Concentración de leche para laElaboración de queso

Concentración de leche para laElaboración de queso

ING. LAUREANO RICAGNI

Distintos tipos de filtración en la industriaDistintos tipos de filtración en la industria

• Remoción de bacterias y esporas.• Fraccionamiento de proteínas.• Sanitización de salmuera.• Desgrasado de suero.

• Estandarización de proteínas de leche.

• Reutilización del agua.• Concentración de suero o leche como

sustituto de evaporación.• Recuperación de aguas blancas.

• Desmineralización de proteínas de suero.

• Estandarización de proteínas de leche.• Concentración Proteínas de Suero (WPC).• Líneas de elaboración de queso de llenado líquido.

Comparacion de los sistemasComparacion de los sistemas

¿ Que es la ultrafiltración ?

Es una técnica de filtración cuyo objetivo es la separación de componentes en solución mediante el paso forzado a través de una membrana. La parte liquida de la membrana que atraviesa se llama permeado y la que no lo atraviesa se llama concentrado.

El flujo atraviesa la membrana paralelamente, por lo que se dice que el flujo es tangencial, lo cual tiene numerosas ventajas con respecto a otros flujos de .

Es una técnica de filtración cuyo objetivo es la separación de componentes en solución mediante el paso forzado a través de una membrana. La parte liquida de la membrana que atraviesa se llama permeado y la que no lo atraviesa se llama concentrado.

El flujo atraviesa la membrana paralelamente, por lo que se dice que el flujo es tangencial, lo cual tiene numerosas ventajas con

Tipos de membranas para ultrafiltración

Membranas tubulares (líquidos viscosos)

Membranas Placas.

Membranas Cerámicas.

Membranas espirales.

(empaquetadas sobre un tubo hueco)

Tipos de membranas para ultrafiltración

Membrana Espiral

HOUSING DE EQUIPO UF.

Estructura membrana polisulfonapolisulfona

Ventajas de las membranas espiraladas.

Ventajas

Separación selectiva.

Alto rendimiento de producción.

Desventajas

Corta vida útil de la membrana.

Sensibles al taponamiento.

Rango pH y temperatura Fácil de ensamblar.

Bajo consumo de energía.

Ahorro en horas de producción.

Gran oferta.

Precio competitivo.

Rango pH y temperatura operacional mas acotado.

Baja de resistencia mecánica.

Sensibles al error humano.

El fluido requiere un tratamiento previo.

No se pueden hacer esterilizaciones físicas ni químicas.

Ventajas de las membranas espiraladas.

Desventajas

Corta vida útil de la membrana.

Sensibles al taponamiento.

Rango pH y temperatura Rango pH y temperatura operacional mas acotado.

Baja de resistencia mecánica.

Sensibles al error humano.

El fluido requiere un tratamiento previo.

No se pueden hacer esterilizaciones físicas ni químicas.

Porosidad de la membrana

Cilíndrico Complejo Grado A Complejo Grado B

Velocidad de circulación del flujo ( 3 m / seg).

Naturaleza de los solidos en suspensión.

Tamaños de las partículas.

Viscosidad del fluido.

Temperatura de trabajo.

Cilíndrico Complejo Grado A Complejo Grado B

Velocidad de circulación del flujo ( 3 m / seg).

Filtración Tangencial

Esquema de filtración tangencial

ENTRADA CONCENTRADO

PERMEADO

Fluido circula de forma paralela a la membrana.

Surgen fuerzas de cizalla entre Surgen fuerzas de cizalla entre las membranas.

Contrarresta el aporte correctivo por erosión.

Polarización de la membrana.

Capa gel.

Adsorción.

CONCENTRADO

Polarización de la membrana y formación de la capa gel.Polarización de la membrana y formación de la capa

Ensuciamiento de la membrana

Taponamiento de los poros .

Explican el ensuciamiento de la membrana.

Capa Gel. Capa Gel.

Adsorción de las proteínas.

Sedimentación de solidos.

Ensuciamiento de la membrana

Explican el ensuciamiento de la membrana.

Como evaluar las prestaciones de una membrana

Permeabilidad al solvente puro.

Punto de corte. Indica que el 90-95 % de las moléculas con masa molecular igual al punto de corte no pasarán a través de la membrana.

Como evaluar las prestaciones de una membrana

95 % de las moléculas con masa molecular igual al punto de corte no pasarán a través de la

Ventajas de la utilización de UF.

Económicos.

Optimizacióndel proceso

Mejoras de los

rendimientos.

Calidad del producto.

Ventajas de la utilización de UF.

Optimizacióndel proceso

Factores a considerar

Tecnología que utilizaremos.

Calidad de leche.

Elección del factor de concentración.

Control del equipo de ultra filtrado Control del equipo de ultra filtrado

Poder tampón de la leche ultra filtrada.

Coagulación de la leche ultra filtrada.

Trabajo en tina.

Elección del factor de concentración.

Control del equipo de ultra filtradoControl del equipo de ultra filtrado

Poder tampón de la leche ultra filtrada.

Coagulación de la leche ultra filtrada.

Ultrafiltración continua o discontinua

Continua

Trabajar en línea con el pasteurizador.

Ahorro energético.

Discontinua.

Mayor gasto de energía.

Ahorro de cuajo y Ca Cl 2. Ahorro energético.

Tiempos prolongados de producción.

Leche higienizada y desnatada.

Menor carga inicial antes de la pasteurización.

Posibilidad de producción diversificada (doble balanceador)

Mejores rendimientos ?

Ultrafiltración continua o discontinua

Discontinua.

Mayor gasto de energía.

Ahorro de cuajo y Ca Cl 2.

Mejores rendimientos ?

Ultrafiltración continua

Factores higiénicos y sanitarios

Acidez

Inestabilidad proteica.

Leches Mastiticas

Aumenta el valor de pH.

Disminuye niveles de Ca, P y K. Disminuye niveles de Ca, P y K.

Tiempos de coagulación lentos

Perdidas de 02

Baja % de SNG

Menor porcentaje de caseína en leche.

Factores higiénicos y sanitarios

Leches Mastiticas.

Aumenta el valor de pH.

Disminuye niveles de Ca, P y K. Disminuye niveles de Ca, P y K.

Tiempos de coagulación lentos

Perdidas de 02-12 % GB.

Baja % de SNG

Menor porcentaje de caseína en leche.

Impacto potencial la estacionalidad la leche

Los meses mas calientes ( Diciembre-Febrero)

-Disminuye %GB.

-Disminuye % proteína.

Gran disminución de la caseína.Gran disminución de la caseína.

Aumento de la concentración de Urea.

La leche tiene mayor concentración de grasa en relación que de proteína.

El queso generalmente es mas alto en humedad

-Deterioro características funcionales.

Impacto potencial la estacionalidad la leche

La leche tiene mayor concentración de grasa en relación que de proteína.

El queso generalmente es mas alto en humedad

Factor de concentración.

Que sucede con la caseína

Se reduce su tamaño un 1-2 %.

Se produce una migración del fosfato cálcico coloidal. (agregar calcio).calcio).

Reconfiguración de sus enlaces hidrofóbicos.

Migración de cargas eléctricas negativas.

Perdida de aptitud congelativa.

Se produce una migración del fosfato cálcico coloidal. (agregar

Reconfiguración de sus enlaces hidrofóbicos.

Migración de cargas eléctricas negativas.

Elección del factor de concentración

El Fc o FRV nos sirve para medir la eficiencia del proceso.

C= Va = 1 + Vp

V1 Vr V1 Vr

FC: 1.5-2. Normaliza la relación grasa proteína.

FC: 3-5. Incrementa firmeza de la cuajada.

FC. 6-8. Limita la perdida de grasa y de proteínas.

PARA QUESOS BLANDOS, SEMIDUROS Y DUROS FACTOR 2

Elección del factor de concentración

El Fc o FRV nos sirve para medir la eficiencia del proceso.

2. Normaliza la relación grasa proteína.

5. Incrementa firmeza de la cuajada.

8. Limita la perdida de grasa y de proteínas.

PARA QUESOS BLANDOS, SEMIDUROS Y DUROS FACTOR 2-5.

Limite del factor de concentración

Es cuando el proceso pierde rentabilidad.

Por perdida de aptitud coagulativa de la leche.

Por la tecnología aplicada, diseño de tinas , sistemas de descarga, preprensas.

Operatividad de la planta.

Limite del factor de concentración

Es cuando el proceso pierde rentabilidad.

Por perdida de aptitud coagulativa de la leche.

Por la tecnología aplicada, diseño de tinas , sistemas de descarga, pre-

Curva de proteína

factor Valor promedio

Concentrado y Diafiltrado.

Controles operativos.

Presiones y caudales de trabajo.

Concentración de soluciones de lavados y temperaturas.

Realizar test de permeado después de la finalización de cada limpieza. Realizar test de permeado después de la finalización de cada limpieza.

Controlar la solidos salida del permeado.

Periódicamente aplicar una rotación de membranas

Periódicamente analizar proteínas coagulables.

Concentración de soluciones de lavados y temperaturas.

Realizar test de permeado después de la finalización de cada limpieza. Realizar test de permeado después de la finalización de cada limpieza.

Controlar la solidos salida del permeado.

Periódicamente aplicar una rotación de membranas

Periódicamente analizar proteínas coagulables.

Planilla de control equipo de ultra filtrado.Planilla de control equipo de ultra filtrado.

Coagulación de la leche Ultra filtrada

Aumenta la velocidad de organización del Gel.

Aumenta la firmeza del Gel.

Minimiza las variaciones de firmeza del gel.

Mayor retención de suero de la cuajada.

Coagulación mas rápida .

Ajustar dosis de calcio. (+ 20/30 %) y cuajo.

Coagulación de la leche Ultra filtrada

Aumenta la velocidad de organización del Gel.

Minimiza las variaciones de firmeza del gel.

Ajustar dosis de calcio. (+ 20/30 %) y cuajo.

Efectos de los solidos sobre la coagulaciónEfectos de los solidos sobre la coagulación

Trabajo en tina

Quesos Blandos:

Primer corte mas lento, bajas rpm.

Reducir el tiempo de reposo.

Grano un poco mas chico que la leche común (retención de suero), dependiendo de la vida útil.

¿ Desuerar antes de descargar la masa

Ajustar dosis de fermento de acuerdo a la curva de acidificación deseada.

Cuidado con la utilización de texturizantes.

Trabajo en tina

Grano un poco mas chico que la leche común (retención de suero), dependiendo

Ajustar dosis de fermento de acuerdo a la curva de acidificación deseada.

Quesos semiduros:

Corte mas rápido, 1-2 minutos antes de lo normal. Dependiendo la temperatura de coagulación.

Mayor desuere durante la coccion.Mayor desuere durante la coccion.

Secar menos, debido a rozamiento de los granos.

En caso de quesos con ojos puede reemplazar el lavado de masa.

Tener en cuenta el poder Buffer

2 minutos antes de lo normal. Dependiendo la temperatura de

Secar menos, debido a rozamiento de los granos.

En caso de quesos con ojos puede reemplazar el lavado de masa.

Quesos duros.

Muy importante que la concentración no supere el 18

Coagular a baja temperatura 31-32 º C.

Cortar la masa antes de lo normal. ( dependiendo el tipo de duro que hagamos).

Sembrar el fermento a pie de cuba.

Estabilización mas temprana de la masa (sobre todo si usamos fermentos galactosa positivo).

Muy importante que la concentración no supere el 18-20 %.

Cortar la masa antes de lo normal. ( dependiendo el tipo de duro que

Estabilización mas temprana de la masa (sobre todo si usamos fermentos

Poder tampón de la leche ultra filtrada

Esta fuertemente determinado por el nivel de caseína.

Sembrar a pie de tina (quesos duros).

Fermentos: -Naturales Leche o suero

-Directos Liofilizados: CO

Congelados.

Poder tampón de la leche ultra filtrada

Esta fuertemente determinado por el nivel de caseína.

Naturales Leche o suero

Directos Liofilizados: CO2, GDL, Ac Cítrico, Ac láctico.

Congelados.

Galactosa Residual queso duro.

leche concentrada sin estabilización de pH.

leche concentrada con estabilización de pH.

leche común sin estabilización de pH.

Galactosa Residual queso duro.

Evolución del pH en la maduración quesos duros

Análisis Sensorial:

Etapa Leche Común

Antes de Salmuera 5.12

2 meses 5.25

6 meses 5.25

10 meses 5.29

No se observo rancidez.

Los cristales de tirosina encontrados fueron muy similares.

El queso elaborado con leche concentrada tenia un sabor mas equilibrado.

Mejor grana en el queso elaborado con leche concentrada.

Comportamiento en boca similar.

Evolución del pH en la maduración quesos duros

Leche concentrada

5.09

5.28

5.35

5.29

El queso elaborado con leche concentrada tenia un sabor mas equilibrado.

Confección de una planilla.

Tipo de queso Parmesano Parmesano

Especificar: LC o SC LC LC

% G.B en Tina 2,95 2,68

% Prot en Tina 4,50 4,05

Relación Gb / Prot. 0,66 0,66

Crema (Litros) 370 340

Litros de leche 10200 10200

Litros Permeado 4296 2719

Litros en tina 14496 12919

% G.B en Silo 3,65 3,65

% Prot en Silo 3,25 3,25

Kg Saladero 1170 1091

Kg Envasado 1170 1091

Merma % 0,00% 0,00%

Rendimiento Sal. 8,10 8,48

Rendimiento Env. 8,10 8,48

Lts leche / Kg elab 12,35 11,84

Grasa absoluta 28,00 28,00

Humedad 39,55 39,78

Ext. Seco en Queso 707,27 657,00

Ext. Seco en Leche 762,96 686,46

Rend. Ext. Seco 0,93 0,96

Hormas 141 133

Parmesano

SC

2,20

3,24

0,68

320

10200

0Permeado tina: (( P tina-P leche)/ P tina) x litros de tina en leche) x 10200

3,65

3,26

812

812

0,00%

7,96

7,96

12,56

28,00

39,8

488,82

554,88

0,88

100

Permeado tina: (( P tina-P leche)/ P tina) x litros de tina en leche) x 1.083.

Extracto seco en queso: ( kg queso- humedad).

Extracto seco en leche : ( (P leche + GB en leche) x litros de leche en tina))

Relacion extracto sexo ; ES leche / ES queso.

Incorporación de las proteínas del permeado.

Opciones Incorporación retenido de Nano filtración u osmosis.

Meto dodo DTPL ( Desnaturalización térmica controlada).

Ventajas

El efecto positivo o negativo de la incorporación de proteínas depende básicamente de la tecnología empleada y el tipo de queso a elaborar.

Ventajas Aumentan capacidad de retención

de agua.

Productos con mayor valor nutricional.

Hidrolisis positiva ( estado natural)

Desplaza equilibrio de Calcio.

Cambia el PH.

Hidrolisis negativa

(estado desnaturalizado.)

Incorporación de las proteínas del permeado.

Opciones Incorporación retenido de Nano filtración u osmosis.

Meto dodo DTPL ( Desnaturalización térmica controlada).

Desventajas

El efecto positivo o negativo de la incorporación de proteínas depende básicamente de la tecnología empleada y el tipo de queso a elaborar.

Desventajas

Desplaza equilibrio de Calcio.

Cambia el PH.

Hidrolisis negativa

(estado desnaturalizado.)

Conclusiones

Constituye una innovación tecnológica para acondicionar la materia prima.

Maximiza la operatividad de la industria.

Asegura un mayor valor nutricional en los productos.

Se elimina fluctuación estacional de la proteína.

Mejora los rendimientos y contribuye a la estandarización de la calidad.Mejora los rendimientos y contribuye a la estandarización de la calidad.

Se obtiene un suero menos contaminante y con menor impacto ambiental con usos mas eficientes.

Constituye una innovación tecnológica para acondicionar la materia prima.

Mejora los rendimientos y contribuye a la estandarización de la calidad.Mejora los rendimientos y contribuye a la estandarización de la calidad.

Se obtiene un suero menos contaminante y con menor impacto ambiental con usos mas

Muchas Gracias !!Muchas Gracias !!

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