ESTERILIZACIÓN DE LECHE Y PRODCUTOS LÁCTEOSINTRODUCCIÓN Para lograr una alta capacidad de conservación se ha de someter el producto a un tratamiento térmico, donde se alcance la destrucción de la totalidad de los microorganismos presentes. La esterilización permite la destrucción, a ser posible, de todas las formas vegetativas y de resistencia de los microorganismos, en especial de los patógenos como los Bacilos y los Clostridios. Pese a haber sometido la leche a un proceso de precalentamiento, y por tanto está casi libre de gérmenes es absolutamente necesaria la esterilización posterior. La necesidad de esterilizar se debe a que la leche, en su recorrido hacía la sección de envasado, puede sufrir una nueva re contaminación, ya que los envases no son estériles a las formas esporuladas como, por ejemplo los Bacilos y los Clostridios sobreviven al tratamiento de precalentamiento. Lo que pretende el proceso de esterilización es obtener productos con el mayor nivel de inocuidad para así garantizar al consumidor productos de alta calidad (Spreer, 1991). OBJETIVOS Objetivo general Identificar los fundamentos, equipos, envases y parámetros operacionales de la esterilización por lotes para leche y productos lácteos. Objetivos específicos Dar a conocer los fundamentos del proceso de esterilización por lotes Identificar los equipos que se manejan en el de esterilización por lotes Enunciar los efectos producidos por la esterilización sobre la leche Equiparar los procesos llevados a cabo en la esterilización por lotes GENERALIDADES Fundamentos Teóricos Este método se fundamenta en la elección de la relación de temperatura tiempo al aplicar para eliminar la casi totalidad de los microorganismos capaces de desarrollarse en la leche, se han de tener en cuenta, distintos factores, a parte de las especies de microorganismos y la carga microbiana inicial, estos son: El tipo de sustancia que se quiere esterilizar. La modalidad de envasado y el tamaño de los envases. El tiempo de conservación que se pretende conseguir. La temperatura, en la práctica de los tratamientos de esterilización, supera siempre los 100ºC. El tiempo de exposición al calor al aumentar la temperatura se reduce en forma de función potencial, que se expresa por el factor Q 10. Sin embargo, cuando se esteriliza la leche ya envasada no se puede aplicar las altas temperaturas aplicadas en los procedimientos UHT. En este caso, y debido a que el envase retarda el traspaso del calor al producto y a que éste tarda más tiempo en alcanzar la temperatura exigida, se han de incrementar notablemente los tiempos de exposición al calor (Spreer, 1991). CONSIDERACIONES. La temperatura de esterilización no debe ser superior a 125ºC. Las relaciones de temperatura – tiempo de esterilización más aplicadas en la práctica son de 115ºC – 125ºC durante 15 – 30 minutos. La preesterilización se realiza habitualmente a 130-140ºC, manteniendo esta temperatura durante 3 ó 4 segundos. Inmediatamente después del calentamiento, la leche se enfría y después es enviada al homogeneizador a 70-80ºC. Es conveniente que la esterilización vaya precedida por una pasteurización a alta temperatura o preesterilización, destinada a eliminar la mayoría de los gérmenes en condiciones térmicas más tolerables. Es sabido que la intensidad y la duración del calentamiento a que un medio tiene que ser sometido para su esterilización dependen, en cierta medida, de su población microbiana y, especialmente, del número de esporos (Ventana, 1998). ESTERILIZACIÓN Tratamiento térmico que consiste en la destrucción o eliminación de cualquier tipo de vida microbiana de los materiales procesados, incluidas las esporas. El material crítico requiere indispensablemente conseguir la calidad de estéril. En la esterilización, a diferencia de la desinfección, no hay niveles, es decir; un producto está o no está estéril. Teniendo en cuenta que es un concepto cualitativo, la esterilización ha de verificarse demostrando que todos los microorganismos vivos se han destruido. El proceso de esterilización verifica su eficacia utilizando, como indicadores, microorganismos en forma de esporas que suponen la máxima dificultad para el proceso de esterilización y que no son patógenos para el hombre. LECHE ESTERILIZADA: Es el producto obtenido al someter la leche cruda o termizada, envasada herméticamente a una adecuada relación de temperatura y tiempo 115°C a 125°C por 20 a 30 minutos, enfriada inmediatamente a temperatura ambiente. El envase debe ser un recipiente con barreras a la luz, al oxígeno y la humedad, de tal forma que garantice la esterilidad comercial sin alterar de ninguna manera ni su valor nutritivo ni sus características fisicoquímicas y organolépticas. Se puede comercializar a temperatura ambiente. (Decreto 616 del 2006) Los parámetros que se utilizan para evaluar el proceso de esterilización son: Letalidad: Es el porcentaje de microorganismos responsables del deterioro del producto que han sido destruidos por el método de esterilización, sirve como medida de esterilidad del producto. Orden de muerte logarítmica: esta velocidad destrucción sigue una reacción de primer orden: cuando un alimento se caliente a una temperatura suficientemente elevada para la destrucción de microorganismos, se produce a periodos de tiempos fijos, siempre el mismo porcentaje de muerte, independientemente del número de microorganismos inicialmente presente. Grafica Del orden de muerte logarítmica puede efectuarse dos deducciones importante. La primera es que, cuanto mayor es el numero de microorganismo presentes en el alimento más tiempo se tardar el numero de supervivientes a un valor determinado. Y la segunda conclusión que se deduce es que, dado que la destrucción de los microorganismos sigue un orden logarítmico, ni siquiera un tratamiento infinito destruiría teóricamente la totalidad de los microorganismos presentes. Por ello, los tratamientos van encaminados a reducir el número de los microorganismos supervivientes a un valor predeterminado. Valor D: Es el tiempo de calentamiento necesario para la destrucción del 90% de los microorganismos presentes (reducción del número de microorganismos por un factor de 10) (Fellows, 1994). composición de los alimentos. 1994). Los valor D y Z se utilizan para caracterizas la resistencia frente al calor de una enzima. se comporta de forma semejante a la de los microorganismo que siguen una reacción de primer orden en la tabla se mustran los valores D y Z correspondientes a algunas vitaminas y pigmentos. EFECTOS DE CALOR SOBRE LAS PROPIEDADES NUTRITIVAS Y ORGANOLÉPTICAS La destrucción por calor de muchas vitaminas.Si se representa los valores D a diferentes temperaturas. Edad del cultivo. Actividad de agua de los alimentos. frete a los distintos tiempos de reducción decimal (TRD) se obtiene una curva cuya pendiente se le denomina valor Z que se define como el numero de grados centígrados necesarios para reducir a la decima parte el tiempo de reducción decimal. condiciones de incuvacion) Grafica Valor F: Tiempo que se requiere para la destrucción de todas las esporas a temperatura de 121º C (Fellows. Ello . pigmentos y compuestos aromáticos. Medios de cultivo. Por lo general. FRACTORES QUE INFLUYEN Tipo de microorganismo Condiciones de incubación (Temperatura. un microorganismo o un componente de un alimento. Medio de cultivo) Condiciones durante el tratamiento térmico (pH del aliento. estos valores son mas elevados que los correspondientes a enzimas y microorganismos y es por ello que las características nutritivas y organolépticas de los alimentos soportan mejor los tratamientos mas cortos a temperaturas mas elevadas. 1994). Ecoseguridad. tuberculicidas. fungicidas. químicos y biológicos. ya que no daña el medio ambiente. Monitorización mediante controles físicos. Eficacia y coste adecuado a los estándares establecidos en cada Unidad de Esterilización. .permite. Rápida actividad para conseguir la esterilidad en el menor tiempo posible. optimizar un tratamiento eligiendo una combinación tiempo/temperatura (con la misma capacidad destructora para microorganismos y enzimas) que mejoren la retención del valor nutritivo y mejoren las características organolépticas del alimento (Fellows. virucidas. Compatibilidad. esporicidas. Gran poder de penetración y difusión al interior de equipos. Adaptabilidad para usar en instalaciones grandes o pequeñas. Tabla CARACTERÍSTICAS Alta eficacia contra bactericidas. por tanto. No debe alterar la constitución del material ni modificar el funcionamiento de los objetos esterilizados. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL METODO DE ESTERILIZACION VENTAJAS: Previene la contaminación del producto después de envasado. Producto estable DESVENTAJAS: Altera el equilibrio proteico y mineral. Conservación durante largos períodos sin refrigeración. precipita las proteínas del suero e inactiva enzimas. Baja Producción Métodos y Sistemas de Esterilización ÉTODO AGENTE SISTEMA MÉTODO Físico AGENTE Calor seco Vapor agua Radiaciones: Ionizantes (Rayos Gamma) No ionizantes (electrones) SISTEMA Estufa poupinelle Autoclave de vapor Cámaras Industriales Ámbito industrial Químico Oxido de etileno Peróxido de hidrógeno ionizado (Plasma-gas) Acido peracético Autoclave de gas Esterilizador cámara Plasma-gas Esterilizador Acido peracético Físico-Químico Formaldehído Esterilizador vapor de formaldehído . consumirse rápidamente. Destruye vitaminas. hasta seis meses. manteniendo así durante el procesado térmico la presión interna muy próxima a la del vapor de agua saturado y mejorando. que consiguió la elaboración de conservas estables envasadas en tarros de vidrio sellado. al mismo tiempo. Dependiendo de la producción exigida. la transmisión de calor. La esterilización de los alimentos envasados exige unos tratamientos previos. capaz de soportar una presión interna mayor que la atmosférica. esta es la razón que habitualmente el tratamiento térmico de productos envasados en tarros de vidrio o en botes de hojalata se denomina “apertización”. Si los productos a tratar son sólidos se deben escaldar para conseguir eliminar el aire ocluido en los tejidos y para que la operación de tamaño o troceado. de enfriamiento y de control del proceso para que este se realice en las condiciones apropiadas. La primera operación a realizar será depositar los envases llenos de producto escaldado. el envase se llenara de un liquido de cobertura caliente para conseguir eliminar el aire presente. antes del cerrado de los envases. La esterilización por cargas se realiza en una autoclave que es un reciento. ya que solamente los sistemas por cargas tendrán la flexibilidad suficiente para responder de forma eficiente a las variaciones de tiempos y temperaturas de proceso que exige este tipo de trabajo (Casp. en envases diferentes y de tamaños variados. generalmente de forma cilíndrica vertical u horizontal.ESTERILIZACIÓN DE PRODUCTOS ENVASADOS Fue ensayada por primea vez por Nicolás Appert en el siglo XIX. será razonable plantear un sistema por cargas o en continuo. cerrados en caliente para . 1999). SISTEMAS DE ESTERILIZACION POR CARGAS Se eligira un sistema por cargas cuando la fabrica produzca un numero de alimentos considerables de alimentos distintos. en el que se colocan los envases a tratar (generalmente en unas cestas o jaulas) y que dispone de los adecuados sistemas de calefacción. para que la apertización se desarrolle en las condiciones adecuadas. y operaba por cargas. 1999). producido por una fuente externa. cestas y envases a la temperatura del proceso y mantenerla constante durante el tiempo necesario. Para sistematizar el análisis de estas maquinas se ha ordenado por el tipo de calefacción que usan. A continuación se colocaran estas cestas en el interior del autoclave y se procederá a cerrar su puerta. suelen ser de sección circular y pueden estar dispuestos en posición vertical u horizontal. Transcurrido este tiempo se enfría todo el conjunto hasta una temperatura próxima pero superior a la ambiente (40°C). de tecnologías muy diferentes. En las autoclaves . Desde esas fechas hasta nuestros días se han diseñado. se abre el autoclave y se descargan las cestas. Shiver en 1874. es muy anterior. libre de aire.eliminar el aire interno en las cestas o jaulas. de geometría apropiada para el autoclave y de algo menos de 1 m3 de capacidad. En el mercado se encuentra un gran número de autoclaves. El paso siguiente será el de llevar el autoclave. fue inventado por A. aunque su utilización hasta el siglo XIX fue muy peligrosa por la tendencia que demostraban esos recipientes a explotar. construido y en empleado una gran cantidad de autoclaves que operado con vapor de agua saturado. Sin embargo. el uso de marmitas hermeticas calentadas por una fuente de calor externa. o bien organizados en capas (con o sin separadores). como fluido calefactor (Casp. en las que la presión interna se eleva por encima de la atmosférica gracias a la presión de vapor del agua depositada en su interior. Calentamiento por vapor de agua saturado La primera autoclave calentada por vapor saturado. en los que se pueden llevar a cabo un proceso como el descrito en el párrafo anterior.K. Los envases se colocan en cestas. empleados por la industria cervecera. dejados caer en ellas de forma desorganizada. Las autoclaves verticales tienen una tapa superior por la que se introducen las jaulas. (leña o carbón). ya que esta condiciona en gran medida sus demás características constructivas. su operación y los productos para los que pueden utilizarse. Las autoclaves de este tipo. manómetro (9). ya sea dentro de la misma autoclave o en un recipiente exterior colocado en su proximidad. termómetro (7) y registro de temperatura (8). . aun que también se producen de dos y tres cestas. Un sistema desagüe (4) para eliminar los condensados y el agua de enfriamiento. válvula de seguridad. fabricándose generalmente estos últimos en posición horizontal. Estos autoclaves son maquinas relativamente sencillas de construcción. por lo que existe un número importante de fabricantes en todos los países que tienen una industria cervecera desarrollada. Estos equipos constan fundamentalmente de: Una entrada de vapor (1). Un sistema de entrada del agua para enfriamiento (5). ya que la posición vertical para más de dos cestas complica la operación y compromete la homogeneidad del tratamiento térmico. cuando este enfriamiento se realice en su interior. En todo ellos el enfriamiento se realiza por emersión de las cestas en agua fría.horizontales la puerta es frontal y las cestas se introducen sobre ruedas. Unos sistemas de control y medida: válvula de regulación de vapor (6). Posiblemente el tamaño mas utilizado sea el de una cesta. etc. Unos sistemas de purga (3) que consigan evacuar todo el aire existente en el equipo antes de la puesta a presión. 1999). En la figura 1 ese muestra el esquema de un autoclave vertical. (Casp. con un sistema de distribución del mismo en el interior de autoclave (2) que asegure una buena homogeneidad de la temperatura. cada autoclave debe disponer de un eficiente sistema de venteo que asegure la eliminación de todo el aire interior de la cascara. y la temperatura será constante (la correspondiente a la presión de trabajo) siempre que el punto considerado este en contacto con el vapor de agua. Por tanto. Esto quiere decir que se debe eliminar todo el aire presente en el interior de recinto en el momento de iniciar la operación (Casp. Durante el proceso de venteo las válvulas y os purgadores se . De acuerdo con lo dicho en el párrafo anterior.m 2 .K-1. Los factores mas importantes a considerar son la temperatura y el coeficiente superficial de transmisión de calor (coeficiente de película). como con cualquier otro sistema de esterilización de los que se describen más adelante. En el caso de calefacción por condensación de vapor de agua saturado. si se pretende que el tratamiento sea homogéneo. se debe conseguir que la superficie de todos los envases dispuestos en el interior de la autoclave este en contacto con el vapor de agua condensándose. el coeficiente d película que se alcanza es muy alto: 15000w. debe asegurar la homogeneidad del tratamiento aplicado al lote de envases que se encuentra en su interior. 1999).Figura 1: esquema de autoclave vertical calentando por vapor de agua saturado La operación con estas autoclaves. Esta homogeneidad se conseguirá cuando los factores de que depende la temperatura del centro térmico del alimento envasado se mantengan constantes en cualquiera de las posiciones dentro del recinto. Por lo tanto en estas dos fases. puede realizarse en el interior o en el exterior de estos autoclaves. Sn embargo cuando comienza el enfriamiento lo primero que se produce es una brusca reducción de la presión externa hasta alcanzar la atmosférica. Como ya se ha dicho anteriormente. Si se produce en el interior se inundara el autoclave después de haber abierto válvulas y espitas para igualar la presión interna con la externa. caudal y presión de vapor de entrada) y la disposición de los envases en las cestas se deberán estudiar con vistas a facilitar la eliminación de las bolsas de aire del interior del recinto en el menor tiempo posible. después de transcurrido el tiempo de proceso. El diseño del autoclave (numero de purgadores y disposición de los mismos. la presión en el interior de los envases será inferior a ala del recinto. Calentamiento por mezcla de vapor de agua-aire En los equipos descritos en el apartado anterior. Esta temperatura será inferior a la del recinto durante el calentamiento y una parte del tiempo de mantenimiento. igualándose con ellas en un determinado momento.mantendrán abiertos para conseguir que el vapor a presión que se inyecta al autoclave se pierda por estos orificios arrastrando el aire interno con él. Esta diferencia de presión exige una resistencia mecánica a los envases que no todos . el enfriado de los envases. Si el enfriamiento se debe realizar en el exterior. mientras que durante el enfriamiento la presión externa desciende hasta la atmosférica. la presión aplicada al exterior de los envases durante el proceso es la de saturación de vapor de agua a la temperatura de trabajo. mientras el interior de los envases el producto aun se mantiene caliente y su presión por lo tanto elevada. cuando las presiones internas y externas se hayan igualado se abrirá la tapa y se extraerá la cesta para introducirla a continuación en agua fría durante el tiempo adecuado para conseguir la disminución de la temperatura en el centro térmico hasta unos 40°C. El tiempo de puesta a régimen no finalizara hasta que se haya eliminado todo este aire. la presión interna de los envases será en todo momento muy próxima a la de saturación del vapor de agua a la temperatura interior del producto. Si suponemos que se ha realizado un escaldado y llenado en caliente eficiente. Esto último significa que si se pretende una uniformidad en el tratamiento. El problema más importante de la utilización de la mezcla vapor-aire para la calefacción es que su coeficiente de película es menor que el de vapor de agua saturado condensándose y que además es inversamente proporcional a la concentración de aire en la mezcla. que se utiliza para el arrastre al exterior el aire interno (Casp. De hecho. en los envases de vidrio saltan los cierres o incluso pueden llegar a estallar y lo envases de plástico se deforman primero para romperse a continuación. ya que durante un tiempo se está perdiendo una fracción considerable de vapor inyectado al autoclave. solo las hojalatas de suficiente grosor pueden trabajarse en estas condiciones. se deberá conseguir que la mezcla vapor-aire sea uniforme en todos los puntos del interior del recinto. sobre todo en los equipos horizontales de varias cestas (es necesario eliminar todo el aire del interior) que además consume una cantidad importante de energía.los materiales pueden proporcionar. Para la utilización de envases que no sean hojalata es necesario disponer de sistema de refrigeración en los que se puede trabajar a contrapresión (con una presión de recinto superior a la de saturación de vapor para la temperatura de trabajo). Para conseguir esta homogeneidad industrialmente se emplean sistemas de convección forzada: un potente ventilador que hace circular el fluido calefactor por todo el autoclave en el . y así se podrá mantener en cualquier momento una presión de recinto superior a la de saturación de vapor de agua. La utilización de una mezcla de vapor de agua. Los equipos que disponen de sistemas de inyección de aire comprimido permiten trabajar regulando por separado la presión y la temperatura. por lo que siempre será superior a la del interior del envase. que era la mas critica en los sistemas que utilizan vapor saturado.aire para la calefacción presenta además la ventaja de hacer innecesaria la operación de venteo. sin que su resistencia mecánica sea un factor limitante. Esta contrapresión se puede conseguir con la inyección de aire comprimido. 1999). En estas condiciones es posible la esterilización de los productos en cualquier tipo de envase. Universal O. Figura 3: esquema de funcionamiento de un autoclave horizontal calentado por mezcla vapor. En la figura 3 se muestra el esquema de un autoclave horizontal de 4 jaulas que emplea este sistema de calefacción.aire. como puede verse en la figura 2. . En esta figura también puede apreciarse el sistema de guías para mover las jaulas por el interior del autoclave y el sistema de duchas para el enfriamiento final. Figura 2: autoclave panini mod.que sean dispuesto unos deflectores para dirigir este flujo. El ventilador situado en uno de los extremos de autoclave trabaja en aspiración succionando la mezcla de aire vapor del centro del recinto y enviándola al extremo contrario entre los deflectores y la carcasa. La presión durante todo el proceso se mantiene en el nivel deseado por inyección de aire comprimido. Figura 4: agitación tapa-fondo-tapa La agitación tapa-fondo-tapa consiste en la traslación del envase sobre un eje perpendicular a su máxima longitud. En este equipo se puede también conseguir el enfriamiento por inmersión total o parcial en agua fría si es que este sistema se estima más adecuado para el producto que se está tratando. Los condensados producidos durante el calentamiento permanecen en el interior de la carcasa y se emplean para el enfriamiento del producto pulverizándolos sobre el después de haber sido enfriados en un cambiador de calor externo contra agua fría. 1999). como puede verse e la figura 4. se puede conseguir que la burbuja correspondiente al espacio en cabeza pase por el centro geométrico del envase. Los autoclaves horizontales que utilizan este sistema de calefacción se fabrican también rotatorios. cuya calidad se vea afectada por un calentamiento excesivo. Con este sistema y regulando la velocidad de giro según la consistencia del producto. La esterilización con agitación es adecuada para acelerar la penetración de calor. en productos viscosos o semisólidos de gran consistencia. y por lo tanto conseguir un tratamiento más corto y más uniforme. lo que les permite la agitación tapa-fondo-tapa de los envases durante su procesado. La agitación de alimentos líquidos de baja viscosidad o de alimentos sólidos sin movilidad en el envase no presenta ventajas apreciables en su esterilización industrial (Casp. de forma que en cada vuelta pasa dos veces de la posición vertical a la horizontal. obteniéndose así el mayor acercamiento de toda la masa del producto a las paredes del recipiente. que el potente ventilador instalado se encarga de mezclar con el aire del interior del recinto. ya que se debe poder girar todo el conjunto de cestas a una . La instalación de mecanismo de rotación complica considerablemente el diseño de este tipo de equipos.La calefacción se consigue inyectando vapor de agua. con su puerta de guillotina abierta mostrando la jaula arrastrada por el sistema de giro. Este sistema de colocación y transporte por la autoclave de los envases se verá con más detalle cuando se explique el funcionamiento del esterilizador Sterrilmatic de este mismo fabricante.velocidad variable regulada con la suficiente precisión. Una serie de perfiles en L. longitudinales al eje del autoclave. Figura 5: autoclave lagarde rotatorio. . 1999). ya que los envases no se disponen en jaulas. para el que se desarrollo inicialmente el sistema. La sujeción de los envases en esta posición se consigue por medio de un perfil en T enrollado. como se ha dicho. si no que se colocan en una única capa que forma una espiral posicionada junto a la superficie interior de la carcasa. Una vez se han sustituidos los envases procesados por los que se van a procesar. se hace girar el espiral de forma solidaria a los perfiles en L y se consigue el giro de los envases sin que se produzca desplazamiento longitudinal por el interior del recinto. Es una autoclave discontinua que sin embargo realiza los procesos de carga y descarga automáticamente. En la figura 6 se esquematiza el movimiento de giro de los envases para ver el desplazamiento del espacio de cabeza en una revolución completa con un sistema de agitación axial (Casp. En la figura 5 puede verse una autoclave rotatoria. en espiral. se encarguen de conseguir que los envases recorran esta espiral en el proceso de carga y descarga. ya que como puede verse en el espacio en cabeza tieneuna clara tendencia a mantenerse barriendo la superficie de los envases. La efectividad de este sistema de agitación es algo inferior a la conseguida por el sistema tapa-fondo-tapa. en los que los envases se desplazan girando sobre su superficie externa. los envases se mueven de una en uno al entrar y salir del . sin alcanzar el centro geométrico.Figura 6: Agitación axial En este sistema de agitación es que se utiliza generalmente en los esterilizadores continuos. como se vera en los apartados correspondientes a esta maquina. Figura 7: autoclave orbitort Esta autoclave no tiene puerta frontal por la que carga las jaulas. ya que como se ha dicho anteriormente. como ocurre en el caso de la condensación de vapor. Luego. Si se admite el segundo punto. En la práctica esto quiere decir que 1Kg de agua a una temperatura de 115°C puede ceder 1Kcal cada vez que se enfría 1°C. Calentamiento por agua sobrecalentada Una alternativa al uso de mezcla vapor-aire comprimido en la esterilización es la utilización de agua sobrecalentada mantenida a una presión superior a la de saturación del vapor a la temperatura de trabajo. cuando se emplee agua como fluido calefactor se deberá asumir que el medio calefactor no trabajara a temperatura constante. mientras que 1Kg de vapor saturado a la misma temperatura. no de calor latente como cuando se utilizaba vapor de condensado. y es función de la velocidad con la que el agua circula sobre la superficie a calentar. El primer punto significa que la capacidad de transferencia de calor de cada unidad de masa de agua es muy inferior a la de la unidad de masa de vapor. Si se utiliza agua caliente en reposo .recinto por las rampas de inclinación apropiada que pueden verse en la figura anterior. se ira enfriando a medida que recorra la superficie a calentar (Casp. Al planearse la utilización de este sistema de calefacción no hay que olvidar que: En estas condiciones el calentamiento del producto se consigue por intercambio de calor sensible. se deberán desestimar todos aquellos sistemas que no trabajen con agua en movimiento. El enfriamiento se realiza por inundación parcial o total e agua fría y manteniendo la agitación para conseguir una mayor rapidez y una mejor homogeneidad en el proceso. 1999). El coeficiente de transferencia de calor superficial es mucho menor que en el caso de la condensación de vapor. por definición. y además que la transferencia de calor en estas condiciones de realiza mediante enfriamiento del agua y no a temperatura constante. Se pueden encontrar autoclaves que emplean dos sistemas de puesta en contacto del agua y los envases: por inundación y por lluvia. De todo lo dicho se desprende que el diseño de los autoclaves que utilizan agua como fluido calefactor va hacer crucial. de forma que se consiga que la velocidad de circulación del agua sea siempre la misma. Utilizando la inmersión en agua sobrecalentada como medio de calefacción se pueden encontrar tres tipos de autoclaves: Verticales: prácticamente sin agitación Convenience Food Sterilizer (F.C): de circulation horizontal Horizontales de circulación vertical y con agitación. utilizándose para ello el sistema mas apropiado para cada caso. Este sistema de calentamiento es muy deficiente. Este sistema es tanto peor cuantas mas jaulas se dispongan dentro del autoclave: con una jaula el sistema es deficiente. pues al variar esta variara el coeficiente de película. sobretodo en el sistema de puesta en contacto del agua con los envases. Las autoclaves verticales son similares a los descritos en el apartado dedicado al calentamiento con vapor de agua saturado. el coeficiente de película es muy pobre y además se producen amplias diferencias de temperaturas en los distintos niveles de agua por la tendencia natural de estos fluidos a estratificarse por densidades (que es lo mismo por temperatura). ya que se produce una estratificación natural del agua por temperatura dentro del autoclave que hace que la intensidad del tratamiento no sea la misma en los distintos planos horizontales de las jaulas.como fluido calefactor.M. con dos jaulas las diferencias de letalidad en los tratamientos aplicados puede crear graves problemas si no se sobrecosen las capas de envases . La totalidad de la masa de agua sobrecalentada deberá estar en movimiento en todo momento. Calefacción por inmersión. en los que las jaulas se encuentran sumergidas en agua sobrecalentada. Desde este punto el agua rebosa hasta el fondo del autoclave de donde la tomo una bomba que la envía al sistema de calefactor externo y de recirculación. ya que existe la seguridad absoluta de que el tratamiento aplicado no será homogéneo. El Convenience Food Sterilizer (F. sobre unos separadores que además actúan como canal de circulación del agua (figura 8). desde el que se distribuye por todos estantes ocupados por las bolsas. 1999). Por lo tanto cada porción de agua circula en posición horizontal recorriendo uno de los estantes del carro (Casp.C)) . y de allí pasa a uno de los extremos del carro. en una tapa.M.superiores. Plantear autoclaves de mas de dos jaulas por este sistema con este tipo de calentamiento no es razonable.M.C) es un autoclave horizontal que admite en su interior un carro en el que se disponen los envases (bolsas flexibles) en posición horizontal. Figura 8 (Convenience Food Sterilizer (F. recorriéndolo en circulación horizontal hasta salir por el extremo opuesto. El agua almacenada y calentada en el exterior del autoclave se deja caer sobre el primer estantes del carro libre de bolsas. por adición de agua precalentada almacenada. e incluso en EEUU ha tenido más aceptación las autoclaves horizontales rotativas por inmersión en agua que el que se acaba de describir. como se ha dicho. Por lo tanto no se puede plantear un sistema de calentamiento por inundación que no recupere el agua caliente después de cada proceso y mantenga su temperatura hasta la cocida siguiente. La sobrepresión se consigue en el recinto superior por inyección de aire.En Europa. . Estas autoclaves constan de cubas cilíndricas colocadas unas sobre la otra. El inferior se dispone de las cestas con el producto en el mecanismo de rotación. y es donde se produce el tratamiento térmico. La superior se utiliza para almacenar el agua caliente. en la cuba superior durante la rotación los envases giran en el mismo plano vertical por e sistema tapa-fondo-tapa. ya que se si descartara el consumo de energía del sistema lo haría inviable. El empleo de una gran masa de agua caliente en el proceso exige su reutilización. Figura 9: autoclave rotomat (stock) El mismo sistema de calentamiento es el que obliga a la utilización de dos cubas en estos equipos. En la figura 9 se muestra un esquema del autoclave rotomat que funciona por este procedimiento. paralela a la arista mayor de los envases (si están colocados en la cesta en posición vertical) y cubre . y puede operar desde 6 hasta 45 rpm. Calefacción por lluvias En este caso el calentamiento se consigue por medio de un gran caudal de agua sobrecalentada que se deja caer sobre las cestas en los envases. El calentamiento se produce por medio de una pequeña cantidad de agua (100L / cestas) que se recirculan por medio de una bomba de gran caudal hasta una placa perforada situadas sobre las cestas de forma que su reparto sea muy homogéneo y su caída por gravedad. El equipo se construye con capacidades desde 1 a 5 cestas. y se calienta por inyección directa del vapor o por calentamiento indirecto en un calentador por vapor apropiado. en su recorrido desde la parte superior de la carcasa hasta la inferior. La dirección de caída de agua es completamente vertical. Esta agua cede parte de su calor sensible al producto al ser pulverizada sobre el. El agua se toma del recinto inferior por unas salidas espaciadas regularmente en el fondo del mismo.La energía que se consume para calentar el producto y el recinto es compensa inyectando vapor en el flujo de agua que se recircula a su paso por una cámara de distribución. 1999). de donde se bombea a la cámara de distribución para su calentamiento. La circulación del agua de arriba abajo y la rotación de las cestas consigue una buena distribución del calor en el sistema. donde se recoge por una o unas bombas que la vuelven a impulsar hasta el sistema de reparto superior existen numerosas autoclaves que utilizan este medio de calefacción y que pueden trabajar con y sin agitación. en comparación en las utilizadas en las autoclaves del apartado anterior. El volumen total de agua de operación es muy pequeño. Existen dos sistemas de reparto del agua sobrecalentada: A través de una plancha perforada o por medio de un sistema de boquillas (Casp. Estas autoclaves se fabrican con capacidad para 1 a 7 cestas en el modelo estático y has 5 cestas en el modelo con agitación. contra vapor de agua o contra agua fría.solamente la superficie ocupada por las jaulas. Las boquillas pulverizadoras están conectadas a este colector. es decir el enfriamiento se produce con agua que se ha esterilizado a la vez que los envases. y dispuestas de forma que los conos de pulverización consigan un reparto uniforme del agua sobre toda las superficie ocupada en las . La bomba de recirculación del agua interna descarga sobre un colector longitudinal al eje del autoclave colocado en la parte mas alta del interior de la carcasa. al nivel requerido en cada momento. para conseguir el mejor coeficiente de película en la transmisión de calor. La utilización del cambiador de claor permite la reutilización de los condensados del vapor de calefacción y el empleo de agua de cualquier calidad para el enfriamiento. La distribución del agua caliente por boquillas es el sistema empleado por la mayoría de los fabricantes de estos equipos. La presión en el recinto se regula. Figura 10: autoclave steriflow El calentamiento y el enfriamineto del agua en el proceso se consiguen a través de un cambiador de calor de placas soldadas. ya que no se va a pone en contacto con los envases. 1999). por inyección de aire comprimido (Casp. consiguiéndose asi que el agua que esta en contacto con los envases durante el proceso completo sea la misma. El único sistema para analizar la homogeneidad del proceso aplicado en un determinado autoclave será la obtención de la curva de penetración de calor para los envases colocados en las distintas posiciones de las jaulas y el cálculo en cada caso. no podrá controlarse midiendo las diferencias de temperatura que existan en el interior del recinto.jaulas. de la intensidad del tratamiento aplicado (F0). En la figura 11 se muestra un detalle del colector. Figura 11: Detalle del colector y las boquillas de distribución del autoclave De todo lo dicho anteriormente se deduce que la homogeneidad del tratamiento aplicado en una autoclave que emplee como medio de calefacción agua sobrecalentada. con las correspondientes boquillas que montan las autoclaves. . Durante los periodos de calentamiento y enfriamiento existirán diferencias de temperatura que se podrán clasificar como importante y que será mayor cuanto menor sea el caudal de agua pulverizado sobre el producto. . y una vez transcurrido el tiempo de proceso. Este problema se puede evitar montando varios autoclaves en paralelo y un sistema mecanizado de alimentación como el que se ilustra en la figura 12 FIGURA 12: Instalación de alimentación automática lagarde El sistema mecanizado de alimentación se encarga de colocar los envases en las cestas. tomarlas de dentro del autoclave y transportarlas hasta el mecanismo de desencestado que depositara los envases esterilizados en el correspondiente transportador de salida. El numero de autoclaves montados se debe ajustar de acurdo en el tiempo de proceso y la producción de la línea. introducirlas en él.ALIMENTACION AUTOMATIZADA DE LOS AUTOCLAVES Una de las desventajas de los sistemas de esterilización discontinuos es su producción intermitente. obligando a retener el producto antes y después de la esterilización. transportadas en el autoclave que esté dispuesto para comenzar la operación. de forma que siempre se encuentre un autoclave en proceso de carga y descarga y el resto de esterilización. De este modo la suma de varias operaciones discontinuas consigue que se pueda producir un trabajo en continuo en la línea anterior y posterior de la esterilización. que dificulta la automatización de la línea de tratamiento. Si se plantean sistemas de trabajo con paradas frecuentes para cambio de condiciones de proceso o de formado de los envases. por lo que el calor que se debe aportar será solamente el que consuman los envases con el producto. mantenimiento y enfriamiento del producto no se realiza por que el esterilizador se calienta. no será necesario calentar la masa de la autoclave. La segunda ventaja es la uniformidad de tratamiento. sino por que el producto se traslada por las zonas de temperaturas crecientes. Un esterilizador se lleva a la temperatura de régimen en la puesta en marcha y se mantiene en estas condiciones mientras se encuentre trabajando (24 de cada 24 horas salvo en caso de avería y de parada para mantenimiento). Es cierto que en cada operación solamente se calentaran los envases con productos.SISTEMAS CONTINUOS DE ESTERILIZACIÓN La instalación de un sistema de esterilización en continuo tiene sentido en el caso de que se trabajen grandes series del mismo producto en el mismo envase. de temperatura de régimen y de temperatura decreciente del esterilizador. Cualquier tratamiento por cargas tiene más probabilidades de presentar diferencias entre las cocidas consecutivas que un sistema continuo. donde las variaciones en temperatura y en tiempo de proceso son muy pequeñas. . de masa muy elevada que exigen el consumo de una gran cantidad de tiempo para conseguir un cambio en las condiciones de trabajo. la mejora de la eficacia desaparece. el ahorro energético que se consigue. mantienen su temperatura y se enfría. ya que los esterilizadores son equipos muy complejos. La diferencia fundamental entre un autoclave y un esterilizador continuo es que este último se encuentran zonas a diferentes temperaturas que se mantendrán constantes durante todo el tiempo en que el esterilizador está en marcha. Este sistema tiene una ventaja apreciable a simple vista. Es decir. que el calentamiento. Un sistema continuo siempre es menos exigente en mano de obra que los sistemas por cargas. por lo que el sistemas de agitación que se puede emplear será siempre axial. A lo largo de la historia de los tratamientos térmicos se han comercializado esterilizadores basados en principios muy distintos. aunque como se ha visto también se puedan automatizar estos últimos y reducir así la diferencia entre los dos sistemas. generalmente consta de varios recintos separados que se mantienen a temperaturas diferentes para que en ellos se puedan producir el calentamiento. ESTERILIZADORES HIDROSTATICOS El primer esterilizador. económico y simple. a una presión superior o incluso a la presión atmosférica. y que se corresponde con el desnivel existente entre la altura del agua en la cámara de vapor y las dos columnas . El calentamiento se producirá por vapor saturado. la esterilización y el enfriamiento del producto. como ya se ha visto para los autoclaves y también por otros medios característicos de algunos esterilizadores especiales. A continuación se exponen. Constan de una cámara de vapor parcialmente llena de agua que se mantiene bajo presión gracias a dos columnas hidrostáticas. Estos procesos se realizaran a la presión de saturación del vapor de agua. a lo s que esta conectada. por agua sobrecalentada.La tercera ventaja es la reducción de las necesidades de mano de obra. por mezcla de vapor y aire comprimido. de 12 a 18 metros de altura.enfriador continuo bajo presión hidrostática fue puesto a punto por Pierre Carvallo en 1948 en Francia buscando un sistema seguro. El principio del funcionamiento de estos equipos es muy sencillo. con el que se obtuvieran productos de alta calidad. En estas condiciones la temperatura de la cámara es la de vapor saturado a la presión a la que se encuentra. En todos ellos las cargas y descarga del envase se realiza en forma automática. Casi siempre estos envases recorren el interior del esterilizador en posición horizontal. cuyas características diferenciales se estudian a continuación. dependiendo del tipo de esterilizador. o sea el desnivel entre las dos superficies de agua (dentro y fuera de la cámara e vapor). 13: Esquema de un esterilizador hidrostático. que cuando sube el nivel abre la válvula de entrada del vapor. Figura. Para valorar la exactitud de este sistema hay que recordad que un cm de columna de agua de variación de presión corresponde a una variación de temperatura de 1/60 ºC (Casp. añadiendo agua fría a la columna de salida del producto. El nivel inferior se mantiene por un regulador de flotador.hidrostáticas. 14 puede verse en detalle el sistema de colocación e los envases en el transportador . En la figura 13 se muestra un esquema del principio de funcionamiento de estos esterilizadores. Es evidente que para mantener la temperatura constante en la cámara de vapor será suficiente conseguir que se mantenga constante la presión. El nivel superior de las columnas se mantienen por rebose. Los envases se introducen en la columna de entradas colocadas en un transportador sin fin formado por una serie de tubos huecos en los que se depositan los envases en posición horizontal. 1999). Los tubos son e la longitud apropiada a la anchura del esterilizador van unidos entre sí por las cadenas de tracción que se encargan de asegurar el movimiento del conjunto. En la fig. siendo la temperatura del agua en esta columna mayor cuanto mas baja sea la posición ene que se mida. Detalle del sistema de transporte de los envases en un esterilizador hidrostático. a la estreches de la columna y a la entrada de agua por la columna de salida. En la primera columna se produce el precalentamiento a la vez que va aumentando la presión externa a la que son sometidos los envases. se invierte la tendencia natural a la estratificación del agua por temperaturas. en la que se encuentran temperaturas y presiones cada vez mas bajas según la recorre de abajo a arriba. en la que se mantiene el tiempo marcado por la velocidad del transportador. permitiendo así una recuperación de calor importante. y después de haber pasado bajo la cámara de vapor sube por la columna de precalentamiento cediendo su calor al producto que entra. Al mismo tiempo que se incrementa la presión se incrementa la temperatura. El agua fría que se introduce en la columna de enfriamiento se calienta según va descendiendo por ella a la vez que enfría los recipientes que salen. al incrementarse la columna de agua que soportan. Después de la esterilización el producto se evacua por la otra columna.Figura 14. A continuación el producto entra a la cámara de vapor. ya que gracias al movimiento de los envases en el transportador. . El agua de las columnas hidrostáticas circula en contra corriente de los envases. o por la parte superior de las columnas. en cuanto a número de columnas y a su disposición y al tipo de trasportador de los envases. después del cerrado en caliente. a mayor temperatura de la que sale por lo que el proceso global se convierte en un enfriamiento debido a la recuperación del calor. se puede alcanzar la paradoja de que en esta recuperación se obtenga más calor que el aportado a la maquina por el vapor de calefacción. Esterilizador hidrostático carvallo. . Esto es posible por que el producto entra al esterilizador. por la parte intermedia. ya que como se ha dicho la circulación en contra corriente del agua en las columnas consigue la recuperación del calor aportado al producto durante la esterilización. Figura 15.De acuerdo con los principios expuestos anteriormente diversos fabricantes han producido una gran cantidad de esterilizadores hidrostáticos con variantes en cuanto a la disposición del sistema de carga por la parte inferior. En la figura 15 se puede ver el esquema de un esterilizador hidrostático de carga inferior. El consumo energético de estos esterilizadores es muy bajo. Si se recupera el calor del agua que se obtiene en el rebosadero de la columna de precalentamiento. Grafica 1. Las soluciones aportadas por los fabricantes pasaban por montar una parte o toda esta altura en un poso o por utilizar varias columnas en serie que de acuerdo con las leyes de la . por lo tanto este sistema de esterilización no será apropiado para los productos que se envasen con materiales o con tipos de cierre que no soporten esa presión interna. necesaria para que la temperatura en la cámara de vapor pudiera mantenerse entre 120 y 125ºC. Desde el punto de vista de la presión puede apreciarse que al comienzo del enfriamiento la presión interior del envase es superior a la del recinto. Evolución de la temperatura y la presión en un esterilizador hidrostático. El otro gran problema que representan los equipos era su gran altura (12-18 m) como ya se ha dicho. Es decir en esterilizadores hidrostáticos no se pueden esterilizar productos en envases flexibles ni con cierres que no tengan la suficiente rigidez para soportar la diferencia de presión que se produce esta condición fue la que retiro del mercado estas maquinas cando las exigencias comerciales llevaron a los fabricantes a emplear envases distintos de los de hojalata y de vidrio con tapón corona. Como se ve en esta grafica tanto el calentamiento como el enfriamiento se producen de manera muy suave siendo el choque térmico al que se someten en envases mínimos.La grafica 1 muestra la evolución de la temperatura y la presión en el interior y en el exterior de un envase que recorre el esterilizador de la figura 15. de forma que la presión que se alcanza en la última es de 1. la salida de esta cámara está conectada con la siguiente columna de agua.5 bar. . donde la presión final es de 1. que está separada de las restantes para que no intervengan en la presión final (Casp. 1999). Las columnas se alternan con 3 cámaras de vapor.5 bar y la temperatura es de 127 ºC. En la figura 16 se puede ver un esquema de un esterilizador hidrostático con 3 columnas de 5 metros de altura cada una de ellas. en la que los botes vuelven a sufrir un proceso de incremento de presión y temperatura hasta la segunda cámara en la que se encuentran a 1 bar y 120 ºC . Figura 16: Esterilizador con columnas hidrostáticas en serie.5 bar y la temperatura de 111 ºC. En esta cámara se inicia el retorno de los envases en contracorriente con la que van entrando. hasta que salen de la primera columna y pasan a la de enfriamiento con agua fría. donde la presión es de 0. Seguidamente pasan a la tercera columna y a la tercera cámara. Los botes entran en la primera columna y durante el descenso están sometidos a un aumento progresivo de la presión y la temperatura hasta penetrar en la primera cámara de vapor.hidrostática sumaban la presiones alcanzadas en cada una de ellas. estando sometido durante el recorrido de salida a un enfriamiento continuo y progresivo con la correspondiente reducción de presión. Se desarrollaron así los esterilizadores Neumohidrostáticos. Esto es imposible en un recinto de 12-18 metros de altura completamente lleno de un transportador que arrastra los envases.Esterilizadores Neumohidrostáticos Como ya se había dicho los esterilizadores hidrostáticos no pueden emplearse para todos los envases de vidrios. etc. La importante penetración en el mercado de todos estos tipos de envases obligó a los fabricantes a tomar las medidas oportunas para que pudiera tratarse en estos esterilizadores. En la figura 17 se muestra el esquema de funcionamiento de un esterilizador Neumohidrostáticos. donde se pulveriza sobre los envases que se recorren. Como se pretende que el gradiente de temperatura del agua. solución que como se ha visto también se aplica en el caso de los autoclaves horizontales discontinuos. Como se indicó al hablar de los autoclaves. Una bomba de gran caudal se encarga de elevar esta agua a la parte superior de la cámara. El problema se resolvió utilizando agua sobrecalentada en vez de vapor de agua. sea mínimo (para que la temperatura de tratamiento sea lo más constante posible). pero en la práctica esto no es posible. el caudal de agua que se pulveriza se calcula para que sea capaz de aportar de 10 a 12 veces el calor . y se mantiene a la temperatura deseada con error de 0. imposibles de eliminar dentro de la cámara de esterilización es muy alto. cuando esteriliza con una mezcla de vapor y aire comprimido hay que conseguir que esta mezcla sea homogénea si se quiere que las condiciones de transmisión de calor en toda la cámara sean idénticas. en su descenso en las boquillas pulverizadoras hasta el depósito inferior. En teoría hubiera sido suficiente insuflar aire comprimido en la cámara de vapor para conseguir el efecto deseado. aluminio. ni para los de laminados plásticos. El agua caliente se encuentra en el depósito inferior de la cámara de vapor. En estas condiciones el riesgo de aparición de bolsas de aire.5ºC por inyección de vapor. Ya que todos los que son semirrígidos o deformables no soportan el enfriamiento sin contrapresión. necesario en la esterilización. Figura 17: esterilizador neumohidrostatico . al mismo nivel que en la cámara de esterilización. por lo que la disposición general de la máquina ha cambiado de forma sustancial. regulándose también su presión. La presión de la cámara se regula por inyección de aire comprimido. El esterilizador dispone por lo tanto de las columnas hidrostáticas de precalentamiento y de enfriamiento final y de dos cámaras centrales. la de esterilización y la de enfriamiento a sobrepresión. En la columna de enfriamiento se repite el mismo esquema pero con una temperatura menor. por inyección de aire comprimido. se ha conseguido ampliar la capacidad de tratamientos de envases diferentes a costa de incrementar la complejidad mecánica de la máquina. que complica la operación del equipo y el diseño de la nave de producción. por lo que va a prevalecer su principal inconveniente: su enorme altura. En el esterilizador Neumohidrostático el enfriamiento siempre se produce a contrapresión. Se aprecian claramente las diferencias en la evolución de las presiones entre la gráfica y la gráfica 1. Esterilizadores Continuos Bajo este nombre se han agrupado todos los esterilizadores continuos cuya fuente de calor es el vapor de agua pero que no disponen de un sistema hidrostático de control de la temperatura. Gráfica 2. Representación de la evolución de presiones y temperaturas en un esterilizador Neumohidrostáticos. Sin embargo. .En la gráfica 2 se ha representado la variación de las presiones y temperaturas en el recinto y en los recipientes. Esta ventaja desaparece en los Neumohidrostáticos. por lo que no existirán problemas para la utilización de cualquier tipo de envase. Una de las ventajas que presentaban los esterilizadores hidrostáticos frente a los demás esterilizadores presentes en el mercado era el sistema tan sencillo de obtener un control perfecto de las condiciones de trabajo. Thompson para F. Sobre las paredes interiores de las carcasas se suelda un perfil en T enrollado en espiral.C. arrastrados por los perfiles en L (Casp. Esterilizador Sterilmatic. el esterilizador Sterlmatic está compuesto por dos o más carcasas horizontales cilíndricas. es el Sterilmatic diseñado en 1920 por Albert R. pero que aún sigue comercializándose con éxito en Estados Unidos. En la figura 18 muestra un esquema de ésta máquina. El movimiento de traslación de los envases se consigue mediante un mecanismo de tambor y espiral. en la que se ve con claridad como circulan los envases por la espiral formada por el perfil en T.El más antiguo de todos ellos. 1999). Los envases se mantienen entre las espiras del perfil en T soportado por un tambor formado por un conjunto de perfiles en L longitudinales al eje de la carcasa y soldado a unos rotores solidarios al eje de giro de todo el conjunto. En el interior de las carcasas se disponen los mecanismos que colocan los envases en su posición y los hacen avanzar de forma automática manteniéndolos en su interior el tiempo adecuado para el tratamiento deseado. Figura 18. colocadas en serie.M. . En la figura 19 se muestra un detalle de la disposición de los envases en el interior de la carcasa de este esterilizador. y en las que se produce el calentamiento y en el enfriamiento de forma sucesiva para todos los envases. En este esterilizador el procesa se realiza siempre con agitación. ya que no es continua sino intermitente. En la primera carcasa se produce la esterilización mediante vapor de agua. Una vez recorrida la primera carcasa. donde los envases no giran ya que están siendo soportados por el perfil en L. Cada vuelta del tambor imprime al envase un movimiento en tres fases. y recorrer así toda la superficie interior de la carcasa. Sección del esterilizador Sterilmatic. que se pueden observar en la figura 21: Ciclo de 230º en la parte superior del tambor. aunque es un tipo de agitación particular. los envases se transfieren a la segunda por medio de una exclusa que permite el paso de los envases de uno en uno pero impide el escape del vapor y de presión. y en las siguientes se efectúa el enfriamiento a sobrepresión o a presión atmosférica por inmersión parcial en agua. Figura 20. Situación de los envases en el esterilizador Sterilmatic El giro del tambor obliga a circular a los envases entre las espiras.Figura 19. . En la figura 20 se muestra una sección de este esterilizador. Es un esterilizador continuo formado por una cámara horizontal cilíndrica donde tienen lugar la esterilización y el pre-enfriamiento a presión de los envases y un sistema de exclusa que permite la entrada y salida de los envases al recinto pasteurizado. por inmersión en agua hasta que la temperatura en el centro térmico es inferior a 100 ºC. donde los botes giran libremente sobre su superficie externa arrastrados por los perfiles en L. en esta parte es donde se produce por lo tanto la agitación del producto. En la sección superior tiene lugar la esterilización por medio de vapor saturado o de mezcla de vapor – aire comprimido. A continuación los envases pasan a la sección inferior. Dos fases de transición entre los dos ciclos. En este momento los envases salen al exterior por la . aunque es útil para acortar el tiempo de tratamiento de los productos con suficiente fluidez. donde la agitación comienza y cesa. a través de una válvula. a contrapresión. En Europa ha tenido más éxito el esterilizador Hydrolock fabricado por la empresa francesa GEC Alsthom. Ciclo de 90º en la parte inferior del tambor. La cámara está dividida horizontalmente en dos secciones separadas por un tabique aislante. como se puede ver en la figura 22 (Casp. dependiendo de la rigidez de los envases que se están empleando. y se procede a u enfriamiento. Sistema de agitación del esterilizador Sterilmatic. de unos 20º cada una. 1999). Este sistema de agitación es menos eficiente que los que se han escrito con anterioridad. Figura 21. misma exclusa por la que entraron para iniciar el tratamiento. que compensan las pérdidas debidas al agua arrastrada por los botes en la exclusa de salida. Figura 22: esterilizador Hydrolock La temperatura y la presión en la sección superior se mantienen constantes por adición de vapor de agua y aire comprimido. El transporte de los envases por el interior de las maquinas se realiza dentro de unas cestas tubulares horizontales que van conducidas por una guía y arrastradas por unas cadenas de tracción. y pueden ser llevados a una segunda sección de enfriamiento colocada debajo de la cámara cilíndrica en la que se completara la refrigeración por medio de agua más fría. Cuando se requiere se puede conseguir que el tratamiento se realice con agitación. En la sección inferior el nivel de agua se mantiene constante por adición continua de agua fría. Este sistema de agitación mejora la penetración del calor en muchos productos como en la leche envasada en botellas de polietileno de alta densidad a 123ºC en 8-10 minutos. por medio de unas pistas longitudinales al eje de la carcasa sobre las que rosan los envases. produciéndose así una agitación axial. El conjunto cesta-envases recorre 4-6 tramos horizontales superpuestos en la sección superior y 2 tramos en la sección de preenfriamiento. Esta pérdida de agua es a la vez una eliminación del exceso de calor que ayuda al mantenimiento de la temperatura de la sección de pre enfriamiento. por lo que sus características organolépticas son muy próximas a las conseguidas con un tratamiento UHT y que en ningún caso se alcanzaría con un . como se muestra en la figura 23. El último esterilizador continuo en llegar al mercado ha sido el storklave. siempre que el diámetro sea el mismo y se mantenga prácticamente constante la penetración de calor en los distintos tamaños. cuyo diseño es completamente distinto. El diseño horizontal del esterilizador Hydrolock y sus dimensiones contenidas facilitan su instalación en cualquier tipo de nave. Una de ellas se dedica a la esterilización y la otra al enfriamiento (Casp. donde se depositan automáticamente sobre unas bandejas sobre una sola capa. en el que s consigue una penetración de calor mucho más lenta. entre las dos carcasas. En esta bandeja recorrerá todo el esterilizador. Figura 23: esterilizador storklave Los envases llegan a la parte central. Gracias a esta disposición en bandejas se pueden tratar al mismo tiempo envases de altura diferente.tratamiento de esterilizador hidrostático. Este equipo está compuesto por dos carcasas cilíndricas dispuestas en posición vertical. 1999). En el interior de la carcasa de las bandejas son tomadas por un conjunto de 4 árboles . de la empresa Stork. Las bandejas cargadas entra en la columna de esterilización a través de una exclusa que impiden la perdida de presión y de vapor. helicoidales giratorios que las hacen descender a la velocidad adecuada para que el tiempo de tratamiento sea el previsto.L. La incubación de las muestras antes del análisis es indispensable porque aunque la leche de mala calidad no contiene muchos gérmenes. El calentamiento en este esterilizador se produce por medio de vapor de agua. y el enfriamiento por medio de agua fría pulverizada. 1999). Observación Sobre el Control de la Leche Esterilizada El control de la leche esterilizada ha sido objeto de una norma internacional establecida por la F. el examen bacteriológico de una fracción del contenido de una botella puede ser negativo. En la parte mas alta de la columna las bandejas pasan por otra exclusa y son transferidas horizontalmente hasta la parte superior de la carcasa de enfriamiento. Es posible sembrar la totalidad de una botella y conviene. donde otros cuatro arboles helicoidales se encargan de que desciendan por dentro de la columna de enfriamiento hasta el plano de descarga. La incubación a 30ºC está destinada a favorecer el desarrollo de los gérmenes esporulados mesófilos y la incubación a 55ºC permite el desarrollo de los esporulados termófilos. . Este control comprende el examen de la estabilidad físico-química y el análisis bacteriológico tras una incubación a 30ºC durante 14 días y a 55ºC durante 7 días. por tanto. en 1969. Si se requiere contrapresión se inyecta aire comprimido (Casp.I. Después de atravesar la exclusa de salidas las bandejas llegan a la zona de descarga donde los envases pasaran al transportador que los dirigirá al resto de la línea de tratamiento. favorecer con una incubación apropiada la multiplicación de los gérmenes para poder demostrar después su presencia por las técnicas analíticas ordinarias. la leche es siempre estéril a la salida del aparto UHT que la ha calentado durante unos segundos a 135-145ºC. Consideran que la tolerancia con respecto al número de gérmenes no debería sobrepasar 5 gérmenes por mililitro a las tres semanas de incubación a 31ºC. la leche sometida la test del alcohol no puede manifestar ninguna floculación. o que han sido aportados por el aire.Al final de la incubación. Por otra parte. después de haber resistido al calentamiento final de las botellas. por tanto. contaminan la leche en el momento en que estas salen del preesterilizador y el momento en el que son cerradas. en el que la temperatura es de 65-70ºC. . por tanto. Estos gérmenes son capaces de proliferar en la leche (Ventanas. Ahora bien. las células vegetativas de los gérmenes termófilos se multiplican en todo el circuito que separa el aparato UHT de la envasadora.02 g de ácido láctico por litro y el recuento de gérmenes no debe arrojar una cifra superior a 100 por mililitro de leche. Posteriormente. germina en la leche UHT. 1988). Hay que admitir. Ahora bien. durante la operación. Su destrucción impondría un tratamiento prolongado del material por vapor a presión. En efecto. la leche entra en contacto con el aire y. es imposible evitar la contaminación de los esporos por la atmósfera. los esporos que han escapado a la limpieza. la acidez titulable no debe superar los 0. los resultados de los controles efectuados en Francia los últimos años en los laboratorios oficiales e industriales demuestran que la leche esterilizada es generalmente estéril después de la incubación a 30ºC. La aplicación de este doble test es particularmente severa. pero que frecuentemente no lo es después de la incubación a 55ºC. El mecanismo de contaminación puede resumirse como sigue: En las llenadoras actuales es imposible destruir por el agua caliente y los agentes de limpieza los esporos que puedan encontrarse en ellas. que los esporos. Algunos especialistas estiman que esta última condición no es suficientemente severa. La primera división celular no se dilata más de una hora. al comienzo de una fabricación. cuya presencia es actualmente inevitable. a un nivel suficientemente bajo como para que la calidad bacteriológica de la leche esterilizada sea satisfactoria (Ventanas. Por eso se realiza un control rápido tras la incubación de los recipientes a 37ºC durante 48h. el número de esporos de gérmenes termófilos aumenta sin cesar. Control Rápido Los inconvenientes de un sistema de control. Por consiguiente. el test de enturbiamiento permite verificar si las leches han sufrido la ebullición. Al final de este periodo de espera se efectúa un examen organoléptico. en el caso de las leches esterilizadas en los recipientes. Las células que subsisten tienes que multiplicarse antes de esporular. La esporulación queda facilitada por la aireación de la leche en la envasadora y por la formación de espuma. los esporos formados en el circuito son eliminados por la limpieza. se encuentra al final del proceso logarítmico. son evidentes. Estos tres test deben dar resultados idénticos a los obtenidos después de la esterilización para la misma leche. ¿Cómo romper éste ciclo de contaminaciones? Hay que interrumpir la fabricación cada 6 horas para impedir la esporulación. Al final de la fabricación. de la acidez y de la prueba de alcohol. Esta ruptura del ciclo parece ser la solución para reducir la esporulación de los gérmenes termófilos. 1988). diluyendo la suspensión de células por limpieza del circuito. El número de botellas no estériles después de la incubación a 55ºC crece de manera paralela. es decir.A partir de la sexta hora de fabricación ya aparecen esporos en la envasadora. Una vez recomenzada la esporulación y en las horas siguientes. . pero siempre queda un número suficiente que recontamina la leche al empezar de nuevo la fabricación. en este momento la concentración de células alcanza en ciertos puntos 107 a 108/ml. cuyos resultados no se conocen hasta las dos semanas. Por ello. pero conviene recordar que la leche de vaca. el coágulo presenta el aspecto de finas partículas de naturaleza porosa. Por lo tanto la leche ha sido calentada por el procedimiento tradicional (Ventanas. se basa en el test de Aschaffenburg. El comportamiento de la leche pasteurizada. la vitamina C desaparece en parte pero.I. el filtrado permanece limpio cuando la leche considerada no contiene proteínas solubles no desnaturalizadas. a este respecto. la leche no constituye una fuente importante de esa vitamina. mientras que el de la leche cruda es más voluminoso y más compacto. contiene dos o tres veces más vitamina B1 que la leche de mujer. como ocurre en . se aproxima más al de la leche cruda que al de la leche esterilizada. la homogenización deberá extenderse en el tratamiento de leche pasteurizada. la leche esterilizada presenta gran interés. En lo que se refiere a su digestibilidad. Por otra parte.El método recomendado por la F. B2 y D se conservan totalmente. 1988). que fundamentalmente en ingerida con las frutas. no se ven frenados por la presencia de una flora láctica residual. consistente en determinar la presencia eventual de proteínas del lactosuero no desnaturalizadas en una leche esterilizada que haya satisfecho las condiciones expuestas anteriormente.L. favorece la digestión del producto para los niños. en último término. En el pasivo de la leche esterilizada debe anotarse el riesgo de putrefacción una vez abierto el recipiente. el reparto uniforme de la grasa en pequeños glóbulos facilita la acción de las lipasas digestivas. En efecto. PROVENIR DE LA LECHE ESTERILIZADA Numerosos trabajos han demostrado que la leche esterilizada no altera prácticamente su valor nutritivo. Las vitaminas A. La vitamina B1 se destruye en un 20 ó 30%. Finalmente. en estado crudo. En primer lugar. frecuentemente proteolíticos. Después de su refrigeración. Los gérmenes de polución. Esta determinación se basa en el examen visual tras 5 minutos de ebullición del filtrado obtenido a partir de una muestra de leche a la que se ha añadido una cantidad dada de sulfato amónico. En efecto.la leche pasteurizada. La fabricación de leches aromatizadas. es decir. 1988). El comprador puede comprar de una sola vez toda la leche que necesita durante muchos días. El actual desarrollo de las técnicas UHT deberá modificar esta situación en favor de las leches de larga conservación. En 1974. ya que su conservación no exige ninguna precaución especial. La leche esterilizada se halla indefensa frente a la putrefacción (Ventanas. esto se debe probablemente a su facilidad de consumo. la producción de leche esterilizada no representaba más que un tercio de la producción de leche pasteurizada. a causa de su color . la leche esterilizada tiende a extenderse. producto que. en aquellos lugares donde las amas de casa suelen trabajar fuera del hogar y disponer por ello menos tiempo para sus compras. Es interesante observar que en Inglaterra y en Bélgica. 1988). presenta un gran interés porque representa un incremento del consumo de leche natural. Las leches aromatizadas con chocolate o cacao pueden ser puestas a la venta bajo la denominación de leche chocolateada o leche al cacao. adicionadas con sustancias aromáticas naturales. A pesar de ser un poco más cara. muchos individuos experimentan cierta inapetencia frente a la leche pura. preparadas previamente. la venta de leche esterilizada se ha generalizado en los núcleos obreros. constituidas exclusivamente por leche descremada o no. es considerado como un alimento con un bajo. A veces esta evolución no es necesariamente incompatible con la expansión de la leche pasteurizada de alta calidad cuyos caracteres organolépticos son incomparables y cuyo período de conservación se encuentra considerablemente alargado con relación a la de la leche pasteurizada ordinaria (Ventanas. desde hace algunos años. LECHES AROMATIZADAS Son bebidas esterilizadas. por otra parte. su técnica de fabricación consiste en lo siguiente: Se parte de la leche semidesnatada (10 a 15g de materia grasa por litro). cuyos caracteres organolépticos se ven alterados durante el calentamiento prolongado a alta temperatura. tindalización. El producto actualmente más extendido es la leche con la adición de chocolate. Por ello.blanco y de sus caracteres organolépticos. del estabilizador. se diluye esta mezcla con el resto de la leche. en caliente. Para facilitar la disolución o suspensión de los elementos de la mezcla se recomienda preparar primero. Luego. o almidón purificado. a 100 litros de leche la totalidad del azúcar. agitando.5 ó 2% de cacao perfectamente soluble y un 5 ó 6% de sacarosa. por ejemplo. Si las leches al cacao. etc. a la dosis del 0. a la dosis de 4–5%. Previstos para 1000 litros de producto final. al café o al caramelo pueden sufrir la esterilización sin inconvenientes. etc. El último producto citado tiene la ventaja de espesar ligeramente la leche (Ventanas. se calienta durante 20 minutos. no ocurre lo mismo con las leches aromatizadas con frutas o con esencias de frutas. del cacao. a la que se añade un 1. embotella y esteriliza a 115ºC durante 20 minutos. una mezcla concentrada. 1988). Estas cantidades deben ser determinadas por sucesivos ensayos hasta dar con el gusto final deseado.5 – 1%. Se emplea alginato de sodio o pecina. tipo Maizena. Finalmente. La aromatización permite paliar este inconveniente. se tratan separadamente los productos aromatizantes mediante técnicas capaces de eliminar todos los microorganismos (ultra-filtración. Se pueden añadir igualmente cantidades muy pequeñas de vainilla y de cloruro sódico para enmascarar el sabor aromático del cacao. Se añaden. Por último es necesario añadir un estabilizador para mantener en suspensión el cacao.) y que preservan sus . El total se calienta a 85ºC durante 30 a 45 minutos y se homogeniza. de la misma manera que se hace con las conservas de frutas o legumbres. Hay que alcanzar una temperatura de 7 a 8ºC para impedir el desarrollo microbiano. 120 y de 130ºC. Luego se homogeniza para que la materia grasa no se separe durante el almacenamiento. sino que también se evita la coagulación de la leche concentrada. en los botes durante la esterilización. 1988). Estas temperaturas se mantienen durante 30 segundos. en primer lugar. preferiblemente resguardad del aire. lo que se traduce en el incremento de la viscosidad de la leche que adquiere una consistencia untuosa. No sólo se destruye así la mayoría de los microorganismos y enzimas. para evitar contaminaciones. Después se realiza asépticamente la mezcla con la leche esterilizada y refrigerada (Ventanas. la leche es dirigida a un refrigerador. A la salida del homogeneizador. La leche seguidamente es evaporada hasta que su densidad alcance 1. Se alcanzan corrientemente temperaturas de pasteurización próximas a 105 y 110ºC y. También la digestibilidad del producto es aumentada por la homogenización. ya que solamente se le ha eliminado un 45% del agua. en ciertos casos.caracteres organolépticos.15. Para garantizar la estabilización final del producto en necesario esterilizarlo después del envasado. pasteurizada a alta temperatura durante unos segundos. LECHE CONCENTRADA ESTÉRIL Es una leche de menor concentración que la precedente. Esta operación provoca la pulverización de las micelas de los prótidos parcialmente coagulados en el curso del precalentamiento. La leche normalizada es. ya que el producto no es estéril. . a mayor velocidad y basta con un calentamiento de 115ºC durante 20 minutos (Ventanas. se debe someter el conjunto de fabricación a una incubación durante dos o tres semanas a 25-27ºC con objeto de descubrir aquellos botes donde ha ocurrido fermentación. tales como citrato o fosfato sódico. Los intercambios calóricos tienen lugar. Estos se colocan en cestos que pueden adosarse en el interior de la autoclave a un eje móvil. de este modo. 1988). no siendo de temer por la cristalización de la lactosa por existir agua suficiente. Se reconocen no sólo porque se abomban por el fondo. detectándolos por burbujas que salen de los mismos. La leche concentrada no azucarada es envasada automáticamente en botes cilíndricos de 170 ó 410g. . Cuando se parte de una leche cruda de mediana calidad. 1988). sino también por el ruido característico que hace la leche coagulada cuando se agita el bote (Ventanas. La esterilización se realiza en autoclaves calentados por vapor que pueden contener hasta 2000 botes. Cuando después de llenado no se retiran los botes no herméticos. o más sencillamente en las mismas autoclaves. Conviene hacer circular estos botes por un baño de agua a 80ºC para poder eliminar aquellos que no estén herméticamente cerrados. Se recomienda descender la temperatura a 20ºC durante 15 minutos.La refrigeración debe ser rápida. que se llenan de agua después de haber expulsado todo el vapor de calentamiento. con el objeto de modificar el equilibrio salino y aumentar su capacidad tampón. El enfriamiento final se efectúa en tanques de agua fría. se añaden en el curso de la esterilización sales estabilizantes a bajas dosis. 19680 kilogramos. Ahora bien. más o menos coaguladas. El espesamiento va acompañado de cierta pérdida de la estabilidad de las caseínas en presencia de calcio. Las alteraciones se deben siempre al crecimiento microbiano que origina la acidificación y facilita el cuajado de la misma (una leche normal no supera los 40ºD). Si la caseína χ asegura la estabilidad de las otras caseínas frente al calcio. se admite actualmente que la fase micelar es la única responsable del fenómeno. puede pensarse que esta fracción sufre un proceso degradativo en el almacenamiento. observados por varios autores parece confirmar esta hipótesis. Se recomienda que el almacenamiento de la leche concentrada estéril se efectúe en un local a baja temperatura (inferior a 15ºC). Esta degradación va acompañada del desenmascaramiento se grupos SH que forman enlaces –S-S. se necesitan de 43 a 46 litros de leche. Entre los defectos de fabricación citaremos las leches concentradas estratificadas en las que la homogenización no ha sido correcta y las leches. Durante mucho tiempo se ha atribuido este fenómeno a reacciones de asociación entre las caseínas y las proteínas del lactosuero. así como el abombamiento característico cuando la proliferación de los gérmenes contaminantes se acompaña de desprendimiento de gas. El aumento del nitrógeno no proteico durante el almacenamiento.provocando la aglomeración de las micelas. Durante el almacenamiento se observa a veces un espesamiento de la leche concentrada que puede llegar a la coagulación. El papel de los grupos SH puede evidenciarse con la . o si la corrección del equilibrio salino por medio de las sales estabilizadoras no se realiza de manera adecuada. que aparecen si la agitación durante el tratamiento térmico ha sido insuficiente.Para fabricar una caja de 48 botellas de leche concentrada estéril. . Con bloqueo la gelificación no se produce.adición de un reactivo capaz de bloquearlos (para-cloro mercurio benzoato o Netil-mealeimida). 1988). Los mecanismos que producen la degradación de la caseína no se aún bien conocidos (Ventanas.
Report "ESTERILIZACIÓN DE LECHE Y PRODCUTOS LÁCTEOS"