Impianti lattiero caseari: produzione e lavorazione del latte

UNIVERSITÀ DI FOGGIA

IMPIANTI LATTIERO CASEARI

Prof.ssa Maria Luisa Amodio
Dip.to Scienze Agrarie, degli Alimenti e dell'Ambiente
marialuisa.amodio@unifg.it

IL LATTE

IL LATTE È UN LIQUIDO ALIMENTARE,
OTTENUTO DALLA MUNGITURA REGOLARE,
ININTERROTTA E COMPLETA DI ANIMALI IN
BUONO STATO DI SALUTE E NUTRIZIONE.
IL LATTE CHE NON HA SUBITO TRATTAMENTI È
DEFINITO "CRUDO".

Lattazione

v Lattazione: genesi e secrezione di latte da parte della
ghiandola mammaria delle femmine dei mammiferi.
Per bestiame allevato al fine di produrre latte,
(mucche, bufale, capre, pecore, asine) la lattazione
indica il periodo durante il quale l'animale viene
munto.

Nelle bovine la durata della lattazione viene
convenzionalmente considerata di 305 giorni (10
mesi), periodo che comincia dopo il parto e finisce
due mesi prima del parto successivo (mesi definiti di
"asciutta"). Al momento del parto per i primi 3-5 giorni
produce colostro.

DIAGRAMMA DI FLUSSO PRODUZIONE LATTE ALIMENTARE

• RACCOLTA LATTE
• FILTRAZIONE
• STOCCAGGIO
• TRASPORTO
• PRETRATTAMENTO
• TRATT. TERMICO
• STOCCAGGIO
• CONFEZIONAMENTO

DIAGRAMMA DI FLUSSO PRODUZIONE FORMAGGIO

• RACCOLTA LATTE
• STOCCAGGIO
• PRETRATTAMENTO
  (CHIARIFICAZIONE)
• TRASPORTO
• PASTORIZZAZIONE
  ->
• BATTUFOGAZIONE O
  MICROFILTRAZIONE
• PRETRATTAMENTI
  (CORR.GRASSO)
• INOCULO
• COAGULAZIONE
• CONFEZIONAMENTO
• ROTTURA CAGLIATA
• SPURGATURA
• MATUR./STAGION.
• COTTURA
• FORMATURA/
  PRESSATURA
• SALATURA

COMPOSIZIONE DEL LATTE

Species	Water	Fat	Casein	Lactose	Ash	Whey protein
Cow	87.3	4.4	2.8	4.6	0.7	0.6
Buffalo	82.2	7.8	3.2	4.9	0.8	0.6
Sheep	82.0	7.6	3.9	4.8	0.9	0.7
Goat	86.7	4.5	2.6	4.4	0.8	0.6
Human	87.1	4.6	0.4	6.8	0.2	0.7

LA MUNGITURA MECCANIZZATA

Fig. 1.1 Sectional view of the udder.
1 Cistern of the udder
2
Teat cistern
3
Teat channel
4 Alveolus
Fig. 1.7 Preparing the cow for milking by cleaning and massaging the udders
before the teat cups are placed on the udders.

MACCHINA PER LA MUNGITURA

• Pompa da vuoto,
• Tubi di aspirazione;
• Tazza di mungitura
• Serbatoio
• pulsatore

FASI DI MUNGITURA

• suzione
• massaggio

IMPIANTO DI MUNGITURA E STOCCAGGIO IN AZIENDA

1. Pompa da vuoto
2. Tubazione vuoto
3. Scambiatore di
calore
4. Tanica di
refrigerazione
5. Tubazione latte

Fig. 1.9 The influence of temperature
on bacterial development in raw milk.
Fig. 1.11 Direct expansion tank used
for cooling and storage of milk.

LA MUNGITURA AUTOMATIZZATA

SISTEMA DI MUNGITURA AUTOMATICO

Il Sistema è composto da:

• trasponder identifica l'animale
• Un sistema di visione individua le mammelle
• Un sistema di lavaggio e asciugatura
• Una tazza di mungitura aspira il latte da una
  mammella alla volta assicurandosi che il
  volume raggiunto sia idoneo
• Disinfezione spray

IMPIANTO DI MUNGITURA E STOCCAGGIO IN AZIENDA

Impianto di
raffreddamento
rapido
Tanica di stoccaggio
latte refrigerato

CARICO LATTE IN AZIENDA AGRICOLA

SCARICO LATTE IN STABILIMENTO

Stoccaggio in silos, a 4°℃,
con sistema di agitazione

1. Eliminatore di aria
2. Pompa
3. Filtro
4. Flussimetro

Pesatura

Pesatura con celle di carico
Misura del volume

ANALISI SUL LATTE

Il latte arrivato in azienda è sottoposto a una serie di
analisi

• Odore e Sapore
• Ispezione pulizia delle cisterne
• Test igiene (resazurina)
• Conta cellule somatiche
• Conta microbica
• Contenuto in proteine
• Contenuto in grasso
• Punto di congelamento (tra -0,59 e -0,54 ℃)

PRE-TRATTAMENTI

VENGONO EFFETTUATI NEGLI STABILIMENTI DI
LAVORAZIONE DEL LATTE GENERALMENTE PRIMA
DEL TRATTAMENTO TERMICO VERO E PROPRIO O,
IN ALCUNI CASI, SUCCESSIVAMENTE.

• Eliminare eventuali impurità macroscopiche
• Ridurre il tenore in germi
• Standardizzare il tenore in grasso
• Omogenizzare il prodotto
• Etc.

CENTRIFUGAZIONE

v elimina parte delle impurità solide (chiarificazione)
che non vengono trattenute dai sistemi di filtrazione
presenti negli impianti dell'allevamento e dello
stabilimento di trattamento;

v separare la panna (scrematura) (svolta con
centrifughe scrematrici a 55 ℃);

v risanamento del latte: consente di separare parte dei
microrganismi (battufogazione) e delle spore più
pesanti. L'operazione si svolge a 75° C ed elimina
circa il 99% dei microrganismi e delle spore.

SCREMATURA: VELOCITÀ DI SEDIMENTAZIONE/FLOTTAZIONE LEGGE DI STOKES

ES. CON MERCURIO CHE HA MAGGIORE DENSITÀ

V =
d2 (P pa - pli)
18u
*
g
p
Per un globulo di grasso a circa 35 ° C
d = 3 um = 3x10-6 m
(pp - P) = (980 - 1 028) = - 48 kg/m3
n = 1.42 cP (centipoise) = 1.42x 10-3 kg/m, s
1)
Vg
=
(3 x 10-6)2 × 48
18 × 1,42 × 10-3
× 9,81 =
9 x 10-12 × 48
18 × 1,42 × 10-3
× 9,81 =
= 0,166 × 9,81 = 10-6 m/s = 0,166-3 mm/s = 0,597 mm/h

VELOCITÀ DI FLOTTAZIONE DEL GRASSO DEL LATTE

Sedimentation
distance, s
de (Pp - Pi)
Va =
g
Pp - PI = 2 a
2 ng
18 n
4s
12s
İs
IT
d
1.4d 2d
Time t
0
21
3 t

SCREMATURA PER CENTRIFUGAZIONE

LE CENTRIFUGHE

LA SEDIMENTAZIONE È OTTENUTA GRAZIE ALLA
FORZA CENTRIFUGA, CHE AGISCE SECONDO LA
SEGUENTE EQUAZIONE:
V =
d2 (Ppa - Pli )/
18u
2 Tn
60
r
ω

CENTRIFUGAZIONE

SI DEFINISCE EFFETTO O COEFFICIENTE
CENTRIFUGO IL RAPPORTO TRA LA VELOCITÀ DI
DECANTAZIONE CENTRIFUGA E QUELLA
STATICA:
2πη
2
r
VC
c
60
V
g

CHIARIFICATORE CENTRIFUGO

SERVE PER SEPARY
IL LATTE VIENE

Riprendendo l'esempio del grasso del latte, se consideriamo un
raggio di 0.2 m e una velocità di rotazione n=5400 rpm, si ha:
@= 564, 49 rad / s
Ve=(3-10-6)
(3.106)2 .(-48)
18 .1,42 .10-3
· 0,2 . (564, 49)2 =- 0,108 .10-2 m/ s=
=- 1,08mm/ s =- 3896mm/h
Rispetto alla flottazione 3896/0,6=6500 volte più veloce
VC
V
60
( 2 ) ,
g
9,8
564,492 0,2
= 6500

SEPARATORE DI CREMA E SOLIDI

Fig. 6.2.20 Sectional wew of part
of the disc stack showing the /Tik ent
through the distribution holes and separ
fftJbir #WK
possible to ad
of the two f
the requir
cream.

EFFICIENZA DI SEPARAZIONE

L'efficienza di separazione dipende da:

• disegno del separatore
• Velocità di rotazione
• Distribuzione delle deimensioni dei globuli di grasso
  Normalmente i globuli più piccoli (<1um) restano nel latte (tra lo
  0,04 e lo 0,07%).
  Normalmente la crema rappresenta il 10% del totale ma si
  possono modulare i volumi di scarico e le proporzioni tra latte
  scremato e crema.

STANDARDIZZAZIONE

STANDARDIZZAZIONE: CORREZIONE DELLA PERCENTUALE DI
GRASSO DEL LATTE O DI UN DERIVATO PER AGGIUNTA DI
LATTE SCREMATO O CREMA

SEPARATORE CON SISTEMA ONLINE DI STANDARDIZZAZIONE DEL GRASSO NELLE FASI IN USCITA

Standardised
milk
Flow
measurement
Skimmilk
Flow
measurement
of remix cream
Surplus
standardised cream
Control of
cream fat
content
Flow
measurement
Whole milk
Fig. 6.2.34 Principle for direct in-line
standardisation of cream and milk.

OMOGENIZZAZIONE

E' un processo che consente di frantumare, i globuli di
grasso del latte, disperdendoli in modo uniforme nella
massa liquida. Questo si ottiene meccanicamente,
facendo passare il latte a forte pressione attraverso fori
strettissimi.Il trattamento ha lo scopo di:

• Aumentare la stabilità e l'uniformità dell'emulsione dei
  globuli di grasso nel latte.
• Diminuire la velocità di affioramento della panna.
• Ridurre la capacità di aggregazione dei globuli di
  grasso.
• Migliorare la dispersione del grasso e aumentare la
  digeribilità del latte.

L'operazione è svolta in due stadi, nel primo c'è una riduzione
del diametro dei globuli di grasso, nel secondo stadio c'è una
distribuzione uniforme dei globuli all'interno della fase
liquida.
E
Riducendo il diametro delle particelle
diminuisce esponenzialmente la velocità di
galleggiamento.

OMOGENIZZATORI

pompa a pistoni che aspira il latte e lo invia in pressione
alla sezione di omogeneizzazione.
Fig. 6.3.4 The homogeniser is a large
high-pressure pump with a homogenis-
ing device.
1
Main drive motor
2
V-belt transmission
3
Pressure indication
4
Crankcase
5 Piston
6
Piston seal cartridge
7 Solid stainless steel pump block
8
Valves
9 Homogenising device
10 Hydraulic pressure setting system
Il liquido passando il gap aumenta di velocità finche la
pressione non si abbassa al punto da iniziare a bollire.
Quando il liquido è passato la velocità si abbassa e la
pressione riprende ad aumentare causando l'interruzione del
fenomeno di ebollizione e l'implosione delle bolle (effetto
cavitazione).
Homogenized
product
Unhomogenised
product
Homogenised
product