Diseño y construcción de equipo de refrigeración de leche cruda en sitio de producción

Abstract

El propósito del diseño, construcción y validación del desempeño de un equipo de refrigeración de leche cruda para pequeños productores, se centró en las condiciones de producción lechera de la zona ganadera del Departamento del Caquetá, ubicada principalmente en la zona noroccidental del mismo. Una vez evacuados los cálculos termodinámicos, se determinó la viabilidad de la construcción de un prototipo económico y versátil con capacidad para el enfriamiento de 40L de leche en lotes del mismo volumen, teniendo como precedente la baja producción del 80% de los hatos lecheros existentes. El equipo consta de tres conjuntos, así: Generación de frío; compuesto por el compresor (Ver Anexos P, U), condensador, botella de líquidos, líneas de conducción, válvula de expansión (Ver Anexos K, O, Q, S) evaporador (difusor) construido en acero inoxidable para ser operado en inmersión. Conservación de frío; compuesto por un tanque isotermo (este elemento y el difusor de inmersión, construidos como adecuación tecnológica por parte del investigador (Ver Anexos I, J, L, y N.), el cual se diseñó para ser usado como contenedor de la misma leche enfriada para ser transportada hasta pasadas las diez horas desde su obtención a través del ordeño, sin ningún sistema frigorífico y a temperatura ambiente, conservando el frío suministrado únicamente por el equipo de refrigeración. Estructura; construida en tubería redonda de 1,5” de diámetro calibre 18 (1,25mm) en acero inoxidable, norma ANSI 304. En la validación del desempeño del prototipo construido, se lograron temperaturas óptimas de refrigeración en la materia prima contenida en el tanque isotermo, elaborado a partir de una cantina convencional a la cual se le acondicionó un recubrimiento externo (enchaquetado) en lámina de aluminio, con inyección de poliuretano (como aislante térmico) entre las dos paredes. Las leches obtenidas por ordeño manual a ser intervenidas con cadena de frío, arrojaron en promedio 34.5ºC de temperatura inicial y luego de setenta (70) minutos de operación del equipo en cuestión (Ver Anexo Y), estas fueron enfriadas a 0,3ºC (temperatura en isotermo a la culminación del suministro de frío. Tratamiento No. 1), las que luego de haber transcurrido más de de 9,5 horas del ordeño, arrojaron un recuento bacteriano de mesófilos totales de 9.000 UFC/mL, en contraposición al recuento arrojado por las leches cotidianamente manejadas a temperatura ambiente y en el mismo tiempo (Tratamiento No.2) las que mostraron un desarrollo microbiano de hasta 4.326.000 UFC/mL / Abstract. The purpose of the designing, construction and validation of the performance of a cooling equipment for raw milk aimed to smallholders, was focused on the conditions of dairy production through pasturelands zone in the Department of Caquetá. The most of this zone is located in the northwestern area of the department. After getting thermodynamic calculations, the viability of the construction of a cheap and versatile prototype with capacity to cool 40 L of milk in bulks of the same volume was determined. The low production in 80% of the existing cattle ranches was taken as a precedent. The equipment consists of three sets as follows: Generation of cold; made up of the compressor, capacitor, bottle of liquids, power lines, evaporator (diffuser), which is constructed in stainless steel in order to be operated in immersion. Conservation of cold; made up of the isotherm tank, which, the same as the diffuser of immersion, were constructed by the researcher as a technological adaptation. This tank was designed for being used as a container of the same chilled milk. And that milk can be transported even ten hours later it’s milking without needing any refrigeration system and at room temperature. The only cold that milk keeps is the one provided by the cooling equipment. Structure; built in 1.5” stainless steel round pipe with a 18 diameter (1,25mm) according to the standards of ANSI (American National Standards Institute ) 304 rule. During the performance validation of the constructed equipment, optimal temperatures in the raw product that was contained within the isotherm tank were gotten. This tank was made from a traditional pail which was adequate with an external aluminium coating (jacketing) which is provided with a injection of polyurethane (as a thermal insulator) between the two walls. The obtained milks through milking by hand, which were later operated with cooling chain, yielded on average 34.50 C of initial temperature. After 70 minutes of operation of the cooling equipment, the milks were chilled to 0,3ºC (isothermal temperature by the termination of cold providing. Treatment Number 1). After having elapsed more than 9,5 hours from the milk, those milks yielded a total bacterial recount of 9.000 CFU/mL as opposed to the recounting yielded by the milks operated at room temperature and in the same period of time (treatment number 2), which showed a microbial growth up to4.326.000 CFU/mL