Ghitea Florica Lic.

8/8/2019 Ghitea Florica Lic.

1/108

Cuprins

PARTEA TEORETIC

Memoriu justificativ..................................................................................................................5

Capitolul I. Inroducere..............................................................................................................7I.1 Importana produselor lactate........................................................................................7

I.1.1. Importana economic......................................................................................7I.1.2. Importana tofico-biologic..............................................................................7

I.2 Istoricul i importana conservelor din lapte..................................................................8I.2.1.Laptele praf.......................................................................................................9

Capitolul II. Componenii esentiali ai laptelui.......................................................................10II.1. Laptele materie prim................................................................................................10II.2. Compoziia chimic a laptelui...................................................................................10II.3.Componeni de baza a laptelui...................................................................................11

II.3.1. Apa................................................................................................................11II.3.2. Substane azotate...........................................................................................12II.3.3. Glucidele.......................................................................................................13II.3.4. Lipidele.........................................................................................................14II.3.5. Vitaminele din lapte......................................................................................14II.3.6. Oligoelementele din lapte.............................................................................16II.3.7. Acizi organici................................................................................................17II.3.8. Contaminanii lapelui....................................................................................18II.3.9. Microorganismele din lapte..........................................................................18

Capitolul III. Tehnologia de uscare a laptelui........................................................................21III.1. Aspecte generale......................................................................................................21

III.1.1. Prezentarea produselor lactate uscate..........................................................21III.1.2. Tipuri de produse uscate..............................................................................21

III.2. Procedurile de uscare a laptelui................................................................................22III.2.1. Uscarea prin scurgre de film........................................................................22III.2.2. Uscarea prin pulverizare..............................................................................23

III.3.Fabricarea laptelui praf.............................................................................................25III.3.1. Tipuri de lapte praf i materia prima utilizat ............................................25III.3.2. Procesul tehnologic........................................ .............................................25III.3.3.Schema tehnologic de fabricre a laptelui praf ...........................................32III.3.4. Proprietile laptelui praf.............................................................................33III.3.5.Defectele laptelui praf..................................................................................35

III.3.6. Modificrile fizico-chimice ale constituenilor lactici.................................36Capitolul IV. Operaii folosite n procesul de fabricare a laptelui.......................................38IV.1. Filtrarea....................................................................................................................38IV.2. Amestecarea.............................................................................................................42IV.3. Evaporarea...............................................................................................................43IV.4. Diagrama Sankey.....................................................................................................45IV.5. Transportul fluidelor................................................................................................46

3


2/108

Capitolul V. Instalaii de obinere a laptelui praf..................................................................48V.1.Instalaii de concentrare.............................................................................................48

V.1.1. Concentratoarele de tip tubular cu pelicul ascendent..............................48V.1.2. Concentratoarele de tip tubular cu pelicul descendent.............................48V.1.3. Instalaia de concentrare cu dublu efect (NAGEMA)..................................49

V.1.4. Instalaia de concentrare tip III ANHYDRO................................................51V.1.5. Concentratorul tubular vertical.....................................................................52V.2. Instalaia de uscare prin pulverizare..........................................................................55

V.2.1. Dispozitivul de pulverizare cu injector.........................................................55V.2.2. Pulverizatorul centrifugal.............................................................................57V.2.3. Instalaia de uscare tip ANHYDRO Tip II...................................................59V.2.4. Instalaia de uscare tip NIRO-ATOMIZER..................................................61V.2.5. Dispozitiv de uscare centrifugal ALFA-LAVAL.........................................63

Capitolul VI. Obinerea laptelui praf instant.........................................................................64VI.1. Usctorul cu strat fluidizat.......................................................................................65VI.2. Produse lactate praf pentru copii..............................................................................67

VI.3. Compozitia chimica a produselor lactate uscate pentru copii..................................70PARTEA PRACTIC

Capitolul I. Controlul pe flux tehnologic n tehnologia de obinere a laptelui praf...........72I.1. Procesul tehnologic.....................................................................................................72

I.1.1. Schema tehnologic........................................................................................72I.1.2. Descrierea procesului tehnologic...................................................................73

Capitolul II.Controlul calitii laptelui praf.........................................................................76II.1. Recoltarea probelor medii de analiz...............................................................76

II.2. Analize organoleptice......................................................................................76II.2.1. Aspect exterior....................................................................................76II.2.2. Analiza produsului..............................................................................76

II.3. Analize fizico-chimice.....................................................................................77II.3.1. Determinarea aciditii........................................................................77II.3.2. Determinarea procentului de grsime.................................................77II.3.3. Determinarea procentului de umiditate...............................................79II.3.4. Determinarea solubilitii laptelui praf...............................................80

II.4. Caracteristicile laptelui praf.............................................................................82II.5. Caracteristicile laptelui praf instant.................................................................83

Capitolul III. Centralizarea analizelor pe flux tehnologic i produs finit nprocesul tehnologic de obinere a laptelui praf..............................................84

Capitolul IV. Concluzii generale.............................................................................................85

Bibliografie................................................................................................................................90

Anexe..........................................................................................................................................91

4


3/108

Memoriu justificativ

Hrana constituie un factor indispensabil pentru om i animale, deoarece asigur energiai substanele de baza necesare desfurrii proceselor metabolice, creterii i dezvoltrii

organismelor. Ea reprezint izvorul i regulatorul proceselor de schimb dintre organism i

mediul nconjurtor. Din cele mai vechi timpuri omul a primit din mediu substane nutritive

necesare furnizrii energiei cheltuite dar i meninerii unor constante fiziologice normale.

Alimentul este un sistem aflat n strns legatur cu individul, este legtura biologic a

omului cu mediul nconjurtor. Deci, orice perturbaie a mediului i gsete n aliment

mijlocitorul ideal pentru a ajunge la om. Din multitudinea de factori de agresiune purttori de

ageni poluani, menionez: solul, apa, aerul, reetele produselor, tehnicile de prelucrare,

microorganismele i ali bioduntori.

Mediul influeneaza alimentele de-a lungul parcursului materie prima - produs finitn

diferite momente, relaia aliment mediu determinnd modificri ce perturb salubritatea

produsului destinat consumului uman.

Laptele este un aliment valoros, ns relativ perisabil, datorit contaminrii sale cu

microorganisme, nc de la mulgere.

Din cele mai vechi timpuri s-a cutat o metod de conservare a laptelui sub diverseforme i n condiii convenabile. Transformarea laptelui n lapte praf este un proces complex

care const n concentrarea laptelui mpreuna cu o fraciune variabil de grsime i substane

minerale, cu eliminarea unei cantiti importante de ap.

n acest proiect am ales ca tem obinerea laptelui praf i a laptelui praf instant din

lapte integral deoarece mi s-a prut interesant ca, plecnd de la laptele integral i trecnd prin

mai multe operaii se obine deshidratarea parial a laptelui.

Laptele prezint o compoziie complex cu patru grupe de componente principale:

substane azotoase, glucide, lipide i sruri minerale.. n afara acestora, n lapte sunt prezente i

o serie de alte substane n proporii mai reduse, dar cu importan mare n alimentaie sau

tehnologie. Ca surs convenional de protein animal, laptele se situeaz pe locul al doilea,

dup carne, n privina aportului proteic n alimentaia uman.

5


4/108

Am nceput acest proiect cu o parte de teorie, pentru a avea o baz solid n scopul

nelegerii tuturor proceselor care au loc de-a lungul obinerii laptelui praf. Am continuat cu

descrierea utilajelor folosite n cadrul procesului de obinere a laptelui praf, i implicit de

instanteinizare pentru sublinia rolul acestora n cadrul procesului i pentru a nelege mai bine

fiecare etap.

Etapele parcurse n acest proiect sunt:

Descrierea componenilor eseniali ai laptelui; cunoaterea lor ne ajut s nelegem

mai bine transformrile suferite de-a lungul procesului tehnologic;

Cunoaterea tehnicilor de uscare a laptelui;

Descrierea schemei tehnologice de obinere a laptelui praf;

Prezentarea procesului tehnologic, cu fiecare etap decris n detaliu;

Concentratoarele i pulverizatoarele; cunoaterea acestor utilaje ne ajut s nelegem

complexitatea i importana acestui proces;

Descrierea pocesului de instanteinizare a laptelui praf;

Prezentarea produselor lactate praf pentru copii;

Prezentarea controlului pe flux tehnologic i implicit a analizelor efectuate pe produsul

finit;

Centalizarea datelor rezultate n urma analizelor;

Cunoaterea caracteristicilor produsului finit;

Concluzii privind procesul de uscare a laptelui.

6


5/108

PARTEA TEORETIC

Capitolul I

Introducere

I.1. Importana produselor lactate

I.1.Importana economic

n cadrul produselor alimentare, producia de lapte ocupa al doilea loc, dupa carne, ca

importan economic i alimentar, fiind una dintre cele mai ieftine surse de protein animal

cu valoare biologic ridicat. n rile cu zootehnie avansat, valoarea produciei de lapte

reprezint circa 30-40% din venitul brut al produciei agricole. n condiiile civilizaiei

moderne, consumul de lapte i produse lactate pe locuitor reprezint un indicator important al

standardului de via, laptele i derivatele sale fiind indispensabile n asigurarea unei

alimentaii echilibrate, raionale.

I.2. Importana trofico-biologic

Laptele i produsele obinute din prelucrarea lui constituie alimente valoroase n hrana

omului. Prin coninutul variat i bogat n substane nutritive, laptele reprezint alimentul ideal

pentru copii, indispensabil mai ales n primele lunii de via. Pentru majoritatea bolnavilor,

covalescenilor i a muncitorilor care lucreaz n mediu toxic, laptele este un aliment valoros i

necesar, avnd o deosebit aciune de fortificare a organismului. Fiecare component al laptelui

prezint un rol incontestabil din punct de vedere nutritiv i biologic n aprarea i meninerea

strii de sntate a organismului.

7


6/108

I.2. Istoricul i importana conservelor din lapte

Datorit variaiei mari n producia de lapte s-a impus necesitatea de a absorbi surplusul

din perioada de vrf a produciei, transformndu-l n produse care s fie consumate n perioada

minimului de producie. Astfel s-a creat i dezvoltat industria conservelor de lapte.

Prin realizarea acestor produse se urmrete n principal:

- mrirea conservabilitii laptelui;

- reducerea volumului de transport;

- asigurarea aprovizionrii regiunilor unde exist un deficit de lapte.

Principiul de obinere a conservelor de lapte const n ndeprtarea unei cantiti mai

mici sau mai mari din apa pe care o conine laptele. Reducerea coninutului de ap se poate

face prin:

concentrarea laptelui, cnd se evapor numai o parte din ap, obinndu-se produsele

concentrate;

ndeprtarea aproape complet a apei din lapte prin evaporare i uscare, realizndu-selaptele praf.

Pentru asigurarea conservabilitii produselor lactate concentrate nu este suficient

evaporarea parial a apei; metoda de conservabilitate este n mod obinuit complectat prin

sterilizare sau adaos de zahr. n produsele lactate uscate, apa este redus aproape n totalitate,

pn la 3-6%, ceea ce duce la reducerea sau chiar ncentarea activitii vitale a

microorganismelor.

Datorit valorii lor nutritive ridicate, conservele de lapte au o arie larg de folosire,

ncepnd cu alimentaia sugarilor i copiilor, nlocuind uneori chiar laptele matern, precum i a

omului matur. De asemenea aceste conserve de lapte sunt folosite pentru realizarea unor

produse alimentare ca: pinea, biscuiti, paste finoase, produse de cofetrie, ngheat.

8


7/108

I.2.1 Laptele praf

Laptele praf este un produs a crui realizare industriala aparine nceputului sec. al XX-

lea. Eliminarea din lapte a apei aproape n totalitae determina realizarea unui produs cu un

coninut ridicat de substan uscat, uor de transportat i depozitat. Datorit condiiilor

impropii de dezvoltare a microorganismelor i de apariie a modificrilor chimice, laptele praf

constitue un produs ce se preteaz la o depozitare de lunga durat.(1)

n timpul procesului de uscare se urmrete ca proprietile iniiale ale laptelui s sufere

ct mai puine moficri obinndu-se un produs capabil s se dizolve n apa, uor i complet

avnd caracteristici asemntoare laptelui din care a provenit. n afar de utilizarea sub formde lapte reconstituit, laptele praf a devenit un produs alimentar important cu valoare nutritiv

ridicat i cu gam larg de folosire.

Laptele smntnit praf a luat o mare extindere n alimentaie, deoarece conine nealterate

componentele cele mai importante ale laptelui n special proteinele, riboflavina i substanele

minerale n proporie mai ridicat fa de cele din lapte integral uscat.

n unele ri a luat dezvoltare o industrie a produselor lactate uscate pentru copii,

alimentarea sugarilor cu aceste produse fiind considerat de medicii pedriatri ca o metoda

ideala acolo unde hrnirea la sn nu este disponibil.

Subprodusele laptelui cu valoare nutritiv important ca zara i zerul sunt de asemenea

transformate n produse uscate i conservate n vederea folosirii lor n diferite scopuri.

9


8/108

(1) http://facultate.regielive.ro/proiecte/industria_alimentara/lapte_praf-59396.html

Capitolul II

Componenii eseniali ai laptelui

II.1. Laptele materie prim

Este alimentul cel mai complex i mai uor asimilat de organism, constituind unul din

alimentele de baz i n nutriia omului. Laptele este denumit i Sngele alb prin valoare sa

hrnitoare. Are peste o sut de substane nutritive necesare vieii omului (20 aminoacizi, peste10 acizi grai, 4 feluri de lactoze, 25 vitamine, peste 45 elemente minerale, proteine).

Proteinele conin aminoacizi necesari creterii i meninerii sntii.

Grsimea, n afar de rolul ei energetic, contribuie i la formarea rezervelor de grsime

n organism. Important este faptul c substanele nutritive din lapte se gsesc n proporii

optime, astfel c laptele este asimilat de organism mai bine dect orice alt aliment. Att laptele

ct i produsele lactice mresc rezistena organismelor fa de infecii i intoxicaii, ridicnd

nivelul de sntate a populaiei.

II.2. Compoziia chimic a laptelui

n absena microorganismelor i enzimelor libere, laptele este un aliment alctuit din

dou faze total nemiscibile, dar aflate ntr-o stare de emulsie perfect una n alta:

1. faza apoasa, care conine:

proteine, substane bio-organice dar compatibile cu faza apoas datorit graduluilor ridicat de hidratare precum i gruprilor anorganice terminale electrolitice, ce le asigur

starea coloidal i, compatibilitatea cu apa;

zaharurile, compui organi solubili n ap;

vitaminele hidrosolubile;

10
http://facultate.regielive.ro/proiecte/industria_alimentara/lapte_praf-59396.htmlhttp://facultate.regielive.ro/proiecte/industria_alimentara/lapte_praf-59396.html


9/108

srurile i oligo-elementele minerale.

2. faza organic constituit din materia gras, emulgat n faza apoas i alctuit

din:

gliceridele;

steridele;

acizii grai;

fosfolipidele, dintre care lecitina, care asigur interferena dintre cele dou faze;

vitaminele liposolubile;

pigmenii.

Din punct de vedere chimic, laptele conine urmtorii componeni:

apa;

substana uscat negras;

materia gras.

Unele din aceste substane se gsesc n stare dizolvat ntr-o faz sau alta, iar altele sub

form de emulsie sau de suspensie coloidal, apa jucnd rol de mediu de dispersie al acestora.

Toate tipurile de lapte conin practic aceiai componeni majori, ntr-o distribuie aproape

similar care fluctuieaz uor n funcie de specia animalier, de ras n cadrul aceleiai specii,

de regimul alimentar precum i de perioada de lactaie.

II.3. Componenii de baz ai laptelui

II.3.1. Apa

Principalul component al laptelui este apa, care reprezint peste 80% din masa total a

laptelui, proporie ce variaz, n primul rnd, n funcie de specia animalului.

11


10/108

Apa este faza majoritar, n care au loc cvasitotalitatea proceselor chimice, biochimice

i fizice. Tensiunea superficial a soluiei apoase din lapte numite plasm joac un rol

determinant n stabilitatea emulsiei de materie gras i a suspensiilor de proteine.

II.3.2. Substane azotate

Apa din lapte este faza de dispersie a ceea ce se numete, de regul, substana uscat,

care rezult din eliminarea total a apei din lapte, printr-o deshidratare integral.

Din eliminarea materiei grase din substana uscat, rezult substana uscat negras,

care, n afara de substane minerale (sruri de Ca, Mg, K etc.), mai conine i elemente

organice specifice laptelui, printre care putem enumera urmtoarele:

lactoza (dizaharid compus din glucoz i galactoz);

cazein;

lactalbumin;

lactoglobulin;

enzime libere;

urme de alti compui.

Cea mai mare parte a substanei uscate, grase sau negrase, poate, de asemenea, fi

obinut prin coagularea fie a laptelui normal, fie a laptelui smntnit i formarea unei mase

floculante, numit coagul. n masa subsatnelor azotate, proteinele reprezint, n medie, o

proporie de circa 95%.

Proteinele laptelui sunt substane macromoleculare formate din combinarea a circa 20

de aminoacizi elementari. Ele pot fi uor separate din soluie, utiliznd acid tricloracetic

(ATCA) sau acid fosfotungtic i pot fi precipitate cu o soluie concentrat de sulfat de amoniu.n funcie de starea lor de dispersie, proteinele din lapte pot fi clasificate n dou grupe:

1. cazeina aflata n stare de suspensie coloidal i care reprezint 80% din totalul

proteinelor;

2. proteinele zerului sauproteinele serice, solubile n ap, i anume:

lactalbumina, n proporie de 9-15% din masa proteinelor;

12


11/108

lactoglobulina, n proporie de 3,3% din totalul proteinelor;

proteozopeptonele, n proporie de 3,7% (solubile n zer).

Aceast distribuie a principalelor proteine fluctueaz n limite foarte nguste, n funcie

de sursa laptelui, raportul dintre diferitele proteine pstrndu-se aproape constant.

Cele mai importante proteine din lapte pot fi clasificate n trei categorii, n funcie de

structura lor chimic:

1. holoproteidele, care contin numai -aminoacizi (-lactalbumina, -lactoglobulina);

2. fosfoproteidele, care conin acidul fosforic n gruparea proteic (-cazeina, -

cazeina);

3. lipoproteidele, care conin glucide drept grupare prostetic (K-cazein), ele

deosebindu-se prin structura i compoziia molecular, care le determin forma de

dispersie n lapte.

Substane azotoase neproteice

Substanele azotoase neproteice reprezint aproximativ 5 % din totalul azotului din

lapte. Aceti compui (uree, creatin, creatinin, acid uric, acid hipuric, tiocianant, amoniac,

aminoacizi, peptide) sunt parial produi de metabolism.

II.3.3. Glucidele

Lactoza este un component al laptelui care determin, sub aciunea microorganismelor,

toate procesele fermentative care au loc n lapte. Lactoza poate suferi o serie de procese

fermentative de descompunere pentru a da natere, n funcie de tipul de microorganisme

implicate, la acid lactic, acid propionic, acid butiric sau alcool.

Lactoza este principalul component glucidic al laptelui, pe lng urmele de galactoz i

glucoz, ce rezult din procesul de hidroliz. Din punct de vedere chimic, lactoza este un

dizaharid (dioz) format dintr-o molecul de glucoz i o molecul de galactoz.

Lactoza este un glucid specific laptelui, i , prin urmare, singura surs de galactoz

pentru om, fiindu-i necesar n sintetizarea metabolic a galactocerebrozidelor, substane

13


12/108

implicate n dezvoltarea sistemului nervos central i a facultilor mintale, n special la copil.

Cecetri riguroase au demonstrat c eliminarea galactozei din raia nutritiv a sugarului i

nlocuirea ei cu zaharoza duce la tulburri de inteligena la copil.

Cu o putere de ndulcire de 6,25 ori mai mic dect cea a a zaharozei, lactoza i confer

laptelui un gust dulceag. Acest gust dulceag este mai pronunat n zerul nefermentat, deoarece,

n lapte, acesta este mascat de prezena cazeinei. Laptele de vac conine n jur de 4,3-4,8%

lactoz raportat la cantitatea total de substan uscat.

n plus de procesele fermentative, lactoza poate suferi procesul de hidroliz, enzimatic

sau acid cu formarea de glucoz i galactoz. Se obine astfel siropul de lactoz, caracterizat

printr-un gust dulce mai intens i utilizat n fabricarea ngheatei. Prin convertirea glucozei, se

intensific gustul de dulce, prin formarea fructozei. Toate aceste produse sunt destinate n

special persoanelor cu intoleran la lactoz.

II.3.4. Lipidele

Fraciuna gras reprezint, n medie, 3,6-3,8% n laptele de vac, coninut apropiat de

cel din laptele de capr (4%) i peste 7% n laptele de oaie i de bivoli. Materia gras din

lapte este un amestec complex, alctuit de o multitudine de compui, printre care se numr

gliceridele, steridele, fosfolipidele, acizii grai liberi, diverse tipuri de cear i altele.

II.3.5. Vitaminele din lapte

Principalele vitamine( tabelul nr. II.3.5. ) ntlnite n lapte sunt cele de tip: A, D, E, K,

B1, B2, B6, PP i B12, i sunt dispersate, n principal, n dou faze:

vitaminele hidrosolubile, dizolvate n plasm;

vitaminele liposolubile, care sunt dispersate n materia gras.

Distribuia vitaminelor n cele dou faze ale laptelui variaz n funcie de specia

animalului, rasa animalului, perioada de lactaie, regimul alimentar, precum i de tipul de

prelucrri anterioare ale laptelui.

14


13/108

Vitaminele contribuie, n mod esenial, la valoarea nutritiv a laptelui, prin aciunea lor,

alturi de enzime i de ali factori de nutriie, n procese metabolice ce au loc n organismul

consumatorului

Vitaminele din lapte:

VITAMIN SRABILITATE ROL SURS DE

PROVENIEN

Vitamina A

Rezistent la

cldur,

sensibil la oxidare.

Favorizeaz creterea i

rezistena organismului tnr.

Hidroliz enzimatic

a -carotenului.

Vitamina DRezistent la

fierbere,

pasteurizare i

depozitare.

Element antirabic, regleazmetabolismul fosfocalcic,

favoriznd absorbia i reinerea

calciului n organism.

Descompunerea

fotolitic a

erosterolului.

Vitamina E

- Necesar fecunditii i formrii

laptelui de ctre glandele

mamare. Rol antioxidant

important.

Plante verzi (ppdie,

germeni de cereale).

Vitaminele

B1, B6, B12

-

Protejeaz sistemul nervos i

apr organismul de anemie.

Sintetizate de flora

digestiv a

rumegtoarelor.

Vitamina B2

Rezistent la

cldur, sensibil la

razele UV.

Favorizeaz creterea, se

regsete n zer.

Zer

15


14/108

Vitamina C

Instabil la cldur

i n prezena

oxigenului.

Rol multiplu. Fructe, legume.

Tabelul nr. II.3.5. Vitaminele din lapte

II.3.6. Oligoelementele minerale din lapte

Fraciunea mineral din lapte reprezint o proporie de circa 0,7-0,9%, fiind alctuit, n

esen, de sruri de cloruri, citrai i fosfai de caciu, de sodiu, potasiu i magneziu. Citraii de

sodiu, calciu i magneziu se combin cu lactoza pentru a fi asimilate de organism i joac un

rol foarte important n procesele fermentative, favoriznd formarea de compui de tip diacetil

i diacetilmetilcarbonil, care confer arom produselor lactate.

n lapte se mai afl i alte combinaii chimice pe baz de sulf, aluminiu, zinc, fier, aflate

n constituia metaloproteinelor, precum i calciu i fosfor care joac un rol foarte important n

nutriia omului i n stabilizarea cazeinei. De menionat faptul c distribuia acestor

oligoelemente variaza, n principal, n funcie de gradul de prospeime a laptelui i vice-versa.

Astfel, prezentm dou argumente n acest sens:

laptele zis anormal are un coninut relativ ridicat de cloruri;

laptele prelucrat termic are un coninut redus n sruri solubile de calciu i se

preteaz mai greu la coagulare.

O modalitate de remediere, n acest sens, const n corectarea acestui coninut cu un

adaos de clorur de calciu.

Fraciunea enzimatic din lapte

16


15/108

Enzimele sunt compui proteici funcionalizai i joac rol de catalizatori, foarte activi

i selectivi, n diferitele procese chimice i biochimice ce pot avea loc n lapte. Pn n zilele

noastre, peste 20 de enzime au putut fi identificate n lapte.

Fraciunea enzimatic din lapte determin, n mod semnificativ, comportarea fizico-

chimic, stabilitatea termic i mecanic, precum i capacitatea laptelui de a fi prelucrat

ulterior n vederea unei valorificri superioare.

Enzimele eseniale

Acestea sunt clasificate n diferite grupe i ele se localizeaza n special n celulele

epiteliale ce provin din glandele mamare. Principalele grupe de enzime sunt:

lipazele;

esterazele;

amilazele ( i );

aldolazele;

citocromreductazele;

fosfatazele;

reductazele;

peroxidazele;

catalazele.

n concluzie, laptele conine mai mult de 60 de enzime indigene care reprezint o parte

minor calitativ, dar foarte important a sistemului proteic al laptelui. Multe dintre enzimele

laptelui sunt concentrate n membrana globulelor de grsime i doar o mic parte sunt asociate

cu cazeinele, o alt parte gsindu-se n ser.

II.3.7. Acizii organici

17


16/108

Acizii organici prezeni de lapte sunt: acidul citric, acizii grai cu mas molecular

mic, cantiti mici de acid lactic i piruvic. Toi aceti acizii apar n lapte n cantiti reduse,

dar prezena bacteriilor poate crete concentraia lor.

Hormonii

Mai muli hormoni se gsesc n lapte sub form de urme: prolactina,somatotropina i

steroizii.

II.3.8. Contaminanii laptelui

Medicamentele pot ajunge n lapte ca urmare a tratamentelor administrate animalelor.

Antibioticele i sulfamidele sunt utilizate pe scar larg i ele se introduc n uger pentrutratarea mastitelor i se regasesc dup 3-4 zile de la adminstrare n lapte.

Antibioticele pot ncetini aciunea bacteriilor lactice i unele se pot transmite n snge,

constituind un impediment din punct de vedere tehnologic la fabricarea prduselor lactate. Din

furaje pot proveni: hidrocarburi-clorurate, alte pesticide i erbicide,micotoxinele, metalel grele,

radionuclizii.

II.3.9. Microorganismele din lapte

Laptele este un substrat preferat de majoritatea microorganismelor ( tabelul nr. II.3.9. )

deoarece conine o varietate foarte mare de nutrieni

Microorganisme indezirabile: prezena unor microorganisme n laptele materie prim

este indezirabil pentru c acestea pot fi patogene sau pentru c prin dezvoltarea lor n lapte

poate determina modificri nedorite ale compoziiei i structurii laptelui.

Microorganismele patogene: care ajung in lapte pot fi microorganisme patogene pentru

animal sau pentru om. Patogenii care se transmit la om pot fi de tip toxic sau infecios.

Infeciile implic laptele ca vehicul pentru microorganisme, iar mbolnvirea apare dup o zi

sau mai multe de la consumul laptelui. n general este necesar un numr mic de

18


17/108

microorganisme pentru a produce mbolnavirea. n tabel (I.3.9.) sunt prezentate principalele

microorganisme patogene care sunt asociate consumului de lapte si porduselor lactate.

Microorganisme nepatogene: acestea nu afecteaz n mod direct calitatea laptelui, dar

folosesc nutrieni rezultai din hidroliza lactozei, a proteinelor, a grsimii sau a altor substane,

produse de echipamentul enzimatic al microorganismelor. Aceste transformri afecteaz aroma

i gustul laptelui i al produselor lactate, dar afecteaz i stabilitatea laptelui.

Bacteriile lactice: aceste bacterii produc acid lactic din carbohidrai. Lactococcuslactis

ssp. Lactis i cremoris cresc rapid n lapte, la temperaturi mai mari de 20C. Din acest motiv

dac laptele nu este rcit aciditatea crete i poate s apar agregarea particulelor de cazein.

nainte ca laptele s aib o aciditate foarte ridicat acesta i pierde stabilitatea la nclzire.Bacteriile lactice mezofile sunt distruse de pasteurizarea joas i chiar de termizare (15C la

65C). Pasteurizarea joas nu distuge bacteriile lactice termofile cum este cazul Streptococcus

thermophilus.(2)

Coliformii sunt bacterii care fac parte din familia Entrobacteriaceae i sunt bacterii

prezente n tracul digestiv,Eshericshia coli iKlebsiella aerogenes dar i alte genuri i specii

find incluse n aceast categorie. Bacteriile se dezvolt rapid n lapte, mai ales la temperaturimai mari de 20C. Pasteurizarea joas distruge coliformii iar absena coliformilor constitue un

indicator al calitii igienice a laptelui.

Microorganisme psihotrofe: sunt gram negative i sunt foarte rspndite i includ

genurile Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium, i Alcaligens. Microorganismele

pshihotrofe se dezvolt la temperaturi mai mici de 15C i pot prolifera i la 4C. Temperatura

optim de dezvoltare este intervalul 20-30 C. Majoritatea microorganismelor au un

echipament enzimatic format din proteaze i lipaze i din acest motiv atac proteinele si

lipidele, ducnd la apariia mirosului putid i a gustului de spun.

19


18/108

(2)Chintescu, G., Grigore, . ndrumtor pentru tehnologia produselor lactate. Editura Tehnic, Bucureti,

1982, p. 102

20


19/108

Tabel nr.II.3.9 Principalele microorganisme din lapte

PATOGENI MBOLNVIRII

ENTEROBACERIACEAE

Eshericshia coli Gastroenterite

Salmonella Gastroenterit, febr tifoid

Shigella Gastroenterite

ALTE BACERII G(-)

Brucella abortus Bruceloza

Campylobacer jejuni GastroenenteriteBACERII SPORULATE G(+)

Bacillus cereus Intoxicaii

Bacillus anthracis Antrax

Clostridium prefringens Gastroenterite

Clostridium botulinum Botulism

COCI G (+)

Staphylococcus aureus Toxina emetic

Streptococcus agalactiae Mastit

Steptococcus pyogenes Infecii

G (+) DIVERSE

Mycobacerium tuberculosis Tuberculoz

Mycobacerium bovis Tuberculoz

FUNGI

Mucegaiuri Micotoxine

VIRUSURIEnterovirous rotavirus Infecii enterice

PROTOZOARE

Toxoplasma gondii Toxoplasmoz

21


20/108

Capitolul III

Tehnologia de uscare a laptelui

III.1. Aspecte generale

III.1.1.Prezentarea produselor lactate uscate

Laptele praf i derivatele uscate din lapte sunt obinute prin eliminarea cvasitotal a

apei, proces ce are loc printr-o concentrare maxim controlat a laptelui. Produsele uscate

prezint numeroase avantaje, printre care se numr:

un coninut ridicat n substan uscat, ceea ce determin o valoare

nutritiv ridicat;

o conservabilitate ndelungat, datorit lipsei de ap, fapt ce duce

la inhibarea proceselor chimice i biochimice, precum i a celor biologice de cretere i

nmulire celular;

o rentabilitate ridicat a transportului i a stocrii datorit volumelor

reduse ocupate de aceti produi.

Procesul de deshidratare se realizeaz la scar industrial, inndu-se cont de anumite

criterii cu privire la materia prim i la produs finit. Astfel produii uscai obinui trebuie s fie

solubili n ap i stabili din punt de vedere chimic pentru perioade ndelungate de timp, iar

laptele folosit ca meterie prim s nu prezinte proprieti anormale.

III.1.2. Tipuri de produse uscate

1. Laptele praf

Laptele praf integraleste produsul cel mai rspndit i cel mai comercializat din

aceast categorie, datorit, n primul rnd, succesului pe care l-a avut acest sortiment i

rspndirii sale rapide n lume, precum i datorit aplicaiilor multiple ale acestuia, pe lng

consumul direct sub form de lapte reconstituit cu un adaos de ap.

22


21/108

2. Lapte praf smntnit

Laptele praf smntnit, mai iesftin dect laptele integral, este un produs pentru care

cererea crete continuu, datorit aplicaiilor sale din ce n ce mai diversificate. Principalul

avantaj al acestui produs const n coninutul su ridicat de proteine, riboflavin i substane

minerale, un coninut mai ridicat dect cel din laptele prafintegral. Un alt avantaj l reprezint o

stabilitate ridicat a acestui produs pentru perioade lungi de conservare.

3. Laptele i produsele uscate pentru sugari i copii

Aceste produse au fost adaptate nutriiei umane, datorit rolului lor important n

creterea organismului.

4. Subprodusele uscate ale laptelui

Cele mai cunoscute subproduse lactate uscate sunt zerul i zara praf. Aceste produse au

aplicaii multiple, n special, n tehnologia produselor alimentare i n gastronomie.

III.2. Procedurile de uscare a laptelui

n tehnologia de uscare a laptelui i a derivatelor lactate, au fost consacrate la nivel de

procedee tehnologice dou proceduri diferite de uscare i anume: uscarea prin scurgere de film

sau de pelicul i uscarea prin pulverizare.

III.2.1. Uscarea prin scurgere de film

Aceast procedur const n asigurarea scurgerii laptelui sub form de film subire pe o

suprafa metalic nclzit. Aceast procedur are n vedere mrirea suprafeei de contact ntre

produsul ce urmeaz a fi uscat i agentul de nclzire pentru a asigura o deshidratare ct mai

eficient.

23


22/108

n acest sens, o procedur convenional, care este din ce n ce mai puin folosit la

scar industrial, se bazeaz pe scurgerea lapteluisub form de film pe suprafaa unui cilindru

rotativ nclzit.

Procesul de uscare a laptelui pe valuri se realizeaz la presiune atmosferic, la o

temperatur de 80-140oC i un timp de contact scurt de 2-3 secunde. Aceste condiii sunt

considerate optime i permit o uscare corespunztoare prin minimalizarea procesului de

degradare termic a elementelor nutritive ce alctuisc laptele. Procesele de degradare termic

rmn, ns, destul de importante n astfel de tehnologii datorit temperaturii relativ ridicate de

uscare.

O alt variant a acestei proceduri const n micorarea temperaturii de uscare la

temperatura de 50-60oC i mrirea vitezei de rotire a valurilor i diametrului acestora. Aceast

variant s-a dovedit, ns, destul de costisitoare i nu mai prezint interes tehnologic ncomparaie cu noile metode de uscare a laptelui prin pulverizare, deoarece procesele de

degradare pot fi numai minimalizate dar nu i eliminate n ntregime.(3)

III.2.2. Uscarea prin pulverizare

Aceast procedur este mai modern i mai rentabil i const n atomizarea laptelui

lichid sub forma unuinor de picturi mici

ntr-o incint n care circul un curent de aer cald.Atomizarea fazei lichide (lapte) ntr-o faz gazoas cald (aer) are n vedere mrirea

suprafeei de contact lichid-gaz precum i o mrire a transferului de materie (evaporarea apei).

Contactul dintre picturile mici de lapte i moleculele de aer cald este foarte rapid i uscarea

este aproape instantanee. Cu toate c aerul cald are o temperatur de 140-170oC, timpul scurt

de contact dintre picturi i aer, face ca temperatura picturilor s nu depeasc valoarea de

50-55oC. Contactul dintre faza lichid i faza gazoas se poate realiza n dou moduri diferite:

unul n contracurent i unul n echicurent.

Pentru procedeele industriale ce funcioneaz n contracurent, picturile se formeaz cu

ajutorul unui dispozitiv de pulverizare situat n partea superioar a camerei de uscare.

(3) http://www.infolapte.ro/cota_laptelui_romania.html

24
http://www.infolapte.ro/cota_laptelui_romania.htmlhttp://www.infolapte.ro/cota_laptelui_romania.html


23/108

Cderea liber a picturilor de ap este frnat de rezistena pneumatic exercitat de

curentul ascendent de aer. Pe msur ce particulele coboar, ele se deshidrateazprogresiv,

densitatea lor crete treptat i cderea lor devine din ce n ce mai rapid (figura nr. III.2.2.)

Fig. III.2.2. Usctor n contracurent

Timpul de contact dintre picturi i aerul cald este reglat de temperatura de uscare prin

modificarea debitului de aer. Procedeele ce funcioneaz n echicurent (cureni paraleli)

folosesc camere de uscare orizontale.

n aceste instalaii, timpul de contact este adeseori mai scurt, dar temperatura de uscare

mai ridicat. Separarea particulelelor are loc n dispozitive de tip separator-ciclon cefuncioneaz pe principiul forei centrifuge. Procedeele de uscare prin pulverizare sunt mai

performante dect cele prin scurgere de film i prezint avantajul suplimentar de a pstra

calitile laptelui, n special, solubilitatea acestuia n ap la reconstituire (solubilitatea fiind mai

mare de 99%). Astfel procedeele de pulverizare au devenit cele mai folositen industria

laptelui.

25


24/108

III.3. Fabricarea laptelui praf

III.3.1. Tipuri de lapte praf i materie prim utilizat

Pe baza coninutului de materie gras exist mai multe sortimente comercializate dintre

care cele mai cunoscute sunt:

Lapte praf tip 26 cu coninut n materie gras de 26%;

Lapte praf 20 cu coninut n materie gras 20%;

Laptele smntnit cu coninut n materie gras de 1,5.

Materia prim folosit pentru obinerea laptelui praf este supus unor norme severe

similare cu cele cerute n cazul laptelui concentrat si anume:

O aciditate mai mic de 20o T;

Un gust i un miros de lapte proaspt;

O consisten normal i o culoare alb normal.

III.3.2. Procesul tehnologic

Etapele tehnologice de fabricare a laptelui praf sunt urmtoarele:

1. Recepie, filtrare i rcire

Laptele, recepionat conform normelor prescrise privind proprietile organoleptice i

fizico-chimice, este imediat supus unor operaii de filtrare, care se realizeaz, de regul,

folosind un dispozitiv centrifugal performant i adoptat capacitii de producie. Ulterior,

funcie de regimul de funcionare a procesului tehnologic, laptele filtrat este:

Fie rcit la o temperatur de 4-6o

C i conservat n rezervoare tampon nainteaunei prelucrri ulterioare. Acest caz este valabil pentru un regim discontinuu sau atunci cand

apare un excedent de materie prim;

Fie trimis direct cu ajutorul unor pompe n utilaje destinate operaiilor de

normalizare. Acest caz este valabil pentru un regim dinamic, n care are loc o recepie

optimizat n raport cu parametrii tehnologici de fabricare.

26


25/108

2. Normalizarea

Normalizarea are drept scop principal omogenizarea compoziiei laptelui i evitarea

fluctuaiilor n timp ale acesteia. ntr-un flux continuu, parametrii tehnologici trebuie s rmn

constani iar compoziia chimic a laptelui trebuie meninut la un nivel invariabil.

3. Pasteurizarea

Cu toate c uscarea ulterioar a laptelui distruge o mare parte a microflorei, o

pasteurizare suplimentar s-a dovedit a fi necesar pentru diustrugerea speciilorrezistente cum

ar fi: sporii streptococii termorezisteni i micrococii. Uscarea prin scurgere de film pe valuri

este destul de eficient din punct de vedere al sterilizrii, dar prezint inconvenientul major dea afecta calitatea produsului.

Pasteurizarea laptelui n astfel de tehnologie este corelat, n general cu operaia de

uscare, cele dou etape fiind complementare. Temperatura de pasteurizarepoate fi redus la 85-

88oC pentru un lapte normal i la 80-82oC pentru un lapte smntnit.

4. Concentrarea

Concentrarea, n tehnologia de fa, este o operaie similar cu cea efectuat n

diferitele sortimente de lapte concentrat. Ea este necesar n tehnologia uscrii laptelui pentru

evitarea termodegradrii laptelui. Gradul de uscare este strns legat de gradul de concentrare

prealabil. O concentrare optim minimizeaz formarea de pungi de aer n particulele de lapte,

pungi care pot avea un rol nefast asupra etapei ulterioare de conservare a laptelui. Pentru mai

mult eficien se recomand ca uscarea s aib loc sub vid n utilaje performante i puin

voluminoase.

Operaia de concentrare se justific prin consumul su redus de energie, dat fiind faptul

c eliminarea unei cantiti de un kg de ap necesit un consum de abur cald n timpul uscrii

de 2-8 ori mai important dect etapa de uscare. Consumul de materie auxiliar kg abur/kg ap

eliminat este redat n tabelul urmtor:

27


26/108

Consumul specific de materie auxiliar

(kg abur/kg ap eliminat)

Operaie (utilaj) Consum de materie auxiliar

(kg abur/kg ap eliminat)Concentrare sub vid 0,5Uscare prin scurgere de film pe valuri 1-1,5Ucare n pulverizator 2,5-4

Din datele prezentate n tabel, rezult c este mai economic s se recurg la o

concentrare prealabil a laptelui naintea uscrii acestuia. Un grad de concentrare prealabil de

45-48% este considerat optim, deoarece valori mai ridicate duc la o vscozitate ridicat alaptelui concentrat i afecteaz eficiena operaiilor ulterioare de uscare. Gradul de concentrare

a laptelui depinde, n mare msur, de geometria utilajului i de hidrodinamica fluidelor

implicate n procesul respectiv.

Fluxurile cu care opereaz utilajele de concentrare i de uscare au debite diferite i de

aceea se recomand o stocare temporar a laptelui concentrat n rezervoare tampon. Aceast

operaie de stocare prezint, ns, dezavantajul major a apariiei unei posibile infecii a

produsului.

Instalaiile de concentrare sub vid sunt mult mai eficace i ocup spaii mai mici.

Gradul de concentrare a laptelui depinde n mare parte de modul de construcie a turnului de

uscare. n general, se consider optim gradul de concentrare a laptelui de 3,8:1 4:1 (respectiv

45 475 substan uscat) ceea ce corespunde la densitatea de 1,08 1,10 determinat la

temperatura de 50C. n cazul n care gradul de concentrare a laptelui este prea mare,

vscozitatea laptelui concentrat crete, instalaia produce o pulverizare grosier i uscarea nu

mai este complet.(4)

(4) Rotaru, G., Moraru, C. Industria alimentar. H.A.C.C.P. Calitate.Analiza riscurilor. Punctele critice de

control. Editura Academic, Galai, 1997, p:93.

5. Uscarea

28


27/108

Un control periodic al proprietilor organoleptice este necesar nainte de a se efectua

uscarea laptelui concentrat. La acest control, aciditatea nu trebuie s depeasc valoarea de

75oT pentru un grad de concentrare de 47%.

Laptele concentrat este introdus apoi n camera de uscare la o temperatur de minim

50oC. Parametrii tehnologici ai acestei etape sunt reglai, n prealabil, prin circularea de ap n

instalaie, naintea introducerii laptelui n camera de uscare.

Procesul de uscare depinde de mai muli factori, cum ar fi:

Temperatura de intrare a laptelui;

Debitul de lapte introdus;

Viteza de rotire a dispozitivului de pulverizare;

Temperatura de intrare a aerului;

Debitul de intrare a aerului;

Gradul de concentrare prealabil a laptelui.

Valorile acestor parametrii tehnologici variaz n domenii largi, n funcie de tipul de

instalaie folosit. Indiferent de instalaia folosit, laptele concentrat este aspirat dintr-un

rezervor tampon cu ajutorul unei pompe i trimis n dispozitivul de uscare, care const ntr-un

disc rotativ perforat care mprtie lichidul sub form picturi sub aciunea forei centrifuge.

Aceste dispozitive sunt adaptate pulverizrii laptelui concentrat i sunt mai eficiente

dect cele ce funcioneaz pe baz de jet, care prezint inconvenientul major de a se obtura n

timpul procesului din cauza depunerii progresive de lapte uscat. La dispozitivele de pulverizare

cu disc rotativ, dispersia radial, a picturilor asigur un timp mai lung de edere a picturilor

n curentul de aer uscat.

Pe msura ce picaturile se ndeprteaz de centrul dispozitivului de pulverizare, acestea

intr n contact cu aerul cald i ncepe diferitele trepte ale fenomenului de transfer al apei din

pictura de lapte ctre faza gazoas. Astfel, au loc urmtoarele etape:

Micorarea trepatat a energiei cinetice i ncetinirea micrii orizontale a

picturilor de lapte;

29


28/108

Cderea liber a picturii sub aciunea greutii, nsoit de frnarea particulei

prin frecare cu aerul;

Deshidratarea progresiv a picturii de lapte, n urma creia particulele capt o

densitate din ce n ce mai mare, ceea ce duce la accelerarea cderii libere, la ridicarea

temperaturii n masa picturilor i la intensificarea fenomenului de evaporare.

Evaporarea apei este un proces relativ rapid i n ciuda faptului c aerul este foarte cald,

temperatura vaporilor nu depete valoarea de 49-50oC. Cea mai mare parte a laptelui uscat

este recuperat n fundul camerei de pulverizare i apoi evacuat cu ajutorul unor dispozitive

speciale.

O mic parte din laptele uscat (particule mici i uoare) este antrenat, transportat cu

aerul cald i recuperat n dispozitive speciale numite ciocloane. Pierderile n tehnologia de

obinere a laptelui praf sunt, n general mici (de aproximativ0,5%) datorit folosirii acestor

cicloane.

6. Ambalarea

Durata de conservare a laptelui uscat depinde, ntr-o foarte mare msur, de materiale

folosite pentru ambalare. Aceste materiale trebuie s satisfac anumite cerine, cum ar fi:

o rezisten apreciabil la rupere i o impermeabilitate suficient la ptrunderea

umiditii i a oxigenului din aer.

n acest sens, cutiile metalice cilindrice (capacitate de 500 g) sunt cele mai indicate

ambalaje pentru laptele uscat destinat copiilor i sugarilor, datorit numeroaselor avantaje, cum

ar fi:

Etaneitate apreciabil;

Rezisten mecanic ridicat;

Prelucrarea metalului folosit pentru fabricarea cutiilor este

relativ uoar;

Cutiile se preteaz uor procedurilor de sterilizare.

30


29/108

Aceste ambalaje prezint, ns, i unele inconveniente, printre care se numr pierderile

de volum util (spaiul dintre cutiile cilindrice), greutatea metalului folosit pentru fabricarea

cutiilor care ridic costul transportului i costurile ridicate de fabricarea ambalejelor.

La ora actual, n funcie de tehnologie i de capacitatea de producie, se folosesc i alte

tipuri de ambalaje, cum ar fi:

Carton acoperit cu o pelicul de polietilen;

Carton acoperit cu o pelicul alctuit din straturi succesive de:

poliofilm, pergament vegetal, polietilen; acest material este folosit pentru

ambalarea sub vid, fiind impermeabil la ptrunderea oxigenului;

Foi de aluminiu acoperite cu straturi de poliofilm sau/i polietilen;

Pungi de polietilen n cutii de carton (capacitate 500).

Drept ambalaj de transport (secundar) se folosesc frecvent saci de hrtie special

combinat cu straturi de polietilen (capacitate de 20, 25, 30, 50 kg).

Tehnica cea mai modern de ambalare implic trei trepte succesive:

1. umplerea ambalajului;

2. aspirarea aerului sub vid pentru minimalizarea riscurilor de infecie;

3. injectarea de gaz inert (azot molecular n general) i ermetizarea simultan.

Acest procedur de ambalare permite evitarea proceselor de oxidare a materiei grase i

mbuntirea conservabilitii pentru mai muli ani, cu condiia ca coninutul de oxigen ngazul inert s nu depeasc o proporie de 1-2% .

7. Stocarea

Laptele praf, ca de altfel toate celelalte produse lactate uscate, este relativ instabil n

prezena anumitor factori aerul, umiditatea i cldura) care joac roluri foarte importante n

procesele chimice de degradare.

Datorit higroscopiei lactozei, a proteinelor i a srurilor minerale, procesele de

degradare a laptelui uscat sunt, din pcate, destul de frecvente. Exist totui o tehnologie care

permite reducerea acestei higroscopii i obinerea unui produs numit lapte instant, acesta

numindu-se procedura instant. Aceast procedur prezint un avantaj majorce const n

evitarea formrii de cocoloae la contactul cu apa sau cu umiditatea.

31


30/108

Umiditatea i cldura sunt principalele cauze ale apariiei de cocoloae i brunificarea

laptelui, procese ce se traduc prin:

Transformarea lactozei amorfe n monohidrat de -lactoz cristalin (la

o umiditate mai mare de 7%), ducnd la formarea de granule lipicioase de lapte praf;

Reacia lui Maillard de degradare a proteinelor, ce duce la scderea solubilitii

acestora. Aceast reacie, favorizeat de creterea temperaturii, este implicat i hidroliza

lecitinei cu formarea de trimetil amin ce confer laptelui un gust de pete, precum i n

obinerea de compui secundar de culoare brun, insolubili, care afecteaz proprietile

organoleptice ale laptelui;

Oxidarea i fotooxidarea materiei grase, n cazul unei pasteurizri

necorespunztoare.

Cercetri ndelungate au permis stabilirea condiiilor optime de stocare prelungit a

laptelui praf (de la 6-8 luni), care sunt:

Ambalarea cu injectare de gaz inert (azot molecular);

Folosirea de ambalaje ce nu permit penetrarea apei, aerului i a luminii;

O temperatur mai mic de 20oC;

O umiditate a aerului ambiant din zona de stocare mai mic de 75% pentru

temperaturi mai mici de 15oC;

Un coninut de oxigen sub 1-2%; aceast condiie este necesar pentru stocarea

mai multor tipuri de produse lactate uscate cu o conservabilitate ndelungat, chiar de civa

ani.

32


31/108

III.3.3. Schema tehnologic de fabricare a laptelui praf

Lapte refuzatRecepie

Filtrare Impuiti solide

Ambalare

Excedent

ConcentrareSU=44-46%

RcireT=4-6oC

PasteurizareT=85-88oC

Uscare-pulverizare

Aer cald

T=150-190oC

Aer rcit

T=70-90oC

Normalizare

RcireT=15oC Livrare

Stocare

T


32/108

III.3.4. Proprietile laptelui praf:

CRITERIU CARACTERISTICI OBSERVATII

Forma

particulei

Sferic sau oval - -

Suprafaa

granulelor

O suprafat neted Pentru o uscare corespunztoare

O suprafa ncreit Atunci cnd aerul este excesiv de cald, apa din

granule fierbe intensiv ceea ce duce la formarea de

cratere la suprafaa granulelor

Mrimea

particulelor

10-250m

Pulverizare pe disc centrifug duce la formarea de

particule groase.

Pulverizarea cu jet sub presiune duce la formareavde

particule fine.

Mrimea particulelor este proporional cu gradul de

concentrare prealabil al laptelui.Coninutul

de aer

10-15% Sub form de pungi

Coninutul

de ap 3-4%

Valorile mai ridicate ale acestuiconinut afecteaz

conservabilitatea, n special, pentru valori mai mari de

5%

Densitatea

aparent 0,5-0,8g/cm3

Densitatea este invers proporional cu coninutul de

aer nglobat n granule.

Laptele smntnit praf este mai dens datorit

coninutului su mai redus n materie gras. Pe de alt

parte granulele de lapte smntnit sunt mai puin

poroase (datorit coninutului de materie gras care

are tendine de umflare)Coninutul

de lactoz

38% Pentru lapte normalizat praf 50% Pentru lapte smntnit praf

Coninutul 20-26% Pentru lapte normalizat praf

34


33/108

de materie

gras

1,5% Pentru lapte smntnit praf

Coninutul

de gaze

O2 sub 1-2%

CO2,N2 variabil

Acest coninut crete odat cu creterea mrimii

particulei de materie gras deoarece spaiul dintre

aceste globule este mai mare.

Viteza de

umectare

Variabil

n funcie de mrimea particulelor

n funcie de porozitatea lor (mrimea globulelor de

materie gras)

n funcie de temperatur (temperatur mai mare de

65oC duce la formarea de cocoloae)

Maximal Pentru diametre ale granulelor de cca 100-150 m

Pentru temperatur de de 45oC

Solubilitatea Maximal peste 97-

99%

Pentru o degradare minim a proteinelor

Pentru o mrime minim a particulelor (suprafaa de

contact)

Cu o agitare riguroas

Microflora

0 n ceea ce privete germenii patogeni

0 n ceea ce privete bacteriile coliformeSub 150000

germeni/gram

Totalul speciilor microbiologice

Proprietile

organo-

leptice

Culoarea Alb, glbuie, uniformAspectul Pulbere fin omogen

Gustul i mirosul Agreabile, uor dulci (gust uor de fiert)Consistena Pulbere sfrmicioas

III.3.5. Defectele laptelui praf:

DEFECT CAUZ FENOMEN

35


34/108

Solubilitate

redus

Materie prim acid; temperatur de uscare ridicat; o

stocare necorespunztoare: etaneitate necorespunztoare

i o temperatur de stocare prea ridicat.

Degradarea parial a

proteinelor

Formare de

cocoloae

Prezen de umiditate

Ambalaj neermetic

Hidratarea lactozei i

cristalizarea sa sub

form de monohidrat

de lactoz

Prezen de

particulecalcinate

Uscare prin scurgere de film; o temperatur prea ridicat;

un tip de contact prelungit cu aerul cald; prezen deurme de lapte uscat pe pereii utilajului (curire

necorespunztoare).

Caramelizarea lactozei

i degradareaproteinelor

Brunificarea

(gust i

miros

dezagreabil)

Temperatur de stocare prea ridicat; un coninut de ap

prea ridicat

Degradarea proteinelor

Gust i miros

de seu

O expunere ndelungat la lumin; o expunere

ndelungat la aer; prezen de metale grele n special

cupru; temperatur de stocare ridicat; prezen de aer;

un ambalaj necorespunztor.

Oxidarea grsimilor

III.3.6. Modificrile fizico-chimice ale constituenilor lacticii

III.3.6.1. Starea lactozei

36


35/108

Dup Sharp, n produsele lactate deshidratate prin metoda valurilor sau prin

pulverizare, lactoza se gsete n cea mai mare parte sub forma unei mase amorfe, amestec de

i -lactoz. Dup unii cercettori produsele lactate deshidratate ar conine i lactoz anhidr

acristalin, monohidrat de -lactoz cristalin sau -lactoz anhidr.

Trecerea formei amorfe n monohodrat de -lactoz se datorete absoriei de ap de

ctrelaptele praf. n aceste condiii lactoza amorf se hidrateaz pn la gradul n care

moleculele ating o mobilitate suficient nct devin orientat n cristale.

Exist de asemenea prerea c lactoza amorf ar aciona n sensul cimentrii

proteinelor, contribuind n acest fel la rigiditatea structurii particolelor de lapte praf. (5)

III.3.6.2. Starea grsimii

Dispersia grsimii din laptele praf integral este influenat de metoda de omogenizare i

uscare. Laptele integral care se usuc prin pulverizare sub presiune nu va trebui s fie

ejectoare. La uscarea prin pulverizare centrifugal este necesar o omogenizare prealabil. n

general laptele praf obinut prin pulverizare, dup reconstituire poate fi smntnit n mod

normal. Folosind tehnica colorri grsimii sau tehnica extraciei cu solveni s-a constatat c

exist diferene de colorare i extracie a grsimii din lapte praf n funcie de metoda uscrii.

Grsimea din laptele praf obinut prin pulverizare se extrage mai greu datorit faptuluica pe suprafaa globulei de grsime se absorb coloizii din lapte, fapt care conduce la stabilitatea

emulsiei de grsime, la reconstruirea laptelui praf. Sub influena tratamentelor termice la care

se supune laptele integral nainte de uscare se mbuntete rezistena lipidelor la oxidare.

(5)Chis, C.Controlul calitii laptelui i a produselor lactate. Ed. Risoprint, 1998, Cluj-Napoca, p.:158

III.3.6.3. Modificarea proteinelor

n cursul tratamentului termic prealabil i n timpul uscrii, proteinele din lapte sunt

modificate, fapt ce se manifest n scderea solubilitii laptelui praf la rehidratarea acestuia.

37


36/108

Coagularea cazeinei laptelui n timpul tratamentului termic este influenat de tipul i

temperatura de nclzire, de concentraia n substan uscat i de caracteristicile laptelui.

Creterea temperaturii aerului nconjurtor conduce la creterea temperaturii particulei

fr ca viteza de uscare s creasc proporional. Astfel la uscarea n contracurent modificrile

proteinelor sunt mai importante dect la uscarea n echicurent.

Gradul de umezire este influenat de cantitatea de grsime.

III.3.6.4. Modificrii enzimatice n laptele praf

n laptele praf, modificrile pot fi mai importante dac laptele integral nu a fost supus

unui tratament termic nainte de uscare. n primul rnd ar putea fi vorba de o lipoliz avnd n

vedere coninutul ridicat de grsime al laptelui praf. Sistemul lipazic este sensibil la

tratamentul termic. Astfel, Nair nu a putut pune n eviden o activitate lipazic n laptele praf,

dac acesta nainte de uscare s-a meninut 30 minute la 64-64,5C. Lipaza este mai puin stabil

la cldur dect fosfataza.

Prin pasteurizare se distruge cea mai mare parte din lipaz i deoarece temperatura de

deshidratare poate fi mai mare dect cea de pasteurizare este greu de presupus c n laptele praf

ar mia exista activitate lipazic. Fosfataza laptelui este de asemenea inactiv prin tratament

termic. Peroxidaza este mult mai stabil la cldur i poate rmne activ i n laptele praf.

Capitolul IV

Operatiile folosite in procesul de fabricare a laptelui praf

38


37/108

IV.1. Filtrarea

Filtrarea este operaia de separare a fazelor unui amestec eterogen solid-fluid cu

ajutorul unei suprafee poroase sau al unui strat poros prin care poate trece numai faza

dispersat, fluid.

Condiiile care se cer unei bune filtrri sunt :

Puritatea filtratului adic absena fazei solide n filtrat;

Puritatea precipitatului adic absena substanei solubile n precipitat;

Umiditatea ct mai sczut a precipitatului;

Productivitate ct mai mare a filtrului, adic viteza mare de filtrare;

Ct mai puin ap pentru splare, pentru a nu dilua prea mult substana

solubil;

Regenerarea uoar i complet a suprafeei filtrante sau a stratului filtrant;

Consum minim de energie;

Manopera minim;

Uzura minim a suprafeei filtrante.

Factori care influeneaz filrarea

Operaia de filtrare este influenat de un numr mare de factori. Factorii pot avea valori

constante sau variabile n timpul filtrrii, n funcie de procedeul de filtrare i de condiiile de

realizare a operaiei.

Suspensia

Filtrarea se realizeaz pentru orice tip de suspensie indiferent de natura i

caracteristicile fizico-chimice.

39


38/108

Granulometria fazei solide determin alegerea stratului filtrant ca textur i porozitate,

structura de precipitat i permeabilitatea acestuia .

Mrimea particulelor poate varia ntre 1m -1mm . Suspensiile cu un coninut mare de

particule fine sau coloidale dau precipitate cu pori mici, compacte, puin permeabile. Astfel,

vinul, este considerat din punct de vedere fizico-chimic, un sistem complex n care faza

dispers (apa, 75-85%) conine componente n soluie: etanol, glicerol, glucoz, fructoz, acizi

(tartric, malic, succinic etc.), compui fenolici, aldehide, aminoacizi, substane aromate, esteri,

cationi (K+ , Ca2+, Fe +2 etc.) i o mic parte de particule coloidale i particule microscopice i

grosiere, de importan major pentru limpiditatea i stabilitatea vinului.

n filtrrile dificile (industria vinului, berii), realizate cu suspensii cu coninut redus de

particule de natur microbian sau coloidal de dimensiuni foarte mici, se modific n prealabil

granulometria suspensiei prin adaosul de substane auxiliare. Substanele auxiliare sunt

materiale granulare sau din fibre fine care se adaug n proporii reduse i care contribuie la

mbuntirea condiiilor de filtrare: kieselgur (material inert, foarte absorbant), fibre de azbest,

celuloz etc.

Materialul auxiliar se depune pe suprafaa filtrant pentru a forma un strat adsorbant

sau se adaug continuu, ntr-un dozaj convenabil (0,01 - 0,05 % din greutatea fazei solide) n

suspensia iniial.

Suspensiile cu particule sferoidale sau aciculare dau sediment cu permeabilitate marecare asigur viteze mari de filtrare. Particulele n form de foie elastice se comport ca nite

supape. (la mrirea presiunii de lucru viteza de filtrare se reduce).

Temperatura de filtrare

Creterea temperaturii de filtrare influeneaz favorabil filtrarea, fie prin micorarea

vscozitii, fie prin modificarea granulometriei (inducerea unei coagulri). Efectul favorabil al

creterii temperaturii poate fi micorat i chiar anulat dac temperatura determin umflarea

stratului filtrant.

Presiunea de filtrare

Influena presiunii utilizate n operaia de filtrare depinde de comportarea stratului de

sediment ca strat filtrant. n cazul sedimentului necompresibil, mrimea diferenei de presiune,

40


39/108

p, ntre feele stratului filtrant are o influen favorabil asupra vitezei de filtrare. Pentru

sedimente compresibile, valoarea p optim se determin experimental.

Materialul filtrant

Materialul folosit ca strat filtrant trebuie: s rein ct mai complet faza solid a

suspensiei i eventualele impuriti (provenite din surse ca: material filtrant, coroziune, reacii

chimice etc.); s aib rezisten hidraulic redus, rezisten mecanic i chimic

corespunztoare; s se regenereze usor; s fie ieftin i uor de procurat.

Materialul filtrant poate determina:

- o filtrare superficial caracterizat prin reinerea pe suprafaa stratului filtrant;

- o filtrare n adncime, caracterizat prin reinerea fazei disperse n toat

adncimea sa (ex.: filtrarea apei prin filtrele cu nisip).

n funcie de natura lor, materialele se utilizeaz sub form de table, site, plci poroase,straturi fibroase i pulverulente, straturi granulare, membrane.

Tablele perforate - site lamelare 51 site obinute prin procedee electrolitice - sunt

grtare cu ochiuri dreptunghiulare (limea minim 1,5mm) sau circular. Se utilizeaz n

special ca suport pentru pnze sau alte materiale filtrante (celuloz, azbest, kieselgur). Prezint

dezavantajul unei suprafee libere mici. Prin procedee electrolitice diametrul ochiurilor poate

ajunge la 0,01mm.

Se fac mpletituri metalice cu ochiuri pn la 50 u.m; prin depunere electroliticochiurile pot fi micorate.

Membranele de provenien animal, vegetal sau sintetic (gelatin, esteri de celuloz

depuse pe esturi sau pe hrtie) se utilizeaz ca suprafee filtrante pentru filtrri fine. Sunt

reinute: subsante coloidale, bacterii, virusuri.

Straturile fibroase - din fibre de celuloz, azbest, ln, in - sunt obinute prin presare

(carton, fetru, psl) sau prin sedimentarea fibrelor pe o suprafa-suport; se utilizeaz la

filtrarea suspensiilor care colmateaz uor stratul filtrant (sirop de zahr, gelatin, ulei vegetal,

vinuri).

Pnzele filtrante se caracterizeaz prin elasticitate, suplee i porozitate fin.

Particulele suspensiei sunt reinute prin efectul de cernere i adsorbie. Prezint o rezisten

mecanic redus si se colmateaz uor. Sunt folosite ca suprafee filtrante dispuse pe rame

41


40/108

verticale, pe suport orizontal sau sub form de saci. Pnzele filtrante prezint o mare

adaptabilitate la condiiile de filtrare. Materialele filtrante textile sunt: fibre vegetale (bumbac,

iut), fibre animale (ln, pr de cmil, mtase natural), fibre sintetice (mtase artificial),

fibre minerale (azbest, sticl).

Plcile poroase filtrante - din granule reunite prin presare cu sau fr liani i ardere

prin vitrificare - pot fi din azbest, kieselgur, argil, porelan, cuar, sticl, grafit, materiale

plastice. Se caracterizeaz prin porozitate uniform, rezisten mecanic i chimic. Plcile

filtrante se ntrebuineaz pentru filtrrile cele mai fine. Pentru industria berii se utilizeaz n

mod curent patru tipuri de plci filtrante: plci sterilizante. Ex., plci pentru filtrare avansat

U800, plci pentru filtrare fin U1000, plci de mare productivitate U1600 sau U2000.

Teoria filtrrii

Filtrarea este o operaie complex (influenat de un numr mare de factori), caredecurge n regim nestaionar. Abordrile teoretice s-au dezvoltat pe baza unor modele fizice

simplificate ale curgerii prin stratul poros. Ecuaiile filtrrii exprim relaia dintre fora motrice

a operaiei (zip) i aria suprafeei de filtrare (A) necesar obinerii unui volum de filtrant (V).

Teoriile existente explic, totui, desfurarea general a operaiei completate cu

determinri experimentale, pot fi utilizate n calculul de proiectare al filtrelor i la conducerea

corect a operaiei de filtrare.

Filtrarea prin stratul de precipitatTeoria filtrrii prin stratul de precipitat consider c filtrarea are loc numai prin

reinerea fazei solide din suspensie de ctre stratul de precipitat, stratul filtrant avand rol de -

suport. n aceste condiii, filtrarea este o curgere de lichid printr-un strat granular, cu

deosebirea c n timp se produce o cretere a grosimii stratului de precipitat i a rezistenei

hidraulice.(6)

(6)Costin, G. M., Caulschi, T., Pop, D. M., Stamciu, S., Paraschiv, D. Produselactate funcionale.

Editura Academic, Galai, 2007, p: 32.

Tipuri de filtre

Marea varietate a materialelor filtrante disponibile (celuloz, azbest, diatomit, perlit,

polimeri sintetici etc.), precum i a straturilor filtrante realizabile (pulverulente, fibroase,

42


41/108

esturi, plci prefabricate i membrane) a determinat o larg diversificare a filtrelor att din

punct de vedere constructiv ct i funcional.

IV.2. Amestecarea

Amestecarea este operaia hidrodinamic ce are drept scop omogenizarea, manifestat

prin reducerea gradienilor de concentraie sau de temperatur sau, simultan a ambilor, n

interiorul sistemului supus amestecrii, pn la atingerea unei distribuii reciproce optime a

materialelor constituiente sau a uniformizrii temperaturii.

Se folosete ca operaie independent la omogenizarea amestecurilor, precum i la

obinerea soluiilor, emulsiilor i suspensiilor, iar ca operaie auxiliar pentru intensificarea

transferului de cldur sau/i substan, accelerarea reaciilor chimice i biochimice sauauxiliare altei operaii (cristalizare, extracie,absorbie,etc.).

Factorii care influeneaz operaia de amestecare sunt urmtorii:

-factori referitori la materialele supuse amestecrii:

Natura componentelor;

Starea fizic a componentelor;

Raportul cantitativ al componentelor;

Gradul de omogenizare; Proprietile componentelor:

-densitatea;

-solubilitatea;

-vscozitatea;

-tensiunea superficial;

- factorii referitori la produsul rezultat n urma amestecrii:

-densitatea;-vscozitatea;

- tensiunea superficial;

- factori referitori la operaia de amestecare (condiiile de amestecare):

Intensitatea amestecrii;

43


42/108

Regimul de funcionare;

Cantitatea sau debitul de produs;

Durata amestecrii dau durata medie de staionare;

Temperatura de lucru; Presiunea de lucru;

Scopul urmrit;

Tipul amestectorului;

Puterea necesar amestecrii.

IV.3. Evaporarea

Principiul evaporrii cu efect multiplu este utilizarea vaporilor secundari, ieii dintr-un

evaporator, ca abur de nclzire n evaporatorul urmtor. Prin aceast utilizare a vaporilor

secundari se realizeaz.

1. economie de abur, pentru c un kilogram de abur primar introdus n primul evaporator

produce aproximativ un kilogram de vapori secundari care, introdui ca abur de nclzire ntr-

un al doilea evaporator vor produce i ei aproximativ un kilogram de vapori .a.m.d.; cu alte

cuvinte, dintr-un kilogram de abur iniial rezult aproximativ n kilograme de vapori n cele n

evaporatoare ale instalaiei;

2. economie de ap de rcire n condensator, pentru c din cele n kilograme de vapori

numai aproximativ un singur kilogram ajunge i se condenseaz n condensator; celelalte

(n 1) kilograme de vapori secundari, plus kilogramul de abur iniial, se condenseaz n

spaiile de nclzire ale evaporatoarelor, cednd cldura lor lichidului care fierbe; din spaiul denclzire al fiecrui evaporator se scoate condensatul provenit din vaporii produi n

evaporatorul precedent.

Deosebirea principal n regimul de funcionare al evaporatoarelor unei instalaii de

evaporare cu efect multiplu const n faptul c temperaturile i deci i presiunile sunt

44


43/108

diferite. Dac n spaiul de evaporare al primului evaporator este temperatura t1, vaporii

rezultai ajung aproximativ cu aceeai temperatur n spaiul de nclzire al evaporatorului

urmtor; n spaiul de evaporare al acestui evaporator va fi temperatura t2 < t1 .a.m.d.; urmeaz

c temperaturile din cele n evaporatoare ale instalaiei vor descrete treptat de la primul la

ultimul evaporator: t1 > t2 > t3 > ... > tn. n consecin i presiunile din evaporatoare vor

descrete:p1 >p2 >p3 > ... >pn. (7)

O instalaie de evaporare cu efect multiplu este format din mai multe evaporatoare, de

obicei identice, astfel legate nct vaporii secundari produi n fiecare evaporator s treac n

spaiul de nclzire al evaporatorului urmtor. n spaiul de nclzire al primului evaporator

intr aburul primar de nclzire. Vaporii secundari din ultimul evaporator sunt condensai n

condensatorul instalaiei. Diferitele variante ale circulaiei vaporilor i soluiei vor fi discutatemai jos; soluia circul n echicurent cu vaporii: este introdus cu debit constant n primul

evaporator, trece apoi succesiv prin evaporatoarele urmtoare i iese cu concentraia final

din ultimul evaporator.

Temperaturile din evaporatoare sunt cuprinse ntre temperatura 0 a aburului primar

disponibil i temperatura tc = tn corespunztoare presiunii din condensator, aceasta din urm

fiind impus de temperatura apei de rcire.

(7) Borda, D.Tehnologii n industria laptelui Aplicaii ale presiunii nalte Ed.Academica, Galai, 2006, p: 26

45


44/108

IV.4. Diagrama Sankey

RECEPIE

FILTRARE

CENTRIFUGARE

NORMALIZARE

PASTEURIZARE

CONCENTRARE

USCARE

AMBALARE

RCIRE

STOCARE

LIVRARE

Impuritisolide

pierderi

pierderi

pierderi

46


45/108

IV.5. Transportul lichidelor

Pompele centrifuge au o larg rspndire n industriile de proces, fiind cel mai utilizate

pompe din industria chimic i din cea de prelucrare a petrolului. Sunt pompe frecvent folosite

i n ramurile industriei alimentare.

ntr-o astfel de pomp lichidul este alimentat n centrul unui rotor care se nvrte

cu o vitez mare, fora centrifug astfel creat mpinge lichidul radial spre periferia rotorului

(la pompele centrifuge radiale) sau n lungul axului pompei (la pompele centrifuge axiale). n

acest fel energia mecanic disponibil la ax este transferat lichidului sub form de energie

cinetic. Aceasta este treptat convertit n energie de presiune, pe msur ce lichidul prsete

rotorul.

Exist dou categorii principale de pompe centrifuge :

1. pompe centrifuge axiale (figura nr. IV.5.1.)

2. pompe centrifuge radiale (tip volut sau cu stator) (figura nr. IV.5.2.)

Pompele centrifuge, radiale sau axiale, se pot clasifica n funcie de numrul rotoarelor(existnd pompe mono- i multietajate), de forma rotorului, de forma i poziia carcasei, de

caracteristicile de operare, etc.

Mai cunoscute i utilizate sunt pompele centrifuge tip volut. Schema de principiu este

dat n figur. Caracteristicile acestor pompe este faptul c rotorul refuleaz lichidul radial ntr-

un canal de colectare spiral cu seciune continuu cresctoare, construcie care uureaz

convertirea energiei cinetice a lichidului n energie de presiune.

47


46/108

Fig. IV.5.1. Pompa centrifug axial

Fig IV.5.2. Pomp centrifug radial tip volut schema de principiu

1 rotor, 2- palete, 3 arbore, 4- cutie de etanare, 5 carcas, 6 canal ( melc) colector,

7 racord de intrare, 8 racord de ieire.

48


47/108

Capitolul V

Instalaii de obinere a laptelui praf

V.1. Instalaiile de concentrare

n industria laptelui, primele instalaii de concentrare sub vid s-au caracterizat prin

discontinuitate, suprafele mici de evaporare i o nltime considerabil a stratului de lichid. n

prezent, pentru concentrarea laptelui se folosesc concentratoarede tip tubular, cu pelicul

ascendent sau descendent.

V.1.1. Concentratoarele de tip tubular cu pelicul ascendent stau la baza

instalaiilor n care laptele este introdus pe la partea inferioar a unui sistem de tuburi verticale

(7-9 m) amplasate intr-un corp de nclzire cu abur. Fiecare seciune are n partea superioar un

orificiu de evacuare spre separatorul de abur.

Laptele la nceput fierbe cu bule mici, care cresc rapid pe msura inaintrii n sens

ascendent i la o anumit nlime, concomitent cu creterea volumului de vapori, are loc

formarea unui film foarte subire de lapte din care apa se evapor continuu. Pe la captul

superior, laptele trece intr-un separator, de unde este evacuat sau trimis la o a doua treapt de

concentrare.

Dezavantajele acestui tip de concentrator sunt:

- diferena de temperatura ntre partea superioar i inferioar a tuburilor cu eficiena

termic sczut. (5C);

- volumul mare de lichid, n partea de jos a fascicolului de evi, poate influena calitatea

produsului prin prelungirea efectului termic i depunerea de piatr

V.1.2. Concentratoarele de tip tubular cu pelicul descendentevit dezavantajele demai sus. Laptele este fin pulverizat n tuburile nclzite din exterior, asigurindu-se un coeficient

foarte bun de schimb de clduri reducndu-se mult lungimea tuburilor.

n ara noastr, cele mai rspndite instalaii de concentrare sunt Wiegand, Ahrenss-

Bode, Anhydro, instalaia pelicular Alfa-Laval, instalaia de concentrare n curent descendent

n dou trepte Nagema.

49


48/108

V.1.3. Instalaia de concentrare cu dublu efect NAGEMA

Aceast instalaie cu dublu efect n curent descendent este utilizat n special la

concentrarea laptelui pentru iaurt.

Instalaia (figura V.1.3.) se compune din: dou corpuri de concentrare cu separatoarele

8 i 9; un condensator 11; un injector 10 i pompele de lapte 2, 3, 4. Vidul este realizat de o

pomp special cu inel de ap.

Circuitul laptelui este urmtorul:

- din vasul de alimentare 1, pompa 2 mpinge laptele n trei trepte de nclzire, n trei

serpentine din condensatorul 11 i din cele dou corpuri de concentrare 6 si 7, ajungnd latemperatura de 72 - 77C. Apoi intra n prima treapt de concentrare, unde firberea se

realizeaza la 67 - 72C, iar pelicula de lapte i vapori cade la partea inferioar intrnd n

separatorul de vapori 8. Laptele parial concentrat este introdus cu pompa 4 n corpul al doilea

de concentrare 7, unde firberea se produce la 48 - 52C. Laptele concentrat este evacuat cu

pompa 3.

Pentru obinerea unui raport de concentrare mai ridicat, o parte din laptele concentrat se

recircul prin caneaua cu trei ci din nou prin concentratorul 7 . La punerea n funciune ainstalaiei, recircularea se face prin vasul de alimentare cu ajutorul ventilului 13 pn la

intrarea n regim.

nclzirea instalaiei se realizeaz astfel: aburul secundar, rezultat n prima treapta din

separatorul 8, este utilizat parial pentru nclzirea treptei a doua i parial n amestec cu abur

primar pentru nclzirea treptei nti cu ajutorul ejectorului 10. Condensul din prima treapt

trece n a doua i apoi n condensator, datorit depresiunii, prin diafragma de laminare.

Punerea n funciune trebuie s respecte urmtoarea succesiune de operaiunii:

se deschide alimentrile cu ap a pompelor de lapte 2, 3, 4 i a

condensatorului11;

se pornete pompa de vacum i alimentarea ei cu ap;

se vacuumeaza instalaia de concentrare, controlnd presiunea la treapta I i la

condensator;

50


49/108

se fixeaza circuitul pentru recircularea total cu ventilul 13, stabilindu-se la

ieirea din pompa 2 un debit de 5.000 kg/h (se citete pe debitmetru cu con plutitor);

se deschide parial ventilul 12 pentru recircularea treptei a doua, nct s nu se

acumuleze lapte n separatorul 9;

dup atingerea nivelului vacuumului de 0,9 kgf/cm n condensator, se

pornete ejectorul 10 pn aburul primar se stabilizeaz la 6 at;

la atingerea concentraiei de 45% (pentru lapte praf) se schimba ventilul 13 pe

evacuare la atingerea concentraiei de 38% ca s se evite arderea laptelui pe evile

concentratoarelor.

Fig. V.1.3. Instalaia de concentrare cu dublu efect i curent descendent NAGEMA

1 vas alimentare; 2, 3, 4 pompe lapte; 5 pomp vid; 6,7 concentratoare;

8, 9 separatoare picturi; 10 ejector; 11 condensator;

12, 13 ventile cu trei ci.

51


50/108

V.1.4. Instalaia de concentrare tip III ANHYDRO

Instalaia(figura V.1.4.) este cu triplu efect i termocompresie n curent descendent i are

urmtoarele pri componente: vas de alimentare 1; pomp de lapte 2; concentratoarele 9, 10,

11 cu separatoarele de picturi 12, 13, 14; pasteurizator 7 ci trei ci i corp de meninere a

temperaturii 8; condensator semibarometric 16; serpentine de prenclzire 3, 4, 5, 6; ejectoare

20, 21; pompe de condens 17 i 18; pompa de vid 19.

Fig. V.1.4. Instalaia de concentrare cu triplu efect i termocompresie n flux

descendent ANHYDRO

1 vas de alimentare; 2 pomp lapte; 3, 4, 5, 6 serpentine prenclzite; 7 pasteurizator; 8 corp de

meninere; 9, 10, 11 concentratoare; 12, 13, 14 separatoare picturi; 15 termometre; 16 condensator

semibarometric; 17, 18 pompe condens; 19 pomp vid; 20, 21 ejectoare.

52


51/108

Circuitul laptelui este urmtorul:

-din vasul de alimentare 1 laptele este preluat de pompa 2 i trecut prin patru trepte de

prenclzire, prin serpentina 3 din condensator i serpentinele 4, 5, 6, montate n mantale de

nclzire situate la mijocul evilor concentratoarelor multitubulare, ajungnd la temperatura de

70C.

- urmeaz pasteurizarea la 93C n pasteurizatorul cu trei ci verticale i meninerea circa

trei minute la aceast temperatur n corpul 8.

- urmeaz intrarea n prima treapt de concentrare 9 prin partea superioar, unde pelicula

d elapte se repartizeaz prin distibuire uniform sub efect de detent. Laptele este parial

concentrat i evacuat tangenial n treapta a doua d concentrare apoi n a treia. De aici, laptele

poate fi evacuat sau recirculat dac nu are gradul de concentrare dorit. Vaporii secundari da laultimul separator 14 sunt condensai prin amestec cu ap rece i prin cedarea cldurii laptelui

care se prenclzete iniial n serpentina 3.

- corpul de concentare 9 este nclzit cu abur secundar d ela treapta a doua de

concentrare, comprimat cu ajutorul ejectorului 20 cu abur primar. Corpul de pasteurizare

utilizeaz n acelai mod abur secundar d ela prima treapt de concentrare, folosindu-se

ejectorul 21.

- condensul de la corpurile de concentrare este colectat i evacuat cu pompa 17, iaramestecul de ap-condens din condensator cu pompa 18.

- vidul este meninut cu pompa de vid 19 cu inele de lichid, care evacueaz i gazele

necondensabile.

V.1.5. Concentratorul tubular vertical

Sistemul centrifugal tubular(fig. V.1.5.) este, fa de celelalte tipuri, de construcia cea

mai simpl.

Prin dimensionarea corespunztoare a capacitii separatorului de abur, concentrarea se

realizeaz practic fr pierderi, atunci cnd exploatarea instalaiei se face n mod corect i se

urmrete pstrarea echilibrului termic n instalaie.

53


52/108

n felul acesta se evit spumarea i se elimin necesitatea dispozitivelor de reinere a

picturilor antrenate de circuitul vaporilor, obinndu-se o eficacitate ridicat n separarea

lichidului.

Conductele de legtur ntre concentrator i separator se aeaz astfel nct amestecul

dintre lichid i vapori s intre tangenial n separator. Prin aceasta se realizeaz o bun separare

i se evit formarea spumei.

Fig. V.1.5 Concentratorul

tubular vertical

1 conduct pentru intrarea

aburului;

2 evi de nclzire;

3 conduct pentru intrarea

laptelui;

4 separator centrifugal;

5 conduct pentru lapte

concentrat;

6 conducta pentru ap de condens.

54


53/108

V.2. Instalaii de uscare prin pulverizare

V.2.1. Dispozitive de pulverizare cu injector

Pulverizarea pneumati utilizeaz energia furnizat de aerul coprimat sau aburul sub

presiune de 50 200 N/cm. Produsul este adus la dispozitivul de pulverizare la presiune

normal i apoi antrenat de aerul sub presiune care vine central.

Acest sistem realizeaz particule foarte fine (pn la 50 ) i este indicat pentru debite

mici. Montarea pulverizatorului pneumatic se face la periferia camerelor de uscare i picturile

sunt aruncate spre centru (figura V.2.1).

Fig. V.2.1. Dispozitiv de pulverizare cu injector

1 intrarea laptelui concentrat; 2 corp de pulverizare; 3 duz de pulverizare; 4 lapte pulverizat.

Camerele de uscare

n aceste spaii se realizeaz amestecul de aer cald i lichidul dispersat sub form de

picturi, care i pierde umiditatea, obinndu-se pr

Ghitea Florica Lic.

Documents

Transcript of Ghitea Florica Lic.