Balance de materia en proceso de elaboración de queso

QUESO

PROCESO DE

ELABORACION DE

QUESO

6

5 SUERO

Sal:

2,5%

1

4

Humedad:

Sal :

Proteína:

Grasa:

Lactosa -minerales:

Agua:

Proteína:

Grasa:

S.T.:

Lactosa -minerales:

Agua:100-12,1=87,9%

Proteína:3,1%

Grasa:3,4%

Lactosa -minerales:12-(3,1+3,4)=5,6%

ST: 12,1%

LECHE:

3Cuajo

2CaCl

0,02%

Dela balance de matera se tiene:

Leche Queso Fresco Lactosuero

Proteínas 3,1 kg 2,45 kg 0,65 kg

Grasa 3,4 kg 3,16 kg 0,24 kg

Lactosa 4,7 kg 0,2 kg 4,5 kg

Minerales 0,9 kg 0,5 kg 0,4 kg

-------------------------------------------------------------

12,1 kg 6,31 kg 5,79 kg

(100%) (52,15 %) (47,85%)

Proteínas: El 79% (caseínas) de las proteínas pasan al queso y el

21%(lactoglobulinas) pasan al lactosuero.

Grasa: el 93% de la grasa pasa al queso y el 7% pasa al lactosuero.

Cantidad de queso (sumatoria de caseína +grasa+ lactosa+ minerales +humedad) a obtener:

QX

XQ

X

XXkCkGQ

L

L

S

SH

HScg

1

.04,1

..

Dónde: Q = Rendimiento de queso G = Porcentaje de grasa en la leche C = Porcentaje de proteína en la leche Kg = 0,93 (Porcentaje de grasa que se recupera al queso del total=93%) Kc = 1,02 (se recupera cerca del 95% de las caseínas y el factor incluye

además el calcio y el fosfato asociados con la paracaseína) XS = Fracción másica de sal añadida (cloruro de sodio) en el queso. XH = Fracción másica de humedad en el queso. Hfes= XH – 1,04/Q = 0,50 – 1,04/Q (fracción del agua en el queso, que puede

actuar como solvente para los sólidos del lactosuero) SL= 0,065 (fracción de sólidos en el lactosuero libre de caseína y de grasa)

Ejemplo 1.

Se tiene 240 kg de leche fluida de vaca con 34 g/kg de materia grasa y 31 g/kg de proteína, y deseamos obtener un queso fresco con 50% de humedad y 2,5% de sal, ¿Cuál sería el rendimiento, la composición del queso y la composición del lactosuero si la eficiencia de fabricación de queso fuera 100%? En este caso,

G = 3,40 (kg de materia grasa en 100 kg de leche), C = 2,45 (79% de 3,1 kg de proteína / 100 kg de leche) Kg = 0,93 (porcentaje de la materia grasa recuperada al queso=93%) Kp=0,79 (porcentaje de caseína en la proteína) Kc = 1,02 (se recupera cerca del 95% de las caseínas y el factor incluye

además el calcio y el fosfato asociados con la paracaseína) XH = 0,50 (Fracción de humedad en el queso= %H/100) XS = 0,025 (fracción de sal en el queso,%Sal/100) Hfes= XH – 1,04/Q = 0,50 – 1,04/Q (fracción del agua en el queso, que puede

actuar como solvente para los sólidos del lactosuero) XSL= 0,065 (fracción de sólidos en el lactosuero libre de caseína y de grasa)

Q= Cantidad de queso kg/100 kg de leche.

Con lo anterior, procedemos a hacer un cálculo iterativo, asumiendo un valor

inicial de Q.

QX

XHXXkCkGQ

L

L

S

Sfes

HScg

1

...

La ecuación simplificada para cualquier cantidad de leche a usar es:

QX

XQ

X

XXkCkGQSL

SLH

Hscg

1

04,1

**

Datos de ingreso:

Cantidad de leche Densidad de leche Porcentaje de grasa Porcentaje de proteína

Cantidad de humedad en el queso fresco Cantidad de sal a agregar al queso Cálculos previos

Xh= fracción másica de humedad= H/100 Xs= fracción másica de sal = S/100 Kg = 0,93 (se recupera el 93% de la materia grasa)

Salida

QUESO (Q)= kg de queso SUERO= Leche-Queso-Sal

Composición del SUERO:

100*

1*PrProteina

SUERO

kcot

100*

1*G

SUERO

kgGrasrasa

100*

**..

SUERO

XsXhQUESOXLecheTsS ST

grasaoteinaTSeralLactosa Pr...min

Composición del QUESO:

100*79,0*Pr

ProteinaQUESO

ot

100**

GQUESO

kgGrasrasa

aSH GrasProteina%%100eral.Lactosamin

Programa en Matlab

Programa en Matlab

% Método de bisección

% EJERCICIO DE PRODUCCION DE QUESO FRESCO

% Ing. Alberto Luis HUAMANI HUAMANI

% Crear la salida

clear all

clc

disp(' ')

disp(' Ing. Alberto HUAMANI HUAMANI')

disp(' Ingeniería en Industrias Alimentarias')

disp(' CURSO DE TECNOLOGIA DE PRODUCTOS LACTEOS')

disp(' CALCULOS EN ELABORACION DE QUESO')

disp(' ')

fprintf('\n');

ST=input('\n Ingrese ST en la leche:\n');

G=input('\n Ingrese el porcentaje de grasa en la leche:\n');

P=input('\n Ingrese el porcentaje de proteína en la leche:\n');

H=input('\n Ingrese el porcentaje de humedad en el queso:\n');

S=input('\n Ingrese el porcentaje de sal en el queso:\n');

fprintf(' it x1 x2 xr fxr\n');

Xp=P/100;

Xg=G/100;

Xh=H/100;

Xs=S/100;

Xst=ST/100;

Kg=0.93;

Kc=1.02;

Kp=0.79;

Xsl=0.065;

x1=7;

x2=15;

error=0.001;

it=0;

fxr=1;

while abs(fxr)>error

xr=(x1+x2)/2;

fx1= -x1+ Kg*G+Kp*P+x1*(Xs+Xh+((Xh-(1.04/x1))*Xsl)/(1-Xsl));

fx2= -x2+ Kg*G+Kp*P+x2*(Xs+Xh+((Xh-(1.04/x2))*Xsl)/(1-Xsl));

fxr= -xr+ Kg*G+Kp*P+xr*(Xs+Xh+((Xh-(1.04/xr))*Xsl)/(1-Xsl));

fprintf('%3.0f %10.6f %10.6f %10.6f %10.6f\n',it,x1,x2,xr,fxr);

if(fxr*fx2)>0;

x2=xr;

else

x1=xr;

end

it=it+1;

end

%Calculos finales

QUES=xr;

ren = (100/xr);

SUERO=100-QUES*(1-Xs);

Pr=P*((1-Kp)*100/SUERO);

Gr=G*(1-Kg)*100/SUERO;

STs = (100*Xst-QUES*(Xh-Xs))*100/SUERO;

lactm = STs-Pr-Gr;

Pro=P*Kp*100/QUES;

Gra=G*Kg *100/QUES;

Lactmi=100-H-S-Pro-Gra;

%Salida de resultados

disp('QUESO (kg):'), disp(QUES)

disp('El número de iteraciones es:'), disp(it)

disp('El RENDIMIENTO (kg leche/1 kg queso) es:'), disp(ren)

disp('LACTOSUERO (kg):'), disp(SUERO)

disp(' La COMPOSICION DE LACTOSUERO es:')

disp('Proteinas:'), disp(Pr)

disp('Grasa:'), disp(Gr)

disp('Solidos Totales (kg) es:'), disp(STs)

disp('Lactosa y mineral es:'), disp(lactm)

disp(' La COMPOSICION DEL QUESO es:')

disp('Humedad (%):'), disp(H)

disp('Sal (%):'), disp(S)

disp('Proteina (%):'), disp(Pro)

disp('Grasa (%):'), disp(Gra)

disp('Lactosa y minerales (%):'), disp(Lactmi)

Ing. Alberto HUAMANI HUAMANI

Ingeniería en Industrias Alimentarias

CURSO DE TECNOLOGIA DE PRODUCTOS LACTEOS

CALCULOS EN ELABORACION DE QUESO

Ingrese ST en la leche:

12.1

Ingrese el porcentaje de grasa en la leche:

3.4

Ingrese el porcentaje de proteína en la leche:

3.1

Ingrese el porcentaje de humedad en el queso:

50

Ingrese el porcentaje de sal en el queso:

2.5

it x1 x2 xr fxr

0 7.000000 15.000000 11.000000 0.696053

1 11.000000 15.000000 13.000000 -0.184428

2 11.000000 13.000000 12.000000 0.255813

3 12.000000 13.000000 12.500000 0.035693

4 12.500000 13.000000 12.750000 -0.074368

5 12.500000 12.750000 12.625000 -0.019338

6 12.500000 12.625000 12.562500 0.008177

7 12.562500 12.625000 12.593750 -0.005580

8 12.562500 12.593750 12.578125 0.001299

9 12.578125 12.593750 12.585938 -0.002141

10 12.578125 12.585938 12.582031 -0.000421

QUESO (kg):

12.5820

El número de iteraciones es:

11

El RENDIMIENTO (kg leche/1 kg queso) es:

7.9478

LACTOSUERO (kg):

87.7325

La COMPOSICION DE LACTOSUERO es:

Proteinas:

0.7420

Grasa:

0.2713

Solidos Totales (kg) es:

6.9798

Lactosa y mineral es:

5.9665

La COMPOSICION DEL QUESO es:

Humedad (%):

50

Sal (%):

2.5000

Proteina (%):

19.4643

Grasa (%):

25.1311

Lactosa y minerales (%):

2.9047