INGENIERÍA DE LOS PROCESOS APLICADA A LA INDUSTRIA LÁCTEA

En todas las civilizaciones, la leche siempre ha sido considerada como un producto noble por su perfecta adaptación a las necesidades nutricionales y fisiológicas de los niños. Sin embargo, su inestabilidad biológica y fisicoquímica constituye un factor limitante en su utilización como tal. El hombre, en el curso de los siglos y en base a observaciones, ha sabido encontrar los medios para estabilizarla y poder extraer sus componentes esenciales en una forma más estable. Esta búsqueda de disponibilidad de productos lácteos se observa particularmente en las regiones de producción lechera de gran estacionalidad (por ej., en las zonas montañosas).

El dominio, tanto de la calidad como de los gastos de retorno de los productos elaborados, ha progresado notablemente gracias al perfecto conocimiento de las materias primas y de los mecanismos implicados en su transformación, así como a la comprensión de los fenómenos físicos y termodinámicos que rigen cada una de las operaciones unitarias. Si los cuadros técnicos de la industria láctea tienen, en general, un buen conocimiento de la materia prima y de su transformación, a veces, les es más difícil dominar la ingeniería alimentaria. Ésta permite realizar balances rigurosos de energía y de materia, identificar los factores limitantes de los diferentes tipos de transferencia (energía, materia o cantidad de movimiento) y seleccionar los medios más pertinentes y eficaces para mejorar la eficiencia de una operación unitaria o de un proceso.

El objetivo de esta obra, que se dirige a todos los técnicos e ingenieros de la industria láctea, es contribuir a mejorar su competencia en la ingeniería alimentaria para lograr una mejor comprensión y optimización de los procesos que utilizan para alcanzar sus objetivos de calidad y economía.

ÍNDICE COMPLETO DEL LIBRO:

Capítulo 1. Algunas nociones importantes acerca de las transferencias, balances y equilibrios 1. Transferencias por conducción 1.1. Transferencia de calor - Ley de Fourier 1.1.1. Establecimiento del régimen estacionario en una placa infinita (figura 1) 1.1.2. Transferencia de calor a través de una placa infinita en régimen estacionario (figura 2) 1.1.3. Transferencia de calor en una placa compuesta en régimen estacionario (figura 3) 1.1.4. Transferencia de calor en un tubo en régimen estacionario (figura 4) 1.1.5. Transferencia de calor en régimen no estacionario 1.2. Transferencia de materia - Ley de Fick 1.2.1. Establecimiento del régimen estacionario: transferencia de materia en una placa infinita en régimen transitorio (figura 5) 1.2.2. Transferencia de materia en una placa infinita en régimen transitorio (figura 6) 1.3. Transferencia de la cantidad de movimiento 1.3.1. Ley de Newton 1.3.2. Aplicación al cálculo del desplazamiento en conducciones en régimen laminar 1.3.2.1. Desplazamiento en un canal recto de sección rectangular (figuras 10 y 11) 1.3.2.2. Desplazamiento en un conducto cilíndrico - Ley de Poiseuille (figuras 12 a 14) 2. Transferencias por convección 2.1. Introducción a la similitud geométrica y física: Experiencia de Reynolds 2.2. Interés de la similitud 2.3. Similitud total 2.4. Similitud parcial 2.4.1. Invariantes de similitud en el campo de la dinámica 2.4.2. Ejemplo de aplicación 2.4.3. Invariantes de similitud en el dominio energético 2.5. Análisis dimensional 2.5.1. Teorema Pi 2.5.2. Desplazamiento de una esfera en un fluido bajo la acción de una fuerza 2.5.3. Pérdida de carga en un conducto cilíndrico 2.5.4. Determinación de los coeficientes de transferencia de calor 3. Ejercicios 3.1. Paredes de intercambio de calor 3.2. Viscosimetría 3.3. Calentamiento de la leche en un tubo con paso de corriente (TPC) 3.4. Congelación de productos lácteos Capítulo 2. Tratamientos térmicos 1. Cinéticas de destrucción microbiana y de inactivación de enzimas 1.1. Cinética de destrucción microbiana a temperatura constante 1.2. Influencia de la temperatura en la cinética de destrucción microbiana 1.3. Cinética de alteración de los constituyentes a temperatura constante 1.4. Tratamientos térmicos a temperatura variable 2. Puesta en marcha de los tratamientos térmicos 2.1. Objetivos 2.1.1. Pasterización 2.1.2. Esterilización 2.2. Tratamiento a granel 2.2.1. Sistema discontinuo 2.2.2. Sistema continuo 2.2.2.1. Dimensionamiento de un intercambiador de calor en contracorriente 2.2.2.2. Número de unidades de transferencia 2.2.2.3. Caso particular de las zonas de recuperación 2.2.2.4. Dimensionamiento de un intercambio de calor en cocorriente 2.2.3. Material 2.2.3.1. Pasterización 2.2.3.2. Esterilización 2.3. Tratamiento del producto envasado 3. Ejercicios 3.1. Pasterización de leche desnatada 3.2. Esterilización de leche de consumo Capítulo 3. Decantación y filtración 1. Decantación 1.1. Ley de Stockes 1.2. Decantación bajo la acción de la gravedad 1.2.1. Separación de partículas en medio líquido en un decantador horizontal 1.2.2. Caso de un decantador inclinado 1.2.3. Separación de líquidos no miscibles 1.3. Decantación centrífuga 1.3.1. Desnatado de la leche 1.3.2. Ciclones 2. Filtración tangencial 2.1. Leyes de transferencia del solvente 2.1.1. Ley de Darcy 2.1.2. Modelo de la película 2.2. Ley de transferencia de solutos: Selectividad 2.2.1. Exclusión estérica: Ley de Ferry 2.2.2. Exclusión iónica 2.3. Influencia de los parámetros de filtración 2.4. Dimensiones de las instalaciones 2.4.1. Cálculo de las superficies de filtración 2.4.2. Potencia instalada 2.4.2.1. Módulo tubular (radio R, longitud L) 2.4.2.2. Módulo de placas o espirales (distancia entre placas 2e, longitud L, anchura 1) 2.5. Diafiltración 2.6. Composición de las fracciones obtenidas 3. Ejercicios 3.1. Clarificación de lactosuero dulce en decantador horizontal 3.2. Clarificación de lactosuero dulce en decantador centrífugo 3.3. Ultrafiltración de la leche desnatada 3.4. Obtención de la fracción proteica purificada por diafiltración Capítulo 4. Concentración por evaporación 1. Evaporación de efecto simple 1.1. Principio 1.2. Producción de vacío 1.2.1. Condensación por mezcla de agua-vapor 1.2.2. Condensación por intercambiador 2. Reducción del consumo de energía 2.1. Evaporación de múltiple efecto 2.2. Termocompresión 2.3. Recompresión mecánica de los vapores 3. Elementos de dimensionamiento de los evaporadores 3.1. Superficies de evaporación 3.2. Pérdidas de carga 3.3. Tiempo de residencia 4. Ejercicios 4.1. Concentración del lactosuero dulce por evaporación 4.2. Refrigeración del concentrado por distensión Capítulo 5. Secado 1. Psicometría 2. Construcción del diagrama entálpico del aire húmedo 3. Propiedades del diagrama entálpico 3.1. Secado por arrastre 3.2. Mezcla de aires 4. Cinéticas de secado 5. Ejercicios 5.1. Aislamientos 5.2. Secado de lactosuero dulce de pasta prensada cocida Bibliografía Anexos Índice alfabético.