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lunes, 10 de noviembre de 2014

5-ELECCIÓN SISTEMAS ENFRIAMIENTO LECHE

Los primeros tanques de refrigeración de la leche que se instalaron en la década de los años setenta en las explotaciones ganaderas españolas empleaban sistemas basados en el agua fría o helada. En el caso de los sistemas de refrigeración con agua enfriada a temperaturas, generalmente, inferiores a 4 ºC, el agua se enfría antes de su paso por los elementos refrigeradores, a diferencia de lo que ocurre con los procedimientos que emplean agua natural. En general, se emplean dos tipos de sistemas: de refrigeración indirecta o de reserva de hielo, y de enfriamiento por expansión directa.

Las instalaciones frigoríficas más corrientes son los tanques de refrigeración, aunque en algunas explotaciones también se utilizaban los sistemas de enfriamiento por inmersión de las cántaras o recipientes contenedores de la leche en un depósito por el que circula agua fría. Existen dos tipos de tanques de refrigeración de leche, basados en la producción de frío en el evaporador: tanque de agua helada, y tanque de expansión directa.

Los tanques de agua helada tienen los siguientes elementos: depósito de almacenamiento de leche (de distintas capacidades), tapa aislante, tubería de agua helada, serpentín del evaporador, tubería de vaciado, tubería de aspiración de agua helada, bomba, grupo frigorífico, tubería de circulación del agua, sonda térmica, y agitador. La bomba se abastece con el agua helada del fondo del contenedor y, por medio, de una tubería, es impulsada hasta la parte superior de la cámara, desde donde escurre por la pared interior, refrigerando la leche. El agitador remueve la leche de modo discontinuo para asegurar una temperatura de enfriamiento homogénea en todo el volumen de leche, evitando así que la parte en contacto con las paredes laterales y el fondo del tanque se enfríe más que el resto; además, este dispositivo evita el desnatado natural de la leche con la consiguiente acumulación de la materia grasa en la superficie del tanque frigorífico. El funcionamiento de este tipo de tanque se denomina de refrigeración indirecta porque el enfriamiento de la leche se produce por acción del agua helada y no por el equipo frigorífico. Con este procedimiento se consiguen temperaturas de refrigeración de la leche próximas a los 4 ºC, valores que se mantienen invariables durante dos días o más. De modo resumido el funcionamiento se inicia en el evaporador del equipo frigorífico, donde el fluido frigorígeno pasa del estado líquido a gaseoso absorbiendo calor procedente del agua almacenada en el compartimiento, transformándose ésta en hielo al bajar su temperatura. Seguidamente, la leche almacenada en el tanque de refrigeración, que se encuentra a una temperatura superior, cede calor al agua helada o hielo del citado compartimiento, enfriándose.

Las instalaciones de refrigeración directa se fundamentan en el enfriamiento de la leche a partir del frío producido en un equipo frigorífico. Existen dos métodos diferentes de funcionamiento, según la posición del evaporador de la máquina frigorífica con respecto a la leche: refrigeración por inmersión y tanques de refrigeración de expansión directa.

Los equipos de refrigeración por inmersión con evaporación directa constan de los siguientes elementos: unidad compresora, que se fija generalmente a una de las paredes de la sala o local destinado a la lechería; dispositivo enfriador, que se sumerge directamente en la leche, y las cántaras o depósitos donde se acopla el enfriador. Normalmente, el enfriador que se sumerge en la leche está integrado, además del evaporador, por un agitador de leche, evitando la formación de espuma y el negativo efecto de batido. Este tipo de refrigeradores se utilizan más en las explotaciones lecheras de pequeñas producciones, eligiendo la dimensión y capacidad de los depósitos contenedores en función del volumen total de leche producida en el ordeño (número de cántaras o bidones y litraje contenido).

Los tanques refrigeración de expansión directa están integrados por un depósito de doble pared, que lleva un material aislante (espuma de poliuretano, corcho, etc.), y los siguientes elementos: evaporador, boca de vaciado, agitador, y tapa y boca de llenado. En la mayoría de los tanques el vaciado de la leche se hace por una boca situada en el fondo de los mismos; tienen además un termostato, dispositivo encargado de poner en marcha el equipo refrigerador cuando la temperatura de la leche sobrepase un valor prefijado (unos 5 ºC), deteniéndolo antes de que la leche pueda congelarse (valores próximos a 0-1 ºC). Estos tanques de expansión directa van provistos también de un agitador de funcionamiento similar a los tanques de agua helada; generalmente, el agitador funciona en intervalos discontinuos de unos minutos en el transcurso de cada hora de almacenaje de la leche en el tanque de refrigeración.

Finalmente, en cuanto a las características de los tanques de refrigeración de agua helada y de expansión directa y sus materiales, usualmente son depósitos de forma redondeada o cilíndrica, para evitar rincones con posibles focos de contaminación o zonas angulares que dificulten su limpieza; están construidos con acero inoxidable de uso alimentario, con una pared exterior revestida de materiales o películas resistentes ante la acción agresiva de agentes externos. Todos los tanques de refrigeración tienen una tapa que cierra herméticamente el depósito, evitando así que la leche pueda contaminarse o absorber olores extraños. La principal diferencia en el funcionamiento de ambos tipos de tanques radica en que en los de expansión directa es el equipo refrigerador quien absorbe el calor de la leche almacenada en el depósito, sin necesidad de la existencia de agua helada o hielo entre la leche y el serpentín refrigerador.



Docencia en Universidad de Córdoba (España). José Luis Ares Cea (autor)

viernes, 7 de noviembre de 2014

4-ELECCIÓN SISTEMAS ENFRIAMIENTO LECHE

Continuando con la breve descripción de los sistemas de enfriamiento de la leche utilizados en muchos establecimientos ganaderos españoles en la década de los años setenta, seguidamente se exponen las principales características de funcionamiento de un equipo para la producción de frío.

En el caso de las instalaciones de refrigeración por compresión, la producción de frío tiene como fundamento el que ciertas sustancias químicas, tales como el amoníaco y el freón, entre otras, se encuentran en estado gaseoso a las condiciones normales de temperatura y presión, transformándose en líquidos al elevarse la presión, y volviendo a ser gases al encontrarse en un medio con presión normal en los que puedan expansionarse. El paso de estas sustancias en estado de gas a la forma líquida se hace desprendiendo calor, mientras que el proceso inverso, paso de líquido a gas, tiene lugar absorbiendo calor.

Los elementos esenciales de un equipo de refrigeración por compresión, de circuito cerrado, son el compresor, condensador, evaporador y fluido frigorífico o frigorígeno. El funcionamiento del equipo es el siguiente: El frigorígeno (amoníaco, freón, etc.) que se encuentra en estado gaseoso es sometido a elevadas presiones en el compresor, lo cual provoca la reducción de su volumen y el aumento de su temperatura; el vapor altamente comprimido pasa al condensador, donde cede calor, que se pierde en el aire ambiente o pasa al agua utilizada para refrigerarlo, convirtiéndose en líquido. Seguidamente, el frigorígeno en forma líquida llega al evaporador, donde se expansiona libremente y se transforma de nuevo en gas, tomando calor de las partes que están en contacto con el evaporador; desde allí el gas pasa nuevamente al compresor, donde comienza el ciclo otra vez. Por lo tanto, el frío se produce en el evaporador, siendo este aspecto importante para comprender el funcionamiento de los distintos tipos de tanques refrigeradores de leche.


Docencia en Universidad de Córdoba (España). José Luis Ares Cea (autor)


jueves, 6 de noviembre de 2014

3-ELECCIÓN SISTEMAS ENFRIAMIENTO LECHE

Los sistemas de enfriamiento de la leche comenzaron a ser una realidad en muchos establecimientos ganaderos españoles en la década de los años setenta, siendo diversos los tipos de instalaciones frigoríficas elegidas. A continuación, se describen someramente algunos de los equipamientos más comunes.

En el caso de las instalaciones frigoríficas que enfrían la leche de forma indirecta, mediante el empleo de agua como elemento refrigerante, hay que tener en cuenta que este sistema requiere un mayor tiempo de enfriamiento hasta que se modifican las temperaturas de ambos líquidos alcanzando el valor óptimo. En este sistema, la temperatura del agua refrigerante va aumentando progresivamente a medida que se va enfriando la leche, debido al calor que cede esta última a la primera. Las instalaciones más frecuentes de este tipo de sistema son, entre otras, los refrigeradores de cortina o cascada, en espiral de circuito cerrado, de placas, de anillos, de inmersión; el fundamento es similar al enfriamiento con agua natural, donde una lámina de acero inoxidable impide que ambos líquidos se mezclen durante el proceso de intercambio térmico. 

A continuación se describen las principales características de las citadas instalaciones de refrigeración de la leche:

1-Los refrigeradores de cortina o cascada disponen de un tubo o serpentín, por el que circula el agua refrigerante, y sobre el que se desliza la leche en forma de capa muy delgada, cayendo desde un depósito superior hasta otro inferior. De esta manera la leche va "bañando" las paredes del serpentín, produciéndose un trasvase de calor de ésta al agua. El principal inconveniente de este equipamiento es que la leche está durante cierto tiempo expuesta a la contaminación ambiental (bacterias, polvo y otras materias); en cambio, tiene la ventaja de la facilidad de la limpieza del aparato.

2-Los refrigeradores en espiral de circuito cerrado constan de un tanque, generalmente cilíndrico, en cuyo interior hay un tubo o serpentín en espiral, ocupando la leche el espacio existente entre el serpentín y las paredes del depósito, mientras que el agua circula por el interior del serpentín. De este modo, la leche se enfría al pasar entre las espiras del serpentín y ponerse en contacto con la superficie exterior del mismo. Las ventajas e inconvenientes de este equipamiento frigorífico son las inversas que en los refrigeradores de cortina.

3-Los refrigeradores de placas están formados por varias placas metálicas montadas una al lado de otra, en disposición paralela, quedando libre un espacio estrecho entre cada dos placas sucesivas; estos espacios están conectados alternativamente (el espacio primero se comunica con el tercero, éste con el quinto, y así sucesivamente; mientras que el segundo espacio lo está con el cuarto, éste con el sexto, etc.). El funcionamiento consiste en que la leche entra por un extremo del refrigerador y va pasando por todos los espacios que están conectados entre sí, por ejemplo, los impares, hasta salir del enfriador; a su vez, el agua, desde que entra hasta que sale del refrigerador, por bocas distintas a las de la leche, recorre todos los espacios pares. De este modo, el agua y la leche no se mezclan, y además cada placa metálica está en contacto por una cara con la leche y por la otra con el agua, y como es de acero inoxidable y bastante delgada, permite el paso del calor de la leche al agua y, por lo tanto, se consigue la refrigeración del producto.

4-Los anillos refrigeradores se instalan en el cuello de los depósitos, cántaras o bidones; estos anillos o collares son huecos y están conectados a una tubería que suministra el agua y que tiene una serie de agujeros u orificios, por donde sale el agua fría o helada que va cayendo o "escurriendo" de forma continua sobre la superficie exterior de los depósitos, enfriándose así la leche contenida en su interior. Seguidamente, el agua utilizada es recogida para su enfriamiento en el equipo frigorífico, para su nueva circulación por la tubería y abastecimiento de los anillos refrigeradores. Los principales inconvenientes son la lentitud del procedimiento y la limpieza de los anillos para evitar la obturación de las perforaciones u agujeros.

5-La inmersión de los depósitos, cántaras o bidones en agua fría es el procedimiento más simple para la refrigeración de la leche. Las cántaras que contienen la leche recién ordeñada se colocan dentro de unos depósitos llenos de agua fría que se renueva constantemente, procurando que el nivel del agua alcance al menos el de la leche contenida en el interior de los contenedores. Se trata de un procedimiento muy sencillo, pero la refrigeración de la leche resulta bastante lenta.



Docencia en Universidad de Córdoba (España). José Luis Ares Cea (autor)

viernes, 31 de octubre de 2014

2-ELECCIÓN SISTEMAS ENFRIAMIENTO LECHE

La leche fresca, recién obtenida, tiene una temperatura de 35 a 37 ºC, es decir, un valor similar a la que tiene el propio animal ordeñado, lo cual la hace muy fácilmente alterable por acción de los microoganismos mesófilos y, en menor medida, los termófilos, y sus diversos enzimas, provocando la alteración de la calidad, con frecuencia de un modo irreversible, como ya se ha descrito en anteriores entradas de este blog.

En aquellos lugares donde no existen instalaciones para el funcionamiento de equipos y maquinaria de enfriamiento, el maestro quesero tiene dos opciones generales:
1-Destinar la leche de forma inmediata a la elaboración del queso, antes de transcurridas dos horas desde el momento del ordeño.
2-Utilizar algún procedimiento de enfriamiento natural para bajar la temperatura de la leche antes de la elaboración del queso.

En el primer caso, se encuentran muchos elaboradores de quesos de campo que utilizan la leche de sus propias explotaciones ganaderas o de establecimientos vecinos, transformando generalmente pequeños volúmenes cada día. En la Unión Europea existen productores que elaboran los quesos de campo y artesanos en pequeñas instalaciones próximas a las zonas de ordeño del ganado, donde el tiempo transcurrido desde el ordeño hasta la transformación quesera no supera las dos horas establecidas por la normativa vigente. No obstante, para facilitar la logística y organización del binomio producción ganadera-transformación quesera, muchos elaboradores de quesos de campo y artesanos disponen de instalaciones para enfriar la leche en la explotación a la salida del ordeño, pero no en el área de recepción de materias primas del local destinado a quesería, permitiendo de este modo almacenar bajo refrigeración los volúmenes lácteos diarios (se ordeña todos los días de la semana), mientras que realizan la elaboración sólo algunos días (de lunes a viernes, días alternos, etc.).

El segundo caso se observa frecuentemente en países o regiones con ausencia o deficientes infraestructuras de transporte, electricidad, instalaciones frigoríficas, comercialización, etc. Ante esta situación el maestro quesero deberá "agudizar su ingenio" para evitar que la calidad de la leche se deteriore con las consiguientes repercusiones negativas en los quesos elaborados. En aquellas zonas donde existen aguas superficiales o subterráneas con bajas temperaturas se pueden emplear para enfriar la leche evitando de manera indirecta (inmersión o ducha), evitando siempre el contacto entre ambas, como forma de prevenir posibles contaminaciones. La leche se debe introducir en recipientes estancos provistos de cierre hermético, procurando un enfriamiento lo más rápido posible, mediante su inmersión en el agua natural suficientemente fría, almacenada en depósitos o en circulación continua. En el caso de las regiones frías, muchas veces es suficiente sacar al exterior los recipientes que contienen la leche, dejándolos el tiempo necesario para su enfriamiento, asegurando que permanecen herméticamente cerrados durante dicho periodo. Existen algunos productores de quesos que utilizan hielo o nieve de origen natural para el enfriamiento directo de la leche, introduciendo bloques congelados dentro de los recipientes que contienen esta materia prima; no obstante, se recomienda evitar estos procedimientos debido al elevado riesgo de contaminación fisicoquímica, microbiana, etc. Iguales precauciones son necesarias cuando se introducen botellas con agua congelada dentro de los recipientes y contenedores de leche.

Finalmente, haciendo uso del refranero tradicional, con frases muy acertadas, hechas casi para cada ocasión, recuerdo el viejo dicho popular "la experiencia es la madre de la ciencia", pero también el que dice "el saber no ocupa lugar". O como decía mi querido maestro "con leche de mala calidad nunca se hace un queso bueno".


Docencia en Universidad de Córdoba (España). José Luis Ares Cea (autor)