ANALISIS Y ESTRATEGIA DE SOLUCION AL PROCESO DEL ZUMO DE NARANJA Presentado por: Indira Julieth Mendoza Ezequiel Anderson Bacca Nathaly Beleño Julio Cesar Herrera Dania Rodríguez Tutora: Ruth Ramírez
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1. Presentado por: Indira Julieth Mendoza Ezequiel Anderson
Bacca Nathaly Beleo Julio Cesar Herrera Dania Rodrguez Tutora: Ruth
Ramrez
2. Se da a conocer el producto alimenticio escogido por el
grupo que es zumo de naranja es uno de los mas comunes y cultivado
de todo los siticos y es abundantes en vitamina C Se realiza un
diagrama de la elaboracin del producto y se da a conocer el
principal inconveniente que presenta que es la vida til en la
fabricacin del zumo de naranja a travs de la investigacin se da
solucin para este problema.
3. La naranja representa un fruto rico en vitamina C, esencial
para el ser humano, es por ello que se llevan a cabo diversos
procesos de transformacin del fruto y fabricacin de productos
implementando a ste como materia prima. El ms comn es la elaboracin
y comercializacin del zumo; sin embargo como todo proceso se deben
tener en cuenta innumerables factores y variables para mejorar y
mantener sus propiedades; realizando cada etapa del mejor modo
posible. Por tal razn se desarrollar a lo largo del presente
trabajo la identificacin de las posibles problemticas del jugo de
naranja, que pueda afectar su calidad e inocuidad; de modo que se
encuentre una solucin viable a la situacin.
4. El problema detectado es la vida til del jugo de naranja, es
muy corta; particularmente por las afecciones en sus caractersticas
nutricionales, debido a reacciones que provocan la prdida de
vitamina C por oxidacin.
5. Teniendo en cuenta la investigacin realizada, desarrollar un
plan de trabajo que logre alcanzar la vida til del zumo de naranja.
Describir las acciones a ejecutar sobre cada uno de los factores
que inciden en el problema detectado. Identificacin y
caracterizacin de nuestra materia prima (naranjas) Controlar el PH
adicionando cido ascrbico, cido ctrico Formulacin adecuada con un
buen balance de masa Utilizar la pasteurizador como alternativa de
proceso como tratamiento clsico. Para alargar la vida til y
constituye como una nueva tcnica para eliminar los microorganismos
patgenos
6. FICHA TECNICA: NARANJA CLASIFICACIN Denominacin Naranja
dulce Reino Plantae Divisin Magnoliophyta Clase Magnoliopsida
Subclase Rosidae Orden Sapindales Familia Rutaceae Gnero Citrus
Especie Citrus sinensis (L.) Fruto Hesperidio, que consta de
exocarpo, mesocarpo, y endocarpo. COMPOSICION Forma Esfrica Tamao
Pequeo, de aproximadamente 7 cm de dimetro Color Verde
amarillento-amarillo Brix 8,0 Madurez 9,0 pH 2,5-3 cidos orgnicos
El cido ctrico que constituye aproximadamente un 98% del total de
cidos, y en menor medida acido oxlico. Vitaminas Se encuentra
constituido principalmente por vitamina C y A. En menor media
vitamina B1, B2, B3, B5 y B6 Minerales Principalmente potasio,
seguido por calcio, fosforo y magnesio. Lpidos Cantidades mnimas
Carbohidratos 21g sobre 100g Protenas 1g sobre 100g Agua Es uno de
los mayores constituyentes representa 87% de la composicin
fruto.
7. FICHA TECNICA DE PRODUCTO TERMINADO DENTIFICACION PRODUCTO:
JUGO DE NARANJA REGISTRO SANITARIO INVIMA RSAK 1214505 DESCRIPCION
FISICA Producto lquido natural, sin conservantes, obtenido de
naranjas que constituyen un fruto ctrica rica en vitamina C, dulce,
previamente seleccionada en relacin a su ndice de madurez, frescura
y tamao. COMPOSICIN Fruto: naranjas maduras y pequeas.
CARACTERSTICAS SENSORIALES COLOR: Amarillo bajo, SABOR: dulce
ASPECTO: Liquido con slidos en suspensin propios del fruto. OLOR:
agradable CARACTERSTICAS FISICOQUIMICAS pH 3.0-3.65 Brix 11-12.8 B
CARACTERSTICAS MICROBIOLGICAS ANALISIS Aerobios mesofilo Mohos
Levaduras VIDA TIL ESPERADA 24 horas a partir del proceso de
elaboracin CONDICIONES DE MANEJO Y CONSERVACIN No presenta ningn
tipo de aditivo, que alargue su vida til, manteniendo sus
propiedades nicamente por un tiempo aproximado y por lo tanto se
debe almacenar a una temperatura de refrigeracin. Material: PET
(Tereftalato de polietileno) Presentacin: 500 y 1000 mL EMPAQUE
Informacin nutricional, nmero de contacto, contenido neto,
indicaciones de conservacin, descripcin del producto, registro
sanitario, fecha de vencimiento e informacin del fabricante.
ETIQUETADO ELABORAD O POR: APROBADO POR: edddfdfUFC/mL 5,6x103
7,3x102 3,8x103 FORMAS DE CONSUMO Y CONSUMIDORES Producto listo
natural, destinado al consumo en el hogar, para todo tipo de
consumidores. La ficha tcnica de NeoFrut (Tania Carreo Monsalve,
2009 Brinda informacin sobre la estructura de la ficha tcnica til
para nuestro proyecto.
http://www.neofrut.com/descargas/ficha_pina.pdf
8. MATERIA PRIMA. Naranjas: Constituye una fruta ctrica rica en
vitamina C, agua, carotenoides y flavonoides. Fuente de fibra y
potasio, adems estimula el sistema nervioso. Son seleccionadas en
base al estado de madurez, siendo fundamental para las
caractersticas organolpticas como lo son el sabor, color y aroma.
Aditivo Funcin Cantidad permitida Restricciones de uso cido ctrico
Antioxidante. Confiriendo acidez, potenciando el sabor de la fruta
en el producto y evita el pardeamiento 0.3-4% (3g/l) Cantidad
establecida para su funcin acidificante a jugos no endulzados.
Generalmente no presenta lmite legal. cido ascrbico Antioxidante.
Constituye la vitamina C, se implementa en gran medida, por ser
soluble en agua; y evitar el oscurecimiento. Sus propiedades
vitamnicas se disminuyen, por lo tanto al implementarlo de aditivo
no puede ser incluido como un enriquecimiento en vitamina C. Sin
lmite legal No se ha comprobado la peligrosidad de dosis altas.
Sorbato De Potasio Derivado del cido srbico, implementado
mayormente como conservante, para prevenir hongos y levaduras,
adems de retardar el crecimiento de bacterias. 0,1-0,2% Considerado
uno de los aditivos ms seguro; sin embargo puede ocasionar diarreas
en grandes cantidades.
9. DIAGRAMA DE PROCESO PARA LA ELABORACIN DE ZUMO DE NARANJA
Clasificacin y seleccin Lavado Desinfeccin Fruta a procesar
Transporte 100 kg de naranja g de naranja noapta Kg agua Kg agua de
desecho Impurezas (victory)5 min Exprimido Filtrado Pasteurizacin
Envasado Etiquetado Almacenamiento Exprimidor industrial Energa
Electrica Dos filtros internos Botellas PET esterilizadas T 4-8C
Residuo Jugo Zumo EsterilizacinBotellas PET PCC:vidautil PC:
Residuos PCC:Instalacionesycierrre hermtico
10. Balance de materia. Base 15 kilos. Clasificacin y seleccin
15 Fruta apta 12,9 Fruta no apta 2,1 Total 15 Lavado Fruta 12,9
12,9 Agua 38,7 38,7 relacin 3:1 Total 51,6 51,6 Desinfeccin Fruta
12,9 12,9 Solucin desinfectante 25,8 25,8 relacin 2:1 Total 38,7
38,7 Exprimido Fruta 12,9 Zumo 9,546 Residuos 3,354 mermas 26%
Total 12,9 12,9 Filtrado Zumo 9,546 9,0687 Residuos 0,4773 mermas
5% Total 9,546 9,546 Pasteurizacin Masa pasteurizada 9,0687
8,343204 Vapor 0,725496 mermas 0,8% Total 9,0687 9,0687 Envasado
Zumo 8,343204 8,343204 Total 8,343204 8,343204 Almacenamiento Zumo
8,343204 8,343204 Total 8,343204 8,343204
11. PASTEURIZACIN Masa m Kg 9,0687 Temperatura de Entrada T C
20 Temperatura de Salida T C 85 Diferencia de T T C 65 Calor
especifico del jugo de naranja Cp Kcal/KgC 0,95 Calor necesario
para pasteurizar el jugo de naranja Q Kcal Q=m*Cp (T2-T1)
559,992225 REFRIGERACIN Masa mF Kg 8,343204 Temperatura de Entrada
T C 20 Temperatura de Salida T C 4 Diferencia de T T C -16 Calor
especifico del jugo de naranja Cp Kcal/KgC 0,95 Calor necesario
para enfriar el jugo de naranja Q Kcal Q=mF*Cp (T2-T1) -126,816701
Los procesos inician con 15 kilos de naranja, la cual pasa por
distintas etapas de la cadena de procesos que va desde la recepcin
hasta destinar el momento de empaque y comercializacin. Recepcin de
Materia Prima En esta etapa se recibe el fruto poscosecha y se
realiza pesaje para identificar la cantidad de materia prima que
ingresa al proceso; por medio de una balanza, la cual debe ser
calibrada para obtener datos ms precisos y exactos. No se presenta
transferencia de calor ni energa; ya que no se generan cambios o
procesos en el alimento. Seleccin y Clasificacin Estas etapas
cumplen un papel fundamental para los posteriores procesos a los
que los frutos sern sometidos, y se relaciona de forma directa con
ellos. Se present una reduccin del volumen en un 14% debido a fruta
no apta para el proceso, por tamao y calidad; por lo tanto ingresa
el 86% de la naranja seleccionada. En estas etapas no se presenta
transferencia de calor por lo que la energa
12. Lavado Esta etapa est destinada para la eliminacin de
posibles agentes contaminantes y productores de daos como hongos,
insectos, tierra pesticidas, sangre, entre otros. Es realizada con
una relacin 3:1 de agua-fruto y no se presenta transferencia de
calor. Desinfeccin La desinfeccin es realizada por medio de una
solucin desinfectante denominada victory, con una relacin de 2:1
esto con la finalidad de preparar a la fruta de manera adecuada
para los procesos siguientes. Exprimido En este proceso se busca la
extraccin del zumo de naranja. Se presentan prdidas del 26%, dichas
mermas corresponden a la membrana, gajo y piel del fruto: Perdida:
26% Rendimiento: 74% Si se tienen 12,9 kilos de naranja ingresando
al proceso, el rendimiento ser: 12,9 0,26 = 3,354 12,9 3,354 =
9,546 Filtrado Posterior a la etapa de exprimido, se realiza el
filtrado con la finalidad de eliminar posibles residuos propios de
la naranja que contenga el jugo; stos corresponden al 5% del zumo
que ingresa, obteniendo como rendimiento: 9,546 0,05 = 0,4773 9,546
0,4773 = 9,0687 0,4773 100% 12,9 = 3,7%
13. Pasteurizacin En esta etapa ingresan 9,0687 para ser
sometidos al proceso de pasteurizacin. Durante esta etapa se
presentan mermas de 0,8% correspondientes al vapor: 9,0687 0,08 =
0,725496 9,0687 0,725496 = 8,343204 En base a esto el rendimiento
del proceso corresponde a: 0,725496 100% 12,9 = 5,624% Se da
intercambio de energa expresado a travs del balance: = = 9,0687
0,95/ (65) = 559,992225 26% + 3,7% + 5,624% = 35,324% 12,9 0,35324
= 4,5568 = 12,9 4,5568 = 8,343204 Eso quiere decir que tenemos
8,343204 kilos de zumo de naranja. Envasado El proceso se realiza
de forma inmediata en botellas de plstico de 250 y 500 ml. No se
presenta transferencia de calor ni perdidas. Almacenamiento El
almacenamiento se realiza a una temperatura de refrigeracin de 4C
en neveras industriales horizontales. Se presenta el siguiente
balance de energa: = = 8,343204 0,95/ (16) = 126,816701
14. REFRIGERACIN El jugo de naranja es conservado a
temperaturas de refrigeracin. El mecanismo de transferencia de
calor en el proceso de refrigeracin es la conduccin, donde dicha
transferencia se propaga de forma lenta y progresiva a causa de la
agitacin molecular; fluyendo el calor de un lugar con mayor
temperatura hacia el lugar donde la temperatura es menor. Los
sistemas de refrigeracin se conforman de ciclos termodinmicos,
donde el refrigerante comienza el recorrido desde la bomba de agua,
el impulsor hace circular el refrigerante, y mientras este realiza
su recorrido por el sistema, aumenta su temperatura absorbiendo
calor del motor, antes de llegar a una vlvula llamada termostato.
El proceso inicia al tomar un flujo de calor de baja presin que al
pasar por el compresor sale con un aumento de presin; de esta forma
ste vapor pasa al condensador, en donde el refrigerante cambia de
estado gaseoso a lquido, expulsando calor aadido al aire; el
refrigerante (liquido) sale del condensador con una presin alta, de
modo que al pasar por la vlvula de expansin, el lquido baja de
presin, llegando al evaporador en donde el refrigerante pasa
nuevamente a su estado de vapor, absorbiendo calor del medio. Adems
existen otros sistemas de refrigeracin, en donde no se implementa
un compresor; para reemplazarlo el ciclo se cierra con la absorcin
del refrigerante y separacin de la disolucin, gracias a la accin
del calor. En el proceso se produce el ciclo de Carnot, el cual
dice que al tomar calor de una fuente de alta temperatura, y
transferir dicho calor a un fuente con una temperatura inferior; se
produce un trabajo exterior. Por otro lado, para extender la vida
til del jugo de naranja, ste ser sometido al proceso de
pasteurizacin, por medio del cual se busca disminuir y controlar el
crecimiento de bacterias y microorganismos. El proceso de
transferencia de calor del producto por pasteurizacin, es la
conveccin, el cual se presenta cuando un fluido lquido entra en
contacto con una superficie solida de distinta temperatura,
producindose movimiento de grupos de molculas en dicho fluido. En
el caso especfico de la pasteurizacin del jugo de naranja, es
deslizado por un tubo o placa con temperatura elevada por medio del
cual se le transferir calor y por ende energa trmica, lo cual
corresponde a la fase de calentamiento. En el fenmeno de conveccin,
la tasa de transferencia de calor se encuentra determinada por la
ley de enfriamiento de Newton, la cual establece que la temperatura
de un objeto previamente calentado disminuye de manera exponencial
con el tiempo, hacia la temperatura del medio que lo rodea; es
decir que el flujo de calor es directamente proporcional al rea de
transferencia de calor, a su coeficiente y a la diferencia de
temperaturas. Esta ley puede ser expresada por: = + 0 , < 0 De
donde: = = = 0 = =
15. PASTEURIZACIN El pasteurizador a implementar corresponde a
aquel que su funcionamiento se basa en un intercambiador de calor
por placas. Este sistema se basa principalmente en la transferencia
de energa constante en forma de calor de un medio o fluido a otro
evitando que se mezclen; dichos fluidos de trabajo pasan por un
ciclo de evaporacin-condensacin. Esta transferencia de calor se
puede realizar por medio de tubos o de placas. En el caso de tubos,
los fluidos se encuentran separados por una pared; al calentarse el
evaporador, que se encuentra en el inferior, el fluido pasa a
estado gaseoso trasladndose al extremo contrario del tubo que
corresponde al condensador, en donde se extrae el calor ocasionando
un cambio de estado del fluido a lquido, el cual se desplaza por la
pared interior hacia el otro extremo (evaporador) del tubo, donde
se evapora y el ciclo se cierra. De forma general si debe resaltar
que se presentan tres transferencias de calor: Dos transferencias
de conveccin (se da gracias al movimiento del fluido, el cual
mantiene la energa; fuera de la fuente de calor) la primera al
transportarse por la pared interna; y la segunda desde el exterior
hacia el fluido interno. Una transferencia por conduccin (en el
interior del material, sin movimiento del fluido) en la pared del
tubo. Por medio de placas, existe un canal de circulacin; a travs
de este mecanismo los fluidos se dividen entre las placas
intercambiando calor gracias a este ciclo. El calor transferido se
determina por la ecuacin de calor latente: = Donde L es el calor
latente, el cual se refiere a la cantidad de energa (calor) Q que
necesita una masa m para cambiar de estado.
16. La pasteurizacin se puede realizar de distintas maneras y a
diversas temperaturas y tiempos; sin embargo para seleccionar el
mtodo adecuado se debe tener en cuenta el producto al cual se le
aplicar el proceso. En el caso particular del jugo de naranja, el
primer factor a tener en cuenta es la oxidacin de vitamina C, y la
prdida de esta a temperaturas elevadas; la cual afecta directamente
e incrementa el problema principal, correspondiente a la vida til.
Por lo anterior es recomendable que el jugo de naranja sea expuesto
a temperaturas de 85C en un tiempo definido de10 segundos; lo que
se conoce como pasteurizacin HTST. De esta forma el proceso ser
efectivo en cuanto a control y diminucin de bacterias y
microorganismos que afectan la inocuidad del producto, y lograr
mantener cantidades adecuadas de cido ascrbico, de modo que las
prdidas de este no sean significativas y se mantengan niveles de
vitamina C, alargando la vida til.
17. Una alternativa para solucionar nuestra problemtica en el
zumo de naranja natural la cual es la vida til es el uso de los
campos elctricos pulsados CEP. ste constituye un mtodo de
conservacin de alimentos no trmico, o tecnologa suave, por manejar
una baja agresividad; razn por la cual es pertinente su
implementacin en el procesamiento del jugo de naranja natural;
adems de tener en consideracin el hecho de que los fluidos son
buenos conductores elctricos, por sus elevadas concentraciones de
iones y la capacidad de transportar cargas elctricas. Mediante esta
tcnica se reduce la carga bacteriana y la actividad enzimtica
(problemtica principal), y consiste en someter al producto a pulsos
elctricos de alto voltaje, cuya fuente es una cmara envuelta en
electrodos. Las fuerzas del campo dependen del potencial de los
electrodos, y se produce mediante un almacenamiento de energa
contenido en condensadores; el cual se descarga en un electrodo
mientras el otro mantiene una conexin a tierra. Gracias a los
pulsos elctricos se destruye la pared celular microbiana,
produciendo un cambio en su permeabilidad, y disminuyendo las
poblaciones de microorganismos, por la diferencia de potencial
entre los lados de la membrana. Estudios realizados revelan una
mayor efectividad en comparacin a la pasteurizacin, en cuanto a
reduccin de aerobios, hongos y levaduras para el jugo de naranja
fresco y por su capacidad de retener la concentracin de voltiles
que proporcionan el color y sabor natural. El tratamiento de pulsos
elctricos, es bastante eficiente, y puede ser realizado a alimentos
envasados, a temperatura ambiente o de refrigeracin. Para la
aplicacin de esta tecnologa se implementa un sistema elctrico
formado por una cmara de tratamiento, condensadores, la fuente de
energa, y un interruptor. La cmara constituye el componente ms
importante del sistema debido a que es la encargada de evitar un
incremento de temperatura en el alimento.
18. Se identificaron los puntos crticos teniendo en cuenta la
pasteurizacin y adicin de cido ctrico en la cantidad adecuada. Se
formula la propuesta con su plan de accin para la vida til del zumo
de naranja. Se identificaron los lmites crticos de los factores que
inciden sobre el problema planteado. Se presentaron los clculos y
el balance.
19. https://6a2015.milaulas.com/course/view.php?id=4 Carlos G.
Garca Garino, Anbal E. Mirasso, Mario A. Storti, Miguel E. Tornello
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&sig=vnVTU4asdanup8hY_dBz0GyDIQ8&hl=es-
419&sa=X&ei=fZhkVcvsD42eyQTmw4DoBA&ved=0CC4Q6AEwAw#v=onepage&q=pasteurizacion%20HTST%20jug
o%20de%20naranja&f=false Durn F. & Dias Montes M.
(2004).Tcnicas de conservacin. Manual del ingeniero de alimentos
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