mermelada de piñaaa
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FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
I
RI A
LIZ
AR
Año de la promoción industrial responsable y del
compromiso climático”
CÁTEDRA: INGENIERIA DE
ALIMENTOS I
CATEDRÁTICO : ING. WAGNER VASQUEZ ORIHUELA
INTEGRANTES : CHARCA PONCE Sheyla
LÓPEZ GONZÁLEZ Ana
BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA DE MERMELADA DE PIÑA
PER
IOD
O 2
01
4 -
I
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En esta guía de práctica es importante conocer el balance de materia y energía los cuales
se basan en la ley de la conservación de la materia y la primera ley de la energía no se crea
ni se destruye solo se transforma, estos balances los analizaremos con la elaboración
mermelada de piña, para saber la eficiencia en su elaboración, con saber cuánto de materia
prima (piña) y cuanto de mermelada de piña se obtiene en cada uno de estos cálculos.
También en este informe se observara un diagrama de flujo para la elaboración del
producto en donde se detallara el proceso que se va realizar para obtener el producto
final, habiendo descrito el porqué de esta práctica nos planteamos los objetivos siguientes:
Demostrar una de las múltiples aplicaciones del balance de energía en el
procesamiento de alimentos
Crear destrezas y habilidades numéricas mediante la realización de un balance de
energía simple en la elaboración de mermelada de piña.
Diferenciar entre una operación unitaria y un proceso de la industria alimentaria
Una vez finalizada la práctica el alumno estará en la capacidad de preparar una
mermelada de fruta.
LOS ALUMNOS
INTRODUCCIÓN
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A) INSUMOS
III. MATERIALES Y MÉTODOS
PECTINA
AZUCAR
INSUMOS
PIÑA
BICARBONATO DE SODIO
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B) MATERIALES
C) EQUIPOS :
FRASCOS DE VIDRIO
OLLA INDUSTRIAL
TERMOMETRO
AGITADOR
MATERIALES
BALANZA COCINA INDUSTRIAL
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D) METODOLOGÍA:
1. Primero se recepción de la materia prima
2. Segundo se realiza selección y pesado
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3. Se realiza un lavado y desinfectado de la fruta
4. Se realiza un pelado mecánico
5. Se realiza cortado en trozos para concentrarlo
6. Adicción de azúcar conservante y pectina
7. Por ultimo envasar la mermelada en los frascos para su consumo
IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES
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1. el diagrama de equipo para el proceso de elaboración mermelada de frutas
Diagrama de equipo para el proceso de mermelada
2. el diagrama de bloque para el proceso de elaboración mermelada de frutas
Flujo de operaciones para elaborar mermelada de piña
Temperatura
Piña= 9.4 Kg
Agua60-65 °brix
azúcar, conservante y pectina = 6.350 kg
Cascara, corazón = 3.3Kg
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3. Balance de masa:
BALANCE DE MATERIA
Ingresa (kg) Sale (kg)
Continúa en proceso Rendimiento
Pesado 9.100 0.000 9.100 100%Lavado y desinfectado 0.000 0.000 9.100 100%Pelado y descorazonado
0.000 3.300 6.100 67.03%
cortado 0.000 0.100 6.000 65.93%concentrado 6.350 3.000 9.350 102.74%trasvase 0.000 0.100 9.250 101.65%envasado 0.000 0.100 9.150 100.55%Enfriamiento 0.000 0.030 9.120 100.23%Almacenamiento 0.000 0.020 9.100 100%
TOTAL 15.450 6.650 9.100
rendimiento= 9.100kg15.450kg
×100=58.90%
V. CONCLUSIONES
Temperatura
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1. La producción de conserva de carambola es un proceso DISCONTINUO que tiene
como procesos básicos:
Recepción de materia prima (OPERACIÓN UNITARIA)
pesado (OPERACIÓN UNITARIA)
lavado y desinfectado (OPERACIÓN UNITARIA)
pelado (PROCESO UNITARIO)
cortado (OPERACIÓN UNITARIA)
Concentrado (OPERACIÓN UNITARIA)
enfriado (OPERACIÓN UNITARIA)
almacenado (OPERACIÓN UNITARIA)
2. El rendimiento en la producción de queso prensado es 58.90%
1. Agua de mar, que contiene 3,50% en masa de sal, pasa a través de una serie de 10
evaporadores. En cada una de las 10 unidades se evapora aproximadamente la misma
cantidad de agua, que después se condensa y se combina para obtener un flujo de
productos que es agua pura. La salmuera a la salida del último evaporador contiene
ANEXOS
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5,00% en masa de sal. Si el proceso se alimenta con 30000 kg/h de agua de mar, calcule el
rendimiento fraccionara de agua pura y el porcentaje en peso de sal en la disolución que
sale del cuarto evaporador.
Base de cálculo: 1 hora de operación
Balance global de masa para la sal: 30000 kg*0,035 = Q10*0,05 ⇒ Q10 = 21000 kg.
Balance global de masa: 30000 kg = QA+Q10⇒ QA = 9000 kg.
Cada evaporador elimina 9000/100 = 900 kg de agua.
Balance global total entre el 1º y el 4º evaporador: 30000 = 3600+Q4 ⇒Q4 = 26400.
Balance de masa parcial para la sal entre el 1º y el 4º evaporador: 30000*0,35=26400*X ⇒X = 0,0398 = 3,98%.
Respuestas: 900 kg de agua; 3,98%.
2. Se quema propano (C3H8) con 12% de aire en exceso. El porcentaje de conversión del
propano es de 95%; del propano quemado, 15% reacciona para formar CO y el resto para
formar CO2. Calcule la composición del gas de combustión en base seca y en base
húmeda.
Base de cálculo: 100 moles de propano alimentados.
100 moles C3H8
Gas de emisión: CO, CO2, H2O, N2, O2, C3H8
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Aire (21% O2 y 79% N2)
Moles de propano que reaccionan: 95 moles.
Moles de propano que producen CO2 = 95 moles * 0,85 = 80,75 moles.
Moles de propano que producen CO = 95 moles * 0,15 = 14,25 moles.
Reacciones: 80,75 C3H8 + 403,75 O2 242,25 CO2 + 323 H2O
14,25 C3H8 + 49,875 O2 42,75 CO + 57 H2O
Cálculo del número de moles de oxígeno teórico:
100 C3H8 + 500 O2 300 CO2 + 400 H2O
Moles de O2 teórico = 500 moles
Moles de O2 alimentados = 500 moles * 1,12 = 560 moles
Moles de N2 alimentados = 560 moles O2 * (79 moles N2/21 moles O2) = 2106,67 moles
Balance de C3H8: Entrada = salida + consumo 100 moles = salida + 95 moles
C3H8 que sale = 5 moles.
Balance de N2: Entrada = salida N2 que sale = 2106,67 moles.
Balance de CO: Salida = producción CO que sale = 42,75 moles.
Balance de CO2: Salida = producción CO2 que sale = 242,5 moles.
Balance de H2O: Salida = producción H2O que sale = (323 moles + 57 moles) = 380 moles.
Balance de O2: Entrada = salida – consumo O2 que sale = 560 moles – (403,75 moles + 49,875
moles) = 106,375 moles.
Moles totales del gas de combustión = 2883,045 moles.
Composición de los gases de emisión en base húmeda:
%CO = (42,75 moles*100/2883,045 moles) = 1,48%
Mediante cálculos similares se obtienen los siguientes valores:
%CO2 = 8,40%; %H2O = 13,18%; %N2 = 73,07%; %O2 = 3,69%; %C3H8 = 0,18%.
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Composición de los gases de combustión en base seca:
Moles de gases de emisión sin agua: 2883,045 moles – 380 moles = 2503,045 moles.
%CO = (42,75 moles*100/2503,045 moles) = 1,71%.
Mediante cálculos similares se obtienen los siguientes valores:
%CO2 = 9,68%; %N2 = 84,16%; %O2 = 4,25%; %C3H8 = 0,20%.
Respuestas: Composición en base húmeda: %CO = 1,48%; %CO2 = 8,40%; %H2O = 13,18%; %N2
= 73,07%; %O2 = 3,69%; %C3H8 = 0,18%; Composición en base seca: %CO = 1,71%; %CO2 =
9,68%; %N2 = 84,16%; %O2 = 4,25%; %C3H8 = 0,20%.
3. Un gas pobre obtenido de coque tiene la siguiente composición en volumen: 28,0% de CO;
3,5% de CO2; 0,5% de O2 y 68% de N2. Este gas se quema con una cantidad tal de aire que
el oxígeno del aire está en un 20% en exceso del oxígeno neto necesario para la
combustión. Si la combustión se completa en un 98%, calcule la masa y la composición en
porcentaje volumétrico del gas de combustión formado por cada 100 lb. de gas quemado.
Base de cálculo: 100 lb -mol de gas pobre.
Gas pobre
Gas de emisión: N2, CO2; O2, CO
Aire 79% N2 y 21% O2
El gas pobre consiste en: 28 lb Mol de CO, 3,5 lb mol de CO2, 0,5 lb mol de O2 y 68 lb mol de N2.
Combustión completa: 28 CO + 14 O2 28 CO2
O2 necesario para la combustión completa: 14 lb mol.
O2 en gas pobre: 0,5 lb mol.
O2 neto necesario para la combustión completa: 13,5 lb mol.
O2 suministrado: 13,5 lb mol * 1,2 = 16,2 lb mol.
N2 suministrado = 16,2 lb mol O2 * (79 lb mol N2 / 21 lb mol O2) = 60,94 lb mol.
CO que se quema: 28 lb mol * 0,98 = 27,44 lb mol.
27,44 CO + 13,72 O2 27,44 CO2
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Balance para N2: Entrada = salida 68 lb mol + 60,94 lb mol = N2 que sale N2 que sale =
128,94 lb mol.
Balance para CO2: Entrada + producción = salida 3,5 lb mol + 27,44 lb mol = CO2 que sale
CO2 que sale = 30,94 lb mol.
Balance para O2: Entrada = salida + consumo 0,5 lb mol + 16,2 lb mol = O2 que sale + 13,72 lb
mol O2 que sale = 2,98 lb mol.
Balance para CO: Entrada = salida + consumo 28 lb mol = CO que sale + 27,44 lb mol CO
que sale = 0,56 lb mol.
Resumen para el gas de emisión:
Gas Lb mol Masa ( lb)
N2 128,94 3610,32
CO2 30,94 1361,36
O2 2,98 95,36
CO 0,56 15,68
Totales 163,42 5082,72
Masa de gas pobre = 28 lb mol CO * (28 lb / 1 lb mol) + 3,5 lb mol CO 2 * (44 lb / 1 lb mol) + 0,5
lb mol O2 * (32 lb / 1 lb mol) + 68 lb mol N2 * (28 lb / 1 lb mol) = 2858 lb.
Se producen 5082,72 lb por cada 2858 lb de gas pobre quemadas. Entonces, el cálculo para
determinar la masa de gas de emisión obtenida al quemar 100 lb de gas pobre es:
Masa de gas de emisión = 100 lb de gas pobre * (5082,72 lb gas emisión / 2858 lb gas pobre) =
177,84 lb.
La composición volumétrica del gas de emisión es la misma para cualquier cantidad del mismo
gas pobre quemado:
% N2 = 128,94 lb mol N2 * 100 / 163,42 lb mol gas emisión = 78,90%.
De manera análoga se obtienen los siguientes porcentajes:
% CO2 = 18,93%
% O2 = 1,82 %
% CO = 0,34%
Respuestas: 177,84 lb; 78,90% N2, 18,93% CO2, 1,82% O2, 0,34% CO.
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4. ¿Qué métodos de tratamiento térmico se aplican a frutas?
Los procesos tecnológicos utilizados para tratar a los alimentos por calor se han desarrollado y perfeccionado,
sobre todo, durante el siglo XX. Entre ellos podemos destacar:
a) El escaldado
Es un tratamiento térmico suave que somete al producto durante un tiempo más o menos largo, a una
temperatura inferior a 100 grados. Se aplica antes del procesado para destruir la actividad enzimática de
frutas y verduras.
Es un tratamiento térmico entre 95º y 199ºC que dura varios minutos, y se aplica a sistemas tisulares como
etapa previa a otras operaciones como la congelación, enlatado, liofilización o secado. Previa a la
congelación se busca la destrucción de enzimas que afectan el color, sabor y contenido vitamínico. Hay
dos enzimas ampliamente distribuidas en diversas plantas que son resistentes al calor: la peroxidasa y la
catalasa. La medida de su ausencia de actividad se usa normalmente como indicador de la efectividad del
escaldado.
El escaldado puede hacerse con agua, vapor, aire caliente o microondas. Para frutas se usan a veces
salmueras con sales de calcio que les proporcionan mayor dureza por la formación de pectatos de calcio.
En la liofilización se acostumbra escaldar previamente el alimento para que, además de la inactivación
enzimática y reducción de la carga microbiana descritas, se facilite la rehidratación. Antes de enlatar se
escalda para remover gases (especialmente oxígeno disuelto), inactivar enzimas, y limpiar y aumentar la
temperatura de los tejidos.
b) La esterilización
Es un procedimiento más drástico, en el que se somete al alimento a temperaturas de entre 115 y 127
grados. Para alcanzarlas, se utilizan autoclaves o esterilizadores. El proceso se debe mantener un cierto
tiempo (en algunos alimentos, hasta veinte minutos), y la temperatura afecta al valor nutricional (se
pueden perder algunas vitaminas) y organoléptico de ciertos productos.
Al realizar un tratamiento esterilizante hay que tener en cuenta algunos factores, como el pH del alimento
y la termorresistencia de los microorganismos o los enzimas. De entre los microorganismos patógenos
esporulados eventualmente presentes en los alimentos de baja acidez (pH mayor a 4,5), Clostridium
botulinum es el más peligroso.
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La esterilización UHT se basa en utilizar altas temperatura (135-150ºC, durante 1 y 3 segundos). Es cada
vez más utilizado, ya que su repercusión sobre el valor nutricional y organoléptico de los alimentos es
menor que la esterilización convencional.
La esterilización se emplea en leche, zumos de frutas y concentrados, nata y otros
muchos productos a los que alarga su vida útil como mínimo tres meses, sin que para
ello se requiera refrigeración, pudiéndose prolongar entre dos a cinco años en función
del tipo de alimento y el tratamiento aplicado.
c) La cocción
Su función es convertir los alimentos en productos digestibles, hacerlos apetitosos,
dotarlos de una temperatura agradable para consumirlos y eliminar los posibles
microorganismos. Sin embargo, la cocción no sirve para conservar los alimentos y puede
hacerlos incluso más sensibles al crecimiento bacteriano puesto que permite aumentar
las poblaciones de bacterias patógenas, y la alteración y la producción de toxinas. La
cocción puede destruir los microorganismos sensibles a las altas temperaturas a la vez
que permite que sobrevivan las formas termorresistentes (que incluyen las esporas
bacterianas), traduciéndose en una selección.
Lo más difícil es lograr la cocción de las partes internas de los alimentos y conseguir que el procedimiento
sea letal para los agentes patógenos. Ello depende del espesor del alimento que está siendo cocido y de la
duración de la cocción.
5. ¿Qué controles de calidad se deben aplicar a las mermeladas?
En la materia prima
La fruta que entra a proceso debe estar libre de golpes, o partes podridas y que el grado de
madurez debe ser el adecuado.
En el proceso
Controlar el punto final de la mermelada (°Brix), así como el pH. Se debe evitar que el producto
hierva en exceso porque se forma espuma que le da mala apariencia a la mermelada y también
disminuye el rendimiento..
En el producto final
La mermelada debe cumplir con las siguientes especificaciones:
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°Brix: 65-66
pH: 3.0-3.5
Consistencia: gel firme al volcar el envase, pero suave al untar.
Color: El adecuado de acuerdo a la fruta empleada. No se debe usar color artificial
Para un mejor control del producto deje muestras almacenadas por varios meses, para evaluar
la vida útil. La presencia de abombamiento en las tapaderas de los frascos, indica que el
producto se ha descompuesto, y que no debe consumirse.
6. ¿Qué métodos de conservación son usadas en las mermeladas?
a) Preservación mediante altas temperaturas
a.1) Esterilización comercial
La esterilización, como método de conservación puede ser aplicado a cualquier
producto que haya sido pelado, trozado o sometido a otro tratamiento de preparación,
provisto de un envase adecuado y sellado en forma hermética de manera de evitar la
entrada de microorganismos después de la esterilización y también la entrada de
oxígeno. El envase debe presentar condiciones de vacío para asegurar la calidad del
producto.
a.2) Pasteurización
Corresponde a un tratamiento térmico menos drástico que la esterilización, pero
suficiente para inactivar los microorganismos causantes de enfermedades, presentes
en los alimentos. La pasteurización, inactiva la mayor parte de las formas vegetativas
de los microorganismos, pero no sus formas esporuladas, por lo que constituye un
proceso adecuado para la conservación por corto tiempo.
b) Conservación mediante la adición de azúcar
La adición de azúcar se usa fundamentalmente en la elaboración de mermeladas, jaleas
y dulces. Esto involucra hervir la fruta, adicionar el azúcar en cantidades variables
dependiendo de la fruta y el producto a preparar, y continuar hirviendo hasta que
alcance el nivel de solidos solubles que permita su conservación.
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La adición de azúcar más ciertas sustancias de las frutas producen la consistencia de gel
que conforma la textura de las mermeladas y jaleas. Para lograr esto es necesario que
exista un nivel de acidez y un porcentaje de azúcar adecuados. Algunas frutas no tienen
la sustancia llamada pectina en cantidad suficiente para formar un gel adecuado, en
cuyo caso es necesario agregarles una pectina exógena. Existe diferencia entre las
manzanas o cítricos y los berries, como la frambuesa o la frutilla. En los primeros hay un
alto nivel de pectina, no así en los segundos.
Durante el proceso de hervir la fruta con el azúcar, la sacarosa -que es el azúcar
agregado- se desdobla en parte en sus componentes, fructosa y glucosa, lo que permite
dos importantes efectos en el producto, mayor solubilidad que evita la cristalización y,
por otra parte, un mayor dulzor. Este proceso se denomina inversión de la sacarosa.
Las mermeladas y los otros productos nombrados se conservan debido a un principio
denominado actividad de agua. La actividad de agua es la disponibilidad de agua libre
para reaccionar y permitir el desarrollo de los microorganismos. Mientras menor sea la
actividad de agua, menor la incidencia de reacciones deteriorantes y microorganismos.
7. Describa equipos, flujo de procesos para la elaboración de mermelada de fresa a nivel
industrial.
a) Los equipos usados son:
a.1) Pulpeadora o licuadora industrial
Para muchos procesos industriales como la obtención de néctares o elaboración de
mermelada, es necesario tener la pulpa del fruto en una fase semilíquida, homogénea,
libre de residuos indeseados, por lo que se realiza un "pulpeado", que no es más que la
operación de desintegración que se utiliza para separar la pulpa del material fibroso,
cáscara, pepas, etc. Esta operación se realiza a nivel industrial en pulpeadoras,
existiendo así diversos, siendo los más usadas las licuadoras industriales (para
producciones muy grandes) y las pulpeadoras horizontales, la cual está ligada a una
especie de brazos que pueden ser paletas de acero inoxidable, brochas o cepillos de
nylon, que giran a gran velocidad para facilitar la ruptura de la fruta.
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a.2) Marmita
La marmita para la cocción de mermelada y conservas es un sistema de cocción con
doble fondo compuesto por dos marmitas insertadas una en la otra.
En el doble fondo, entre una marmita y la otra, se coloca el agua que permite la
cocción de los alimentos sin contacto directo con el fuego de manera que el producto
interno no queme en el fondo, ya que el calor es transmitido por el agua y el vapor
contenidos en el doble fondo.
a.3) Refractómetro
Desarrollado para medir el contenido de azúcar en jugos concentrados de fruta, leche
condensada, azúcar líquido y mermelada. Proporciona información crítica para
garantizar la calidad del producto.
b) El flujo de procesos es:
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