Simulación Numérica del Proceso de Pasteurización Artesanal de Leche

Abstract

El proceso de pasteurización consiste en el calentamiento de líquidos hasta una temperatura tal que permita la reducción de los microorganismos patógenos hasta un nivel aceptable para el ser humano y de esta forma extender el tiempo de vida útil. El enfriamiento es la última etapa de la pasteurización, durante esta etapa el producto debe ser enfriado drásticamente a la temperatura de inhibición bacteriana (4 °C). El tiempo de calentamiento en la pasteurización es un parámetro importante, ya que si es breve no destruye el número suficiente de microorganismos y, por lo tanto, su población podría volver a aumentar hasta niveles que pongan en riesgo la salud de los consumidores, por otro lado si es muy grande se incurren en pérdidas económicas y se degrada la calidad del producto.
El objetivo de este trabajo es la optimización de la pasteurización artesanal de leche, para aprovechar la producción regional de las chacras de la provincia de Misiones y realizar la transferencia a pequeños productores. Se analizó el proceso de pasteurización lenta, que emplea temperaturas de entre 63ºC y 65 ºC y un tiempo mínimo de 30 minutos. Se efectuó la simulación numérica del proceso de pasteurización empleando el método de elementos finitos. Se utilizaron modelos de simetría axial del sachet para distintos valores de temperatura del agua de calefacción y del agua de enfriamiento. Los modelos fueron validados con medidas experimentales de la temperatura dentro y fuera del sachet conteniendo un litro de agua mediante un termistor Pt100 y termómetros, durante los procesos de calentamiento y enfriamiento.
Se analizaron los resultados identificando los puntos que necesitaban más tiempo en calentarse en el interior del sachet. Con la historia térmica de esos puntos se calculó el tiempo necesario para destruir distintos tipos de los microorganismos de acuerdo a su resistencia intrínseca y así determinar el tiempo óptimo de pasteurización. También se tuvieron en cuenta otros dos parámetros para analizar la eficiencia de la pasteurización, la ausencia de fosfatasa alcalina, ya que su eliminación asegura la eliminación de los microorganismos patógenos y la presencia de lactoperoxidasa, que es un indicador de la calidad del producto. Finalmente se determinaron recomendaciones de tiempos óptimos para diferentes temperaturas del agua de calefacción y una forma más eficiente del enfriamiento del producto comprendiendo dos etapas.