Dossier Instalaciones 2009

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Dossier informativo. UNIVERSIDADE DE SANTIAGO DE COMPOSTELA. Instituto de investigación e análises alimentarias. Avda. da fábrica da Luz s/n. O Palomar. 27004 Lugo. SPAIN Tfno 34 982 252231 (ext.21307) Fax 34 982 251611 [email protected] MEDIOS TÉCNICOS DEL AULA DE PRODUCTOS LÁCTEOS

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Dossier de medios técnicos del CTLácteo - Aula de Productos Lácteos

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Dossier informativo.

UNIVERSIDADE DE SANTIAGO DE COMPOSTELA. Instituto de investigación e análises alimentarias.

Avda. da fábrica da Luz s/n. O Palomar. 27004 Lugo. SPAIN Tfno 34 982 252231 (ext.21307) Fax 34 982 251611 [email protected]

MEDIOS TÉCNICOS DEL AULA DE PRODUCTOS LÁCTEOS

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1 INTRODUCCIÓN.

El Aula de Productos Lácteos tiene como sede central un edificio situado

anexo al Recinto Ferial de Lugo. Este edificio está estructurado en tres

secciones distintas:

Planta piloto.

Laboratorios de control de calidad.

Despachos de personal, administración y locales de formación.

1.1 PLANTA PILOTO.

La planta piloto de industrias lácteas se encuentra ubicada en la planta

baja del edificio del Aula de Productos Lácteos. Ocupa una superficie de 575

m2 que se reparten de la siguiente manera:

Área de producción = 350 m2.

Laboratorios = 50 m2.

Área administración = 12 m2.

Sala de máquinas = 46 m2.

Vestuarios y aseos = 24 m2.

Accesos y pasillos = 93 m2.

Las instalaciones y medios técnicos con los que está dotada la planta

piloto, permiten reproducir, a escala reducida, los procesos más

representativos de la Industria Láctea.

En este sentido, y de manera general se pueden realizar las siguientes

fabricaciones:

Recepción de leche cruda, termización y estandarización de la

leche, tanto en materia grasa, como en proteínas y extracto seco.

Pasteurización y homogeneización de leche y productos lácteos.

Elaboración de quesos.

o Pastas frescas.

o Pastas blandas.

o Pastas prensadas.

o Pastas prensadas cocidas.

o Queso procesado (queso fundidos)

Elaboración de leches fermentadas:

o Yogures firmes, batidos y líquidos.

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o Otras leches fermentadas.

Elaboración de productos lácteos UHT.

o Productos líquidos.

o Productos viscosos (Postres).

Aplicación de procesos de filtración selectiva en flujo tangencial,

ya sea en la elaboración de productos lácteos o en la valorización

de coproductos.

En general cualquier operación unitaria o proceso que necesite de los

medios técnicos que a continuación se detallan.

1.2 LABORATORIOS DE CONTROL DE CALIDAD

El Aula de Productos Lácteos dispone de cuatro laboratorios que permiten

la realización de los análisis necesarios para lograr un correcto control de

calidad de los productos elaborados, además de facilitar los datos necesarios

para estudiar el efecto de los tratamientos realizados sobre los productos

elaborados.

De este modo, dispone de los siguientes laboratorios:

Microbiología

Físico-química

Instrumental

Análisis Sensorial

Los tres primeros están en la primera planta del edificio, mientras que el

cuarto está situado en la Facultad de Veterinaria de la Universidad de

Santiago, en su Campus de Lugo.

1.3 DESPACHOS DE PERSONAL, ADMINISTRACIÓN Y LOCALES DE

FORMACIÓN.

En la última planta, están situados los siguientes locales:

Sala de formación con capacidad de 40 personas.

5 salas de formación totalmente informatizadas, con una capacidad

de 10 alumnos cada una.

Despachos para el personal

Salas de reuniones

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2 PLANTA PILOTO.

2.1 ÁREA DE RECEPCIÓN Y PRETRATAMIENTOS.

En esta zona, se realiza la descarga de leche. A partir de una cisterna

podemos recibir un máximo de 2.000 L. Con la leche ya en nuestras

instalaciones, este taller nos permite realizar en primer término la

termización, clarificación, y estandarización en materia grasa de la leche de

fabricación. La leche normalizada se podrá enviar a otras áreas de proceso,

se le pueden incorporar ingredientes y aditivos, y/o ser pasteurizada –

homogeneizada.

Esta sala esta dotada del siguiente equipamiento:

1 Tanque de recepción isotermo de 2.000 L con agitador.

2 Tanques de almacenamiento isotermos de 1.000 L con agitador.

1 intercambiador de placas (Termizador) de caudal variable: 500 –

1.000 L/h.

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Desnatadora centrífuga de 1.000 L/h. (acoplada a termizador en fase

ascendente).

2 tanques de refrigeración de

250 L de capacidad, con

sistema de incorporación de

ingredientes.

1 intercambiador de placas

(pasteurizador) de caudal

variable: 500 – 1.000 L/h.,

dotado de dos secciones de

mantenimiento de longitud

diferente.

Homogenizador de doble etapa

de homogeneización, caudal de

500 L/h. Presión máxima: 300

bares (acoplado al

pasteurizador en fase

ascendente).

Panel de control para sistema de automatización por control remoto de

las operaciones de recepción, pretratamiento y CIP.

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Equipo de incorporación y mezcla de ingredientes ALMIX, dotado de

tolvas para incorporación de sólidos, sistemas de agitación y mezcla

con regulación de velocidad, sistema de calentamiento directo o

indirecto y enfriamiento indirecto, bomba de vacío y tanque de mezcla

de 140 litros.

Zona CIP (Sistema de limpieza in situ).

o Tanque de 500 L de agua de recuperación.

o Tanque de 500 L de producto de limpieza de paso único, con

sistema de calentamiento del producto de limpieza y ajuste y

dosificación automática de detergente.

o Tanque de 500 L de agua de osmotizada para usos específicos.

o Conexión a agua de red para aclarado final.

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2.2 ÁREA DE QUESERÍA.

En esta zona se pueden realizar las operaciones de transformación de

leche en queso, ya sea a partir de leche cruda o leche previamente

pasteurizada y normalizada en el área de pretratamientos. Se pueden llevar

a cabo elaboraciones queseras de tipo diverso: pastas frescas, pastas

blandas, pastas prensadas y pastas prensadas cocidas. Existen 2 líneas de

procesado, una manual y otra automatizada.

El equipamiento del que se dispone es el siguiente:

Salmuera estática de 1 nivel de 3000 litros, regulación automática

de temperatura por serpentín interno.

Filtro de tierras de diatomeas para rejuvenecimiento de salmuera.

Lavadora automática de moldes, con sistema de calentamiento de

solución detergente por inyección de vapor y recirculación de la

solución de limpieza.

Cámaras de secado, maduración y refrigeración con regulación de

temperatura y humedad relativa.

Mazadora discontinua para fabricación de mantequilla.

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Línea “Manual”.

Cuba abierta tipo holandesa de

200 L de capacidad.

Prensa neumática horizontal

de pistones de dos alturas.

Línea “Automatizada”

Cuba cerrada doble cero de

500 L de capacidad.

Columna de llenado de

moldes, con sistema de

preprensado, dosificación

automática de cuajada y

mecanismo de regulación de la

altura del bloque de cuajada.

Túnel - prensa, para moldes

microperforados con regulación de presión programable.

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2.3 ÁREA DE FILTRACIÓN TANGENCIAL.

Las tecnologías de filtración no están agrupadas dentro de una misma

sala. Se dispone de equipos para la realización de las 4 técnicas de filtración,

microfiltración (MF), ultrafiltración (UF), nanofiltración (NF) y osmosis inversa

(OI). Estas tecnologías nos permiten realizar: depuración bacteriana de

fluidos lácteos (leche, suero y salmuera) por MF, fraccionamiento de

proteínas de suero por UF, concentración de fluidos lácteos (suero, leche,

filtrado) por OI, concentración y desmineralización de fluidos lácteos (leche y

suero), desuerado de pastas lácticas por UF, concentración de leche para

quesería (estandarización proteica o proceso MMV), ...

Los equipos existentes son los siguientes:

Equipo de microfiltración tangencial sistema “Bactocatch” de

membranas minerales de cartucho multicanal. Superficie de

membrana: 0,24 m2 .

Equipo de ultrafiltración de membranas minerales de cartucho

multicanal. Superficie de membrana: 1,2 m2 (posibilidad de elegir

tamaño de poro de las membranas, disponibles 20nm, 50 nm y

100nm).

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Equipo de ultrafiltración mixto, de membranas orgánicas en

placas o minerales de cartucho multicanal.

Equipo versátil de filtración con membranas orgánicas en

configuración espiral. Su diseño y construcción permiten realizar

operaciones de filtración en el rango de 100nm a 0,01 nm, es

decir UF, NF y MF. Emplea módulos de membrana de

dimensiones 3838.

2.4 ÁREA DE FABRICACIÓN DE LECHES FERMENTADAS.

En esta sección se dispone de los útiles necesarios para la elaboración

de leches fermentadas. A partir de leche aditivada, pasteurizada -

homogeneizada se puede llevar a cabo el procesado para la obtención de:

productos sólidos (de fermentación en envase), semisólidos (fermentación en

tanque y posterior envasado) y líquidos (fermentación en tanque y posterior

tratamiento mecánico).

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Se dispone del siguiente equipamiento;

1 tanque lactofermentador de 150 L de capacidad, con sistema de

agitación de velocidad regulable, camisa y sistema de calentamiento

por vapor y enfriamiento por agua y agua helada.

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1 tanque lactofermentador de 300 L de capacidad, sistema de

calentamiento por vapor, refrigeración con agua de red y agitación;

ultralimpio. Es posible presurizar con aire estéril; totalmente

automatizado para el control de temperatura.

Envasadora rotativa automática en condiciones ultralimpias con cabina

de flujo laminar, de productos lácteos fluidos incluso con partículas, en

vasitos preformados plasticos y termosellado de tapa de aluminio.

2.5 AREA DE MINIQUESERÍA.

Este laboratorio está dotado del equipamiento necesario para la

elaboración de productos lácteos a escala de laboratorio, fundamentalmente

quesos.

Thermomix: Equipo de 2 litros de capacidad que permite realizar de

forma simultánea o independiente operaciones de tratamiento térmico

discontinuo, reincorporación de productos en polvo, picado y pesado.

4 cubas abiertas tipo holandesa de 10 L.

4 estufas-prensa con regulación de temperatura y presión variable.

Dos émbolos.

Desnatadora centrífuga de 100 L/h.

Homogeneizador-lisadora que permite el tratamiento tanto de

productos líquidos como sólidos (cuajadas lácticas). Capacidad de 50-

100 L/h.

Homogeneizador doble etapa APV-2000 de altas presiones (0 – 2000

bar) que permite el tratamiento tanto de productos líquidos como

sólidos (cuajadas lácticas). Capacidad de 11 L/h.

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Termo-selladora manual de accionamiento neumático para envases

plásticos. Dotada de regulador de la temperatura de las resistencias,

duración del sellado y presión ejercida.

Máquina polivalente STEPHAN para el desarrollo de quesos procesados

(fundidos), salsas, baby–foods etc. Capacidad del bol = 2,5 L,

temperatura máxima = 95ºC.

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2.6 ÁREA DE PRODUCTOS DE PANADERÍA

Amasadora-batidora de 2 boles independientes para 15 kg de masa

en la amasadora y 35 L en la batidora.

Horno doble para 18 latas con cámara de fermentación.

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2.7 ÁREA DE PRODUCTOS ESTÉRILES.

Disponemos de una instalación que permite el tratamiento térmico a

ultra-alta temperatura (UHT) y posterior envasado aséptico de productos

lácteos líquidos y de viscosidad moderada. El diseño de los equipos permite

realizar un tratamiento térmico directo por inyección de vapor o indirecto, la

versatilidad de las instalaciones incluye ciclos de temperatura y tiempos

aplicados muy amplio, la homogenización se puede hacer antes o después

del tratamiento térmico.

En cuanto al envasado existen dos posibilidades:

Envasado higiénico en cabina de flujo laminar, empleando frascos de

vidrio autoclavados.

Envasado aséptico en tetra - slim de 200 mL y embalaje en caja de

cartón de 24 unidades.

Estas operaciones pueden realizarse gracias al siguiente equipamiento:

Planta piloto de tratamiento térmico TETRA THERM ASEPTIC PILOT

300T:

o Caudal nominal 300 L/h, (con homogeneizador 225 L/h)

o Calentamiento indirecto mediante intercambiador tubular liso

o Calentamiento directo mediante inyección de vapor con

cámara de expansión.

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o Homogeneizador piloto de dos etapas, Tetra Alex S05.

o Campana de flujo laminar para recogida “higiénica” de

muestras: Tetra Alcab.

Módulo de dosificación aséptica “Tetra aldose”. Esta tecnología

permite dosificar en las líneas de producción asépticas aquellos

líquidos que por su alta sensibilidad térmica no soportarían los

procesos de esterilización tradicionales.

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Tanque aséptico para almacenamiento de fluidos previo a su

envasado aséptico. Capacidad de 500 L.

Envasadora aséptica TETRA BRIK ASEPTIC 9 (TBA-9) envasado con

papel multicapa en formato “slim” de 200 mL, Capacidad de

envasado = 4500 envases / hora.

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Empaquetadora Tetra CARDBOARD PACKER 50, empaquetado en

caja de cartón de 8 x 3 unidades.

2.8 AREA DE CONTROL DE PROCESO.

La planta piloto cuenta con un laboratorio, dotado del equipamiento

necesario para el control de las materias primas y el control de la evolución

de los procesos de fabricación.

El laboratorio de planta piloto cuenta con:

pHmetro y acidímetro.

Equipamiento Gerber para determinación de materia grasa en

productos lácteos.

Autoclave.

Estufa para determinación de Extracto seco.

Milkoscan (FOSS electric).

Báscula de precisión con lámpara de infrarrojos para desecación

rápida de muestras.

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2.9 SALA DE MÁQUINAS.

En esta zona se encuentran todos los equipos destinados a producir los

fluidos auxiliares necesarios para el funcionamiento de los equipos de las

zonas de fabricación: vapor, agua de calidad, agua helada y aire comprimido.

Caldera pirotubular, horizontal, automática para producción de 200

kg/h de vapor.

Equipo de producción de agua helada con balsa de 5.000 L y equipo

de frío.

Planta compacta de ósmosis inversa para producción de agua de

calidad. Caudal de 3 m3/h y almacenamiento en tanque de poliéster.

2 compresores para la producción de aire comprimido y desecador

frigorífico.

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3 Laboratorios de control de calidad

Si se desea un control de calidad exhaustivo incluyendo la determinación

cuantitativa y cualitativa de componentes, microbiología y análisis sensorial,

el Aula de Productos Lácteos dispone de las instalaciones necesarias en los

laboratorios ubicados en la primera planta, o en los ubicados en la Facultad

de Veterinaria.

3.1 Laboratorio de Microbiología

En este laboratorio se realizan diversos análisis microbiológicos:

Coliformes totales y fecales, Staphylococcus aureus, Listeria spp., Salmonella

spp., mohos y levaduras, recuento total de microorganismos en productos

lácteos y en todo tipo de productos alimenticios.

Consta, entre otros, de los siguientes equipos:

Cabina de flujo laminar, para asegurar la esterilidad en la zona de

trabajo.

Autoclave, para esterilizar tanto el material como los medios de

cultivo.

Diversas estufas a distintas temperaturas para realizar las

incubaciones.

Masticator, para homogeneizar las muestras.

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3.2 Laboratorio análisis físico-químico

En este laboratorio se realizan análisis de materia grasa, extracto seco,

pH y proteínas de diversos productos lácteos así como el contenido en

lactosa, lactulosa y calcio de la leche.

Los equipos de los que dispone son:

2050 Soxtec Avanti Auomatic

System: Realiza la extracción de

la materia grasa de los productos

lácteos mediante un sistema

completamente automático en el

que la extracción del disolvente

en la unidad de extracción es llevada a cabo en dos etapas.

Kjeltec Sistem 1002 Distilling Unit: Este aparato se utiliza para la

determinación de proteína en los productos lácteos de acuerdo con el

Método Kjeldahl. Permite hacer destilaciones macro por arrastre de

vapor de forma rápida.

Digestor System 6 1007: Permite la digestión de la muestra para luego

proceder a la destilación.

Centrífuga, Heraeus Sepatech Labofuge: Dispone de capacidad para 16

muestras y alcanza 5000 r.p.m.

Mufla: Utilizada para la calcinación total de muestras ya que permite

alcanzar temperaturas de hasta 1200 º C.

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3.3 Laboratorio instrumental

En este laboratorio se analizan diferentes componentes de productos

alimentarios mediante aparatos de análisis bajo soporte informático.

Entre otros, cabe resaltar:

H.P.L.C (High performance liquid-

chrography): Se utiliza para la

determinación de suero de

quesería en leches en polvo.

NIR: Con el que podemos

analizar los componentes

mayoritarios de distintos tipos de

muestras sin ningún tratamiento

previo, mediante la luz transmitida a través de la muestra o la luz

reflejada por su superficie.

3.4 Sala de Análisis Sensorial

Desde octubre de 1993, el Aula de Productos Lácteos cuenta con un

panel de cata especializado en la evaluación sensorial de productos lácteos,

con el que ofrece soluciones a situaciones como:

Determinación de las diferencias sensoriales entre un producto y su

competidor.

Determinación de la incidencia

sensorial de la utilización de

nuevos ingredientes y diferentes

tecnologías.

Realización y comparación de los

perfiles sensoriales de uno o más

productos.

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4 Análisis de Propiedades Físicas (APF)

Desde Septiembre de 2005, el Aula de Productos Lácteos cuenta con un

área de Investigación orientada al Estudio de Propiedades Físicas. El campo

de trabajo se extiende a cualquier tipo de material e intenta dar soporte a las

áreas industriales e incluso universitarias que necesiten conocer y mejorar en

mayor medida sus productos.

Reómetro AR-G2 de esfuerzo controlado La reometría es la técnica que proporciona

valores de viscosidad y módulos elástico y viscoso

del torque mediante cojinetes magnéticos en

substitución del clásico air bearing proporciona

capacidades de microesfuerzo. Ideal para

muestras líquidas con muy baja Las propiedades

mecánicas de líquidos y semisólidos son de gran

interés para distintos sectores industriales entre

los que se encuentran aquellos que se dediquen a

la fabricación de pinturas, barnices,

recubrimientos, polímeros, productos de cosmética, productos

farmacéuticos, alimentos, petróleo o materiales derivados....

Analizador de textura. TA.XT. Plus.

La reología es una ciencia que estudia

la respuesta mecánica de los materiales de

forma general. Sin embargo, cuando

queremos que nuestros ensayos imiten lo

más parecido posible al mundo real se

utiliza un analizador de texturas. Un

analizador de texturas somete al material a

diferentes esfuerzos, deformaciones y

velocidades de deformación y que permite,

de las medidas realizadas obtener

parámetros como Dureza, Fragilidad, Fracturabilidad, Pegajosidad,

Masticabilidad, Gomosidad, Resiliencia, Elasticidad, Resistencia Bloom etc

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sobre una extensa gama de productos entre los que destacan alimentos,

productos farmacéuticos, adhesivos, cosméticos...

Coagulómetro Optigraph. El coagulómetro Optigraph es un sistema

(equipo y software) que permite caracterizar la capacidad de la

leche de coagular utilizando medidas ópticas en la región del

infrarrojo cercano.

Este equipo puede

calcular en tiempo real

todos los parámetros

requeridos para el

procesado del queso:

tiempo de

coagulación, firmeza

de la cuajada,

velocidad de

agregación... Estos parámetros son obtenidos gracias a la

información óptica adquirida en tiempo real...

Viscosímetro Brookfield DV-II +.

El Turbiscan Lab es un instrumento óptico que caracteriza

emulsiones concentradas y dispersiones. Este equipo experimental

puede proporcionar

diferentes magnitudes como

son: luz transmitida y

reflejada, velocidad de

migración de partículas,

fracción de volumen

(concentración) en la capa

de flotación, evolución del

diámetro medio de partícula

en función del tiempo, etc...

Todas estas magnitudes

sirven por lo tanto para caracterizar dispersiones, suspensiones o

emulsiones y obtener información acerca de sedimentación,

creaming, floculación y coalescencia.

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MASTERSIZER 2000 de MALVERN INSTRUMENTS. Este es un equipo

de medida de tamaño de partícula capaz de caracterizar dichos

tamaños en un rango desde 0,02 micrómetros hasta 2000

micrómetros. Utiliza la tecnología de difracción láser y es capaz de

medir muestras tanto en forma líquida como en polvo. La mayor

parte de las propiedades de las dispersiones, emulsiones o

suspensiones están relacionadas con el tamaño de partícula de la

fase dispersa por lo que es fundamental tener capacidad de obtener

dicha información.

MDSC (MODULATED DIFERENTIAL SCANNING CALORIMETER)

Q1000 de TA Instruments. Este equipo es un calorímetro diferencial

de barrido con tecnología de flujo de calor. Mide transiciones

endotérmicas o exotérmicas o cambios de capacidad calorífica. Por

lo tanto es capaz de obtener información acerca de cristalizaciones,

fusiones, desnaturalizaciones, transiciones vítreas, gelatinizaciones

asi como valores absolutos de Cp. Cuenta con dispositivos que le

permiten barrer en

temperatura desde –90º

C hasta 600º C así como

de un muestreador

automático de 50

posiciones y 5 referencias

que permite una gran

comodidad de trabajo.

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COLORÍMETRO.

El equipo colorimétrico con el que contamos es un ColorFlex

espectrocolorímetro de la Casa Hunterlab. Mide, como su propio

nombre indica el color de muestras tanto líquidas como sólidas. El

software tiene la capacidad de representación de las diferentes escalas

de color además de la utilización de diferentes iluminantes. Dispone de

3 modelos diferentes, 45º/0º, difuso/8º (esfera) y difuso VSAV (área

de visión muy pequeña.

Dada su versatilidad, es posible realizar mediciones de

alimentos, pinturas, textiles…