Tipos de pasteurizadores industriales: tanque, HTST/HHST y UHT
- AI
- hace 6 días
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La pasteurización es un proceso térmico utilizado para reducir microorganismos que pueden afectar la inocuidad, estabilidad y vida útil de alimentos y bebidas.
Se aplica en productos como leche, crema, suero, mezclas para yogur, leche para elaboración de queso, bases para helado, jugos, néctares, bebidas vegetales, huevo líquido y otros alimentos líquidos.
Sin embargo, no todos los pasteurizadores funcionan de la misma manera. La selección depende del producto, la capacidad de producción, la temperatura requerida, el tiempo de retención, la viscosidad, el contenido de sólidos y la temperatura final que se desea obtener.
De manera general, existen tres familias principales:
Pasteurizadores por lotes o en tanque.
Pasteurizadores continuos HTST y HHST.
Sistemas UHT con procesamiento aséptico.
También existen equipos que pasteurizan el producto después de haber sido envasado, como los pasteurizadores de túnel utilizados en determinadas bebidas.
Comparación de los principales tipos de pasteurizadores
El pasteurizador por lotes o en tanque procesa una cantidad determinada de producto cada vez. Suele utilizarse en producciones pequeñas, plantas piloto, granjas lecheras, ranchos, centros de ordeña, queserías artesanales y fabricantes que trabajan con diferentes recetas o volúmenes.
El pasteurizador continuo HTST o HHST hace circular el producto mediante bombas sanitarias a través de las etapas de calentamiento, retención y enfriamiento. Es una solución apropiada para plantas lecheras, queserías, procesadores de jugos y fabricantes de bebidas que requieren mayor capacidad, control automático y recuperación de energía.
El sistema UHT trabaja con temperaturas considerablemente más altas durante pocos segundos. Al combinarse con una línea y un envasado asépticos, permite obtener productos de larga duración que pueden conservarse sin refrigeración mientras el envase permanezca cerrado.
La diferencia no está únicamente en la temperatura. También cambian la capacidad, el tiempo de proceso, la automatización, la inversión, el consumo de energía y la vida útil que puede alcanzar el producto.
1. Pasteurizador por lotes o en tanque
En un pasteurizador por lotes, una cantidad determinada de producto se introduce dentro de un tanque. Allí se calienta, se mantiene durante el tiempo establecido y posteriormente se enfría.
El recipiente normalmente cuenta con:
Chaqueta o serpentín de calentamiento.
Agitador para mantener uniforme la temperatura.
Sensores y controles.
Entrada y descarga sanitaria.
Aislamiento térmico.
Sistema de enfriamiento.
Preparación para limpieza.
El calentamiento puede realizarse mediante agua caliente que circula por la chaqueta. Esta agua puede generarse utilizando un boiler, calentador de agua industrial, sistema eléctrico o intercambiador vapor-agua.
Como referencia tradicional para leche, un proceso por lotes puede trabajar aproximadamente a 63 °C durante 30 minutos. Este valor corresponde a una aplicación láctea conocida y no debe aplicarse automáticamente a todos los alimentos.
¿Cuándo conviene un pasteurizador de tanque?
Este sistema puede resultar conveniente cuando:
La producción es relativamente pequeña.
Los volúmenes cambian entre un lote y otro.
Se elaboran diferentes productos o recetas.
No se necesita trabajar continuamente.
Se busca una instalación inicial sencilla.
La operación todavía no justifica una línea automatizada.
Por eso es frecuente encontrar pasteurizadores de tanque en pequeñas plantas de leche, granjas lecheras, ranchos ganaderos, centros de acopio, queserías artesanales, fábricas de yogur, productores de crema, helado, jugos o salsas.
Su principal ventaja es la flexibilidad. Su limitación es que cada ciclo debe completar el llenado, calentamiento, retención, enfriamiento, vaciado y limpieza antes de iniciar el siguiente lote.
Cuando aumenta la producción, el sistema puede volverse lento y requerir varios tanques, más horas de trabajo y un mayor consumo de energía por litro procesado.
2. Pasteurizadores continuos HTST y HHST
En un pasteurizador continuo, el producto circula constantemente por un sistema de calentamiento, retención y enfriamiento.
Dentro de esta familia se encuentran los sistemas HTST y HHST.
HTST significa High Temperature, Short Time: alta temperatura durante un tiempo corto.
Para leche fluida, una referencia ampliamente utilizada es aproximadamente 72 a 75 °C durante 15 a 20 segundos, seguida de un enfriamiento rápido. Sin embargo, estos valores no son universales. Otros alimentos pueden requerir diferentes temperaturas y tiempos, incluso periodos expresados en minutos.
HHST significa Higher Heat, Shorter Time: una temperatura mayor durante un tiempo generalmente más breve.
HTST y HHST forman parte de la misma familia de procesos continuos. La diferencia principal es la relación seleccionada entre temperatura y tiempo.
La combinación adecuada debe definirse según:
Producto y formulación.
Microorganismo que se desea controlar.
pH.
Contenido de grasa, azúcar y sólidos.
Viscosidad.
Presencia de fibras o partículas.
Calidad final esperada.
Vida útil requerida.
Normativa aplicable.
Aumentar la temperatura no siempre produce un mejor resultado. Un tratamiento térmico excesivo puede afectar el sabor, aroma, color, textura o comportamiento posterior del alimento.
¿Cómo funciona un pasteurizador HTST/HHST?
Aunque cada proyecto necesita un diseño particular, un sistema continuo puede incorporar:
Tanque de balance.
Bomba sanitaria de producto.
Intercambiador de calor de placas.
Sección de regeneración térmica.
Sección de calentamiento final.
Tubo o sección de retención.
Sensores y registro de temperatura.
Válvula de desviación.
Secciones de enfriamiento.
Sistema de control.
Preparación para limpieza CIP.
El producto frío entra desde el tanque de balance y es impulsado hacia el intercambiador.
Primero puede pasar por una sección de regeneración, donde recibe calor del producto ya pasteurizado. Después alcanza la temperatura final mediante agua caliente, vapor u otro servicio térmico seleccionado para el proyecto.
Cuando llega a la temperatura requerida, el producto atraviesa un tubo de retención. La longitud y el diámetro de esta sección se calculan según el caudal, las propiedades del fluido y el tiempo mínimo de permanencia.
Al terminar la retención, el sistema verifica la temperatura. Si el producto cumple las condiciones establecidas, continúa hacia la regeneración y el enfriamiento. Cuando la temperatura no es suficiente, una válvula de desviación puede impedir que avance como producto correctamente pasteurizado.
Pasteurizador HTST con intercambiador de calor de placas
El intercambiador de calor de placas es el componente central de muchos pasteurizadores continuos para alimentos líquidos de viscosidad baja o moderada.
Las placas forman canales separados por los que circulan el producto y los fluidos térmicos.
Las corrientes no se mezclan: el calor atraviesa las placas metálicas desde el fluido caliente hacia el frío.
Un intercambiador sanitario puede dividirse en varias secciones dentro del mismo bastidor:
Regeneración térmica.
Precalentamiento.
Calentamiento final.
Preenfriamiento.
Enfriamiento con agua.
Enfriamiento final con agua helada o glicol.
Esta configuración permite realizar distintas etapas térmicas en un conjunto compacto y reducir la cantidad de tuberías y equipos separados. Los intercambiadores higiénicos multisección se utilizan precisamente en procesos de pasteurización de lácteos, alimentos y bebidas.
Regeneración y recuperación de calor
Una de las mayores ventajas de un pasteurizador HTST/HHST es la recuperación de energía.
En la sección de regeneración, el producto caliente ya pasteurizado transfiere parte de su calor al producto frío que está entrando.
Esto reduce simultáneamente:
La energía necesaria para calentar el producto nuevo.
La capacidad necesaria para enfriar el producto pasteurizado.
El consumo de agua caliente o vapor.
La demanda de agua de enfriamiento, agua helada o glicol.
La regeneración permite que un sistema continuo sea considerablemente más eficiente que calentar y enfriar cada lote de manera independiente. En el procesamiento lácteo, los intercambiadores de placas son ampliamente utilizados para integrar pasteurización, recuperación de calor y enfriamiento.
Agua caliente y vapor para pasteurización
El pasteurizador necesita una fuente de energía para llevar el producto hasta la temperatura requerida.
En muchos sistemas HTST y HHST, el calentamiento final se realiza mediante agua caliente recirculada por el lado de servicio del intercambiador de placas.
El agua caliente puede generarse mediante:
Boilers.
Calentadores de agua industriales.
Calderetas.
Sistemas eléctricos.
Intercambiadores vapor-agua.
Recuperación térmica.
Sistemas centrales de agua caliente.
Lavicor cuenta también con una división especializada en boilers, calentadores y sistemas de agua caliente comerciales e industriales, incluyendo sistemas paquetizados, tanques de almacenamiento y soluciones para procesos de alta demanda.
¿Cómo puede utilizarse el vapor?
Cuando una planta dispone de vapor, este puede aprovecharse para calentar el circuito de agua que alimenta el pasteurizador.
En una configuración común:
El vapor transfiere calor al agua mediante un intercambiador.
El agua caliente circula hacia el pasteurizador.
El agua transfiere su energía al producto sin mezclarse con él.
El circuito regresa para volver a calentarse.
Este circuito intermedio facilita un control estable de la temperatura del producto.
También pueden evaluarse configuraciones donde el vapor trabaje directamente como fluido de servicio, siempre que el intercambiador, el sistema de control, la presión y las condiciones del proceso sean adecuados.
La selección entre agua caliente y vapor depende de la capacidad requerida, la temperatura de pasteurización, los servicios disponibles en la planta y el nivel de recuperación energética del sistema.
¿Qué productos pueden pasteurizarse?
Los pasteurizadores industriales pueden utilizarse en numerosas aplicaciones, pero cada producto necesita su propia combinación de temperatura, tiempo y tecnología de intercambio.
Leche, queso y productos lácteos
Un pasteurizador de leche puede utilizarse en:
Leche de consumo.
Leche entera, semidescremada o descremada.
Leche para elaboración de queso.
Mezclas para yogur o yogurt antes de la fermentación.
Crema o nata.
Suero de leche.
Bebidas lácteas.
Mezclas para helado.
Postres lácteos líquidos.
Dependiendo del volumen, puede instalarse un pasteurizador por lotes en una quesería artesanal o un sistema HTST en una planta lechera de mayor capacidad.
Estas soluciones pueden ser útiles en ranchos, granjas lecheras, establos, centros de ordeña, centros de acopio, cooperativas ganaderas, queserías y plantas procesadoras de lácteos.
Jugos, néctares y bebidas
Los sistemas continuos también pueden utilizarse para pasteurizar:
Jugos de frutas.
Néctares.
Bebidas con fruta.
Bebidas vegetales.
Té o café listo para beber.
Bebidas saborizadas.
Refrescos y bebidas no carbonatadas, según su formulación.
Jarabes y bases líquidas.
Mezclas para smoothies.
Otros alimentos bombeables.
La tecnología apropiada dependerá de la pulpa, fibras, viscosidad y tamaño de las partículas.
Los líquidos limpios y homogéneos suelen ser adecuados para intercambiadores de placas.
Cuando el producto contiene partículas grandes, fibras largas o presenta una viscosidad elevada, pueden requerirse placas de canal amplio, intercambiadores tubulares o tecnologías especiales.
Limpieza CIP y diseño sanitario
Un pasteurizador para alimentos no debe seleccionarse solamente por su capacidad térmica.
También debe permitir una limpieza segura y repetible.
El sistema CIP puede hacer circular agua, soluciones alcalinas, soluciones ácidas y enjuagues bajo condiciones controladas.
Para seleccionar correctamente el equipo deben considerarse:
Material de las placas.
Tipo de acero inoxidable.
Material de los empaques.
Temperatura de limpieza.
Concentración de los productos químicos.
Velocidad de circulación.
Facilidad de drenaje.
Compatibilidad con el alimento.
Frecuencia de limpieza.
Lavicor ofrece mantenimiento para intercambiadores de placas, limpieza, inspección, pruebas de integridad y sustitución de placas y empaques. La condición de estos componentes es especialmente importante en la industria alimentaria, donde una fisura o fuga interna puede provocar contaminación cruzada entre circuitos.
3. Tratamiento UHT y procesamiento aséptico
UHT significa Ultra High Temperature, o temperatura ultraalta.
En este proceso, el producto se lleva generalmente a temperaturas cercanas a 135–140 °C durante pocos segundos y después se enfría rápidamente.
El calentamiento puede realizarse de forma:
Indirecta, mediante intercambiadores.
Directa, mediante inyección o infusión de vapor sanitario.
La principal diferencia frente a una pasteurización convencional es que el UHT debe combinarse con una línea aséptica.
Después del tratamiento, el producto debe permanecer protegido dentro de tuberías, tanques y equipos esterilizados. También debe llenarse en un envase aséptico para evitar una nueva contaminación.
Cuando todo el proceso se realiza correctamente, el producto cerrado puede conservarse durante periodos prolongados sin refrigeración.
El sistema UHT ofrece ventajas importantes para almacenamiento y distribución, pero requiere mayor inversión, automatización, control sanitario y un sistema de envasado especializado.
Pasteurización de productos ya envasados
También existen equipos que pasteurizan el producto después del llenado y cierre.
En un pasteurizador de túnel, las botellas o latas atraviesan diferentes zonas de calentamiento, retención y enfriamiento.
Este método se utiliza en determinadas cervezas, jugos y bebidas envasadas. Su ventaja es que el tratamiento ocurre dentro del recipiente final, reduciendo el riesgo de contaminación después del llenado.
Sin embargo, deben calentarse y enfriarse tanto el producto como el envase. Por eso deben revisarse la resistencia térmica de la botella, lata, tapa, etiqueta y demás materiales de empaque.
¿Cuál es el mejor tipo de pasteurizador?
No existe una solución universal para todos los productos.
De manera general:
El pasteurizador por lotes puede convenir para producciones pequeñas o variables.
El pasteurizador HTST/HHST suele ser apropiado para plantas continuas de capacidad media o alta.
El UHT se utiliza cuando se necesita una conservación prolongada sin refrigeración y se dispone de una línea aséptica.
El pasteurizador de túnel puede utilizarse en determinadas bebidas ya envasadas.
Para numerosas aplicaciones con leche, lácteos, jugos y bebidas, un pasteurizador HTST o HHST con intercambiador de placas ofrece un equilibrio favorable entre capacidad, control, recuperación de energía, calidad del producto y costo de operación.
Información necesaria para cotizar un pasteurizador HTST/HHST
Para evaluar y dimensionar un sistema es recomendable proporcionar:
Producto que se procesará.
Caudal requerido en litros por hora.
Temperatura de entrada.
Temperatura de pasteurización.
Tiempo mínimo de retención.
Temperatura final de salida.
Densidad y viscosidad.
Contenido de sólidos.
Presencia de pulpa, fibras o partículas.
Horas de operación por día.
Agua caliente o vapor disponible.
Temperatura del agua de enfriamiento.
Disponibilidad de agua helada o glicol.
Requerimientos de limpieza CIP.
Materiales sanitarios requeridos.
Voltaje disponible.
Normativa o protocolo de validación aplicable.
Con estos datos puede evaluarse el área de transferencia, número y tipo de placas, tamaño del tubo de retención, bombas, válvulas, controles y servicios térmicos necesarios.
Pasteurizadores HTST/HHST e intercambiadores de placas
Lavicor puede apoyar en la selección, suministro e integración de intercambiadores de calor de placas y sistemas continuos HTST/HHST para leche, productos lácteos, jugos, bebidas y otros alimentos líquidos.
Dependiendo del alcance del proyecto, el sistema puede incorporar:
Intercambiador sanitario multisección.
Regeneración térmica.
Sistema de agua caliente.
Integración con vapor.
Tubo de retención.
Bombas sanitarias.
Sensores y controles.
Válvula de desviación.
Enfriamiento final.
Bastidor o skid.
Preparación para limpieza CIP.
Placas y empaques de repuesto.
Apoyo en instalación y puesta en operación.
También podemos revisar pasteurizadores existentes cuando se desea aumentar la capacidad, mejorar la recuperación de calor, reducir el consumo energético, modificar las temperaturas de operación o sustituir placas y empaques.
Para evaluar su aplicación, envíenos el producto, caudal, temperaturas de entrada y salida, temperatura de pasteurización y tiempo de retención requerido:
Las temperaturas y tiempos mencionados son referencias generales. El tratamiento definitivo debe ser establecido y validado por el responsable de inocuidad o tecnología de alimentos del proyecto, de acuerdo con el producto y la normativa aplicable.
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