Webinar: Tackling the microbiological challenges in dairy evaporation

Hola y bienvenidos todos. Gracias por participar en este webinar sobre cómo afrontar los retos microbiológicos en la evaporación para lácteos Junto con mi colega, Reine Malek, nuestra microbióloga de procesos, y Samy Walker, nuestro product manager de Evaporación, primero examinaremos el impacto de la microbiología en su proceso de producción. Después, investigaremos nuestras tecnologías para ayudar a afrontar estos retos. Finalmente explicaremos cómo GEA le apoya para impulsar el éxito de sus plantas. Este webinar concluirá con una sesión de P&R. Algunos aspectos prácticos: las diapositivas se pueden descargar. Recibirán un enlace con la grabación del webinar y le invitamos a que escriba sus preguntas, las responderemos al final del webinar. Y si no podemos por falta de tiempo, las abordaremos luego. Nadie será olvidado. El paso de la evaporación es un gran obstáculo que enfrenta en su línea de producción. Está ubicado entre la línea de procesado de líquidos y el último paso: el secado por atomización, almacenamiento para transporte o para enlatado. Cuando llega al evaporador, el producto ha sido sometido a varias etapas de transformación. Ha invertido mucho en su línea de procesado de líquidos aguas arriba y no quiere tener problemas o que su producto pierda valor, tanto en propiedades funcionales como en calidad. Garantizar la calidad microbiológica se transforma en crucial. En este ejemplo, una línea de procesado global, tal y como la suministra GEA, el evaporador se muestra en el círculo verde; se coloca justo antes de la torre de atomización y su línea de transporte de polvo. El evaporador es un proceso de última etapa, cuya misión es ofrecer un producto de máxima calidad y cumplir los elevados requisitos de cuidado de la torre y la línea de transporte del producto. Por lo tanto, es un proceso crucial en la última etapa, muy arriesgado y bastante complejo de manejar. Como solía decir uno de mis mentores: “Necesitas una buena torre para un buen producto en polvo, pero no obtienes un buen producto de una buena torre sin alimentarla con un concentrado de alta calidad”. Cuando se habla de la evaporación de lácteos, como apodo, estamos en realidad, examinando cuatro pasos diferentes: - el pretratamiento, donde el producto se calienta hasta la temperatura de ebullición de forma muy económica. - el tratamiento térmico, donde ajustamos sus propiedades funcionales, que son la desnaturalización de proteínas y el recuento bacteriano de forma también muy económica. - los pasos de evaporación y separación, donde, de hecho, se elimina el agua del producto de forma muy económica y fiable. - y el postratamiento del concentrado, ¿como un enfriamiento instantáneo para la leche condensada permeada o el lactosuero dulce? ¿Sería una refrigeración original para el preconcentrado? ¿o simplemente la homogeneización? ¿calentamiento o mantenimiento antes de la siguiente fase? Como ven aquí, el recuento de bacterias evoluciona a lo largo de los pasos del proceso y nuestra misión es ocuparnos del recuento, la calidad y la seguridad del producto, todo a lo largo de esas cuatro etapas. Como Centro de Competencia, hemos diseñado todos los evaporadores de lácteos entregados por GEA en el mundo. Consideramos tanto la microbiología como las soluciones de evaporación. Gracias a la contribución de nuestros ingenieros procedentes de diversos ámbitos y con diversos conocimientos, todos reunidos en el mismo lugar aquí en Montigny-le-Bretonneux, Francia. Reine y Samy forman parte del equipo de expertos. Reine hablará durante la primera mitad de este webinar, cuáles son los retos a los que nos enfrentamos en el área de operación. Y Samy le mostrará en la segunda mitad del webinar, cómo usamos la tecnología de GEA para abordar esos problemas. Antes que nada, Reine, ¿nos podrías explicar cuáles son los retos desde tu punto de vista, a los que se enfrentan nuestros clientes en la elaboración de productos lácteos? Gracias, Jerome. Hola a todos. Bienvenidos de nuevo. Me llamo Reine Malek. Soy la microbióloga de referencia del Centro de Competencia de Evaporación para Lácteos. Hoy trataré de demostrarles por qué nuestros clientes y productores lácteos, podrían enfrentarse a retos en microbiología y evaporación para lácteos. En primer lugar, porque hay que cumplir normas en los distintos países. Ud. debe producir un producto seguro y de buena calidad para proteger la salud de los consumidores, pero también para proteger su marca y su imagen. En segundo lugar, hemos observado que geográficamente tenemos una variabilidad de resultados microbiológicos. Y podríamos correlacionar esto a un cambio menor que estaría presente en la normativa entre los distintos países, pero también a la variabilidad de los microorganismos, que hemos observado en todo el mundo. Como saben, producimos una amplia gama de productos en los evaporadores para lácteos. Así, podríamos tener leche en polvo, fórmulas infantiles e ingredientes. Así que solo aplicaciones, no tienen los mismos pasos y los mismos parámetros de proceso. Por lo tanto, los microorganismos no se comportan de la misma manera en ellos. Es por eso que al final, nuestros clientes, tendrán una experiencia diferente en todo el mundo. Y esto se mostrará realmente en las especificaciones de su producto. Además, tendrán una lista larga y variable de microorganismos que deben garantizar en su producto para venderlos y nuestro objetivo en GEA será garantizar esto para nuestros clientes. Ahora, ¿cuáles son los principales microorganismos de interés para la evaporación de lácteos? Como ven, podríamos tener un grupo patógeno, incluyendo, por ejemplo, bacillus cereus o salmonella. Podríamos tener un grupo termorresistente, incluyendo algunas esporas muy resistentes al calor, como las de Clostridium, o bacterias vegetativas menos resistentes como Termodúricas. Podríamos tener un grupo de deterioro. Y un grupo de indicadores de higiene, incluyendo como ejemplo Enterobacteria. Lo importante es que sepan que los operadores lácteos que controlan la mayoría de microorganismos vegetativos patógenos, indicadores de deterioro e higiene también, utilizan diferentes estrategias como el tratamiento térmico, diseño higiénico, y la facilidad de limpieza. Sin embargo, para las formadoras de esporas usan otras estrategias como evitar el crecimiento de cada tipo de microorganismos. Samy hablará en más detalle en la segunda parte sobre esas soluciones y estrategias. Hemos visto los microorganismos de interés, veamos ahora los factores que influyen su crecimiento en la evaporación para lácteos. Como saben, los microorganismos, tienen siempre una necesidad en leche para crecer, tienen nutrientes, tienen un buen PH, tienen agua y todas las demandas de respiración. Por lo tanto, tienen condiciones aeróbicas, pero también anaeróbicas, pues estamos trabajando en el vacío y la evaporación. Esto significa que los microorganismos, tienen todas las buenas condiciones y crecen en orden en los evaporadores para lácteos. Enfoquémonos en las siguientes diapositivas el impacto de la temperatura, la variabilidad de los microorganismos la resistencia al calor y el impacto del biofilm en el crecimiento. Como se puede ver, por la temperatura dividiríamos los microorganismos en tres grupos. Podríamos tener el grupo de Psicrófilos, con un rango de crecimiento óptimo a 10 grados. Podríamos tener el grupo de Mesófilos, con un crecimiento óptimo entre 30 y 35 grados y podríamos tener un grupo de Termófilos con un crecimiento óptimo entre 50 y 55 grados. El reto en la evaporación para lácteos es que estamos trabajando entre todos estos rangos de temperaturas. Por lo tanto, trabajamos entre cuatro grados y mayores grados de sensibilidad. Así que, como dije antes, si esos microorganismos están presentes en la leche, y lo estarán, podrán crecer en todos los pasos de los evaporadores. La resistencia al calor es un gran desafío en la explotación lechera. Dependiendo de su solicitud y de las funcionalidades que Ud. necesita en el polvo, podríamos tener tres tipos de tratamientos térmicos en los evaporadores. Como se puede ver, podría tener un tratamiento de bajo calor equivalente a la pasteurización. Aquí podremos matar la mayoría de bacterias vegetativas. Así, los microorganismos patógenos, con un tratamiento térmico medio, además, mataremos a las bacterias Termodúricas. Sin embargo, para matar las esporas, esporas resistentes, necesitaremos un tratamiento de alto calor, como la esterilización o el tratamiento térmico UHT o cualquier combinación distinta de temperatura y tiempo. Y como saben, en el procesado de lácteos, en la operación láctea, se prefiere hacer un tratamiento térmico medio o suave para preservar la calidad organoléptica del producto. Esto significa que si las esporas están presentes en alguna leche, sobrevivirán al tratamiento y podrán ir al evaporador a la calandria, adherirse, crecer, etc. Aquí tienen un ejemplo para ver la importancia de esta adición de esporas en la superficie. Como todos saben, la superficie del evaporador es grande. Así que, para que lo visualicen, si Uds. juntaran todas las tuberías, podríamos tener como la mitad de un estadio de fútbol que es grande para el crecimiento bacteriano. Si tomamos como ejemplo la alimentación de un evaporador unos 22 metros cúbicos por hora, una calidad de leche superior, una espora por mililitro, normalmente tendrá más detección a menos que ponga estrategias contrarias en la recepción de la leche y se multiplica todo esto y seguro que corrige las unidades podría tener 22 millones de esporas que entrarían en el evaporador cada hora. La probabilidad de que las esporas se adhieran a la superficie de un evaporador es muy alta. Biofilms. Creo que todos conocen los biofilms, pero recordemos algunas características importantes. Una vez que las esporas sobreviven al tratamiento térmico y algunas bacterias vegetativas dependiendo del nivel de tratamiento térmico, se adhieren a la superficie y esta vez crecerán y producirán unas capas protectoras como en una estructura 3D. Y dentro de la estructura tenemos gradientes de agua y nutrientes. Es como tener una estratificación dentro del biofilm y una diversidad de microorganismos dentro. Además, los microorganismos se comunican y están modulando ese comportamiento dependiendo de las condiciones externas. Y si se fijan en el tercer paso, una vez que este biofilm se fija, podríamos tener desprendimientos con contaminación del producto y luego cada superficie. Es importante saber que una acción de control efectiva en un tipo de bacteria en estado aislado no será necesariamente eficaz para ese mismo tipo de bacterias una vez que están en estado de biofilm. Es decir, el biofilm es una estructura fuerte y compleja y debe ser comprendida para controlarla. Además de esta complejidad del biofilm, como dije al principio, observamos una variabilidad de microorganismos en los mismos procesos y productos. Aquí un estudio de caso sobre termófilos, si miran a la derecha, en un ejemplo, en la zona de Europa, hemos observado un predominio de Geobacillus stearothermophilus y hemos obtenido aquí menos resultados satisfactorios en los termófilos y menor tiempo de funcionamiento del evaporador. Sin embargo, si miramos hacia la izquierda, en un ejemplo en la zona del Pacífico, hemos observado esta vez, un pequeño porcentaje de bacterias termófilas. Y si se fijan, hemos observado diferentes especies. Y aquí hemos obtenido un mejor resultado y mayor tiempo de funcionamiento. Entonces, decimos que la variabilidad de los microorganismos afecta al patrón de los evaporadores para lácteos. Esta diapositiva muestra que en una línea de procesado de datos, de la granja al polvo, tenemos muchos pasos de transformación. Como saben, y los microorganismos, también reciben estos pasos y estos tratamientos y los factores de estrés. Como tenemos muchos pasos con precalentamiento, el tratamiento que se selecciona es más fuerte. Los microorganismos evolucionan con el tiempo y durante el proceso. Y creemos que es importante analizar lo que ha sucedido, y elegir el método de análisis adecuado, método clásico o molecular, para ver esta evolución, para entenderla y ver cómo controlarla. Así que, para resumir, he tratado de darles una visión global sobre los retos que supone la microbiología, y la evaporación para lácteos en todo el mundo. Hemos visto juntos que los microorganismos, siempre han necesitado leche para crecer. Son resistentes al calor. Y pueden producir biofilms fuertes y complejos, son variables y no tienen el mismo comportamiento en los mismos procesos en todo el mundo. Así que nuestra experiencia en GEA, para analizar e identificar la causa raíz de estos retos nuestras dos acciones de control del diseño evaporativo serán trabajar en la reducción de la carga microbiana, y reducir el potencial de crecimiento para garantizarle un producto seguro y de buena calidad. Así que ahora es el turno de Samy para llevarnos a los detalles de las estrategias. Samy, es tu turno. Muchas gracias. Muchas gracias, Han, gracias por la introducción. Algo que me gustaría destacar además de lo que acabas de decir, es la expectativa en términos de horas de marcha, es mucho más alta para el evaporador. Así que, si ven el lado izquierdo aquí, sus pasos de procesado de líquidos, como el pasteurizador por ejemplo, tenemos un rango de temperatura, que está entre 4 y 70 grados, tenemos una gran superficie de instalación. Y la expectativa de ejecución es de unas ocho horas. Si vamos al lado del evaporador, tenemos una planta que funciona a entre cuatro y 70 grados o más, también con gran superficie de instalación. Pero la expectativa de ejecución es de unas 15 a 20 horas, así que el doble más o menos. Siguiente. Así que, si intentamos resumir un poco los retos que tenemos entre manos, queremos reducir la carga microbiana, queremos reducir el potencial de crecimiento y queremos aumentar las horas de marcha. Además de esto, tenemos los retos habituales del director de planta, que son, principalmente, tener un alta efectividad de los equipos, un reducido coste total de propiedad, y tener una planta que, por supuesto, es muy robusta y fácil de manejar. Si pasamos a nuestro primer plan de acción que es reducir el potencial de crecimiento. Para esto tenemos unos principios rectores de diseño. Por un lado, tenemos nuestros dos primeros puntos, que son evitar o limitar los rangos desfavorables de temperaturas. Estos fueron indicados por Reine en el rango de Mesófilas y Termófilas. Y favorecemos las tecnologías de calentamiento por contacto directo. Y volveré un poco más tarde sobre esto. Para ilustrar un poco esto, tenemos nuestro propio PCD y patentado. Y es una buena ilustración. Me gusta porque nos permite hacer exactamente esto, que es evitar rangos problemáticos de temperaturas, especialmente para las termófilas. Típicamente, entre 45 y 70 grados, y se basa en una tecnología de contacto directo. Ahora, además de los principios rectores de diseño, tenemos equipos específicos, principios rectores de diseño. Y para demostrarlo tengo, a mi izquierda la parte superior de la zona de calandria. Y en mi derecha los separadores tangenciales. El enfoque aquí es sobre la facilidad de limpieza e higiene, todo ello manteniendo un diseño muy eficiente en cuanto a procesos y energía. Para ello, nos basamos en tres puntos. El primero es seguir la buena orientación dada por las principales pautas higiénicas, como la EHEDG en Europa, o la 3A en Norteamérica, por ejemplo. También nos basamos en nuestra experiencia en GEA, 80 años y seguimos estando fuertes. Y también confiamos en nuestras herramientas como CFD y los cálculos CFD. Así que, para resumir lo que hemos dicho, tenemos una solución que está diseñada para evitar los rangos críticos de temperatura. Y el diseño, con un enfoque estricto en la higiene, cuyo principal beneficio es reducir el potencial de crecimiento en las plantas, pero también un beneficio secundario, tenemos un diseño que da un tiempo de resonancia corto y controlado, un diseño muy fácil de limpiar, un diseño adecuado para todas las aplicaciones lácteas. Pasamos al segundo nivel de acción. Queremos reducir la carga microbiana en el producto. Como saben, tenemos diferentes fórmulas y agentes para el control microbiano, siendo el calentamiento el más antiguo y fiable. ¿Cómo implementamos en GEA el calentamiento como forma de control microbiano? Primero, unas palabras sobre nuestra preferencia en términos de tecnología de calentamiento, preferimos el calentamiento por contacto directo. Lo que queremos decir con “contacto directo” es que queremos asegurar la condensación del vapor directamente en el producto, a diferencia del calentamiento indirecto, donde tendríamos una superficie entre el vapor y el producto. ¿Por qué preferimos el calentamiento por contacto directo? Porque da un perfil de temperatura muy controlado. Entre comillas, va directo a los puntos. ¿Qué quiero decir con esto? Si tomamos el ejemplo del calentamiento indirecto, gastamos una cantidad innecesaria de tiempo, como podemos ver aquí, una cantidad de tiempo innecesaria calentando el producto hasta la temperatura requerida. Por ejemplo, casi a 85 aquí, y esto a su vez causará una degradación innecesaria de la proteína y de todo lo bueno de la leche. Entonces, ahora que hemos establecido nuestra preferencia en términos de tecnología de calentamiento, ¿cómo se traduce esto en el diseño de los equipos? La pieza central de nuestro sistema de tratamiento térmico es nuestro calentador de remolino tangencial. Y eso es un dispositivo de inyección de vapor. Inyectamos vapor directamente en el producto. Nuestro DSI es capaz de todas las temperaturas entre 75 y 140 grados. Está diseñado para minimizar la degradación de proteínas, y así sucesivamente, como acabo de decir, queremos reducir las quemaduras sobre el producto. Queremos diseñar algo que sea muy limpio y fácil, muy fácil de limpiar, quiero decir. Tenemos nuestra pieza central, nuestro DSI. ¿Cómo lo aprovechamos? Pues bien, añadiendo esas unidades de regeneración flash como módulo de paso en el sistema de tratamiento térmico. Y el objetivo, como su nombre indica, es regenerar el vapor en el sistema de tratamiento térmico. Así, ahorramos energía, ahorramos vapor, y también lo llamamos flash porque se basa en nuestra preferencia, las tecnologías de contacto directo. Nos mantenemos cerca de nuestra preferencia. Todo esto nos permite ahorrar energía. Y con nuestro diseño, que es típico, un sistema de calentamiento de cinco pasos, hasta el 40%. Hasta un 40% de ahorro y consumo de vapor. Además, en nuestra última versión de diseño de este equipo, tenemos un diseño capaz de minimizar mucho el riesgo de contaminación cruzada a través de este equipo. Acabo de explicar cómo construimos nuestro sistema de tratamiento térmico GEA. Pero también podemos integrar otras formas de control microbiano en nuestras plantas, en nuestro evaporador y a su alrededor. Algunos de las cuales se basan en calor. Así que, para esto, tenemos algo que quizá conozcan como la infusión, por ejemplo, podemos suministrar esta tecnología en GEA, tenemos nuestro clásico sistema tubular UHT. Todo eso para el sistema basado en calor. También tenemos métodos no basados en calor como la microfiltración, y las clarificadoras bacterianas. Además, queremos estar al tope de los últimos avances e innovaciones. Junto con Reine, mantenemos la vista puesta en las últimas tecnologías. Que son, concretamente, luces UV, luces de pulso, alta presión, etc. Para resumir, lo que acabamos de decir sobre reducir la carga microbiana, tenemos una solución muy flexible y robusta en la aplicación de un sistema de tratamiento térmico del producto. Esto da nuestras principales ventajas, que son tener un alto efecto letal en el producto. Como beneficio secundario de tener un diseño muy centrado en la recuperación de energía, que es difícil que falle y es fácil de limpiar. Gracias, Samy y Reine, por esta gran demostración. En conclusión, diría que el operador reúne dos exigencias que compiten, primero la eficiencia y rentabilidad de la planta junto con abordar los retos microbiológicos para obtener un producto optimizado, seguro y de alta calidad. Nuestro centro de competencia es un lugar único para considerar la problemática y también la sostenibilidad, donde tratar de abordar, disculpen, optimizar el coste total de propiedad o plantear el desarrollo de nuevos productos. Nuestro equipo de expertos está disponible para diseñar una solución individualizada acorde a sus necesidades. Pasaremos ahora a la sesión de P&R. Pero antes me gustaría presentarles nuestro próximo webinar diario. Trata la eficiencia operativa a largo plazo relacionada con el secado por atomización de lácteos. Estará coordinado por un colega danés del Centro de Competencia para Secado por Atomización y se celebrará en junio. Gracias por escucharnos. Ahora pasaremos a las preguntas y respuestas en unos segundos. Por favor, manténganse en línea.