Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :
Home / Cum se fabrică alimentele? / Tehnologia de obținere a laptelui de consum: de la muls la ambalare

Tehnologia de obținere a laptelui de consum: de la muls la ambalare

/
/
/
300 Views

De regulă, procesul tehnologic de fabricare a laptelui de consum începe imediat după muls, când acesta este supus unor operaţii de condiţionare, urmate de prelucrarea propriu-zisă.

Variaţia numărului de germeni în laptele
Variaţia numărului de germeni în

Păstrarea calităţii iniţiale a laptelui este un lucru extrem de important deoarece prin
compoziţia sa chimică, bacteriile din nu pot asigura o distrugere a germenilor decât în primele două ore de după muls, temperatura fiind principalul factor ce determină creşterea rapidă a microorganismelor din . Modul de dezvoltare a acestora este prezentat în figura alăturată. Limitarea numărului de germeni din depinde de încărcătura iniţială (sănătatea animalului, condiţiile igienice de muls, modul de manipulare şi transport), respectiv de temperatura laptelui
(laptele după muls trebuie răcit până la 4-6 grade C).

Laptele ca materie primă pentru industrializare este produs atât de fermele zootehnice specializate, cât şi de producători individuali. Dacă în primul caz fermele sunt prevăzute cu un punct de colectare şi condiţionare a laptelui, în cel de-al doilea caz laptele colectat de la animale trebuie supus unei condiţionări primare, prin care se asigură menţinerea calităţii iniţiale, condiţie obligatorie în vederea obţinerii unor de calitate.

Condiționarea laptelui

Condiţionarea laptelui se referă la acele operaţii necesare a fi aplicate din momentul mulsului şi până la prelucrare, aici fiind incluse filtrarea, răcirea, păstrarea la temperaturi scăzute şi transportul în vase izoterme. Aceste operaţii sunt eliminate parţial în cazul în care producătorul de lapte face şi prelucrarea industrială.

Filtrarea laptelui sau strecurarea, este necesară întrucât în funcţie de condiţiile de igienă în care se realizează mulsul, pot pătrunde impurităţi în laptele proaspăt (păr, praf, resturi de furaje), care conţin microorganisme ce duc la infectarea şi alterarea sa. Strecurătorile folosite în
mod uzual la filtrarea laptelui sunt site metalice cu 3-4 straturi de tifon, rondele de vată sau materiale filtrante.

Răcirea laptelui. Deoarece temperatura laptelui are la mulgere valori cuprinse între 32-35 grade C, compoziţia sa chimică constituie un mediu extrem de favorabil dezvoltării microorganismelor. În atare condiţii lactoza este transformată de bacteriile lactice în acid lactic,
provocând acidifierea sau acrirea laptelui, caz în care acesta nu mai poate fi prelucrat ulterior. Răcirea imediată după muls are ca scop oprirea dezvoltării microorganismelor până la anumite limite considerate acceptabile.

Sistemele de răcire a laptelui sunt instalaţii ce folosesc ca agent termic apa rece, apa cu gheaţă sau agenţi frigorifici şi care pot fi:

  • bazine pentru răcirea bidoanelor: se folosesc la răcirea laptelui colectat la bidon cu apă rece sau cu gheaţă, fiind o metodă greoaie şi cu volum mare de lucru;
  • vane de răcire: sunt vase prevăzute cu serpentine de răcire sau perete dublu prin care circulă agentul frigorific precum apă răcită ori saramură, respectiv sisteme de agitare pentru reducerea timpului de răcire;
  • schimbătoare de căldură: permit răcirea foarte rapidă a laptelui, schimbul de căldură fiind realizat prin intermediul unor agenţi de răcire, care circulă de obicei în contracurent cu laptele; din punct de vedere constructiv sunt de tipul răcitoare plane tubulare, răcitoare tubulare
    şi răcitoare cu plăci.

Păstrarea laptelui. În anumite situaţii este necesar ca laptele să fie păstrat un timp, până când acesta este preluat şi trimis la prelucrare. Păstrarea trebuie făcută în vase de tip bidoane sau tancuri izoterme la temperatură scăzută, optim între 4-6 grade C, în cazul tancurilor capacitatea de stocare fiind mult mai mare, iar transportul se poate realiza cu ajutorul pompelor.

Transportul laptelui de la producător la centrele de colectare sau mai departe la unităţile prelucrătoare se realizează folosind bidoane (tot mai rar) sau cisterne de diverse capacităţi. Autocisternele sunt cel mai răspândit sistem de transport a laptelui, ele fiind prevăzute cu
agregate frigorifice şi compartimente izoterme, capete de evacuare şi pompare la încărcaredescărcare, sisteme de măsurare, de recoltare şi analiză rapidă a caracteristicilor fizico-chimice ale laptelui.

Prelucrarea laptelui

Laptele este prelucrat în instalaţii speciale, prin aceasta urmărindu-se limitarea dezvoltării sau distrugerea germenilor care pun în primejdie calitatea laptelui şi în final sănătatea consumatorului, mărind astfel conservabilitatea lui. Cel mai bun efect bactericid asupra laptelui în realizează căldura, dintre procedeele termice pasteurizarea fiind metoda cea mai utilizată în practică. Principalele operaţii din cadrul tehnologiei de obţinere a laptelui de consum sunt prezentate în figurile de mai jos.

Schema tehnologică de obţinere a laptelui de consum
Schema tehnologică de obţinere a laptelui de consum

Recepţia laptelui este obligatorie atât cantitativ cât şi calitativ. Cantitativ recepţia se face prin măsurători volumetrice, procedeu
care în unele cazuri pot da erori sau cu galactometrul, respectiv gravimetrice cu cântarul de lapte. Diferenţele ce apar între volumul şi masa laptelui se datorează faptului că masa specifică a sa este mai mare decât unitatea (minim 1,029).

 

 

 

 

Schema generală a unei linii tehnologice de prelucrare a laptelui de consum: 1- rezervor de lapte; 2- pompă; 3- pasteurizator; 4- curăţitor centrifugal; 5- omogenizator; 6- robinet cu trei căi; 7- termoregulator; 8- supapă de întoarcere; 9- tanc izoterm; 10- maşină de dozat şi ambalat.
Schema generală a unei linii tehnologice de prelucrare a laptelui de consum: 1- rezervor de
lapte; 2- pompă; 3- pasteurizator; 4- curăţitor centrifugal; 5- omogenizator; 6- robinet cu trei căi; 7-
termoregulator; 8- supapă de întoarcere; 9- tanc izoterm; 10- maşină de dozat şi ambalat.

Recepţia calitativă constă în examenul organoleptic (se observă culoarea, vâscozitatea, mirosul, gustul, eventualele impurităţi) şi analize de laborator (se determină densitatea, aciditatea, gradul de contaminate, conţinutul în grăsimi şi ), proprietăţile fizico-chimice
ale laptelui trebuind să se încadreze în limitele admisibile impuse laptelui de consum.

Schema unei tobe separatoare centrifugale: 1- capac tobă; 2- corp tobă; 3- talere; 4- alimentare lapte brut; 5- evacuare lapte curăţat; 6- nămol.
Schema unei tobe separatoare centrifugale: 1- capac tobă; 2- corp tobă; 3- talere; 4-alimentare lapte brut; 5- evacuare lapte curăţat; 6- nămol.

Curăţirea laptelui are ca scop îndepărtarea impurităţilor mecanice. Operaţia se poate realiza cu ajutorul unor filtre speciale având ca material filtrant vată, ţesătură de nailon sau plasă metalică fină, rezultate bune fiind obţinute la curăţirea unor cantităţi mici de lapte, înlocuirea materialului filtrant fiind necesară destul de des. Atunci când se prelucrează cantităţi mari de lapte, curăţirea este realizată cu filtre sub presiune, filtre coloidale sau curăţitoare centrifugale. Având o construcţie asemănătoare cu cea a separatoarelor, tobele curăţitoare centrifugale realizează cea mai eficientă separare a impurităţilor din lapte. Fiind mai grele decât laptele, impurităţile sunt aruncate şi adunare la periferia tobei sub formă de nămol, a cărui compoziţie medie este următoarea: 73 % apă, 3 % grăsimi, 18 % proteine, 3 % cenuşă, restul fiind alte substanţe.

Nămolul rezultat la curăţirea laptelui conţine, pe lângă substanţe nutritive şi germeni dăunători sănătăţii, astfel că, datorită riscului infectării cu spori de , nămolul trebuie ars sau folosit ca şi îngrăşământ.

Normalizarea laptelui

Laptele destinat consumului trebuie să aibă un anumit conţinut în grăsime, stabilit prin normele de calitate.
Deoarece laptele muls are de regulă un conţinut de grăsime diferit de cel standardizat, se procedează la corectarea procentului de grăsime
din laptele destinat consumului, operaţie numită normalizare sau standardizare astfel:

  • prin smântânirea parţială sau amestecarea în diverse proporţii cu lapte smântânit, când laptele muls are un conţinut în grăsimi peste nivelul stabilit;
  • prin amestecarea cu lapte gras sau foarte gras, uneori chiar cu smântână, când laptele muls are un conţinut de grăsime sub norma stabilită.

Normalizarea este necesar a fi efectuată înainte de aplicarea unor eventuale tratamente termice asupra laptelui. Calculul operaţiei de normalizare se face cu regula amestecurilor (metoda pătratului lui Pearson), în tancuri cu capacitate mare sau pe baza unor relaţii de calcul, după prelevarea probelor şi analiza de laborator a acestora.

patratul lui Pearson
patratul lui Pearson

Calculul normalizării laptelui folosind metoda pătratului lui Pearson. Înscriind în centrul unui pătrat conţinutul în grăsime a laptelui ce trebuie obţinut (E), în colţul din stânga sus conţinutul în grăsime a laptelui integral (A) şi în colţul din stânga jos conţinutul în grăsime a laptelui smântânit (B), se poate scrie în colţul din dreapta sus numărul de părţi de lapte integral folosit la normalizare (D = E – B), iar în colţul din dreapta jos numărul de părţi de lapte smântânit folosit la normalizare (C = A – E). Calculul normalizării pe baza de relaţii matematice se face în două situaţii:

 

patratul lui Pearson calcul

Separarea grăsimii din lapte se realizează cu ajutorul separatoarelor centrifugale cu talere, în figura de mai jos fiind prezentată o secţiune printr-un astfel de separator. Laptele este introdus prin axul central tubular şi este dirijat spre talerele conice ale separatorului. Grăsimile din lapte, a căror masă specifică este mai mică, sunt trimise ascendent spre mijlocul tobei, prin orificiile practicate în talere. Laptele, a cărui masă specifică este mai mare decât a grăsimilor, urmează tot un drum ascendent, dar pe la periferia tobei. Prin amplasarea camerelor colectoare se evacuează separat smântâna şi laptele smântânit.

Separator centrifugal, secţiune: 1- alimentare lapte integral; 2- evacuare lapte smântânit; 3- colector lapte smântânit; 4- colector smântână; 5- evacuare smântână; 6- ax antrenare tobă.
Separator centrifugal, secţiune: 1- alimentare lapte integral; 2- evacuare lapte smântânit; 3- colector lapte smântânit; 4- colector smântână; 5-evacuare smântână; 6- ax antrenare tobă.

Procesul de separare a grăsimilor este mai eficient dacă laptele este încălzit iniţial la 40-45 grade C, temperatură la care vâscozitatea grăsimii scade considerabil faţă de plasma din lapte.

Omogenizarea laptelui.
Omogenizarea este o operaţie de stabilizare a emulsiei de grăsimi, evitând astfel separarea acesteia la suprafaţa laptelui în perioada depozitării. Prin omogenizare se urmăreşte creşterea gradului de dispersie a grăsimii prin micşorarea dimensiunii globulelor de grăsime. Laptele fiind o emulsie, viteza de separare a globulelor de grăsime în câmp gravitaţional depinde de mărimea lor şi se poate determina cu legea lui Stokes:

legea lui Stokes
legea lui Stokes

Se poate constata că scăderea vitezei de separare se poate face prin reducerea razei globulelor de grăsime. Practic, după omogenizare diametrul acestora este cuprins între 0,1-1 μm faţă de 6-9 μm cât au globulele din lapte înainte de omogenizare, fapt ce determină o scădere a
vitezei de separare de până la 144 de ori.

Procesul de omogenizare decurge în trei faze consecutive, într-un interval de timp relativ foarte scurt, respectiv alungirea globulelor de grăsime, scindarea şi legarea lor sub forma unor ciorchini sau lanţuri şi dispersia în lapte. Aceste faze se realizează ca urmare a procesului de
laminare la care este supus laptele în momentul trecerii printr-o fantă.

Omogenizatoarele sunt aparate compuse dintr-o pompă ce refulează laptele printr-un cap de omogenizare (fig. 14.6), scindarea globulelor de grăsime fiind realizată prin şoc mecanic. Temperatura optimă de realizare a procesului de omogenizare este de circa 60 0, din acest motiv
omogenizatorul se intercalează pe circuitul de recuperare al pasteurizatorului. Presiunea la care se realizează omogenizarea laptelui de consum este de 120-180 N/cm2, iar pentru creşterea eficienţei şi reducerea tendinţei de aglomerare, se practică omogenizarea în două
trepte (fig. 10.6.b): în prima treaptă are loc scindarea globulelor de grăsime la 180-200 N/cm2, iar în treapta a doua la 30-50 N/cm2, diferenţa dintre cele două presiuni determinând o puternică dispersie a globulelor.

Omogenizator mecanic sub presiune: a- cap de omogenizare: 1- supapă; 2- scaun; 3- inel deflector; bomogenizator în două trepte: 1- omogenizare treapta I; 2- omogenizare treapta a II-a.
Omogenizator mecanic sub presiune: a- cap de omogenizare: 1- supapă; 2- scaun; 3- inel deflector; bomogenizator în două trepte: 1- omogenizare treapta I; 2- omogenizare treapta a II-a.

O mai bună stabilizare a emulsiei se obţine cu ajutorul clarifixatoarelor care, din punct de vedere constructiv se aseamănă cu separatoarele centrifugale (fig de mai jos).

Laptele cald se introduce în aparat prin conducta de alimentare 1 şi distribuit pe pachetul de talere 3 prin intermediul forţei centrifuge. Globulele de grăsime se adună în colectorul de smântână 6, iar laptele smântânit poate fi evacuat prin conducta 2. Presiunea creată în colectorul de smântână, precum şi construcţia specială a discurilor 7 şi 8, determină o scindare puternică a globulelor de grăsime şi retrimiterea lor în tobă, amestecându-se cu laptele ce intră prin conducta 1. O parte din smântâna din colectorul 4 poate fi evacuată
prin conducta 5, aparatul putând servi şi la smântânirea parţială a laptelui. Impurităţile pe care le conţine laptele sunt proiectate sub acţiunea forţei centrifuge şi se acumulează la periferia tobei 4, acumulându-se sub formă de sediment, clarifixatorul realizând astfel şi o
curăţire a laptelui.

Pe lângă aceste aparate clasice au apărut şi alte instalaţii de omogenizare a laptelui, având la bază diverse principii. Omogenizatoarele cu jet sunt realizate în două variante, a căror funcţionare se bazează pe următoarele principii:

  • emulsionarea şi dispersarea unui lichid cald (grăsimea), trimis sub formă de jet pulverizat în faza de dispersie (laptele degresat) cu ajutorul unei duze;
  • micşorarea dimensiunii globulelor de grăsime şi dispersarea lor într-un curent de lichid, ca rezultat al modificării vitezelor pulsaţiilor turbulente, vârtejurilor şi efectului de cavitaţie.
Schema constructivă a clarifixatorului
Schema constructivă a clarifixatorului

Omogenizatoarele adiabatice formează emulsia ca rezultat al instabilităţii ce se produce în lichidul care conţine componentele ce alcătuiesc cele două faze. Astfel, dacă într-o cameră de vid (fig. de mai jos) este trimis amestecul de emulsionat, la care faza apoasă are temperatura peste cea de saturaţie corespunzătoare presiunii din cameră, aici au loc o serie de procese precum pulverizarea amestecului, detenta lichidului, formarea de bule de vapori de apă ca urmare a detentei, formarea de unde de şoc, toate determinând micşorarea globulelor de grăsime şi dispersarea lor în faza apoasă.

Omogenizatoarele ultrasonice obţin emulsiile cu ajutorul ultrasunetelor, lichidul fiind supus unor tensiuni şi compresiuni, cele mai utilizate generatoare de ultrasunete fiind cele de tipul mecanic.

Laptele crud conţine un număr mare de microorganisme şi care se înmulţesc rapid, determinând atât o scădere a proprietăţilor fizico-chimice, cât şi a valorii nutritive, consumul ca atare fiind o sursă importantă de infectare.

Schema instalaţiei de omogenizare a laptelui sub vid: 1- rezervor grăsimi; 2,6,11- pompe; 3- cântar; 4- vas amestecare; 5- rezervoare cu lapte degresat; 7- preîncălzitor; 8- agitator; 9- camera de vid (omogenizatorul); 10- pompă de vid cu inel de apă; 12- rezervoare pentru lapte omogenizat.
Schema instalaţiei de omogenizare a laptelui sub vid: 1- rezervor grăsimi; 2,6,11- pompe; 3- cântar; 4- vas amestecare; 5- rezervoare cu lapte degresat; 7- preîncălzitor; 8- agitator; 9- camera de vid (omogenizatorul); 10- pompă de vid cu inel de apă; 12- rezervoare pentru lapte omogenizat.
Efectul pasteurizării asupra recoltarea şi transpotul laptelui a fost realizat în
Efectul pasteurizării asupra recoltarea şi transpotul laptelui a fost realizat în

Prin se aplică laptelui un tratament termic, în condiţii determinate, prin care se asigură distrugerea florei banale şi a celei patogene, fără a afecta sensibil structura fizică, chimică şi biologică a acestuia. Influenţa temperaturii şi duratei acţiunii termice asupra
componentelor laptelui sunt prezentate în figura alăturată. Pasteurizarea trebuie să asigure distrugerea bacilului tuberculozei şi a întregii flore în proporţie de  99,9 %, pentru ca laptele să corespundă normelor igienico-sanitare. Rezistenţa germenilor patogeni variază în limite restrânse de temperatură (60-80 grade C), astfel că luând ca etalon bacilul tuberculozei (se distruge în 105-150 secunde la 62 grade C şi în 2-3 secunde la 80 grade C), prin distrugerea lui sunt distruse şi bacteriile patogene şi viruşii, singurul pericol rămânând toxinele de stafilococi
termorezistente.

Regimul termic depinde de încărcătura microbiană a laptelui supus pasteurizării. Dacă recoltarea şi transpotul laptelui a fost realizat în componenţilor laptelui condiţii igienice, prin distrugerea bacilului tuberculozei se asigură un număr de germeni sub valorile admise, iar
când încărcătura microbiană este ridicată, pentru creşterea eficienţei pasteurizării se creşte temperatura şi durata de menţinere, separat sau concomitent.

Pasteurizarea determină o modificare a structurii componentelor chimice ale laptelui, într-o măsură mai mare sau mai mică, în raport cu temperatura şi durata de menţinere:

  • sub acţiunea căldurii se denaturează partea proteică din globulele de grăsime, substanţa grasă se topeşte îngreunând separarea stratului de grăsime de la suprafaţă;
  • rin încălzirea peste 60 grade C proteinele solubile sunt denaturate ireversibil, cele mai afectate fiind, în ordine, globulinele cu rol de imunizare, β-globulinele şi α-globulinele;
  • se denaturează aminoacizii cu sulf cu formarea de hidrogen sulfurat şi se formează substanţe care modifică potenţialul oxido-reducător al laptelui;
  • cazeina, aflată sub forma fosfocazeinatului de , îşi modifică echilibrul la temperaturi ce depăşesc 75-80 grade C, fapt ce determină dificultăţi în procesul de coagulare;
  • lactoza se descompune la temperaturi mai mari de 100 grade C în acizi organici, alcooli şi aldehide;
  • se modifică echilibrul mineral atât datorită căldurii, cât şi prin eliminarea bioxidului de carbon, fosfaţii de calciu solubili trec în fosfat tricalcic insolubil care precipită, iar la temperaturi peste 100 grade C precipită şi citraţii de calciu şi magneziu;
  • vitaminele sunt distruse parţial mai ales în prezenţa oxigenului la 80 grade C (A, B1, B12, C), în lipsa aerului temperatura putând urca la 100-110 grade C, conţinutul în vitamine fiind aproximativ acelaşi cu a laptelui iniţial.

În practică se folosesc mai multe metode de pasteurizare a laptelui, fiecare dintre acestea cu avantajele şi dezavantajele sale, temperatura şi durata de menţinere fiind mărimile variabile asupra cărora se exercită un atent control:

Diagrama de pasteurizare
Diagrama de pasteurizare
  • pasteurizare joasă sau de durată: constă în încălzirea laptelui la 63-65 grade C cu menţinere timp de 30 minute la această temperatură; nu modifică semnificativ structura chimică şi se recomandă a fi aplicată la tratarea laptelui folosit ca materie primă la fabricarea brânzeturilor;
  • pasteurizarea înaltă: constă în încălzirea laptelui la 72-75 grade C şi menţinerea timp de 15 secunde; se produce o descompunere a sărurilor de calciu şi fosfor, având ca efect reducerea capacităţii laptelui de a coagula şi se inactivează enzimele; metoda este recomandată la tratarea laptelui de consum;
  • pasteurizarea instantanee sau tip flash: constă în încălzirea rapidă a laptelui la temperaturi de peste 75-80 grade C, urmată de o răcire bruscă; metoda se recomandă la tratarea laptelui de calitate scăzută.

Combinaţiile de perechi temperatură-timp menţinere pot fi în număr infinit, relaţia lnτ =α − βT ce defineşte condiţia minimă pentru distrugerea bacilului tuberculozei este reprezentată de dreapta a (fig. alăturată). Orice altă combinaţie care se situează deasupra acestei drepte va corespunde cerinţei sub aspect bactericid. Dreapta notată cu c reprezintă nivelul de la
care, dacă este depăşit, încep modificările proprietăţilor iniţiale ale laptelui şi care pe lângă efectul bactericid determină şi modificări ireversibile ale compoziţiei laptelui. În intervalul dintre
cele două drepte se pot obţine combinaţii temperatură-timp menţinere care se încadrează în limitele de calitate impuse operaţiei. Regimul optim pentru pasteurizarea laptelui corespunde unor combinaţii definite de către dreapta b.

Pasteurizatoarele cu plăci sunt utilizate aproape în exclusivitate întrucât sunt simple constructiv, lucrează în flux continuu şi cu debite mari, realizează un proces de lucru închis cu consumuri energetice reduse şi permit automatizarea completă a operaţiei. În figurile de mai jos sunt prezentate principiile de funcţionare a pasteurizatorului pentru lapte și schema unei instalaţii de pasteurizare a laptelui model PDN 1010.

Laptele din rezervorul 1 (fig. de mai jos) este trimis de pompa 2 în zona III a pasteurizatorului unde circulă în contracurent cu laptele cald de la pasteurizare, încălzindu-se. De aici trece în zona IV unde se încălzeşte în continuare, iar cu ajutorul apei calde până la temperatura optimă
omogenizării. Trece în rezervorul tampon izoterm 4 şi cu ajutorul pompei 5 în omogenizatorul 6 unde are loc spargerea globulelor de grăsime. De aici laptele intră în zona V, unde preia căldura de la laptele pasteurizat încălzindu-se, ajungând la temperatura de pasteurizare în zona VI prin încălzirea cu abur. La această temperatură laptele iese din pasteurizator şi este menţinut timpul necesar realizării efectului bactericid (în zona de menţinere), după care revine în zona V şi mai departe în zona III unde cedează în continuare căldură laptelui ce intră în pasteurizator.

Modul de funcţionare al pasteurizatorului cu plăci
Modul de funcţionare al pasteurizatorului cu plăci

Laptele urmează traseul prin zona II, unde este răcit cu apă de la reţea şi prin zona I, unde este răcit cu apă răcită la 2-4 0C, temperatură la care este stocat în vase izoterme sau este trecut direct la maşinile speciale de dozat şi ambalat.

Schema de funcţionare a pasteurizatorului PDN 1010: a- spre separatorul centrifugal; bde la separatorul centrifugal; 1- pompă apă; 2- rezervor alimentare; 3- ventil reglare temperatură; 4- ventil de recirculare; 5- schimbător de căldură (zona de menţinere); 6- boiler apă caldă; 7- agregat pompare lapte; 8- agregat pompare apă caldă.
Schema de funcţionare a pasteurizatorului PDN 1010: a- spre separatorul centrifugal; bde la separatorul centrifugal; 1- pompă apă; 2- rezervor alimentare; 3- ventil reglare temperatură; 4-ventil de recirculare; 5- schimbător de căldură (zona de menţinere); 6- boiler apă caldă; 7- agregat pompare lapte; 8- agregat pompare apă caldă.

Prin realizarea acestui traseu tehnologic se reduce sensibil consumul de energie termică, viteza de deplasare a laptelui fiind cea corespunzătoare regimului temperatură-timp menţinere stabilit. Un procedeu de igienizare a laptelui constă în asocierea pasteurizării cu o separare a microorganismelor din lapte, prin intermediul unor separatoare centrifugale de construcţie specială (au turaţia de lucru cuprinsă între 15000-30000 rot/min).

Schema unei instalaţii de bactofugare: 1- zonă răcire; 2- recuperator de căldură; 3- zonă încălzire; 4- omogenizator; 5- supercentrifuge
Schema unei instalaţii de bactofugare: 1- zonă răcire; 2-recuperator de căldură; 3- zonă încălzire; 4- omogenizator; 5- supercentrifuge

De regulă, instalaţiile de acest tip au prevăzute un pasteurizator cu plăci şi două supercentrifuge legate în serie (fig. de mai sus). Prin efectul bactericid al pasteurizatorului se distrug microorganismele, iar pe baza diferenţei de masă dintre celulele microbiene şi cele din lapte, este asigurată prin supercentrifugare (operaţie se mai numeşte bactofugare) eliminarea aproape integrală a lor din lapte.

Pentru a încetini dezvoltarea şi înmulţirea restului de microorganisme rămase în lapte după pasteurizare (mai ales formele sporulate) sau a celor ce pătrund după ieşirea din pasteurizator, este necesară răcirea laptelui la temperatura de 2-4 grade C. De cele mai multe ori
această operaţie se execută în zona de răcire a pasteurizatorului.

Sterilizarea laptelui

Scăderea numărului de spori de bacillus stearotermophylus cu temperatura
Scăderea numărului de spori de bacillus
stearotermophylus cu temperatura

Deoarece prin pasteurizare nu se pot distruge microorganismele termorezistente şi formele sporulate, durata de păstrare a laptelui este limitată, microflora rămasă determinând modificări importante ale compoziţiei laptelui chiar şi la temperaturi scăzute. Dintre aceste microorganisme, Bacillus stearo-termophylus este cel mai rezistent la temperatură, modul de variaţie al concentraţiei sporilor în timp pentru diverse temperaturi fiind prezentat în figura alăturată. Se poate constata că scăderea numărului de spori se face la temperaturi peste punctul de fierbere la presiune normală, iar viteza de distrugere a sporilor creşte rapid cu temperatura.

La stabilirea regimului optim pentru sterilizare trebuie cunoscute şi efectele temperaturilor ridicare asupra proprietăţilor fizico-chimice ale laptelui, modificările de
structură şi compoziţie ale acestuia. O reacţie care este importantă, din punct de vedere al proprietăţilor organoleptice, este cea dintre lactoză şi proteine şi care duce la apariţia unei culori brune (proces de brunificare). Încercările şi studiile făcute pe instalaţiile de sterilizare au permis trasarea unor diagrame de sterilizare, una dintre acestea fiind cea din figura de mai jos.

Diagrama de sterilizare Webb-Holm
Diagrama de sterilizare Webb-Holm

Regimul de lucru UHT este caracterizat prin încălzirea rapidă a laptelui la temperaturi de 145-150 grade C, timp de câteva secunde până la mai puţin de o secundă, urmată de o răcire rapidă la temperatura de 2-4 grade C, laptele fiind trecut la ambalare în instalaţii septice.

Schema de funcţionare a instalaţiei de sterilizare a laptelui STERILPLAK: 1- rezervor alimentare; 2- zonă recuperare căldură I; 3- omogenizator; 4- zonă recuperare căldură II; 5- zonă de menţinere a temperaturii ; 6- tub menţinere la temperatura de sterilizare; 7- zonă de sterilizare; 8- pompă centrifugă; 9- zonă recuperare căldură III; 10- aparat de degazare.
Schema de funcţionare a instalaţiei de sterilizare a laptelui STERILPLAK: 1- rezervor alimentare; 2- zonă recuperare căldură I; 3- omogenizator; 4- zonă recuperare căldură II; 5- zonă de menţinere a temperaturii ; 6- tub menţinere la temperatura de sterilizare; 7- zonă de sterilizare; 8-pompă centrifugă; 9- zonă recuperare căldură III; 10- aparat de degazare.

Procedeele de sterilizare pot fi în flux continuu sau discontinuu, în funcţie de tipul de utilaj folosit. De asemenea, sterilizarea se poate realiza cu laptele ambalat sau în vrac (flux continuu), sterilizatoarele hidrostatice cunoscând o mai mare extindere în practica industrială. În figura de mai sus este prezentată schema de funcţionare a unei instalaţii de sterilizare a laptelui de tipul cu schimbător de căldură cu plăci, compus din două corpuri, serpentină de menţinere şi aparat de degazare.

Laptele din bazinul de alimentare 1 este adus la zona de recuperare a căldurii I, se încălzeşte la 60 grade C, preluând căldura de la laptele sterilizat şi trece la omogenizatorul 3. De aici laptele ajunge la zona de recuperare a căldurii 4 unde, prin circulaţia în contracurent cu laptele
sterilizat, se încălzeşte la 95 grade C cu menţinere timp de 20-40 secunde în zona 5 (se produce o stabilizare mai bună a proteinelor, reducând astfel riscul de denaturare a lor la sterilizare).

Laptele ajunge în cel de-al doilea corp al instalaţiei unde se încălzeşte la 120 grade C în zona de recuperare a căldurii 9 şi apoi la 138 grade C în zona 7. Laptele ajuns la temperatura de sterilizare este menţinut un timp de maxim 4 secunde şi circulat prin tubul de menţinere exterior 6, proces controlat printr-un circuit de automatizare. Din tubul de menţinere laptele sterilizat trece în zona recuperatoare de căldură 9, unde temperatura sa scade la circa 113 grade C, apoi prin degazorul 10 şi apoi se răceşte în două trepte (zona 4 în contracurent cu lapte şi zona 2 cu apă rece) până la 20 grade C.

Parametrii tehnologici ai procesului de lucru sunt controlaţi de un sistem de automatizare care permite recircularea laptelui şi reglarea debitelor de abur, apă caldă şi apă rece, precum şi timpul de menţinere la temperatura de sterilizare.

Schema de funcţionare a unei instalaţii de sterilizare cu injecţie de abur: 1- pompă alimentare; 2,19- ventil reglaj abur secundar; 3,6- preîncălzitor; 4- ventil pneumatic de reglare automată a aburului secundar; 5- dispozitiv reglare automată a densităţii laptelui; 7- răcitor; 8,20- alimentare apă răcire; 9- omogenizator; 10- pompă lapte; 11- pompă lapte steril; 12- indicator nivel; 13- ventil de reglare; 14- alimentare abur de înaltă presiune; 15- regulator debit abur; 16- ventil de reglare automată a debitului de abur; 17- uperizator; 18- expandor; 21- condensator; 22- ventil reglare vid; 23- pompă condens; 24- pompă vid.
Schema de funcţionare a unei instalaţii de sterilizare cu injecţie de abur: 1- pompă alimentare; 2,19- ventil reglaj abur secundar; 3,6- preîncălzitor; 4- ventil pneumatic de reglare automată a aburului secundar; 5- dispozitiv reglare automată a densităţii laptelui; 7- răcitor; 8,20- alimentare apă răcire; 9- omogenizator; 10- pompă lapte; 11- pompă lapte steril; 12- indicator nivel; 13- ventil de reglare; 14- alimentare abur de înaltă presiune; 15- regulator debit abur; 16- ventil de reglare automată a debitului de abur; 17- uperizator; 18- expandor; 21- condensator; 22- ventil reglare vid; 23- pompă condens; 24- pompă vid.

În practică se folosesc şi instalaţii la care agentul termic intră în contact direct cu laptele. Se procedează la injectarea aburului în lapte sau la injectarea laptelui într-o cameră cu abur, operaţia purtând şi denumirea de uperizare. Atât în primul caz, cât şi în cel de-al doilea, apa
ce rezultă în urma condensării aburului se evacuează printr-o scădere bruscă a presiunii.

În figura de mai sus este prezentată schema de funcţionare a unei instalaţii de sterilizare în care laptele este încălzit prin injectarea de abur. Laptele proaspăt este supus preîncălzirii până la 75-80 grade C în două trepte, pe seama aburului secundar rezultat de la expandor. Ajuns la această temperatură este pompat în capul de injecţie al uperizatorului, unde în contact cu aburul direct îşi ridică brusc temperatura la 140-150 grade C. Durata de menţinere la această temperatură este dependentă de timpul cât străbate conducta ce duce la expandor. Ca urmare a vidului parţial pe care-l găseşte aici, se produce o detentă bruscă, fenomen însoţit şi de o evaporare intensă. Parametrii de lucru precum temperatura şi presiunea din expandor sunt reglate astfel încât apa evaporată să fie echivalentă cu aburul condensat la capul de injecţie al uperizatorului.

Din expandor laptele este pompat în omogenizator şi după răcire la 20 grade C este trimis către maşina de ambalat. O instalaţie în care laptele este pulverizat într-un recipient cu abur sub presiune este prezentată în figura de mai jos.

Schema instalaţiei de sterilizare Thermovac: 1- pompă alimentare cu lapte; 2- preîncălzitor cu abur; 3- pompă evacuare lapte sterilizat; 4- pompă recirculare apă; 5- pompă de vid; 6- condensator de amestec; 7- vas de detentă (sub vid); 8- vas sub presiune; 9- zonă răcire; 10- zonă preîncălzire cu apă de condens.
Schema instalaţiei de sterilizare Thermovac: 1- pompă alimentare cu lapte; 2- preîncălzitor cu abur; 3- pompă evacuare lapte sterilizat; 4- pompă recirculare apă; 5- pompă de vid; 6- condensator de amestec; 7- vas de detentă (sub vid); 8- vas sub presiune; 9- zonă răcire; 10- zonă preîncălzire cu apă de condens.

Ambalarea laptelui

După răcire laptele este păstrat în tancuri izoterme la 2-4 grade C până în momentul când este trecut la maşinile de dozat şi ambalat. În ultimul timp se folosesc cu deosebire ambalaje nerecuperabile, sub formă de recipiente prefabricate sau recipiente formate în momentul ambalării. Ca materiale folosite la confecţionarea ambalajelor se pot menţiona carton tratat cu parafină sau răşini sintetice (ambalaje de tip Perga), hârtie tratată cu sulfat de polietilenă (ambalaje de tip Tetra-Pak) şi folie termosudabilă de polietilenă (ambalaje de tip Polipak).

  • Facebook
  • Twitter
  • Google+

Sunteți interesat de articole? Abonați-vă!

Dacă doriți să fiți anunțați prin mail atunci când se publică articole noi pe site, folosiți căsuța de mai jos pentru a va abona. Introduceți numele și adresa de email, apoi dați click pe Mă Abonez! Intrați apoi pe adresa dvs. de mail și dați click pe linkul de confirmare!

Leave a Comment

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.

This div height required for enabling the sticky sidebar