T184.pdf

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÌA QUÌMICA
TESIS DE INVESTIGACIÓN
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO
DE INGENIERO QUÍMICO
TEMA:
OBTENCIÓN DE BEBIDAS CONGELADAS
AUTORES:
LUIS EDUARDO ALLAN PIGUAVE
CHRISTIAN JOSE VERA ROSALES
DIRECTOR DEL PROYECTO
Ing. José Rodríguez Webster
ENERO - 2012
GUAYAQUIL - ECUADOR
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
1
FACULTAD DE INGENIERÌA QUÌMICA
ACTA DE APROBACIÓN
TITULO DE LA TESIS DE INVESTIGACIÓN
BEBIDAS CONGELADAS
INFORME TÉCNICO PRESENTADO POR:
CHRISTIAN JOSE VERA ROSALES
LUIS EDUARDO ALLAN PIGUAVE
APROBADO EN SU ESTILO Y CONTENIDO
POR:
...........................................
Ing. Carlos Décker Coello
DIRECTOR DEL CURSO
.......................................................
Ing. Shirley Sánchez Medina
COORDINADORA ACADÉMICA
........................................................
Ing. José Rodríguez Webster
TUTOR DE LA TESIS
2
LA RESPONSABILIDAD DEL CONTENIDO
COMPLETO PRESENTADO EN ESTE
INFORME TÉCNICO, CORRESPONDE
EXCLUSIVAMENTE AL AUTOR:
..................................................................
..................................................................
3
ANTECEDENTES
Luego de un minucioso estudio de factibilidad,
invertiremos en el proyecto sobre la instalación y puesta
en marcha de una fábrica de refrescos congelados,
ubicada en un lugar estratégico de Guayaquil, la cual va
a tener muchas opciones de precios y variedad de
sabores con la finalidad que llegue a toda índole socialeconómica y poner un grano de arena en el desarrollo de
la microempresa, ayudando con la economía de nuestra
ciudad.
Nuestra fabrica se encuentra legalmente constituida,
comprometida con el pago de todas nuestras
obligaciones civiles y mercantiles, así pues nuestra
familia pone la experiencia durante años, y nosotros los
que formamos el proyecto ponemos todo nuestro
empeño y esfuerzo con el objetivo de tener varios
puntos de venta a futuro.
4
DEDICATORIA
Dedico esta Tesina a Dios y a mis padres
A Dios porque es él quien me ha ayudado,
guiándome durante toda mi carrera universitaria, y
encontré siempre en él la persona que siempre
necesitaba en los momentos difíciles y de alegría, y
fue él quien nos ayudo a salir siempre delante, sin
quedar viendo atrás.
A mis Padres por su comprensión y esfuerzo que han
realizado a través de mi carrera para que no decaída
Sino que continúe hasta alcanzar el objetivo.
El haberme enseñado a ser perseverante y no
rendirme, por haberme formado con valores, por
darme su amor que es lo más valiosos con lo que yo
cuento en esta vida.
Dedico esta Tesis a toda mi familia. Por toda
su comprensión y fiel ayuda en todos esos buenos y
malos momentos que me han enseñado a encarar
las adversidades sin perder nunca la fortaleza y
dignidad ni rendirme nunca en el intento. Me han
dado todo lo que soy como persona: mis valores, mis
principios, mi perseverancia y mi empeño, y todo ello
con una gran dosis de amor y rectitud sin pedir nunca
nada a cambio.
A todos ellos,
Muchas gracias de todo corazón
5
TABLA DE CONTENIDOS
PAG
RESUMEN
1
INTRODUCCION
2
CAPITULO 1: Elaboración del concentrado del jugo de naranja
2
1.1
Materia prima
1.1.1 Información agronómica
1.1.1.1 Características botánicas
1.1.1.2 Requerimientos agroclimáticos
1.1.1.3 Zonas de cultivo en el Ecuador
1.1.1.4 Principales variedades cultivadas
1.1.1.5 Cosecha
1.1.1.6 Criterios de calidad de la naranja
1.1.1.7 Composición química
1.1.2 Estadísticas de producción
1.1.2.1 Volúmenes de producción y exportación
2
3
3
5
5
6
7
8
9
10
10
1.3
Descripción del productos y del proceso
1.3.1 Diagrama de flujo de la naranja
1.3.2 Descripción del proceso
12
14
15
CAPITULO 2: BEBIDAS TERMINADA
17
2.1
Ingredientes y fabricación
Proceso de elaboración del concentrado de naranja
17
23
2.2
Formulación de la bebida a naranja
2.2.1 Monitoreo y control de proceso para el tratamiento de agua
Flujo grama del sistema de tratamiento y punto de control se
esquematiza
2.2.2 Monitoreo y control del proceso para el tratamiento de agua
muestreo análisis y evaluación
24
24
28
29
6
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
Preparación del jarabe
2.3.1
Producción de bebidas o producción final de bebidas
Homogeneización
Pasteurización
2.5.1
Tipos de intercambiadores de calor
2.5.2
Intercambiadores de tubería doble
2.5.3
Intercambiadores enfriadores por aire
2.5.4
Intercambiadores de tipo placa
2.5.5
Intercambiadores de casco y tubo
2.5.6
Diseño de intercambiadores
2.5.7
Balance de energía
2.5.8
Asignación de flujo
2.5.9
Diagramas térmicos
2.5.10
Numero de celdas en serie
2.4.11 Diferencias de temperatura media corregida
2.5.12 Calculo del diámetro del tubo, espesor y longitud
2.5.13 Coeficiente de transferencia de calor
2.5.14 Superficie necesaria
2.5.15 Tamaño de casco
2.5.16 Perdida de presión en el tubo
2.5.17 Perdida de presión en el casco
Congelación
Balance de masa para la producción bebidas congeladas
Balance de energía
Plano
34
38
42
42
44
45
45
46
47
54
55
56
56
56
57
58
59
65
66
67
69
72
79
80
81
CAPITULO 3:PERFIL TÉCNICO ECONOMICO
82
3.1
Estimación del mercado
82
3.1.1 Breve descripción de la industria de bebidas en el Ecuador
3.1.2 Perfil del producto: bebida sabor a naranja
3.1.3 Panorama económico
3.1.4 Estimación del mercado
3.1.5 Mercado meta
Pre factibilidad económica
Costo de operación
82
83
84
84
85
85
86
3.2
7
CAPITULO 4: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
98
BIBLIOGRAFIA
99
ANEXOS
110
8
RESUMEN
La mayoría de bebidas, no aportan nutrientes importantes distintos a los carbohidratos, ya
que son elaboradas a partir de productos sintéticos como la quinina. Una bebida preparada a
partir de jugo de fruta puede ser más interesante a nivel nutricional.
En este trabajo se desarrolló el proceso para la elaboración de una bebida, utilizando jugo
de naranja obtenido por extracción.
Se realizó solamente una extracción del jugo de naranja, para poder conservar turbidez,
color, sabor, aroma, y la mayor cantidad de vitamina C.
También se usaron tablas INEN para la extracción del jugo de naranja. La formulación de
la bebida se determinó mediante un desarrollo en el laboratorio, con el objetivo de
establecer las concentraciones de jugo, acidez y sólidos solubles. La estabilidad de la
bebida fue analizada mediante paneles sensoriales, contage total y mediciones de acidez.
La formulación más aceptada por el panel sensorial fue aquella que contenía 10% de jugo,
una acidez expresa en gramos de ácido cítrico por cien centímetros cúbicos igual 0.4 y una
concentración de sólidos solubles igual a 13° brix. Las pruebas de estabilidad mostraron
que la relación entre los sólidos solubles y acidez permanecen constantes en el tiempo. El
contage total indica que la bebida cumple con los requerimientos de la norma INEN 1334
(Elaboración de bebidas).
El análisis económico indica que el proyecto tiene una rentabilidad del 23% cuando se
utiliza la extracción normal, es decir un ahorro al momento de realizar la compra del jugo
en canecas de 21 Kg y usando solo el 10% y esta basado porque es un producto de consumo
masivo y a bajo costo. El punto de equilibrio para la elaboración de la bebida se encuentra
en 71%.
9
INTRODUCCION
En los países industrializados las bebidas, son muy populares y se consumen en grandes
cantidades. La mayoría de estas bebidas no aportan nutrientes importantes distintos a los
carbohidratos, razón por la cual el desarrollo de una bebida con jugo de frutas sería una
alternativa interesante de procesamiento.
Por otro lado, los jugos de fruta tienen una mayor concentración de nutrientes, esto permite
la elaboración de bebidas con mejores características nutricionales.
1 ELABORACIÓN DEL JUGO DE NARANJA
1.1 MATERIA PRIMA.
La naranja dulce (Citrus sinensis Osbeck) es una de las frutas más populares y saludables
del mundo. Tiene un alto contenido de vitamina C. Su sabor, especialmente de algunas
variedades es realmente soberbio por su ácidez y dulzura.
Como todas las frutas cítricas contienen un 45% de zumo, 20 a 40% de piel y un veinte a 20
a 30% de pulpa y semillas. Aproximadamente un 90% de su contenido es agua con un 5%
de azúcares.
La naranja es el fruto obtenido del naranjo dulce (Citrus × sinensis), un antiguo árbol
híbrido originario de India, Vietnam o el sureste de China
10
1.1.1 INFORMACION AGRONOMICA.
Forma: Se trata de un fruto en forma esférica, más o menos achatado por los polos.
Tamaño y peso: tiene un diámetro medio de 6 a 10 centímetros. Las naranjas calibran en
una escala de diámetros descendentes entre el 0 y 14. El número 14 corresponde a los frutos
de menor tamaño y el 0 a los de mayor diámetro (en torno a los 100 milímetros o más). Su
peso
oscila
desde
150
gramos
hasta
200
gramos
sin
la
piel.
Color: su cáscara, llamada epicarpio, es muy coloreada y está provista de vesículas oleosas
(flavedo). Bajo la cáscara lisa o rugosa según la variedad aparece una segunda piel blanca
que envuelve el fruto protegiendo la pulpa o albedo, ésta última muy esponjosa y de color
anaranjado.
Sabor: la pulpa se encuentra repleta de 8-12 gajos alargados y curvos que proporcionan
abundante jugo de sabor dulce con matices acídulos, más o menos pronunciados según la
variedad.
1.1.1.1 CARACTERISTICAS BOTANICAS.
Las naranjas pertenecen a la familia Rutáceas y pertenecen al género Citrus. Las especies
de este género son arbustos o árboles de color verde, con hojas simples y coriáceas y
pecíolos generalmente alados, flores bancas y fragantes, el cual se forman en brotes que se
producen a través de yemas localizadas en las axilas de las hojas. Son cultivos perennes, de
crecimiento erecto ramificado que crece hasta 12 mt. de alto y 25 cm. de diámetro
dependiendo de la especie, produce de los 3 a 5 años dependiendo de su propagación
(semilla poliembrionica o injerto).
11
Generalmente en los cultivos de naranjas contienes en sus semillas más de un embrión, es
decir son poliembrionales, cuando sucede esto solo uno de los embriones es de origen
sexual, siendo o formándose los demás asexualmente, a partir del tejido nuclear. Los
embriones asexuales o nucleares se caracterizan por ser genéticamente parecidos a la planta
madre, son muy vigorosos y por lo general al igual que los embriones sexuales, dan origen
a las plántulas libres de virus.
Los frutos, son bayas llamadas hesperidios, donde tienen una corteza o cáscara gruesa y
adherente, tienen una porción dividida por membranas radiales, en gajos o segmentos. Cada
gajo está formado por vesículas que contienen el jugo, además de una cantidad variable de
semillas, las cuales son de color blanco testa rugosa tienen diferentes formas. Tienen forma
globosa, periforme con mamelón apical de acuerdo a la especie.
La raíz es pivotante con raíces primarias y secundarias en el primer metro de profundidad.
La corteza del tronco o tallo es de color castaño, leñoso, áspero y con ramas de sección
angulosa, a veces con vellos, espinas largas u hojas modificadas y copa redondeada.
Sus hojas son alternas, con forma ovalada, borde entero o ligeramente dentado, extremo
agudo o puntiagudo, base redondeada en forma de cuña, color verde oscuro, brillante por el
haz y opacas por el envés, con pecíolos alados.
Sus flores son hermafroditas, solitarias o en racimos en las axilas de las hojas, cáliz color
blanco verdoso dentado, ovario globoso, velludo y auto fecundación
12
1.1.1.2 REQUERIMIENTOS AGROCLIMATICOS.
Latitud: 36 ºC latitud norte y sur, con condiciones climáticas tropicales.
Temperatura: No debe ser baja, ya que afectaría el desarrollo del cultivo, es decir 13 ºC y
30 ºC, la más óptima es de 23 ºC. con una temperatura menor a 8 ºC. produce obstrucción
de la planta y con una mayor a 36 ºC. deteriora el fruto, temperaturas de 0 ºC – 12 ºC,
determina la coloración verde del fruto debido al equilibrio de acidez y azúcares (clima
templado). La temperatura intervine en el ritmo de las floraciones y el crecimiento, los
árboles en invierno se mantienen latentes y crecen y florecen en el transcurso del verano.
Alturas: Alturas superiores a los 500 msnm.
Precipitación: 1200 – 1500 mm./año bien distribuidos durante el año, son suficientes para
cubrir las necesidades del cultivo, en aquellas zonas donde prevalece la sequía el riego es
indispensable para que el cultivo se desarrolle sin ningún problema. El naranjo agrio es
menos exigente al riego, mientras que el naranjo dulce se desarrolla bien en altas
precipitaciones, son exigentes en riego.
1.1.1.3 ZONAS DE CULTIVO EN EL ECUADOR.
Las provincias con mayor producción son Manabí, con 86 000 toneladas y Los Ríos, con
57000.
En la Sierra, en cambio, la producción alcanzó 51000 toneladas. El producto se da, de
preferencia, en la provincia de Bolívar, que sacó al mercado 40706 toneladas. El cantón
Caluma, perteneciente a esta provincia, produce el 60% de la producción nacional. Este
cantón cuenta con aproximadamente 2000 hectáreas de cultivos de naranjas, y el 60% de
sus habitantes se dedica a este cultivo. El promedio anual estimado de producción es de
13
3000 toneladas métricas en el 2007. Cabe indicar que en el 2006, el promedio anual de
producción fue de 2500 toneladas métricas, en este cantón.
1.1.1.4 PRINCIPALES VARIEDADES CULTIVADAS.
La propagación asexual o vegetativa se efectúa a través de estacas, injertos y otros medios.
La injertación consiste en fijar un trozo vivo de una planta, provisto de una o más yemas,
sobre otra distinta para que ambas partes se suelden y formen una unidad. Sus ventajas son:
que de a través de una adecuada selección del patrón se puede obtener una mejor
adaptabilidad o diferentes condiciones de suelo y clima; mayor uniformidad en la calidad
del fruto y época de producción y la obtención de combinaciones resistentes o tolerantes a
plagas y enfermedades. Los árboles injertados son más precoces en cuanto a producción de
frutos, y los árboles a pie franco tardan hasta 6 u 8 años para iniciar la producción de frutos.
Existen varios tipos de injertación:
Breve
descripción
de
las
variedades
de
naranja
cultivadas
comercialmente.
Naranja Dulce: Es la fruta cítrica que ha alcanzado mayor popularidad, tanto para el
consumo fresco como para la industrialización de su jugo. Se conocen cuatro (4)
grandes grupos: comunes, sin acidez, de ombligo y pigmentadas. Estas últimas no se
cultivan en Venezuela, por nuestras condiciones climáticas, ya que no desarrollan el
color rosado y rojo característico de la pulpa.
Naranjas Ácidas: Entre las naranjas ácidas está la naranja agria, que se usaba como
patrón, y otras ácidas que se usan como ornamentales o para la extracción del aceite de
neroli de las flores.
14
1.1.1.5 COSECHA.
De acuerdo con las variaciones climáticas, las naranjas en Ecuador tienden a florecer varias
veces al año. Por esta razón, en los árboles normalmente se observan frutos en distintos
grados de desarrollo, que obliga a cosecharlos escalonadamente.
En el país no existe una guía definida en lo referente a cosecha para cítricos. Generalmente
esta práctica se efectúa según la experiencia del citricultor, el cual viene utilizando como
único índice, el tamaño del fruto, asociado a la calidad del mismo mediante la inspección
visual y palatabilidad de unas pocas muestras tomadas al azar en el huerto.
Han estudiado la floración, crecimiento y desarrollo de frutos de naranjas y, con el fin de
ver hasta que punto es normal la caída de flores y frutos pequeños y conocer cuál es el
mejor momento para cosechar los frutos de acuerdo a su tamaño y calidad. Existen dos
picos, uno es de Diciembre a febrero y el otro es de Julio, Agosto y parte de Septiembre.
Caída y cuajado de frutos: En la naranja las flores y los pequeños frutos se caen
normalmente en forma abundante, hasta casi dos meses después de la floración. Se puede
decir que de cada 100 flores, tan sólo un promedio de 4 no se desprenden del árbol y se
desarrollan hasta convertirse en frutos maduros y cosechables.
En la naranja la caída de las flores y los frutos ocurre aceleradamente durante mes y medio
siguiente a la fecha de la floración. Después de 70 días, prácticamente se detiene la caída de
los frutos, y los retenidos para entonces llegan a desarrollarse completamente en su
mayoría. En esta variedad sólo un promedio de 5 flores de cada 100 se transforman en
frutos cosechables.
Crecimiento de los frutos: Las naranjas alcanzan un diámetro promedio definitivo de 6
cm. A los 70 días después de la floración ya se encuentran frutos con un promedio de 3 cm.
de diámetro, y a partir de esa época continúan creciendo más lentamente.
15
Calidad de los frutos: En la variedad se observa que el mayor peso, alrededor de 150 gr., y
el mayor porcentaje de jugo, un 45% se logran después de los 13 meses, pero porco tiempo
después comienzan a decaer significativamente. Así mismo se encuentra que la acidez
disminuye con la edad, mientras aumentan los azúcares o sólidos solubles del jugo. De
acuerdo con los criterios de calidad más aceptados para la fruta., la naranja debe cosecharse
entre los 12 y 13 meses y medio, después de la floración. En ese período es más adecuada
tanto la relación entre azúcares y la acidez, como el tamaño y la cantidad de jugo de la
fruta.
Formas de cosechar: La cosecha se efectúa en forma manual y generalmente la de naranja
se hace arrojando la fruta al suelo. De allí se recoge y transporta a granel en camiones a los
mercados y plantas procesadoras, lo cual no es la forma más apropiada.
Por el contrario la cosecha debe ser cuidadosa para evitar golpes y heridas de los frutos.
Estos daños favorecen la pérdida de agua, desmejoran la apariencia de los mismos, además
de facilitar la entrada de microorganismos patógenos. La práctica recomendable es el uso
de bolsas cosechadoras de lona, en donde el recolector deposita los frutos sin golpearlos, a
medida de que los colecta del árbol. La cosecha debe realizarse ya sea halándose con
cuidado o cortando un pedúnculo con tijeras especiales lo más cerca posible de la fruta.
Las bolsas cosechadoras tienen una capacidad de 10 – 30 Kg., se vacían en guacales o
cajones montacargas. Luego la fruta se lleva al lugar de empaque o del procesado.
1.1.1.6 CRITERIOS DE CALIDAD DE LA NARANJA.
En la variedad se observa que el mayor peso, alrededor de 150 gr., y el mayor porcentaje de
jugo, un 45% se logran después de los 13 meses, pero tiempo después comienzan a decaer
significativamente. Así mismo se encuentra que la acidez disminuye con la edad, mientras
aumentan los azúcares o sólidos solubles del jugo. De acuerdo con los criterios de calidad
más aceptados para la fruta., la naranja debe cosecharse entre los 12 y 13 meses y medio,
16
después de la floración. En ese período es más adecuada tanto la relación entre azúcares y
la acidez, como el tamaño y la cantidad de jugo de la fruta.
1.1.1.7 COMPOSICION QUIMICA
TABLA 1.
composición por 100 gramos de porción
comestible
Calorías
Hidratos de carbono
Fibra (g)
Potasio(g)
Magnesio(g)
calcio(g)
vitamina c(g)
acido fólico(g)
Beta-caroteno(provitamina a)(g)
36,6
8,9
2,3
20
14,2
4,1
5,2
3,8
4,9
100%
De su composición nutritiva, destaca su escaso valor energético, gracias a su elevado
contenido en agua y su riqueza de vitamina C, ácido fólico y minerales como el potasio, el
magnesio y calcio. Este último apenas se absorbe por el organismo. Contiene cantidades
apreciables de beta-caroteno, responsable de su color típico y conocido por sus propiedades
antioxidantes; además de los ácidos málico, oxálico, tartárico y cítrico, este último potencia
la acción de la vitamina C. La cantidad de fibra es apreciable y ésta se encuentra sobre todo
en la parte blanca entre la pulpa y la corteza, por lo que su consumo favorece el tránsito
intestinal.
La vitamina C interviene en la formación de colágeno, huesos y dientes, glóbulos rojos y
favorece la absorción del hierro de los alimentos y la resistencia a las infecciones. La
provitamina A o beta caroteno se transforma en vitamina A en nuestro organismo conforme
éste lo necesita. Dicha vitamina es esencial para la visión, el buen estado de la piel, el
cabello, las mucosas, los huesos y para el buen funcionamiento del sistema inmunológico.
17
El ácido fólico interviene en la producción de glóbulos rojos y blancos, en la síntesis
material genético y la formación anticuerpos del sistema inmunológico. El potasio es un
mineral necesario para la transmisión y generación del impulso nervioso y para la actividad
muscular normal, interviene en el equilibrio de agua dentro y fuera de la célula. El
magnesio se relaciona con el funcionamiento de intestino, nervios y músculos, forma parte
de huesos y dientes, mejora la inmunidad y posee un suave efecto laxante. Los ácidos
málico y cítrico poseen una acción desinfectante y alcalinizan la orina.
1.1.2 ESTADISTICAS DE PRODUCCION.
En los últimos cinco años la producción y exportación de la naranja en fresco presenta una
tendencia creciente lográndose el volumen más alto de exportación
1.1.2.1 VOLUMENES DE PRODUCION Y EXPORTACION.
Tabla 2: Producción de la naranja en el Ecuador.
AÑO 2006
18
AÑO 2007
AÑO 2008
AÑO 2009
19
AÑO 2010
AÑO 2011
1.3. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO Y DEL PROCESO
El jugo, es la parte líquida de la fruta que se obtiene por la aplicación de presión sobre ésta.
Los jugos se elaboran a partir de frutas cítricas, manzanas, uvas y piña. El jugo de naranja
es el que se más se elabora en el mundo y su valor nutritivo radica en su alto contenido de
vitamina C.
Para obtener un jugo de naranja de alta calidad es recomendable usar fruta fresca, no
obstante en la mayoría de las industrias el jugo se elabora a partir de una base
concentrada que es más fácil de conservar y manipular. Además se le agrega azúcar para
bajar costos de producción.
La conservación del jugo de naranja natural se lleva a cabo por el tratamiento con calor
(pasteurización), la asepsia durante la preparación y llenado, la baja acidez del producto, y
la conservación en ambientes refrigerados.
20
El proceso de elaboración de jugo de naranja a partir de fruta fresca, consiste en
seleccionar, lavar y exprimir las naranjas para extraer el jugo. Seguidamente se filtra
para separar las semillas y sólidos en suspensión y por último se pasteuriza y llena en
envases de vidrio, plástico, hojalata o cartón, según el nivel tecnológico que se tenga.
MATERIA PRIMA E INGREDIENTES
Naranjas maduras, de variedades dulces y con abundante jugo
INSTALACIONES Y EQUIPOS
Instalaciones
El local debe cumplir con los requisitos de diseño higiénico que exige las autoridades de
salud para el procesamiento de alimentos. Debe ser lo suficientemente grande para albergar
las siguientes áreas: recepción de la fruta, sala de proceso, sección de empaque, bodega,
laboratorio, oficina, servicios sanitarios y vestidor. La construcción debe ser en bloc
repellado con acabado sanitario en las uniones del piso y pared para facilitar la limpieza.
Los pisos deben ser de concreto recubiertos de losetas o resina plástica, con desnivel para el
desagüe. Los techos de estructura metálica, con zinc y cielorraso. Las puertas de metal o
vidrio y ventanales de vidrio. Se recomienda el uso de cedazo en puertas y ventanas.
Equipo








Balanza
Extractor de jugos
Selladora
Termómetro
Estufa (fuente de calor)
Ollas
Utensilios: cuchillos, paletas, colador, embudo
Botellas de plástico o vidrio
21
1.3.1 DIAGRAMA DE FLUJO PARA JUGO DE NARANJA
Naranjas
Recepción
Agua clorada
Selección
Fruta de rechazo
Lavado
Agua de lavado
Extracción del
Jugo
Filtrado
Pasteurización
Envasado
Etiquetado
Almacenamiento
22
1.3.2DESCRIPCION DEL PROCESO
El proceso que se explica a continuación es para la elaboración de jugo de naranja,
envasado en botellas plásticas y sin adición de preservantes.
Recepción: consiste en cuantificar la materia prima que entra al proceso, es necesario usar
balanzas limpias y calibradas.
Selección: se selecciona fruta madura con la relación °Brix/acidez adecuada. Se desecha la
fruta verde, la excesivamente madura o que presente golpes y podredumbres.
Lavado: se hace para eliminar bacterias superficiales, residuos de insecticidas y suciedad
adherida a la fruta. Se debe utilizar agua clorada.
Extracción del jugo: esta operación se puede hacer con una máquina industrial que recibe
las naranjas enteras y realiza la extracción y filtración del jugo de una vez. También se
puede utilizar un extractor doméstico (eléctrico) o uno manual.
Filtrado: el jugo se pasa por un colador de malla fina para separar las semillas y otros
sólidos en suspensión.
Pasteurizado: el jugo recibe un tratamiento térmico de 65 °C durante 30 minutos
(pasteurización). Una vez transcurrido el tiempo, la operación se completa con el
enfriamiento rápido del producto hasta una temperatura de 5 °C, a fin de producir un
choque térmico que inhibe el crecimiento de los microorganismos que pudieran haber
sobrevivido al calor.
Envasado: el jugo se llena en envases de plástico, los cuales deben haber sido lavados,
enjuagados con agua clorada y etiquetados. Al llenarlos se deja un espacio vacío, llamado
espacio de cabeza, que equivale al 10% del tamaño interno del envase.
Sellado: la colocación de la tapa puede hacerse manual o mecánicamente, dependiendo del
envase y el equipo con que se cuente.
23
Embalaje y almacenado: después de sellado, se procede a colocarle la etiquetilla con la
fecha de vencimiento y por último se acomodan los envases en canastas plásticas para su
almacenamiento en refrigeración.
CONTROL DE CALIDAD
En la materia prima
Controlar que las frutas a procesar, sean frescas y estén sanas, es decir sin magulladuras,
defectos o demasiado verdes.
En el proceso
Las operaciones de extracción, filtrado, pasteurización y envasado deben realizarse en
forma rápida porque el jugo de naranja se oxida fácilmente y se altera el sabor. En el
proceso se deben controlar las temperatura y tiempo de pasteurización, así como la
temperatura de enfriamiento.
En el producto final
Verificar la relación °Brix/acidez, así como el color y sabor del jugo..
El producto en almacenamiento
El jugo envasado en botellas de plástico y sin adición de preservantes tiene una vida útil en
refrigeración de 7 a 10 días. Cuando el jugo se deteriora se vuelve más ácido y el sabor es
desagradable.
OTROS ASPECTOS
ASPECTOS DE COMERCIALIZACIÓN
El jugo de naranja natural es más apreciado que los jugos reconstituidos, aunque su precio
es un poco más alto. El mercado potencial está a nivel de hoteles, restaurantes y
supermercados.
24
CAPITULO 2:
2. BEBIDAS TERMINADAS.
Definición: Son las bebidas no alcohólicas, no fermentadas, elaborada en agua purificada,
lista para el consumo directo, adicionada de edulcorantes, jugos de frutas, concentrados de
frutas, sustancias aromatizantes saborizantes o aditivos permitidos (INEN, 437 1979-07).
2.1 INGREDIENTES Y FABRICACION.
Ingredientes:
Agua: Se denomina agua potable o agua para consumo humano, al agua que puede ser
consumida sin restricción. El término se aplica al agua que cumple con las normas de
calidad promulgadas por las autoridades locales e internacionales.
Como cloruros, nitratos, nitritos, amonio, calcio,magnesio, fosfato, arsénico, entre otros.,
además de los gérmenes patógenos. El pH del agua potable debe estar entre 6,5 y 8,5. Los
controles sobre el agua potable suelen ser más severos que los controles aplicados sobre
las aguas minerales embotelladas.
En zonas con intensivo uso agrícola es cada vez más difícil encontrar pozos cuya agua se
ajuste a las exigencias de las normas. Especialmente los valores de nitratos y nitritos,
además de las concentraciones de los compuestos fitosanitarios, superan a menudo el
umbral de lo permitido. La razón suele ser el uso masivo de abonos minerales o la filtración
de purines. El nitrógeno aplicado de esta manera, que no es asimilado por las plantas es
transformado por los microorganismos del suelo en nitrato y luego arrastrado por el agua de
lluvia al nivel freático. También ponen en peligro el suministro de agua potable otros
contaminantes medioambientales como el derrame de derivados del petróleo, lixiviados de
minas, etc. Las causas de la no potabilidad Del agua son:
25



Bacterias, virus;
Minerales (en formas de partículas o disueltos), productos tóxicos;
Depósitos o partículas en suspensión.
"El agua y el saneamiento son uno de los principales motores de la salud pública.
Suelo referirme a ellos como, lo que significa que en cuanto se pueda garantizar el
acceso al agua salubre y a instalaciones sanitarias adecuadas para todos,
independientemente de la diferencia de sus condiciones de vida, se habrá ganado
una importante batalla contra todo tipo de enfermedades
Azúcar: Se denomina azúcar a la sacarosa, cuya fórmula química es C12H22O11, también
llamado azúcar común o azúcar de mesa. La sacarosa es undisacárido formado por una
molécula de glucosa y una de fructosa, que se
obtiene principalmente de la caña de
azúcar o de la remolacha. En ámbitos industriales se usa la palabra azúcar o azúcares para
designar los diferentes monosacáridos y disacáridos, que generalmente tienen sabor dulce,
aunque por extensión se refiere a todos los hidratos de carbono.
El
azúcar
puede
formar caramelo al
calentarse
por
encima
de
su punto
de
descomposición (reacción de caramelización). Si se calienta por encima de 145 °C en
presencia de compuestos amino, derivados por ejemplo de proteínas, tiene lugar el
complejo sistema de reacciones de Maillard, que genera colores, olores y sabores
generalmente apetecibles, y también pequeñas cantidades de compuestos indeseables.
El azúcar es una importante fuente de calorías en la dieta alimenticia moderna, pero es
frecuentemente asociado a calorías vacías, debido a la completa ausencia de vitaminas y
minerales.
El azúcar se puede clasificar por su origen (de caña de azúcar o remolacha), pero también
por su grado de refinación. Normalmente, la refinación se expresa visualmente a través del
color (azúcar moreno, azúcar rubio, blanco), que está dado principalmente por el porcentaje
de sacarosa que contienen los cristales.
26
Tipos de Azúcar
Azúcar prieta, (también llamado "moreno", “negro” o “crudo”) se obtiene del jugo de caña
de azúcar y no se somete a refinación, sólo cristalizado y centrifugado. Este producto
integral, debe su color a una película de melaza que envuelve cada cristal. Normalmente
tiene entre 96 y 98 grados de sacarosa. Su contenido de mineral es ligeramente superior al
azúcar blanco, pero muy inferior al de la melaza.
Azúcar rubia, es menos oscuro que el azúcar moreno o crudo y con un mayor porcentaje de
sacarosa.
Azúcar blanca, con 99,5% de sacarosa. También denominado azúcar sulfitado.
Azúcar refinado o extrablanco es altamente puro, es decir, entre 99,8 y 99,9 % de sacarosa.
El azúcar rubio se disuelve, se le aplican reactivos como fosfatos, carbonatos, cal para
extraer la mayor cantidad de impurezas, hasta lograr su máxima pureza. En el proceso de
refinamiento se desechan algunos de sus nutrientes complementarios, como minerales y
vitaminas
Ácido Cítrico: El género Citrus cuyo término común es cítrico, designa las especies de
grandes arbustos o arbolillos perennes (entre 5 y 15 m) cuyos frutos o frutas, de la familia
de las Rutáceas, poseen un alto contenido en vitamina C y ácido cítrico, el cual les
proporciona ese típico sabor ácido tan característico. Oriundo del Asia tropical y
subtropical, este género contiene tres especies y numerosos híbridos cultivados, inclusive
las frutas más ampliamente comercializadas, como el limón, la naranja, la lima, el pomelo,
la mandarina, con diversas variedades que dependen de la región en la que se cultive cada
una de ellas.
Aromatizantes: El componente aromático del jarabe es el que tiene mayor influencia en el
aroma y sabor del producto final, aunque su concentración puede ser de tan solo 0.015%.
Sin embargo componentes como el agua, la carbonatación, la acidez y los edulcorantes
27
también peden participar en el aroma y sabor en una magnitud que dependerá de la
naturaleza del producto.
La naturaleza del aromatizante varía en función del tipo de producto. La fruta es el más
usado, con la excepción de las colas, que se aromatizan con un extracto especial junto con
un 10% de cafeína y una mezcla de esencias (Potter, 1995). El aroma de frutas se puede
añadir en forma de zumo o como esencia, siendo los más populares los cítricos y dentro de
ellos el concentrado de naranja. Las esencias naturales de cítricos se componen
mayoritariamente de aceites esenciales obtenidos de la fruta los cuales son concentrados
mediante un proceso de destilación la cual permite concentrar los aceites esenciales hasta
cinco veces.
Además de los aromatizantes de uso general, también hay otros compuestos aromatizantes
que sólo emplean un grupo limitado de productos por ejemplo la quinina, la cual se emplea
en refrescos carbonatados como las gaseosas de naranja (Potter, 1995).
Conservantes: El benzoato de sodio, también conocido como benzoato de sosa o (E211),
es una sal del ácido benzoico, blanca, cristalina y gelatinosa o granulada, de
fórmula C6H5COONa. Es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol. La sal es
antiséptica y se usa generalmente para conservar los alimentos.
C6H5-COOH + NaOH <-> NaC6H5CO2 + H2O
Como aditivo alimentario es usado como conservante, matando eficientemente a la mayoría
de levaduras, bacterias y hongos. El benzoato sódico sólo es efectivo en condiciones ácidas
(pH<3,6) lo que hace que su uso más frecuente sea en conservas, en aliño de ensaladas
(vinagre), en bebidas carbonatadas (ácido carbónico), en mermeladas (ácido cítrico), en
zumo de frutas (ácido cítrico) y en salsas de comida china (soja, mostaza y pato). También
se encuentra en enjuagues de base alcohólica y en el pulido de la plata. Más recientemente,
el
benzoato
sódico
viene
estando
presente
en
muchos
refrescos
como Sprite, Fanta, Sunkist, Dr Pepper y Coke Zero. El sabor del benzoato sódico no puede
28
ser detectado por alrededor de un 25% de la población, pero para los que han probado el
producto químico, tienden a percibirlo como dulce, salado o a veces amargo.
También se utiliza en pirotecnia, como combustible en la mezcla del polvo que produce un
silbido cuando es comprimida y encendida en un tubo.
En la naturaleza lo podemos encontrar en arándanos, pasas, ciruelas claudias, canela, clavos
de olor maduros y manzanas.
El mecanismo comienza con la absorción del ácido benzoico por la célula. Si el pH
intracelular
cambia
a
5
o
más
bajo,
la fermentación anaerobia
de
la glucosa con fosfofructocinasa es disminuida un 95%.
Goma
xantana
o xantano:
Es
un polisacárido extracelular
producido
por
la bacteria Xanthomonas campestris B-1459. El aspecto físico del xantano es el de un polvo
color crema que se disuelve en agua caliente o fría produciendo soluciones
de viscosidad relativamente alta a concentraciones bajas. La viscosidad es alta en un amplio
intervalo de concentraciones y las soluciones son estables en un amplio rango de pH,
concentración de sales y temperaturas. Estas características son muy favorables para la
economía de operaciones donde se la usa como espesante.
Edulcorantes: los refrescos tradicionales utilizan azúcar extraída de la caña o de la
remolacha, la cual es adicionada a la bebida en forma granular o en forma de jarabes
acuosos con un contenido de 67% (p/v).
En los últimos años, el alto contenido en azúcar de las bebidas gaseosas, ha llevado a que
sean considerados como poco saludables, por este motivo se han desarrollado refrescos
bajos en calorías en los que el azúcar a sido sustituido por edulcorantes intensivos por
ejemplo:
29
Aspartamo: Dulzor relativo 120 – 215, sinérgico con ciclamatos, sacarina y azúcares,
realza los aromas a frutas. Estable a tratamientos térmicos, pero se degrada durante el
almacenamiento. Estabilidad máxima a pH 4.3.
Sucralosa: Dulzor relativo 400 – 800, siendo mayor a bajo pH. Su sabor se aproxima al de
la sacarosa. Muy buena estabilidad interacciona algo con las sales de hierro (Varman,
1994).
Para este último caso y según la norma técnica INEN 1101 los sólidos solubles (°brix)
pueden estar en un máximo permitido de 0.3%, cuando estas son libres de calorías
30
PROCESO DE ELABORACIÓN DEL JUGO DE NARANJA
Recepción del jugo de naranja
Agua tratada
Mezclado
Jarabe simple
Homogenización
Pasteurización
Envasado
Empaque primario (10 unidades)
Congelado
Encartonado
Bodega
31
2.2 FORMULACION DE LA BEBIDA A NARANJA.
2.2.1 MONITOREO Y CONTROL DE PROCESO PARA EL TRATAMIENTO
DE AGUA
Propósito: que el monitoreo y control produzca la mejor agua y cumpla con las
especificaciones de las fabricaciones de las bebidas carbonatas.
DEFINICIONES

Agua del Proceso.- Agua tratada dentro de la planta usada en los productos.

Agua blanda.- Agua que se trata en resinas cationicas ciclo sódico (para remover el
calcio- magnesio) Dureza Total.

Agua de enfriamiento.- Agua blanda, sin cloro y que se emplea para el enfriamiento
de condensadores y otros.
IDENTIFICACION DEL PROCESO
La fuentes de agua que se utiliza para el proceso de elaboración de las bebidas
FUENTE
Agua Superficial o potable
AGUA SUPERFICIAL O POTABLE
Es captada de la red pública y almacenada en una cisterna, en la que se dosifica una
solución de cloro (Hipoclorito de calcio) hasta obtener una concentración de 4 mg/l de
cloro residual libre.
Mantener en contacto por lo menos dos horas para eliminar
microorganismos del agua. Esta será utilizada en dos flujos:

Agua para el proceso.- Almacenada en su tanque cisterna desde donde se inicia el
proceso de tratamiento que se describe a continuación.
El agua puede ser buen sabor y apta para el consumo, sin embargo puede ser causante de
muchos defectos en la elaboración de los productos finales de bebidas gaseosas. Las
sustancias disueltas o en suspensión en el agua sin tratar dan mal sabor y apariencia. Por lo
tanto, el agua para las bebidas carbonatadas deben ser tratadas para:
32




Uniformidad en la calidad.
Remover sólidos coloidales suspendidos y disueltos.
Reducir la alcalinidad para estar dentro de normas.
Control microbiológico.
TRATAMIENTO DE BARRERAS MULTIPLES
De la cisterna es bombeada hacia un tanque reactor de manto suspendido donde se realiza
el tratamiento Físico, Químico.
TRATAMIENTO QUIMICO
Se realiza en un tanque reactor de hierro recubierto interiormente con pintura epoxica no
toxica para alimentos.
Tratamiento con Cal Hidrato de Pb 24 (Hidróxido de Calcio)
La alcalinidad del agua neutraliza la acidez de la bebida y el pH
El agua tratada no debe superar los 80 mg/l de alcalinidad porque además del efecto de la
acides, puede presentar turbidez por la precipitación de los carbonatos y alterar el sabor.
El hidróxido de calcio se adiciona al agua para disminuir la alcalinidad que al reaccionar
con los minerales alcalinos del agua forman compuestos insolubles que se precipitan.
CLORINACION
Al adicionar una solución de hipoclorito de calcio al agua se obtiene una concentración de
4-8 mg/l.
El tiempo de contacto es de 2 horas para eliminar los microorganismos y oxidar la materia
orgánica que pudiera estar presente en el agua.
COAGULACION/FLOCULACION
Combinación de los procesos para desestabilizar los coloides estables de las partículas en el
agua y aglutinar estas partículas para su sedimentación y filtración. Las partículas
removidas por coagulación y filtración son:
33
Arcilla, Turbidez, Materia Orgánica Natural, Material Microbiano, Metales, Sustancias
Orgánicas Sintéticas, Compuestos Orgánicos Disueltos que causen mal olor (Voc.).
Para la coagulación se utiliza sales metálicas como el sulfato de aluminio o sulfato ferroso.
El agua así tratada pasa a un tanque pulmón donde se almacena con la finalidad de
mantener un abastecimiento constante de agua hacia los filtros de arena.
FILTRACION
Se realiza en el filtro de arena para remover los sólidos suspendidos que al pasar, a través
de un medio poroso (Lechos filtrantes) quedan retenidos sobre la capas de arena. El flujo de
esta agua pasa al purificador de carbón para controlar:


Los compuestos que causan mal olor y sabor, compuestos orgánicos, como los
trihalometano y ciertos pesticidas.
El cloro.
El agua purificada pasa a los filtradores pulidores los cuales están diseñados para remover.



Partículas de Carbón
Partículas de Arena
Residuos de incrustaciones de oxido
Los filtros pulidores poseen cartuchos de celulosa para retener partículas mayores de 5
micras. Finalmente para garantizar la calidad del agua para el proceso de embotellado se
utiliza RU para eliminar microorganismos.
ABLANDADOR (AGUA PARA EQUIPOS)
El agua de enjuague de envases con una dureza mayor de 100 mg/l puede formar
incrustaciones en la sección de enjuagues, y en los inyectores. Además al usar el agua con
dureza alta dará como resultado botellas con superficie o paredes no relucientes.
34
Los ablandadores deben dimensionarse con un flujo de paso de 320 L/ Min/ m2 de
superficie de agua, y una profundidad de lecho de resina mínimo de 60 cm, y de grava
soporte 30 cm.
El agua para el lavado de envase debe tener de 2 – 4 mg/l de cloro libre
AGUA DE ENFRIAMIENTO
La formación de incrustaciones, reduce la eficiencia y la vida útil de los equipos del sistema
de vapor y frío. Se debe utilizar agua blanda para la alimentación de los equipos de calor,
frío.
35
FLUJOGRAMA DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO Y PUNTOS DE CONTROL SE
ESQUEMATIZA
FUENTE DE AGUA
POTABLE
Almacenamiento
Tratamiento químico
Tanque Reactor
Almacenamiento
Tanque Pulmón
Filtración
Filtro Arena
Purificación
Purificación de Carbón
Filtro Pulidor
Ultravioleta
AGUA TRATADA
36
2.2.2
MONITOREO
Y
CONTROL
DEL
PROCESO
PARA
EL
TRATAMIENTO DE AGUA
MUESTREO, ANALISIS Y EVALUACION
Programa de Muestreo y Análisis
Todas las muestras tomadas deben ser representativas del flujo mayor en ese
punto del proceso. Abra la válvula de muestra para sacar material no
representativo, y enjuague el contenedor de muestra dos veces con el agua de
muestra antes de recolectar una muestra para propósito de prueba
Tabla 3:
Agua
fuente
Prueba
Caudal
agua
ingreso
Sabor
Olor
Tanque
Cisterna
de
de
Filtro de Purificador
Arena
de Carbón
Filtro
Pulidor
Suavizador
1v/ Turno
1v/ Turno
Diario
Diario
Diario
Turbidez
Diario
Ph
Diario
Cloro
residual
Alcalinidad
M
Alcalinidad
A
Dureza
Total
STD
Cloruros
Sulfatos
Hierro
Plomo
Nitrato
Dosificación
de Cal
Dosificación
de Sulfato
Fe.
Tanque
Reactor
1v/
Turno
1v/
Turno
2 Horas
2 Horas
Diario
1v/ Turno
2 Horas
2 Horas
2 Horas
2 Horas
Diario
2 Horas
Diario
Diario
Diario
Diario
Diario
Diario
Quincenal
2 Horas
2 Horas
37
Dosificación
de cloro
2 Horas
1v/
Turno
% de Flocks
Recuento
total
de Diario
batería
Coniformes
Diario
Totales
2 Horas
Quincen
al
Quincen
al
Quincen
al
Quincenal
Quincenal
Quincenal
Quincen
al
Quincen
al
Quincen
al
Quincenal
Quincenal
Quincenal
MONITOREO Y CONTROL DEL PROCESO PARA EL TRATAMIENTO DE AGUA
Tabla 4:
PUNTOS DE CONTROL
1.AGUA
FUENTE
PUBLICA O POTABLE
2.- ALMACENAMIENTO
(Tanque sistema)
3.- TRATAMIENTO QUIMICO
(Tanque Rector)
VARIABLES A MONITOREAR
- Turbidez
- pH
- Alcalinidad M (como carbonato de calcio)
- Dureza Total
- Sólidos Totales Disueltos
- Cloruros
RED - Sulfatos
- Hierro
- Plomo
- Nitrato
- Nitrito
- Bacterias Aerobias Totales
- Coliformes Totales
- Concentración de Cloro Residual
- Dosificación de Hipoclorito de Calcio
- Bacterias Aerobias Totales
-Coliformes Totales
- Caudal de Agua de Ingreso
- Dosificación de Hipoclorito de Calcio
- Dosificación de Hidróxido de Calcio
- Dosificación de Sulfato Ferroso o de
aluminio
- Formación de Flocks
38
4.-FILTRACION
(Filtro de Arena)
5.-PURIFICACION
(Purificador de carbón)
6.- FILTRACION PULIDORA
(Filtro Pulidor)
7.-ABLANDADOR
Resinas Cationicas
8.-RU
- Turbidez
-Concentración de color residual
- Alcalinidad M
- Alcalinidad A
- Bacterias Aerobias Totales
-Coliformes Totales
-Contenido de cloro residual
- Sabor
-Olor
- Bacterias Aerobias Totales
-Coliformes Totales
- Turbidez
- Hierro
- Bacterias Aerobias Totales
-Coliformes Totales
- Turbidez
-Concentración de cloro residual
-Dureza Total
- Bacterias Aerobias Totales
-Coliformes Totales
- Bacterias aerobias Totales
- Coniformes Totales
MONITOREO Y CONTROL DEL PROCESO PARA EL TRATAMIENTO DE AGUA
ESPECIFICACIONES
Agua fuente
Tabla 5:
Requisitos
Unidad
Turbidez
pH
Alcalinidad M (como carbonato de
mg/l
calcio)
Dureza Total
mg/l
Sólidos Totales Disueltos
mg/l
Cloruros
mg/l
Sulfatos
mg/l
Hierro
mg/l
Plomo
mg/l
-Nitrato
mg/l
Nitrito
mg/l
Mercurio
mg/l
Limite Máximo
20
6.5 - 9.5
200
300
600
250
200
0.8
0.05
40
Cero
Cero
39
Bacterias Aerobias Totales
Coliformes Totales
Colonias/cm3
NMP/100cm3
500
Ausencia
Unidad
mg/l
Colonias/cm3
NMP/100cm3
Limite Máximo
Tanque Cisterna
Tabla 6
Requisitos
Cloruro Residual
Bacterias Aerobias Totales
Cloriformes Totales
100
Ausencia
Tanque Reactor
Tabla 7:
Parámetro
Caudal de Agua de Ingreso
Dosificación de cal
Carga Base=
Dosificación=
Dosificación de sulfato Ferroso
Carga Base=
Dosificación=
Dosificación de sulfato de aluminio
Carga Base=
Dosificación=
% Flocks
Recuento Total de Bacterias
Coliformes Totales
Filtro de Arena
Tabla 8:
Parámetro
Turbidez
Color Residual
Alcalinidad M
Alcalinidad A (2P – M)
Recuento Total de Bacterias
Coliformes Totales
Especificación
4% - 8%
25 G – 1 ml
0 G /100 ml
Especificación
1 NTU
No menor de 6 ni mayor de 8 ppm
80 ppm
Entre 0.2 y 0.7
25 g/ ml
0 g/ 100 ml
40
Purificador de Carbón
Tabla 9:
Parámetro
Color Residual
Sabor
Olor
Recuento Total de Bacterias
Coliformes Totales
Especificación
0 ppm
Ninguno
Ninguno
25 g/ ml
0 g/ 100 ml
Filtro Pulidor
Tabla 10:
Parámetro
Turbidez
Hierro
Recuento Total de Bacterias
Coliformes Totales
Especificación
0.5 NTU
0.1 ppm
25 g/ ml
0 UFC/ 100 ml
Ablandadores
Tabla 11:
Parámetro
Turbidez
Color Residual
Dureza Total
Recuento Total de Bacterias
Coliformes Totales
Especificación
1 NTU
No menor a 3 ni mayor a 10 ppm
Menos de 20 ppm
25 g/ ml
0 g/ 100 ml
Agua tratada
Tabla 12:
Parámetro
Especificación
Turbidez
De 3 NTU
Ph
6-7–8
Alcalinidad M (como carbonato de 80 ppm
calcio)
Cloro Residual
0 ppm
Sólidos Totales Disueltos
500 ppm
Cloruros
250 ppm
Sulfatos
250 ppm
Sodio
100 ppm
Hierro
0.1 ppm
Sulfatos y Cloruros Totales en 400 ppm
combinación
Nitrato
45 ppm
Trihalometanos
100 ppm
Recuento Total de Bacterias
25 C/ml
41
Coliformes Totales
Coliformes Fecales
Ausencia
Ausencia
MANTENIMIENTO DE REGISTROS
El monitoreo, análisis y acciones correctivas serán registradas por el personal de
tratamiento de agua; y verificadas por el Supervisor de Control de Calidad para asegurar
que el proceso se halla bajo control.
Para el registro de todos los puntos de control de tratamiento de aguas y sus respectivas
acciones correctivas se usan los siguientes formatos:
Control de Tratamiento de agua
Control del Agua de Ablandador
2.3 PREPARACION DE JARABE
El control de calidad del jarabe es necesario para obtener una producción con sabor, aroma,
concentración, y tiempo de duración de acuerdo con los parámetros de producción.
Antes de empezar el proceso de producción es necesario tener presente lo siguiente:
 Utilizar correctamente la formula cualitativa y cuantitativa.
 La cantidad de jarabe a producir sea correcta.
 Realizar una mezcla ac cítrico, azúcar y goma xanthan
PROCEDIMIENTO DE FABRICACION

Verificar que todo el equipo esté limpio y en condiciones de operar.

Adicionar todos los ingredientes de la formula en orden especificado; Agua, Acido
Cítrico, Azúcar, Benzoato de Sodio, Polvo Carbón y Polvo Ayuda, luego que la
temperatura se incrementara a 80ºC.
42

Mantener agitada la solución para que cada ingrediente se mezcle, antes de
adicionar el siguiente ingrediente. Este tanque de jarabe simple, siempre debe estar
en agitación durante el tiempo de cocimiento.
PREPARACION
Al tanque con doble chaqueta, adicionar el agua tratada C. S. P el volumen determinado e
incrementar la temperatura a 80 ºC +- 5º C.
Proceda a adicionar los ingredientes en el orden arriba indicado, y mantenga la solución por
30’ a 80ºC, se determina la turbidez y color
El jarabe simple entre 18ºC a 22ºC pasa al tanque para preparar el jarabe terminado.
Controle el Brix y Acides, adicionar agua tratada para hacer el volumen final.
El concentrado se debe filtrar en mallas dentro de los tanques de jarabe terminado.
BRIX DE JARABE TERMINADO = 55.5
BRIX DE BEBIDA TERMINADA = 7 brix
Formula Cualitativa – Cuantitativa para 100 litros de jarabe terminado para sabor a naranja
Agua
= 200 ltr
Azúcar
= 300 gr
Acido Cítrico
= 12 gr
Goma
= 2 gr
Benzoato de Sodio = 0.8 gr
Splenda
= 0.6 gr
Esencia con colorante = 8 ml
FABRICACION – JARABE
Controlar
- Que la formula sea correcta
- Que el volumen sea correcto
- Que los ingredientes estén a la mano
43
El jarabero debe estar familiarizado y entrenado completamente con el uso de los
concentrados y entender la preparación del jarabe, los componentes del sabor del jarabe
terminado son los ingredientes primarios en las bebidas terminadas.
CONTROL DE CALIDAD
Para mantener la uniformidad y aseguramiento de calidad de nuestros productos, se
necesita realizar pruebas básicas de cada Bach
Brix
Acides
Sabor / Apariencia
Microbiológico

Cada Bach
Cada Bach
Cada Bach
Cada Bach
Estas pruebas de calidad deben ser conducidas y registradas para cada Bach. El
registro del Bach de jarabe debe ser anotado en un formulario que debe de contener:
1.
2.
3.
4.
Registro de cada Bach
De ingredientes
Pruebas de laboratorio
Procedimiento seguido de elaboración al jarabe
MANTENER UN CONTROL
Anotar la preparación del Jarabe
- Fecha
- Nº de lote o solución
- Volumen o tamaño
- Tiempo de Empleo
JARABE PROBADO Y AJUSTADO
Primer Ejemplo
Se ha preparado un lote de 15000 litros de jarabe simple que tiene un brix de 60.9. Se
necesita preparar 6.000 litros de jarabe compuesto a 55.5. ¿Cuantos litros de jarabe simple a
60 Brix, hoy que pasan al tanque para preparar el jarabe compuesto a 55.5 Brix.?
44
Solución



Azúcar
Brix 60
Brix 55.5
: calcular el azúcar en el jarabe
: 6.44 lbs. de azúcar / Gls
: 5.82 lbs. de azúcar / Gls
F= 5.82 = 0.9037
6.44
Entonces: 6000 L X Simple a 0.9037 = 5,422.21 litros de jarabe a 60 Brix para
completar el volumen de 6000 litros de jarabe compuesto a 55.5 Brix.
Comprobar el azúcar en el jarabe Simple a 60 Brix
Simple a 55.5 Brix
A. 5,422.21= 1,432.50 Gls x 6.44= 9,225.6 Libras de Azúcar / Gls de jarabe
B. 6,000 = 1.585.20 Gls x 5.82= 9,225.6 Libras de Azúcar/ Gls de jarabe
COMPROBACION
Brix del jarabe compuesto = 55.5 - 70.091 % solido
Brix del jarabe simple
= 60 - 77.347 % solido
F= 70,091 = 0.90618
77,347
Entonces: 6000 X 0,90618 = 5,437.08 Litros de jarabe simple para envasar a 6000 litros de
jarabe compuesto a 55.5 Brix.
La formula, son preparados siguiendo las instrucciones correctamente, los arreglos o ajustes
sean pequeños y simples.
PARA DETERMINAR LA ACIDES
Por ejemplo
Nuestro Jarabe compuesto
5 ml de jarabe + 20 ml de agua destilada + potenciómetro mas titulación con hidróxido de
sodio Nao H 0.1 N desde una bureta. Agitar el vaso de vidrio que contiene la solución
hasta un ph 8.3
45
Anota el consumo de Hidróxido de Sodio
Calculo:
Consumo del Hidróxido de sodio x 0.12808 = % de Acido Cítrico
Para 10 ml de muestra
Consumo del Hidróxido de sodio x 0.1341 = % de Acido Cítrico
Acides del Jarabe terminado = 0.84 – 0.9
Expresado como Acido Cítrico:
pH del Jarabe terminado = 2.6 – 2.8
2.3.1 PRODUCCION DE BEBIDAS O PRODUCCION FINAL DE BEBIDAS
Cuando los valores de Brix, niveles de llenado durante una hora están dentro de los rangos
de tolerancia se dice que la muestra es normal.
Proporcionador.- La calidad del producto depende de la proporción de agua, y del jarabe
terminado y concentrado de naranja, se debe leer el Brix en la bebida y debe haber una
variación de + - 0.1 grados Brix.
LLENADO
Cuando el procedimiento de llenado es correcto, la bebida terminada tiene los siguientes
atributos:
1. Correcta Proporción Agua/ Jarabe/concentrado de naranja
2. Contenido del líquido correcto y nivel de llenado.
APLICACIÓN DE LOS CODIGOS EN LA FUNDA DE EMPAQUE
La etiqueta o contenedores deben poseer un código para:



Controlar la rotación de existencias.
Controlar el tiempo de almacenamiento de stock, con el detallista.
Identificar la fuente de queja del consumidor.
46
INSPECCION DEL PRODUCTO LLENADO
Fallas que deben ser rechazadas:




Nivel bajo del liquido
Producto etiquetado o envasado incorrectamente, mal sellado
Producto que contenga materias extrañas
Producto dañado
CONTROL DE CALIDAD
El objetivo es conservar la uniformidad y calidad el producto para lo cual es necesario
establecer normas adecuadas a las bebidas.
Este control en la planta consiste en regular la calidad de todos los ingredientes, así como
los procedimientos de manufactura para que el producto terminado tenga la misma cantidad
de:









Agua
Azúcar
Acido
Benzoato de sodio
Concentrado de naranja 10%
En un envase limpio y adecuado
Sacralosa
Goma
Aromatizante
Si una planta tuviera problemas de deterioro o irregularidad en la uniformidad o
aseguramiento de calidad quiere decir que no esta al día en lo que respecta a la técnica para
producir sus bebidas.
MEDIDA DE CONTROL




Limpieza y sanidad de los equipos
Tratamiento correcto del agua del proceso de embotellado
Medición correcta de los ingredientes de la formula cuantitativa y cualitativa.
Control microbiológico.
47
El objetivo de este control es garantizar una producción económica. Pues no hay economía
al tener que descartar un producto deteriorado o regresado por el consumidor.
LOS REGISTROS DE LA OPERACIÓN DE LA PLANTA DEBE CONTENER
Producto terminado (Bebida carbonatada)








% de azúcar en la bebida
= Brix 11.7 +- 0.2
Altura de llenado
Acides expresado como acido cítrico
pH
Cerrado de los tanques
Peso del empaque (0,018 kg
Rendimiento del jarabe para las botellas, con respecto al tamaño de la botella y
número de empaques fundas.
Relación agua y jarabe (1 + 4.7)
Es conveniente que el grado de brix de la bebida y el jarabe terminado sea siempre normal
(dentro de los estándares) no solo desde el punto de vista de la aceptación del consumidor.
MANOMETRO – TERMOMETRO
Comprobar con frecuencias el funcionamiento del manómetro o termómetro con los
certificados o maestros para que las pruebas sean correctas.
PRUEBAS DE SABOR
El personal que realiza el control del proceso de manufactura debe realizar pruebas de
degustación del producto terminado y notar irregularidades si lo hay.
UNIFORMIDAD DE ENVASES
Estas pruebas se las realiza para determinar si hay fluctuaciones en el volumen neto de la
bebida en los envases y asegurar la altura de llenado.
D2=M/V
48
Para la prueba de llenado se puede utilizar una regla en pulgadas. Medir la distancia desde
el nivel del líquido en la botella hasta la parte superior de la corona. La media promedio
puede tomarse como indicación del punto apropiado.
No se puede controlar la calidad de la bebida carbonatada si en su elaboración no se ha
dado la atención al lavado o rinsiado de los envases para obtener un producto sanitario
como el envase que lo contiene.
.
PROGRAMA DE CODIFICACION DEL PRODUCTO
Código de presentación
Identificar el tipo de envase utilizado
Plástico de poliuretano de baja densidad
Código de lote
Se indicara la serie de lote y el número de lote
Codificación:
En la primera línea
-
Los 7 primeros caracteres - - - - - - - - - - La fecha de elaboración.
El octavo carácter - - - - - - - - - - - - - - - La planta
El noveno carácter - - - - - - - - - - - - - - - La presentación
Los dos últimos caracteres - - - - - - - - - La serie del lote
En l a segunda línea
-
Los siete primeros caracteres - - - - - - - - - - - - Fecha de vencimiento
Los últimos cuatro caracteres - - - - - - - - - - - -El numero de lote
Por ejemplo:
Para codificar un producto final de sabor naranja en Plástico de poliuretano de baja
densidad en el formato 100 cc
producido en la planta Guayaquil el 6/mayo/ 2009 en la
línea Nº 1
06/ mayo/ 09 GPO 1
07/ Julio / 09 0001
49
2.4 Homogeneización
El beneficio de la homogeneización es bien conocido dentro de la industria de alimentos ya
que provee un producto más estable, con una mayor vida en góndola y permite reducir el
uso de aditivos ayudando al productor a optimizar la composición de sus productos.
2.5 PASTEURIZACION
Tecnología de Proceso de Pasteurización - El proceso de pasteurización recibe su nombre
de Louis Pasteur, un químico / microbiólogo Francés, que descubrió que los organismos
que causan la descomposición pueden ser desactivados en el vino aplicando calor a
temperaturas por debajo de su punto de ebullición. En realidad, solo necesitó calentar el
50
vino a 55 °C por unos pocos minutos para matar los microorganismos que causaban que el
vino se arruinara. El proceso se aplicó posteriormente a la cerveza y la leche (y muchos
otros productos) y sigue siendo una de las operaciones más importantes que se realizan en
las instalaciones de procesamiento de alimentos, lácteos y bebidas
La pasteurización continua tiene varias ventajas por encima del método de pasteurización
por lotes (vat), siendo la más importante el ahorro de tiempo y energía. Para la mayoría de
los procesamientos continuos, se utiliza un pasteurizador de tiempo breve a alta
temperatura (high temperature short time / HTST). El tratamiento de calor se lleva a cabo
utilizando ya bien un intercambiador de calor a placas (PHE) o un intercambiador de calor
tubular. El intercambiador a placas consiste de una pila de placas de acero inoxidable
corrugado prensadas dentro de un marco. Hay varios patrones de flujo que pueden ser
utilizados. Se utilizan empaques para definir las fronteras de los canales y evitar fugas. El
medio de calentamiento es normalmente vapor o agua caliente. Los intercambiadores de
calor tubulares se utilizan cuando los fluidos contienen partículas que bloquearían los
canales de un intercambiador de calor a placas.
INTERCAMBIADORES DE CALOR
INTRODUCCIÓN.
Un Intercambiador de Calor es un equipo utilizado para enfriar un fluido que está más
caliente de lo deseado, transfiriendo esta calor a otro fluido que está frío y necesita ser
calentado. La transferencia de calor se realiza a través de una pared metálica o de un tubo
que separa ambos fluidos.
Las aplicaciones de los intercambiadores de calor son muy variadas y reciben diferentes
nombres:
• Intercambiador de Calor: Realiza la función doble de calentar y enfriar dos fluidos.
• Condensador: Condensa un vapor o mezcla de vapores.
• Enfriador: Enfría un fluido por medio de agua.
51
• Calentador: Aplica calor sensible a un fluido.
• Rehervidor: Conectado a la base de una torre fraccionadora proporciona el calor de
reebulición
que se necesita para la destilación. (Los hay de termosifón, de circulación forzada, de
caldera,...)
• Vaporizador: Un calentador que vaporiza parte del líquido
2.5.1 TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR.
En este punto se realiza una descripción de los tipos fundamentales de intercambiadores
que son.
• Intercambiadores de tubería doble
• Intercambiadores enfriados por aire
• Intercambiadores de tipo placa
• Intercambiadores de casco y tubo
2.5.2.- Intercambiadores de tubería doble.
Consiste en un tubo pequeño que esta dentro de otro tubo mayor, circulando los fluidos en
el interior del pequeño y entre ambos.
Estos intercambiadores se utilizan cuando los requisitos de área de transferencia son
pequeños.
Las curvas características de evolución de temperaturas en intercambiadores son:
52
2.5.3.- INTERCAMBIADORES ENFRIADOS POR AIRE.
Consisten en una serie de tubos situados en una corriente de aire, que puede ser forzada con
ayuda de un ventilador. Los tubos suelen tener aletas para aumentar el área de transferencia
de calor.
Pueden ser de hasta 40 ft (12 m) de largo y anchos de 8 a 16 ft (2,5 a 5 m).
La selección de un intercambiador enfriado por aire frente a uno enfriado por agua es una
cuestión económica, hay que consideran gastos de enfriamiento del agua, potencia de los
ventiladores y la temperatura de salida del fluido (un intercambiador de aire, tiene una
diferencia de temperatura de unos
15 ºF (8 ºC)). Con agua se obtienen diferencias menores.
53
2.5.4.- INTERCAMBIADORES DE TIPO PLACA.
Llamados también intercambiadores compactos. Pueden ser de diferentes tipos:
• Intercambiadores de tipo placa y armazón (plate-and-frame) similares a un filtro prensa.
• Intercambiadores de aleta de placa con soldadura (plate fin).
Admiten una gran variedad de materiales de construcción, tiene una elevada área de
intercambio en una disposición muy compacta. Por la construcción están limitados a
presiones pequeñas.
54
2.5.5.- INTERCAMBIADORES DE CASCO Y TUBO.
Son los intercambiadores más ampliamente utilizados en la industria química y con las
consideraciones de diseño mejor definidas. Consisten en una estructura de tubos pequeños
colocados en el interior de un casco de mayor diámetro.
Las consideraciones de diseño están estandarizadas por The Tubular Exchanger
55
INTERCAMBIADORES DE CALOR
Un intercambiador de calor de casco y tubo conforme a TEMA se identifica con tres letras,
el diámetro en pulgadas del casco y la longitud nominal de los tubos en pulgadas.
La primera letra es la indicativa del tipo del cabezal estacionario. Los tipo A (Canal y
cubierta desmontable) y B (Casquete) son los más comunes.
La segunda letra es la indicativa del tipo de casco. La más común es la E (casco de un paso)
la F de dos pasos es mas complicada de mantener. Los tipos G, H y J se utilizan para
reducir las perdidas de presión en el casco. El tipo K es el tipo de rehervidor de caldera
utilizado en torre de fraccionamiento.
La tercera letra nos indica el tipo de cabezal del extremo posterior, los de tipo S , T y U son
los más utilizados. El tipo S (cabezal flotante con dispositivo de apoyo) el diámetro del
cabezal es mayor que el del casco y hay que desmontarlo para sacarlo. El tipo T (Cabezal
flotante sin contrabrida) puede sacarse sin desmontar, pero necesita mayor diámetro de
casco para la misma superficie de intercambio. El tipo U (haz de tubo en U) es el mas
económico, pero a la hora de mantenimiento necesita una gran variedad de tubos en stock.
56
TIPOS DE INTERCAMBIADORES
Los intercambiadores de casco y tubo de TEMA descritos a continuación tienen la siguiente
descripción de sus componentes principales:
•INTERCAMBIADOR DE CABEZAL FLOTANTE INTERNO (tipo AES)
57
Es el modelo más común, tiene casco de un paso, tubos de doble paso con canal y cubierta
desmontable, cabezal flotante con dispositivo de apoyo. tiene desviadores transversales y
placas de apoyo. Sus características son:
1.- Permite la expansión térmica de los tubos respecto al casco.
2.- Permite el desmontaje
3.- en lugar de dos pasos puede tener 4,6 u 8 pasos.
4.- Los desviadores transversales, con el porcentaje de paso y su separación modifican la
velocidad en el casco y su perdida de carga.
5.- el flujo es contracorriente y a favor de corriente en la mitad de los tubos.
•INTERCAMBIADOR DE LAMINA Y TUBO FIJO (tipo BEM)
1.- Este intercambiador no tiene apenas diferencia entre ambos extremos, es de un solo paso
en tubo y casco, lo que limita la velocidad dentro de los tubos, lo que reduce el coeficiente
de transmisión de calor.
2.- Tiene junta de expansión en casco.
3.- Imposibilidad de apertura para limpieza en lado del casco.
58
•INTERCAMBIADOR DE CABEZAL FLOTANTE EXTERIOR (tipo AEP)
Este modelo permite cierto movimiento del cabezal flotante y puede desmontarse para
limpieza. Tiene el inconveniente de necesitar más mantenimiento para mantener el
empaquetado y evitar las fugas.
•INTERCAMBIADOR DE CABEZAL Y TUBOS INTEGRADOS (tipo CFU)
Este modelo permite cierto movimiento del cabezal flotante y puede desmontarse para
limpieza. Tiene el inconveniente de necesitar más mantenimiento para mantener el
empaquetado y evitar las fugas.
•INTERCAMBIADOR DE CABEZAL Y TUBOS INTEGRADOS (tipo CFU)
59
Este modelo tiene el conjunto de tubos en U lo que permite un fácil desmontaje del
conjunto de tubos.
Tiene el inconveniente a la hora de sustituir un tubo dañado. Tiene el desviador central
unido a la placa de tubos .
Este modelo tiene el conjunto de tubos en U lo que permite un fácil desmontaje del
conjunto de tubos.
Tiene el inconveniente a la hora de sustituir un tubo dañado. Tiene el desviador central
unido a la placa de tubos .
60
•REHERVIDOR DE CALDERA (tipo AKT)
•REHERVIDOR DE CALDERA (tipo AKT)
Este intercambiador se caracteriza por la configuración del casco. El conjunto de tubos
puede ser también A-U, dando lugar al AKU. El vertedero a la derecha de los tubos
mantiene el liquido hirviente sobre los tubos. El vapor sale por la tobera superior y el
liquido caliente sale por la tobera inferior.
•CONDENSADOR DE FLUJO DIVIDIDO (tipo AJW)
61
Se utiliza fundamentalmente para condensar vapores, pues disminuye la pérdida de carga
(en un factor de 8). Parte del intercambiador se utiliza como condensador y parte puede
utilizarse con enfriador. El desviador central divide el flujo en dos y el resto de desviadores
lo llevan a través de los tubos para enfriarse.
2.5.6. DISEÑO DE INTERCAMBIADORES
Las fases a seguir en el diseño de un intercambiador de calor de casco y tubo son:
1.- Comprobar el BALANCE DE ENERGÍA, hemos de conocer las condiciones del
procesamiento, caudales, temperaturas, presiones, propiedades físicas de los fluidos,...
2.- Asignar las corrientes al tubo y casco.
3.- Dibujar los diagramas térmicos.
4.- Determinar el número de intercambiadores en serie.
5.- Calcular los valores corregidos de la diferencia media de temperaturas(MTD).
6.- Seleccionar el diámetro, espesor, material, longitud y configuraciónde los tubos.
7.- Estimar los coeficientes de película y de suciedad. Calcular loscoeficientes globales
de transmisión de calor
8.- Calcular la superficie de intercambio estimada.
9.- Seleccionar el tamaño del casco (utilizando dos pasos en tubo).
10.- Calcular las perdidas de presión en el lado del tubo y recalcular elnúmero de pasos
para cumplir con las perdidas de presión admisibles.
11.- Asumir la separación entre desviadores y el área de paso paraconseguir la perdida de
presión en casco admisible.
12.- Recalcular los coeficientes de película en el lado del tubo y delcasco utilizando las
velocidades másicas disponibles.
13.- Recalcular los coeficientes globales de transmisión de calor ycomprobar si tenemos
suficiente superficie de intercambio.
14.- Si la superficie de intercambio es muy grande o muy pequeñarevisar los estimados de
tamaño de carcasa y repetir las etapas 9-13.
62
2.5.7.- BALANCE DE ENERGÍA.
La ecuación del balance de energía para un intercambiador de calor es :
APORTE DE CALOR AL FLUIDO FRÍO - APORTE DE CALOR AL FLUIDO
CALIENTE + PERDIDASDE CALOR = 0
Los problemas del balance de energía pueden ser:
1.- Se conocen los caudales de las dos corrientes, (Q1 y Q2 ), el calor transferido (q) y las
temperaturas de entrada y salida de ambas corrientes (T1, T2, t1, t2), en este caso solo se
comprueban los calores específicos y latentes de ambas corrientes y el calor transferido por
ambas.
2.- Se conocen los caudales de las dos corrientes, (Q1 y Q2 ) y las temperaturas de entrada
y salida de una corriente así como la entrada de la otra (T1, T2, t1), en este caso solo se
calcula el calor cedido en una corriente (q) y se utiliza este para determinar la temperatura
de salida de la otra(t2).
3.- Se conocen el caudal de una corriente, (Q1 ) y las temperaturas de entrada y salida de
ambas(T1, T2, t1, t2), en este caso solo se calcula el calor cedido en una corriente (q) y se
utiliza este para determinar el caudal de la otra (Q2).
4.- Se conocen los caudales de las dos corrientes, (Q1 y Q2 ) y las temperaturas de entrada
deambas corrientes (T1, t1), en este caso hay que calcular las temperaturas de salida de
ambas(T2, t2), y el calor transferido (q). Este cálculo introduce el concepto de
Temperatura de Acercamiento (approach). El punto de acercamiento es aquel en que la
temperatura de las dos corrienteses más próxima.
Los valores típicos de las temperaturas de acercamiento son:
Aplicaciones
Δ T (ºF)
Unidades criogénicas
5 - 10
Intercambiadores enfriados por agua
15 - 25
Intercambiadores en refinerías
40 – 50
Δ T (ºC)
3-6
8 - 14
20 - 30
63
Hornos de convección
75 - 100
40 - 55
Conocido el valor de la temperatura de acercamiento, conocemos una temperatura más y se
puede realizar el cálculo como en 2.
2.5.8.- Asignación de flujos.
Las reglas aplicables para determinar que fluido va por el casco y cual por los tubos son:
1.- El fluido a mayor presión va en los tubos.
2.- El fluido más corrosivo va en los tubos.
3.- Los fluidos más sucios van en los tubos
4.- El fluido con menor pérdida de presión va en el casco.
5.- El fluido a condensar en el casco.
2.5.9.- Diagramas térmicos.
Un diagrama térmico es la representación de la temperatura de las corrientes en función del
calor transferido o de la longitud. Si existe cruce de temperaturas será necesario utilizar
varios intercambiadores en serie.
2.5.10.- Número de celdas en serie.
El número de celdas en serie se determina a través del diagrama térmico. En un
intercambiador con un paso en casco y dos en tubo no es posible que se crucen las
temperaturas, es necesario establecer varias celdas donde las temperaturas de salida sean
iguales (T2 = t2)
64
2.5.11.- Diferencia de temperatura media corregida.
La diferencia media de temperaturas (MTD) en un intercambiador de calor de casco y tubo
es la diferencia media logarítmica de temperaturas (LMTD) multiplicado por un factor (F)
T: temperatura fluido caliente; t: temperatura fluido frío
1: entrada;
2: salida.
Si tenemos varias zonas de transición (p.e., condensación más enfriamiento), hay que
aplicar la ecuación de LMTD a cada tramo.
El factor F se obtiene de las siguientes gráficas. Un valor de F < 0,8 no es admisible por
diseño, hay que calcular P y R según las ecuaciones:
65
2.5.12.- Cálculo del diámetro del tubo, espesor y longitud.
El tamaño nominal de los tubos de un intercambiador de calor es el diámetro exterior en
pulgadas, los valores típicos son 5/8, ¾ y 1 in. Con longitudes de 8,10,12, 16 y 20 pies.
Siendo la típica de 16 pies.
Los espesores de tubos está dados según BWG (Birmingham Wire Gauge) y se determinan
por la presión de trabajo y el sobreespesor de corrosión. Los valores típicos son 16 ó 18
para Latón Admiralty y 12, 13 ó 14 para acero al carbono.
La configuración de los tubos puede ser cuadrada, cuadrada girada 90º, o triangular. La
cuadrada se utiliza por facilidad de limpieza mecánica.
66
Una primera aproximación de tubos a utilizar es: Diámetro ¾ in, Separación triangular a
1 in con 16 ft de largo y espesor 14 BWG.
2.5.13.- COEFICIENTES DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
La ecuación básica de transferencia de calor es:
q U A MTD o o =
Donde:
q = Calor transmitido por unidad de tiempo
Uo = Coeficiente global de transmisión de calor
Ao = Área de intercambio
MTD= Diferencia media de temperaturas corregida.
El problema consiste en determinar el valor de Uo . Este coeficiente depende de la
configuración del intercambiador el cual es función del area de intercambio. Por lo tanto el
proceso es iterativo.
Se comienza con una estimación preliminar de Uo basada en reglas generales, con este
valor podemos despejar el area de intercambio, con lo queconoceremos el número de tubos
y su configuración y finalmente el tamaño del casco del intercambiador. Con las
dimensiones se recalcula Uo y si este valor no concuerda con el previsto se repite el
proceso.
67
El coeficiente global de transmisión de calor combina todas las resistencias al flujo
calorífico. Todas deben basarse en el area exterior.
Donde: rio = Resistencia de película interna = 1/hio
rdio = Resistencia de suciedad interna
rmo = Resistencia de la pared metálica
D ISEÑO DE EQUIPOS E INSTALACIONES
Intercambiadores de Calor 7.15
rdo = Resistencia de suciedad externa
ro = Resistencia de película externa = 1/ho
h = Coeficiente de pelicula de transmisión de calor
di = Diámetro interno
do = Diámetro externo
km = Conductividad térmica del material.
Todo en unidades equivalentes:
68
Hay que conocer las resistencias por suciedad y los coeficientes de película.
Los coeficientes de resistencias por suciedad están tabulados y dependen de la suciedad del
fluido o de su capacidad corrosiva.
Los coeficientes de película se pueden obtener de tablas o calcular si conocemos la
configuración del intercambiador.
COEFICIENTE DE PELÍCULA, LADO DEL TUBO (hio).
El sistema más rápido es estimar hio utilizando la siguiente tabla, donde se obtiene hio en
función de la temperatura (agua), viscosidad (petróleos), o calores específicos (gases) y de
69
la velocidad másica (lb/s-ft2), donde hio está en Btu/hr-ft2-ºF. Utilizar los rangos de
velocidad recomendados.
70
Las ecuaciones aplicables son:
Donde
Q = Caudal
Np = Número de tubos / número de pasos
di = diámetro interior del tubo.
Una vez obtenido el valor de la gráfica h el valor de hio se obtiene con la ecuación:
Las ecuaciones analíticas para determinar hio son las siguientes:
Flujo turbulento Re >10000
Flujo laminar Re < 2100
Donde :
hio = coeficiente de película interior ( Btu/hr-ft2 -ºF)
Re = Número de Reynolds del fluido (adimensional)
Pr = Número de Prandtl del fluido (adimensional)
Re 124d G/ Pr 2.42c k i = μ = μ
c = calor especifico del fluido ( Btu/lb-ºF)
k = conductividad térmica del fluido ( Btu/hr-ft-ºF)
di = diámetro interior (in)
Di = diámetro interior (ft)
Do = diámetro exterior (ft)
71
μ = Viscosidad a la temperatura media (t1 +t2)/2 (cp)
μw = Viscosidad a la temperatura media de la pared
Si el Re esta entre ambos limites, hay que interpolar el valor de hio.
COEFICIENTE DE PELÍCULA, LADO DEL CASCO (ho).
El sistema más rápido es estimar ho utilizando la siguiente tabla, donde se obtiene ho
en función de la temperatura (agua), viscosidad (petróleos), o calores específicos (gases) y
de la velocidad másica (lb/s-ft2), donde ho está en Btu/hr-ft2-ºF. Utilizar los rangos de
velocidad recomendados.
Hay que aplicar el factor de corrección indicado en función de la configuración de los tubos
y su diámetro.
|
72
2.5.14.- Superficie necesaria.
La superficie de intercambio (Ao) se obtiene de la siguiente fórmula:
73
Si tenemos diferentes condiciones de intercambio, como enfriamiento y condensado, se
calcula el área de intercambio necesaria para cada condición siendo el total la suma de
ambas.
El numero de tubos por celda simple será :
Donde Ns = Número de celdas.
2.5.15.- Tamaño del casco.
El número de tubos para diámetro ¾ in con separación 15/16 in y configuración triangular
es el siguiente:
Para otras configuraciones y diámetro de tubos hay que multiplicar por el siguiente factor:
74
Si en lugar de configuración de cabeza flotante tenemos otra configuración aplican los
siguientes factores:
2.5.16.- Perdida de presión en el tubo.
El número de tubos de un intercambiador se ha calculado pensando en dos pasos en tubo,
con este número se calcula la perdida de presión en el tubo. Si esta perdida de presión lo
permite se puede aumentar el número de pasos.
75
De la tabla se obtienen dos factores:
76
Y = Las pérdidas de presión por el flujo a través de los tubos.
B = Las pérdidas de presión por las contracciones y expansiones a la entrada y salida de los
tubos
Donde: ΔP = Perdida de presión total en tubo (psi)
f = factor de fricción
El factor de fricción se calcula por:
Y = Factor de corrección (psi/ft)
B = Factor de corrección (psi)
L = Longitud de tubos (ft)
Np = Número de pasos de tubos (Nº Pasos * Nº Celdas)
φ = Factor de corrección por viscosidad
2.5.17.- Perdida de presión en el casco.
El fluido que fluye a través del casco debe cruzar el casco guiado por los desviadores y
pasar a través de la ventana o abertura que estos le dejen.
Los desviadores deben separarse en una distancia entre 1/5 del diámetro del casco y 30
pulgadas. El valor característico es de 12 in.
El valor en porcentaje de paso (ventana) va desde el 10 % al 45 % , utilizándose valores de
15 % normalmente y del 40 % en condensadores.
77
Donde: Q = Flujo másico (lb/hr)
NFD = Distancia libre (Net Free Distance) (ft)
BP = Separación entre desviadores (Buffle Pitch)
La velocidad a través de la ventana (G1) en lb/s-ft2 , viene dada por:
Donde: C = Fracción de paso (ventana)
Los factores para calcular NFD y NC son los siguientes:
78
La pérdida de presión a través del casco se calcula por la suma de las dos partes:
La pérdida de presión a lo largo de la estructura (ΔPE)
ΔPE = F S N NC /ρ
Donde: N = Número de espacios entre desviadores (multiplicar por número de
celdas)
NC = Número de tubos cruzados por los desviadores
NC = (C + D dSI ) (1- c)
79
S = Factor de tamaño
F = Factor de perdida de presión calculado por:
F = 0.0157 μ0.2 GX 1.8 si el flujo es turbulento
F = 0.026 μ GX si el flujo es laminar
El flujo es turbulento si GX > 1.88 μ
(2) La pérdida de presión en las ventanas (ΔPV)
ΔPV = 0.000175 G1
2/ρ * Nº Desviadores
Los datos han de ser μ (cp), G (lb/s-ft2), P (psi)
2.6 CONGELACIÓN
La congelación de alimentos es una forma de conservación que se basa en la solidificación
del agua contenida en éstos. Por ello uno de los factores a tener en cuenta en el proceso de
congelación es el contenido de agua del producto. En función de la cantidad de agua se
tiene el calor latente de congelación. El calor latente del agua es la cantidad de calor
necesario para transformar 1 kg de líquido en hielo, sin cambio de temperatura, en este caso
es de 80 kcal/kg. Otros factores son la temperatura inicial y final del producto pues son
determinantes en la cantidad de calor que se debe extraer del producto.
En alimentación se define la congelación como la aplicación intensa de frío capaz de
detener los procesos bacteriológicos y enzimáticos que alteran los alimentos.
80
Tipos de Congelación
Por aire: una corriente de aire frío extrae el calor del producto hasta que se consigue la
temperatura final

Por contacto: una superficie fría en contacto con el producto que extrae el calor

Criogénico: se utilizan fluidos criogénicos, nitrógeno o dióxido de carbono, que
sustituyen al aire frío para conseguir el efecto congelador.
Efecto de la Congelación
Aproximadamente el 80% del peso total de un animal e incluso más de una planta
corresponde al agua. El agua es el componente mayoritario de los alimentos que
derivan de animales y plantas.
Al congelar un alimento, el agua se transforma en hielo y se produce un efecto de
desecación.
Nucleación
Al congelar un alimento a presión atmosférica normal, su temperatura desciende a 0 °C, en
ese momento el agua comienza a convertirse en hielo. Permanece un cierto tiempo a esta
temperatura y cuando la cristalización es completa, la temperatura sigue descendiendo hasta
que se equilibra con la temperatura ambiental.
Este periodo durante el cual no ha habido disminución de temperatura es el tiempo
necesario para extraer el calor latente de congelación (80 kcal/g). Durante este periodo el
efecto del frío se equilibra con el calor liberado por el agua al estar ésta sometida a un
cambio de estado. La temperatura se mantiene constante, y da en una gráfica un tramo
horizontal cuya longitud depende de la velocidad a la que se disipa el calor. En este periodo
hay un equilibrio entre la formación de cristales y su fusión.
Al inicio de este tramo horizontal se observa una ligera depresión que indica el
sobreenfriamiento que sufre el agua antes del inicio de la cristalización (esto es más
81
apreciable en volúmenes pequeños como células y microorganismos). Esto ocurre cuando
hay una gran velocidad de eliminación de calor y asegura que, cuando se inicie la
formación de cristales, será rápida.
Dado que el agua en los alimentos no es pura sino que está formada por una solución de
sales, azúcares y proteínas solubles, además de un complejo de moléculas proteicas que
están en suspensión coloidal, su punto de congelación es más bajo. Este descenso es
proporcional al nivel de concentración de los elementos disueltos
Los alimentos más comunes se congelan entre 0 y -4 °C. A esta zona se la conoce como
zona de máxima formación de cristales.
Al convertirse el agua en hielo, se incrementa de manera gradual la concentración de
elementos disueltos en el agua restante lo que origina un mayor descenso del punto de
congelación.
CRISTALIZACIÓN
Para que la cristalización se produzca más fácilmente se necesita la existencia de alguna
partícula o sal insoluble que actúe como núcleo de cristalización. Cuanto menor es la
temperatura, más fácilmente ocurre el fenómeno, formándose un mayor número de
agregados cristalinos y, consecuentemente, el tamaño de los cristales es menor. Por el
contrario a una temperatura próxima al punto de fusión, la nucleación es lenta, los núcleos
cristalinos son pocos y, por tanto, resultan cristales relativamente grandes.
Al estudiar al microscopio las formas de los cristales de hielo se observa que la congelación
rápida produce cristales pequeños más o menos redondeados mientras que la congelación
lenta da lugar a cristales mayores, alargados o en agujas. Esta congelación lenta tiene como
consecuencia la rotura de las fibras y paredes celulares perdiendo el alimento parte de sus
propiedades.
En alimentos sólidos o de viscosidad elevada el tamaño de los cristales varía en una zona u
otra del alimento. En las zonas periféricas los cristales se forman rápidamente y son de
82
pequeño tamaño, mientras que en el interior la transferencia de calor es más difícil y los
cristales crecen más lentamente alcanzando un mayor tamaño.
Al ir reduciendo la temperatura se alcanza un punto en el que agua restante conjuntamente
con los solutos que han ido concentrándose se solidifican juntos en un punto de saturación
llamado punto eutéctico. Este punto es muchas veces inferior al que son capaces de
alcanzar muchos congeladores comerciales, lo que permite que queden pequeñas cantidades
de agua no congelada que permite sobrevivir a algunos microorganismos, aunque no es
posible su crecimiento y reproducción.
Cambios de Volumen
El paso de agua a hielo comporta un aumento de volumen cercano al 9%. Debido a este
fenómeno los alimentos más ricos en agua se expanden más que aquellos cuyo contenido es
menor. Esto puede dar lugar a fracturas o agrietamientos. Es importante tenerlo en cuenta a
la hora de fabricar el envase si este puede ir muy ajustado.
Velocidad de Congelación
La calidad de un producto congelado depende de la velocidad a la que éste es congelado.
Dicha velocidad se define como la distancia mínima entre la superficie y el punto crítico
partida por el tiempo en el que el punto crítico ha pasado desde 0 °C a -15 °C.

Lenta: < 1cm/h, por ejemplo un congelador doméstico con el aire inmóvil a -18 °C

Media: 1-5 cm/h, en un túnel de aire frío a 20 km/h y -40 °C

Rápida: > 5 cm/h, en la inmersión en nitrógeno líquido

Tiempos de Congelación
El tiempo de congelación de un producto depende de su naturaleza y del procedimiento
empleado. El cálculo del tiempo empleado en congelar un producto es muy complejo.
Gracias a la fórmula del tiempo de congelación de Plank, se puede determinar éste tiempo,
excepto guisantes.
83
donde:

: reducción de entalpía que sufrirá el producto. (kJ/kg)

: masa volumétrica del producto congelado (kg/m³)

: coeficiente de conductividad térmica en congelación (W/m °C)

D: espesor, medido en paralelo al flujo de calor. (m)

N: coeficiente que caracteriza la forma, siendo N=2 para una placa, N=4 para un
cilindro y N=6 para una esfera.

: incremento de temperatura entre el medio refrigerador y la temperatura de
congelación. (°C).

: coeficiente superficial de transmisión térmica entre el medio refrigerante y el
producto, teniendo en cuenta el embalaje. (W/m°C).
De esta fórmula teórica se pueden extraer las siguientes conclusiones:

Para un producto determinado, de forma y tamaño determinados, el tiempo de
congelación depende solamente de las características del proceso.

Para un mismo proceso, el tiempo de congelación depende del espesor, forma y
volumen del producto y de su diferencia de entalpía.
Efecto del Almacenamiento
Se ha demostrado que la temperatura de -18 °C es un nivel adecuado y seguro para
conservar los alimentos congelados. Los microorganismos no pueden crecer a esta
temperatura y la acción de los enzimas es muy lenta, pero el propio almacenamiento
produce alteraciones en el alimento.
Recristalización
Durante el almacenamiento hay una tendencia de los pequeños cristales a unirse entre ellos
formando otros de mayor tamaño. Esto se debe a que los pequeños cristales resultan más
inestables que los grandes al poseer más energía en la superficie por unidad de masa.
84
Este fenómeno es más acentuado si se almacena el producto a temperaturas cercanas a
0 °C. Cuanto más baja es la temperatura, menores son los efectos, considerándose casi
despreciables por debajo de -60 °C.
Bolsas de hielo
Cuando en un alimento que tiene bolsas de aire, huecos o el envase está deficientemente
lleno y hay además un gradiente de temperatura en él, el alimento desprende humedad, se
produce la sublimación en el interior de dichos huecos o en la pared interior del envase,
formando una capa de escarcha y cristales de hielo denominados bolsa de hielo.
Modificaciones en los espacios líquidos residuales
Una de las consecuencias de la congelación es la deshidratación y el aumento de la
concentración de solutos en los espacios líquidos de los alimentos.
Cuando se trata de solutos capaces de reaccionar entre sí, la velocidad de reacción aumenta
durante la congelación a partir de -5 °C y hasta unos 15 °C, por debajo de este punto la
velocidad de reacción disminuye. Las reacciones que se ven más afectadas por éste
fenómeno son las químicas, como la oxidación, hidrólisis, más que las enzimáticas.
Consecuencias de este aumento de concentración y velocidad de reacción son:

variaciones del pH

variaciones de la fuerza iónica

alteración en la presión osmótica

variación de la presión de vapor

alteración de coeficiente Redox

alteración de la tensión superficial

disminución del punto de congelación

aumento de la viscosidad debido a los coloides
Todos estos efectos son menores cuanto más rápidamente se produce la congelación y
cuanto menor es la temperatura de almacenamiento.
85
Retracción del almidón
El almidón está formado por cadenas lineales de glucosa, llamadas amilosa, y por
estructuras ramificadas complejas llamadas amilopectina.
Los gránulos de almidón en un suspensión fría tienden a hincharse, reteniendo agua, y a
una cierta temperatura gelatinizan espesando el líquido.
Cuando este gel se deja reposar, las cadenas lineales de amilosa se agregan como si
cristalizaran y liberan parte del agua previamente retenida en su estructura, en un proceso
llamado sinéresis.
Por ello conviene seleccionar en los alimentos congelados almidones con muy baja
proporción de amilosa. Por ejemplo el arroz tiene una proporción de amilosa del 16%,
el maíz del 24% y el sorgo y la tapioca no contienen amilosa.
86
Figura 18: 2.7 Balance de masa para la producción bebidas congeladas.
PROCESO DE ELABORACIÓN JUGO DE NARANJA
Recepción del jugo de naranja
Agua tratada
Mezclado
Homogenización
80-20°c
Pasteurización
50 kilos
Jarabe simple
Azúcar 300 Kg
Ac cítrico 120 Kg
Goma 2 Kg
Benzoato 0,8 Kg
Esencia 8 litros
Envasado
Edulcorante 0,6 kg
Empaque primario (10 unidades)
Congelado
Encartonado
Bodega
87
2.8Balance materia y energía
PASTERIZACIÓN
Q=M.CP.∆T
Q=100kg0.999kcal/kgc) (80-25)0C
Q=5494.5
Q=MCP∆T
Q=100KG (1.003KCAL/Kg0C)
Q=-6018kcal
2.- CONGELACION
Q=MCP∆T
Q=481.4kg (0.999kcal/Kg C (0-25)0C
Q=-12022 KCAL
Q=‫ﮝ‬M
Q=481.41KG(79.9KCAL/KG)
Q=38463.86 KCAL
88
FABRICA DE BEBIDAS CONGELADAS
Caldero
Almacenamiento
(cisterna)
Tratamiento Quimico
Filtro de Arena y Graba
Interc
ambia
dor
UV
Purificador de carbón y
filtro pulidor
Tanque Jarabe simple
Tunel de
congelación
Tanque
mezcla
Homogenización
Tanque bebida terminada
Bodega
Camara
Frigorifica
para
el
concentrado
de naranja
Temperatura ambienta
para el resto de
materia prima
Maquina selladora y
dosificadora automatica,
el empacado se lo hace
manual
Agua
Azúcar 120 kg
Acido Cítrico 120 kg
Benzoato de sodio 0,8 kg
Goma Xanthan 2 kg
Sucralosa 0,6 kg
Bodega camara
frigorífica a 18ºC
Oficinas
Parquadero
Garita
Baños y vestidores de
89
empleados
3. PERFIL TECNICO ECONOMICO.
Para determinar si un proyecto puede ser llevado a la práctica, es fundamental calcular con
anterioridad la demanda del producto, estimar costos de producción y calcular las ventas,
utilidad y rentabilidad del proyecto.
3.1 ESTIMACION DEL MERCADO.
Nuestra tendencia de mercado es muy positiva debido a que existen muchos factores que
favorecen este negocio.
El número incrementado de clientes, debido que la población ha crecido.
El número de fábricas que se dedica a esta actividad se ha incrementado, lo cual certifica
que la tendencia del mercado va en aumento.
Los clientes cada día son más exigentes; están demandando productos de mejor calidad,
esto obliga a que muchos competidores que no elaboran sus productos con la mejor
tecnología o sin aseo, están desapareciendo del mercado y dejando este espacio para
aquellos negocios nuevos que cumplen con las exigencias que el competitivo mercado
demanda.
Así podemos darnos cuenta de que nuestro mercado se presenta con una tendencia
favorable para emprender nuestro proyecto de distribución de refrescos.
3.1.1 BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INDUSTRIA DE BEBIDAS EN EL
ECUADOR.
En los últimos cinco años la industria de bebidas mantuvo una facturación anual cercana a
los 130 millones de dólares, los cuales corresponden a un aproximado de 357,5 millones de
litros de bebidas gaseosas (Maldonado, 2006).
90
Tabla 31 Empresas y su participación en el mercado de bebidas del Ecuador.
En la ciudad de Guayaquil existen gran cantidad de fábricas y personas dedicadas a la
elaboración y distribución de refrescos congelados.
Entre estos competidores existen de diferentes tamaños y cada uno de ellos cuenta con una
cantidad de clientes fijos.
Entre los productos en el mercado que las personas más prefieren son:
Tabla 31
Nacionales:
 Kin bolo
 Pura Crema
 Tropical
Transnacionales:
 BONICE
En esta actividad existen muchas personas dedicadas que son muy difíciles identificarlas,
porque se promocionan y ofrecen sus servicios a familias, amigos, compañeros de trabajo,
vecinos, es decir de una manera directa al cliente y no se encuentran registrados ante
ninguna autoridad de control.
Estos competidores ofrecen una competencia muy fuerte por los costos con que ellos
ofrecen sus servicios.
3.1.2 PERFIL DEL PRODUCTO: BEBIDA SABOR A NARANJA.
Definición: Son las bebidas no alcohólicas, elaborada por disolución de gas carbónico en
agua purificada, lista para el consumo directo, adicionada o no de edulcorantes, jugos de
frutas, concentrados de frutas, sustancias aromatizantes sonorizantes o aditivos permitidos.
Envase: Para su fácil aceptación se considera que la mejor forma de empezar la
distribución del producto será con fundas.
91
3.1.3 PANORAMA MICROECONOMICO.
Esta estrategia ubica a los productos y nuestros servicios en la mente de nuestros clientes.
POLÍTICA DE PRECIOS.
Está en función de los costos, debido a que nosotros constantemente vamos a estar
revisando los precios de todos nuestros insumos y detalles que involucran esta actividad,
para de esta manera pensar cómo reducir los costos y servicios para poder ser competitivos
en el mercado local.
POLITICAS DE DISTRIBUCION Y VENTAS
Nuestra política de distribución y venta será de manera directa porque nosotros vamos a
contratar personal para atención a clientes.
3.1.4 ESTIMACION DEL TAMAÑO DE MERCADO.
ANÁLISIS DEL MERCADO
TENDENCIAS DEL MERCADO
Nuestra tendencia de mercado es muy positiva debido a que existen muchos factores que
favorecen este negocio.
El número incrementado de clientes, debido que la población ha crecido.
El número de fábricas que se dedica a esta actividad se ha incrementado, lo cual certifica
que la tendencia del mercado va en aumento.
Los clientes cada día son más exigentes; están demandando productos de mejor calidad,
esto obliga a que muchos competidores que no elaboran sus productos con la mejor
tecnología o sin aseo, están desapareciendo del mercado y dejando este espacio para
92
aquellos negocios nuevos que cumplen con las exigencias que el competitivo mercado
demanda.
Así podemos darnos cuenta de que nuestro mercado se presenta con una tendencia
favorable para emprender nuestro proyecto de distribución de refrescos.
3.1.5 MERCADO META.
Nuestro proyecto, fabricación de refrescos congelados
tiene como mercado meta las
personas cuyo nivel socio-económico es alto, mediano y bajo.
Nosotros consideramos los 3 niveles socio-económicos nombrados como nuestro mercado
meta, debido a que nuestros productos no son costosos y porque la mayoría de las personas
de todas las edades tienen preferencia para consumir refrescos congelados.
3.2 PREFACTIBILIDAD ECONOMICA.
En este capítulo se analizan: el proceso tecnológico y los costos que requiere para la
elaboración de la bebida gaseosa saborizada a naranja.
93
Costos de operación fabrica de bebidas.
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
CONCLUSIONES
La acidez, pH, y los grados brix, no cambian y tampoco se pierde la turbidez natural de
la fruta.
Para obtener un jugo de naranja de alta calidad usar fruta fresca, no obstante en la
mayoría de las industrias el jugo se elabora a partir de una base concentrada que es
más fácil de conservar y manipular.
La formula final solo contiene el 10% de concentrado de naranja, porque es un producto
que no va tener mayor costo de $0,15ctv (P.V.P), pero con proporciones nutricionales
como la vitamina C.
RECOMENDACIONES
Se recomienda adquirir concentrado de naranja de la especie dulce porque ayuda a
disminución de costos en azúcar y porque tiene mayor cantidad de agua.
Se usa en nuestro caso sucralosa, ya que en el momento de su congelación no pierde la
sensación a dulce.
Cuando vayamos a disolver la goma, debe realizar una mezcla de azúcar, acido cítrico y
goma. Para que de esta manera haya una separación molecular y se disuelva
homogéneamente (80°C y agitación).
Al momento del almacenamiento se recomienda tener al producto final una temperatura
de -18ºC
106
BIBLIOGRAFIA
Lama, J; Figueroa, V. Jugo de naranja dulce. Proyecto Comunitario de Conservación de Alimentos,
Condimentos y Plantas medicinales. CDR, ANIR, FMC, MINAGRI. La Habana (Cuba), s.f. 4 p.
Paltrinieri, G; Figuerola, F. 1993. Procesamiento de Frutas y Hortalizas Mediante Métodos
Artesanales y de Pequeña Escala. Manual Técnico. Oficina Regional de la FAO para América
Latina y El Caribe. Santiago. Pp 98-100.
ALVARADO, JUAN, “Métodos para medir propiedades físicas en industrias de alimentos” Editorial
Zaragoza, 2001, 75 pág.
ALVARADO, JUAN, “Principios
comunicaciones, 4, 180, 336, pág.
de
Ingeniería
Aplicada
a
Alimentos”
ARIAS, J. & TOLEDO, J. “Manual de manejo poscosecha de frutas tropicales”,
FAO, 20, 21 pág.
Editorial,
Radio
2000,
BANCO CENTRAL, BIBLIOTECA 9 PSIO “ESTADISTICAS DE EXPORTACION DE LA NARANJA”
INEN Centro de información: 1334 (Elaboración de bebidas y alimentos), 437 (Elaboracion del jugo
de naranja),
107
108
ANEXO A-1
NORMA INEN 437
JUGO DE NARANJA REQUISITOS
INEN 437 1979-07
OBLIGATORIA
1. OBJETO
1.1 Esta norma establece los requisitos que debe cumplir el jugo de naranja envasado y
conservado.
2 TERMINOLOGIA
2.1Jugo de naranja. Es el jugo fresco de naranja, con el agregado de aditivos permitidos,
que ha sido sometido a un procedimiento tecnológico adecuado, que asegura su
conservación en envases herméticos.
DISPOSICIONES GENERALES
No se permitirá la adición de colorantes ni de otras sustancias que produzcan deterioro,
disminuyan la calidad del producto, modifiquen la naturaleza del jugo o den mayor valor
que el real. Se podrá agregar ácido ascórbico, azúcar refinado, ácido cítrico, para ajustar la
relación de sólidos solubles y acidez titulable a los límites establecidos en 4.2.3
REQUISITOS DEL PRODUCTO
4.1 Requisitos generales.
4.1.1 Aspecto. Debe ser uniforme, pudiendo presentar una ligera tendencia a
separarse en dos capas.
109
4.1.2 Color. Debe ser brillante, característico y semejante al del jugo fresco de
naranja.
4.1.3 Olor. Debe ser aromático, distintivo y semejante al del jugo fresco de naranja.
4.1.4 Sabor. Debe ser característico, semejante al del jugo fresco de naranja, no
admitiéndose ningún sabor extraño u objetable.
4.2 Especificaciones.
4.2.1 El jugo de naranja, ensayado
de acuerdo a las normas ecuatorianas
correspondientes, debe cumplir con las especificaciones establecidas en la Tabla 1.
TABLA 1. Especificaciones del Jugo de naranja
MÉTODO DE
REQUISITOS
UNIDAD
MÍN.
MÁX.
Sólidos Solubles (b)
%
10
_
INEN 380
0.75
1.40
INEN 381
Acidez Titulable (a)
g/ 100
cm3
ENSAYO
Acido ascórbico
Mg/Kg
350
_
INEN 384
Aceite esencial
Cm3 / 1
_
0.4
INEN 387
pH
_
3.0
4.0
INEN 389
Densidad relativa a 20º/20ºC _
1,040
_
INEN 391
Sólidos en suspensión
%V
_
10
INEN 388
Arsénico
Mg/kg
_
0.2
INEN 269
Cobre
Mg/kg
_
5.0
INEN 270
Plomo
Mg/kg
_
0.3
INEN 271
Estaño
Mg/kg
_
250
INEN 385
(a) Expresada como ácido cítrico anhídro.
(b) En grados Brix a 20ºC (con exclusión de azúcar)
110
4.2.2 El jugo de naranja debe estar exento de bacterias patógenas, toxinas y de
cualquier otro microorganismo causante de la descomposición del producto. Se
podrá admitir la presencia de mohos hasta un máximo de 10% de campos positivos
sobre el total de campos. (ver INEN 386)
4.2.3 La relación entre sólidos solubles y acidez titulable debe tener un máximo de
18 y mínimo de 8.
4.3 Otros requisitos.
4.3.1 Las conservas de jugo d naranja envasadas en recipientes metálicos no deben
presentar deformación permanente en los fondos.
4.3.2 El vacío referido a la presión atmosférica normal, medido a 20ºC, no debe ser
menor de 420 hPa (320 mm Hg) en los envases de vidrio, ni menor de 320 hPa (250
m Hg) en los envases de hojalata (ver INEN 392)
4.3.3 El espacio libre tendrá como valor máximo el 10% de la capacidad total del
envase (ver INEN 394)
REQUISITOS COMPLEMENTARIOS
5.1 Envasado
5.1.1 El jugo de naranja debe conservarse en un envase cuyo material sea resistente
a la acción del producto y no altere las características del mismo.
111
5.1.2 El envase debe presentar un aspecto normal, y su forma y dimensiones deben
esta de acuerdo con lo establecido en la Norma INEN 190
5.1.3 En cada envase debe marcarse en forma indeleble, un código que identifique al
fabricante y al lote y señale la fecha de fabricación.
5.1.4 Los envases deben estar completamente limpios antes del llenado.
5.2 Rotulado.
5.2.1 En todos lo envases deben constar, con caracteres legibles e indelebles, las
indicaciones siguientes:

Nombre y marca del fabricante.

Denominación del producto: “Jugo de Naranja”,

Masa neta, en gramos,

Condiciones de conservación, si es el caso,

Aditivos utilizados,

Número de Registro Sanitario,

Lugar de fabricación.
5.2. No debe tener leyendas de significado ambiguo, ni descripción de características
del producto que no puedan ser comprobadas.
6 MUESTREO
6.1 El muestreo debe realizarse de acuerdo con la Norma INEN 3
112
113