Planta De Enfriamiento De Leche

TABLA DE CONTENIDO

TABLA DE CONTENIDO 2

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO 4

1. Título: 4

2. Problema: 4

2.1. Contexto y caracterización del problema: 4

2.2. Formulación del problema: 5

3. Objetivos del Proyecto: 5

3.1. Objetivo General: 5

3.2. Objetivos Específicos: 5

4. Marco Teórico 6

4.1. Calidad de la leche 6

Higiene Física 6

Higiene Química 7

Higiene Microbiológica 7

4.2. Enfriamiento de la Leche 11

Enfriamiento directo de expansión 11

Enfriamiento con banco de hielo 12

Pre-refrigeradores 13

Enfriamiento instantáneo 14

Ecombies 15

5. Diseño 16

5.1. Requerimientos de Diseño: 16

5.2. Sistema Planteado: 16

5.3. Diagrama de Bloques del Sistema: 17

5.3.1. Etapa 1: 17

- Intercambiadores de Calor de Placas: 17

- Bombas: 19

- Mezcla Frigorífica: 20

- Cálculos: 23

5.3.2. Etapa 2: 24

- Tanque Isotermo: 24

- Sistema de Control: 25

5.3.3. Etapa 3: 27

- Extracción: 27

- Limpieza: 27

6. Resultados Esperados: 29

7. Conclusiones y Recomendaciones: 30

8. Bibliografía: 31

10. Anexo 1: 32

10.1. Presupuesto: 32

11. Anexo 2: 33

11.1. Identificación de los Participantes: 33

12. Anexo 3: 34

12.1. Variación del PH de la Leche: 34

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Título:

Diseño de un tanque de enfriamiento para el almacenamiento de leche destinada a la producción de quesos en la localidad de Tuti.

Problema:

Contexto y caracterización del problema:

En la localidad de Tuti se encontraron una serie de necesidades en la planta de producción de quesos, empezando por la pasteurización, corte de la cuajada, eliminación del suero, moldeado, prensado y la maduración.

La cantidad de leche obtenida diariamente es alrededor de los 1200 litros. La administradora de la planta nos planteaba la necesidad de almacenar la leche después del proceso de pasteurización durante 2 o 3 días ya que le sería más fácil trabajar con mayores cantidades de leche para economizar el tiempo.

La cantidad de horas que se destina a la producción de quesos es de aproximadamente 5 horas diarias y durante la tarde, si se tuviera mayor cantidad de leche, se podría trabajar en la producción durante todo un día, y los otros dos días restantes destinarlos a otras actividades.

El almacenamiento del ordeño en la granja y el tiempo tomado para llegar del productor al consumidor da a las bacterias la ocasión de aclimatarse y de crecer en este líquido muy nutritivo. Es un problema el mantener la calidad de la leche en el nivel del tiempo de ordeño. Si bajamos la temperatura de la leche almacenada, los procesos químicos y el crecimiento microbiológico se retardarán, deteniendo la reducción en calidad.

Formulación del problema:

Visto la mayor capacidad de producción de quesos que se puede lograr con una mayor cantidad disponibilidad de leche, es necesaria la implementación de un tanque de frio para el almacenamiento de la leche pasteurizada.

Con el tanque de enfriamiento de la leche se logra:

- Inhibir el crecimiento bacteriológico

- Ampliar el almacenaje en la planta para economizar el tiempo y reducir costos de la producción de quesos.

Objetivos del Proyecto:

Objetivo General:

Diseño de un tanque de enfriamiento para el almacenamiento de leche destinada a la producción de quesos en la localidad de Tuti.

Objetivos Específicos:

La completa higiene en todos los aspectos de la producción de leche es esencial en la producción de la leche de la calidad. Un aspecto crítico es asegurarse de que el crecimiento de bacterias durante el intervalo del almacenaje debe también ser inhibido. A la temperatura del cuerpo, las bacterias en la leche se multiplicarán muy rápidamente e incluso la leche con una cuenta inicial baja de bacterias se agriara rápidamente.

La leche producida bajo condiciones higiénicas conservará la buena calidad por un período de hasta 15 a 20 horas. Sin embargo, es no solamente la temperatura del almacenaje que es importante; el tiempo de enfriamiento para alcanzar la temperatura del almacenaje, normalmente 4 °C, es también crítico. Los tanques de enfriamiento de leche se han diseñado especialmente para enfriar la leche a 4 °C dentro de un período específico.

Marco Teórico

Calidad de la leche

La calidad es extremadamente importante, y se espera que los productores de leche cada vez más muestren que han hecho todo lo posible para reunir los estándares de calidad. La calidad de la leche implica muchos y diversos aspectos.

Higiene Física

La densidad, el punto de congelación, la presión osmótica y la acidez son ejemplos de la higiene física. La densidad de la leche normal varía entre 1,028 y 1,038 g/cm³ dependiendo de la composición de leche. El punto de congelación de la leche es el único parámetro confiable para controlar. Entre vacas individuales, el punto de congelación se ha encontrado que varía entre –0.54 ºC a –0.59 ºC. La acidez de una solución depende de la concentración de los iones del hydronium [ H+ ] en ella. Cuando las concentraciones de los iones del hydronium [ H+ ] y del oxhidrilo [ OH - ] son iguales, la solución es neutra (pH = 7) y en la leche pasteurizada debe estar entre los 6.5 y 6.7.

Higiene Química

Los diversos componentes de la leche, especialmente grasa y proteína, pueden experimentar cambios químicos durante el almacenaje. Estos cambios son normalmente de dos clases, oxidaciones y lipolisis. Los resultados de estas reacciones pueden causar sabores no definidos en leche, queso y mantequilla.

OXIDACIÓN: La oxidación de la grasa da a la leche un sabor metálico, que a su vez da a la mantequilla un gusto aceitoso, seboso. La presencia de sales de hierro y de cobre acelera el comienzo de la auto-oxidación y del desarrollo del sabor metálico, que también es causado por la presencia de oxígeno disuelto y de la exposición a la luz, especialmente a la luz directa del sol o a la luz de los tubos fluorescentes.

Para evitar la oxidación de la grasa y de la proteína en la leche, la acción más importante es controlar el contacto con oxígeno y luz directa del sol.

LIPOLISIS: La fragmentación de la grasa en glicerol y ácidos grasos libres se llama lipolisis. La grasa Lipolysada tiene un gusto y un olor rancio. Las altas temperaturas del almacenaje estimulan la lipolisis, pero la lipasa responsable no puede actuar a menos que se hayan dañado los glóbulos de grasa. En rutinas normales de producción y de la industria láctea hay muchas oportunidades para que los glóbulos de grasa sean dañados, por ejemplo el bombeo, agitación y salpicadura de la leche. Además, los bordes afilados y las curvas angulares en tubos de la leche pueden dañar los glóbulos de grasa. Estos detalles no deben ser pasados por alto al instalar un sistema de almacenaje.

Higiene Microbiológica

Los microorganismos se encuentran por todas partes; en la atmósfera, en el agua y en el suelo. Puesto que descomponen el material orgánico, los microorganismos desempeñan un papel muy importante en el ciclo natural.

Ciertas especies de microorganismos están presentes en los intestinos animales y son esenciales para la digestión del alimento.

Algunos microorganismos se utilizan en los procesos de producción de los alimentos, por ejemplo, del queso, yogurt, salmueras, así como en la producción de ácido para la preservación de alimento.

Bacteria:

Las bacterias son organismos unicelulares que se multiplican sobre todo por la fisión binaria, es decir partiendo en dos.

Condiciones de crecimiento de bacterias.

Temperatura

Luz

Acido

Presencia/Ausencia de oxígeno

Agua

Crecimiento de agentes inhibidores

Nutrientes

Temperatura

La temperatura es el único factor más grande que afecta el crecimiento de las bacterias, la reproducción y el deterioro del alimento. Las bacterias pueden desarrollarse solamente dentro de ciertos límites de temperatura, y estos límites varían de una especie a otra.

Condiciones de Temperatura [Tetra Pak 1995]

En general, el crecimiento de bacterias en leche y productos lácteos es reducido considerablemente enfriando abajo de 10 °C, mientras que las temperaturas de hasta sólo 4 o 3 °C se requieren para parar casi totalmente toda la actividad. El almacenaje de la leche a bajas temperaturas, sin embargo, no destruirá las bacterias.

El congelar puede conducir a una destrucción lenta del producto ya que los cristales de hielo rompen las paredes de la célula.

Reproducción de la bacteria

Las bacterias normalmente se reproducen asexuadamente por fisión. Primero, el tamaño de la célula aumenta. El material se junta en un área de la célula y se divide en dos partes idénticamente iguales. Las partes que se separan resultan en dos organismos que pueden separarse o permanecer juntos.

Tiempo (min) Bacteria (#)

0 1

20 2

40 4

60 8

80 16

100 32

...