Balance enrgía en fabricación de jugos gy rattacld ACKa6pR 02, 2010 | 8 pagos Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey CCM Balance de Energía Producción de jugo de manzana mediante tratamiento enzimático y térmico. Juan Antonio Diaz 01 1 06344 Rafael Villalobos a01122686 3 de Mayo del 2010 PACE 1 org Profesora: Dra. Graci Producción de jugo d tamiento enzimático Introducción.
La fabricacion de productos derivados de los frutos se incremoento en los ultimos años, siendo un gran negocio con potencial de crecimiento para este trabajo, se indagara en la produccion de unos de os frutos de mayor importancia en el planeta, la manzana. La producción de jugo de manzana abarca grandes sectores de producción de las empresas.
La mejora en la produccion de jugo de este fruto resulta de gran interes, pues ocmo se menciono arriba, se tiene una gran area de oportunidad en lo que refiere al mejoramiento de los procesos de produccion Ene este trabajo se analizara parte del proceso para fabricacion procesos de preparacion de jugos. Para poder analizar con precicion este proceso hay que tomar en cuenta varios pasoso del mismo como son : el pelado de la fruta, la ellmlnación de reslduos sólldos y partículas suspendidas, a eliminación de ciertas proteínas.
Es necesario tener plena conciencia de los pasoso que se necesitan tomar en consideracion para poder hacer futuras mejoras o adaptacion que incrementen la eficiencia del proceso. Quiza las mejoras mas atractivas para esta metodologia sean las que proponen una reduccion considerable de la energia empleada pra la preparacion del procuducto, pues menos energia, es menos contaminacion al ambiente. Descripción del proceso. El proceso consiste en diversas etapas las cuales se irán dividiendo para estructurar al sistema y facilitar el análisis de los datos y cálculos energéticos.
Selección y control de calidad de las manzanas. La seleccion se puede hacer por vanos metodos; uno es mediante el tamaño de las manzanas, otro es mediante su densidad la cual se logra evaluar sumergiendolas en agua y viendo si esta flota o se unde. Tras la seleccion se procede a extraer uan muestra de cada lote seleccionado al cual se le hacen algunas pruebas. Dichas pruebas concisten en anahisisi de las propiedades fisicas y quimicas de las manzanas como: el sabor, olor, textura, forma, tamaño, densidad, contenido de agua, pH, contenido de pectina, acidez total, contenido de azúcares.
De existir una anomalia que no cumpla con los estandares de calidad predispuestos para la produccion, el lote pasas a retirarse. Tras la estandares de calidad predispuestos para la produccion, el lote pasas a retirarse. Tras la seleccion de los lotes para la produccion, se procede a lavar la fruta con HCI concentrado al 1. 5% con agua con el proposito de eliminar cualquier residuo de pesticida o microorganismos.
Posteriormente se enguaga el productoen una cámara de rocío con agua a 500C para remover el HCI usado en el paso anterior, tambien se elimina residuos de tierra que pueda tener el fruto. Pelado de la fruta. Tras haber completado la fase anterior se procede a retira la cáscara de las manzanas, los más usados son los sguientes: pelado mecánico, por vapor, químico y por congelamiento. Elegimos enumerar el proceso de congelamiento pues es el que incrementa la produccion de jugo de manzana pues minimiza la pérdida de fruto por el retiro de la cáscara el cual es del 9. 1%, mientras el método mecánico reduce la cantidad de fruto en un El pelado por congelamiento consiste en meter las manzanas a un enfriador el cual retirará calor de las manzanas que están a tempe atura ambiente hasta llevarlas a una temperatura de 400C, para posteriormente introducirlas a otro contenedor y dentro de éste agregar agua a temperatura de 950C, el cambio de temperatura provocará que las células de la cáscara de la manzana, ricas en pectinasas, se desestabilicen liberando la cáscara, de ésta manera se minimiza la pérdida del fruto.
Una vez pelada la fruta las cáscaras de manzana quedarán flotando en la superficie del agua junto con otros sólidos liberados durante el pelamiento,los cuales se pueden eleimin 31_1f8 superficie del agua junto con otros sólidos liberados durante el pelamiento,los cuales se pueden eleiminar con relativa facilidad. La corriente con manzanas, ya peladas, y el agua utilizada por el calentamiento pasan a la siguiente fase del proceso el cual es la trituración. Trituración y extracción.
Al igual que en el paso anterior existen varios métodos usados hoy en día en la industria de las frutas. En el triturado se hace uso de un molino de martillos especiales para la tarea. La fruta entra por un extremo del triturador y conforme va ingresando va siendo aplastada por los martillos dentro de éste. Los mismos martillos son los que empujan las manzanas trituradas hacia una malla la cual dejará pasar fruta molida, dejando los residuos ólidos de mayor tamaño dentro del molino.
Este proseso no puede ser continuo, pues despues de la trituracion de cada lote es necesario detenerse para limpiar el equipo y los residuos que hayan quedado atrapados en la malla utilisada para la separacion. La velocidad con la que se lleva acabo el proyecto puede variar pues depende mucho de los protocolos de produccion establecidos por la fabrica. Esxisten mas procesoso para la trituracion de las manzanas, pero no se escogieron para fines del trabajo pues son poco eficientes. Al ser mediante el empleo de aspas o prensas trituran toda la anzana ( semillas y tallo incluido) afectando severamente la calidad del producto.
Centrifugación. En éste paso se usa un centrifugador de cono y canasta a los cuales se les alimenta pulpa y agua en la misma proporción que la q canasta a los cuales se les alimenta pulpa y agua en la misma proporción que la que lleva la pulpa de jugo. El proceso de destilado consiste en un eje que tiene aspas en espiral las cuales al momento de girar el eje suben la materia densa, mientras que el agua alimentada se lleva consigo el jugo contenido en la pulpa. La pulpa producida puede ser pasteurizada y envasada para su uso en otros productos.
El jugo producido al final contiene concentraciones altas de pectina, la cual es un hidrato de carbono que tiene función estructural; la cual le da una apariencia densa y grumosa al jugo producido. En esta seccion del producto existen dos procederes, uno el cual incluye la eliminacion de dicho hidrato de carbono, la otra lo utillza. por un lado se puede envasar y pasteunsar el jugo con sin eliminar el hidrato de carbono, con el otro proceder se puede eliminar dicha biomolecula mediante el procesamiento con enzimas digestoras para asi disminuir la consentracion de la misma.
En caso de que se elija eliminar la pectina para a obtención de un jugo menos denso y con apariencia ligera, se tiene que eliminar ésta pectina, ya que si no se elimina y se calienta el jugo para concentrarlo, la pectina provocaría que el jugo se torne gelatinoso echando a perder el lote. Despectinación. Si se deside remover la pectina de neustro producto final se utilizan diversas enzimas entre de las más comune se encuentran las enzimas pectinolíticas.
Estas ensimas hacen que el carbohidrato se separe del resto del jugo, creando una suspencion que puede ser facilmente separada, pues se separe del resto del jugo, creando una suspencion que puede er facilmente separada, pues se encuentra en la parte superior del tanque donde se lleve acabo la reaccion. Sin embargo al momento en que las enzimas agregadas actúan sobre la pectina del jugo de manzana éstas liberan partículas sólidas las cuales quedan suspendidas en el jugo de manzana. para poder eliminar dichas particuals se hace pasar al jugo por una segunda fase de centrifugado.
Segunda centrifugación En ésta centrifugación se retirará la capa de pectina producida en el paso anterior y las partículas suspendidas que quedan del proceso anterior; tras el segundo centrifugado hay una serie de iltros para eliminar parte de las partículas suspendidas en el jugo, este es el penultimo paso, previo a la concentriacion del producto. Concentración La concentración consiste en la evaporación de un 75% de agua contenida en la mezcla para reducir la concentracion de agua en el jugo de salida del centrifugador y pasarlo a un envasado.
El agua evaporada se llevará consigo parte del sabor y el olor del jugo de manzana, por lo que es importante una recirculación del agua evaporada. El agua total hasta el momento en la mezcla es de 9024. 592 kg, por lo que se evaporarán 6768. 444 kg de agua los uales, como se mencionó anteriormente serán recirculados. Se realizó un nuevo cálculo del calor específico de la mezcla y el calor requerido para evaporar el 75% del agua contenida en la mezcla el cual es el siguiente: I Manzana Manzana 1% ICP [kJ/kgoq Agua 0. 36 4. 208312 I Hidratos de carbono | 0,0557 II ,655007 Proteinas o. 0033 2. 08517 Grasas 0-0044 12_062779 10 Cenizas 1. 20589 I Temp media 173. 07116 Masa 6768. 444 I Kg 14. 047121236 kJ/kgac Cp manzana Cp agua agregada 14. 20831201 kJ/kgOC I Cp mezcla 14. 1822135 IkJ/kgOC I I Calor 1392788 kJ I Entalpía de vaporización | 15249304 Calor total requerido 10195895 Después de la concentración el producto es enviado hacia una pasteurización y envasado para ser transportado a los lugares de distribucion y vanta del jugo.
Conclusión. Resulta facinante saber que un producto que consideramos tan cotidiano, por lo menos en la mayoria de los casos, contenga tantos pasos y distintas aplicaicones para el balance de energia y de m de los casos, contenga tantos pasos y distintas aplicaicones para el balance de energia y de materia. Resulta pues de gran importancia conocer los pasos de todos los procesos que se quieran analizar para poder realizar mejoras. Si uno no conoce el problema dificilmente podra hayar la solucion.
Como extra para el trabajo se nos ocurren algunas mejoras que pueden ser implementadas para hacer mas eficiente el proceso y por ende reducir el costo de la produccion. Lo primero que se nos ocurrio para mejor la produccion es hacer estandarizado la utilizacion del pelado por medio de enfriamiento. Si bien se tendria que usar una cantidad a considerar de energia para lograr disminuir la temperatura de nuestro producto presenta el beneficio de que la produccion se aumentaria entre un 15% a un 23%. Asi que tomando en consideracion dicha cifra, suena entador el empleo de esa metodologia.
Otra mejora que se puede emplear es la utilizacion de agua caliente para acelerar la reaccion metabolica de la enzima pectinolítica. Este calentamiento o adicion de agua caliente a la mezcla se tendria que hacer previo a la introduccion de la enzima en nuestra mezcla, ya que el calor específico del agua es mayor al de la mezcla. Esto tambien se podria emplear en la segunda centrifugacion, pues de este modo la reaccion podria continuar y eliminar aun mas pectina, obteniendo un jugo de mejor calidad. Referencias. Lozano, J. (2006). Fruit manufacturing. Bahia Blanca, Argentina: Springer. 81_1f8
