Mermelada de Piñaaa

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

INGENIERIA DE ALIMENTOS I

ING. WAGNER VASQUEZ ORIHUELA

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



A) INSUMOS

III. MATERIALES Y MÉTODOS

PECTINA

AZUCAR

INSUMOS

PIÑA

BICARBONATO DE SODIO



B) MATERIALES

C) EQUIPOS :

FRASCOS DE VIDRIO

OLLA INDUSTRIAL

TERMOMETRO

AGITADOR

MATERIALES

BALANZA COCINA INDUSTRIAL

http://www.directindustry.es/prod/scilabware-limited/vasos-precipitados-graduados-vidrio-borosilicato-98137-892357.html

http://articulo.mercadolibre.com.ec/MEC-403210959-paila-de-cobre-antigua-_JM



D) METODOLOGÍA:

1. Primero se recepción de la materia prima

2. Segundo se realiza selección y pesado



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



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



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



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



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



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%.



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



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.



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.



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:



°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.



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.



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:

Mermelada de Piñaaa

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