Siempre es importante elegir el intercambiador de calor adecuado para el producto y el proceso correctos, sin importar en qué industria trabaje. Sin embargo, para los fabricantes de productos a base de fruta y bebidas derivadas de frutas, un sistema incorrecto puede afectar no solo la eficiencia operativa o los costos, sino también la calidad y la consistencia del producto, con resultados potencialmente significativos para su negocio.
Hoy en día, la combinación de pasteurización y llenado aséptico está muy extendida debido a su capacidad de garantizar la seguridad microbiológica del producto y proporcionar la vida útil necesaria, al mismo tiempo que preserva el conjunto de sabor, aroma y textura que determinan la calidad del producto, y ofreciendo además a los consumidores los productos sin aditivos que prefieren. Es bien sabido que diferentes regímenes de procesamiento tienen la capacidad de inactivar enzimas clave, así como generar nuevos compuestos de sabor u olor, lo que resulta en un perfil sensorial diferente. Por esta razón, los fabricantes han adoptado cada vez más nuevas técnicas de procesamiento que mantienen la calidad del producto. Sin embargo, aunque existen varias alternativas novedosas a la pasteurización tradicional, el procesamiento térmico sigue siendo la opción preferida a nivel mundial, ya que es relativamente barato, confiable y eficaz.
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Definiendo la calidad de los productos de fruta
El perfil sensorial de los productos de fruta, jugos y bebidas a base de fruta no está determinado por un solo compuesto o químico, sino por una mezcla compleja de varios compuestos químicos que incluyen carbohidratos, ácidos grasos y aminoácidos. Estos nutrientes interactúan con enzimas que los convierten en metabolitos que determinan el perfil sensorial de la fruta o el producto, como ácidos grasos, aminoácidos, terpenoides y furanonas, pigmentos de color, pectina, azúcares y ácidos orgánicos.
Por lo tanto, el proceso de pasteurización debe diseñarse para producir un producto que conserve las propiedades organolépticas físicas, químicas y nutricionales necesarias, pero que también esté libre de microorganismos que puedan causar deterioro.
Elegir el intercambiador de calor adecuado
La elección exacta del intercambiador de calor para productos a base de fruta depende de la naturaleza física y química del producto. Los intercambiadores de calor tubulares son la opción estándar para procesar productos de fruta, pero no todos los intercambiadores de tubos son iguales. Los diseños de tubos corrugados (como los producidos por HRS) ofrecen numerosas ventajas sobre los tubos lisos en intercambiadores tubulares.
En particular, las corrugaciones crean un flujo turbulento en el producto, evitando que materiales viscosos o en suspensión (como el puré de frutas) se adhieran a la pared del tubo, donde pueden formar una capa límite e impedir una transferencia de calor eficiente. A su vez, esta mayor eficiencia significa que los tubos corrugados ofrecen mayores niveles de transferencia de calor que los tubos lisos de la misma longitud, por lo que los intercambiadores de tubos corrugados pueden ser hasta la mitad del tamaño de sus equivalentes lisos. La turbulencia creada en el tubo también reduce la frecuencia de limpieza y simplifica el mantenimiento en comparación con otros diseños de intercambiadores de calor.
En la práctica, materiales más espesos como los purés de fruta suelen utilizar un intercambiador de calor corrugado de triple tubo, como la Serie HRS AS. En cambio, los productos que contienen partículas o trozos suelen emplear un diseño de doble tubo corrugado (como la Serie HRS DTA), mientras que los materiales más líquidos y menos viscosos se benefician de la tecnología de intercambiador corrugado multitubo, como la encontrada en la Serie HRS MI.
Ejemplo de procesamiento de frutas
HRS proporcionó anteriormente una línea combinada mejorada para esterilizar, enfriar y llenar asépticamente purés de fruta para un importante procesador de frutas en el sur de Inglaterra, lo que constituye un ejemplo perfecto de las consideraciones necesarias al instalar una solución de intercambio de calor para productos de fruta.
La línea debía procesar dos toneladas de producto por hora sin impactos negativos en la calidad o textura del producto, además de tener la capacidad de cambiar rápida y limpiamente entre diferentes lotes y productos debido a la amplia gama de purés de frutas producidos. El CIP (limpieza en sitio) incorporado facilitó esto, permitiendo que el sistema manejara los cambios estacionales de producto y diferentes pedidos en rápida sucesión, incluso productos tan diferentes como puré de fresa y compota de manzana.
En esta instalación, el puré de fruta ingresa desde las líneas de producción a través de un tanque de compensación antes de ser pre-calentado y desaireado, luego calentado a 94 °C mediante un intercambiador de calor de triple tubo de la Serie HRS AS, con el producto mantenido a esta temperatura para garantizar la pasteurización o esterilización completa según se requiera. El calor para este proceso proviene de agua, calentada a través de un intercambiador multitubo de la Serie HRS K, derivado del vapor usado en otras áreas de la fábrica.
El sistema supervisa constantemente la temperatura del producto; cualquier producto que no haya sido completamente pasteurizado o esterilizado se devuelve al inicio del proceso. Una vez completamente tratado térmicamente, el puré se enfría, primero a unos 30 °C usando agua ambiente y otro intercambiador HRS AS Series, luego se enfría aún más hasta entre 5 y 10 °C con agua refrigerada. Al mismo tiempo, el propio equipo, incluidos los cabezales de llenado aséptico, se esteriliza con agua caliente a 121 °C. La esterilidad durante todo el proceso se mantiene con vapor, controlado automáticamente por temperatura.
Otro equipo de procesamiento de frutas
Además del sistema de pasteurización, la instalación anterior incluyó un Llenador Aséptico HRS AF Series diseñado para llenar envases de 20 kg o bolsas asépticas de 200 litros en tambores plásticos mediante una boquilla de una pulgada, con el empaquetado presentado y retirado mediante un sistema de rodillos y cintas transportadoras. Un extra opcional permite mover una de las dos boquillas de llenado para llenar bolsas de una tonelada cuando sea necesario.
Al final de cada ciclo de producción, el equipo y las boquillas de llenado se limpian automáticamente con una solución CIP, y el sistema se restablece listo para el siguiente lote de producción, evitando cualquier contaminación cruzada entre diferentes productos, preservando la calidad del producto y manteniendo la seguridad alimentaria. La nueva línea ha incrementado la productividad al eliminar la necesidad de detener y reconfigurar la línea entre corridas de producción de distintos productos. También ha mejorado la calidad del producto mediante un manejo más suave y una mejor transferencia de calor.
