Principios básicos para su correcto diseño, uso y mantenimiento.

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

2 Es la etapa crítica en el proceso de elaboración de productos lácteos, que asegura su inocuidad al controlar el riesgo de contaminación con microorganismos patógenos. En el marco del HACCP es un punto crítico de control en la mayoría de los procesos de elaboración de productos lácteos

3 Título Tipos de pasterizadores: De tina (por lote o bach): El uso de la pasteurización en tina es adecuada para procesar pequeñas cantidades de leche.

4 Tipos de pasterizadores: HTST (High Temperatura Short Time): a) Pueden procesarse en forma continua grandes volúmenes de leche. b) La automatización del proceso asegura una mejor pasteurización. c) Es de fácil limpieza y requiere poco espacio. d) Por ser de sistema cerrado se evitan contaminaciones. e) Rapidez del proceso. f) Mayor eficiencia energetica

5 El termino pasteurización respecto a productos lácteos significa que: Cada partícula de leche debe ser calentada a la temperatura y tiempo necesario, con el objetivo de destruir todos los microorganismos patógenos presentes. El ensayo de fosfatasa permite detectar pasaje de leche cruda mayor o igual al 0,5 % (sensibilidad máx. 5 litros de leche cruda cada 1000 litros de leche pasteurizada)

6 Grupo de trabajo: Industrias Lácteas Fabricantes de pasterizadores Principales Referencias: Dairy Establishment Inspection Manual Grade A Pasteurized Milk Ordinance New Zealand Food Safety Authority

7 OPERACION MANTENIMIENTO

8 Objetivo General: Definir los criterios de diseño y funcionamiento de Definir los criterios de diseño y funcionamiento de pasteurizadores HTST y de tina, que aseguren la inocuidad de la leche fluída pasteurizada o productos lácteos pasteurizados.

9 OPERACION Principios básicos de diseño para una correcta pasterización Medición y registro de la temperatura de pasterización. La temperatura de pasteurización medida, debe ser representativa de la zona más fría. Deberá existir doble confirmación de la temperatura de pasteurización. Por ejemplo, es necesario un control cruzado de la temperatura de pasteurización para garantizar el cumplimiento de la tolerancia especificada.

10 OPERACION Salida a Proceso Termómetro Agua Caliente Termómetro Pasterización enfriamiento calentamiento Tubo de retención Ingreso Leche cruda regeneración Tanque de Nivel Constante Bomba Leche Cruda Leche Pasterizada Agua Caliente Agua Helada

11 OPERACION Principios básicos de diseño para una correcta pasterización Medición y registro de la temperatura de pasterización. La indicación del termómetro de pasterización provee la temperatura oficial de procesamiento del producto. Ubicación / Accesibilidad: El termómetro de producto pasterizado deberá ubicarse en la cámara de sensado o medición junto con el sensor del Registrador de temperatura de pasterizacion, aguas debajo de la cañeria de retención. Error máximo tolerado: +/- 0,25 ºC en todo el rango. Velocidad de respuesta: El tiempo para que la lectura del termómetro se incremente 7 ºC bajo las condiciones especificadas no deberá exceder 4 segundos.

12 OPERACION Principios básicos de diseño para una correcta pasterización Alcanzar el tiempo de retención (para pasteurización HTST) La partícula que fluye a mayor velocidad al máximo caudal nominal deberá ser retenida un tiempo superior al tiempo mínimo de retención. El flujo deberá ser estable dentro de los valores tolerados y no ser alterado por procesos externos. El flujo deberá ser laminar completamente desarrollado o turbulento, y capaz de ser medido. El fluido debe estar libre de vapor o aire en forma de burbujas. El flujo deberá medirse teniendo en cuenta el tiempo de respuesta y la histéresis de cualquier instrumento.

13 OPERACION Principios básicos de diseño para una correcta pasterización Alcanzar el tiempo de retención (para pasteurización en tina) El tiempo debe ser medido desde el instante en que la última partícula alcanza la temperatura de pasteurización.

14 OPERACION Principios básicos de diseño para una correcta pasterización MANTENIMIENTO Sistema de acción correctiva para evitar que ante una falla del equipo pase material lácteo no pasteurizado hacia la zona de pasteurizado. El sistema de acción correctiva deberá operar antes de que los requerimientos de tiempo o temperatura sean comprometidos. Esto se podrá lograr teniendo en cuenta los siguientes aspectos: Tiempo de respuesta de la instrumentación mecánica, termodinámica y del mecanismo de desvío. Tiempo de respuesta del sistema de control. Cualquier otro factor que genere retraso en la respuesta.

15 Principios básicos de diseño para una correcta pasterización Sistema de acción correctiva para evitar que ante una falla del equipo pase material lácteo no pasteurizado hacia la zona de pasteurizado. Cuando los requisitos no se cumplan se impedirá el paso del material lácteo hacia adelante y el equipo realizará una: Limpieza (por ejemplo detener la pasteurización y limpiar el equipo), ó Derivación (por ejemplo evitar la contaminación aguas abajo del proceso habilitando un canal de desvío), ó Sanitización (por ejemplo aguas abajo del proceso calentar a una temperatura superior a la de pasteurización antes de recomenzar la pasteurización)

16 Salida a Proceso Termómetro Agua Caliente Termómetro Pasterización enfriamiento calentamiento Tubo de retención Ingreso Leche cruda regeneración Tanque de Nivel Constante Bomba Leche Cruda Leche Pasterizada Agua Caliente Agua Helada

17 Termómetro Agua Caliente Termómetro Pasterización Línea de Derivación Salida a Proceso enfriamiento calentamiento Tubo de retención Ingreso Leche cruda regeneración Tanque de Nivel Constante Bomba Leche Cruda Leche Pasterizada Agua Caliente Agua Helada

18 2. Componentes Básicos de un pasterizador HTST Dispositivo Desviador de Flujo (DDF): El dispositivo desviador de flujo esta diseñado para controlar la dirección del flujo de producto en función de la temperatura con que el producto sale del tubo de retención. Hacia Adelante Entrada Derivación

19 Principios básicos de diseño para una correcta pasterización El material lácteo pasteurizado no debe contaminarse con material lácteo sin pasteurizar o productos sin tratar. Para pasteurizadores que procesan material lácteo que luego será materia prima para la fabricación de productos de corta vida útil y que no poseen aguas abajo un tratamiento térmico más exigente Los componentes del equipo pasteurizador que pudiesen causar contaminación, deben ser continuamente monitoreados para detectar fallas en su funcionamiento. Toda cañería u otra conexión que potencialmente permita que material pasteurizado y material sin pasteurizar sea mezclado, debe separarse a través de aberturas a la atmosfera (Válvula de detección de pérdidas). Las fuentes de contaminación deben estar bajo control. A través de un adecuado proceso de limpieza, se debe asegurar que los contaminantes nocivos no queden en el equipo.

20 Principios básicos de diseño para una correcta pasterización El material lácteo pasteurizado no debe contaminarse con material lácteo sin pasteurizar o productos sin tratar. Para pasteurizadores que procesan material lácteo que luego son sometidos a tratamientos térmicos más exigentes aguas abajo y/o almacenamiento y posterior control de calidad final: El equipamiento que pudiese causar contaminación, debe ser continua o periódicamente monitoreado para detectar fallas en su funcionamiento. Los controles periódicos pueden lograrse mediante pruebas hidráulicas, pruebas de conductividad o inspecciones visuales en la etapa de regeneración y refrigeración (si corresponde).

21 Línea de Derivación Termómetro Agua Caliente DDF Termómetro Pasterización Salida a Proceso enfriamiento calentamiento Tubo de retención Ingreso Leche cruda regeneración Tanque de Nivel Constante Bomba Leche Cruda Leche Pasterizada Agua Caliente Agua Helada

22 Línea de Derivación Termómetro Agua Caliente DDF Termómetro Pasterización Salida a Proceso Línea Detección de perdidas enfriamiento calentamiento Tubo de retención Ingreso Leche cruda regeneración Tanque de Nivel Constante Bomba Leche Cruda Leche Pasterizada Agua Caliente Agua Helada

23 Dispositivo Desviador de Flujo (DDF) Línea detección de perdidas (doble vástago): Hacia Adelante Detección de perdidas Entrada Derivación

24 Dispositivo Desviador de Flujo (DDF) Línea detección de perdidas (simple vástago): Detección de perdidas Hacia Adelante Entrada Derivación Flujo en Derivación Flujo hacia adelante

25 Dispositivo Desviador de Flujo (DDF) Línea detección de perdidas (simple vástago): Flujo hacia adelante Entrada Flujo en Derivación Detección de perdidas

26 Línea de Derivación Termómetro Agua Caliente DDF Termómetro Pasterización Salida a Proceso Línea Detección de perdidas enfriamiento P2 calentamiento Tubo de retención Ingreso Leche cruda P1 regeneración Tanque de Nivel Constante Bomba P1>P2 Leche Cruda Agua Caliente Leche Pasterizada Agua Helada

27 Línea de Derivación Termómetro Agua Caliente DDF Termómetro Pasterización Salida a Proceso Línea Detección de perdidas enfriamiento P2 calentamiento Tubo de retención P1 Ingreso Leche cruda regeneración Tanque de Nivel Constante Bomba 1 Bomba 2 Flujo hacia adelante Flujo derivación P1<P2 P1>P2

28 Salida a Proceso Interruptor de vacio y válvula de presión constante Línea de Derivación Termómetro Agua Caliente DDF Termómetro Pasterización Válvula de reciclado Línea Detección de perdidas enfriamiento P2 calentamiento Tubo de retención P1 Ingreso Leche cruda regeneración Tanque de Nivel Constante Bomba de 1 Refuerzo Bomba de 2 Distribución Flujo hacia adelante Flujo derivación P1<P2 P1<P2

29 OPERACION Principios básicos de diseño para una correcta pasterización Control del tamaño de partículas para asegurar una correcta transferencia de calor a la totalidad del material lácteo. Debe incluirse la filtración o separación si existen partículas de tamaño mayor a las establecidas en la tabla tiempo / temperatura.

30 OPERACION Principios básicos de diseño para una correcta pasterización Las superficies en contacto con producto deben encontrarse limpias antes de comenzar el proceso. El régimen de limpieza deberá eliminar la suciedad de toda la superficie de contacto con producto. Las superficies de contacto deben ser controladas a una frecuencia adecuada para asegurar un nivel microbiológico aceptable. El sistema de limpieza deberá ser monitoreado para asegurar que el estándar de limpieza se repite en el tiempo.

31 OPERACION Principios básicos de diseño para una correcta pasterización El sistema de enfriamiento (cuando es requerido) debe disminuir la temperatura del material lácteo al nivel establecido en el proceso declarado en la especificación del producto a elaborar o a la establecida en el sistema HACCP. Al final del tratamiento térmico y antes de procesar o almacenar, el material lácteo debe llevarse inmediatamente a una temperatura que lo mantenga en condiciones inocuas hasta su procesado posterior o durante su restante vida útil. Una falla del sistema de enfriamiento debe alertar al operador, para que aplique la correspondiente acción correctiva programada en el plan HACCP. No aplica a evaporadores o concentradores donde el procesamiento siguiente es inmediato.

32 OPERACION Principios básicos de diseño para una correcta pasterización Registro continuo de parámetros críticos. Los siguientes parámetros deben ser monitoreados y registrados: Temperatura de pasteurización. Caudal o tiempo de retención (cuando es necesario). Presión o presión diferencial (cuando es necesario). Modo de operación (producto o CIP) y operación del sistema de acción correctiva. Temperatura de enfriamiento cuando el material es enfriado inmediatamente después del tratamiento (cuando es necesario). Posición del DDF.

33 OPERACION Principios básicos de diseño para una correcta pasterización Registro continuo de parámetros críticos. Además: Los registros deben ser continuos o en intervalos lo suficientemente cortos como para distinguir cambios de los parámetros críticos. Los controles diarios deberán realizarse para verificar la medición de la temperatura y del sistema de derivación. Esto debe registrarse para cada parámetro crítico antes de comenzar la pasteurización. Cuando los filtros son utilizados para remover partículas, deberán verificarse diariamente y registrar las novedades. Los registros deben estar al alcance del operador. Los registros deben almacenarse de forma segura, protegidos y ser recuperados fácilmente cuando se lo requiera.

34 OPERACION Salida a Proceso Válvula de reciclado Interruptor de vacio y válvula de presión constante Línea de Derivación Línea Detección de perdidas Termómetro Agua Caliente Termómetro Pasterización DDF Registrador de temperatura Registrador de caudal enfriamiento calentamiento Tubo de retención Ingreso Leche cruda Controlador Presión Diferencial regeneración Tanque de Nivel Constante Bomba de Refuerzo Bomba de Distribución

35 OPERACION Principios básicos de diseño para una correcta pasterización Operación a prueba de fallos en caso de mal funcionamiento. Los sistemas de control se establecerán de tal modo que ante la pérdida de servicios auxiliares o falla de un componente actúe el sistema a prueba de fallos, Ante una pérdida de energía el registro de datos deberá seguir funcionando o derivar el flujo.

36 Principios básicos de diseño para una correcta pasterización MANTENIMIENTO Posibilidad de validar, inspeccionar y demostrar que el equipo cumple con los criterios de diseño y fabricación El pasteurizador deberá ser diseñado, construido e instalado de manera que todos los elementos o componentes utilizados para la validación, verificación, calibración, operación y control de rutina, sean de fácil acceso por el personal autorizado.

37 Principios básicos de diseño para una correcta pasterización MANTENIMIENTO Garantizar la inocuidad de la leche pasteurizada desde el punto de vista del mantenimiento de un equipo pasteurizador implica: El mantenimiento y controles periódicos del pasterizador debe asegurar el correcto funcionamiento de los componentes críticos del equipo. Consignas para una correcta pasterización: Temperatura / tiempo / no contaminación de leche pasterizada. Dispositivo desviador de flujo Termómetros Controlador de presión diferencial Cálculo tiempo retención Intercambiador de calor Sistema de medición de tiempo basado en caudalímetro

38 Principios básicos de diseño para una correcta pasterización MANTENIMIENTO Verificación Instalación Diaria Semestral A n u a l 5 años Comentario HTST Aplica a: Lote Pasteurizador Comparación de las indicaciones del termómetro de indicación y del registrador de temperatura ( ) X X Operación del DDF y alarmas ( Temperatura y caudal) Frecuencia semanal para control derivación por caudal. X Operación del sistema de registro ( ) X X Calibración de termómetros y ajuste (si corresponde) ( ) X X Verificación de placas en intercambiadores de calor ( ) X Juntas de placas ( ) X Verificación del tiempo de retención por medición directa ( ) Se deberá realizar ante cualquier cambio que afecte el caudal X Tiempo de respuesta ( ) X

39 Principios básicos de diseño para una correcta pasterización MANTENIMIENTO Verificación Instalación Diaria Semestral A n u a l 5 años Comentario Aplica a: HTST Lote Sistema de presión diferencial Operación del sistema de presión diferencial ( Presión) X Calibración de los transductores de presión ( ) X Controlador de presión diferencial ( ) X

40 1. Introducción 2. Consideraciones generales Propósito de la pasteurización Material lácteo no conforme Principios básicos para una correcta pasteurización Tratamiento térmico Diagrama de flujo de pasteurizador Registros de control crítico Termómetros digitales 2.8. Material Construcción Verificaciones de funcionamiento.

41 3. Pasteurización por lote 3.1. El proceso de pasteurización por lote Requisitos generales para pasteurización en cuba Prevención de mezcla entre producto crudo y 3.4. Sistemas de control, medición Sistema de registro. pasteurizado.

42 4. Sistema de pasteurización HTST 4.1. Componentes de un sistema de pasteurización tipo HTST Tanque de Nivel Constante Bomba de refuerzo Sección de regeneración Bomba de distribución y dispositivos de control de caudal Sección de calentamiento y enfriamiento Retención Dispositivo desviador de flujo (DDF) 4.9. Termómetro metro de indicación Sistema de registro y control Controlador de Presión Diferencial Descarga de producto pasteurizado Homogeneizador Desnatadora

43 Ing. Guillermo Rubino INTI Rafaela int 140

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