Informe Final Procesamieno Jugo de Tomate [PDF]

Zitiervorschau

CONTENIDO RESUMEN .........................................................................................................................................................2 INTRODUCCIÓN................................................................................................................................................3 I.

FUNDAMENTO TEÓRICO ..........................................................................................................................4 1.1.

Características de la materia prima ......................................................................................4

1.2.

Variedades del tomate ...............................................................................................................5

1.3.

Consideraciones de síntesis y análisis de procesos ........................................................6

II.

PRINCIPALES OPERACIONES EN LA ELABORACIÓN DEL PRODUCTO .......................................................8 -

Recepción. ........................................................................................................................................8

-

Prelavado. .........................................................................................................................................8

-

Lavado. ..............................................................................................................................................9

-

Selección ...........................................................................................................................................9

-

Escaldado..........................................................................................................................................9

-

Extracción del jugo .........................................................................................................................9

-

Homogeneización .........................................................................................................................10

-

Filtración..........................................................................................................................................10

-

Desaireación...................................................................................................................................10

-

Pasteurización ...............................................................................................................................11

-

Envasado .........................................................................................................................................11

III.

TOPOLOGÍA, DIAGRAMA DE BLOQUES Y FLOW SHEET......................................................................12

IV.

BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA ...................................................................................................15

4.1.

Balance de materia ...................................................................................................................15

4.2.

Balance de energía ...................................................................................................................23

V.

CONCLUSIONES ......................................................................................................................................24

VI.

ANÁLISIS PINCH ..................................................................................................................................25

BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................................................25

RESUMEN Este trabajo tiene por objetivo realizar un caso de estudio para la elaboración de una bebida rehidratante utilizando como materia prima el jugo de tomate, la cual se obtendrá añadiendo ciertos aditivos (azúcar, conservantes) y electrolitos (Na, K, Mg). Para ello se elaboró el diagrama de bloques y el diagrama de flujo, los balances de materia y el balance de energía. Finalmente se hizo una eventual optimización Pinch, teniendo en cuenta ciertos conceptos impartidos por el curso. Para el balance de materia se tomó como base un flujo de 10TM/h de tomates a procesar, obteniendo así X TM/h de bebida rehidratante de jugo de tomate con características que se mencionará en este informe. Se realizó los balances de energía en las unidades de Escaldado y Pasteurización.

INTRODUCCIÓN

Las competitividad de un producto depende especialmente de la eficiencia en la cual está inmerso el diseño óptimo del proceso de producción, la ingeniería conceptual sugieren una filosofía jerárquica del diseño como el camino para la discriminación de vías no adecuadas para el objetivo de la elaboración de un caso de estudio. En medida que el diseñador cuente con la experiencia debida que demanda el caso de estudio este facilita la eliminación de caminos ineficientes, en caso contrario un diseñador inexperto tendrá una mayor en la discriminación de los caminos correctos en la producción de un caso de estudio, sin embargo podría basarse en verdades pre estimadas denominada en el mundo la ingeniería de concepto como heurísticos, estos conocimientos harían posible una reducción importante en los cálculos necesarios para en conocimiento del modelo de proceso óptimo. Todo proceso de producción está ligado íntimamente con los suministros de servicios, sin los cuales nos sería imposible llevar a cabo nuestro proceso, en este contexto de prof.Bodo Linnhoof se hizo la siguiente ¿Se puede administrar mejor la utilización de los servicios? ¿Es este el proceso más eficiente?, estas interrogantes dieron inicios a la síntesis y análisis de procesos, cuyo concepto de integración energética nos ayuda dar suministrar eficientemente a unidades que requieren una mayor energética de unidades que no la requieren. En nuestro caso de estudio: ‘’Producción de una bebida rehidratante a base de jugo de tomate ‘’, para citar como ejemplo utilizamos para una escaldadora, cuyo vapor vivo, es suministrado luego de su utilización en esta unidad, a la unidad de pasteurización cumpliendo el concepto de integración energética en nuestro proceso. Además de la utilización de heurísticas para la selección del diagrama de flujos más adecuado también fueron utilizados, y es por esta razón que su comprensión es de vital importancia en el diseño y análisis de procesos.

I.

FUNDAMENTO TEÓRICO

1.1. Características de la materia prima El jugo de tomate o zumo de tomate es un preparado que se suele emplear como bebida. Se suele distribuir en recipientes de conservas. Suele emplearse en las bebidas por su sabor ácido y por su contenido de vitamina C, y minerales como el potasio y el magnesio. El zumo contiene también antioxidantes (principalmente licopeno). El zumo procede del jugo bien tamizado de los tomates (Solanum lycopersicum). Primero se cortan lo tomates en secciones, posteriormente se trituran con una batidora. El zumo obtenido se hace pasar por una tela de trama fina como la muselina y se suele envasar evitando su fermentación. El tamizado hace que el diámetro medio de las partículas de tomate sea muy inferior al requerido en las salsas de tomate; esto hace que la textura final sea muy diferente en ambos casos. Algunas marcas comerciales añaden otros vegetales como ajo o cebolla en polvo. Los productos envasados suelen tener sal añadida, y en algunas ocasiones especias. También pueden agregar algunos mariscos como la almeja y el camarón, por ejemplo, el clamato. Hay algunos zumos de tomate que proceden de tomate concentrado que ha sido posteriormente diluido. La acidez del zumo alcanza un pH de 2.3 El zumo de tomate contiene ciertas cantidades de antioxidantes como el licopeno y los flavonoles. Los estudios científicos sugieren que el consumo regular de licopeno puede proteger de cáncer de próstata, cáncer de pecho, arterioesclerosis, y las enfermedades coronarias. -

Relación entre el color y la calidad del tomate

Un buen color es el factor más importante para determinar la calidad del tomate. El tomate de excelente calidad se denomina de grado n°1, el cual posee un excelente color rojo en el 90% de su superficie como mínimo, se clasifican de grado n°2 si tienen menos del 66% de la superficie de buen color rojo. Un lote de tomates que sólo contenga un 7% de la calidad n.° 1, puede ser rechazado por la industria elaboradora. Hay tres clases de pigmentos que son los que dan coloración a los tomates: la clorofila (verde), el caroteno (amarillo) y el licopeno (rojo). La clorofila es el pigmento dominante hasta que los frutos alcanzan cierto grado de madurez. Si la temperatura se mantiene por debajo de 10°C la clorofila no se altera y los tomates conservan el color verde. Pero por encima de 10°C, si los tomates están maduros, la clorofila se destruye y desarrollan los otros pigmentos. Tanto el licopeno como el caroteno se desarrollan en tomates maduros entre los 10 y los 30°C, pero por encima de los 30 °C, el licopeno se degrada y se desarrolla solo el caroteno. Los tomates que maduran a temperaturas constantes mayores de 30°C toman un color anaranjado y no su color rojo, felizmente el licopeno vuelve a formarse cuando la temperatura baja de los 30°C, esta fluctuación de temperaturas es lo que ocurre entre el día y la noche, los tomates adquieren licopeno, con lo consiguiente pigmentación roja de su superficie, aunque las temperaturas exceda los 30 °C.

El color es el factor más importante en la determinación de la calidad del tomate, y como la temperatura es el factor principal del color, vale la pena el mencionar 4 recomendaciones que pueden servir a los agricultores para mejorar el color de sus tomates. 1°. El trasplante temprano es de gran importancia. En general, los tomates más tempranos se trasplantan después que ha pasado el peligro de las heladas. Cuando más pronto tenga lugar la cosecha, mayores son los rendimientos de las tomateras. 2°. Las variedades de maduración temprana dan frutos de gran calidad. Así, en EE. UU la variedad Red Jacket, produce tomates de excelente color y en grandes cantidades. 3°. La aspersión oportuna de las tomateras, para protegerlas contra la defoliación, mejora indirectamente el color. Los tomates expuestos a los rayos directos del sol absorben más calor que los defendidos por un buen follaje. Mediciones de la temperatura mediante pilas termoeléctricas han demostrado que los tomates expuestos a los rayos directos del sol tienen 9ºC más de temperatura que los tomates de la misma planta protegidos por las hojas. En un día corriente de verano la temperatura generalmente es de 23,8 a 29,4° C a la sombra durante varias horas, pero al sol es mucho mayor. Por consiguiente, los tomates no protegidos del sol recibirán una temperatura mayor de 30° C durante varias horas al día. Durante estos períodos se destruye el licopeno de los tomates y sólo se desarrollan los carotenos. 4°. La buena fertilización mejora la calidad y el rendimiento de las tomateras. Cuando los tomates están madurando, requieren grandes cantidades de elementos nutritivos, especialmente de nitrógeno y potasio. Estos elementos pasan desde las hojas a los frutos, y cuando la planta no pueda absorber del suelo una cantidad adecuada de ellos, las hojas mueren gradualmente. En cambio si las tomateras han sido fertilizadas, pueden producir una mayor cosecha de frutos de calidad superior porque tienen hojas vigorosas. Un abonado superficial con nitrógeno y potasio en cantidades adecuadas, aplicado en el último cultivo, mejora el rendimiento y la calidad de los tomates. 5°. La recolección debe hacerse en las primeras horas de la mañana. 1.2. Variedades del tomate Existen una innumerable cantidad de variedades esparcidas en el mercado mundial, entre las cuales las más conocidas y cultivadas por los principales productores mundiales son: a) En Italia son: La Ladino di Pannocchia, de la que por selección se ha derivado la Pilastra y la Pancrazio; la Prospero, la Pierrete Ladino di Pannocchia, la Grosso Genovese, la Pierrette y la Perdigeon; que son variedades óptimas para la producción de concentrados de tomate; sin embargo, predomina para la producción de la conserva la Grosso Genovese, también denominada Nizzardo o Nostr'ano: mientras que para la producción de tomate al natural pelado se cultivan la San Marzano y la Lampadina.

b) En los Estados Unidos, en cambio, se utilizan las variedades de fruto grande y liso, entre las que sobresalen: la Stone, Santa Clara Canner, Matchless, Paragan, Landreth, Coreless, Perfection, Favorite, Red Hock y Sucess. c) En Argentina, las variedades más empleadas son: Ciiyano, Perón, Santa Catalina, Poderosa Gigante y Piálense. Estas variedades se caracterizan por producir tomates de tamaño reducido, lisos y de pulpa consistente. En el caso del presente trabajo la especie a utilizar para su procesamiento será tomate Stone, debido a que cumple con los niveles de pulpa y juego requeridas para nuestro objetivo de elaboración de jugo de tomate con agregados, esta es cultivada en suficientes cantidad para dar suministro a nuestro proceso, se producen aproximadamente 30 TM/he en las épocas de cosecha, en variados regiones de nuestro país como en los valles de la costa, quebradas abrigadas de la sierra y en la selva alta y baja. 1.3. Consideraciones de síntesis y análisis de procesos -

Síntesis y Análisis

Existen muchos factores que distinguen los problemas de diseño de otros tipos de problemas de ingeniería y uno de ellos es la baja especificación, solo una muy pequeña fracción de información se necesita para definir un problema de diseño es disponible de los problema declarado , por ejemplo un químico talvez descubre una nueva reacción para hacer un producto existente o un nuevo catalizador de uno ya existente, una reacción comercial, y nosotros queremos trasladar este descubrimiento hacia un nuevo proceso. Entonces nosotros comenzamos solo con el único conocimiento de las condiciones de reacción que obtuvimos del químico, pues bien como alguna informaciones sobre la disponibilidad de materias primas y productos que nosotros obtengamos de nuestra organización de marketing, y luego nosotros tendremos que suministrar toda otra información que necesitamos para definir un problema de diseño. Suministrar esta información faltante, debemos hacer suposiciones sobre qué tipos de unidades de procesos deberíamos usar, como estas unidades de procesos deberían estar interconectadas, y que temperatura, presión, y que diagrama de flujo de proceso se debería requerir. Ha lo antes mencionado se le denomina como actividad de síntesis. Síntesis es dificultosa porque existen un gran número (104 hasta 109) de caminos que nosotros talvez consideradas para realizar la misma meta. Por lo tanto, los problemas de diseño son muy abiertos. Normalmente, queremos encontrar la alternativa de proceso (fuera de los 104 hasta 109 posibilidades) que posea el menor costo, pero debemos siempre asegurarnos que el proceso es seguro, debería satisfacer las restricciones ambientales, si es fácil la puesta en marcha y operación, etc. En algunos casos, podemos usar reglas de juego (Heurísticos) para eliminar ciertas alternativas de procesos de las de mayor de consideración, pero en muchos casos esto es necesario para diseñar varias alternativas y luego comparar sus costos. Diseñadores experimentados pueden minimizar el esfuerzo requerido para este tipo de evaluaciones

porque ellos pueden a menudo estimar los costos de una unidad en particular, o grupo de unidades, por analogía con otros procesos. Sin embargo, diseñadores inexpertos normalmente deben diseñar y evaluar más alternativas en orden para encontrar la mejor alternativa. Cuando un diseñador experimentado considera nuevos tipos de problemas, donde carecen experiencia y donde no pueden identificar analogías, ellos intentan usar atajos (retorno de la etiqueta) diseñando procedimientos como lo básico para comparar alternativas. Estos cálculos de retorno de la etiqueta son usados sólo para una gama de alternativas. Luego si los procedimientos parecen ser rentables, más rigurosos cálculos de diseño son usados para desarrollar un diseño final para la mejor alternativa, o las pocas mejores alternativas. Porque de los poco definidos y abiertos naturalmente de problemas de diseño, y porque de los bajos niveles de éxito, este es útil para desarrollar una estrategia para resolver problemas de diseño. Nosotros esperamos que la estrategia de un inexperto diseñador se usaría para síntesis y análisis sería diferente de uno de un experimentado diseñador, porque un inexperto debería evaluar muchas más alternativas de procesos. Sin embargo, por usar atajos de procedimientos de diseños podemos minimizar el esfuerzo requerido para eliminar innecesarios adicionales cálculos. -

Método de Ingeniería

Si nos reflejamos en la naturaleza de síntesis y análisis de procesos, como lo discutido sobre este, reorganizamos este diseño de procesos que actualmente es un arte, una creatividad de proceso. Por lo tanto nosotros tal vez intentaremos acercarnos al diseño de problemas en muchos casos el mismo como el pintor desarrolla una pintura. En otras palabras, nuestro original procedimiento de diseño debe corresponder para el desarrollo de un bosquejo de lápiz, donde queremos suprimir todo menos los detalles más significativos del diseño; queremos descubrir las partes más caras del proceso y los significativos intercambios económicos. Un artista seguirá evaluando la pintura preliminar u haría modificaciones, usando sólo líneas gruesas de los temas. Similarmente, queremos evaluar nuestras primeras suposiciones de un diseño y generar un número de procesos alternativos que tal vez nos conduzca a mejoras. En este camino, esperamos generar una ‘’búsqueda razonable’’ del diseño de proceso áspero que antes empezamos añadiendo muchos detalles. Luego el artista añade colores, sombreado y detallando varios objetos en la pintura y reevaluando los resultados. Mejores modificaciones podrían ser introducidas si ellos vieran justificadas. En manera analógica, los ingenieros usan procedimientos de diseño más rigurosos y procedimientos de costo para los más costosos equipos, mejora la precisión de los aproximados cálculos en balance de materia y energía., y añade detalles en términos del tamaño, equipos de bajo costo que son necesarios para las operaciones de procesos pero hacerlo no tiene un mayor impacto en el costo total de planta, bombas, etc Así, veremos estos ambos una pintura y un procedimiento de diseño de procesos mediante una serie de sucesivamente evaluación de etapas y detalles de síntesis. Thatcher se refiere como una solución estratégica de estos tipos como refinamientos

sucesivos, nosotros debemos mantenernos enfocados siempre en el problema general. Si aceptamos esta analogía entre el diseño de ingeniería y el arte, luego podemos reorganizar algunas otros interesantes factores del diseño de procesos. Un artista nunca realiza la pintura completa; normalmente el trabajo es terminado siempre y cuando el esfuerzo adicional alcanza un punto de insignificante; si un pequeño valor añadido proviene de un igual adicional esfuerzo, el esfuerzo no vale la pena. Otro factor del arte está en que nunca existe una única solución para el problema; aquí hay una variedad de caminos de pintar un ‘’buen’’ Madonna y Child o un Landscape; y en los ingeniería de procesos normalmente diferentes rutas de proceso pueden ser usadas para producir el mismo químico por esencialmente el mismo costo. Todavía otra analogía entre el diseño de ingeniería y el arte es en que requiere juicios para decidir cómo cuantos detalles deberán ser incluidos en las varias etapas de la pintura, justo como se hace en el diseño de procesos. Por supuesto, numerosos principios científicos son usados en el desarrollo de un diseño, pero la general actividad es un arte. En efecto, esta combinación de ciencia y arte en una actividad creativa está ayudando hacer diseños de procesos como un desafío fascinante para un ingeniero.

II.

PRINCIPALES OPERACIONES EN LA ELABORACIÓN DEL PRODUCTO - Recepción. En cajas adecuadas que garanticen la conservación de los tomates, siendo estos posteriormente esterilizados para evitar que estos depósitos se queden con restos o microorganismos que los tomates tenían al ser recogidos. - Prelavado. Es necesario para liberarlo de la tierra adherida, de los desperdicios e insectos que

pueden llevar. - Lavado. Para asegure que no haya ningún resto contaminante en los tomates, aunque no por completo de los hongos, gérmenes y toda clase de microorganismos que pudieran haberse desarrollado en el fruto. - Selección Con el objeto de eliminar aquellos frutos que por cualquier causa no estén sanos o no sean aptos para la alimentación. - Escaldado Se pueden llevar a cabo de dos formas: - Calentamiento a vapor por 2 minutos, que es un tiempo suficiente para escaldar la piel y la pulpa de la superficie. - Calentar los tomates hasta aproximadamente el punto de ebullición antes de exprimirlos, de uno a tres minutos. El jugo obtenido de tomates escaldados tiene mejor gusto y consistencia, disminuyendo su tendencia a separar la parte líquida de la sólida, punto de gran interés sobre todo cuando se envasa en botellas. Este procedimiento es realizado con el objetivo de eliminar las enzimas que contiene el tomate, que con el tiempo puedan provocar alteraciones en el jugo. - Extracción del jugo Realizados en extractores o súper exprimidores que utilizan el sistema de tornillo, evitando así la destrucción de vitamina C, que en las pasadoras y refinadoras tenían lugar por mezclarse el jugo con gran cantidad de aire. Las semillas son eliminadas en este proceso del resto de componentes del tomate en un equipo constituido por dos rodillos cilíndricos o cónicos en rotación entre los cuales se aplasta el tomate. El tomate aplastado, el jugo y las semillas caen sobre un plano inclinado fijo de plancha perforada que realiza la primera separación de semilla y jugo de la pulpa. La pulpa pasa a un tamiz cilindro cónico, que por efecto de la conicidad del tamiz y de su movimiento de rotación, queda totalmente libre de semilla.

El jugo se extrae mediante un tornillo giratorio, rodeado de una criba ajustada por la que se tamiza el jugo. Para evitar que el extractor no exprima también las partes no bien maduras de fruto ni los pedúnculos que puedan quedar, es necesario que su rendimiento no sea superior al 70 u 80 % de jugo sobre peso de tomate. - Homogeneización Se añaden los aditivos como: edulcorantes (azúcar), electrolitos (Na, K, Mg) y conservantes para mantener la bebida conservada por cierto periodo de tiempo, etc. Aquí se uniformiza el jugo evitando la separación en dos fases, líquida y sólida. Se reducen en fragmentos pequeñísimos la celulosa del jugo natural. Acetato isobutirato de sacarosa: estabilizadores, dosis máxima: 500 Ácido fórmico: conservadores, dosis máxima 100 Aspartamo: acentuadores de sabor, edulcorantes, dosis máxima: 600 Benzoato (ácido, de sodio,calcio o potasio): conservadores, dosis máx: 600 Carmín: colorante rojo, dósis máx: 100 - Filtración Se realiza un último filtrado para eliminar cualquier impureza que pudiera haber quedado o pasado por filtros. - Desaireación El jugo obtenido contiene siempre cierta cantidad de aire, es conveniente eliminarlo por medio de los desaireadores. Constituida por un recipiente de altura regulable, donde pasa el jugo extraído, de este recipiente el jugo pasa a una columna en la que se realiza el vacío, éste hace ascender el jugo a un depósito del que sale desaireado. En la siguiente figura se muestra un desaireador.

- Pasteurización La bebida pasa a recipientes, donde se calientan hasta una temperatura de 93ºC, durante tres o cuatro minutos para eliminar ciertos microorganismos contenidos en este que puedan alterar su composición. - Envasado Una vez pasteurizado se procede al llenado de los envases por máquinas automáticas, realizadas a 70ºC, se tienen por 3 minutos al aire antes de enfriar los envases con agua.

III.

TOPOLOGÍA, DIAGRAMA DE BLOQUES Y FLOW SHEET Figura 3.1. Topología de procesos para la elaboración de una bebida rehidratante en base a juego de tomate

Figura 3.2. Diagrama de bloques para la elaboración de una bebida rehidratante en base a jugo de tomate

Elaborado por el grupo del curso de Síntesis y Análisis de Procesos del semestre 2017-I de la UNMSM, a cargo del Ingeniero Palomino Infante, Alfredo.

Figura 3.3. Diagrama de flujo para la elaboración de una bebida rehidratante en base a jugo de tomate

Elaborado por el grupo del curso de Síntesis y Análisis de Procesos del semestre 2017-I de la UNMSM, a cargo del Ingeniero Palomino Infante, Alfredo.

IV.

BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA

4.1. Balance de materia -

En las tres primeras operaciones unitarias, recepción, prelavado, lavado y escaldado los flujos másicos que ingresan son los mismos, 10 000 kg/h.

-

En la etapa de Selección, se supuso que 1% de tomates no cuentan con las características ni propiedades para la elaboración del jugo, por lo que se obtendría:

Fin-Fout=Acu =0-----> Fin=Ft.seleccionados+Ft.en malas condiciones Ft.seleccionados=0.01*10 000 kg/h Ft.en malas condiciones= 100 kg/h Ft.seleccionados= 9 900 kg/h Se considera la siguiente composición de los tomates, tomada del Instituto Nacional de Salud-Tablas Peruanas de composición de alimentos, y se calculó la cantidad de cada componente:

Tabla 4.1 Flujo (kg/h) 1.000% 99.000 2.000% 198.00

piel Semilla Pulpa y jugo Agua Proteínas Grasas Carbohid. Fibra Calcio Fósforo Zínc Hierro Retinol Vit.A Tiamina Riboflavina Niacina Vit. C

97.0000% 90.64944% 0.77600% 0.19400% 4.17100% 1.16400% 0.00679% 0.01940% 0.00016% 0.00058% 0.00004% 0.00004% 0.00004% 0.00006% 0.00060% 0.01785%

9603.0 8974.29 76.8240 19.2060 412.929 115.236 0.67221 1.92060 0.01633 0.05762 0.00355 0.00403 0.00384 0.00576 0.05954 1.76695

-

En la etapa de escaldado se obtiene el mismo flujo másico que la de los tomates seleccionados: F=9 900 kg/h

-

En la etapa de extracción del jugo se separan las semillas, las pieles y fibras del tomate. Se obtuvo de la literatura de Ingeniería de Alimentos que un tomate generalmente contiene 2% de semillas y de otra fuente citada al final que el equipo generalmente tiene un rendimiento de 85%. Las semillas se obtienen por separado de las pieles y fibras.

Se separan todas las semillas: Fsemillas=198 kg/h Y el 1% del agua existente en el tomate se separa junto con las semillas: 0.01*8974.29 kg/h = 89.74 Kg/h Por lo tanto el flujo de semillas húmedas que se obtiene como residuo es: 198 kg/h + 89.74 Kg/h = 287.74 kg/h El flujo de jugo se obtiene al multiplicar el rendimiento del equipo por el flujo que va a separar, obteniendo así 9 900*0.85 = 8,415 kg / h El contenido de los componentes del jugo es el siguiente: Tabla 3.2 Jugo Agua Proteínas Grasas Carbohid. Calcio Fósforo Zínc Hierro Retinol Vit.A Tiamina Riboflavina Niacina Vit. C

100.0% 94.48643% 0.52141% 0.16298% 4.77558% 0.00799% 0.02282% 0.00019% 0.00068% 0.00004% 0.00005% 0.00005% 0.00007% 0.00071% 0.02100%

Flujo (kg/h) 8415.000 7951.033 43.876 13.715 401.865 0.6722 1.9206 0.0163 0.0576 0.0036 0.0040 0.0038 0.0058 0.0595 1.7670

Se observa que disminuyó la cantidad de fibras, agua, proteínas, grasas y carbohidratos, ya que se considera que estos componentes fueron retenidos como pieles y la pulpa del tomate. Se calculó también el flujo volumétrico de jugo de tomate extraído, utilizando la densidad de éste (0.9872 kg/L)

Vjugo de tomate= 8,415 kg/h / 0.9872 kg/L Vjugo de tomate= 8,524.11 L/h El flujo de residuos de pieles y pulpa se calcula por diferencia: 8,415 kg / h - 287.74 kg/h = 1,197.26 kg/h El contenido de este residuo de pulpa y pieles es el siguiente: Tabla 3.3 Pieles y pulpa (kg/h)

Piel (kg/h) Pulpa (kg/h) fibras agua proteínas grasas Carbohidratos

-

1,197.26 99 1,098.26 115.236 933.518 32.948 5.491 11.064

8% 92% 10.5% 85.0% 3.0% 0.5% 1.0%

En la etapa de homogeneización se añaden los aditivos, como azúcar, electrolitos y estabilizantes:

Para calcular la cantidad de aditivos a añadir se consulta ciertas referencias bibliográficas, obteniendo así que el porcentaje de azúcar a añadir es de 1% en peso. Para los electrolitos se consultó el rango de diversas bebidas rehidratantes para tomar como base en nuestra adición, encontrando los siguientes datos:

Tabla 3.4

Fuente: Revista Consumer

Tomando como base las siguientes concentraciones para nuestra bebida: Tabla 3.5 bebidas Na K Mg Ca Cl(PO4)3-

mg/0.1L 30.00 25.00 3.00 8.00 69.02 40.96

Se calculó las sales necesarias a añadir para nuestro flujo de 8,524.11 L/h, utilizando los factores gravimétricos para cada componente

Tabla 3.6 bebidas Na K Mg Ca Cl(PO4)3-

mg/0.1L kg a Agregar Componente Kg NaCl 6.50 30.00 2.557 KCl 4.06 25.00 2.131 Mg3(PO4)2 1.84 3.00 0.256 Ca3(PO4)2 3.52 8.00 0.682 69.02 5.884 40.96 3.491

A esto se añade un conservante para conservar el jugo por un periodo determinado. Según la norma CODEX dichos aditivos no debe exceder los 200-500mg/kg, nosotros tomamos como base 200mg/kg, obteniendo así 1.68 kg/h de conservante que se debe añadir. Finalmente el flujo de salida del homogeneizador: Fout = 8,415 kg/h + 101.76 kg/h (aditivos) = 8,515.08 kh/g

Y la nueva composición del jugo es: Tabla 3.7

Jugo Agua Proteínas Grasas Carbohid. Calcio Fósforo Zínc Hierro Retinol Vit.A Tiamina Riboflavina Niacina Vit. C Azúcar KCl NaCl Fosfato de Mg Fosfato de Ca Estabilizante

100.00% 93.357443% 0.515176% 0.161032% 4.718523% 0.007893% 0.022551% 0.000192% 0.000677% 0.000042% 0.000047% 0.000045% 0.000068% 0.000699% 0.020747% 0.988051% 0.047707% 0.076325% 0.021653% 0.041369% 0.019761%

Flujo (kg/h) 8,516.76 7,951.03 43.88 13.71 01.87 0.672 1.921 0.016 0.058 0.0036 0.0040 0.0038 0.0058 0.0595 1.767 84.15 4.06 6.50 1.84 3.52 1.68

-

En la etapa de filtrado se retienen en definitivo todas las partículas sólidas o impurezas que pudieron haberse incorporado durante el proceso.

Asumiendo que dichas partículas fueran 1%, se obtiene 85.168 kg/h de residuo Y el flujo de tomate que sale de la operación 8,431.60 kg/h con la siguiente composición: Jugo Agua Proteínas Grasas Carbohid. Calcio Fósforo Zínc Hierro Retinol Vit.A Tiamina Riboflavina Niacina Vit. C Azúcar KCl NaCl Fosfato de Mg Fosfato de Ca Estabilizante

-

100% 93.35744% 0.51518% 0.16103% 4.71852% 0.00789% 0.02255% 0.00019% 0.00068% 0.00004% 0.00005% 0.00005% 0.00007% 0.00070% 0.02075% 0.98805% 0.04771% 0.07633% 0.02165% 0.04137% 0.01976%

8431.60 7871.52 43.44 13.58 397.85 0.67 1.90 0.02 0.06 0.00 0.00 0.00 0.01 0.06 1.75 83.31 4.02 6.44 1.83 3.49 1.67

Para las operaciones de Desaireado, pasteurizado y envasado los flujos masicos se mantiene constantes: 8,431.60 kg/h

4.2. Balance de energía -En la etapa de escaldado, el vapor

-En la etapa de pasteurización

V.

CONCLUSIONES El producto obtenido cumple con las características competitivas de estándares nutricionales como para denominarse una bebida rehidratante, además de poseer un contenido de vitaminas y minerales. En la tabla 5.1, muestran los resultados obtenidos en la obtención de nuestro producto. Tabla 5.1 Agua Proteínas Grasas Carbohid. Calcio Fósforo Zínc Hierro Retinol Vit.A Tiamina Riboflavina Niacina Vit. C Sodio Potasio Magnesio Cloruros Estabilizante

93.35744% 0.515176% 0.161032% 4.718523% 0.015981% 0.036054% 0.000192% 0.000677% 0.000042% 0.000047% 0.000045% 0.000068% 0.000699% 0.020747% 0.030329% 0.047707% 0.076325% 0.021653% 0.019761%

VI.

ANÁLISIS PINCH

BIBLIOGRAFÍA