Análisis del uso de intercambiadores de calor en la industria láctea

Abstract

El diseño de un intercambiador de calor para la industria láctea no es un problema sencillo. Se han de combinar conocimientos multidisciplinares para alcanzar una solución acorde a los requerimientos. Por un lado, es importante conocer la microbiota de la leche, y los posibles efectos que ésta pueda tener en la salud del consumidor o en el estado del producto. El consumo de productos lácteos, presentes en nuestra alimentación desde hace miles de años, se ha ido incrementando a lo largo de la historia, llegando a ser un pilar fundamental en la economía y en la alimentación a nivel global. Sin embargo, las características del producto lo convierten en un medio proclive para la proliferación de bacterias. La forma de combatir estos microorganismos, en ocasiones patógenos, y provocar su inactivación o destrucción hasta niveles seguros, es la aplicación de tratamientos térmicos. Estos consisten en someter el producto a altas temperaturas durante un determinado tiempo. En la actualidad existen una amplia variedad de tratamientos térmicos, cada uno de ellos, con una combinación determinada de temperatura y tiempo, tendrá asociado un grado de inactivación de microorganismos. Los tratamientos más comunes , ordenados de menor a mayor agresividad, son la termización, la pasteurización, la pasteurización a alta temperatura, y el tratamiento UHT (Ultra High Temperature). Sin embargo, someter los productos lácteos a altas temperaturas también provoca una disminución en su calidad, y puede dar lugar a alteraciones de las propiedades organolépticas. Por este motivo, o por imposibilidad técnica, es común que la leche no alcance la temperatura objetivo. En este caso, para conseguir la destrucción de microorganismos deseada será necesario mantener la temperatura máxima alcanzada durante un periodo de tiempo determinado. La industria láctea actual emplea principalmente intercambiadores de doble tubo e intercambiadores de placas para llevar a cabo estos tratamientos. Diseñar un equipo adecuado para las características del proceso implica optimizar no solo parámetros térmicos, sino también mecánicos. Consiste en dimensionar las áreas de transferencia en base al balance térmico teniendo en cuenta, entre otras, las pérdidas de presión que la geometría del equipo puede causar en los fluidos. Todo ello, además, adoptando los requerimientos higiénicos que impone la industria alimentaria. Este proyecto pretende desarrollar y presentar un Software que, de manera sencilla y preliminar, permita combinar todos estos factores. Por un lado, permitirá evaluar los perfiles de temperatura obtenidos al hacer pasar dos fluidos por un intercambiador. Conociendo la temperatura de salida de la leche, además, se podrá evaluar su grado de inactivación de microorganismos, calculando el tiempo necesario para conseguir el nivel deseado. Por otro lado, el Software permitirá dimensionar el equipo necesario para obtener un balance térmico conocido.