Pasteurizarea laptelui

I. DESTINATII SI CLASIFICARE

        

   Scopul pasteurizarii laptelui

   In lapte patrunde un numar mare de microorganisme. incepand chiar de la mulgere si pe tot par­cursul pana ce ajunge la sectia de fabricatie, iar datorita compozitiei complete, acesta constituie un mediu favorabil dezvoltarii tuturor formelor de microorganisme, astfel ca la introducerea in fabricatie arc o incartatura microbiana destul de mare. In cea mai mare parte miroflora continuta este formata din bacterii lactice sub forma vegetativa, ce nu prezinta pericol pentru sanatatea omului, dar prin pro­cesele biologice pe care le produc determina cresterea aciditatii si alterarea lap

telui devenind impro­priu consumului sau prelucrarii. Pe de alta parte insa in microflora continuta este posibila prezenta unor germeni patogeni care pot imbolnavi organismul uman. Din aceste motive, prin procesul de fa­bricare se impune - mai intai de toate - distrugerea in totalitate a bacteriilor patogene, prevenindu-se astfel imbolnavirea consumatorilor si apoi distrugerea intr-o proportie cat mai marc a tuturor formelor de microorganisme continute, ceea ce va asigura o conservabilitate mai marc (23 zile) a laptelui.

   Cunoscuta fiind sensibilitatea pe care o au microorganismele la actiunea tempera­turilor ridicate, pentru distrugerea acestora, se aplica procedeul pasteurizarii tratament termic ce consta in incalzirea laptelui la o temperatura cuprinsa intre 6385۫C si mentinerea sub actiunea temperaturilor ridicate cateva secunde sau mergand pana la 2530 min.. urmat apoi de racirea intr-un timp cat mai scurt la temperatura de 24°C.

      Durata in secunde in care sunt distruse unele microorganisme patogene din lapte, la diferite temperaturi.

  

          Metode de pasteurizare folosite

   Eficienta procesului de pasteurizare depinde de doi factori: temperatura de incalzire si timpul de mentinere a laptelui sub actiunea temperaturilor ridicate, iar ca o regula ge­nerala ce trebuie respectata, este ca, cu cat temperatura de tratare termica va fi mai ridi­cata, cu atat durata mentinerii la temperatura respectiva va fi mai scurta si invers.

   Prin combinarea acestor doua elemente, s-au stabilit mai multe metode de pas­teurizare ce pot fi aplicate la fabricarea laptelui de consum, dupa cum urmeaza:

- Pasteurizarea joasa, de lunga durata, constand in incalzirea laptelui la temperatura de 6365°C timp de 25.30 min.

- Pasteurizarea medie, de scurta durata, constand in incalzirea laptelui la temperatu­ra de 7174°C timp de 15..20 sec.

- Pasteurizarea inalta, instantanee constand in incalzirea laptelui la temperatura de 8587۫C, instantaneu sau cateva secunde.

   In literatura de specialitate mai sunt mentionate si alte metode de pasteurizare. care prezinta mici deosebiri fata de metodele aratate. Astfel, se mai prevede:

- Pasteurizarea inalta-rapida (procedeul HTST) in care laptele este incalzit la tempe­ratura de 72°C  cu mentinerea timp de 15 sec.

- Pasteurizarea instantanee (procedeul 'flash') in care laptele se incalzeste la tempe­ratura de 7580'C sau chiar mai mult, cu mentinere instantanee.

   De asemenea, mai trebuie aratat ca in Norma sanitara veterinara se prevede ca laptele pasteurizat trebuie sa fie obtinut prin tratament termic la temperatura inalta de scurta durata, respectiv cel putin 7I,7۫C ori printr-un proces de pasteurizare ce consta intr-o combinatie de timp - temperatura diferita pentru a obtine un efect echivalent, in toate cazurile, conditia obligatorie este ca laptele pasteurizat sa indice o reactie negativa la proba fosfatazei si o reactie pozitiva la proba peroxidazei.

   Dintre metodele de pasteurizare prevazute, in tara noastra metoda cel mai frecvent aplicata pentru fabricarea laptelui de consum, este pasteurizarea medie la temperatura de 7I74°C timp de 1520 sec. sau o combinatie de timp - temperatura apropiata acesteia, ce prezinta siguranta in ceea ce priveste distrugerea bacteriilor patogene si asigura o reducere intr-o proportie foarte mare (cea. 99,599.9%), a microflorei continute, asi-gurindu-se astfel o conservabilitate buna a produsului fabricat. Aceasta metoda de pas­teurizare se  realizeaza in pasteurizatoare cu placi, instalatii performante din punct de  vedere tehnic ce functioneaza in flux continuu, cu o productivitate mare si care prezinta avantajul ca procesul de tratare termica are o influenta minima asupra componentilor laptelui, pastrandu-i nemodificate, in cea mai mare masura, proprietatile naturale.

   In cazuri cu totul izolate, in care se impune fabricarea unor cantitati reduse de lapte de consum (500 1000 l/zi) de catre sectii lipsite de instalatii de pasteurizare cu placi, se poale aplica metoda de pasteurizare in vane deschise la temperatura de 6365۫C timp de 25.30 min. Metoda prezinta avantajul ca produce modificari minime a componentilor laptelui, in schimb are si unele dezavantaje, dintre care se mentioneaza: flux discontinuu, cu productivitate redusa, iar datorita vehicularii laptelui pentru racire exista riscul recon-taminarii cu microorganisme.

                      Clasificare

1. Instalatie de pasteurizat lapte de 500 l/h (fara separator de lapte)

   Instalatia are aviz sanitar pentru utilizarea in industria alimentara si functioneaza in regim automatizat.

   Principalele parti componente ale instalatiei sunt urmatoarele :

- Pasteurizatorul cu placi, grupate in patru zone (sectoare) de lucru;

- Serpentina de mentinere a laptelui la temperatura de pasteurizare;

- Electropompa centrifugala .pentru alimentarea cu lapte.

- Rezervor cu plutitor, pentru alimentarea cu lapte;

- Tablou de comanda electrica si automatizare;

- Panou pneumatic;

- Cadru suport;

- Compresor de aer.

2. Instalatie de pasteurizat lapte de 1000 l/h (fara separator de lapte)

     Instalatia este destinata dotarii sectiilor de fabricare a produselor lactate cu capacitatea de 2000..5000 l/zi sau ca utilaj cu functionare independenta, avand pentru aceasta Aviz sanitar si certificat pentru protectia muncii. Procesul de pasteurizare si inregistrarea tem­peraturii de pasteurizare a laptelui sunt automatizate in totalitate.

    Instalatia realizeaza urmatoarele operatiuni tehnologice:

. incalzirea laptelui de la 48۫C la 3545°C, cu posibilitatea de dirijare laptelui la separatorul centrifugal;

- incalzirea laptelui de la 3545°C la temperatura de 72-76۫C

- mentinerea laptelui pasteurizat la 7276۫C timp de 20 secunde;

- racirea laptelui pasteurizat de la 7276°C la 30.. 35°C. prin circulatia acestuia in contracurent cu laptele crud, existand posibilitatea de dirijare a laptelui pasteurizat cu aceasta temperatura la vana de fabricat branzeturi;

- racirea laptelui pasteurizat la 4..6۫C, prin circulatia acestuia in contracurent cu apa de la retea si cu apa racita.

Instalatia este executata din otel inoxidabil. inalt aliat, iar principalele parti compo­nente sunt:

-         Pasteurizator cu placi schimbatoare de caldura, prevazute cu garnituri de cauciuc fixate mecanic. Placile sunt grupate in cinci zone (sectoare) de lucru

-         Serpentina de mentinere a laptelui la temperatura de pasteurizare;

-         Ventil de recirculare a laptelui actionat electro-pneumatic;

-         Rezervor cu plutitor, pentru alimentarea cu lapte;

-         Pompa centrifugala pentru alimentarea cu lapte;

-         Tablou electric si de automatizare;

-         Tablou pneumatic;

-         Racorduri si conducte pentru circulatia laptelui:

-         Compresor de aer (optional).

3. Instalatie de pasteurizare a laptelui tip IPL

   Acest tip de instalatie se utilizeaza, in general, pentru pasteurizarea laptelui in proce­sul de fabricatie a laptelui de consum si a branzeturilor si prezinta urmatoarele avantaje:

- permite o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in timpul functionarii, printr-un ventil de reglare continua.

- asigura o buna utilizare a energiei termice, atat datorita conditiilor in care se rea­lizeaza schimbul termic, cat si datorita sistemului de recuperare a caldurii, de cca 85%.

- functionarea este complet automatizata, realizandu-se economie de forta de munca

si siguranta in exploatare.

- asigura inregistrarea temperaturii de pasteurizare pe suport de hartie.

- spalarea si dezinfectia se face mecanizat.

   Componenta instalatiei:

- vas de alimentare cu lapte:

- schimbator de caldura cu placi:

- serpentina de mentinere a laptelui;

- pompa centrifugala de alimentare cu lapte;

- tablou de comanda si automatizare:

- instalatie pneumatica;

- conducte, armaturi si posibilitati de racordare.

- inregistrator de temperatura continua.

4. Instalatie de pasteurizare a laptelui pentru iaurt

   Instalatia asigura incalzirea, mentinerea la temperatura de pasteurizare, racirea si insamantarea laptelui destinat fabricarii iaurtului si a altor produse lactate acide (lapte batut, chefir) sau a branzei telemea cu inglobare de albumina.

Procesul de fabricatie, cu aceasta instalatie este discontinuu, pe sarje, iar capacitatea instalatiei este data de capacitatea vanei, respectiv 250 l, 500 l si 1000 l.

   Incalzirea si racirea laptelui se realizeaza prin recirculare pe traseul vana - schimbator de caldura - vana, iar mentinerea si insamantarea laptelui se face in vana.

Componenta instalatiei:

- schimbator de caldura cu placi;

- pompa de vehiculare a laptelui;

- vana de stocare a laptelui;

- conducte si armaturi pentru circuitul de lapte;

- conducte si armaturi pentru apa fierbinte si apa de la retea:

- panou electric de comanda.

5. Instalatii de pasteurizare a laptelui tip Tehnopast 1000 si Tehnopast 5000

   Instalatiile sunt realizate din otel inoxidabil si alte materiale admise in industria laptelui si sunt avizate de Ministerul Sanatatii.

   Instalatiile se compun din pasteurizatorul format din placi schimbatoare de caldura, grupate in sectoare de lucru, rezervorul de alimentare cu lapte, pompa centrifugala, ven-til de recirculare a laptelui, serpentina de mentinere a laptelui la temperatura de pas­teurizare, tablou de comanda si automatizare, conducte de legatura la separator, alte cir­cuite de conducte tehnologice, termometre, robinete de reglare s.a.

   Ciclul de pasteurizare este complet automatizat si temperaturile realizate se inre­gistreaza pe suport de hartie

   Capacitatea de productie a instalatiilor este de 1000 l/h si 5000 l/h.

II. ELEMENTE COMPONENTE. PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE

   Instalatiile de pasteurizare cu placi functioneaza in conditii complet mecanizate, iar procesul de incalzire a laptelui este reglat automat, asigurandu-se in mod constant si fara abateri parametrii prevazuti (timp - temperatura). De asemenea, functionarea instalatiei se face cu randament termic foarte bun (cca. 80%) datorita recuperarii caldurii in sectoarele prevazute special in acest scop.

   Instalatia de pasteurizare cu placi se compune in principal din :rezervor de alimentare cu plutitor , pompa centrifugala pentru alimentarea cu lapte, pasteurizatorul cu placi propriu-zis , ventil de recirculare a laptelui, serpentina pentru mentinerea laptelui pasteurizat , tablou de comanda si accesoriile necesare.De asemenea instalatia mai are in componenta un separator semiermetic sau ermetic cu care functioneaza in circuit.

   Partea cea mai importanta a instalatiei este pasteurizatorul cu placi, in acesta rea-lizandu-se procesele de preincalzire. pasteurizare, mantinere si racire a laptelui. Este format din placa frontala, cadru suport pentru placi, placi schimbatoare de caldura prevazute cu garnituri de etansare, placi despartitoare, placa de presiune si sistemul de strangere a placilor. Prin asezarea pe cadrul suport a placilor si strangerea corespunzatoare a  acestora se formeaza sectoarele prin care circula laptele si agentii de incalzire - racire. In functie de complexitatea si capacitatea instalatiei , aceasta poate sa aiba placi grupate in trei patru cinci sau chiar sase sectoare de placi.

Schema circuitului laptelui in pasteurizatorul cu placi

1. Rezervor de alimentare 2. Pompa centrifugala. .3. Pasteurizatorul  cu placi; 4 Ventil de recirculare. 5. Serpentina de mentinere, 6. Separator de lapte. S1S5 Sectoarele pasteurizatorului

lapte nepasteurizat    −−─ lapte Pasteurizat

-------lapte smantanit  .Smantana

   Instalatie de pasteurizare a laptelui cu separator de lapte

   1. Pasteurizator cu placi, prevazut cu zonele Z1 Pasteurizare, Z2 incalzire. Z3 Preincalzire, Z4 Preincalzire cu apa de la retea si Z5 Racirea cu apa de gheata.

    2. Rezervor de alimentare.

    3. Pompa centrifugala pentru lapte.

    4. Separator de lapte.

    5 Vas de alimentare.

    6. Rezervor pentru laptele smantanit.

    7. Serpentina de mentinere a laptelui

    8. Ventil de recirculare.

             Principii de functionare

   Procesul de pasteurizare si racire a laptelui intr.o instalatie de acest fel se desfasoara astfel:

-Din rezervorul de alimentare cu plutitor (1) laptele este trimis de catre pompa cen­trifugala (2) in cel de al doilea sector de recuperare(S3) unde este preincalzit pana la temperatura de 30-35۫C de catre laptele pasteurizat care circula in sens contrar pe partea opusa a placilor.

- Din sectorul de preincalzire (S3) laptele este trimis la separatorul centrifugal pentru smantanire(6).In cazul in care nu este necesara smantanirea laptelui, atunci prin fixarea in pozitie corespunzatoare a robinetelor prevazute laptele este dirijat direct in sectorul urmator, fara sa mai treaca prin separator. Laptele smantanit rezultat de la separator sau cel care nu a mai trecut pe la separator intra in primul sector de recuperare a pasteurizatorului (S2) unde este preincalzit in continuare pana la temperatura de 40-55۫C de catre laptele pasteurizat care circula in sens contrar, pe partea opusa a placilor.

-In continuare laptele preincalzit trece in sectorul de pasteurizare(S1) in care este incalzit la temperatura de 71-74۫C de catre agentul termic (apa fierbere cu temperatura de 85-95۫C.) ce circula pe partea opusa a placilor.

-Din sectorul de pasteurizare laptele este trimis printr.o conducta de inox la ventilul de recirculare (4). Acesta este de fapt un robinet cu trei cai actionat pneumatic, ce are rolul de a schimba in mod automat circuitul laptelui, in functie de temperatura pe care o are la iesirea din sectorul de pasteurizare. Astfel, in cazul in care laptele nu are tempe­ratura de pasteurizare prevazuta, de 71,..74°C. ventilul de recirculare intra in functiune la comenzile electro-pneumatice pe care le primeste de la instalatia de reglare automata atemperaturii, schimba circuitul si trimite laptele inapoi in rezervorul de alimentare a instalatiei, situatie ce se mentine pana cand se realizeaza temperatura de pasteurizare. Daca laptele are temperatura normala de pasteurizare (7l74۫C)  ventilul de recirculare se deschide in pozitia ce permite trecerea laptelui in serpentina de mentinere (5)

- Mentinerea timp de 15..20 sec. a laptelui la temperatura de pasteurizare se face in

serpentina(5) amplasata in exteriorul pasteurizatorului , executata din teava de hotel inox si care este astfel dimensionata, incat prin parcurgerea ei sa se asigure timpul de mentinere prescris.

- Din serpentina de mentinere, laptele intra in primul sector de recuperare- (S2) apoi in continuare, in cel de al doilea sector de recuperare (S3) si preincalzeste, prin cedarea caldurii, laptele ce intra in aparat circuland in sens contrar, pe partea opusa a placilor schimbatoare de caldura.

- In continuare laptele pasteurizat, la care temperatura a scazut la cca. 35۫C. trece in sectorul de preracire cu apa de la retea (S4) . apoi in ultimul sector de racire (S5) in care racirea se face cu apa de gheata pana la temperatura de 4-6۫C dupa care iese din instalatia

de pasteurizare si este trecut in tancul izoterm de depozitare.

   Referitor la functionarea instalatiilor de pasteurizare a laptelui cu placi, se impun cateva precizari:

- Ca agent termic de incalzire a laptelui in sectorul de pasteurizare se utilizeaza apa calda, de la centrala termica, avand temperatura de 8595۫C sau abur de joasa presiune (0,72 bari). In acest din urma caz instalatia trebuie sa fie prevazuta cu un boiler in care se prepara apa calda si o pompa centrifugala pentru recircularea acesteia prin sectorul de pasteurizare. Pentru sectiile lipsite de centrala termica, sunt instalatii de pasteurizare la care apa calda se asigura prin incalzirea cu rezistente electrice, intr-un corp separat (boi­ler) al instalatiei.

- Pentru mentinerea laptelui la temperatura de pasteurizare, instalatiile pot fi prevazute cu serpentine sau cu un sector de placi schimbatoare de caldura, pe care laptele pasteurizat, dupa iesirea din ventilul de recirculare. il parcurge in doua sensuri, adica, o data pe o parte a placilor, apoi pe partea cealalta, realizand astfel timpul de mentinere stabilit.

- Temperatura de pasteurizare si timpul de mentinere a laptelui pasteurizat sunt sta­bilite pentru fiecare instalatie de catre firma furnizoare si acesti parametri trebuie sa se incadreze in limitele prevazute pentru regimul de pasteurizare aplicat. in ceea ce priveste temperatura de pasteurizare, este posibil ca prin functionarea instalatiei in regim 'manu­al' sa se modifice temperatura intre anumite limite, dar durata de mentinere a laptelui pasteurizat, la instalatiile prevazute cu serpentine sau sectoare de mentinere, nu poate fi modificata, aceasta fiind stabilita prin constructia utilajului.

- Pentru controlul temperaturii de pasteurizare a laptelui, acesta fiind parametrul cel mai important ce trebuie urmarii, pe tabloul de comanda este prevazut un afisaj electro­nic a temperaturii si inregistrator (termograf) pentru trasarea pe o termograma a tempe­raturii de pasteurizare in timpul functionarii instalatiei.

- Toate operatiunile de comanda electrica si semnalizare optica a functionarii pom­pelor ce apartin instalatiei si separatorului de lapte, se fac de la tabloul electric. De asemenea. in vecinatatea acestuia se afla tabloul pneumatic de unde se asigura aerul com­primat necesar deschiderii si inchiderii ventilului de recirculare pentru lapte.