente pasaría a expedición.
4.2. Resumen datos obtenidos
La tabla 6 resume todos los datos recogidos en el apartado 4.1. para,
posteriormente, realizar el diagrama con los datos obtenidos.
Se ha de tener en cuenta que la leche se recibe 6 días en semana (de lunes
a sábado), pero se procesa 5 días en semana (de lunes a viernes) por lo que las
demás materias primas se han calculado para los días de procesado.
En color azul aparecen los datos de la leche recibida durante los 6 días de
recepción de ésta y de la leche transformada durante los 5 días en los que se
procesa.
En color verde aparecen las demás materias primas necesarias. A
continuación, en color morado se representa la cantidad de producto obtenido,
tanto en kilogramos como en tarrinas de yogur elaborado y, por último, la nata
obtenida en el proceso de desnatado, la nata utilizada para normalizar la leche
y la nata desechada, en color amarillo.
- 75 -
Tabla 6. Resumen de las cantidades necesarias de materias primas y las obtenidas en productos y
subproductos en la producción de yogur.
Diario
Semanal
Mensual
Anual
12.500 L
75.000 L
300.000 L
3.600.000 L
15.000 L
75.000 L
300.000 L
3.600.000 L
Fermento
0,432 Kg
2,16 Kg
8,64 Kg
103,68 Kg
Edulcorante
600 Kg
3.000 Kg
12.000 Kg
144.000 Kg
600 Kg
3.000 Kg
12.000 Kg
144.000 Kg
52,5 Kg
262,5 Kg
1.050 Kg
12.600 Kg
225 Kg
900 Kg
10.800 Kg
17.197,5 Kg
85.987,5 Kg
343.950 Kg
4.127.400 Kg
Tarrinas
137.580
687.900
2.751.600
33.019.200
producidas
unidades
unidades
unidades
unidades
719,7 L
3.598,5 L
14.394 L
172.728 L
719,7 L
3.598,5 L
14.394 L
172.728 L
0L
0L
0L
Leche
recibida
Leche
transformada
Leche
en
polvo
Aroma
Estabilizantes 45 Kg
Yogur
producido
Nata
adicionar
a
Nata
obtenida
Nata sobrante 0 L
Fuente: elaboración propia a partir de los datos calculados anteriormente.
- 76 -
4.3. Diagrama de balance de materias
El balance de materias del proceso productivo se resume en la figura 8.
Figura 8. Diagrama de balance de materias.
LECHE CRUDA
15.000 L/DÍA
Resto de materias primas:
- 600 kg/día leche en
polvo
- 600 kg/día edulcorantes
- 52,5 kg/día aromas
- 45 kg/día estabilizantes
- 450 l/día fermento
SUBPRODUCTO
NATA: 0 LITROS
PROCESO
YOGUR :
137.580
TARRINAS
A partir de 15.000 litros de leche, esta industria produce 17.197,5 Kg de
yogur al día, o lo que es lo mismo, 137.580 tarrinas de 125 gramos cada una,
como se muestra en el siguiente esquema.
15.000 litros
de leche/día
17.197,5 Kg de
yogur /día
- 77 -
137.580
unidades de
yogur/día
5.
ALTERNATIVAS
ACTIVIDAD
DEL
TECNOLÓGICAS
PROCESO
PARA
PRODUCTIVO.
CADA
SOLUCIÓN
ADOPTADA
En este apartado se exponen las alternativas posibles para la elaboración
del yogur firme, tanto alternativas en el proceso optando por las actividades
más adecuadas a la elaboración del yogur como las opciones de maquinaria
para realizar cada actividad. Así, se establecen los criterios para poder elegir la
solución más adecuada para esta industria.
Se escoge, atendiendo a las alternativas expuestas previamente, la
maquinaria más adecuada y que mejor se adapta a las necesidades de la
industria. Esto se hace tras definir el proceso productivo y conociendo las
necesidades del proceso.
5.1. Maquinaria para la recepción y almacenamiento de la materia
prima
La leche llega a la industria en camiones cisterna de acero inoxidable
isotermos o refrigerados, que cuentan con una bomba autoaspirante, un
desgasificador para un tratamiento suave de la leche y un caudalímetro, para
una correcta medición. Además, están equipados con un sistema CIP de
limpieza y un sistema de toma de muestras. En el caso de que los camiones no
cuenten con estos equipos, en la industria se les somete a una limpieza
exhaustiva. Estos camiones mantienen la leche a 4ºC. A la llegada a la planta, la
leche se vuelve a desairear y a medir su caudal.
Se necesita una bomba para descargar la leche de los camiones cisterna a
los tanques de depósito. El caudal de la leche es medido con un cudalímetro,
- 78 -
previo paso por un desgasificador. La leche se descarga en primer lugar a los
tanques de recepción o de balanza, donde se pesa y se extraen muestras para
detectar la calidad de esa materia prima y así pagar al productor. Desde el
tanque de recepción o balanza, la leche se enfría pasando por un enfriador y
también se filtra con un filtro o clarificador. Tras esto, la leche pasa a un tanque
de almacenamiento, que debe poseer un equipo de agitación suave para que la
temperatura y el contenido en grasa permanezcan uniformes.
La agitación suave de la leche es esencial ya que, una agitación
demasiado intensa altera la materia grasa de la leche e incorpora aire
innecesario. Es necesario evitar la formación de nata.
Es importante que la leche sea suficientemente refrigerada antes de pasar
al tanque de almacenamiento, por lo que debe enfriarse previamente o si se
alarga la duración de almacenamiento previo.
El almacenamiento previo tiene gran importancia cuando se reciben
grandes cantidades de leche en pocas horas, ya que permite almacenar la leche
recibida antes de pasar al tratamiento de la leche cruda.
Los depósitos de almacenamiento son tanques isotermos de acero
inoxidable que mantienen la temperatura de almacenamiento a 4ºC.
Los más utilizados son los tanques-silo de acero inoxidable o de plástico
reforzado con fibra de vidrio, que alcanzan una capacidad de 20.000 a 200.000
litros y llevan un equipo de limpieza. Pueden tener aislamiento o no, y pueden
estar situados dentro o fuera de la fábrica.
En los tanques también hay dispositivos de medida para controlar su
nivel de llenado. Estos dispositivos tienen sistemas automáticos o de
transmisión y registro de los resultados.
- 79 -
Los tanques de almacenamiento están formados por una doble pared con
aislamiento, agitadores, sondas de nivel, indicadores de nivel, sondas de
temperatura, válvulas de rebose y entrada de aire, puerta boca de hombre,
sistema de limpieza CIP y entrada y salida para la leche por la parte inferior,
evitando la formación de espuma.
5.2. Eliminación de las células y contaminantes presentes en la leche.
Limpieza
La depuración física, es decir, la eliminación de las células y los
contaminantes posiblemente presentes en la leche y su limpieza, se puede
realizar mediante filtración (con filtros) o clarificación (con centrífugas
higienizadoras):
1. Filtración. En la filtración se hace pasar la leche a través de filtros de
tela sintética o algodón, y debe complementarse posteriormente en los filtros de
los intercambiadores de placas. Ya que no se desnata la leche simultáneamente,
la filtración es más completa al colocar los filtros antes de hacer pasar la leche a
la siguiente actividad del proceso. La filtración, además, es recomendable
cuando no le sigue un proceso térmico para destruir los microorganismos.
En esta industria se utilizará un doble filtro de tela metálica en la tubería
de recepción desde los camiones al enfriador, para realizar una limpieza previa.
La leche atravesará el filtro (de 0.2 a 1 mm de grosor) desde arriba hacia abajo a
presión. El doble filtro sirve para poder limpiar uno (cada 3 ó 4 horas) mientras
la leche se filtra por el otro. El rendimiento de un solo filtro puede llegar a
15.000 l/h.
- 80 -
Con la filtración se eliminan las partículas de suciedad más groseras y se
realiza antes de la medida del caudal en la recepción de la leche.
2. Clarificación. Es una técnica de centrifugación que se lleva a cabo en
los clarificadores o centrífugas higienizadoras. Estas centrífugas sólo depuran la
leche, al contrario de las centrífugas desnatadoras que, además, separan la nata.
Ambas se diferencian en su diseño.
En estas centrífugas higienizadoras hay más espacio disponible para los
lodos y pueden tener un mecanismo de autolimpieza. Es importante la limpieza
del tambor. La leche depurada se impulsa por un colector fijo a una presión de
0,54 MPa.
En el proceso de clarificación se eliminan bacterias esporuladas como por
ejemplo, Bacilos.
Las ventajas de la clarificación frente a la filtración son que permite
trabajar en continuo, al contrario que los filtros debido a las constantes
obstrucciones de éstos y la gran efectividad en la depuración de la centrífuga
que, además, permite depurar y desnatar en una única máquina.
Las centrífugas eliminan partículas de hasta 4 - 5 µm de diámetro, pero
parte las grandes colonias de bacterias en muchas colonias pequeñas y
microorganismos aislados que tienen una gran actividad de multiplicación, por
lo que es necesario pasteurizar la leche inmediatamente.
En esta industria se utiliza una centrífuga clarificadora para higienizar
la leche, asegurando la eliminación de microorganismos problemáticos en la
elaboración del yogur. Tras el paso por la centrífuga, la leche se enfría para
conseguir la temperatura de almacenamiento.
- 81 -
En esta industria, los lodos obtenidos tras la centrifugación serán
destinados a alimentación animal, sin ser tratados previamente, siempre y
cuando la fábrica a la que se dirigen para ser tratados disponga de recogida de
lodos.
Hay que mencionar la técnica de bactofugación, que es otra alternativa
para eliminar y destruir las formas específicas de microorganismos de la leche.
Los separadores bactófugos no son necesarios en la elaboración del yogur, ya
que la leche sufre un tratamiento térmico que reduce notablemente el número
de microorganismos esporulados de la leche, por lo que esta técnica no se
realizará en esta industria.
5.3. Enfriamiento
Tras la recepción, la leche debe ser refrigerada a 4ºC antes de ser llevada
a los depósitos de almacenamiento, donde se almacena a esa temperatura, para
cumplir con las condiciones de higiene y asegurar que los microorganismos no
puedan crecer ni proliferar en la leche durante su almacenamiento. Tras la
higienización, se lleva a cabo el enfriamiento, a través de un intercambiador de
calor de placas o enfriador de placas. Cuando la leche alcance los 4ºC (o menos)
se almacenará en tanques isotermos.
5.4. Almacenamiento previo de la leche
El almacenamiento de la leche se realiza en tanques isotermos verticales
de acero inoxidable a una temperatura de 4ºC o menos, para asegurar la calidad
de la leche. Los depósitos deben estar aislados y provistos de un sistema de
- 82 -
agitación suave para que la temperatura y el contenido en grasa permanezca
uniforme en todo el tanque. Hay que remover únicamente para evitar la
formación de nata, ya que demasiada agitación puede provocar la formación de
espuma y la incorporación de aire, alterando la leche y, sobre todo, la materia
grasa. El agitador debe ponerse en marcha cuando esté cubierto totalmente por
la leche.
Estos depósitos están provistos de medidores de temperatura, de nivel
de leche y de depósito vacío. El fondo puede ser plano pero lo más aconsejable
es que sea cónico, para facilitar su vaciado. La capacidad total de los depósitos
de almacenamiento previo varía entre el 20% y el 100% del suministro diario de
leche.
Son tanques cerrados que evitan el contacto con el oxígeno y la luz, para
no alterar las propiedades de la leche. También tienen una camisa que mantiene
la leche a la temperatura adecuada hasta el posterior tratamiento.
Además, suelen estar provistos de un sistema conectado a la limpieza
CIP.
El almacenamiento no superará las 24 horas, por lo que no será necesario
ningún tratamiento de termización de la leche. Ésta será sometida a la menor
manipulación posible para no ser alterada.
5.5. Estandarización del extracto seco magro
Para normalizar el contenido del ESM se pueden utilizar diferentes
métodos:
-
Adición de sólidos lácteos.
-
Evaporación.
- 83 -
-
Concentración por filtración a través de membranas.
Como ya se ha explicado en el apartado 3.4.1. en la adición de sólidos
lácteos se pueden emplear:
-
Leche en polvo.
-
Suero de leche en polvo.
-
Caseína/caseinatos en polvo.
-
Concentrados de proteínas del lactosuero.
-
Mazada en polvo.
Es importante desairear la leche si se incrementa el E.S.M. con sólidos
lácteos.
Destaca la leche en polvo, siendo recomendados valores del 3 – 4% para
aumentar el valor nutricional de la leche pero no llegar a tener “sabor a polvo”.
La leche en polvo desnatada es la más utilizada, ya que las demás opciones sólo
se utilizan si en la propia industria se obtienen como subproductos.
En el caso de la mazada de polvo, proporciona buenas propiedades
emulsionantes debido a su gran contenido en fosfolípidos. Como alternativa a
la mazada en polvo, se pueden emplear suero en polvo o caseína en polvo junto
a la leche en polvo.
En el apartado 3.4.1. también se hace referencia a la concentración por
evaporación para normalizar el contenido del ESM.
Este método se efectúa a vacío para eliminar el agua sin alterar la leche a
elevadas temperaturas. Se evapora el 10 – 20% de la leche, consiguiendo un
aumento del ESM del 2-4%.
- 84 -
Para conseguir esta evaporación se pueden utilizar evaporadores de
circulación forzada, de película descendente, tubular, de placas o de efecto
múltiple. Todos trabajan a bajas temperaturas poco tiempo.
Una ventaja de la evaporación es que al eliminarse el agua de la leche al
vacío, arrastra el aire retenido, mejorando la estabilidad del coágulo y
reduciendo la sinéresis durante el almacenamiento del producto final
(Gradhage y Thurell, 1978).
Por último, el tercer método para normalizar el ESM, al que se hace
referencia en el apartado 7.3.4.1. es la concentración por filtración por
membranas, que requiere una infraestructura concreta, forzando la leche a
pasar por una membrana porosa que retiene parte de sus componentes,
dependiendo del tamaño del poro.
Existen varios procesos para realizar la concentración por filtración por
membranas:
-
Ósmosis inversa: separa las moléculas de bajo peso molecular (<500) a
elevadas presiones.
-
Ultrafiltración: sólo retiene los compuestos de gran peso molecular
(>1000). Elimina la lactosa a bajas presiones. Es aconsejable para obtener
una leche con elevado contenido en proteínas y bajo en lactosa. Los
yogures tratados con ultrafiltración presentan una menor postacidificación durante el almacenamiento refrigerado, son más suaves y
cremosos y de buena calidad.
Utilizando cualquiera de estos dos métodos, la leche se desnata primero,
después se concentra la leche desnatada hasta el nivel de extracto seco necesario
y, por último, se normaliza el contenido de grasa añadiendo nata. Esto se hace
así porque la gran presión generada puede alterar las propiedades físicas de la
- 85 -
grasa y disminuir la calidad del yogur por la “separación del aceite” o el “efecto
batido”.
Una vez estudiados los tres métodos para normalizar el contenido del
ESM de la leche para la elaboración del yogur, la alternativa seleccionada es la
adición de sólidos lácteos, en concreto de leche en polvo desnatada por su
fácil disponibilidad y porque aumenta el contenido en proteínas pero no en
grasa.
Las ventajas de la adición de sólidos lácteos son:
-
Su economía.
-
La flexibilidad antes futuras ampliaciones.
-
El nivel de producción.
-
Es una técnica muy utilizada para la que hay muchas soluciones
tecnológicas.
-
Los riesgos son controlables (el “sabor a polvo” por su adición en
exceso).
-
La fácil disposición de los sólidos lácteos.
Existen varios métodos para la preparación de la disolución previa de la
leche en polvo desnatada:
-
Preparación discontinua de la disolución previa. La leche en polvo
obtenida por pulverización se disuelve en leche caliente de unos 40ºC. La
mezcla se hace en una relación 1:5. Después se añade la disolución previa
a la leche. En los cálculos de las cantidades a añadir se ha de tener en
cuenta la leche empleada en la preparación de la disolución previa.
-
Preparación en continuo de la disolución previa. Se utilizan máquinas
mezcladoras. La leche en polvo se añade al caudal de leche,
removiéndose hasta su disolución total. Para los cálculos se parte de la
- 86 -
relación entre el extracto seco de la leche y la densidad y se desprecia el
contenido de agua de la leche en polvo. Tras añadir la leche en polvo, se
determina el contenido en grasa para después normalizarlo añadiendo
nata.
La leche en polvo se empaqueta en unidades de pequeña cantidad (sacos
de papel de 25 – 50 kg con revestimiento de polietileno), de capacidad media
(contenedores de metal o plástico hasta una tonelada) o en grandes tanques
metálicos a granel.
Para la adición de la leche en polvo a la mezcla base existen diferentes
equipos. Las pequeñas cantidades (sacos) pueden vaciarse en unidades de
reconstitución y, para las grandes cantidades, se utilizan tamices. Para la leche
en polvo que se almacena en silos se utilizan tornillos sinfín de velocidad
variable o túneles de aire, utilizando filtros para aprovechar todas las partículas
deshidratadas. Los diferentes equipos que se presentan como alternativas son:
-
Embudo o tolva mezcladora.
-
Mezclador en línea.
-
Unidad de mezcla incorporada al tanque.
Embudo/ tolva de mezcla. La reconstitución de los ingredientes
deshidratados se hace en lotes, en un circuito cerrado formado por un tanque,
tuberías de conexión, una bomba centrífuga y el embudo o tolva. La circulación
comienza cuando el tanque se llena de la fase acuosa a 40 – 50ºC.
Es importante la posición de la tolva con respecto a la bomba. Hay dos
posibilidades:
- 87 -

Si la tolva se monta sobre el lado de succión de la bomba centrífuga, se
produce una rápida dispersión y una buena disolución. El inconveniente
es que la bomba puede bloquearse.

Si la tolva es instalada a la salida de la bomba centrífuga, directamente
detrás de la unidad venturi no se produce bloqueo, pero la dispersión es
más lenta porque se crea vacío en el interior de la tubería que succiona el
polvo hacia la solución recirculante (Newstead, Goldman y Zadow, 1979;
Sanderson, 1982). El aire pasa al tanque más que a la bomba. Se puede
disminuir la cantidad de aire incorporado y la formación de espuma con
una válvula en la tolva de mezcla, asegurando que la línea de retorno del
tanque de mezcla quede por debajo del nivel del líquido.
Si es necesario un mayor grado de mezcla se pueden utilizar mezcladores
estáticos en línea, agitadores de alta velocidad en el tanque de mezcla o, por
último, un inyector de líquidos de alta velocidad.
Mezcladores en línea. Los mezcladores en línea son un método
alternativo a los embudos tolva. Aunque hay diferentes tipos, todos tienen el
mismo funcionamiento, la leche en polvo se introduce en la tolva del mezclador
y se dispersa en la corriente de la leche en el interior del propio mezclador.
Algunos mezcladores en línea son:
-
Mezclador Triblender. Sustituye el mezclador venturi por un mezclador
de alta velocidad. La leche en polvo se introduce en la tolva del
mezclador y se dispersa en la corriente de la leche. Este dispositivo de
mezcla se denomina difusor “tubo en tubo” y es muy eficaz ya que, en el
- 88 -
fondo del mezclador hay un deflector que evita la formación de grumos
y espuma, haciendo una dispersión homogénea.
Algunos modelos tienen una válvula de mariposa que evita la apertura
mientras el motor del mezclador está en funcionamiento, disponiendo de
un sistema de alimentación automático. Garantiza una dispersión
homogénea sin grumos ni espuma (Tamine y Robinson, 1991).
-
Mezcladores Silverson. Trabajan a una gran velocidad, homogeneizando
mientras se combinan los ingredientes deshidratados (la leche en polvo).
Los modelos para la reconstitución de la leche en polvo son “In-line” y
“Flahmix”, o combinándose ambos tipos. Con estas máquinas se trabaja
en continuo a gran velocidad y, cada una de ellas lleva incorporado un
rotor/estator de elevada cizalla.
Si solo se utiliza un mezclador “In line” se puede dar la “formación de
arcos” debido a que la leche se incorpora solo a través de un embudo en
un circuito cerrado de recirculación.
Al utilizar un mezclador “Flashmix” se solventa este problema porque la
leche y los ingredientes en polvo se incorporan simultáneamente en una
tolva antes de ser succionados por el rotor/estator superior. Esta cabeza
forma una disolución que se dispersa fácilmente por el efecto cizalla de
alta velocidad del fondo o de la segunda cabeza.
Cada mezclador tiene una utilidad, por lo que se utilizan juntos
garantizando la completa disolución de la leche en polvo con una
mínima incorporación de aire. Utilizando distintos tipos de cabezas de
estator o de deflectores en el mezclador de alta velocidad se puede
conseguir cierto grado de homogeneización.
- 89 -
Unidad de mezcla incorporada al tanque. La eficacia del proceso de
mezcla depende del sistema de agitación. Hay diferentes sistemas en función de
la forma y tamaño del agitador, si es de palas, turbinas, impulsores, rascadores
de superficie o anclas.
El tipo de flujo que se puede formar durante la mezcla depende de:

La forma y tamaño del sistema de agitación.

La posición del agitador (en la parte superior o inferior del tanque,
perpendicular o inclinado, central o excéntrico…).

La velocidad de rotación del agitador.
La eficacia de la mezcla depende de:

La velocidad de rotación del agitador.

La diferencia de velocidad entre el líquido y el agitador.

La formación de remolinos.

La incorporación de aire en el líquido.
Todos estos factores influyen en la dispersión de la leche en polvo en la
masa del líquido. Por eso, hay diferentes diseños:

Tanque de procesado multiuso. Es un pasteurizador discontinuo y puede
utilizarse en todas las fases del yogur.

Tanque de mezcla. Es semejante a un pasteurizador discontinuo pero no
tiene sistema de agitación. Instalando dos en paralelo se puede conseguir
un flujo continuo de leche a los tanques de incubación, mientras uno se
vacía el otro se llena.
- 90 -

Mezclador/incorporador Crepado. Es un tanque diseñado para una
dispersión rápida y completa de los elementos deshidratados en la leche
líquida. Tiene un agitador que combina la formación de remolinos con la
mínima formación de espuma.

Liquiverter Crepado. Este mezclador de alta velocidad dispersa los
ingredientes en polvo e incorpora la grasa a la fase líquida.

Recombinador continuo. Este equipo permite la eliminación de aire
mediante la aplicación de vacío. Este sistema de recombinación puede
incorporarse en la línea de procesado del yogur para la mezcla de los
ingredientes deshidratados.
Cuando se lleva a cabo la reconstitución de la leche en polvo hay que
controlar dos condiciones de la leche reconstituida.
No todas las partículas se consiguen disolver en el proceso de
reconstitución. Las partículas no disueltas deben eliminarse mediante
centrífugas o mediante mallas de acero inoxidable o mallas mixtas con un tamiz
de acero inoxidable y un filtro de nylon.
Las centrífugas son más eficaces pero se utilizan más los filtros por
mayor comodidad. Se suelen instalar dos filtros intercambiables en la línea de
reconstitución de la leche, por si se obstruye uno. Es necesario eliminar estas
partículas ya que pueden producir averías en los homogeneizadores o
aumentar la cantidad de leche depositada en los intercambiadores de calor.
Para evitar problemas de sedimentación, la leche en polvo tarda 5
minutos en hidratarse. Transcurren alrededor de 15 minutos desde la
reconstitución hasta el final del tratamiento térmico, por lo que no presenta un
grave problema.
- 91 -
Es aconsejable desairear la leche a la que se le han añadido sólidos
lácteos, para reducir el riesgo de formación del lactosuero e impedir la
inhibición de los microorganismos responsables de la fermentación, ya que
estos no fermentan si hay un exceso de oxígeno.
El sistema utilizado para la incorporación de la leche en polvo
desnatada es el de mezcladores en línea. Sus ventajas son:
-
Reducción del tiempo de mezcla.
-
Mayor higiene y producción que otros métodos.
-
La premezcla seca no es necesaria.
-
Tecnología fiable muy utilizada en la elaboración de yogur.
En este momento del proceso productivo, antes de la pasteruización, se
añaden también los azúcares y edulcorantes, junto a la leche en polvo
desnatada mediante una máquina dosificadora gravimétrica, como se explica en
el apartado 5.11 de este anejo.
5.6. Desaireación
Durante el proceso de preparación de la leche, se incorpora aire a ésta. Es
aconsejable desairear la leche que ha sido incrementado su extracto seco con
sólidos lácteos, para reducir el riesgo de separación del lactosuero e impedir la
inhibición del crecimiento de los microorganismos responsables de la
fermentación, debido al exceso de oxígeno disuelto.
El proceso de desaireado se realiza a 70 ó 75ºC y a 70 – 80 kPa. Se utiliza
como equipo un desaireador.
- 92 -
5.7. Normalización de la materia grasa
El proceso de normalización del contenido graso de la leche se puede
realizar:

Previo al tratamiento térmico: La nata que se obtiene es nata cruda.

Después del tratamiento térmico: La nata obtenida está pasteurizada, no
siendo apta para la producción de mantequilla.
Para poder utilizar la nata obtenida como subproducto posteriormente,,
en el caso de que en un futuro se obtenga, se opta por realizar la normalización
del contenido graso antes del tratamiento térmico.
La leche cruda se desnata a una temperatura de 40 – 50ºC, aprovechando
el incremento de temperatura para la pasteurización. Una vez normalizada, la
leche se dirige al pasteurizador.
Hay varios métodos para estandarizar la materia grasa de la leche:

Desnatando parcialmente la leche en una centrífuga.

Mezclando leche entera y leche desnatada.

Añadiendo nata a la leche entera para enriquecerla.

Combinando los dos primeros métodos.
El método utilizado en esta industria es desnatar la leche en una
centrífuga hasta un contenido graso del 0,4%.
Hay que tener en cuenta que la leche desnatada se suele normalizar con
nata y que si la estandarización del E.S.M. se hace con membranas, la leche se
desnata antes de ser filtrada y el contenido en materia grasa se estandariza
posteriormente añadiendo nata tras la concentración.
- 93 -
La leche empleada para la fabricación de los yogures es leche entera con
un contenido medio en grasa de 2,8 – 4,2%. La leche se desnata hasta un 0,4% y
posteriormente, se añade nata hasta un 3% de contenido graso.
La nata obtenida como subproducto, sobrante tras realizar la
estandarización de la leche, se conduce a un enfriador de placas para,
posteriormente, almacenarla en un tanque isotermo hasta su expedición.
Para lograr la separación de la grasa se utilizan centrífugas, formadas por
un tambor rotatorio que en su interior tiene discos o platillos cónicos. Cuanto
menor es la distancia entre los discos, mayor es su eficacia. Esta disposición
evita la turbulencia del fluido que dificulta la separación.
El funcionamiento de la centrífuga consiste en que la leche entra a 35ºC a
la máquina que funciona a 6.000 ó 7.000 r.p.m. y, mientras la leche se desnata, la
nata queda en la parte más cercana al eje de rotación (en el centro). La eficacia
de la separación depende de la velocidad del tambor, su diámetro y la
velocidad del flujo de la leche. A mayor tiempo de residencia de la leche en la
centrífuga, mayor es el desnatado que se produce.
Las centrífugas son muy eficaces, pudiendo llegar hasta un desnatado
del 0,005% pero también se pueden producir errores como que el tambor gire
demasiado lento, que su marcha sea irregular, que haya demasiado caudal, que
haya juntas por las que se escape la nata, defectos en los platillos o que haya un
caudal demasiado pequeño y se produzca entrada de aire.
Hay diferentes tipos de centrífugas:

Centrífugas desnatadoras (concentradoras): depuran y desnatan a la
vez. Si están provistas de un equipo de normalización se llaman
centrífugas universales.
- 94 -

Centrífugas depuradoras o higienizadoras (clarificadoras): depuran la
leche.

Centrífugas homogeneizadoras (clarifixadoras): rompen los glóbulos
grasos de la leche.

Bactófugas: eliminan mecánicamente los microorganismos de la leche.
Según sus características de construcción se distinguen:
-
Centrífugas abiertas: Carecen de presión ya que tienen la entrada y
salida de leche y de nata abiertas.
-
Centrífugas semiherméticas: Con caudales iguales o menores a 10.000
l/h presentan la parte superior abierta. Con caudales superiores se cierra
el conducto alimentador. La descarga de la leche y la nata se hace a
presión con tuberías cerradas. La eliminación de los lodos se hace
manualmente, parando y desmontando el aparato. No tienen sistema de
autolimpieza.
-
Centrífugas herméticas o cerradas: Los conductos de entrada y salida
están cerrados y presentan sistema de autolimpieza para la eliminación
de los lodos. No se incorpora aire ni se forma espuma. La leche recibe un
tratamiento moderado, tienen gran eficiencia en el desnatado (llegan
hasta desnatados de 0,005%), la leche no se quema al calentarse, no hay
que desmontar la centrífuga para su limpieza ya que se acopla al sistema
de lavado de la sala de máquinas, tienen gran productividad y se pueden
dirigir automáticamente.
-
Para que sean rentables estas centrífugas, deben tener una carga óptima
utilizándose en varios turnos.
- 95 -
-
Estas centrífugas tienen válvulas del sistema de conducción de agua,
instalación de control de válvulas y del motor y un equipo para
esterilizar los lodos. Si se utilizan varias centrífugas de este tipo se puede
instalar un equipo central de esterilización de lodos.
Según la forma de evacuación de los lodos hay dos tipos de centrífugas:

Centrífugas con sistema de autolimpieza: la eliminación de los lodos se
realiza automáticamente, de forma periódica y sin interrupción del
proceso.

Centrífugas sin sistema de autolimpieza: para la evacuación de los
lodos hay que interrumpir el desnatado, desmontar el aparato y
limpiarlos manualmente.
Para la normalización de la materia grasa existen equipos que se instalan
a continuación de la desnatadora centrífuga y conducen a la leche la cantidad
de nata necesaria para ajustar su contenido graso. La nata sobrante se conduce a
otro circuito.
En esta industria, para realizar la normalización de la materia grasa se
utiliza una centrífuga desnatadora hermética con sistema de autolimpieza.
5.8. Homogeneización
Para llevar a cabo la homogeneización existen diferentes tipos d
máquinas:
-
Homogeneizadoras. Una homogeneizadora consta de una bomba de
presión y una cabeza o válvula de homogeneización. La bomba de
- 96 -
presión aumenta la presión de la leche y fuerza su paso por el cabezal,
que disminuye la presión y aumenta la velocidad de paso.
La leche ha de homogeneizarse a 20 - 25 MPa y 65 - 70ºC para obtener
unas
propiedades
físicas
óptimas
en
el
producto.
El
efecto
homogeneizador es mayor cuanto más bajo sea el contenido graso y más
altas sean la presión y la temperatura.
La presión, la temperatura, el caudal volumétrico y la forma de la tobera
de la homogeneizadora son factores determinantes. Eligiendo bien la
tobera se puede reducir a la mitad la presión necesaria.
-
Clarifixadores. Se alcanza menor grado de homogeneización.
-
Bombas.
Son
bombas
centrífugas
que
homogeneización de los clarifixadores y
alcanzan
el
nivel
de
no suelen alcanzar el nivel
exigido para la leche.
-
Ultrasonidos. Es una tecnología emergente apenas utilizada en la
producción de lácteos. Se emplean ultrasonidos de onda corta (18 – 30
KHz) ya que provocan ciclos de compresiones y expansiones que
colapsan los glóbulos grasos reduciendo su tamaño y aumentando su
estabilidad.
La homogeneización puede efectuarse antes, durante o después del
tratamiento térmico, pero no se debe hacer después ya que puede ser
contaminada por microorganismos una vez realizado el tratamiento térmico.
Además, en la homogeneización se destruyen colonias microbianas, lo que
refuerza el efecto de la pasteurización.
- 97 -
La homogeneización puede ser:

Homogeneización total: Toda la leche normalizada atraviesa el equipo.

Homogeneización de la nata: Únicamente se homogeniza la nata y
después se mezcla con la leche desnatada.

Homogeneización del caudal parcial: Se mezcla la nata con la leche
desnatada, obteniéndose una leche con 12 – 13% de grasa.
En esta industria se realiza una homogeneización total con una
homogeinizadora. La homogeneización se lleva a cabo tras la normalización del
contenido graso y previo al tratamiento térmico, así se aprovecha el incremento
de temperatura en el pasteurizador para elevar la temperatura de la leche hasta
la temperatura de homogeinización. Una vez homogeneizada, la leche se
devuelve al pasteurizador.
5.9. Pasteurización
Los tratamientos térmicos más frecuentes en la elaboración del yogur
son:

HTLT (alta temperatura, tiempo prolongado): 85ºC durante 30 segundos.

VHTST (temperatura muy alta, tiempo breve): 90 – 95ºC durante 5 - 10
segundos.

UHT (temperatura ultra alta): 120ºC durante 2 – 3 segundos. Se conoce
como tratamiento UHT a baja temperatura.
Todas las opciones provocan la destrucción de las formas vegetativas y
algunas esporas.
- 98 -
La combinación de tiempo-temperatura varía según la calidad de la leche
cruda, pero generalmente se aplica un tratamiento HTLT de 85ºC durante 30
segundos.
La pasteurización puede realizarse directa o indirectamente. Se utiliza
más la forma indirecta ya que la composición química de la leche no se modifica
porque la leche no está en contacto directo con el medio calefactor, al contrario
que en los métodos directos inyectando vapor en la leche. También la
refrigeración de la leche se hace por métodos indirectos.
Los equipos para el tratamiento térmico de la leche pueden ser:
-
Pasteurizadores discontinuos o tanques multiusos. Presentan una
camisa por la que circula vapor o agua caliente en la fase de
calentamiento y agua fría en la fase de refrigeración de la leche. Los
tanques son de acero inoxidable y tienen agitadores para llevar a cabo un
tratamiento homogéneo. Pueden ser de capacidad variable de 200 a 1.500
litros.
En estos tanques la leche se puede calentar por inyección directa de
vapor (con excelente transmisión de calor pero focalización del calentamiento) o
por métodos indirectos con inyección de agua caliente en la camisa del equipo
(calentándose el agua con electricidad o gas).
En estos pasteurizadores discontinuos se inyecta en la camisa vapor o
agua caliente en la fase de calentamiento, y agua fría en la fase de refrigeración.
La leche se debe enfriar hasta 4 ó 10ºC. Otra opción es utilizar un enfriador de
superficie (en vez de hacer circular agua fría por la camisa del equipo).
Utilizando el propio tanque con refrigeración en la camisa la temperatura
desciende cada vez más lentamente, haciendo que la leche esté a temperaturas
que permiten el crecimiento de bacterias.
- 99 -
Al utilizar la cortina de enfriamiento o enfriador de superficie, la leche
forma una película sobre la superficie de la cortina y el enfriamiento es más
rápido, pero la leche queda en contacto con el ambiente, siendo susceptible de
contaminación.
Se pueden utilizar series de estos pasteurizadores para la producción
semicontinua del yogur. Las fases del proceso semicontinuo son:
- Llenado del tanque con la leche enriquecida y homogeneizada a 60ºC.
- Calentamiento a 85 – 90ºC durante 15 – 30 minutos.
- Enfriamiento de la leche a la temperatura de incubación 40 -45ºC
- Incubación de la leche hasta alcanzar la acidez deseada.
- Enfriamiento del coágulo hasta 2 – 10ºC.
El pasteurizador discontinuo es aconsejable para procesar hasta
cantidades de 2.000 litros diarios.
-
Equipos para el procesado continuo. La leche se calienta de forma
indirecta con vapor de agua o agua caliente en la sección de los
intercambiadores de calor. Existen diferentes tipos de intercambiadores:
1. Intercambiadores de calor de placas. Las placas son de acero
inoxidable, corrugadas, finas, unidas y selladas por juntas (para evitar las
fugas). Gracias a una prensa forman un armazón. Alternativamente, la
leche y el medio caliente pasan entre las placas formando una película
fina con gran eficacia de calentamiento (Anon, 1996). Tienen gran
velocidad de transferencia y son fáciles de limpiar. El espesor de las
placas es de 0,05 – 0,125 pulgadas y las juntas provocan una separación
entre placas de 0,05 – 3 pulgadas. Las placas se dividen en secciones de
- 100 -
precalentamiento, calentamiento y enfriamiento. Los líquidos fluyen por
las placas en paralelo, y éstas tienen estrías que provocan turbulencias y
aumentan la superficie de intercambio.
Para el calentamiento de la leche las placas están muy juntas, al contrario
que para el enfriamiento del yogur.
En el calentamiento de la leche, ésta fluye formando una lámina fina
permitiendo un rápido intercambio de calor, pero para el enfriamiento
del yogur coagulado las placas se separan más para evitar la pérdida de
viscosidad.
El medio calefactor suele ser agua, pero se utiliza vapor para llegar a
temperaturas de 100ºC. El medio refrigerante puede ser agua fría o una
salmuera.
El flujo de la leche se modifica gracias a los orificios que tienen las placas
en sus extremos.
El aumento de la temperatura en el tratamiento térmico se aprovecha
para realizar otros tratamientos paralelos.
2. Intercambiadores de calor de tubos. Están formados por tuberías o
conducciones por donde se bombea la leche mientras que se calienta la
superficie exterior con vapor o agua. Pueden ser de multitubo, con una
carcasa que dentro guarda tubos en paralelo por donde fluye la leche,
mientras que el fluido calefactor lo hace por la carcasa. Hay algunos de
un solo tubo. Otra opción son los multicanal, que tienen tubos rectos o en
espiral concéntricos, por dentro de los cuales circula la leche y el fluido
calefactor o refrigerante a contracorriente.
3. Intercambiadores de calor de superficie rascada. Se utilizan para la
producción de productos viscosos. Tienen un cilindro con doble camisa y
con una cuchilla de rascado. Las cuchillas arrastran el producto de la
- 101 -
superficie y la transmisión de calor es rápida, dependiendo de la
velocidad de rotación de las cuchillas. Pueden ser horizontales o
verticales.
Para el tratamiento térmico en la producción de yogur son más utilizados
los dos primeros. La leche se procesa de modo continuo y se conocen a estos
equipos como de doble canal, ya que circula la leche y el medio calefactor o
refrigerante en dos canales separados por una superficie.
Las ventajas de estos intercambiadores de calor continuos frente a los
discontinuos son que ocupan menos espacio, necesitan menos energía, tienen
gran productividad ya que permiten utilizar tanques de fermentación más de
una vez al día y el sistema de operación es más versátil.
El flujo de los fluidos puede ser en paralelo o a contracorriente, siendo
diferente la evolución de la temperatura en el tratamiento.
A contracorriente, los fluidos entran por los extremos opuestos, es decir,
la leche fría entre y se encuentra con el medio calefactor enfriado y su
temperatura va aumentando al atravesar el intercambiador. La temperatura de
la leche es siempre inferior a la del medio calefactor.
En paralelo, la leche y el medio calefactor entran por el mismo lado, por
lo que el incremento de temperatura del producto nunca es superior al que
resultaría de mezclar leche y agua caliente. Según Kessler, es mucho más eficaz
el tratamiento a contracorriente.
Es de destacar que una diferencia grande de temperatura de los fluidos
presenta ventajas, pero el salto térmico más adecuado depende de la
sensibilidad al calor del producto.
- 102 -
En esta industria, tras analizar los equipos para realizar el tratamiento
térmico, se opta por un intercambiador continuo de placas, ya que es el más
eficaz y utilizado en la elaboración del yogur. La leche y el agua caliente
seguirán un flujo a contracorriente, para obtener mayor eficacia en la
transmisión de calor.
Los equipos continuos presentan diferentes secciones:
-
Sección de recuperación. La leche fría se precalienta gracias a la leche ya
caliente, aprovechando la energía consumida.
-
Sección de calentamiento - enfriamiento. La leche alcanza una
temperatura entre 85 y 115ºC.
-
Sección de mantenimiento. La leche se mantiene a temperatura de
tratamiento durante el tiempo necesario. En esta sección no se produce
calentamiento ni enfriamiento. Dependiendo del tiempo que la leche
permanezca en esta sección, ésta puede formar parte del intercambiador
o estar separada de él.
Entre los diferentes equipos para el mantenimiento de la leche se
encuentran:
-
Mantenimiento prolongado: 30 minutos en un tanque de material
aislante o con camisa de agua.
-
Mantenimiento medio: 5 minutos en conducciones en espiral dentro de
un tanque aislado, como por ejemplo el de Alfa-Labal.
-
Mantenimiento breve: En este caso la sección se puede acoplar al
intercambiador o instalarse las tuberías en el exterior de la planta.
- 103 -
Para dar un flujo continuo de leche, se debe instalar un tanque en la zona
de enriquecimiento o estandarización de la leche. Hay diferentes tipos de
tanques equipados con flotador o con sensores de nivel, para la disponibilidad
de la leche.
En las plantas se puede instalar una válvula de desviación de flujo, por si
la leche se enfría, volver a conducirla al tanque de equilibrado. En las industrias
de producción de yogur se suelen utilizar, en vez de este tipo de válvulas, un
sistema de tuberías.
Existen otros sistemas de tratamiento, además de los ya citados, como
por ejemplo:
-
Calentamiento por inyección de vapor directa.
-
Sistemas de evaporadores en película descendente.
-
Swept-Surface Heat Systems.
-
Altas presiones.
-
Ultrasonidos.
5.10. Refrigeración de la leche
Tras el tratamiento térmico, la leche debe enfriarse hasta la temperatura
de inoculación del cultivo. La refrigeración puede llevarse a cabo de diferentes
formas, dependiendo del sistema de pasteurización utilizado:
-
En los sistemas discontinuos o tanques multiuso la leche se enfría
haciendo pasar agua fría por la doble pared del tanque.
-
En los pasteurizadores tubulares o de placas, el agua fría circula por el
interior hasta enfriar la leche a una temperatura de 40 - 45ºC
(temperatura de inoculación del cultivo). Son refrigeradores herméticos,
- 104 -
que presentan mayor rentabilidad y ventajas higiénicas. La leche y el
medio refrigerante circulan a contracorriente.
En esta industria, se ha optado por pasteurizadores de placas, por lo que
el método para refrigerar la leche es introducir agua fría, que circulando por las
placas, descienda la temperatura de la leche hasta los 40 – 45ºC necesarios para
la incubación del cultivo.
5.11. Adición de aditivos y otros ingredientes
Para saber cuál es el medio más adecuado para la adición de los aditivos
y otros ingredientes se deben estudiar las características de estos. La
incorporación de aditivos puede ser:
-
De modo discontinuo: en un tanque gracias a sistemas de mezcla.
-
De modo continuo: Añadiéndolos por la tubería de conducción hacia la
envasadora con una bomba de desplazamiento positivo, o en la propia
máquina con una bomba dosificadora de aroma.
El momento de realizar la incorporación de los aditivos y otros
ingredientes puede ser diferente, ya que se puede hacer en distintas etapas del
proceso. Lo más habitual es:
-
Agentes estabilizantes, azúcares y edulcorantes: Se añaden en la etapa
de preparación de la leche, previa al tratamiento térmico, para
garantizar la eliminación de las bacterias, mohos y levaduras y las
posibles esporas.
-
Aromatizantes y colorantes: Se añaden tras el tratamiento térmico, ya
que pueden ser alterados por el calor.
- 105 -
Los equipos de mezcla para los aditivos en polvo son semejantes o los
mismos que para la adición de la leche en polvo. Los aditivos líquidos se
incorporan mediante bombas dosificadoras.
En esta industria los aditivos que se añaden son:
-
Azúcares o edulcorantes: Se añaden mediante una dosificadora
gravimétrica por pérdida de peso, de modo continuo. Estos dosificadores
dispensan una cantidad precisa. Se añaden a la tolva de los mezcladores
en línea junto con la leche en polvo desnatada antes de la pasteurización,
para eliminar los microorganismos posiblemente presentes.
-
Agentes de textura y aromatizantes: Se añaden tras el tratamiento
térmico de forma manual sobre una tolva con un sistema de transporte
neumático hasta los tanques de proceso, en los cuales los agitadores
homogeneizarán la mezcla. Se deben extremar las medidas de higiene al
manipularse manualmente.
5.12. Inoculación de cultivos
Antes de proceder a la inoculación de cultivos, para mantener la
temperatura de inoculación y, en caso de problemas en las operaciones
posteriores del proceso, se instala un tanque isotermo intermedio, como
depósito de reserva para la leche ya pasteurizada y enfriada.
Este tipo de tanques constan de una válvula de rebose y entrada de aire,
un agitador, un sistema de limpieza, un sensor de temperatura, una doble
pared con camisa de agua, la entrada de agua, la entrada de vapor, la salida de
agua de la camisa y la entrada/salida del producto.
- 106 -
La tecnología utilizada depende del tipo de cultivo y su presentación. La
industria puede tener sus cultivos propios, o bien comprar los fermentos ya
mezclados procedentes de laboratorios, lo que se conoce como cultivos
comerciales.
En el caso de utilizar cultivos propios, las presentaciones pueden ser en
forma líquida o congelados. No están concentrados por lo que el proceso de
preparación es más complejo que con los cultivos comerciales.
En relación a la forma de preparación de los cultivos propios, la primera
fase es como la de formación del lactofermento, pero como no están
concentrados no se pueden inocular todavía. Se hacen repiques para propagar
el cultivo. Este cultivo inicial es el cultivo madre a partir del cual se elabora el
cultivo intermedio y el cultivo industrial.
El cultivo industrial pasa de los tanques de fermentación a la leche
mediante un sistema de dosificación por inyección, en una concentración del
2%. Los cultivos madre deben prepararse en una sala separada con aire filtrado
debido a que los repiques son susceptibles de contaminación. Los cultivos
intermedios e industriales se pueden preparar cerca del punto de producción
pero en condiciones asépticas.
La preparación del cultivo consta de 6 pasos:
-
Se prepara una cantidad de leche exenta de sustancias inhibidoras,
enriquecida en extracto seco e higienizada.
-
Se calienta en el depósito de cultivo a 90ºC durante 30 minutos.
-
Se enfría hasta alcanzar una temperatura de 43 – 45ºC.
-
Se siembra con un 2 – 3% de cultivo madre.
-
Se incuba alrededor de 3 horas hasta alcanzar un pH de 4,5 – 4,65.
-
Se enfría bruscamente hasta una temperatura por debajo de 15ºC.
- 107 -
La relación cocos/bacilos se puede modificar con la temperatura. Con
temperaturas <43ºC predominan los cocos, y con temperaturas >43ºC
predominan los lactobacilos.
Las ventajas de utilizar cultivos propios son:
-
Economía: producir los propios cultivos es más rentable que comprarlos
a empresas.
-
El cultivo se produce a medida de la industria con unas características
determinadas.
-
Permite la diferenciación frente a otras empresas al tener características
diferentes a los cultivos ya existentes.
Pero también presenta algunos inconvenientes:
-
Más trabajo, más personal cualificado, espacio y tiempo.
-
Alto riesgo de contaminación (en los repiques).
-
Las características físicas y organolépticas del producto no son
uniformes.
En el caso de utilizar cultivos comerciales existen dos tipos de
presentaciones:

Deshidratados. Se pueden deshidratar a vacío, por atomización, por
liofilización o por liofilización de cultivos previamente concentrados.
Los liofilizados se obtienen por deshidratación de cultivos congelados
previamente. Esta técnica asegura un gran número de microorganismos
viables y el máximo valor de supervivencia durante el almacenamiento.
Los cultivos liofilizados se pueden conservar en refrigeración o
congelados.
- 108 -

Congelados. Existen dos tipos de cultivos congelados:
-
Congelados a temperaturas de -30 ó -40ºC. Se conocen como
cultivos ultracongelados y mantienen su actividad durante meses,
aunque se deterioran en el almacenamiento.
-
Congelados en nitrógeno líquido a -196ºC. A esa temperatura tan
baja las moléculas de agua no forman grandes cristales y se
interrumpen los procesos bioquímicos intracelulares. Se mejora el
rendimiento de la producción, el equilibrio entre cepas y la
calidad del yogur. Los inconvenientes más notables son el tiempo
necesario para la preparación del yogur con estos congelados y la
poca disponibilidad de nitrógeno líquido.
En cuanto a las formas de utilización de los cultivos comerciales, hay dos
opciones:
-
Aplicación directa a la leche de proceso.
Los cultivos se añaden asépticamente al tanque de fermentación cuando
está
a
medio
llenar
para
que
se
distribuyan
uniformemente
los
microorganismos en toda la leche.
A pesar de ser de aplicación directa, se pueden disolver primero en un
pequeño volumen de leche a temperatura de incubación.
La aplicación de los cultivos debe realizarse en condiciones estrictas de
higiene y sin incorporación de aire en el calentamiento y enfriamiento. Esta
técnica aplica la cantidad necesaria.
- 109 -
-
Preparación de un lactofermento.
El cultivo inicial se añade a un determinado volumen de leche y esta
dilución se añade al resto de la leche.
El sustrato debe tratarse térmicamente y después enfriarse hasta la
temperatura de incubación. Después se inocula, comenzando a multiplicarse las
bacterias. Para inocular el lactofermento, los microorganismos deben
encontrarse en la fase de crecimiento logarítmico (a pH 5). En todo momento se
debe mantener la temperatura óptima de crecimiento de los microorganismos.
Para evitar problemas de aroma y sabor en el cultivo se emplea leche
desnatada.
Un sobre de cultivo comercial se diluye en 200 litros de leche
(lactofermento). Este lactofermento permite inocular hasta 10.000 litros de leche,
ya que la dosificación de los cultivos suele ser del 2%.
En esta industria se opta por la utilización de cultivos comerciales
liofilizados de aplicación directa, ya que conlleva menos trabajo, tiempo y
pasos en el laboratorio, asegura uniformidad en las características del producto
y se evita el riesgo de contaminación, ya que se venden esterilizados.
La fermentación se da a temperaturas entre 42 y 45ºC, que son óptimas
para el crecimiento del cultivo mixto del yogur, durante 2 horas y media o 3
horas y media, hasta que la acidez alcance valores del 0,9 – 0,95%.
En esta industria se mantendrá la fermentación a 42ºC durante 3 horas.
- 110 -
5.13. Envasado
Las máquinas envasadoras se pueden clasificar por:
-
El caudal de llenado
-
El número de envases de llenado simultáneo
-
El tipo de producto a envasar
-
Las adiciones en máquina
-
El nivel de asepsia
-
El formato
-
El nivel de automatización
-
El material de envasado y el tipo de envases (preformados o formados en
máquina)
Hay muchos tipos de envasadoras de gran velocidad y el coste es un
factor del que depende mucho la elección de estas máquinas, pero también hay
que tener en cuenta:
-
El método de llenado y cierre
-
Tipo de envase utilizado
-
Posibilidad de llenado bajo atmósfera modificada
-
Grado de automatización
-
Grado de higiene
-
Tiempo necesario para cambiar de sabor o volumen
-
Versatilidad de la envasadora
-
Goteo entre envases
-
Energía consumida
-
Disponibilidad de sistemas de marcado de fecha
-
Forma de dispensar los envases
-
Medidas de seguridad para que no queden envases vacíos.
- 111 -
En las envasadoras hay una bomba de desplazamiento positivo y un
medidor de volumen. Pueden tener sistemas de marcado y unidades de
etiquetado.
Los tipos de envasadoras son:

Envasadoras con envases preformados. Las tarrinas llegan con sus
formas definitivas e impresas. Hay que extremar las medidas de higiene
ya que las tarrinas vienen ya formadas y no se limpian antes de su
llenado.

Envasadoras termoformadoras. Son más baratas y la tarrina se forma
partir de láminas de poliestireno que llegan en bobinas. Estas láminas se
calientan y se moldean por prensado. A la vez se corta la banda decorada
para rodear cada molde de tarrina.
Estos envases sufren tratamiento térmico al formarse, por lo que tienen
menor riesgo de contaminación del yogur.
Las tapas se forman por troquelado a alta temperatura. Cuando la tarrina
se llena las tapas se termosellan, cerrando herméticamente el yogur.
Después se cortan packs con un número determinado de yogures y se
usa cartón como funda para agrupar el pack y, por último, se paletizan.

Máquinas para el envasado en cartón. El cartón se recubre con una
lámina de poliestireno. La cabeza de llenado se modifica para evitar
perder viscosidad del yogur. Estas máquinas tienen una capacidad de
hasta 10.000 envases por hora.

Máquinas para el envasado en atmósfera controlada. Algunas
envasadoras introducen gas antes de cerrar el envase. Se sustituye el
oxígeno por dióxido de carbono o nitrógeno para evitar la presencia de
- 112 -
mohos y levaduras. Se aumenta la vida útil del yogur pero el material del
envase debe ser impermeable y ha de tenerse en cuenta que sólo es
efectivo contra los microorganismos aerobios estrictos.

Máquinas para envasado de productos viscosos. Estas máquinas son
aconsejables para productos viscosos fríos o calientes. Tienen una
capacidad de hasta 300 envases por minuto y utilizan envases de plástico
preformados que se cierran con tapas a presión o por termosellado de
láminas de aluminio.
En esta industria se utiliza una máquina de formación/llenado/cierre, ya
que es una alternativa más cómoda y económica que la utilización de una
máquina diferente para cada actividad. Así, se consigue ahorrar espacio en la
fábrica. Esta máquina permite el ahorro de mano de obra también y el posible
cambio de formato del envase. Al formarse el envase en caliente, no habrá
contaminación al llenarse con el producto.
Los envases utilizados son tarrinas semirígidas de poliestireno por sus
ventajas. Éstas se encuentran en bandejas de plástico flexible, ya que se adaptan
a las características de la línea de elaboración.
- 113 -
5.14. Incubación
Las alternativas tecnológicas de la fermentación, la incubación y el
enfriamiento están muy relacionadas. En la elaboración del yogur firme, la
fermentación tiene lugar en los envases.
Para la incubación de los yogures ya envasados existen seis alternativas
de instalaciones:
-
Túneles.
Se pueden producir grandes cantidades de yogur si se dispone de
cabinas.
-
Túneles para fabricación en continuo.
Las plataformas con los envases de yogur se colocan sobre cintas sinfín
que van transportando el producto por varias secciones del túnel. En la sección
de incubación circula aire caliente y la velocidad de desplazamiento varía según
el nivel de ácido láctico que se quiera conseguir. Una vez producida la
fermentación, es decir, a un pH de 4,6 los palets pasan a la sección de
enfriamiento donde circula aire frío. Los yogures se enfrían parcialmente y se
terminan de refrigerar en la cámara de refrigeración y almacenamiento.
Hay que tener cuidado para no romper el coágulo mientras los yogures
circulan por el túnel.
Se puede utilizar un sistema mixto con cámaras de incubación y túnel de
refrigeración, donde los yogures están en reposo durante la incubación y en el
túnel se enfrían rápidamente.
- 114 -
Lo normal es que los yogures al llegar a un pH de 4,5 en las cámaras de
incubación, pasen al túnel de refrigeración llegando a una temperatura de 10ºC
y, a continuación, pasen directamente a la cámara de conservación en
refrigeración con la ayuda de carretillas elevadoras.
-
Cámaras de incubación.
Una vez coagulada la leche, ésta pasa a la cámara de enfriamiento.
-
Cámaras multifuncionales.
En ellas circula aire caliente en la incubación y aire frío durante el
enfriamiento posterior.
-
Cabinas.
La incubación se realiza en cabinas con capacidad de 250 – 750 litros, en
las que circula aire caliente durante la fermentación y aire frío durante la
refrigeración. Pueden tener sistemas de humidificación para una mayor
transferencia de calor, en el caso de que los envases sean resistentes a la
humedad. El yogur puede quedarse en las cabinas o pasar a las cámaras
frigoríficas. Algunas cabinas automáticamente detectan el pH y cambian el
aire caliente por aire frío, para pasar de la fermentación a la refrigeración. Se
puede controlar mediante el tiempo también.
Las cabinas deben ser pequeñas para llenarse rápidamente con un
pequeño desfase de tiempo entre los primeros yogures colocados y los
últimos. La circulación debe ser uniforme por toda la cabina y debe tener un
sistema de control de temperatura.
Otra opción es utilizar las cabinas sólo para la incubación y después
pasar los yogures a cámaras frigoríficas para la refrigeración, pero se mueve el
- 115 -
coágulo caliente y puede presentar defectos de textura o separación del suero
en el producto final.
-
Baños o tanques de agua.
Los envases suelen ser de vidrio y se colocan en bandejas que se
sumergen en tanques con agua caliente. Una vez coagulado el producto, el agua
caliente se sustituye por agua fría para enfriar rápidamente el coágulo.
Después, los yogures pasan a la cámara de refrigeración donde se produce el
enfriamiento final.
Es importante destacar que si la incubación y el enfriamiento se realizan
en cámaras, el aire debe circular uniformemente por toda la cámara, dando el
mismo tratamiento a todos los yogures. Para ello, los envases se colocan en
bandejas guardando distancias para que el aire circule entre ellas.
Las bandejas se apilan en palets y se llevan a la cámara de incubación
controlando la temperatura y evitando la renovación de aire.
Durante la incubación, el producto no se debe agitar durante las 2
últimas horas, ya que es más sensible a la rotura del gel y a la separación del
lactosuero.
En esta industria se instala una cámara de incubación y un túnel de
enfriamiento para fabricación en continuo como tecnología de incubación y
refrigeración.
Se desplazarán los palets por la cámara con un efecto similar al del túnel
de incubación, pero en un proceso continuo.
La cámara de incubación frente al túnel aporta mayor accesibilidad al
producto para el seguimiento de su evolución a la hora de tomar muestras.
- 116 -
5.15. Enfriamiento
Una vez alcanzada la acidez deseada del producto debe comenzar la
refrigeración del coágulo para reducir la temperatura de 42 – 45ºC a 20ºC, o
incluso a valores inferiores a 10ºC. (Anon, 1977a). El enfriamiento se realiza
para reducir la actividad metabólica de los microorganismos del cultivo
estárter, ya que si no disminuye la temperatura se convertiría en un producto
desechable por su alta acidez.
Es aconsejable comenzar la refrigeración con un nivel de acidez del 0,8 –
1% de ácido láctico, para terminar con unos niveles en el producto final de 1,2 –
1,4% de ácido láctico.
Para conseguir la refrigeración del yogur se pueden utilizar 3 sistemas:
-
Aire frío. Este método se puede utilizar en las cabinas o túneles de
refrigeración al finalizar la fermentación y, además, en las cámaras
frigoríficas de almacenamiento y en los vehículos de transporte y vitrinas
de venta. Para no afectar a la calidad del yogur, éste se debe conservar a
menos de 10ºC.
-
Refrigeración en los tanques. El yogur se puede refrigerar en los propios
tanques de fermentación o multiuso utilizando agua fría en la camisa de
éstos. Este sistema no se puede utilizar en los yogures de consistencia
firme, ya que la fermentación se produce ya en los envases.
-
Refrigeradores continuos. Los refrigeradores de placas o tubos permiten
un enfriamiento más rápido pero no son aplicables a los yogures firmes
ya que se rompería la textura del yogur ya fermentado.
- 117 -
En esta industria, la refrigeración se lleva a cabo en la sección final del
túnel de incubación (túnel de enfriamiento), utilizando como fluido
refrigerante aire. Se descarta la opción de refrigeración con agua para evitar su
posterior secado, ya que es posible que queden pequeñas gotas de agua.
5.16. Almacenamiento refrigerado de producto terminado
El yogur debe reposar 48 horas antes de comercializarse. En esas 48 horas
se acumula una gran cantidad de productos acabados, por lo que deben ser
almacenados en palets en una cámara de refrigeración. Para ahorrar espacio,
las tarrinas se organizan en palets de dimensiones 1,2 x 0,8 m, apilándose en
altura. Cada palet tendrá 4 bandejas de base y 7 alturas. En cada uno habrá
3.360 tarrinas (120 en cada bandeja).
6.
DEFINICIÓN
DE
LAS
NECESIDADES
DE
CADA
ACTIVIDAD DEL PROCESO
La recepción de la leche se realizará de forma rápida por la naturaleza
alterable de la leche que hace que se deba enfriar rápidamente, y por la
necesidad de abastecimiento a la línea de proceso. La recogida y transporte se
encargará a una subcontrata por lo que interesa que sea rápido para que
suponga un menor coste. Los caudales de recepción serán elevados, de 5.000 l/h
en las 2,5 primeras horas de la mañana, ya que hay que recibir 12.500 l/día.
La recepción se realiza 6 días en semana, mientras que a la producción
sólo se le dedican 5 días, por lo que siempre habrá una reserva de leche en los
- 118 -
depósitos de almacenamiento previo, que permiten que la producción comience
a la misma hora que la recepción.
Los procesos vienen definidos por la actividad que limite la capacidad de
producción. En este caso es la fermentación/incubación la que necesita más
tiempo (3 horas cada lote para el desarrollo correcto de las cepas). El proceso
deja de ser continuo al llegar a esta fase.
El rendimiento exigido a cada actividad viene resumido en la tabla 7.
- 119 -
Tabla 7. Rendimiento exigido a cada actividad del proceso.
ACTIVIDAD
LÍNEA DE RECEPCIÓN
Recepción
12.500 l/día = 5.000 l/h
Almacenamiento previo
12.500 l/día = 5.000 l/h
Filtración – Clarificación
12.500 l/día = 5.000 l/h
Enfriamiento
2 días de recepción = 25.000 l
LÍNEA DE ELABORACIÓN
Incremento del extracto seco
15.000 l/día = 3.750 l/h
Adición edulcorantes
15.000 l/día = 3.750 l/h
Desaireación
15.000 l/día = 3.750 l/h
Normalización de la materia grasa
15.000 l/día = 3.750 l/h
Homogeneización
15.000 l/día = 3.750 l/h
Pasteurización
15.000 l/día = 3.750 l/h
Adición aditivos y siembra del
15.000 l/día = 3.750 l/h
fermento
Envasado
15.000 l/día = 3.750 l/h
Incubación/ Fermentación
15.000 l/día = 3.750 l/h
Enfriamiento
15.000 l/día = 3.750 l/h
Almacenamiento refrigerado de
15.000 l/día = 3.750 l/h
producto terminado
- 120 -
7.
IMPLEMENTACIÓN
DEL
PROCESO
PRODUCTIVO
APLICADA
7.1. Características técnicas de la maquinaria de proceso
En la maquinaria que se presenta a continuación, todos los datos han
sido sacados de las fichas técnicas de cada casa comercial. Se han elegido las
máquinas que mejor se adaptan a la capacidad de esta industria y depósitos con
una capacidad mayor a la necesaria, para asegurar el almacenamiento de la
materia prima o de la leche de proceso en el caso de averías en la línea de
procesado. Además, hay que mencionar que los datos de las dimensiones de las
máquinas son largo x ancho x alto, respectivamente.
7.1.1. Bomba centrífuga
Bomba centrífuga para líquidos en carga provista de una manguera para
la descarga de la leche, se conecta mediante una brida al camión cisterna. Es de
acero inoxidable AISI-316-L.
Se utilizará el modelo SIM-1101 de la casa Bominox S.A. o similar (Ver
figura 9).
Nº de unidades necesarias: 1
Importe: 1.235,50 €
- 121 -
Características técnicas:
-
Caudal: Q= 1.000 – 25.000 l/h
-
Altura manométrica: H= 5 – 25 m.c.a.
-
Motores: P= 0,75 kW (1hp)
-
Temperatura: 80ºC (cierre esp. 120ºC)
-
Material AISI-316-L
-
Dimensiones: 392 x 225 x 326 mm
Detalles técnicos:
-
Cuerpo bomba en acero inoxidable embutido en frío, espesor 2 mm
mínimo,
con
salida
central
y
difusor
incluido,
que
aumenta
considerablemente el rendimiento de la bomba.
-
Tapa bomba de acero inoxidable, embutida en frío, espesor 2 mm, con
alojamiento de gran dimensión para una buena refrigeración del cierre
mecánico.
-
Turbina de acero inoxidable de tipo abierto, totalmente embutida en frío,
sin soldaduras, espesor 3 mm, con alojamiento especial que se acopla
directamente en el eje.
-
Brida de acero inoxidable, embutida en frío, espesor 2 mm, con
autocentraje.
-
Eje intercambiable, independiente del motor.
-
Cierre mecánico simple interior, tipo ROTEN-3.
-
Bancada de hierro pintada.
-
Motor IEC IP-55.
-
Fijación cuerpo-tapa-brida mediante tornillos.
-
Equipada con roscas GAS (posible DIN- 11851).
- 122 -
Figura 9. Bomba SIMPLEX-M
Fuente: www.bominox.com
7.1.2. Filtro
Filtro construido totalmente en acero inoxidable AISI 304, con un tamaño
de poro de 0,2 a 1 mm. Tiene dos cuerpos intercambiables mediante válvulas.
Permite el funcionamiento continuo, sin interrupción para limpiar la malla o
bujía. Se utiliza por seguridad para limpiar las partículas más groseras
posiblemente presentes en la leche.
Se utilizará el modelo de filtro estático de la casa Cameselle, S.A. o
similar (Ver figura 10).
-
Dimensiones: 400 x 400 mm
-
-
Importe: 468,80 €
- 123 -
Figura 10. Filtro estático
Fuente: www.cameselle.com
7.1.3. Depósito desaireador
Es un tanque cerrado de acero inoxidable AISI-304. Posee una apertura
superior para la toma de muestras y medición de la concentración de grasa,
proteínas y otros parámetros de la leche antes de procesarla. Es compatible con
los sistemas CIP de limpieza. Se crea vacío gracias a una bomba y
posteriormente se reinsertan vapores condensables.
Se utilizará el modelo 500 de la casa Tetra Alrox Lacta o similar.
Características:
-
Capacidad: 1.000 – 8.000 litros
-
Presión bomba de vacío: 0,75 kW
-
Dimensiones: 1.800 x 1.200 x 3.400 mm
-
-
Importe: 9.114,70 €
- 124 -
7.1.4. Caudalímetro
Caudalímetro para la medición de todos los líquidos eléctricamente
conductores, sin piezas móviles ni pérdida de carga adicional. No tiene
desgaste mecánico. Gracias a su compacta construcción, el caudalímetro
electromagnético hace posible su uso en la construcción de máquinas y plantas.
Sirve para la medición continua del caudal o para la dosificación de
líquidos eléctricamente conductores. El caudalimetro electromagnético funciona
según el principio de inducción magnética: El tubo de medición se encuentra en
un campo magnético. Si un medio conductor fluye a través del tubo de
medición de forma perpendicular al campo magnético, se induce una tensión al
medio que es proporcional a la velocidad del flujo media, y que es captada por
dos electrodos. Como salida de señal se emite una señal de frecuencia
proporcional al caudal.
Se elige un caudalímetro electromagnético modelo PCE-VMI de la casa
PCE-Ibérica S.L.
Especificaciones técnicas:
-
Precisión: ±1% del valor de medición
-
Temperatura del medio: máximo 90ºC
-
Presión nominal : PN 16
-
Diámetro nominal: DN 10
-
Frecuencia de repetición de impulsos: 855 impulsos/l
-
Tipo de conexión: G 1/2" -ISO 228 exterior
-
Resolución: 1,2 ml/impulso
-
Formas de onda: Señal rectangular NPN colector abierto, ciclo de trabajo
50:50
-
Conexión eléctrica: conector M12x1
- 125 -
-
Alimentación: 24 VDC ±10 %
-
Tipo de protección: IP 65
Características:
-
Capacidad: 2 – 40 l/min
-
-
-
Importe: 5.311,00 €
Bomba centrífuga para líquidos de acero inoxidable AISI-316-L. Impulsa
la leche hasta el tanque de recepción.
figura 11).
-
-
Importe: 1.235,50 €
-
Caudal: Q= 1.000 – 25.000 l/h
-
-
-
- 126 -
-
Material AISI-316-L
-
Detalles técnicos:
-
mínimo,
con
salida
central
y
difusor
incluido,
que
aumenta
-
mecánico.
-
-
autocentraje.
-
-
-
Motor IEC IP-55.
-
-
- 127 -
7.1.6. Tanque de recepción
El tanque de recepción es necesario por si ocurren problemas en algunas
máquinas que obligasen a almacenar la leche para posteriormente ser
procesada. Sin embargo, se intenta siempre higienizar la leche que llega en los
camiones inmediatamente.
Se utilizará como tanque de recepción un depósito isotermo de acero
inoxidable AISI- 316 con patas de la casa Vacarinox o similar (Ver figura 12).
Accesorios:
-
En el techo dispone de una válvula de presión/depresión, una boca de
hombre de 400 mm de diámetro y dos orejas para elevación.
-
El cilindro tiene una toma de muestras, un nivel con graduación en litros,
una puerta ovalada y una válvula de mariposa con tapón.
-
En el fondo tiene una válvula de mariposa con tapón y patas.
-
Accesorios opcionales: busca claros, termómetro, camisa de refrigeración,
apoyo de pasarela y patas con regulación de altura.
Características:
-
Capacidad: 20.000 litros
-
Diámetro: 2.550 mm
-
Altura del cilindro: 3.750 mm
-
Altura total: 5.150 mm
-
-
Importe: 27.500,00 €
- 128 -
Figura 12. Tanque de recepción.
Fuente: www.vacarinox.com
Bomba centrífuga para líquidos, de acero inoxidable AISI-316-L. Impulsa
la leche desde el tanque de recepción hasta la centrífuga clarificadora.
figura 13).
-
-
Importe: 1.235,50 €
-
Caudal: Q= 1.000 – 25.000 l/h
-
-
- 129 -
-
-
Material AISI-316-L
-
Detalles técnicos:
-
mínimo,
con
salida
central
y
difusor
incluido,
que
aumenta
-
mecánico.
-
-
autocentraje.
-
-
-
-
Motor IEC IP-55.
-
-
- 130 -
7.1.8. Centrífuga clarificadora
Centrífuga clarificadora autolimpiable con descarga automática, con un
diseño que permite insertar un sistema de lavado química centralizado (CIP).
Se elige el modelo MCS-4 de la casa Pieralisi S.L. o similar (Ver figura
14).
Detalles técnicos:
-
Embrague con masas centrífugas (pastillas de fricción intercambiables).
-
Mecanismo de transmisión con baño de aceite.
-
Motor en versión IP55.
-
Protección del motor en acero inoxidable pulido.
-
Tambor completo en acero inoxidable de alta resistencia.
-
Cobertura de acero inoxidable.
-
Colector de recogida y descarga de sedimentos en acero inoxidable.
-
Bomba centrípeta para la separación a presión de las dos fases separadas.
-
Manómetros para la regulación de la sobrepresión.
-
Racord DN 40 para la salida del producto.
-
Racord DN 50 para la entrada del producto
- 131 -
-
Válvula micrométrica de regulación en acero inoxidable.
-
Serie de tubos y llave de lavado en acero inoxidable.
-
Electroválvula de alimentación del agua de maniobra con relativo bypass y llave de maniobra manual compuesta de manómetro y reductor
de presión.
- Potencia instalada: 7,5 kW.
- Capacidad nominal leche: 5.000 l/h.
- Masa: 1.150 kg.
- Dimensiones: 1.300 x 900 x 1.370 mm
- Nº de unidades necesarias: 1
- Importe: 25.558,20 €
Figura 14. Centrífuga clarificadora.
Fuente: www.pieralisi.com
- 132 -
7.1.9. Intercambiador de calor de placas – Enfriador
Intercambiador de placas donde se enfría la leche hasta 4ºC, a través de
pasos por los que circula la leche y, por la otra cara, el agua subenfriada a 1ºC,
enviada desde la sala de producción de frío por las bombas centrífugas.
El enfriador consta de unas placas y unas juntas de goma que aseguran
su hermeticidad. Las placas forman corrientes turbulentas para una mejor
transmisión del calor. Se consigue una temperatura de salida de leche a 2,5 –
3,5ºC, temperatura a la que es almacenada.
Se elige un intercambiador de placas modelo PC 30/2 de la casa Pieralisi,
o similar (Ver figura 15).
Es te intercambiador de calor de placas está montado sobre una
plataforma y ha sido diseñado y desarrollado expresamente para satisfacer las
exigencias de los usuarios con producciones de 1.000 a 10.000 l/h, para leche
para usos alimenticios o industriales. Cada detalle ha sido diseñado en
cumplimiento de la estricta normativa de la CEE.
Detalles técnicos:
-
Cubeta: 100 l
-
Placas de acero inoxidable AISI 316 nº 92
-
Bomba de alimentación: 1,5 kW
-
Bomba de relanzamiento: 1,5 kW
-
Bomba de agua: 0,75 kW
-
Diámetro línea de vapor: 20 mm
- 133 -
Características:
-
Capacidad nominal: Q= 3.000 l/h
-
-
-
Importe: 16.600,00 €
Figura 15. Intercambiador de placas.
Fuente: www.pieralisi.com
Bomba centrífuga para líquidos, de acero inoxidable AISI-316-L. Impulsa
la leche desde el intercambiador de placas hasta el tanque de almacenamiento.
figura 16).
- 134 -
-
-
Importe: 1.235,50 €
-
Caudal: Q= 1.000 – 25.000 l/h
-
-
-
-
Material AISI-316-L
-
Detalles técnicos:
-
mínimo,
con
salida
central
y
difusor
incluido,
que
aumenta
-
mecánico.
-
-
autocentraje.
-
-
-
-
Motor IEC IP-55.
- 135 -
-
-
7.1.11. Tanques de almacenamiento
Estos tanques deben poder almacenar la cantidad de leche recibida en
dos días consecutivos, por ello deben poder almacenar alrededor de 30.000
litros, ya que es mejor dimensionarlos para que sobre espacio para cualquier
error o almacenamiento imprevisto de más leche.
Se ha optado por la utilización de dos tanques de menor capacidad en
vez de uno de grandes dimensiones, ya que ayuda al control de la materia
prima de varios días y permite limpiar los tanques con mayor facilidad.
Son depósitos isotermos de acero inoxidable AISI- 316 con patas de la
casa Vacarinox o similar.
- 136 -
Accesorios:
-
-
-
-
Características:
-
-
Diámetro: 2.550 mm
-
-
-
-
Importe (2 unidades): 16.500,00 €
La bomba centrífuga impulsa la leche desde los depósitos de
almacenamiento hasta el mezclador en línea. También se utilizará para los
trasiegos de leche de unos tanques a otros en caso de limpieza o avería.
- 137 -
Se utilizará el modelo SIM-1101 de la casa Bominox S.A. o similar, ya
que es una bomba centrífuga para líquidos, de acero inoxidable AISI-316-L (Ver
figura 17).
-
Importe: 1.235,50 €
-
Caudal: Q= 1.000 – 25.000 l/h
-
-
-
-
Material AISI-316-L
-
Detalles técnicos:
-
mínimo,
con
salida
central
y
difusor
incluido,
que
aumenta
-
mecánico.
-
-
autocentraje.
-
- 138 -
-
-
-
Motor IEC IP-55.
-
-
7.1.13. Mezclador en línea
Equipo para la disolución o incorporación de sólidos y líquidos viscosos
en líquidos. En esta industria se utiliza para la adición de la leche en polvo y el
azúcar. Los productos secos o viscosos se colocan en la tolva. El líquido de
alimentación entra por un conector tangencial. Ambos son arrastrados por un
impulsor rotativo que los mezcla y proyecta sobre una grilla antes de salir de la
cámara.
Detalles técnicos:
-
Materiales en contacto con el producto.
-
Acero inoxidable AISI – 304 – 316, elastómeros y otros sanitarios.
-
Compartimento de bombeo separado del soporte de cojinetes.
- 139 -
-
Diseño sanitario y rápido desarme.
-
Apto para limpieza CIP.
-
Tolva alimentadora de polvo.
-
Grilla adecuada al producto.
-
Sello mecánico sanitario.
-
Porta sello retirable.
-
Temperatura máxima 90ºC.
-
Motor eléctrico normal blindado IP55 CAT 380V – 50 Hz.
-
Caudal: 5.000 l líquido/h y 1.000 kg polvo/h
-
Motor: 3 kW, 3 HP
-
Dimensiones: 680 x 600 x 1.070 mm
-
-
Importe: 7.240,30 €
7.1.14. Dosificador gravimétrico
Para la dosificación de la leche en polvo y del azúcar o edulcorante se
instala un dosificador gravimétrico. La cantidad dispensada es precisa y fijada y
no varía por la densidad, el volumen, el flujo o el tamaño de los ingredientes.
Existen dosificadores gravimétricos con capacidades entre 10 y 1.500
Kg/h. El número de componentes en la unidad estándar es entre 2 y 6.
- 140 -
El sistema puede medir de manera precisa porcentajes muy bajos. Las
cargas de alta precisión pueden pesar hasta 0,01 g. La precisión depende del
software instalado, que puede compensar errores. La precisión que ofrece el
sistema es de ± 0,1%.
Las unidades están construidas de forma modular y compacta con
componentes europeos estándar al ser posible, para que sean fácilmente
intercambiables. Todos los componentes son de acero inoxidable y en el caso
del depósito de mezcla, la tolva medidora y el husillo, presentan fácil extracción
para su limpieza.
Los sistemas de control FGB incorporan los últimos PCMCIA y
tecnología microprocesadora para la automatización de almacenaje de control
de existencia y control monotorizado.
Se instala en esta industria el modelo de la casa Piovan MXP 500 o
similar (Ver figura 18).
Detalles técnicos:
-
Estaciones de dosificación máx: 6
-
Nº de usillos: 2
-
Potencia del motor mezclador: 0,24 kW
-
Capacidad del mezclador: 20 dm3
-
Capacidad de la tolva con usillo: 25 dm3
-
Capacidad de la tolva con compuerta: 75 dm3
-
Potencia instalada máx: 0,8 kW
-
Presión de aire comprimido: 6 – 8 bar
-
Consumo de aire comprimido: 310 Nl/h
- 141 -
Características:
-
Dimensiones: 1.778 x 960 x 1.570 mm
-
Capacidad: 500 Kg/h
-
-
Importe: 337,80 €
Figura 18. Dosificador gravimétrico.
Fuente: www.piovan.com
7.1.15. Desaireador
Una vez mezclados los ingredientes se debe eliminar el aire que se haya
incorporado. Por ello, se instala un desaireador entre el mezclador en línea y el
pasteurizador.
Un desaireador es un tanque cerrado con apertura en la parte superior
para la toma de muestras y para la medición de la concentración de grasas,
proteínas y demás parámetros de la leche. Se puede incorporar al sistema de
- 142 -
limpieza CIP de la industria. Este aparato crea vacío y posteriormente, inserta
los vapores condensables.
Se utiliza el modelo 500 de Tetra Alrox Lacta o similar.
Características:
-
Capacidad: 1.000 – 8.000 l
-
Presión bomba de vacío: 0,75 kW
-
-
-
Importe: 7.114,70 €
Tras pasar por el desaireador, la leche ya mezclada con la leche en polvo
y el azúcar o edulcorante, se envía al pasteurizador gracias a una bomba
centrífuga, de las mismas características que las anteriores.
figura 19).
-
-
Importe: 1.235,50 €
- 143 -
-
Caudal: Q= 1.000 – 25.000 l/h
-
-
-
-
Material AISI-316-L
-
Detalles técnicos:
-
mínimo,
con
salida
central
y
difusor
incluido,
que
aumenta
-
mecánico.
-
-
autocentraje.
-
-
-
-
Motor IEC IP-55.
-
-
- 144 -
7.1.17. Pasteurizador
La unidad de pasteurización (HTST) es un equipo diseñado para el
tratamiento térmico de la leche que permite eliminar los microorganismos
patógenos, mediante la aplicación de alta temperatura durante un corto período
de tiempo.
Se utiliza un pasteurizador HTST de la casa INOXPA, o similar (Ver
figura 20).
Tanto las piezas que se encuentran en contacto con el producto como el
resto de material y cuadro eléctrico son de acero inoxidable AISI – 304.
Detalles técnicos:
-
Caudal: 2.000 l/h
-
Temperatura de entrada producto: 4 ºC
-
Temperatura de pasterización: 72 ºC
-
Temperatura de salida producto: 4 ºC
-
Tiempo de retención: 15 s
-
Temperatura de agua caliente: 74 ºC
- 145 -
-
Temperatura agua glicolada: 4 ºC
-
-
Nº de unidades: 1
-
Importe: 21.930,00 €
-
Tanque de balance, de 100 litros, en AISI 304.
-
Bomba de alimentación centrífuga Hyginox SE
-
Intercambiador de calor de placas, que puede ser de 1, 2 o 3 etapas, a
petición del cliente y/o proceso. Con bastidor de acero inoxidable, placas
de acero inoxidable AISI 316L de 0,6 mm de espesor. Con juntas de NBR,
fijadas mecánicamente.
-
El tubo retenedor se ha diseñado con ligera inclinación para mejorar el
drenaje del tubo.
-
Válvula de desvío automática tipo KH (3 vías), además de válvulas de
mariposa de operación manual y la instrumentación necesaria para el
control de la temperatura de pasteurización.
-
Válvula modulante de 3 vías, para el agua caliente, con posicionador
electroneumático.
-
Todo el skid de pasteurización va montado sobre una estructura en acero
inoxidable con patas regulables en altura.
-
Para operar con el equipo, se incluye un cuadro de control en acero
inoxidable AISI 304. El cuadro de mando lleva regulador de temperatura.
-
La instrumentación incluida en la configuración base es un nivel de
flotador con contactos tipo REED en el BTD, de máximo y mínimo. Una
sonda de temperatura PT100 con convertidor 4-20mA y un termómetro
orientable 0 - 100 ºC en la salida del equipo.
- 146 -
Opcional:
-
Circuito generador de agua caliente: El aporte de calor proviene de un
circuito de agua caliente generado mediante la recirculación de agua a
través de un intercambiador de placas soldadas calentado con vapor.
-
Variador de frecuencia: montado en el cuadro de control, para controlar
la velocidad de la bomba centrífuga.
-
Control de caudal: mediante un caudalímetro electromagnético y
variador de frecuencia para la bomba de impulsión.
-
Regulación del agua fría: incluye una válvula de control de 3 vías, una
sonda de temperatura PT100 y un regulador de temperatura.
-
Registro de la temperatura de pasteurización y/o caudal para garantizar
seguridad en la producción. Puede ser con un registrador de papel o
con videoregistrador.
-
Placas del intercambiador especiales para el tratamiento de productos
con fibras o sólidos en suspensión.
-
Intercambiador de 4 secciones para salida a homogenizador,
desnatadora, etc.
-
Otras configuraciones de temperatura y tiempo de retención.
- 147 -
Figura 20. Pasteurizador HTST.
Fuente: www.inoxpa.es
7.1.18. Centrífuga desnatadora
Para el desnatado de la leche previamente precalentada se utiliza un
separador
centrífugo
autolimpiante
con
descarga
automática.
Puede
incorporarse al sistema CIP de la industria.
Se utiliza el modelo MCS – 2 de la casa Pieralisi o similar.
Detalles técnicos:
-
Cuerpo de la máquina en fundición esmaltada.
-
Embrague con masas centrífugas (pastillas de fricción intercambiables).
- 148 -
-
Mecanismo de transmisión con baño de aceite.
-
Motor en versión IP55.
-
Protección del motor en acero inoxidable pulido.
-
Tambor completo en acero inoxidable de alta resistencia.
-
Cobertura de acero inoxidable.
-
Colector de recogida y descarga de sedimentos en acero inoxidable.
-
Dos bombas centrípetas para la separación a presión de las dos fases
separadas (leche desnatada y nata).
-
Manómetros para la regulación de la sobrepresión.
-
Racord DN 40 para la salida de la leche desnatada.
-
Racord DN 25 para la salida de la nata.
-
Racord DN 50 para la entrada del producto.
-
Válvula micrométrica de regulación en acero inoxidable.
-
Serie de tubos y llave de lavado en acero inoxidable.
-
Electroválvula de alimentación del agua de maniobra con relativo bypass y llave de maniobra manual compuesta de manómetro y reductor
de presión.
-
Bomba de alimentación del producto y llave micrométrica para la
regulación del flujo.
-
Cuadro electrónico que controla los ciclos de elaboración, con
programador de ciclos totales o parciales, temporizador, interruptor
general, guardamotores para el separador, la bomba de alimentación y la
bomba de agua y un armario IP55 para el montaje en la pared.
-
Caudal: 5.000 l/h
-
Potencia instalada: 15 kW.
-
Dimensiones: 1.300 x 900 x 1.380 mm.
- 149 -
-
-
Importe: 23.300,00 €
7.1.19. Bomba lobular para el transporte de la nata
Para el transporte de la nata se utilizan bombas lobulares, ya que es un
líquido de gran viscosidad.
Son necesarias dos bombas. La primera para conducir la nata desde la
desnatadora hasta el intercambiador de placas y, la segunda, para llevar la nata
desde el tanque de almacenamiento de nata hasta la zona de expedición.
Se utiliza el modelo SLR 1- 40 de SIMES o similar (Ver figura 21).
Detalles técnicos:
-
Los materiales en contacto con el producto son de acero AISI 316 y otros
materiales sanitarios.
-
Cumplen con las más estrictas normas sanitarias, además desarmado
rápido.
-
Permite limpieza CIP-MIP.
-
Sello mecánico rotativo con la pista de rozamiento de grafito - acero
inoxidable, carburo o simple anillo.
-
El cuerpo es retirable de la bomba para realizar mejor limpieza y
revisión.
-
El giro puede ser indistinto o reversible, sin rozamientos.
-
Posibilidad de funcionar en seco.
-
Bajo nivel sonoro.
- 150 -
-
Opcional:
-
Válvula de seguridad incorporada
-
Calefacción cuerpo.
-
Cierre hidráulico y/o lavado.
-
Bocas verticales, con/sin tolva
-
Montaje con reductor - variador de velocidad.
Características:
-
Caudal: 1 – 10 m3/h
-
Presión: 1 – 7 bar
-
-
Nº de unidades: 2
-
Figura 21. Bomba lobular.
Fuente: www.simes-sa.com.ar
- 151 -
7.1.20. Intercambiador de placas para el enfriamiento de la nata
La nata debe enfriarse hasta 4ºC como máximo hasta el momento de su
expedición. Esto se lleva a cabo en un intercambiador de placas por el que
circula la nata y por la cara inmediata circula agua subenfriada a 1ºC, que es
enviada desde la sala de producción de frío hasta el intercambiador mediante
bombas centrífugas.
El intercambiador de calor de placas o enfriador consta de varias placas y
una junta perimetral de goma que asegura la estanqueidad de la máquina.
Las placas forman corrientes turbulentas para la mayor transmisión de
calor. Así, la nata sale a una temperatura de 3 – 3,5ºC y es almacenada a esa
temperatura.
Se utiliza el modelo PC 15/2 de la casa Pieralisi o similar.
Detalles técnicos:
-
Cubeta: 100 l
-
Placas de acero inoxidable AISI 316 nº 54
-
Bomba de alimentación: 1,5 kW
-
Bomba de relanzamiento: 1,5 kW
-
Bomba de agua: 0,75 kW
-
Diámetro línea de vapor: 20 mm
Características:
-
Capacidad: 1.500 l/h
- 152 -
-
Dimensiones: 1.780 x 600 x 1.700 mm
-
-
Importe: 3.200,00 €
7.1.21. Tanque de almacenamiento de nata
Antes de su expedición la nata es almacenada en tanques, una vez haya
sido enfriada. La producción de nata es pequeña, por lo que la expedición se
realiza cada dos días. Por ello, el tanque de almacenamiento de la nata debe
tener capacidad para almacenar la nata de dos días, o incluso algo más por si
hay averías y se retrasa la expedición.
Se utiliza un depósito de la casa Vacarinox o similar.
Detalles técnicos:
-
-
-
-
Características:
-
Capacidad: 2.500 l
-
Diámetro: 1.450 mm
- 153 -
-
-
-
-
Importe: 16.750,00 €
7.1.22. Homogeneizadora
El pasteurizador está unido la homogeneizadora mediante una tubería
de acero inoxidable. La homogeneizadora está construida en acero inoxidable y
es una bomba de pistones de gran presión que reduce el tamaño de los glóbulos
grasos hasta 0,5 ó 1 µm, es decir, un 90 – 95%, obteniéndose un tamaño
uniforme en toda la leche.
Se utiliza una homogeneizadora industrial de la casa Changzhou
Chaoli. Presenta una bomba de alta presión de homogeneización, una junta y
un pistón del émbolo (Ver figura 22).
Características:
-
Capacidad: 2.000 l/h
-
Presión: 25 MPa
-
Potencia: 15 kW
-
-
Importe: 65.285,00 €
- 154 -
Figura 22. Homogeneizadora.
Fuente: www.chinahomogenizers.es
La leche pasa desde la homogeneizadora hasta el tanque de espera a
través de una bomba centrífuga de características similares a las utilizadas en
todo el proceso.
fugura 23).
-
-
Importe: 1.235,50 €
- 155 -
-
Caudal: Q= 1.000 – 25.000 l/h
-
-
-
-
Material AISI-316-L
-
Detalles técnicos:
-
mínimo,
con
salida
central
y
difusor
incluido,
que
aumenta
-
mecánico.
-
-
autocentraje.
-
-
-
-
Motor IEC IP-55.
-
-
- 156 -
7.1.24. Tanque de espera
Una vez pasteurizada y homogeneizada la leche, ésta se almacena en el
tanque de espera hasta que se lleve al tanque de mezcla con el fermento.
Este depósito es de acero inoxidable AISI – 316, de la casa Vacarinox, que
se utiliza para almacenar la leche pasteurizada, evitando que el pasteruzador
tenga que esperar la siguiente operación. También es útil en el caso de que se
averíe la envasadora.
Accesorios:
-
-
-
-
- 157 -
Características:
-
-
Diámetro: 1.600 mm
-
-
-
-
Importe: 19.900,00 €
Se utiliza una bomba centrífuga a la salida del los depósitos isotermos de
almacenamiento de la leche para impulsar una parte de la leche al tanque de
preparación del fermento. Después se envía a los tanques de mezcla donde se
añaden los aromas y estabilizantes y, posteriormente, el fermento.
La bomba utilizada es la descrita en apartado 7.1.12. de este anejo.
7.1.26. Tanque de preparación del fermento
En este tanque se produce la maduración de los fermentos. Es un tanque
cilíndrico vertical y térmico construido en acero inoxidable AISI – 304 que evita
la entrada de humedad al interior. Tiene circulación forzada de agua caliente en
su interior para que la fermentación se realice a la temperatura adecuada y,
además agua subenfriada para paralizar la fermentación cuando se haya
alcanzado el punto óptimo.
Se utiliza el modelo TP – 00 – 8A de la casa ETI o similar.
- 158 -
Detalles técnicos:
-
Banda de intercambio para enfriamiento o calefacción, cubriendo toda la
pared lateral.
-
Aislado con espuma de poliuretano inyectado in-situ, sin puente térmico,
con espesor de 50 mm y un sistema que evita pérdida de frío.
-
Boca de hombre con tapa hermética y escalera externa para inspección,
construida en acero inoxidable, con escalones de chapa plegada.
-
Agitador con paletas en chapa de acero inoxidable accionado por un
motor eléctrico.
-
Aspersor para lavado químico del interior del tanque conectado al
sistema CIP de la industria.
-
Posee 4 patas de altura regulable.
-
Sensor de temperatura, nivel máximo y mínimo. Venteo, visor e
iluminación en el techo del tanque.
Características:
-
Capacidad: 800 l
-
Diámetro: 1.200 mm
-
Altura: 1.300 mm
-
Importe: 6.500,00 €
7.1.27. Bomba lobular
El fermento se transporta mediante una bomba lobular ya que requiere
un tratamiento suave para evitar defectos en el producto acabado. Este tipo de
bombas producen un desplazamiento continuo sin pulsaciones.
- 159 -
Se utiliza el modelo SLR 1- 40 de SIMES o similar (Ver figura 24).
Detalles técnicos:
-
-
rápido.
-
-
-
revisión.
-
-
-
Bajo nivel sonoro.
-
Opcional:
-
-
-
-
-
- 160 -
Características:
-
-
Potencia: 2,3 kW
-
-
-
Nº de unidades: 1
-
Importe: 3.500,00 €
7.1.28. Tanque de mezcla y siembra
La leche, una vez pasteurizada, pasa a un tanque donde se mezcla con el
resto de los ingredientes, es decir, con aromas, estabilizantes y fermentos. Se
utilizan depósitos isotermos para mantener la temperatura óptima de 42ºC, que
disponen de agitadores para la mezcla de los productos.
- 161 -
Se utiliza el modelo de Cameselle o similar, que es un depósito
cilíndrico, vertical, construido en acero inoxidable AISI 304 con aislamiento de
80 mm de poliuretano expandido (densidad 35 – 40 Kg/m3) y forro de acero
inoxidable, patas de forma troncocónica con pernos denivelación o brida de
anclaje al suelo.
Accesorios:
-
Boca de hombre.
-
Entrada de leche antiespuma.
-
Descarga con racor NW DIN.
-
Agitador con motoreductor (superior o lateral).
-
Mirilla o nivel exterior.
-
Dispositivo de limpieza mediante aspersores conectados al sistema CIP.
-
Capacidad: 5.000 l
-
Diámetro: 1.600 mm
-
Altura cilindro: 2.500 mm
-
-
Nº unidades: 1
-
Importe: 28.860,00 €
- 162 -
7.1.29. Bomba lobular
La bomba lobular bombea la mezcla desde el tanque de siembra y mezcla
hasta la envasadora. Se utiliza el modelo SLR 1- 40 de SIMES o similar (Ver
figura 25).
Detalles técnicos:
-
-
rápido.
-
-
-
revisión.
-
-
-
Bajo nivel sonoro.
-
Opcional:
-
-
-
-
-
- 163 -
Características:
-
-
Presión: 2,3 kW
-
-
-
Nº de unidades: 1
-
Importe: 3.500,00 €
7.1.30. Termoformadora – Envasadora
La termoformadora está construida en acero inoxidable y está formada
por calefacción, termoformado, envasado, sellado, etiquetado y formación de
packs.
En la estación de calefacción se calienta la superficie de poliestireno que
se convertirá en tarrina. Se realiza mediante placas o infrarrojos.
- 164 -
En la estación de formado se lleva a cabo la formación de la tarrina por
termoconformación, gracias a un pistón neumático que acciona unos moldes. A
continuación, se adapta el poliestireno a los laterales y al fondo de las tarrinas
gracias a una inyección de aire.
En la estación de llenado se colocan los vasos debajo de los dosificadores,
recibiendo así una cantidad de producto con una exactitud de ± 0,4% del valor
dado, es decir, 125 gramos, sin formación de espuma ni goteos de las boquillas
de dosificación.
La estación de sellado consiste en una placa con una forma determinada
ajustada a los bordes de los vasos. Las placas se calientan con resistencias
controladas por sondas que transmiten una temperatura real a unos
termoreguladores que la comparan a la señal consignada, haciendo actuar o no
las resistencias. El sellado se realiza con una banda de papel o mix-pap con una
cara decorada (el exterior) y otra con una laca especial para el termosellado
hermético o material con laca termosoldable al poliestireno. En esta misma
estación se realiza el etiquetado.
Una vez etiquetadas las tarrinas, pasan a la estación de formación de
packs, donde se cortan y se separan los vasos en cada movimiento de la
máquina en las unidades determinadas previamente, recortando las unidades y
sacando desperdicios mínimos en los extremos y en la separación de cada pack.
-
Sistema rápido y preciso de dosificación por pistón, con membranas de
cierre orgánicas.
-
Flexibilidad en formatos de envases y etiquetas.
- 165 -
-
Barras ópticas que controlan el número de tarrinas en cada fila.
-
Posibilidad de varios sistemas de etiquetado: lateral, en varias caras o
envolvente.
-
Control de envases electrónico y expulsión de aquellos defectuosos.
-
Posibilidad de envasado aséptico.
-
Control de los procesos de la máquina desde un panel táctil.
-
Fácil mantenimiento del sistema.
Se instala el modelo THM 32/48 de Hassia o similar (Ver figura 26).
Características:
-
Dimensiones del área de moldaje:

Longitud máxima: 320 mm

Anchura máxima: 480 mm

Profundidad: 90 mm

Espesor: 1 mm
-
Capacidad: 46.100 tarrinas/h
-
230/400 V, III, N-PE, 50 Hz
-
Potencia consumida: 75 kW
-
Consumo agua fría: 300 – 400 l/h a 15ºC
-
Consumo de aire comprimido: 2.800 Nl/min a 7 bar
-
Dimensiones de la máquina:

Longitud: 14 m

Anchura: 1 m

Altura: 5 m

Peso: 19 t
-
-
Importe: 220.000,00 €
- 166 -
Figura 26. Termoformadora- envasadora.
Fuente: www.Hassia.de
7.1.31. Robot manipulador
El transporte de los packs de yogures a los cestos se realiza con un robot
manipulador con un cabezal que agarra los packs sin deformarlos. Coge los
packs a la salida de la termoformadoraenvasadora y los encaja en los cestos de
plástico que salen de la lavadora de cestos. Una vez llenos los cestos, el
transportador los lleva al paletizador.
En esta industria se necesitan llenar 287 cestos/hora, ya que en cada cesto
se colocan 120 tarrinas y se producen 34.395 tarrinas/h debido a que se envasa
durante 4 horas y se obtiene un total de 137.580 tarrinas de yogures.
Se escoge un modelo de la casa comercial Stork Inter Iberica S.A. o
similar.
Características:
-
Cuerpo de hierro.
- 167 -
-
Sistema de garra universal versátil para diferentes productos.
-
Placas laterales ajustables, de acero inoxidable AISI – 304.
-
Sistema de control integral programable.
-
Longitud del brazo: 3,5 m
-
Diámetro de la base: 1,2 m
-
Capacidad: hasta 1.000 cestos/h
-
Potencia: 15 kW
-
-
Importe: 43.150,00 €
7.1.32. Lavadora de cestos
La lavadora de cestos limpia los cestos para su utilización recogiendo los
packs de yogures. Dispone de un sistema de transporte debido a un motor de
arrastre.
Está diseñada para moldes plásticos o microperforados, con guías
ajustables para el lavado de cualquier formato de molde y contenedores
plásticos. Está construida totalmente en acero inoxidable AISI – 304.
Se utiliza el modelo TL-235-AE de Roser o similar.
El proceso de lavado se produce en tres fases, con un consumo mínimo
de agua:
1. Lavado: Por recirculación de la disolución de limpieza, dosificable,
chorreo a presión de 5 – 6 bares, mediante boquillas de aspersión
convenientemente orientadas.
- 168 -
2. Escurrido: El detergente que gotea se devuelve a la zona de lavado.
3. Aclarado: Por recirculación de agua a temperatura controlada, a 3
bares y pulverizando agua fría a presión de red, que será reutilizada en esta
fase.
Opciones:
-
Prelavado, con el agua caliente sobrante del aclarado de la fase 3.
-
Dosificador de producto de limpieza, con medidor de la concentración.
-
Ventiladores para apurar el escurrido entre las fases del proceso.
-
Capacidad: 700 cestos/h
-
-
Depósito de agua: 300 l
-
Potencia total: 9 kW (vapor) y 21 kW (electricidad)
-
-
Importe: 52.000,00 €
7.1.33. Transportador
Los cestos que salen de la lavadora se conducen mediante un
transportador motorizado hasta el robot manipulador, donde se encestan los
packs de yogures. Posteriormente, la misma cinta conduce los cestos llenos
hasta el paletizador.
- 169 -
La cinta transportadora tiene una estructura interior con 2 largueros de
tubo de aluminio lacado, unidos por travesaños atornillados y fácilmente
desmontables.
El soporte de la banda es mediante cuna de rodillos. El borde de la banda
se protege durante todo el recorrido para evitar roces, cortes o golpes. Se
acciona gracias a motorreductores de sinfín corona (en el lateraldel chasis o
colgado) o engranajes que mueven el tambor motriz mediante piñones y
cadena.
Se utiliza el modelo TA Transportador de Banda para Trabajo Mediano
de la casa comercial Stockyard o similar.
Detalles técnicos:
-
Longitud: 4,5 m
-
Anchura: 900 mm
-
Altura: regulable
-
Velocidad: 8 m/min
-
Potencia eléctrica del motor: 0,5 kW
-
-
Importe: 12.200,00 €
7.1.34. Paletizador
El paletizador es un robot manipulador con ejes cartesianos para el
paletizado de cajas. Presenta dos caminos de rodillos incorporados, uno para el
transporte de la carga y otro para evacuar los palets.
- 170 -
Se utiliza el modelo RM-1 de la casa DNC S.A. o similar.
El paletizador trae incorporados dos tramos de transportadores, uno con
dimensiones de 4,96 x 0,9 m para el transporte de los cestos, y otro de 6,1 x 1,56
m para el transporte de los palets hacia la flejadora.
Detalles técnicos:
-
Protecciones metálicas.
-
Estructura autosoportante sin necesidad de contrapesos.
-
Servomotores para accionamiento de ejes.
-
Control numérico de 3 ó 4 ejes.
-
Cuerto eje con giro de 90° ó 180°.
-
Peso total: 850 Kg
-
Altura máxima: 5.700 mm
-
Tensión eléctrica: III + N, III o Monofásica.
-
Potencia de consumo: 6 kW.
-
Velocidad: 7 operaciones/min.
-
Control por CNC + autómata programable.
-
Dimensiones de las cargas:

Altura máxima (palet incluido): 1.900 mm

Para palets hasta 1.200 x 1.200 mm

Peso máximo a manipular: 50 Kg
-
Dimensiones del paletizador: 2.230 x 3.115 x 2.900 mm
-
-
Importe: 32.360,00 €
- 171 -
7.1.35. Dispensador de palets
Se utiliza un dispensador de palets automático para abastecer al
paletizador. Éste tiene dos brazos motorizados regulables que se adaptan a las
medidas del palet. Se puede integrar en la línea automático o como línea
independiente. Está equipado con dedos escamoteables mecánicos a través de
un cilindro mecánico y palas de subida y bajada mediante levas mecánicas, para
posicionar el palet sobre el camino de rodillos.
Se utiliza el modelo AL – 1212 de la casa DNC S.A. o similar.
Detalles técnicos:
-
Diseñado para trabajar con europalet (medidas máximas: 1.200 x 1.200
mm).
-
Cantidad máxima de palets: 15 palets.
-
Capacidad máxima de carga: 400 Kg.
-
Cadencia: 200 palets/h.
-
Alimentación de aire comprimido a 7 bares.
-
Potencia instalada: 1,5 kW.
-
Velocidad del camino de salida de palets: 10 m/min.
-
Dimensiones: 1.800 x 1.700 x 1.400 mm.
-
-
Importe: 24.760,00 €
- 172 -
7.1.36. Flejadora
Cuando los palets pasan a la flejadora, son flejados mediante un fleje de
polipropileno y cerrados por soldadura térmica (termosoldado). El fleje se
realiza a la altura deseada ya que se puede regular.
La máquina flejadora identifica los palets incompletos tanto en base
como en altura, detectando errores del robot manipulador.
Se utiliza el modelo 2910 de flejadora automática horizontal para palets
de la casa Reisopack o similar.
Datos técnicos:
-
Memoria las alturas de flejado al pulsar un botón, cuando la máquina
esté en el punto deseado.
-
Mando a distancia.
-
Prensores en el arco para compactar la carga y guiar el fleje.
-
Tensión mecánica ajustable con un sistema de pinza de alta tensión.
-
Cabezal de aluminio Reisopack 1900 de larga duración.
-
Sistema de seguridad inferior con inversión del sentido del motor.
-
Señalización visual de errores.
-
Presión de aire comprimido: 6 atm.
-
Consumo de potencia eléctrica: 2 kW.
-
Alimentación eléctrica tensión: 380 V.
Características:
-
Capacidad: hasta 40 palets/h
- 173 -
-
-
-
Importe: 25.000,00 €
7.1.37. Cámara de incubación
La incubación en esta cámara tiene una duración de 3 horas. En el
momento de más producción, la cámara va contener toda la producción diaria
(137.580 yogures). Cada palet tiene 7 alturas de cestos, 4 cestos en la base y 120
yogures por cesto, es decir en cada palet hay 3.360 yogures.
Por tanto, en la cámara de incubación/fermentación se pueden almacenar
hasta 41 palets. Se colocan 21 pilas de palets con dos palets cada una.
Para que el aire pase por todos los cestos de yogures paletizados, se
instalan en la cámara rejillas en la zona inferior de las paredes longitudinales y
otra rejilla en la parte superior.
El aire caliente se crea en un intercambiador vapor-agua y el aire extraído
de la cámara se calienta en otro intercambiador, previamente filtrado,
manteniendo así la temperatura de 43ºC ± 1ºC en la cámara para la incubación y
cuajado del yogur.
La cámara se gradúa a la temperatura de cuajado para no producir una
bajada de ésta.
- 174 -
Los palets se acercan desde la flejadora hasta la cámara de incubación y,
posteriormente, al túnel de enfriamiento gracias a los operarios mediante una
carretilla elevadora.
La cámara de incubación tiene capacidad para 41 palets, de 3.360 yogures
cada uno. El importe es de 132.000,00 €.
7.1.38. Túnel de enfriamiento
El túnel de enfriamiento trata de enfriar lo más rápidamente posible los
yogures procedentes de la cámara de incubación, una vez su pH haya sido
medido hasta obtener el valor de acidez adecuado. Para llevar a cabo esta
medición se escoge un yogur de cada palet y se mide su acidez.
En el túnel de enfriamiento hay cuatro evaporadores inundados a -10ºC
para conseguir el rápido enfriamiento del producto en el túnel hasta llegar a los
4ºC. Cada evaporador tiene seis ventiladoras con válvulas termostáticas y
elementos de seguridad para mantener la temperatura del túnel.
Para evitar pérdidas de energía se instalan planchas de plástico abatibles
en la entrada y en la salida del túnel.
En el túnel de enfriamiento los palets están separados 15 cm para formar
una línea de yogures sin apenas separaciones, forzando al aire subenfriado a
pasar por el interior de los palets (yogures). Las acometidas del túnel de frío son
de energía eléctrica y elemento refrigerante.
- 175 -
Se utilizará el Túnel Continuo Helicoidal – THC de la casa comercial
V.C.M. Refrigeración S.A. o similar.
Los túneles suministrados por esta casa comercial proveen capacidades
desde 700 Kg/h hasta 1.000 Kg/h si se trata de enfriamiento.
Detalles técnicos:
-
Longitud: 8.350 mm
-
Anchura: 3.700 mm
-
Altura: 2.600 mm
-
Capacidad máxima: 6.000 Kg producto/h
-
Régimen de temperaturas proporcionado: +2ºC/ +6ºC
-
Consumo potencia eléctrica: 7,5 kW
-
-
Importe: 54.500,00 €
7.1.39. Cámara frigorífica
La cámara de almacenamiento frigorífico está hecha de obra y recubierta
con paneles prefabricados aislantes en las paredes y el techo. En el suelo el
panel se montará debajo de la losa que forme el suelo.
Se instalarán dobles puertas. La primera será una puerta aislante
corredera y la segunda será una puerta rápida enrollable. Esta segunda puerta
se instalará debido al gran trasiego de estas cámaras, para permitir su acceso de
forma rápida sin que existan muchas pérdidas energéticas.
- 176 -
En estas cámaras se utilizarán equipos compactos de refrigeración,
formado por una unidad autónoma con el evaporador montado en la pared de
la sala. El condensador se situará con salida al exterior.
La unión entre el evaporador y el condensador se realiza por medio de
tubería de cobre. El fluido será el R-404.
Características del conjunto aislante-protector del aislante:
Compuesto por dos chapas de acero, de 0,6 mm de espesor, galvanizada
y precalada con pintura de acabado tipo silicona poliéster. Los paneles están
reforzados por medio de un doble pliegue en todos los cantos de la chapa y a su
vez está protegida por un film pelable a quitar una vez instalados. Entre las
bandejas de chapa, se colocan las planchas de poliestireno expandido. El
ensamblaje entre paneles se realiza mediante placas y tornillos de nylon
(lográndose un sistema eficiente, totalmente inoxidable y de fácil montaje,
ampliación y desmontaje) y banda de neopreno en los cantos para absorber los
cambios de presión.
Características de las puertas aislantes correderas:
Para el cerramiento totalmente estanco de las cámaras cuando no están
siendo utilizadas se utilizarán puertas aislantes correderas. Se opta por las
correderas por motivos de espacio.
- 177 -
Detalles técnicos:
-
Acabado en acero inoxidable AISI 304/2B.
-
Marco construido en aluminio extrusionado en forma de L con doble
ruptura de puente térmico tratados en anodizado de 20 micras y lacado
en blanco.
-
Las hojas, superpuestas sobre el marco, con bastidor interior según
espesores y enmarcadas en aluminio anodizado. Aislamiento interior en
poliuretano inyectado con una densidad de 40 – 45 Kg/m3. Espesor de 90
mm.
-
La estanqueidad está asegurada con burlete de dos alveolos muy
flexibles.
-
Cierre hermético y potente en material de acero inoxidable y aluminio
extrusionado, apertura manual con el mínimo esfuerzo, tanto exterior
como interior. Montaje y regulación muy simples.
-
Tornillería inoxidable.
Se instalará la puerta suministrada por la casa comercial Infraca o
similar.
-
-
Importe: 3.125,00 €
Como equipo frigorífico se necesita un equipo que cumpla las siguientes
condiciones:
-
Capaz de proporcionar una potencia mínima estimada de 18 kW con una
temperatura interior de la cámara de 4ºC y una temperatura exterior más
desfavorable cercana a 40ºC.
- 178 -
-
Que la flecha del evaporador o evaporadores sea adecuada para las
dimensiones de la cámara.
-
Utilice gas refrigerante del tipo R-404a.
Teniendo en cuenta estas condiciones se ha elegido el modelo Cold Pak
CPM- 13, de la casa comercial E.F.C, aunque se podría elegir otro modelo de
otra casa comercial, que ofrezca características similares.
Las características técnicas del equipo seleccionado son:
-
-
Dimensiones:
-
Largo: 2.140 mm
-
Anchura: 2.050 mm
-
Altura: 1.100 mm
Potencia frigorífica:
-
Con aire exterior a 32ºC y aire interior a 0ºC:: 24 kW
-
Con aire exterior a 40ºC y aire interior a 0ºC: 22 kW
-
Superficie de los evaporadores: 159 m2
-
Caudal de los evaporadores: 16.200 m3/h
-
Dardo de aire: 20 m
-
Caudal del condensador: 14.600 m3/h
-
Potencia máxima del desescarche: 9,8 kW
-
Diámetro tubería aspiración/succión: 1 5/8”
-
Diámetro tubería líquido: 7/8”
-
Potencia máxima absorbida: 17,18 kW
-
Conexión eléctrica: 400 V trifásica 50 Hz
-
-
Importe: 3.200,00 €
- 179 -
7.1.40. Carretillas transportadoras y elevadoras de palets
Se emplearán para el transporte de los palets en la fábrica y para la
expedición del producto final.
Se necesitarán dos carretillas para la zona de envasado y otra más para el
transporte desde la sala del túnel de refrigeración al almacén de producto
terminado, y de éste a la expedición.
Se elegirá el modelo EP13T de la casa comercial Cartepillar u otro de
similares características.
Características:
-
Capacidad de elevación: 1,25 t
-
Altura con mástil desplegado: 4,525 m
-
Altura del asiento: 0,951 m
-
Radio de giro: 1,44 m
-
Desplazamiento con/sin carga: 12,8 / 14,4 Km/h
-
Peso: 2.900 Kg
-
Anchura de pasillo: 2,785 m
-
-
- 180 -
7.2. Resumen de las características técnicas de la maquinaria de proceso
A continuación, en las tablas 8, 9, 10, 11, 12, 13 y 14 se resumen las
máquinas escogidas para llevar a cabo la elaboración del yogur en esta
industria, a partir de las alternativas estudiadas. Se expone el tipo de
maquinaria, el código que posteriormente aparecerá en el plano nº 4: Plano
general de maquinaria, la actividad que producen y las principales
características de cada máquina.
Tabla 8. Resumen de maquinaria de sala de recepción.
SALA DE RECEPCIÓN DE LA LECHE
MAQUINARIA
CÓDIGO
ACTIVIDAD
CARACTERÍSTICAS
IMPORTE
(€)
Bomba centrífuga
A1
Impulsa la leche
Q= 1-25 m3/h
desde los camiones
H= 5 – 25 m.c.a.
hasta la sala de
P= 0,75 kW
1.235,50
recepción
Filtro
Depósito
A2
A3
desaireador
Filtrado de partículas
Tamaño de poro = 0,2-1
groseras de la leche
mm de diámetro
Desgasificación de la
Q= 1.000 – 8.000 l
leche
P= 0,75 kW
Medición del
Caudalímetro
A4
468,80
9.114,70
5.311,00
volumen de leche
Q= 2 – 40 l/min
recibido
Bomba centrífuga
A5
Impulsión de la leche
Q= 1-25 m3/h
hasta el tanque de
H= 5 – 25 m.c.a.
recepción
P= 0,75 kW
- 181 -
1.235,50
Tanque de
A6
recepción
Bomba centrífuga
Almacenamiento de
la leche recibida
A7
desde el tanque de
27.500,00
Q= 20.000 l
Q= 1-25 m3/h
1235,50
H= 5 – 25 m.c.a.
recepción hasta la
P= 0,75 kW
centrífuga
clarificadora
Centrífuga
A8
clarificadora
Higienización y
clarificación de la
Q= 5.000 l/h
25.558,20
P= 7,5 kW
leche
Intercambiador
A9
Enfriado de la leche
Q= 3.000 l/h
16.600,00
A10
Q= 1-25 m3/h
1.235,50
de placas –
enfriador
Bomba centrífuga
desde el enfriador
H= 5 – 25 m.c.a.
hasta los tanques de
Tanques de
almacenamiento
A11
A12
almacenamiento
P= 0,75 kW
Almacenamiento
Q= 20.000 l
isotermo hasta el
16.500,00
Q= 20.000 l
procesado de la leche
Fuente: Elaboración propia a partir de los datos anteriores.
- 182 -
Tabla 9. Resumen de maquinaria de sala de elaboración.
SALA DE ELABORACIÓN
MAQUINARIA
CÓDIGO
ACTIVIDAD
CARACTERÍSTICAS
IMPORTE
(€)
Bomba
B1
centrífuga
desde los tanques de
Q= 1-25 m3/h
1235,50
H= 5 – 25 m.c.a.
almacenamiento hasta la
Mezclador en
B2
línea
sala de elaboración
P= 0,75 Kw
Incremento del extracto
Q= 5.000 l/h
Capacidad: 1.000 Kg
polvo/h
P= 3 kW
seco con leche en polvo y
adición de edulcorantes
Dosificador
B3
gravimétrico
Dosifica el edulcorante y
la leche en polvo a
7.240,30
337,80
Capacidad: 500 Kg
añadir
Depósito
B4
desaireador
Bomba
Desgasificación tras la
mezcla
B5
centrífuga
Q= 1 – 8 m3/h
7.114,70
Pbomba de vacío= 0,75 kW
Impulsa la leche desde el
desaireador hasta el
Q= 1-25 m3/h
1.235,50
H= 5 – 25 m.c.a.
pasteurizador
P= 0,75 kW
Pasteurizador
B6
Pasteuriza la leche
Centrífuga
B7
Normalización y
Q= 2.000 l/h
Pbomba alimentación= 1,5 Kw
Pbomba recirculación= 1,1 kW
Pbomba agua caliente = 1,1 Kw
Q= 5.000 l/h
desnatado de la leche
P= 30 kW
desnatadora
21.930,00
23.300,00
H= 150 – 500 bar
Homogeneizador
a
B8
Homogeneización de la
Q= 2.000 l/h
leche
P= 15 kW
H= 23 MPa
- 183 -
65.285,00
Bomba
B9
centrífuga
Tanque de
B10
espera
Q= 1-25 m3/h
pasteurizador hasta el
H= 5 – 25 m.c.a.
tanque de espera
P= 0,75 kW
Conserva el producto
antes de pasar a mezcla y
1.235,50
19.900,00
Q= 5.000 l
siembra
Bomba
B11
centrífuga
Q= 1-25 m3/h
tanque de espera hasta el
H= 5 – 25 m.c.a.
tanque de mezcla y
P= 0,75 kW
1.235,50
siembra
Tanque de
B12
Preparación del fermento
preparación de
Q= 800 l
fermento
Bomba lobular
Tanque de
B13
B14
mezcla y siembra
Enfriador de
6.500,00
Impulsa el fermento
Q= 1 – 10 m3/h
3.500,00
desde el tanque hasta el
P= 2,3 kW
depósito de mezcla
H= 1 – 7 bar
Mezcla de ingredientes y
Capacidad = 5.000 l
28.860,00
siembra del fermento
N1
Enfría la nata
Q= 1.500 l/h
3.200,00
N2
Almacena la nata hasta
Capacidad= 2.500 l
16.750,00
Bombea la nata desde el
Q= 1 – 10 m3/h
7.000,00
depósito hasta la zona de
P= 2,3 kW
expedición y hasta el
H= 1 – 7 bar
placas
Tanque de
almacenamiento
Bomba lobular
su expedición
N3
N4
enfriador
- 184 -
Tabla 10. Resumen de maquinaria de la sala de envasado.
SALA DE ENVASADO
MAQUINARIA
CÓDIGO
ACTIVIDAD
CARACTERÍSTICAS
IMPORTE
(€)
Bomba lobular
C1
Bombea la mezcla
Q= 1 – 10 m3/h
desde el tanque de
P= 2,3 kW
mezcla hasta la
H= 1 – 7 bar
3.500,00
envasadora
Termoformado
C2
ra/envasadora
Termoformado de las
Capacidad= 46.100 tarrinas
tarrinas y envasado
P= 75 kW
del producto
Consumo de agua fría= 300
220.000,00
l/h
Consumo de aire
comprimido= 2.800 Nl/min
Robot
C3
manipulador
Transporte de las
Capacidad = 1.000 cestos/h
tarrinas desde la
P= 15 kW
43.150,00
envasadora hasta los
cestos
Lavadora de
C4
cestos
Lava los cestos en los
Capacidad = 700 cestos/h
que se introducen las
P= 9 kW (vapor)
tarrinas
P= 21 kW (eléctrica)
52.000,00
Consumo agua= 300 l/h
Transportador
C5
Transporta la
V= 8 m/min
bandejas desde la
P= 0,5 kW
12.200,00
lavadoras hasta el
paletizador
Paletizador
Dispensador
de palets
C6
C7
Robot para el
Capacidad = 7
paletizado
operaciones/min
Almacena y dispensa
Cantidad máxima= 15 palets
palets
Cadencia = 200 palets
P= 1,5 kW
- 185 -
32.360,00
24.760,00
automáticamente
Aire comprimido= 7 bares
Velocidad salida palets= 10
m/min
Flejadora
C8
Fleja los palets
Presión aire comprimido= 6
25.000,00
atm
P eléctrica= 2 kW
Capacidad= 40 palets/h
Tabla 11. Resumen de maquinaria de la sala de incubación.
SALA DE INCUBACIÓN/FERMENTACIÓN
MAQUINARIA
CÓDIGO
ACTIVIDAD
CARACTERÍSTICAS
IMPORTE
(€)
Cámara de
D1
incubación
Incubación y
Capacidad= 41 palets
fermentación del
(137.580 tarrinas).
yogur
Temperatura= 43ºC
132.000,00
Tabla 12. Resumen de maquinaria de la sala de enfriamiento.
SALA DE ENFRIAMIENTO
MAQUINARIA
CÓDIGO
ACTIVIDAD
CARACTERÍSTICAS
IMPORTE
(€)
Túnel de
refrigeración
E1
Enfriamiento rápido
Capacidad= 6.000 Kg/h
desde la temperatura de
Potencia= 7,5 kW
incubación hasta la de
Temperatura= +2ºC/+6ºC
54.500,00
almacenamiento (4ºC)
- 186 -
Tabla 13. Resumen de maquinaria de la sala de almacenamiento refrigerado.
SALA DE ALMACENAMIENTO REFRIGERADO
MAQUINARIA
CÓDIGO
ACTIVIDAD
CARACTERÍSTICAS
IMPORTE
(€)
Cámara de
F1
Almacenamiento
Capacidad= 41 palets
almacenamiento
del producto
Potencia= 18 kW
refrigerado
terminado a 4ºC
Temperatura= +4ºC
(obras)
hasta su
Aislado mediante paneles
expedición
sándwich formados por dos
200.000,00
chapas de acero galvanizado
con una capa intermedia de
poliuretano de 120 mm en
paredes y techo y de 60 mm
en suelo
Equipo de
refrigeración
F2
Almacenamiento
Potencia frigorífica= 24 kW
del producto
Superficie de los
terminado a 4ºC
evaporadores= 159 m2
Caudal evaporadores=
16.200 m3/h
Dardo de aire= 20 m
Caudal condensador= 14.600
m3/h
Potencia máx desescarche=
9,8 kW
Diámetro tubería
aspiración/succión= 1 5/8”
Diámetro tubería líquido=
7/8”
Potencia máx absorbida=
17,18 kW
Conexión eléctrica= 400 V
trifásica 50 Hz
- 187 -
3.200,00
Puerta corredera
P1
aislante
Cerramiento de
Dimensiones= 3 x 2,5 m.
las cámaras
De aluminio con poliuretano
cuando no hay
de 90 mm de espesor.
3.125,00
tránsito de
operarios
Puerta de
P2
Cerramiento
Dimensiones: 3 x 2,5 m
apertura rápida
aislante de la
Potencia= 35 Nm
enrollable
cámara cuando
Rpm= 160
1.860,00
hay tránsito de
operarios
Tabla 14. Resumen de maquinaria para el transporte.
TRANSPORTE
MAQUINARIA
CÓDIGO
ACTIVIDAD
CARACTERÍSTICAS
IMPORTE
(€)
Carretillas
transportadoras
T1
Transporte de los
Capacidad de elevación=
palets de la flejadora
1,25 t
a la sala de
Altura con mástil
incubación y de ésta
desplegado= 4,525 m
al túnel de
Altura del asiento= 0,951 m
refrigeración, al
Radio de giro= 1,44 m
almacén refrigerado
Desplazamiento con/sin
y al muelle de
carga= 12,8/ 14,4 Km/h
expedición
Peso= 2.900 Kg
45.750,00
Anchura pasillo= 2,785 m
- 188 -
7.3. Ingeniería
Es muy aconsejable que los tanques de fermentación, los refrigeradores y
los tanques intermedios de almacenamiento estén muy próximos para
minimizar la disminución de la viscosidad. Es preciso destacar que el flujo del
yogur o leche fermentada debe tener lugar prácticamente en línea recta,
manteniendo una distancia mínima entre los distintos equipos, siempre que
esto sea posible.
7.4. Materiales y acabado de las superficies
Los materiales varían según si las piezas van o no van a estar en contacto
directo con la leche o los productos lácteos.
De esta forma:
-
Las piezas que contactan con el producto han de ser atoxicas y no deben
reaccionar con los alimentos ni influir negativamente sobre ellos.
-
Las piezas que no contactan con el producto deben cumplir unos
determinados requisitos para poder ser empleadas en la industria lacta, y
deben ser consistentes y resistentes desde el punto de vista químico
(resistentes a la corrosión).
El acabado de las superficies de las piezas metálicas de la maquinaria
empleada en la industria láctea es un factor que influye mucho en la facilidad
de la limpieza de estas piezas y también es un factor determinante para poder
garantizar el desarrollo impecablemente higiénico de los procesos.
- 189 -
8. NECESIDADES DE AGUA Y ENERGÍA
Para el cálculo de las necesidades de agua y energía de esta industria, se
toma como referencia la bibliografía de Justo García Navarro, “Construcciones
Agroindustriales” (Monografía del servicio de publicaciones de la Escuela
Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos). Se parte de que esta industria
procesa 15.000 litros de leche al día, ya que el consumo total de la industria,
según la información dada, depende de los litros al día de leche procesados.
8.1. Consumo de agua
La tabla 15 muestra las necesidades de agua, aproximadamente, según el
tipo de edificios agroindustriales.
Según esta tabla, en la industria láctea se necesitan 2 ó 3 litros de agua al
día por cada litro de leche manipulada diariamente, por lo que esta industria
necesita 45.000 litros de agua diariamente.
- 190 -
Tabla 15. Necesidades de agua de algunos edificios agroindustriales.
TIPO DE EDIFICIO
NECESIDADES
POR A A…
DE AGUA
Bodegas
-Antes y durante la
Escasas, si no se
recolección, en
envasa 50 -100 l.
Hl de capacidad
limpiezas:
Botella a lavar
-Si se embotella,
4 -5
además:
Almazaras
1 – 2 m3/día
l/día de aceituna molida (según el
sistema de elaboración)
Fábricas de pienso
Escasas 100
l/trabajador y día
(más consumo de
caldera de vapor, si
existe)
Industrias lácteas
2 – 3 l/día
Litro de leche manipulada
diariamente
Mataderos de abasto
8 l/día
Kg de P.V. sacrificado, diariamente
Mataderos de aves y 10 l/día
Ave/conejo sacrificado, diariamente
conejos
Industrias cárnicas
5 l/día
Kg carne manipulada, diariamente
Fuente: García Navarro, Justo. “Construcciones Agroindustriales”. Monografía del servicio de
publicaciones de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Madrid. Edición 2001. España.
- 191 -
8.2. Consumo de energía
Según el tipo de industria, el consumo de energía, es decir, las
necesidades de fuerza motriz varía, como se puede observar en la tabla 16.
Tabla 16. Necesidades de fuerza electromotriz de los edificios agroindustriales.
INDUSTRIA
FUERZA MOTRIZ
POR A A…
Bodegas
5 – 12
1.000 Hl
Almazaras
3–5
1 t de aceituna
Fábricas de piensos
30 – 40
1 t/h de producción
30 – 35
1.000 m3 de cámaras
Centrales
hortofrutícolas
Industrias lácteas
Fábricas de queso
Mataderos frigoríficos
1.000
6 – 10
litros
de
leche
de
leche
recibida/día
1.000
6–8
litros
recibida/día
8 – 10
1.000 Kg peso vivo/ día
10 – 12
1.000 animales /día
Mataderos de aves y
conejos
Fuente: Fuente: García Navarro, Justo. “Construcciones Agroindustriales”. Monografía del servicio de
publicaciones de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Madrid. Edición 2001. España.
Según los datos de la tabla 16, las necesidades de fuerza motriz máxima
estimadas son de 125 CV, ya que se reciben diariamente 12.500 litros de leche.
Los 125 CV equivalen a 95,54 kW al día.
- 192 -
9. DISTRIBUCIÓN DE TIEMPOS EN LA INDUSTRIA
En esta industria se procesan 15.000 litros de leche a diario y se trabaja
únicamente con un turno de mañana desde las 8:00 hasta las 16:00 horas,
comenzando a primera hora de la mañana y con una duración de 2 horas y
media la recepción de la materia prima. La distribución de tiempos es la
siguiente:
-
Recepción de la leche e higienización: 8:00 – 10:30 h
-
Elaboración: 8:00 – 12:00 h
-
Envasado: 8:30 – 12:30 h
-
Incubación: 9:00 – 15:30 h
-
Enfriamiento: 12:00 – 16:00 h
-
Obtención y almacenamiento de la nata: 8:00 – 12:30 h
10. NECESIDADES DE MANO DE OBRA
En esta industria es necesaria una mano de obra específica y cualificada
para las distintas labores a realizar. Esta mano de obra se calcula en función de
la maquinaria y de la capacidad de la misma, ya que hay máquinas que son
automáticas y otras que precisan un operario para su funcionamiento, además
de su limpieza.
En esta industria se trabaja de 8.00 a 16.00 horas atendiendo a la
distribución de tiempos del apartado anterior.
Existen diferentes tipos de empleados necesarios en esta planta.
- 193 -
PERSONAL DE OFICINA
El personal de oficina se ocupa de las tareas administrativas, la
contabilidad, la atención a clientes, encargos de materiales, trato con
proveedores, pedidos, etc. También se ocupan de llevar el registro de entradas
de materias primas y salidas de los productos.
Una opción más económica es contratar servicios externos mediante una
gestoría. Son necesarios:
-
1 Director/a de planta
-
1 Director/a financiero
-
1 Responsable de compras
-
1 Responsable de ventas
-
2 Secretarios/as
TÉCNICOS DE LABORATORIO
Estos técnicos se encargan de los controles de calidad que sean necesarios
realizar en el laboratorio. Un requisito es tener una titulación o cualificación
especial que acredite el buen conocimiento sobre las tareas a realizar.
Los controles de calidad se harán sobre la leche recibida, las materias
primas restantes y los materiales empleados en la elaboración del producto
final. Además, estos técnicos de laboratorio se ocuparán del APPCC y de
realizar las analíticas necesarias. Son necesarios:
-
1 Técnico de laboratorio
-
2 Auxiliares de laboratorio
- 194 -
JEFE DE FÁBRICA
El jefe de fábrica debe regular y controlar todo el proceso. Es necesario
que posea una formación técnica específica y experiencia para no cometer
errores. Debe resolver los problemas que aparezcan en el proceso productivo y
controlar los momentos críticos de la producción como por ejemplo, la adición
de aditivos, fermentos u otros ingredientes. Además, debe decidir el momento
de finalizar la incubación controlando la temperatura y el tiempo del proceso.
El feje de fábrica tiene a su cargo un auxiliar para que realice sus
funciones cuando no esté presente.
OPERARIOS DE FÁBRICA
Los operarios de la fábrica se encargan de realizar las tareas necesarias a
lo largo de todo el proceso, a excepción de las que debe controlar el jefe de
fábrica. Estos operarios se distribuyen por zonas de la planta.
En la zona de recepción serán necesarios dos operarios:

Un trabajador se encargará de la descarga de las cisternas y las tareas
relacionadas con la limpieza de éstas y de la fábrica.

El segundo trabajador controlará las operaciones de almacenamiento de
la leche higienizada y enfriada.
En la zona de elaboración también son necesarios dos operarios.

El primero se encarga de realizar la primera mezcla de leche en polvo y
edulcorantes o azúcares, controlando la desaireación del producto a la
- 195 -
salida de los mezcladores. Además, debe añadir el fermento y los aromas
al resto de los ingredientes según las instrucciones del jefe de fábrica.

El segundo operario ejercerá como auxiliar de jefe de fábrica controlando
la pasteurización, el desnatado y la hoogeneización.
Estos dos operarios deben colaborar en el transporte de palets desde la
cámara de incubación al túnel de refrigeración y al almacén refrigerado y en la
expedición del producto terminado cuando terminen su tarea en la sala de
elaboración.
En la zona de envasado son necesarios tres operarios.

El primer trabajador se ocupa de la máquina termoformadoraenvasadora, llevando a cabo su control y la renovación del material de
envasado y etiquetado.

El siguiente operario se ocupa de la lavadora de cestos, del robot
manipulador, del dispensador de palets y de la paletización.

Por último, el tercer operario, debe trasladar los palets desde la
envasadora hasta el túnel de enfriamiento y colaborar con la limpieza de
las instalaciones.
Los tres operarios, una vez terminado el proceso de envasado, deben
ayudar en las últimas fases del proceso, es decir, en el transporte de los palets
desde la cámara de incubación al túnel refrigerado y al almacén refrigerado, así
como en la expedición de producto terminado.
EMPLEADOS DE LIMPIEZA
El operario encargado de la sala de recepción, al finalizar su tarea de
descarga de camiones cisterna, debe encargarse de la limpieza de la fábrica. Éste
- 196 -
será ayudado por el operario que se ocupa del traslado de palets desde la
flejadora, cuando acabe su labor.
La limpieza de los aseos, vestuarios, oficinas, etc. se llevara a cabo
mediante una contrata de limpieza durante 3 horas al día.
11. RESUMEN DE NECESIDADES DE MANO DE OBRA
La mano de obra necesaria en esta planta de elaboración se resume en:
-
1 Director gerente
-
4 Administrativos
-
1 Técnico de laboratorio
-
2 Auxiliares de laboratorio
-
1 Jefe de fábrica
-
6 Operarios
-
1 Operario con capacidad para ser auxiliar de jefe de fábrica
- 197 -
12. SERVICIOS ANEXOS AL PROCESO PRODUCTIVO
Los servicios anexos al proceso productivo son los siguientes:
-
Despacho de dirección, oficinas administrativas y archivo.
-
Aseos y vestuarios.
-
Laboratorio.
-
Almacén de materias primas esenciales y facultativas.
-
Almacén de material de envasado y palets.
-
Muelle de carga y de expedición.
-
Sala de producción de frío.
-
Sistema de limpieza CIP.
-
Sala de aire comprimido.
-
Sala de calderas.
-
Sala de generadores.
-
Sala de control.
-
Sala distribución y cuadros eléctricos.
-
Comedor y cocina.
-
Cuarto de basuras.
- 198 -
13. DOCUMENTACIÓN EMPLEADA
A.Y. Tamine y R.K. Robinson (1991). Yogur: Ciencia y Tecnología. Zaragoza,
España. Ed. Acribia.
Condony Salcedo, R., Mariné Font, A. y Rafecas, Martínez, M. (1988). Yogur:
Elaboración y valor nutritivo. Fundación Española de la Nutrición. Madrid.
Bargueño Ballesteros, S. (2008). Línea de elaboración de yogur firme con capacidad
para 20.000 l leche/día en Alcobendas (Madrid). Proyecto Fin de Carrera.
Madrid: Universidad Politécnica de Madrid.
Cano Escudero, L. (2007). Planta de elaboración de yogures con capacidad para
50000 l leche/día en Valdepeñas (Ciudad Real). Proyecto Fin de Carrera.
González García, R.M. (2005). Línea para elaboración de yogur firme con una
capacidad de 30.000 l leche/día. Proyecto Fin de Carrera. Madrid:
Universidad Politécnica de Madrid.
Lapresa Arranz, D. (2009). Planta de elaboración de yogur con capacidad 40.000 l/día
situada en Burgos. Proyecto Fin de Carrera. Madrid: Universidad
Politécnica de Madrid.
López Rodríguez, B. (2009). Línea de elaboración de yogur firme con capacidad de
10.000 l leche/día. Proyecto Fin de Carrera. Madrid: Universidad
Politécnica de Madrid.
Yáñez Rojo, C. (2012). Elaboración de un nuevo producto "yogur con copos de teff"
efecto saludable en la prevención de la anemia. Proyecto Fin de Carrera.
- 199 -
Apuntes de la asignatura de Bases Bioquímicas de la Nutrición. Departamento
de Biotecnología-Biología vegetal de la E.T.S.I. Agrónomos. Madrid.
Apuntes de la asignatura de Industrias Alimentarias: Fundamentos y gestión.
Departamento de Química y Tecnología de los alimentos de la E.T.S.I.
Agrónomos. Madrid.
Apuntes de la asignatura de Microbiología de alimentos. Departamento de
Biotecnología-Biología vegetal de la E.T.S.I. Agrónomos. Madrid.
Apuntes de la asignatura de Procesos de las Industrias Alimentarias.
Agrónomos. Madrid.
Apuntes de la asignatura de Técnicas emergentes de conservación y envasado.
Agrónomos. Madrid.
Apuntes de la asignatura de Tecnología de alimentos de origen animal.
Agrónomos. Madrid.
Bominox
<http://www.bominox.com/> [Consulta: 6 de julio de 2015]
Bopp & Reuther
<http://www.bopp-reuther.de/en/products/level-meter.html> [Consulta:
7 de julio de 2015]
Cameselle
<www.cameselle.com> [Consulta: 10 de julio de 2015]
- 200 -
Cartepillar
<http://www.cat.com/es_ES.html> [Consulta: 12 de julio de 2015]
Changzhou Chaoli Homogenizing Pump Factory
<http://www.chinahomogenizers.es/1d-industrial-homogenizer.html>
[Consulta: 10 de julio de 2015]
China Homogenizers
<www.chinahomogenizers.es> [Consulta: 9 de julio de 2015]
Dairy and Food Hassia
<www.Hassia.de> [Consulta: 7 de julio de 2015]
Direct Industry
<http://www.directindustry.es/prod/sandvik-mining/product-40142647247.html> [Consulta: 7 de julio de 2015]
DNC S.A.
<http://dncpackaging.com/productos/> [Consulta: 12 de julio de 2015]
Food Production Daily
<http://www.foodproductiondaily.com/Technology/PackagingTechnology/Milk-processing-unit-has-hibernation-mode> [Consulta: 10
de julio de 2015]
HRS Heat Extrangers
<http://www.hrs-heatexchangers.com/es/recursos/tratamiento-termicoen-la-industria-alimentaria.aspx> [Consulta: 11 de julio de 2015]
- 201 -
Infraca
<http://www.infraca.com/index.php/productoinn/frigorificas> [Consulta:
9 de julio de 2015]
Inoxpa
<www.inoxpa.es> [Consulta: 10 de julio de 2015]
Inoxpa
<http://www.inoxpa.es/productos/producto/bomba-centrifuga-prolachcp/materiales-y-opciones> [Consulta: 10 de julio de 2015]
IMA Dairy Food
<https://www.oystar-group.com/cup-filling/forming-filling-sealing.html>
La Industria Alimentaria
<http://ben.upc.es/documents/eso/aliments/HTML/lacteo-5.html>
PCE-Ibérica S.L.
<http://www.pce-iberica.es/> [Consulta: 9 de julio de 2015]
Pieralisi
<www.pieralisi.com> [Consulta: 9 de julio de 2015]
Piovan
<www.piovan.com> [Consulta: 9 de julio de 2015]
- 202 -
Reisopack
<http://www.reisopack.com/index.php?section=home&lang=esp&>
Roser
<http://www.roser.es/> [Consulta: 10 de julio de 2015]
SinterPack
<http://www.sinteriberica.com/es/portada/> [Consulta: 12 de julio de
2015]
Simes S.A.
<www.simes-sa.com.ar> [Consulta: 7 de julio de 2015]
TetraPak
<http://www.tetrapak.com/> [Consulta: 11 de julio de 2015]
Vacarinox
<www.vacarinox.com> [Consulta: 8 de julio de 2015]
Vacarinox
<http://depositosymaquinaria.com/cosval_almacenamiento_patas.htm>
V.C.M. Refrigeración S.A.
<http://www.vmc.com.ar/index.php?pg=secciones&id=1> [Consulta: 10
de julio de 2015]
- 203 -

9. ANEJO VI. INGENIERÍA DEL PROCESO

Transcripción

Documentos relacionados

Estrategias para auspiciar, retener e incrementar