En la producción lechera, un tanque de enfriamiento de leche a granel es un tanque de almacenamiento grande para enfriar y mantener la leche a una temperatura fría hasta que pueda ser recogida por un transportista de leche. El tanque de enfriamiento de leche a granel es una pieza importante del equipo de la granja lechera. Por lo general, está hecho de acero inoxidable y se usa todos los días para almacenar la leche cruda en la granja en buenas condiciones. Debe limpiarse después de cada recolección de leche. El tanque de enfriamiento de leche puede ser propiedad del granjero o puede alquilarse en una planta lechera .
Los productores de leche cruda pueden elegir entre tanques abiertos (de 150 a 3000 litros) o cerrados (de 1000 a 10000 litros). El costo puede variar considerablemente, dependiendo de las normas de fabricación y de si se compra un tanque nuevo o usado.
Los silos de leche (de 10.000 litros o más) son adecuados para los grandes productores. Están diseñados para instalarse en el exterior y junto a la explotación lechera, y todos los controles y la tubería de salida de la leche se encuentran en la explotación.
Un tanque de enfriamiento de leche, también conocido como tanque a granel o enfriador de leche, consta de un tanque interior y uno exterior, ambos fabricados en acero inoxidable de alta calidad.
El espacio entre el tanque exterior y el tanque interior está aislado con espuma de poliuretano. En caso de un corte de energía con una temperatura exterior de 30 °C, el contenido del tanque se calentará solo 1 °C en 24 horas.
Para facilitar un enfriamiento adecuado y rápido de todo el contenido de un tanque, cada tanque está equipado con al menos un agitador. La agitación de la leche garantiza que toda la leche dentro del tanque esté a la misma temperatura y que la leche se mantenga homogénea.
En la parte superior de cada tanque cerrado de enfriamiento de leche hay una boca de acceso de unos 40 centímetros de diámetro. Esto permite una limpieza y una inspección exhaustivas del tanque interior en caso necesario. La boca de acceso está cubierta por una tapa y sellada herméticamente con un anillo de goma. Además, en la parte superior hay 2 o 3 entradas pequeñas. Una está cubierta con un respiradero y la otra o las otras se pueden utilizar para bombear leche al tanque.
Un tanque de enfriamiento de leche generalmente se apoya sobre 4, 6 u 8 patas ajustables. La inclinación incorporada del tanque interior garantiza que hasta la última gota de leche fluya hacia la salida.
En la parte inferior, cada tanque de enfriamiento de leche tiene una salida roscada, que generalmente incluye una válvula.
Todos los tanques tienen un termómetro, lo que permite la inspección inmediata de la temperatura interior.
La mayoría de los tanques incluyen un sistema de limpieza automático. El uso de agua fría y caliente, un líquido limpiador ácido y/o alcalino, una bomba y una lanza rociadora limpiarán el interior del tanque, lo que garantizará un ambiente interior higiénico cada vez que se vacíe el tanque.
Casi todos los tanques tienen una caja de control que controla el proceso de enfriamiento mediante un termostato. El usuario puede encender y apagar el sistema, permitir una agitación adicional e inmediata, iniciar la rutina de limpieza y reiniciar todo el sistema en caso de falla.
Los tanques de enfriamiento de leche nuevos y más grandes están ahora equipados con sistemas de monitoreo y alarma. Estos sistemas vigilan la temperatura de la leche dentro del tanque, verifican el funcionamiento del agitador, la unidad de enfriamiento y la temperatura del agua de limpieza. En caso de mal funcionamiento de cualquiera de estas funciones, se activará la alarma. El sistema de monitoreo también mantendrá un registro de la temperatura y de todos los fallos durante un período determinado.
Las normas definen entre otros criterios: aislamiento, agitación de la leche, potencia frigorífica necesaria, variaciones en la medición de la cantidad de leche, calibración, … Algunas son más exigentes que otras.
Se pueden encontrar salidas suecas (SMS 1145), alemanas (DIN 11851), inglesas RJT (BS 4825), IDF (ISO 2853), tri-clamp (ISO 2852), danesas (DS 722),... además de diferentes diámetros. Varían de un país a otro. Las salidas no estándar dificultan el proceso de recogida de leche, ya que el operador debe adaptarse a cada estándar/diámetro diferente.
Existen dos métodos principales para enfriar la leche que ingresa al tanque de almacenamiento, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. La capacidad y el tipo del tanque dependerán del tamaño del rebaño, el patrón de partos, la frecuencia de recolección de leche, la calidad de leche requerida, la disponibilidad de energía y agua y los planes futuros de desarrollo.
Un tanque de almacenamiento con refrigeración por expansión directa tiene tuberías o placas de apoyo que transportan refrigerante y que están soldadas directamente al exterior de la cámara de leche. Una capa de aislamiento cubre el exterior del tanque de leche y las líneas de refrigeración, con una cubierta metálica exterior sobre el aislamiento.
El enfriamiento por expansión directa no puede funcionar cuando el tanque está vacío, ya que las paredes internas del tanque se congelarían. En cambio, el tanque se enfría rápidamente cuando la leche tibia ingresa primero al tanque y luego se enfría lentamente solo para mantener una temperatura de almacenamiento baja. El enfriamiento rápido durante el ordeño requiere compresores de refrigeración y radiadores de condensador muy grandes para expulsar rápidamente el calor de la leche, y es más adecuado para operaciones agrícolas muy grandes donde se dispone de energía eléctrica trifásica para operar el sistema de enfriamiento de alta potencia.
Un tanque de almacenamiento de leche que utiliza un generador de hielo o un banco de hielo sumerge la parte inferior de la cámara de leche interna en una piscina de agua abierta con tubos de cobre que contienen refrigerante suspendido en el agua. Entre ordeños, un pequeño sistema de enfriamiento de bajo consumo acumula lentamente una capa de hielo alrededor de los tubos de cobre y evita que la piscina se congele haciendo circular el agua de forma continua. Una vez que el hielo alcanza un espesor de 2 a 3 pulgadas, el sistema de enfriamiento deja de funcionar.
Durante el ordeño, la leche que entra al tanque se enfría principalmente mediante la circulación del agua de la piscina alrededor de las paredes de la cámara de leche interna y el derretimiento del hielo. Una vez que el hielo se ha derretido lo suficiente, el sistema de enfriamiento se reinicia para ayudar al banco de hielo y reiniciar la producción de hielo.
Los tanques a granel con bancos de hielo son más adecuados para pequeñas operaciones agrícolas familiares donde solo se dispone de energía eléctrica monofásica y los sistemas de enfriamiento de alta potencia serían demasiado costosos o difíciles de instalar.
Por razones de ahorro de energía y calidad, es recomendable enfriar previamente la leche antes de que entre al tanque utilizando un enfriador de placas o de tubos ( intercambiador de calor de carcasa y tubo ) alimentado con agua fría del pozo, del generador de hielo o de la unidad condensadora. Cuanto más rápido se enfríe la leche después de salir de la vaca, mejor. Este sistema logra la mayor parte del enfriamiento antes de que la leche entre al tanque, de modo que se agrega leche fría, en lugar de leche tibia, a la leche ya enfriada en el tanque.
La temperatura genérica para el almacenamiento de la leche es de 3 a 4°C. Para la elaboración de quesos con leche cruda, sería recomendable mantener la leche a 12°C, ya que así se conservarán mejor las características de la leche.
El tanque de enfriamiento de leche no suele llenarse por completo de una sola vez. Un tanque de 2 ordeños está diseñado para enfriar el 50 % de su capacidad de una sola vez. Un tanque de 4 ordeños está diseñado para enfriar el 25 % de su capacidad de una sola vez, y un tanque de 6 ordeños está diseñado para enfriar el 16,7 % de su capacidad de una sola vez.
El rendimiento de enfriamiento depende del número de ordeños necesarios para llenar completamente el tanque, la temperatura ambiente y el tiempo de enfriamiento.
Existen dos métodos principales para limpiar los tanques a granel: el lavado manual o el lavado automático. Ambos métodos suelen utilizar cuatro pasos para limpiar el tanque:
El lavado manual requiere que el tanque a granel tenga grandes tapas con bisagras que se puedan levantar para permitir un fácil acceso a las superficies interiores del tanque. Suele ser mucho más minucioso que los métodos automáticos, ya que permite inspeccionar cuidadosamente el tanque durante el proceso de lavado. Si se descubre que el tanque no está lo suficientemente limpio, se puede realizar una limpieza adicional en una zona problemática.
Este trabajo es difícil de realizar en tanques muy grandes y se vuelve más difícil a medida que aumenta la sección transversal o el diámetro general del tanque, lo que requiere un cepillo más largo o una plataforma de trabajo elevada alrededor del tanque para levantar al trabajador de limpieza y alcanzar el costado de un tanque alto.
El lavado automático de tanques a granel normalmente lo activa el conductor del camión de recolección de leche después de cada recolección de leche. El sistema de limpieza funciona de manera similar a un lavavajillas de consumo y consta de una o más boquillas rociadoras de alta presión que giran libremente con chorros tangenciales, con la boquilla rociadora montada en el extremo de un látigo flexible suspendido hacia abajo en el centro del interior. A medida que la solución de limpieza sale rociada por el chorro, la fuerza del agua expulsada hace que el chorro gire y el látigo se balancee violentamente hacia adelante y hacia atrás, rociando la solución de limpieza al azar por todo el interior del tanque.
Debido a que los sistemas de lavado automáticos no realizan un lavado físico, el limpiador utiliza surfactantes y detergentes para disolver las grasas que la crema de la leche deja en el interior del tanque. Sin embargo, esto no es suficiente para eliminar la acumulación de sarro, y es posible que sea necesario lavar el tanque ocasionalmente con un removedor de sarro para eliminar esta acumulación de sarro que puede albergar bacterias y contaminantes.
El lavado automático solo limpia el interior del tanque. No es capaz de limpiar el exterior del tanque y no hace un buen trabajo de limpieza alrededor de los sellos de la tapa. Si bien es posible limpiar solo el interior y decir que está bien, no proporciona la máxima higiene que se obtiene al lavar manualmente el exterior del tanque después o durante el proceso de lavado automático. Además, algunos componentes que entran en contacto con la leche, como la válvula de drenaje, no se pueden limpiar correctamente de manera automática sin desmontar la válvula y la arandela de retención y frotar directamente con agua jabonosa.
Se pueden lograr reducciones sustanciales en los costos de funcionamiento cuando se utiliza un generador de hielo junto con electricidad fuera de horas punta. El preenfriamiento de la leche mediante un enfriador de placas o de tubos alimentado con agua de la red o de pozo también puede reducir los costos y aumentar la capacidad de enfriamiento del tanque.
Las unidades condensadoras de tanque a granel, que no son parte integral del tanque, deben instalarse en un lugar adyacente, adecuado y bien ventilado.
En la medida de lo posible, las unidades condensadoras no deben instalarse en una pared que dé al sol. Deben instalarse de manera que puedan absorber y descargar cantidades adecuadas de aire para un funcionamiento eficiente.
El tanque a granel debe ser de fácil acceso para los grandes camiones cisterna de recolección a granel y debe ubicarse de manera que los accesos a los camiones cisterna puedan mantenerse limpios y libres del tráfico de vacas en todo momento.
Aunque los tanques se hayan calibrado al instalarlos por primera vez, la calibración incorrecta de los tanques a granel no es poco común y, en algunos casos, puede resultar en una pérdida significativa de ingresos. Los tanques de leche calibrados por debajo de la temperatura adecuada pueden engañar a los productores de leche cruda hasta en 22 litros en cada envío. Por lo tanto, es recomendable volver a calibrar un tanque a granel.
Los tanques de acero inoxidable también se utilizan para calentar o enfriar un fluido o simplemente para mantenerlo aislado y caliente/frío. Debido al acabado higiénico del lado interior y exterior de los tanques, se puede almacenar casi cualquier fluido: agua, jugos de frutas, miel, vino, cerveza, tinta, pintura, cosméticos, aditivos alimentarios aromáticos, cultivos bacterianos, limpiadores, aceite o sangre.