determinación de las formulaciones y de las variables de

Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Ingeniería de Alimentos Facultad de Ingeniería

1-1-2005

Determinación de las formulaciones y de las variables de proceso Determinación de las formulaciones y de las variables de proceso

en productos derivados de la feijoa (Acca sellowiana Berg) en productos derivados de la feijoa (Acca sellowiana Berg)

Sandra Patricia Cote Daza Universidad de La Salle, Bogotá

Yeimmy Tatiana Ladino Rodríguez Universidad de La Salle, Bogotá

Navid José Pimienta Sandoval Universidad de La Salle, Bogotá

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Citación recomendada Citación recomendada Cote Daza, S. P., Ladino Rodríguez, Y. T., & Pimienta Sandoval, N. J. (2005). Determinación de las formulaciones y de las variables de proceso en productos derivados de la feijoa (Acca sellowiana Berg). Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_alimentos/339

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DETERMINACIÓN DE LAS FORMULACIONES Y DE LAS VARIABLES DE PROCESO EN PRODUCTOS DERIVADOS DE LA FEIJOA (Acca sellowiana Berg)

SANDRA PATRICIA COTE DAZA YEIMMY TATIANA LADINO RODRÍGUEZ

NAVID JOSE PIMIENTA SANDOVAL

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA DE ALIMENTOS

BOGOTÁ 2005

DETERMINACION DE LAS FORMULACIONES Y DE LAS VARIABLES DE PROCESO EN PRODUCTOS DERIVADOS DE LA FEIJOA (Acca sellowiana Berg)

SANDRA PATRICIA COTE DAZA

YEIMMY TATIANA LADINO RODRÍGUEZ

NAVID JOSE PIMIENTA SANDOVAL

Trabajo para optar el título de Ingeniero de Alimentos

Director LUCILA GUALDRÓN Ingeniera Química MSc

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERIA DE ALIMENTOS

BOGOTA 2005

Nota de aceptación: El presente trabajo se acepta como tesis de grado para optar al título de Ingeniero(a) de Alimentos de la Universidad de la Salle.

______________________________ Firma del jurado

______________________________

Firma del jurado ______________________________

Directora de la tesis Ing. LUCILA GUALDRÓN

Bogotá, 4 de Octubre de 2.005

CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN

1 MARCO TEÓRICO 1

1.1 Generalidades y características de la materia prima 1

1.1.1 Historia 1

1.1.2 Propagación y prácticas culturales 2

1.1.3 Manejo de cosecha y post cosecha 5

1.1.4 Composición química 6

1.1.5 Características físicas 8

1.2 TRATAMIENTOS DE LA FRUTA 11

1.3 PARDEAMIENTO Y CONTROL DEL PARDEAMIENTO 12

1.3.1 Pardeamiento enzimático 13

1.3.2 Polifenoloxidasa 14

1.3.3 Antioxidantes 14

1.4 METODOS DE CONSERVACIÓN PARA LA PULPA 16

1.5 OBTENCIÓN DE PRODUCTOS 18

1.5.1 Mermelada y bocadillo 18

1.5.2 Néctares 21

1.6 EVAPORACIÓN 22

1.6.1 Factores del proceso 23

1.7 EVAPORADOR A VACIO 23

1.8 TRANSFERENCIA DE CALOR 25

1.8.1 Mecanismos de transmisión de calor 25

1.8.2 Manejo transferencia de calor en evaporador a vacío en estado 26

no estacionario

1.8.3 Manejo transferencia de calor en el autoclave 28

1.9 INOCUIDAD DEL PRODUCTO 30

1.9.1 Recuento de bacterias mesófilas aeróbias 30

1.9.2 Recuento de coliformes en alimentos 31

1.9.3 Recuento de mohos y levaduras 31

2. MATERIALES Y MÉTODOS 32

2.1 PREEXPERIMENTACIÒN 33

2.1.1 Caracterización de la fruta 33

2.1.2 Control de pardeamiento 34

2.1.3 Productos concentrados 37

2.2 FASE EXPERIMENTAL 41

2.2.1 Bocadillo 41

2.2.2 Mermelada 41

2.2.3 Producto diluido (néctar) 41

2.3 PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACIÓN DE

PRODUCTOS DE FEIJOA

42

2.3.1 Elaboración de productos concentrados 42

2.3.2 Elaboración de productos diluidos 45

2.4 EQUIPOS 46

2.5 VARIABLES DEL PROCESO 49

2.5.1 Proceso de concentración 49

2.5.2 Proceso de pasteurización 50

2.6 INDICADORES 50

2.7 CÁLCULOS INGENIERILES APLICADOS A LOS

PROCESO

51


2.7.2 Productos diluidos 52

2.8 PRUEBAS MICROBIOLOGICAS 53

2.8.1 Recuento de bacterias mesófilas aerobias 53



3 DISCUSIÓN DE RESULTADOS 56

3.1 PREEXPERIMENTACIÓN 56

3.1.1 Caracterización de la pulpa de feijoa 56

3.1.2 Control del pardeamiento 58


3.2 RESULTADOS EXPERIMENTALES 66

3.2.1 Bocadillo 67

3.2.2. Mermelada 69

3.2.3 Producto diluído 71

3.3 CALCULOS DE INGENIERIA PRODUCTOS

CONCENTRADOS

71

3.3.1 Balance de materia 71

3.3.2 Balance de energía térmica 73

3.3.3 Transferencia de calor en estado no estable 75

3.3.4 Consumo de agua en el condensador 79

3.4 CALCULOS DE INGENIERIA PRODUCTOS DILUIDOS

3.5 INOCUIDAD DEL PRODUCTO 81

3.5.1 Recuentos de bacterias mesófilas aerobias 81



CONCLUSIONES 84

RECOMENDACIONES 85

BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

LISTA DE CUADROS Pág.

Cuadro 1 Variedades de feijoa 3

Cuadro 2 Características y clones evaluados por Cenaf en Colombia 4

Cuadro 3 Producción de feijoa en los primeros cinco años de cultivo 5

Cuadro 4 Características químicas de la feijoa 7

Cuadro 5 Composición química del fruto de feijoa 7

Cuadro 6 Composición morfológica del fruto de feijoa 8

Cuadro 7 Características físicas de la feijoa 9

Cuadro 8 Características y condiciones recomendadas para el

almacenamiento por tiempo largo de feijoa

10

Cuadro 9 Variables diseño experimental 32

Cuadro 10 Adición de antioxidantes 34

Cuadro 11 Evaluación de diferentes concentraciones de dos

antioxidantes

36

Cuadro 12 Variables y condiciones para la obtención de la formulación

de bocadillo

39

Cuadro 13 Variables y condiciones para la obtención de la

formulación de bocadillo

40

Cuadro 14

Cuadro resumen evaporador a vacío 47

Cuadro 15 Cuadro resumen autoclave 49

Cuadro 16 Adición de ácido cítrico y ácido ascórbico a la pulpa para el

control del pardeamiento

62

Cuadro 17 Resultados obtenidos en los ensayos de bocadillo 64

Cuadro 18 Resultados obtenidos en las pruebas de mermelada 66

Cuadro 19 Resultados obtenidos experimentalmente para el balance de

materia

71

Cuadro 20 Resultados obtenidos por balance de etapas 72

Cuadro 21 Datos utilizados para hallar la capacidad calorífica de la

mezcla

74

Cuadro 22 Datos utilizados para hallar la entalpía de la mezcla 74

Cuadro 23 Datos necesarios para realizar el balance de entalpía 75

Cuadro 24 Datos necesarios para hallar el valor de Número de

Reynolds (Re)

76

Cuadro 25 Datos necesarios para hallar el valor de Número de Prandlt

(Pr)

76

Cuadro 26 Datos necesarios para hallar el valor de Número de Nuselt

(Nu)

77

Cuadro 27 Resultados de los cálculos de coeficientes de transmisión de

calor

78

Cuadro 28 Valor del tiempo total de proceso 78

Cuadro 29 Resultados del consumo de agua en el condensador para el

proceso de bocadillo y mermelada

80

Cuadro 30 Datos experimentales del proceso de pasteurización del

néctar obtenidos según programa UPV

80

Cuadro 31 Propiedades termofísicas del néctar a 21ºC, obtenidos según

programa UPV

80

Cuadro 32 Datos hallados teóricamente para determinar la temperatura

en el punto frío

81

Cuadro 33 Recuento de colonias en agar Plate Count 81

Cuadro 34 Recuento de UFC de mesófilos aerobios 82

Cuadro 35 Recuento de colonias en caldo Brilla 82

Cuadro 36 Recuento de hongos y levaduras 83

LISTA DE FIGURAS Pag.

Figura 1 Presentación tablas de pantone 20

Figura 2 Diagrama de flujo del proceso de elaboración de bocadillo y

mermelada

44

Figura 3 Diagrama de flujo del proceso de elaboración de néctar 48

Figura 4 Comportamiento del pH de la pulpa 57

Figura 5 Variación de ºBrix iniciales de la pulpa en las cuatro

repeticiones

58

Figura 6 Pulpa de feijoa inicial a las 9:00 am 58

Figura 7 Pulpa de feijoa a las 9:30 expuesta al ambiente 58













Figura 20 Variaciones de la temperatura durante el tiempo de proceso 68

Figura 21 Comportamiento de los ºBrix a través del tiempo 69

Figura 22 Comportamiento de la temperatura de la mermelada (cuatro

repeticiones)

70

Figura 23 Variación de ºBrix con respecto al tiempo 70

LISTA DE ANEXOS

Anexo 1 Caracterización de la fruta (feijoa)

Anexo 2 Normativa

Anexo 3 Diagrama evaporador a vacío

Diagrama autoclave

Anexo 4 Planos evaporador JJ industrial

Anexo 5 Densidad de diferentes productos

Anexo 6 Penetrometría del bocadillo

Anexo 7 Viscosidad de la mermelada

Anexo 8 Viscosidad del bocadillo

Anexo 9 Representación gráfica de conducción transitoria

Anexo 10 Resultados del control del pardeamiento enzimático

Anexo 11 Tabla del número más probable (NMP)

Anexo 12 Tabla de referencia de colores (Pantone)

Anexo 13 Proceso de concentración de bocadillo

Anexo 14 Proceso de concentración de mermelada

Anexo 15 Análisis estadístico para el proceso de obtención de bocadillo

Anexo 16 Análisis estadístico para el proceso de obtención de mermelada

NOMENCLATURA

Símbolo Unidades

A m2 Área del intercambiador de calor Cpa kJ/kg Calor específico del agua en el condensador Ev Economía de vapor hc kJ/kg Entalpía del condensado he W/m2 K Coeficiente externo de transmisión de calor hi W/m2 K Coeficiente interno de transmisión de calor hm kJ/kg Entalpía de la mezcla (pulpa más azúcar) líquida diluida hp kJ/kg Entalpía del producto terminado hs kJ/kg Entalpía del vapor a Ts hv kJ/kg Entalpía del vapor saturado kp W/m K Conductividad térmica de la pared mm kg Masa de la mezcla (pulpa más azúcar) líquida diluida mp kg Masa del producto terminado ms kg Masa del vapor encamisado mv kg Masa del agua evaporada mw kg Masa del agua gastada en el condensador Nu Número de Nusselt Pr Número de Prandtl q W Velocidad de calor R kg Producto terminado real Re Número de Reynolds T1 ºC Temperatura de entrada del agua en el condensador Te ºC Temperatura de ebullición mantenida dentro de la cámara del

evaporador T2 ºC Temperatura de salida en el condensador Tf ºC Temperatura de la mezcla diluída Ts ºC Temperatura del vapor Tv ºC Temperatura de evaporación U W/m2 K Coeficiente global de transferencia de calor x m2 Espesor de la pared

INTRODUCCIÓN

La feijoa es una fruta exótica y gracias a ello tiene buena acogida por parte de los

consumidores, ya que posee un sabor agradable y un aroma atractivo.

Por muchos años la planta de feijoa se utilizó como especie ornamental por su follaje y

flores, y posteriormente debido a las condiciones organolépticas del fruto, se dedicó al

consumo como fruta fresca. Debido a su sensibilidad se han buscado nuevas tecnologías en

el campo para su almacenamiento, la refrigeración intenta prolongar el tiempo de

conservación, disminuyendo las características organolépticas propias del fruto comercial.

A partir de estas apreciaciones se ha buscado la aplicación de técnicas apropiadas de

transformación para obtener productos derivados. Estos procesos permiten dar un valor

agregado a la fruta y ampliar la diversidad de formas de consumo en la población.

Las empresas de alimentos han tratado de industrializar productos derivados de esta fruta

pero se han encontrado con el problema de pardeamiento enzimático el cuál afecta

drásticamente el color de los productos finales, impidiendo el cumplimiento de sus

objetivos.

El trabajo de grado inicia con el control del pardeamiento enzimático de la pulpa de feijoa

por medio de la adición de ácido cítrico, ácido ascórbico y mezcla de los mismos además

la aplicación de tratamiento térmico, realizando un seguimiento para determinar la

estabilidad de la pulpa en tres procesos ingenieriles: refrigeración, congelación y

pasteurización.

Posteriormente se utilizará la pulpa tratada para obtener productos derivados donde estará

presente el proceso de concentración a vacío, esto con el fin de estandarizar las variables

mediante la aplicación ingenieril para la posterior industrialización de productos.

Se realizaron cálculos de ingeniería mediante la aplicación de transferencia de calor con el

fin de establecer el tiempo teórico del proceso en condiciones de temperatura no estables y

definir el tiempo estable.

Finalmente se realizaron pruebas microbiológicas para comprobar la inocuidad de los

productos elaborados y verificar el cumplimiento de las normas que los rigen.

Por otra parte, este trabajo de grado hace parte del desarrollo de la investigación

EVALUACIÓN DE IMPACTO ARTESANAL Y AL VACIO SOBRE EL APORTE

NUTRICIONAL DE LA GUAYABA (Tsidium guajava) Y DE LA FEIJOA (Acca

sellowiana Berg) de la Facultad de Ingeniería de Alimentos de la Universidad De La Salle,

el cuál está en la Línea de Investigación OPTIMIZACION DE PROCESOS Y CALIDAD

NUTRICIONAL DE LOS ALIMENTOS

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar las formulaciones y las variables de procesos en productos derivados de la

feijoa (Acca sellowiana Berg).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Medir el tiempo durante el cual se lleva a cabo el pardeamiento y determinar las

características de la pulpa de feijoa mediante pH, ºBrix, acidez y densidad.

• Aplicar diferentes métodos naturales como adición de antioxidantes y tratamiento

térmico e identificar el más apropiado para controlar el pardeamiento enzimático.

• Utilizar la pulpa de feijoa con el pardeamiento controlado como materia prima para

la elaboración de productos derivados como bocadillo, mermelada y néctar.

• Definir las variables de pH, cantidad y método de adición de pectina, presión, y

formulación para el manejo, conservación y transformación de la pulpa de feijoa

(Acca sellowiana Berg).

• Comprobar la inocuidad de los productos a partir de las pruebas microbiológicas

estipuladas según la resolución 15789 de 1984 (características de mermeladas y

jaleas de fruta), resolución 7992 de 1991 (elaboración, conservación y

comercialización de pulpas, néctares y otros), resolución 4124 de 1991 (utilización

de antioxidantes) del Ministerio de Salud.

1

1. MARCO TEÓRICO

1.1 GENERALIDADES Y CARACTERÍSTICAS DE LA FEIJOA

El fruto de la feijoa es una baya de forma variable según el cultivar, pero prevalece la forma

ovoidal. Su piel es rugosa o lisa según la variedad; de color verde vivo brillante o a veces

verde grisáceo aún en estado de madurez fisiológica. Su peso puede oscilar desde 40 hasta

100 gramos y tiene de 3 cm a 8 cm de longitud, con pulpa blanca o amarilla; contiene de

cuatro a 20 semillas negras.

El aroma y el sabor de esta fruta son agradables siendo su sabor agridulce, la pulpa es

blanca. Los frutos de feijoa debido a sus características y sobre todo a su agradable aroma,

han encontrado un favorable consenso en los países en donde se cultiva (Nueva Zelanda,

Israel, Japón, Rusia meridional y zonas cálidas de Francia incluida Korea) y en los

principales países importadores como Alemania, Bélgica y Holanda.1

Nombre científico: Acca sellowiana Berg

Familia: Mirtaceae

Nombres comunes: feijoa, freijoa, guayaba chica, guayaba chilena, guayaba del brasil.

1.1.1 Historia. debe su nombre a don José de Silva Feijo, botánico y director del Museo de

Historia de Madrid en la época colonial, y el epíteto sellowiana proviene de Friedrich

Sellow, botánico alemán que exploró el Brasil entre el siglo XIX.

Es originaria de Sudamérica, debe su nombre a don José de Silva Feijo, botánico y director

del Museo de Historia de Madrid en la época colonial, y el epíteto sellowiana proviene de

Friedrich Sellow, botánico alemán que exploró el Brasil entre el siglo XIX.

1 FISCHER, Gerhard. Cutivo, poscosecha y exportación de la feijoa (Acca sellowiana Berg).Bogotá : Produmedios, 2003. p. 24.

2

El principal país exportador es Nueva Zelanda. En California se han estado haciendo

ensayos de su cultivo desde comienzos de este siglo, pero se continúa hablando de ella

como una fruta nueva. En realidad, la feijoa estuvo relegada por muchos años y sus árboles

se desarrollaron solamente como ornamentales, especialmente en climas fríos.2

Los cultivos más extensos de esta fruta además de Nueva Zelanda y California, se

encuentran en Florida y desde hace pocos años, también en Israel, España, Italia y el sur de

Francia. Nueva Zelanda exporta su cosecha de marzo a julio; Israel y Francia de octubre a

diciembre.3

Originario del Brasil, este arbusto perenne puede llegar a los 4 m de altura. Sus hojas son

elípticas, de 4 cm a 8 cm de longitud, de color verde brillante por el haz y blanquecino por

el envés, con pecíolo corto. Las flores solitarias o en racimos, tienen corola de cuatro

pétalos, blancos por fuera y violeta o rojo por dentro. Los suelos francoarcillosos o

francoarenosos son los mejores para su cultivo, muy bien drenados, pues no resiste el

encharcamiento y con pH entre 5,0 y 6,0. las temperaturas para el desarrollo de la feijoa

están entre los 11ºC y 22ºC, en altitudes de 1.600 metros sobre el nivel del mar a 3.000

metros sobre el nivel del mar y una precipitación de 600 mm a 1.200 mm bien distribuidos

durante el año, además de una humedad relativa del 70% promedio.

1.1.2 Propagación y prácticas culturales. En Colombia, el Centro Nacional de la feijoa

(Cenaf), introdujo cerca de 1.500 materiales provenientes de diversas regiones del mundo,

con el objetivo de evaluar su comportamiento bajo las condiciones propias de las zonas

productoras del país.4

2 VILLEGAS, Benjamín. Delicias frutas tropicales. Bogotá : Villegas Editores, 1990. p. 26. 3 TEUBNER, Cristian. El gran libro de los frutos exóticos. La Coruña : Ed. Everest, 1990. p. 62. 4 FISCHER, Op cit.,. p. 32.

3

Como resultado de esas evaluaciones, actualmente se cuenta con seis variedades y cuatro

clones sobresalientes los cuales se pueden contemplar en las tablas 1 y 2 respectivamente.

Cuadro 1. Variedades de feijoa.

Cultivar o

variedad

O rigen Requerimiento

de polinizador

Tipo de árbol Tipo de fruto

Triumph* Selección de Nueva Zelanda

Sí, preferiblemente Mammoth

Medianamente erguido

Tamaño grande, forma oblongo alargada, piel ligeramente rugosa

Mammoth* Selección de Nueva Zelanda

Sí, preferiblemente Triumph

Fuerte y erguido Tamaño grande, forma oval, piel ligeramente rugosa

Apollo

Nueva Zelanda 1983

Autofértil, también polinización cruzada

Fuerte y erguido Tamaño grande, forma oval, piel ligeramente rugosa

Gemini Nueva Zelanda 1983

Parcialmente autofértil. Apollo o Triumph

Medio y erguido Tamaño grande, forma oval esférica, piel lisa

Unique Nueva Zelanda Árbol compacto, ramas pendulosas, producción precoz

Tamaño medio, forma oval, piel ligeramente rugosa

Coolidge Nueva Zelanda Autofértil Fuerte y erguido Tamaño medio, forma oblongo alargada, piel moderadamente rugosamente.

* Variedades cultivadas en Colombia.

Fuente: FISCHER, Gerhard. Cutivo, poscosecha y exportación de la feijoa (Acca sellowiana Berg).Bogotá : Produmedios, 2003. p. 33.

4

Cuadro 2. Características y clones evaluados por Cenaf en Colombia

Clon o cultivar Hojas Comportamiento productivo

Observaciones

Clon 15-1 Grandes, oblongas, alargadas

Polinizador Árbol que no necesita reposo

Clon 9-3 Pequeñas, oblongas Árbol de poco vigor Clon Caldas Colombia

Medianas oblongas

Cultivar 41 (Clon Quimba)

Medianas ovaladas Más comercial, rendidor

Mayores grados Bríx. Pubescencia rojiza y color amarillo en brotes nuevos.


La fertilización del suelo debe hacerse teniendo en cuenta que la feijoa es exigente en

nitrógeno, potasio y fósforo.

La feijoa se multiplica por vía sexual y asexual. Las semillas se seleccionan de frutos sanos,

vigorosos, de plantas con buena producción. La siembra se realiza en semilleros hasta que

las plántulas tengan de cinco a seis hojas verdaderas, cuando se trasplantan a bolsas de

polietileno, hasta que alcancen de 20 a 30 cm de altura, aproximadamente un año después;

en este momento son transplantadas.

El método de propagación asexual se realiza mediante acodos aéreos, seleccionando ramas

de un diámetro mínimo de 1 cm, ojalá produciendo, a las que se les quita un anillo de

corteza, que se cubre con materia orgánica, se tapa con plástico y se sellan los extremos.

Luego de que enraíce, se corta la rama y se siembra en bolsas hasta que se desarrollan

nuevas ramas.

5

1.1.3 Manejo de cosecha y postcosecha. Luego de dos a tres años de sembrada y

dependiendo de las condiciones de clima, manejo y sistema de propagación, puede empezar

la producción que a partir de su inicio va aumentando año tras año como se muestra en el

cuadro 3; después de que aparecen los primeros brotes florales, hasta que la flor abre,

transcurren unos 30 a 40 días. La recolección del fruto puede hacerse cinco a seis meses

después; el fruto debe recogerse un poco antes de su completa maduración y de que caiga

del árbol. Después del octavo año se estabiliza la producción y se mantiene por mas de 50

años.

Cuadro 3. Producción de feijoa en los primeros cinco años de cultivo (500 plantas por

hectárea)

Año de plantación Producción por planta (kg) Producción por ha/kg

1

2

3

4

5

6

7

8

-

-

6.5

13.5

18.0

23.0

32.0

36.5

-

-

3200

6750

9000

11500

16000

18250

Fuente: CACIOPPO, Ottavio. La feijoa. Madrid: Ediciones Mundi-prensa, 1988. p. 61.

Después de 1991, cuando se empezaron los registros de producción en Cenaf, se observo

que si el año se divide en tres cuatrimestres (pensando en los 120 a 150 días del ciclo de

floración a fruta), el tercer cuatrimestre presenta más del 60% de la cosecha total en todos

los años; este fenómeno es independiente a la inducción que se hace con las podas, en la

medida que estas se hacen durante todo el año en procura de tener disponible fruta durante

6

los doce meses del año. Estos picos de producción varían según las condiciones climáticas.

Los fenómenos de floración se observan más abundantes en condiciones de alta

precipitación que en condiciones secas y son independientes a la inducción que puede

ejercer la poda.5

En Colombia los departamentos más destacados en el cultivo de la feijoa son Boyacá, con

100 hectáreas cultivadas y con una producción de 1300 toneladas al año, con 200 hectáreas

de cultivo y produce 2900 toneladas año, Cundinamarca 100 hectáreas y 1600 toneladas al

año y Antioquia con 100 hectáreas y 1400 toneladas año.

1.1.4 Composición química. El fruto de la feijoa constituye una fuerte importante de

azúcares, ácidos y vitaminas, especialmente vitamina C. Su exquisito sabor y aroma hacen

que este fruto sea muy apetecido por los consumidores, lo cuál ha favorecido la apertura de

nuevos mercados. El cuadro 5 presenta la composición química del fruta.

Otras características importantes a tener en cuenta en frutos maduros de variedades

cultivadas en Colombia, son el pH que varía entre 2.9 y 3.3; el porcentaje de acidez

expresado como % de ácido cítrico está entre 1.76 y 1.92; los grados ºBrix oscilan entre 9 y

11; la relación de madurez fluctúa entre 3.3 y 3.5 (Galvis, 2001)6 . El Cuadro 4 representa

las características mencionadas anteriormente dependiendo del estado de madurez.

Los principales ácidos presentes en la pulpa del fruto de feijoa son el cítrico (9,84g/100g),

el málico (1,72 g/100 g) y el succínico (0,49 g/100 g). El contenido de ácido ascórbico en el

grado de madurez de consumo es de 28µg /100 g. Los niveles de acidez disminuyen a

medida que la maduración de la feijoa avanza mientras que el pH se incrementa4.

La feijoa posee un elevado valor nutritivo. Compuestos indispensables en la dieta

alimentaria expuestos en el cuadro 5.

5 FISCHER, Op. cti., p. 62. 6 Ibid., p. 112 7 Ibid., p. 118.

7

Cuadro 4. Características químicas de la feijoa (Acca sellowiana Berg) en diferentes

estados de madurez (1 corresponde al estado más verde y el 5 al más maduro)

Grado de

Madurez

ºBrix PH Acidez Titulable

(% ácido cítrico)

1 4,5 3,14 2,23

2 4,5 3,09 2,30

3 13,5 3,29 2,17

4 11,5 3,26 1,70

5 10,0 4,23 0,81

Fuente: CARDONA, Julia Patricia. Estudio de las propiedades físicas y químicas de la feijoa (Acca

sellowiana Berg) en manejo poscosecha. Universidad Nacional de Colombia.

Cuadro 5. Composición química del fruto de feijoa (contenido en 100 g en peso fresco)

Componente Cantidad Agua 85,00 % Proteína 0,82 % Carbohidratos 14,00 % Grasa 0,24 % Fibra 3,55 % Ceniza 0,52 % Acidez total 1,80 % Ácido ascórbico 28,00 µg/100 g Ácido cítrico 9,84 g/100 g Ácido málico 1,72 g/100 g Ácido succínico 0,49 g/100 g Sacarosa 13,10 % Glucosa 4,10 % Fructosa 4,59 % Materia seca 10,00 % Energía 45,00 cal Potasio 5,00 mg/100 g

8

Calcio 6,00 mg/100 g Sodio 4,00 mg/100 g Magnesio 8,00 mg/100 g Fósforo 10,00 mg/100 g Hierro 0,50 mg/100 g Yodo 3,00 mg/100 g


1.1.5 Características físicas. El peso, el volumen, el área superficial y la composición

morfológica son características físicas que deben tenerse en cuenta para el

acondicionamiento del producto durante el período de poscosecha, especialmente durante

las operaciones de clasificación, empaque, transporte y almacenamiento del fruto estas

características son expuestas en los cuadros 6 y 7.

El fruto de feijoa presenta un área superficial real entre 58.2 y 84.4 cm2, el volumen real es

de 54.79 cm3 para frutos con peso promedio de 70.65g.

Cuadro 6. Composición morfológica del fruto de feijoa.

Fruto pequeño Fruto mediano Fruto grande Componente

Peso (g) % Peso (g) % Peso (g) %

Pulpa 25.75 61 36.75 56.2 51.84 65.71

Corteza 14.75 35 22.2 33.8 23.34 29.55

Semilla 1.95 5 6.5 10.0 3.71 4.74


9

Cuadro 7. .Características físicas de la feijoa (valores promedio)

Característica Valor

Peso (g) 70,65

Volumen real (cm3) 54,79

Dimensiones (cm)

Diámetro longitudinal 6,86

Diámetro ecuatorial menor 4,02

Diámetro ecuatorial mayor 4,04

Área eral (cm2) 81,42

Peso específico eral (g/cm3) 1,29


Otros aspectos fisiológicos presentes en la fruta durante el proceso de maduración son:

• Maduración del fruto. La maduración es la fase final del crecimiento y desarrollo del

fruto, en el cual se producen una serie de cambios, generalmente coordinados, que

conducen a la senescencia. Este proceso es controlado genéticamente, y en el se

producen cambios tanto de síntesis como de degradación.

• Cambios fisiológicos. En muchos frutos, el inicio de la maduración está acompañado

por un aumento en la intensidad respiratoria y en la producción de etileno, alcanzando

su máximo valor cuando el fruto está completamente maduro, y disminuyendo durante

la senescencia. Los frutos que presentan este comportamiento se les denomina

climatéricos. La feijoa pertenece a este grupo. Los frutos no climatéricos no presentan

aumento de la respiración.

En la feijoa, la producción de etileno es baja durante el período preclimatérico (40 – 50

µl/kg-h a 20ºC). La susceptibilidad de la feijoa al etileno es baja, y el efecto de este, es

el de adelantar la maduración del fruto, produciendo disminución en la intensidad del

10

color verde y ablandamiento de la pulpa, sin afectar el sabor.

La maduración de algunas frutas se caracteriza por el ablandamiento de la pulpa. Este

ablandamiento se debe a diferentes factores entre ellos, la acción de las enzimas

hidrolasas de la pared de la célula, las cuales actúan sobre la pectina. La enzima

responsable de la solubilización de la pectina es la poligalacturonasa (PG), la cual

presenta un aumento en su actividad a mediada que avanza la maduración. La actividad

de la poligalacturonasa (PG) es mayor en el interior del mesocarpio, lo cual sugiere que

el ablandamiento se inicia desde el interior hacia el exterior del mismo.

La feijoa es un fruto bastante delicado en el proceso de almacenamiento por eso es

importante manejar condiciones especificas durante el almacenamiento como se

observa en el cuadro 8.

Cuadro 8. Características y condiciones recomendadas para el almacenamiento por tiempo

largo de feijoa

Temperatura almacenamiento 5 – 10ºC

Humedad relativa 90

Producción de etileno Muy baja (<0.1 µL/kg-h a 20°C)

Susceptibilidad al etileno Moderadamente susceptible

Vida de almacenamiento aproximada 2 a 3 semanas

Fuente: CANTWELL, Marita. Características y condiciones recomendadas para el

almacenamiento por tiempo largo de frutas y hortalizas frescas.

• Índices de madurez. La identificación del grado de madurez apropiado para realizar la

cosecha de la fruta es importante, puesto que repercute en la vida poscosecha de la

misma, así como en su comercialización. La madurez fisiológica se refiere a la etapa de

desarrollo del fruto, en la que se ha producido su máximo crecimiento. La madurez

comercial se refiere a las exigencias de calidad de un mercado en particular, las cuales

dependen del uso que se le vaya a dar y el tiempo que dure su comercialización.

11

Los índices de madurez más utilizados que se manejan para la feijoa son la consistencia

y la facilidad de abscisión. En la prueba de consistencia, se toma la fruta por su zona

ecuatorial y si está suave, se considera apta para cosechar. Con la prueba de abscisión

(resistencia del pedúnculo) se sabe si los frutos están maduros por el hecho de que

apenas son tocados, y con un mínimo esfuerzo, estos desprenden de la rama.

Otros criterios de determinación del momento oportuno de cosecha son:

Días desde la floración hasta la madurez fisiológica (de 120 a 150 días)

Cambios en intensidad de color de la pulpa

Forma (según variedad)

Tamaño (según variedad)8.

1.2 TRATAMIENTOS DE LA FRUTA

La fruta es sometida desde el momento en que llega a la empresa a una serie de operaciones

que van contribuyendo a su transformación y al aumento del valor agregado hasta la

obtención de un producto listo para el consumo o para la comercialización.

La adecuación de la materia prima dentro del proceso consiste en obtener frutas limpias,

sanas, de un grado de madurez uniforme y para obtener un producto de calidad según las

condiciones del lote de fruta del cual se parte.

Las operaciones llevadas a cabo en este proceso comprende : recepción, pesado, lavado,

selección, clasificación, desinfección, enjuague y nuevamente pesado.

8 FISCHER, Op cit., p.117.

12

El procesamiento de una fruta desarrollado en una planta o fábrica ubicada en Colombia

deberá atender las condiciones mínimas establecidas por el decreto No. 3075 de 1997 del

Ministerio de Salud de Colombia.

Las operaciones previas a la transformación de la fruta se inician con la recepción de la

fruta donde se aplica un primer control de calidad mediante un muestreo adecuado que de

cierto grado de seguridad sobre la calidad del lote que se recibe siguiendo los criterios para

selección que son su sanidad, apariencia y en algunos casos grado de madurez.

Según el grado de limpieza se someterá a uno o más tipos de lavado. Se procederá a un

lavado inicial por inmersión en un lavador con agua potable y desinfectante. Esta inmersión

afloja la suciedad. Luego se pude someter a un lavado por aspersión de agua a través de

duchas en donde las frutas están inmóviles o se mueven como en un lavador rotatorio.

Una vez obtenida la fruta de calidad adecuada, destinada al proceso de transformación, se

procede a la obtención de la pulpa por medio de una despulpadora sin quitarle la cáscara a

la fruta ya que esta adiciona características importantes a la pulpa.

1.3 PARDEAMIENTO Y CONTROL DEL PARDEAMIENTO

El pardeamiento enzimático está presente en los tejidos vegetales manifestándose por un

color parduzco que aparece al entrar en contacto con el aire. El tejido produce esta

coloración como defensa contra el crecimiento de mohos, que no va a afectar al sabor ni al

valor nutritivo, pero sin embargo afectará al aspecto visual del alimento.

13

1.3.1 Pardeamiento enzimático. Se denomina "pardeamiento enzimático" la

transformación, enzimática en sus primeras etapas, de compuestos fenólicos en polímeros

coloreados, frecuentemente pardos o negros. Las-fases de su transformación son las

siguientes:

El pardeamiento enzimático se observa en los vegetales ricos en compuestos fenólicos y

también durante la formación de melaninas en los insectos (oscurecimiento de la cutícula)

así como en los mamíferos (melanomas responsables de la pigmentación en la piel).

Resulta muy eficaz la inactivación de enzimas por el calor (precalentado, pasteurizado,

esterilización), pero modifican las características organolépticas del producto y por lo tanto

no siempre se pueden utilizar. Esto ocurre, especialmente, en las frutas y legumbres que se

almacenan o mantienen en estado crudo y más concretamente por refrigeración,

congelación o deshidratación9.

La adición de compuestos reductores, que transforman las quinonas en fenoles, permite

retardar o impedir el pardeamiento enzimático. El compuesto más frecuente es el ácido

ascórbico; se utiliza sobre todo para los jugos de frutas y para las frutas cortadas en trozos,

segmentos o pedazos, ya que en las frutas enteras, aunque estén peladas, sólo penetra

lentamente.

9 CHEFTEL, Jean Claude. Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. 2ª edición. Zaragoza: Acribia, 1992. p. 316.

14

1.3.2 Polifenoloxidasa. La polifenoloxidasa (1,2- bencenodiol; óxido-reductasa)se

denomina frecuentemente tirosinasa, polifenolasa, fenolasa, catecol oxidas, cresolasa o

catecolasa, dependiendo del sustrato que se use en el ensayo o que se encuentre en la mayor

concentración en la planta que sirva de fuente de la enzima. La polifenoloxidas se

encuentra en las plantas, en los animales y en algunos microorganismos, especialmente en

los hongos. Cataliza dos reacciones, bastante diferentes de multitud de fenoles.

La o-benzoquinona es inestable y sufre una oxidación por O2 no cataliza enzimaticamente,

y una polimerización para dar melaninas. Estas son responsables de la coloración marrón

no deseable en los plátanos, manzanas, melocotones, las patatas, los hongos, la feijoa entre

otras. La o-benzoquinona reacciona con el grupo α amino de los restos de lisina de las

proteínas, lo que lleva a una insolubilización de estas y una pérdida de valor nutritivo. Las

reacciones de pardeamiento también provocan cambios de la textura y el sabor.

Se ha estimado que se pierde hasta un 50% de las frutas tropicales por pardeamiento

enzimático. Esta reacción también es responsable del deterioro de color, del sabor y de la

calidad nutricional en zumos y en vegetales frescos como la lechuga. Por esto se han hecho

muchos esfuerzos para desarrollar métodos para el control de la actividad de la

polifenoloxidasa como es la eliminación del O2 y de los fenoles evita el pardeamiento. El

ácido ascórbico, el bisulfito sódico y los compuestos tiólicos impiden el pardeamiento

porque reducen el producto inicial, o-benzoquinona, para dar de nuevo el sustrato,

impidiendo de esta manera la formación de melanina. Cuando se ha consumido todo el

compuesto reductor, el pardeamiento se sigue produciendo ya que la enzima puede estar

todavía activo. El ácido ascórbico, el bisulfito sódico y de los compuestos tiólicos tiene

también un efecto directo inactivando la polifenoloxidasa mediante la destrucción de

histidinas del centro activo (ácido ascórbico) o eliminando Cu2+ esencial del centro activo.

1.3.3 Antioxidantes. Compuestos que interrumpen la reacción en cadena de los radicales

libres formados en la oxidación de los lípidos y a los que eliminan el oxigeno. A menudo

15

los antioxidantes muestran diferentes grados de eficacia en la protección de un alimento,

siendo las combinaciones entre ellos las que suelen proporcionar una protección más

completa que la que se puede alcanzar por los efectos aditivos de cada uno de ellos por

separado10.

El ácido cítrico es un agente quelante y utilizado sinérgicamente con los ácidos ascórbico o

eritórbico y sus sales neutras para quelar los prooxidantes, que pueden provocar rancidez, e

inactivar las enzimas tales como la PFO, que ocasionan reacciones de pardeamiento. Las

concentraciones que se han sugerido para el ácido cítrico son normalmente de 0.1 – 0.3%

junto con el antioxidante apropiado a dosis de 100-200ppm (Dziezak, 1986)11

.Otra importante función del ácido cítrico es la de secuestrar iones metálicos que pueden

acelerar procesos tales como el enranciamiento oxidativo de grasas, aceites y el

pardeamiento en las frutas y hortalizas.

Las trazas de metales que se encuentran en las frutas y hortalizas suelen provocar

decoloraciones durante el procesamiento; como ejemplos se puede citar el pardeamiento

superficial de la coliflor, y los champiñones y el color rosa en las peras enlatadas. El ácido

cítrico permite controlar esas decoloraciones por secuestrar las trazas metálicas12.

Por otra parte el ácido L-ascórbico (vitamina C) también es un antioxidante utilizado

comúnmente en la industria con el fin de evitar el pardeamiento y otras reacciones

oxidativas. Se utilizan diferentes derivados del ácido ascórbico, inhibidores de la

Polifenoloxidasa y agentes secuestrantes como compuestos para el control del

pardeamiento enzimático.

El ácido ascórbico al eliminar el oxígeno del alimento se oxida a la forma de ácido

deshidroascórbico. El ácido ascórbico normalmente se añade junto con el ácido cítrico que

10 FENNEMA, Owen. Química de los Alimentos. Zaragoza: Editorial Acribia. 2000. p. 587. 11 WILEY, Robert. Frutas y hortalizas mínimamente procesadas y refrigeradas. Zaragoza: Editorial Acribia. 1997. p. 56. 12 WONG, Dominic. Química de los alimentos: mecanismos y teoría. Zaragoza: Editorial Acribia. 1995. p. 120.

16

tienen a mantener un pH más ácido y también actúa como quelante de enzimas como la

PFO que contiene cobre.

El ácido ascórbico contribuye a evitar el oscurecimiento de la fruta cortada en trozos y a

evitar la corrosión de los envases metálicos.

Uno de los usos de la vitamina C o ácido Ascórbico es evitar el pardeamiento de frutas y

hortalizas. En presencia de ácido ascórbico, los compuestos tipo o-quinona son reducidos a

las formas o-fenólicas. Cuando se agota el ácido ascórbico del sistema, se acumulan los

compuestos o-quinona y se polimerizan dando productos pardos13.

1.4 MÉTODOS DE CONSERVACIÓN PARA LA PULPA

Las tecnologías de conservación tienen como objetivo, prolongar las características

sensoriales y nutricionales de los alimentos el mayor tiempo posible, para que los

consumidores puedan ingerirlos en cualquier sitio, en cualquier cantidad y en cualquier

momento.14

• Congelación. Consiste en disminuir la temperatura, en este caso, hasta alcanzar su

estado sólido y mantener una temperatura interna del producto a –18ºC. La congelación

disminuye la velocidad de las reacciones de deterioro. Lo anterior sucede porque la

temperatura está relacionada directamente con la cantidad de energía que tienen los

compuestos de la pulpa, es decir que a menor temperatura menor energía para permitir

que ocurran reacciones bioquímicas de origen microbiológico o enzimático.

• Concentración. Un solvente volátil (normalmente agua) es eliminado por ebullición de

un alimentos líquido, hasta que su contenido en sólidos alcance la concentración

deseada. Entonces se suministra un flujo de calor (generalmente por medio de vapor de

agua) para vaporizar parcialmente el disolvente. El principio de conservación está dado 13 Ibid., p 24. 14 GUZMAN, Rosa. Tecnología de frutas y hortalizas. Volumen I.. Bogotá: Ediciones Antropos, 2001. p.125.

17

por la concentración de sólidos y por consiguiente disminuir la cantidad de agua

disponible para la actividad microbiana.

Los requisitos para conseguir una evaporación óptima incluyen:

La transferencia de calor adecuada y la velocidad de la misma determina el tiempo

requerido para conseguir una buena evaporación. La transmisión de calor en la

evaporación depende de factores tales como el tipo de alimentos a concentrar, el tipo de

evaporador utilizado y el tamaño de la superficie de transmisión de calor.

Eficiencia de la separación vapor-líquido. La separación del vapor en ebullición, del

líquido es crucial para la eficiencia del diseño del evaporador.

El evaporador debe hacer un perfecto uso del calor disponible y de las fuentes de

energía. Esto se consigue usualmente por medios tales como la recuperación del calor

residual para calentar el producto.

Los alimentos plantean a los evaporadores ciertos problemas específicos, que deben

resolverse para asegurar una concentración óptima. Por ejemplo, la necesidad de una

operación higiénica exige un diseño adecuado y ciertos requisitos en los materiales de

construcción.

• Pasteurización consiste en la aplicación de diferentes temperaturas y tiempos para la

destrucción de microorganismos patógenos, y la mayoría de los saprófitos presentes en

el producto, y a partir de ese proceso, garantizar la calidad microbiológica y evitar su

degradación. La pasteurización a baja temperatura y tiempo prolongado maneja

temperaturas de 65°C como mínima.

18

1.5 OBTENCIÓN DE PRODUCTOS

La pulpa de fruta es un producto intermedio, elaborado a partir de frutas frescas, no

pensado para su consumo como tal, y que consta de una parte mayoritaria formada por un

puré de fruta, en la cual se incluyen también frutas enteras y porciones grandes de las

mismas. El contenido mínimo en materia seca soluble de las diferentes pulpas es del 7-

11%. Para la elaboración de las pulpas, las frutas, previamente limpiadas en máquinas

lavadoras especiales, son ablandadas por tratamiento con vapor de agua en máquinas

diseñadas para ello.

Un tipo especial de pulpa de frutas es aquel cuya consistencia es homogénea de puré, es

decir, que no contiene proporciones de fruta sin prensar. Es igualmente un producto

semielaborado. Ambos tipos de pulpas pueden mantenerse en congelación hasta su uso

posterior.

1.5.1 Mermelada y bocadillo. La mermelada y el bocadillo de feijoa son productos

gelificados sólidos, obtenidos de la cocción y concentración controlada de una mezcla de

pulpa de fruta, compuestos principalmente por gelificantes, azúcar y ácido. El bocadillo,

tienen consistencia rígida al punto que se puede cortar. La mermelada también de

apariencia sólida de gel, característica de esta, la cual se puede esparcir sobre una

superficie.

El contenido de pulpa en ambos productos puede acercarse al 50% y es preferible disponer

de pulpa obtenida por molido y pasado por un tamiz de poro grueso, esto con el fin de

conservar la pectina presente en la fruta.

La conservación se logra principalmente por los efectos térmicos durante la concentración

de sólidos los microorganismos y las enzimas son inactivados por el calor y los primeros no

pueden desarrollarse ni aun después de preparados y dejados destapados al ambiente debido

19

a la elevada concentración en sólidos (mermelada 68% y bocadillo 75%) que alcanza. En

el caso de estos derivados de la feijoa es difícil prevenir el cambio de color verde al verde

pardo amarillento. Parte de la prevención está en lograr una rápida concentración de la

masa.

El estado gelificado característico de la mermelada se logra por el delicado equilibrio

alcanzado entre los sólidos solubles, la presencia de pectina y el ajuste apropiado del pH

aportado por los ácidos.

Los defectos que se pueden observar en la elaboración de productos gelificados son:

• Desarrollo de hongos y levaduras en la superficie. Es causado por envases no

herméticos o contaminados; solidificación incompleta, dando por resultado una

estructura débil.

• Cristalización de azúcares. Una baja inversión de la sacarosa por una acidez

demasiado baja provoca la cristalización. Una inversión elevada por una excesiva

acidez o una cocción prolongada, provoca la cristalización de glucosa.

• Caramelización de los azúcares. Se manifiesta por una cocción prolongada y por un

enfriamiento lento en la misma paila de cocción.

• Sangrado o sinéresis. Se presenta cuando la masa solidificada suelta líquido.

Generalmente es causado por acidez excesiva, concentración deficiente, pectina en

baja cantidad o por una inversión excesiva.

• Estructura débil. Es causada por un desequilibrio en la composición de la mezcla,

por la degradación de la pectina debido a una cocción prolongada y por la ruptura

de la estructura en formación o por envasado a una temperatura demasiado baja.15

Algunos de los puntos críticos en su elaboración son lograr la disolución completa de la

pectina mediante la adición en solución después de adicionar la segunda tercera parte

15 GUZMAN, Op. Cit., p. 131.

20

del azúcar. El control de calidad de estos productos incluye, como en anteriores

derivados, evaluar sus características sensoriales, fisicoquímicas y microbiológicas16

Un indicador importante para la estandarización del proceso de bocadillo más aún en frutas

termosencibles, o que presentan pardeamiento enzimático es el color el cuál se mide por

medio de las tablas de Pantone, como se indica en la figura 1.

Figura 1. Presentación de las tablas de Pantone.

Pantone es una empresa fundada en 1962, creadora de un sistema de control de color para

las artes gráficas. Su sistema es el más reconocido y utilizado por lo que normalmente se

llama Pantone al sistema de control de colores.

El sistema se basa en una paleta o gama de los mismos de manera que siempre es posible

obtener otros por mezclas de tintas predeterminadas que proporciona el fabricante. Por

ejemplo, es un sistema muy empleado en la producción de pinturas de color por mezcla de

tintes.

Para poder conseguir el resultado que se espera se debe tener unas muestras de colores

sobre diferentes tipos de papel a modo de comprobación.

Lo bueno de este sistema es que cada una de las muestras está numerada y una vez

seleccionada es posible recrear el color de manera exacta. Para hacernos una idea, es algo

parecido a las cartas de colores que miramos cuando vamos a seleccionar un color para

pintar nuestra casa

16 FISCHER, Op cit., p.117.

21

1.5.2 Néctares. La preparación de néctares se logra por la mezcla en proporción

aproximada 1:4 de los ingredientes pulpa: jarabe. Este jarabe está compuesto básicamente

por azúcar y agua en proporción 1 a 7.

El principio que permite la estabilidad de los néctares durante varias semanas es un

adecuado tratamiento térmico a nivel de la pasterización. Esta operación produce un

cambio del color verde típico de la feijoa a un ligero verde amarillento debido al contacto

con el calor. Con un tratamiento rápido y por adición de ácido ascórbico en la mezcla, este

efecto sobre el color se pude contrarrestar de forma parcial.

Los edulcorantes o sustancias que mantiene el sabor dulce pueden ser diversos. El más

empleado en nuestro medio es la sacarosa o azúcar extraía de la caña de azúcar.

Las siguientes son las operaciones básicas para la preparación de néctares:

- Preparación de materias primas e identificación de las características particulares:

sensoriales y fisicoquímicas.

- Definición de la formulación que tendrá el néctar.

- Cálculo, pesado de las cantidades y mezcla de manera adecuada de los ingredientes.

- Aplicación de la pasteurización antes o después del empacado en los recipientes a

temperaturas menores de 100ºC.

- Evaluación de la calidad sensorial, fisicoquímica y microbiológica del néctar

obtenido.

La legislación por la cuál se reglamenta parcialmente lo relacionado con la elaboración,

conservación y comercialización de jugos, néctares, refrescos de frutas, es la resolución

7992 de 1991 Ministerio de Salud.

22

1.6. EVAPORACIÓN

La evaporación es una operación básica que se utiliza para eliminar agua de alimentos

líquidos diluidos, para obtener productos concentrados. La eliminación de agua proporciona

estabilidad microbiológica y permite reducir costos de almacenamiento y transporte17.

El proceso de evaporación se realiza en una marmita con camisa, donde se controla la

presión y la temperatura de procesamiento. El vapor circula dentro de la camisa y la mezcla

se concentra a vacío. El vapor procedente de la ebullición del líquido se condensa y se

desprecia.

La presión de vacío permite mantener el líquido a baja temperatura, siendo útil para el

tratamiento de materiales sensibles al calor18.

La alimentación del líquido es bombeada dentro de la cámara de calentamiento, donde se

calienta indirectamente con vapor. El vapor se introduce dentro del cambiador de calor

donde se condensa para ceder su calor de vaporización a la alimentación, saliendo del

sistema en forma de condensado.

La temperatura de evaporación (Te) se controla mediante el vacío creado dentro de la

cámara de calentamiento. Los vapores que se desprenden del producto se recogen en un

condensador y se transportan a un sistema de vacío, generalmente una bomba de vacío.

La alimentación se calienta hasta alcanzar la concentración deseada, bombeándose

posteriormente fuera del sistema de evaporación.

Las variables de evaporación se obtienen mediante la realización de balances de materia y

energía19.

17 SINGH, P. Introducción a la ingeniería de los alimentos. Zaragoza: . Ed. Acribia. 1998. p. 357. 18 MCCABE, W. Operaciones básicas de ingeniería química. Ed. Reverté. Barcelona, España. 1981. p. 479. 19 SINGH, Op cit., p. 367.

23

1.6.1 Factores del proceso. Es necesario considerar las propiedades físicas y químicas de

la mezcla que se está concentrando, de tal forma que se tienen en cuenta propiedades como:

• Solubilidad. A mediada que se calienta la solución y aumenta la concentración del

soluto, puede excederse el límite de solubilidad del material que pueda obtenerse por

evaporación de la solución.

• Sensibilidad térmica de los materiales. Los producto a ser concentrados pueden ser

sensibles a la temperatura y degradarse con el incremento de esta, afectando las

características organolépticas del producto.

• Formación de espumas. La formación de espumas debe ser controlada durante el

proceso, ya que estas pueden ser arrastradas por el vapor que sale del producto

evaporado y puede haber pérdidas del material.

• Presión y temperatura. Cuanto más elevada sea la presión de operación del

evaporador, mayor será la temperatura de ebullición. Además, la temperatura de

ebullición también se eleva a medida que aumenta la concentración del material

disuelto por la acción de la evaporación.20

1.7 EVAPORADOR A VACIO

El evaporador a vacío consta esencialmente por tres partes que son el intercambiador de

calor, el condensador y la bomba de vacío básicas y fundamentales en el proceso de

evaporación.

• Intercambiador de calor. Este elemento posee como medio calefactor el vapor de

agua saturada, con el fin de suministrar calor sensible y calor latente; la transmisión de

calor se verifica a través de una pared que separa el producto y el vapor, el diseño del

20 GEANKOPLIS, C. Procesos de transporte y operaciones unitarias. México. Ed. Continental. 1995. p.406.

24

intercambiador determina las características básicas del equipo. Debe ser fabricado de

un material con alto coeficiente de calor y poca resistencia. La superficie debe ser lisa

para evitar pérdidas de energía. La superficie debe lisa para evitar la formación de

película de agua condensada; el material más empleado es el acero inoxidable que

cumple con los requisitos anteriores.

• Condensador. El vapor desprendido del líquido debe eliminarse por medio de un

sistema de condensación; esos se dividen en dos clases condensadores de superficie y

condensadores de chorro, los de superficie se utilizan cuando el vapor de agua no puede

mezclarse con el agua de refrigeración; los más utilizados son los de tubo y los de

tanque, estas unidades requieren de un sistema de refrigeración y aumentan el costo y el

volumen de operación. Los de chorro, en estos el vapor se mezcla directamente con el

agua de refrigeración, el condensado mezclado con el agua se elimina por medio de

bombas o se controla el vacío formado con un dispositivo de control barométrico.

El consumo de agua se estima por medio del balance de calor en el condensador

barómetrico.

)()0(

12

2

TTCpTCpHs

mm

v

w

−−−

=

donde mw es la masa de agua gastada en el condensador (kg), mv es la masa de agua

evaporada (kg), Hs es la entalpía del vapor a Ts, Cp es el calor específico del agua en el

condensador, T2 es la temperatura del agua de salida en el condensador y T1 es la

temperatura de entrada del agua en el condensador.

• Bomba de vacío. Es el sistema más empleado para producir la evaporación a

temperatura baja, es necesario evitar el paso del vapor para no causar daños en su

mecanismo para lo cual el condensador tiene un separador de arrastre para retener las

gotas de líquido que puedan acompañar al vapor. Las trompas de agua podrían utilizarse

25

para producir vacío, con el inconveniente de necesitar un volumen grande de agua que

se calienta por la acción del vapor por esta razón se utilizan los eyectores de chorro de

vapor de diseño similar a las trompas con la diferencia de que el vapor que entra a

presión es el que produce la succión. 21

1.8 TRANSFERENCIA DE CALOR

Es el intercambio de energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes

partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante

convección, radiación o conducción. La conducción es la transferencia de calor a través de

un objeto sólido, mientras que la convección transfiere calor por el intercambio de

moléculas frías y calientes y la radiación es la transferencia de calor por radiación

electromagnética.

1.8.1 Mecanismos de transmisión de calor

Hay tres formas en las que el calor puede pasar de la fuente al recibidor: Conducción,

convección y radiación.

• Conducción. Consiste en la transmisión de calor entre dos cuerpos en contacto o entre

dos partes de un mismo cuerpo a distinta temperatura. El mecanismo de transmisión que

se desarrolla en los sólidos, sin desplazamiento apreciable de sus partículas o el que

tiene lugar perpendicularmente a un flujo laminar de fluido con trayectorias paralelas de

sus elementos22 La conducción se considera como la transferencia de energía de las

partículas más energéticas a las menos energéticas de una sustancia debido a las

interacciones de las mismas.

• Convección. El modo de transferencia de calor por convección se compone de dos

mecanismos. Además de la transferencia de energía debido al movimiento molecular

21 GUZMÁN, Op cit., p. 276. 22 COSTA, N. Ingeniería Química. España: Ed. Alambra, 1986. p. 3.

26

aleatorio, la energía también se transfiere mediante el movimiento global, o

macroscópico del fluido. El movimiento del fluido se asocia con el hecho de que, en

cualquier instante grandes números de moléculas se mueven de forma colectiva o como

agregados. Tal movimiento, en presencia de un gradiente de temperatura, contribuye a

la transferencia de calor. Como las moléculas en el agregado mantienen su movimiento

aleatorio, la transferencia total de calor se debe entonces a una superposición de

transporte de energía por el movimiento aleatorio de las moléculas y por el movimiento

global del fluido23

• Radiación. La radiación involucra la transferencia de energía radiante desde una fuente

a un recibidor. Cuando la radiación se emite desde una fuente a un recibidor, parte de la

energía se absorbe por el recibidor y parte es reflejada por él.

1.8.2 Manejo transferencia de calor en evaporador a vacío en estado no estacionario.

El estado no estacionario es aquel donde el flujo de calor, la temperatura o ambos varía con

el tiempo en un punto fijo. Los proceso de transferencia de calor por lotes son procesos

típicos de estado inestable en los que ocurren cambios discontinuos de calor con cantidades

específicas de material.

La transmisión de calor en tanques agitados con camisa externa define la convección

forzada por medio de la siguiente relación:

)(**** es TTAUTAUq −=∆=

donde q es la velocidad de transmisión de calor (W), U coeficiente global de transferencia

de calor (W/m2.K), A el área del intercambiador de calor (m2) y ∆T es la diferencia de

temperatura del vapor Ts (ºC) y Te es la temperatura de ebullición mantenida dentro del

evaporador (ºC)24.

23 INCROPERA, F. Fundamentos de transferencia de calor. México: Ed. Pentice Hall, 1999. p. 5. 24 VALIENTE, Antonio. Problemas de balance de material y energía en la industria alimentaria. México: Ed. Limusa. 1999. p. 146.

27

La transferencia de calor en el intercambiador inicia con la determinación del coeficiente

global de transferencia de calor25.

heKpx

hiU111

++=

El coeficiente global de transmisión de calor U está influenciado por la geometría y por los

parámetros del proceso. Donde hi es el coeficiente interno de transmisión de calor del

alimento a concentrar (W/m2 K), x espesor de pared (m), he el coeficiente externo de

transmisión de calor del vapor encamisado (W/m2.K), kp Conductividad térmica de la pared

(W/m.K).

El coeficiente de transmisión de calor se expresa en forma adimensional por el número de

Nusselt (Nu). Del conocimiento de Nu, se puede encontrar el coeficiente de transferencia

de calor de la mezcla (convección forzada) hi y entonces se calcula el flujo de calor local a

partir de la siguiente ecuación:

kDthi

Nu*

=

donde Dt, es el diámetro del tanque (m), y k es el conductividad térmica del acero (W/mºC)

hi es el coeficiente interno de transmisión de calor26.

El número de Nusselt (Nu) se encuentra en función de otros números adimensionales.

( ) ( ) 3/1Pr*Re baNu =

donde Re, es el número de Reynolds, Pr número de Prandtl, µ viscosidad absoluta de la

mezcla, µw viscosidad de la mezcla a la temperatura de la pared, y las correlaciones

existentes para un agitador de paletas sin deflectores, son las constantes a, b, m cuyo valor

depende del tipo de agitador:

25 SINGH, Op. cit., p. 370. 26 SINGH, Ibid., p. 372

28

Agitador de paletas sin deflectores según Carrasco y Cruz27.

a = 1.0 b = ½ m = 0.18

Otra variable necesaria para realizar el cálculo del coeficiente global de transmisión de

calor (U), es el coeficiente externo de transmisión de calor (he) (convección natural), de

acuerdo con las propiedades termofísicas del vapor y se halla a partir de la siguiente

ecuación: 4/132

)(****

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

−=

TsTvDtkwhg

Chew

fgw

µρ

donde C es el coeficiente de la geometría esférica, ρw es la densidad del vapor a Tv (kg/m2),

g aceleración de la gravedad (m/s2), hfg es el calor latente de vaporización a Tv (kJ/kg), k,

conductividad térmica del vapor28.

En procesos de calentamiento discontinuo de fluidos en tanques agitados se utiliza la

siguiente ecuación, de donde se despeja θ, que es el tiempo teórico del proceso:

θ⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

−−

pCpmAU

TeTvTfTv

**

ln

Donde Tv es la temperatura constante del fluido calefactor (ºC), Tf es la temperatura inicial

de la mezcla diluida (ºC), Te es la temperatura de ebullición dentro de la cámara de

evaporación(ºC), U es el coeficiente interno de transmisión de calor (W/m2 ºC), A es el

área, m es la masa del producto y Cpp capacidad calorífica del producto, θ es el tiempo

teórico en estado no estable.

1.8.3 Manejo transferencia de calor en el Autoclave. Considerando el centro como el

punto de interés, el flujo de calor desde el fluido hacia este punto encontrará dos

resistencias en serie: resistencia al flujo de calor por convección en la capa de fluido que

27 CARRASCO, M. y CRUZ, L. Tesis Determinación de variables para la obtención de bocadillo de guayaba (Psidium guajava) por medio de evaporación al vacío. Bogotá: 2004. p.51. 28 KERN, D. Proceso de transferencia de calor. México: Mc Graw Hill. 2001. p. 815.

29

rodea el sólido en sus inmediaciones y resistencia al flujo de calor por conducción en el

interior del sólido. El número Biot, (Bi) se define como la relación entre la resistencia

interna, en el producto y la externa en el fluido29.

Bi =Resistencia interna/Resistencia externa a la transmisión de calor

khD

Bi =

donde, h es el coeficiente de conductividad del vapor, D el radio del envase, y k la

conductividad térmica.

Para números de Biot mayores de 40 la resistencia superficial a la transmisión de calor es

despreciable, de tal forma que el valor de h es considerablemente mayor que el de k. El

anexo 7 se utiliza para situaciones donde el número de Biot es mayor que 40, lo cual

significa que la resistencia exterior a la transmisión de calor es despreciable. y nada más

Para determinado elemento de volumen, el número de Fourier (Fo) es una medida del flujo

del calor por conducción por unidad de flujo de calor almacenado, así un valor alto del

número de Fourier significa alta penetración del calor en el sólido en un intervalo de tiempo

dado30.

2CpDk

Foρ

θ=

donde, k es la conductividad térmica del néctar, ρ es la densidad del néctar, Cp es el calor

específico del néctar, θ es el tiempo de calentamiento en segundos y D es el diámetro del

envase.

29 SINGH, Op. cit., p. 208 30 SINGH, Op. cit., p. 214

30

La relación entre temperaturas para un cilindro finito es, (demostración hecha por Myers,

1971) 31

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−∞−∞

=TiTTT

T

Está representada en escala logarítmica frente al número de Fourier, representado en

abcisas en escala lineal. Donde T es la variable temperatura a tiempo t, Ti es la temperatura

inicial del producto embotellado y T∞ es la temperatura del medio exterior al sólido.

1.9 INOCUIDAD DEL PRODUCTO

Garantizar la calidad e inocuidad del producto es uno de los factores más importantes en la

industria de alimentos desde el momento de la elaboración con las Buenas Practicas de

Manufactura hasta el proceso de almacenamiento y consumo a través de las pruebas

microbiológicas que a continuación se mencionan

1.9.1 Recuento de bacterias mesófilas aerobias. Las bacterias mesófilas aerobias se

definen como un grupo heterogéneo de bacterias capaces de crecer entre 15 y 45 oC, con un

rango óptimo de 35 oC, en la industria de alimentos es considerado como el grupo indicador

mas grande que existe. En productos terminados es utilizado como indicador de vida útil.

Para este recuento se utilizan medios de cultivo que no tengan inhibidores para permitir el

crecimiento de los microorganismos. En este caso se utilizó el medio plate count que cuenta

con una composición (g/litro) Peptona de caseína 5.0; extracto de levadura 2.5; D(+)

glucosa 1.0; Agar-agar 14.0. Este recuento no se hace en productos enlatados ni productos

fermentados ya que por la naturaleza de estos alimentos, el recuento no sería representativo.

Un recuento alto en alimentos estables indica materias primas contaminadas o tratamientos

no satisfactorios, en productos perecederos pueden indicar condiciones inadecuadas de

tiempo/temperatura durante su almacenamiento. 31 SINGH, Op. cit., p. 217

31

1.9.2 Recuento de coliformes en alimentos. Este grupo de microorganismos comprende

varios géneros de la familia Enterobacteriaceae, está ampliamente difundido en la

naturaleza, agua y suelo. También es habitante normal del tracto intestinal del hombre, y

animales de sangre caliente. Su presencia en alimentos es signo de mala calidad higiénica

en el proceso, falta de higiene de los manipuladores, recontaminación después del proceso.

Hoy en día este grupo indicador, continua en un debate ya que muchos microorganismos

son habitantes normales de medios acuáticos y no tienen relación con la calidad higiénica.

1.9.3 Recuento de Mohos y levaduras. Comúnmente se da el nombre de mohos a ciertos

hongos multicelulares, dotados de un micelio verdadero, microscópicos y cuyo crecimiento

en alimentos se conoce por su aspecto aterciopelado y algodonoso. Las levaduras son

hongos que crecen generalmente en forma de agregados sueltos de células independientes.

Debido a la amplia dispersión de estos en todos los estratos bióticos e inertes se desprende

su fácil y frecuente aparición como contaminante en productos alimentarios, ya que estos,

constituidos por sustancias inorgánicas y orgánicas mas o menos complejas, constituyen

excelentes medios de reproducción y crecimiento. La presencia de contaminantes fúngicos

en alimentos no solo se interpreta como una fuente potencial de deterioro sino como la

posibilidad de encontrar micotoxinas.

Entre las distintas levaduras que resisten altas concentraciones de azúcar es necesario

diferenciar las especies osmofílicas las cuales toleran y pueden desarrollarse de las

osmodúricas que lo toleran pero no pueden multiplicarse. Este tipo de levaduras son las

causales de muchas alteraciones de productos con altas concentraciones de azúcar como

Schizosaccharomyces rouxii.

32

2. MATERIALES Y METODOS EXPERIMENTALES

La fruta utilizada durante el estudio fue adquirida en su mayoría de un productor de la

Vega, Cundinamarca, en algunas ocasiones fue adquirida en centros de agroabastecimiento

de la ciudad de Bogotá y Zipaquirá, además se empleó sacarosa, en presentación de 50 kg.

El estudio de control de pardeamiento se realizó un diseño experimental previo donde se

monitoreó la pulpa de feijoa con concentraciones de 0,1 a 0,2% de ácido ascórbico, ácido

cítrico y la mezcla de los mismo, almacenadas en refrigeración, congelación como se indica

en la siguiente matriz.

VARIABLES:

B1 = Congelación

B2 = Refrigeración

B3 = Escaldado (Tunel de vapor, temperatura interna de 70ºC)

A1 = Ácido ascórbico 0,1% y ácido cítrico 0,2%.

A2 = Ácido ascórbico 0,2% y ácido cítrico 0,2%

Cuadro 9. Variables diseño experimental

No. Muestra Método Concentración

ácidos

1 B1 A1

2 B1 A2

3 B2 A1

4 B2 A2

5 B3 A1

6 B3 A2

33

Se realizaron 5 repeticiones por cada prueba debido a que se necesitan valores confiables en

el control del pardeamiento enzimático para determinar la concentración óptima que

garantice un control, monitoreando visualmente cada tercer día durante 10 días.

En la elaboración de productos se realizó un diseño previo para la concentración de vacío

alto realizando un monitoreo de tres repeticiones tomando datos cada 10 minutos de las

constantes del proceso y teniendo como referencia un producto elaborado a marmita abierta

que permita comparar indicadores como el color.

El estudio busca controlar el pardeamiento enzimático de la pulpa de feijoa y utilizarla

como materia prima para la obtención de los productos bocadillo, mermelada y néctar,

optimizando las variables presentes en la obtención de los mismos. El proceso de

experimentación y producción se llevó a cabo en la planta piloto de frutas y operaciones

unitarias de la facultad de Ingeniería de Alimentos de la Universidad De La Salle.

2.1 PREEXPERIMENTACIÓN

La preexperimentación se realizó con el fin de establecer las características de la pulpa de

feijoa y aplicar diferentes tipos de tratamientos para controlar el pardeamiento enzimático

que se presenta, además establecer condiciones para obtener bocadillo y mermelada de

feijoa que cumpla con las características exigidas por el mercado.

2.1.1. Caracterización de la fruta. Para realizar la caracterización de la feijoa, se hicieron

ensayos durante tres meses donde se obtuvieron seis muestras, de cada una se realizaron

cinco repeticiones donde se determinaron las características de pH, ºBrix, acidez,

viscosidad .

El pH se determinó por medio de un potenciómetro, los grados ºBrix se determinaron

mediante un refractrómetro tomando lecturas a 20ºC, la acidez se efectúa por titulación y la

viscosidad se determina mediante el viscosímetro ST DIGIT-R.

34

2.1.2 Control de pardeamiento. Inicialme se expuso al medio ambiente 100g de pulpa de

feijoa para determinar su tiempo de pardeamiento el cual fue monitoreado cada 30

minutos llevando registro fotográfico.

El control de pardeamiento se realizó a partir de diferentes métodos, como adición de

antioxidantes, almacenamiento a diferentes temperaturas y tratamientos térmicos.

• Adición de antioxidantes (ácido ascórbico y ácido cítrico). Previamente a la

elaboración de los productos se realizó una pre-experimentación que determinó las

condiciones que controlan el pardeamiento enzimático de la pulpa de feijoa.

Inicialmente se manejaron concentraciones entre un rango 0.01 a 0.7% de ácido cítrico,

ácido ascórbico y la mezcla de los ácidos, siguiendo la matriz presentada en el cuadro 8

donde la primera columna denomina el nombre de la muestra y en las siguientes se

observa el porcentaje adicionado de ácido cítrico y ácido ascórbico respectivamente;

por ejemplo: En la muestra H se le adicionó a la pulpa de feijoa el 0.1% de ácido cítrico

y el 0.2% de ácido ascórbico con relación al peso de la pulpa de feijoa.

Cuadro 10. Adición de antioxidantes Muestra % Ácido Cítrico % Ácido Ascórbico

A 0,01 0,0 B 0,1 0,0 C 0,2 0,0 D 0,7 0.0 E 0,0 0,01 F 0,0 0,1 G 0,0 0,2 H 0,0 0,7 I 0,01 0,01 J 0,01 0,1 K 0,01 0,2

35

L 0,01 0,7 M 0,1 0,01 N 0,1 0,1 Ñ 0,1 0,2 O 0,1 0,7 P 0,2 0,01 Q 0,2 0,1 R 0,2 0,2 S 0,2 0,7 T 0,7 0,01 U 0,7 0,1 W 0,7 0,2 X 0,7 0,7

Estos ensayos se realizaron por triplicado y cada muestra fue almacenada en tres

temperaturas diferentes (-15ºC, 4ºC y 17ºC) en condiciones de congelación, refrigeración y

medio ambiente respectivamente; evaluadas a través del tiempo y empacadas en bolsas con

sellopack.

A partir de los datos obtenidos anteriormente se tomaron concentraciones de 0.1 a 0.2% de

ácido ascórbico solo y en mezcla con ácido cítrico, en método de congelación, y

refrigeración evaluando la concentración optima para el control del pardeamiento. En el

cuadro 11 se observan ocho pruebas con presencia de antioxidantes numeradas desde 1

hasta 8.

Se realizaron 5 repeticiones por cada prueba (las cuales están denominadas con las letras a,

b, c, d y e), debido a que se necesitan valores confiables en el control del pardeamiento

enzimático para así poder determinar la concentración más óptima que nos garantice un

mayor control.

36

Cuadro 11. Evaluación de diferentes concentraciones de dos antioxidantes.

Pruebas Ácido Ascórbico

% Ácido Cítico

% Tipo de

Almacenamiento 1 0,1 0,2 Congelación

2 0,2 0,2 Congelación

3 0,1 0,2 Refrigeración

4 0,2 0,2 Refrigeración

5 0,1 Congelación

6 0,1 Refrigeración

7 0,2 Congelación

8 0,2 Refrigeración

• Inactivación de enzimas por tratamiento térmico aplicada a la pulpa de feijoa.

Otro método de control del pardeamiento es la inactivación de enzimas por calor,

inicialmente se realizaron pruebas de laboratorio para determinar las temperaturas

adecuadas para inactivar la enzima presente sin provocar daño térmico en la pulpa por

medio de las pruebas de presencia de peroxidasa y catalasa a diferentes temperaturas

tomando como referencia una muestra patrón.

Uno de los tratamientos térmicos para inactivación de enzimas que se utilizan con más

frecuencia es el escaldado de la fruta, este tipo de tratamiento se realizó para la feijoa.

Se realizó un tratamiento térmico en el túnel de vapor con el producto empacado en

bolsas de polipropileno en un tiempo de siete minutos hasta alcanzar una temperatura

interna de 75ºC evaluada anteriormente en el laboratorio.

Para controlar el pardeamiento enzimático se aplicó un tratamiento térmico por

inmersión en agua a 92ºC hasta alcanzar una temperatura interna de 70ºC por 20

37

minutos en pulpa empacada en frascos de vidrio, su almacenamiento fue al medio

ambiente

Otro método aplicado fue por medio del autoclave con vapor a una temperatura de

132,22ºC , presión de 47 psi y un tiempo de 20 minutos manejando un frasco de vidrio

de 250g.

2.1.3 Productos concentrados. En la formulación para los productos concentrados se

tuvieron en cuenta como variables de proceso:

Ajuste de pH

Cantidad y método de adición de la pectina.

Porcentaje de pulpa

Porcentaje de azúcar

Para determinar la formulación adecuada se realizaron varios ensayos en los cuales se

fueron intercambiando las variables del proceso, dejando fijas tres variables (por ejemplo:

formulación y orden de adición de los ingredientes) y variando la otra (ejemplo: ajuste de

pH) hasta obtener un bocadillo (según cuadro 12). En Colombia no existen normas técnicas

para determinar la calidad ni las características del bocadillo, así cada propietario de fabrica

tiene su propia formula y medidas en cuanto a la adición y cantidad de los componentes, el

bocadillo de feijoa busca alcanzar características semejantes a las que se encuentran en los

bocadillo de guayaba que ofrece el mercado.) y mermelada (según cuadro 11 y resolución

15789 de 1984 del Ministerio de Salud).

• Bocadillo

La primera prueba se realizó en marmita abierta (presión atmosférica) con una proporción

de 50% de pulpa y 50% de azúcar sobre el peso esperado del bocadillo, Los datos iniciales

de la pulpa fueron de pH inicial de 2.9, con ºBrix de 13; la pulpa fue obtenida con un tamiz

de 0.5 mm de diámetro, y ajustada a un pH de 3,6 (adición citrato de sodio),los ºBrix del

38

producto final fueron 75. La adición de azúcar se realizó en tres fracciones y la pectina se

adicionó con el último tercio de azúcar.

Se realizó un segundo ensayo en el evaporador manejando una presión de vacío bajo, con

un pH inicial de 2.85 y unos ºBrix de 13.2; la formulación empleada fue 50:50 y las mismas

condiciones manejadas en ensayo anterior.

En un tercer ensayo realizado a vacío alto se aplicó una formulación con una proporción de

50% de pulpa y 50% de azúcar sobre el peso esperado del bocadillo, la pulpa fue obtenida

con un tamiz de 0.5 mm de diámetro, con unas condiciones iniciales de pH 2,7 y ºBrix de

12,5; el pH de la pulpa fue ajustado a 3.6 (la cantidad de citrato de sodio necesario se

determina midiendo el pH inicial de una muestra de 100g de pulpa y adicionándole una

solución de citrato hasta ajustar el pH deseado) y los ºBrix del producto fueron 75. El

azúcar se adicionó con la pulpa a temperatura ambiente. La pectina fue adicionada con el

último tercio del azúcar. La evaporación se realizó con presión de vacío alto.

Para el cuarto ensayo a vacío alto se utilizó una formulación de 60% en pulpa y 40% en

azúcar, con unas condiciones iniciales de pH 2,8 y ºBrix 13,0; el ajuste del pH de la pulpa,

los ºBrix del bocadillo y el orden de adición de los ingredientes fue igual al primer ensayo.

En el quinto ensayo a vacío alto se mantuvo la formulación anterior 60:40, al igual que los

ºBrix, el pH de la pulpa fue ajustado a 3,75. La pulpa fue obtenida con un tamiz de 1mm de

diámetro para aumentar el rendimiento y conservar la pectina contenida en la cáscara. Las

condiciones iniciales de la pulpa fueron de pH 3,0 y ºBrix de 13,7. Se calentó hasta 40ºC y

se adicionó una tercera parte de azúcar manteniendo la agitación por 5 minutos,

posteriormente se adición otra parte de azúcar, y se repitió el procedimiento hasta diluir la

totalidad del mismo. Finalmente se adicionó la pectina en solución (1:2:10, pectina, azúcar,

agua a 90ºC respectivamente). La evaporación se realizó utilizando presión de vacío alto.

39

El sexto ensayo se llevó a cabo con las mismas condiciones anteriores, únicamente vario la

formulación, la cual se realizó 50:50. Las condiciones iniciales de la pulpa fueron pH 2,8 y

ºBrix de 12,0. La evaporación se realizó con presión de vacío alto.

En el séptimo ensayo se mantuvieron las condiciones de los dos últimos ensayos, las

condiciones iniciales de la pulpa fueron de pH 3,0 y ºBrix de 14, con una formulación de

55% de pulpa y 45% de azúcar.

Cuadro 12. Variables y condiciones para la obtención de la formulación de bocadillo.

Ensa

yo

pH in

icia

l de

la p

ulpa

ºBrix

inic

iale

s de

la p

ulpa

Diá

met

ro d

el

tam

iz d

e la

pu

lpa

Aju

ste d

el p

H

pulp

a

% p

ulpa

% a

zúca

r

Adi

ción

de

los

ingr

edie

ntes

Adi

ción

de

pect

ina

Pres

ión

de

Vac

ío

1º 2,9 13,0 0.5 mm 3,60 50 50 Azúcar adicionado en tres fracciones

Con el último tercio de azúcar ∗Ninguna

2º 2,8 13,2 0.5 mm 3,60 50 50 Azúcar adicionado en tres fracciones, mezcla realizada a temperatura ambiente

Con el último tercio de azúcar ∗Bajo

3º 2,7 12,5 0.5 mm 3,60 50 50 Azúcar adicionado en tres fracciones, mezcla realizada a temperatura ambiente

Con el último tercio de azúcar ∗Alto

4º 2,8 13,0 0.5 mm 3,60 ∗60 ∗40 Azúcar adicionado en tres fracciones, mezcla realizada a temperatura ambiente

Con el último tercio de azúcar Alto

5º 3,0 13,7 ∗1.0 mm ∗3,75 60 40 Azúcar adicionado en tres fracciones, ∗calentamiento previo para la adición del azúcar.

∗Pectina en solución. Alto

6º 2,8 12,0 1.0 mm 3,75 ∗50 ∗50 Azúcar adicionado en tres fracciones, calentamiento previo para la adición del azúcar.

Pectina en solución. Alto

7º 3,0 14,0 1.0 mm 3,75 ∗55 ∗45 Azúcar adicionado en tres fracciones, calentamiento previo para la adición del azúcar.

Pectina en solución. Alto

* Indica el cambio de variable en el proceso.

• Mermelada

Inicialmente a partir de una pulpa con un pH de 2.8 y unos ºBrix de 13, se realizó una

formulación para la obtención de la mermelada con una proporción de 60% de pulpa y 40%

de azúcar sobre el peso esperado del producto, el pH se ajustó a 3.2, la pectina se adicionó

con la tercera parte del azúcar; para obtener la pulpa se utilizó un tamiz de 1mm de

diámetro, y se concentró en una marmita abierta (presión atmosférica).

40

A continuación se realizó una prueba a vacío alto con una formulación con una proporción

de 60% de pulpa y 40% de azúcar sobre el peso esperado del producto, con unas

condiciones iniciales de pH de 2.7 y 14 ºBrix, el pH se ajustó a 3.2, la pectina se adicionó

con la tercera parte del azúcar, la mezcla se realizo a temperatura ambiente; para obtener la

pulpa se utilizó un tamiz de 1 mm de diámetro.

Según la experimentación realizada con el bocadillo se demostró que algunos parámetros

son importantes en la concentración de productos de feijoa, de tal forma que estos fueron

retomados para realizar la mermelada. El proceso se llevó a cabo manejando una

proporción de 50% de pulpa y 50% de azúcar, con condiciones iniciales de pH 3.0 y 12

ºBrix, se ajustó el pH a 3.35 la pulpa fue obtenida con un tamiz de 1 mm de diámetro, los

ºBrix del producto fueron 65. Se calentó la pulpa hasta 40ºC y se adicionó una tercera parte

de azúcar manteniendo la agitación por 5 minutos, posteriormente se adición otra parte de

azúcar, y se repitió el procedimiento hasta diluir la totalidad del mismo. Finalmente se

adicionó la pectina en solución (1:2:10, pectina, azúcar, agua a 90ºC respectivamente). La

evaporación se realizó a vacío alto, como se observa a continuación.

Cuadro 13. Variables y condiciones para la obtención de la formulación de mermelada.

Ensa

yo

pH in

icia

l de

la p

ulpa

ºBrix

inic

iale

s de

la p

ulpa

Diá

met

ro d

el

tam

iz d

e la

pu

lpa

Aju

ste d

el p

H

pulp

a

% p

ulpa

% a

zúca

r

Adi

ción

de

los

ingr

edie

ntes

Adi

ción

de

pect

ina

Pres

ión

de

Vac

ío

1º 2.8 13 1.0 mm 3,20 60 40 Azúcar adicionado en tres fracciones

Con el último tercio de azúcar

Ninguna

2º 2.7 14 1.0 mm 3,20 60 40 Azúcar adicionado en tres fracciones, ∗mezcla realizada a temperatura ambiente

Con el último tercio de azúcar

Alto

3º 3.0 12 1.0 mm ∗3,35 ∗50 50 ∗Azúcar adicionado en tres fracciones, calentamiento previo

∗Pectina en solución

Alto

* Indica el cambio de variable en el proceso.

41

2.2 FASE EXPERIMENTAL

A partir de la formulación final se realizaron tres repeticiones con el fin de comprobar que

al realizar las repeticiones manejando la misma formulación se va a obtener bocadillo con

las mismas características que el primero..

2.2.1 Bocadillo. Se ajustó el pH de la pulpa a 3,75; la formulación utilizada fue 55% de

pulpa y 45% de azúcar, la pulpa fue obtenida por medio de la despulpadora con un tamiz de

1mm de diámetro para aumentar el rendimiento y conservar la pectina contenida en la

cáscara. La pulpa se calentó hasta 40ºC y se adicionó una tercera parte de azúcar

manteniendo la agitación por 10 minutos, cuando la temperatura se encontraba a 45ºC se

realizó la adición de otra parte de azúcar, y finalmente cuando la temperatura era 53ºC se

repitió el procedimiento hasta diluir la totalidad del mismo. Finalmente se adicionó la

pectina en solución (1:2:10, pectina, azúcar, agua a 90ºC respectivamente).

2.2.2 Mermelada. Se tomó con una proporción de 50% de pulpa y 50% de azúcar sobre el

peso esperado del producto, la pulpa fue obtenida con un tamiz de 1 mm de diámetro, el pH

de la pulpa fue ajustado a 3.35 y los ºBrix del producto fueron 65. La pulpa se calentó

hasta 40ºC y se adicionó una tercera parte de azúcar manteniendo la agitación por 10

minutos, cuando la temperatura se encontraba a 45ºC se realizó la adición de otra parte de

azúcar, y finalmente cuando la temperatura era 53ºC se repitió el procedimiento hasta diluir

la totalidad del mismo. Finalmente se adicionó la pectina en solución (1:2:10, pectina,

azúcar, agua a 90ºC respectivamente).

2.2.3 Producto diluido (néctar): En la elaboración del néctar no se realizó una previa

experimentación, la formulación fue tomada del curso de tecnología de frutas y hortalizas

de la Universidad De La Salle dictado por el profesor Hugo Erazo, y siguiendo la normativa

establecida (Resolución 7992 de 1991 Ministerio de Salud) para este producto (Anexo 2),

ºBrix finales 10 mínimo, pH 2,05 mínimo.

42

2.3 PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACIÓN DE PRODUCTOS DE FEIJOA

2.3.1 Elaboración de productos concentrados. En la experimentación se pretende

obtener bocadillo, mermelada y néctar, que cumplan con las características organolépticas

requeridas por la normativa que los cubre y así poder garantizar al consumidor un excelente

producto, inhibiendo el pardeamiento sin adición de sustancias que blanqueen y la

conservando las características de la fruta.

• Recepción de la fruta: la fruta llega a la planta y es pesada previamente con el fin de

determinar el rendimiento de la fruta y a partir de este momento se inicia el proceso.

• Selección y clasificación de la fruta: la fruta se somete a un proceso de selección en la

cuál son desechados aquellos frutos que presentan sobremaduración, fermentación o

algún tipo de daño que pueda afectar la sanidad de la pulpa.

• Lavado y desinfección: el lavado se realiza por inmersión en agua con una

concentración de Timsen de 200 ppm durante 10 minutos en la banda de lavado que se

encuentra en la planta piloto de frutas de la universidad de la Salle con el fin de

eliminar las hojas y demás suciedades presentes en esta, posteriormente es enjuagada.

• Picado: la fruta se pica en un procesador de vegetales ya que esta por su sensibilidad al

calor no permite la realización de un previo escaldado que facilite el despulpado.

• Despulpado: este proceso se realiza con el tamiz más grueso, La pulpa obtenido es

sometido a un control de sólidos solubles, pH, y determinación de citrato necesario para

alcanzar el pH deseado, para efectuar la formulación.

• Mezclado: inmediatamente obtenida la pulpa se le adiciona la cantidad de antioxidante

determinada en la pre-experimentación y se mezcla para garantizar uniformidad en el

43

producto.

• Concentración: se realiza inicialmente la alimentación de la pulpa al evaporador y es

calentada hasta alcanzar los 40ºC con el fin de mejorar la solubilidad de la mezcla luego

se adiciona el azúcar en tres fracciones, pectina en solución y citrato. Se inicia la

evaporación a vacío registrando cada 10 minutos datos de presión, temperatura y cada 3

ºbrix continuando con el proceso hasta obtener los brix deseados según el producto

teniendo en cuenta que el enfriamiento del producto aumenta 3 ºbrix.

• Moldeo (Bocadillo): el producto final se vierte en gaveras de madera previamente

desinfectadas y forradas con papel celofán los cuales se dejan en reposo durante 24

horas aproximadamente, en un lugar donde no se pueda contaminar y se enfrié hasta

obtener una textura que permita el corte uniforme.

• Empaque y envasado: el empaque de acuerdo al producto a elaborar, en el caso del

bocadillo se recomienda envolver en papel celofán, para la mermelada se envasa en

frascos de vidrio de 300cc previamente esterilizados y cerrados, y se almacena en un

lugar fresco.

Todo el proceso descrito anteriormente está representado gráficamente en el siguiente

figura 2.

44

Figura 2. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE BOCADILLO Y MERMELADA

Agua Timsen

Feijoa

Azúcar Pectina Citrato Acido ascórbico 0.2%

Producto

Producto Producto

Gaberas Papel celofan ó

frascos

RECEPCIÓN DE FEIJOA SELECCIÓN Y

CLASIFICACIÓN DE FRUTA Y PESAJE

LAVADO Y DESINFECCIÓN

Fruta desechada Agua y Timsen

f e i j o a

DESPULPADO MEZCLADO

Pepas y cáscaras

Pulpa de fruta

Pulpa de fruta

MOLDEO EMPAQUE

CONCENTRACIÓN

45

2.3.2 Elaboración de productos diluidos (néctar). El proceso inicialmente maneja las

mismas operaciones primarias que el proceso para mermelada y bocadillo a diferencia del

proceso de refinado y Pasteurización.

• Recepción de la fruta: la fruta llega a la planta y es pesada previamente con el fin de

determinar el rendimiento de la fruta y a partir de este momento se inicia el proceso.

• Selección y clasificación de la fruta: la fruta se somete a un proceso de selección en la

cuál son desechados aquellos frutos que presentes sobremaduración, fermentación o

algún tipo de daño que pueda afectar la sanidad de la pulpa.

• Lavado y desinfección: el lavado se realiza por inmersión en agua con una

concentración de Timsen de 200ppm durante 10 minutos, en la banda de lavado que se

encuentra en la planta piloto de frutas de la universidad de la Salle con el fin de

eliminar las hojas y demás suciedades presentes en esta, posteriormente es enjuagada.

• Picado: la fruta se pica en un procesador de vegetales ya que esta por su sensibilidad al

calor no permite la realización de un previo escaldado que facilite el despulpado.

• Despulpado: la pulpa obtenido con un tamiz mediano es pasado nuevamente con el

tamiz más fino y posteriormente es sometido a un control de sólidos solubles, pH.

• Mezclado: inmediatamente obtenida la pulpa refinada se le adiciona 0.2% de ácido

ascórbico determinado en la pre-experimentación y se realiza la mezcla del azúcar, agua

y pulpa.

• Envasado: el néctar es envasado en botellas de vidrio previamente esterilizadas y

cerradas.

46

• Pasteurización: debido a problemas técnicos del pasteurizador se optó por realizar una

pasteurización en el autoclave a una presión manométrica de 25 psi a temperatura del

vapor es de 132ºC y un tiempo de 20 minutos. Luego se realizó un choque térmico en

inmersión en agua a temperatura de 10ºC.

• Almacenamiento: el néctar se almacena al medio ambiente.

El proceso descrito anteriormente se encuentra representado gráficamente en la figura 2.

2.4 EQUIPOS

Los equipos empleados durante la experimentación del trabajo de grado son equipos

existentes en la planta de frutas y operaciones unitarias de la Facultad de Ingeniería de

alimentos de la Universidad De La Salle, sede la Floresta. Los equipos utilizados para la

elaboración de los productos son: evaporador (productos concentrados) y autoclave

(producto diluido).

• Evaporador. El evaporador consta de un intercambiador de calor, un condensador, una

bomba de vacío y una torre de enfriamiento.

El producto es introducido en el interior del equipo y luego se realiza un cierre

hermético para garantizar mantener el vacío durante el proceso. El intercambiador de

calor suministra el calor mediante vapor de agua saturada, esta va encamisada. El vapor

desprendido del producto se eliminarse por medio de un sistema de condensación,

donde el vapor se mezcla directamente con el agua de refrigeración, el condensado

mezclado con el agua se elimina por medio de una bomba.

La bomba de vacío permite realizar la evaporación a una temperatura baja.

A continuación se resumen sus características, importantes para determinar las variables del

proceso en le cuadro 14.

47

Cuadro 14. Resumen evaporador a vacío

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FORMATO Nº 1 HOJA DE MAQUINARIA

OPERACIÓN: Evaporación o concentración a Vacío

EQUIPO: Evaporador (Anexo 4 Diagrama 1)

MARCA: J. J Ltda.

UBICACIÓN: El evaporador a vacío se

encuentra ubicado en la planta de

operaciones unitarias de la Universidad de la

Salle.

MANTENIMIENTO: Se debe realizar de

manera preventiva cada tres meses, de tal

forma que garantice el correcto

funcionamiento del equipo.

RECOMENDACIONES: Verificar la

capacidad de la bomba de vacío para evitar

el rompimiento de vacío durante el proceso.

ASEO: El aseo debe realizarse inmediatamente finalizado el proceso de concentración

con jabón adecuado para la industria de alimentos, este proceso debe ser muy estricto ya

cualquier residuo de producto representa un foco de contaminación.

• Autoclave. El autoclave es un equipo discontinuo sin agitación, manipulado

manualmente. Alberga envases de tamaños diferentes y se pueden emplear en distintos

procesos. El consumo de vapor y de agua son elevados. Es de tipo vertical,

economizando espacio, y realizando la carga por la parte superior del equipo.

Consta de una válvula de seguridad, válvula de escape para sangrar el vapor de agua

durante el proceso, de un manómetro y de un termómetro. El néctar se envasa y se

introduce dentro del equipo, luego se gradúa la presión hasta que se obtiene una

temperatura interna de 100ºC y de regular abriendo y cerrando la válvula de escape.

48

Figura 3. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE NÉCTAR

Agua Jabón

feijoa feijoa

Acido Azúcar Agua Ascórbico

néctar Néctar Néctar Envasado Pasteurizado Néctar pasteurizado Frascos

RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA

SELECCIÓN Y CLASIFICACIÓN DE FRUTA Y PESAJE

LAVADO Y DESINFECCIÓN

Fruta desechada Agua y Jabón

REDUCCIÓN DE TAMAÑO

Feijoa picada

DESPULPADO REFINADO

Pepas y cáscaras

Pulpa de fruta

Pulpa de fruta fina

PASTEURIZADO

MEZCLADO

ENVASADO ALMACENAMIENTO

Pepas y cáscaras

49

A continuación encontramos en el cuadro 15 un resumen de algunas de sus características.

Cuadro 15. Autoclave.

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FORMATO Nº 2 HOJA DE MAQUINARIA

OPERACIÓN: Esterilización

EQUIPO: Autoclave (Anexo 4 diagrama 2)

MARCA: J. J Ltda.

UBICACIÓN: El autoclave se encuentra

ubicado al lado izquierdo del refrigerador y

al lado derecho del túnel de vapor en la

planta de operaciones unitarias de la

Universidad de la Salle.

MANTENIMIENTO: Se debe realizar de manera preventiva cada tres meses, de tal forma que garantice el correcto funcionamiento del equipo.

RECOMENDACIONES:

ASEO: No es tan dispendioso ya que los productos van debidamente empacados, aún así

es recomendable realizarlo después de su uso.

2.5 VARIABLES DEL PROCESO

Durante el proceso de evaporación y esterilización se monitorearon las siguientes variables de

control, para estandarizar el proceso:

2.5.1 Proceso de concentración

• Presión en el evaporador: la presión es tomada mediante el manómetro presente en el

evaporador a vacío, esta presión registrada es vacío alto.

• Temperatura de procesamiento: esta temperatura es tomada cada 10 minutos durante el

proceso de concentración mediante las termocuplas que tiene el equipo

50

• Tiempo de proceso de evaporación: esta temperatura es tomada cada 10 minutos durante el


• Temperatura del vapor encamisado: esta temperatura es tomada cada 10 minutos durante el


• Temperatura de la torre de condensación y del tanque de enfriamiento: esta temperatura es

tomada cada 10 minutos durante el proceso de concentración mediante las termocuplas que

tiene el equipo

• Velocidad de agitación: la velocidad de agitación fue retomada del trabajo de grado Carrasco,

Cruz ya estudiada y establecida por las mismas.

2.5.2 Proceso de pasteurización

• Presión a la cual se lleva a cabo el proceso: Esta presión es tomada por medio del manómetro

que tiene el equipo.

• Temperatura del vapor en el equipo: El Autoclave tiene un termómetro que nos permite medir

esta temperatura.

• Tiempo de proceso: Es tomado durante el proceso de pasteurización.

2.6 INDICADORES

• Indicadores de proceso. En la concentración se tomaron en cuenta como indicador los

sólidos solubles (ºBrix), medidos con un refractómetro; ya que fueron monitoreados durante

todo el proceso a partir de la pulpa hasta el producto terminado, siendo determinantes en la

culminación del mismo.

• Indicadores de producto.

Sólidos solubles. Lectura tomada por medio de refractómetro.

Textura. Característica evaluada por medio del penetrómetro (Anexo 6)

Color . Característica evaluada según tabla de Pantone (Anexo 12)

51

2.7. CALCULOS INGENIERILES APLICADOS A LOS PROCESOS

2.7.1 Productos concentrados. Los cálculos aplicados a continuación son para productos

concentrados

• Balance de materia. El balance de materia se hizo con el fin de hallar la masa de agua

evaporada durante el proceso, variable importante para determinar el balance de energía.

Además determinar el rendimiento del proceso, los cuales se explican en el numeral 3.3.1.

El balance de materia general está regido por 2 corrientes de entrada; la cantidad de feijoa, y

la cantidad de azúcar empleada, y 5 corrientes de salida5 la cantidad de impurezas que son

desechadas del proceso de selección y lavado, la cantidad de cascarilla y semillas desechadas

en el despulpado, la cantidad de agua evaporada, las pérdidas de producto terminado, al

finalizar el proceso los kilogramos de producto terminado.

• Balance de energía. Se realiza primero un balance de energía con las entalpías en el sistema

de evaporación se obtiene la masa de vapor encamisado

mm hm + ms hvs = mv hv1 + mp hp +ms hc Donde mm es la masa de la mezcla líquida diluída (pulpa más azúcar) expresada en kg, hm es

la entalpía (kJ/kg) de la mezcla líquida diluída en función de Tf (temperatura de la mezcla

líquida diluída, ºC), ms es la masa del vapor encamisado y hvs es la entalpía del vapor saturado

en función Ts (temperatura del vapor); mv es masa del agua evaporada (kg) y hv1 es la entalpía

del vapor saturado a T1 (Temperatura de ebullición mantenida dentro de la cámara del

evaporador); mp, masa del producto hp es la entalpía del producto concentrado (kJ/kg) y hc es

la entalpía del condensado a Ts.

5 SINGH, Op cit., p. 211.

52

• Propiedades que se determinan experimentalmente. Para realizar los cálculos de

transferencia de calor del proceso es necesario conocer estas propiedades ya que la mezcla se

comporta como un fluido no newtoniano.

Viscosidad: Se determinó experimentalmente con un viscosímetro rotacional ST DIGIT-R

marca JP SELECTA que se encuentra en los laboratorios de operaciones unitarias de la

facultad de Ingeniería de Alimentos, sede Floresta de la Universidad De La Salle. Este valor

se estableció para la pulpa, mezcla y producto terminado (Anexo 8).

Capacidad calorífica: Este valor será obtenido por medio de un programa para determinar

propiedades térmicas de alimentos chilenos desarrollado por el Departamento de Ciencia y

Tecnología de los Alimentos, Facultad Tecnológica de la Universidad de Santiago de Chile.

Conductividad térmica y difusividad térmica: Estas dos propiedades son determinadas por

el programa utilizado para la capacidad calorífica.

Densidad: Esta propiedad se determinó experimentalmente. (Anexo 5)

• Transferencia de calor. Se requirieron las propiedades termofísicas del fluido para

determinar Re (número de Reynolds) y definir el tipo de flujo del proceso, posteriormente se

halló Pr (número de Prandtl) para determinar el coeficiente interno (hi) propiedades

termofísicas del vapor encamisado y externo (he) propiedades de la mezcla, pulpa mas azúcar

para hallar el tiempo teórico y compararlo con el experimental.

2.7.2 Productos diluidos. Para determinar la temperatura en el centro del envase se halló el

número de Biot y el número de Fourier para el espesor y el semiespesor del mismo. Estos datos

fueron reemplazados en la gráfica de conducción transitoria (Anexo 9) donde se obtiene la lectura

de la temperatura de la línea central para un cilindro infinito.

53

2.8 PRUEBAS MICROBIOLÓGICAS

Las pruebas microbiológicas se realizaron en el laboratorio de microbiología de la Universidad

De La Salle. Realizando tres diluciones con dos repeticiones de cada una.

Las muestras son recolectadas de cuatro repeticiones de cada proceso de concentración (bocadillo

y mermelada) y dos repeticiones de néctar. Realizando tres diluciones y dos repeticiones por cada

dilución.

2.8.1 Recuento de bacterias mesófilas aerobias. Inicialmente es importante para todas las

pruebas realizar las diluciones necesarias, en muestras líquidas como el néctar la dilución 10-1 se

prepara midiendo 11 ml de la muestra en un frasco de dilución que contenga 99 ml del diluyente

(agua peptonada), sosteniendo la pipeta en un ángulo de 45 grados sobre la parte interior del

cuello del frasco.

Para muestras sólidas pesar 11 g del total de las muestras en un frasco de dilución que contenga

99 ml del diluyente, tratando de coger de la superficie e interior del alimento. (No debe olvidar

que este procedimiento se debe hacer en condiciones de esterilidad).

Agitar el frasco vigorosamente, dejar en reposo de 2 a 5 minutos. Transferir un mililitro de la

dilución 10-1 a un tubo que contenga 9 ml del diluyente para obtener la dilución 10-2. Con otra

pipeta mezclar cuidadosamente la dilución, pipeteando 10 veces, transferir un mililitro a otro tubo

que contenga 9 ml del diluyente para obtener la dilución 10-3 .

Repetir estos pasos hasta obtener el número de diluciones deseadas, cada dilución sucesiva

disminuirá 10 veces la concentración.

El rango de diluciones preparadas y sembradas puede modificarse en función a la cifra de

microorganismos esperada, de todos modos siempre debe sembrarse tres diluciones distintas y

consecutivas.

54

* Se realizaron diluciones en base 10 del producto ya sea bocadillo, mermelada o néctar ,

utilizando para los tres productos tres diluciones 10-1, 10-2, 10-3.

* La siembra fue hecha en profundidad por duplicado 1 mL de cada una de las diluciones

seleccionadas

* Se adicionó de 15-20 mL de agar Plate Count (el cual debe estar a una temperatura de

aproximadamente 45oC)

* La mezcla se hizo inmediatamente las cajas tuvieron el medio (haciendo movimientos

ascendentes, descendentes, en forma de L, cada uno de estos movimientos se hicieron mínimo 5

veces).

* Se dejo solidificar y luego se adicionó una capa de sellante de aproximadamente 5 mL sobre

la caja, dejar solidificar nuevamente.

* Fue Incubado a 35oC durante 48 horas

* Al terminar el tiempo de incubación se realizó el recuento.

* Criterio de selección: luego de haber realizado el recuento se seleccionó una de las diluciones

para bacterias mesófilas aerobias manejando el rango de 30-300 colonias.

2.8.2 Recuento de coliformes en alimentos. Para este análisis se utilizó como medio el caldo

brilla y se realizo el siguiente procedimiento para realizar la siembra.

* Se realizaron diluciones del producto como se indico en el punto 2.7.1 para mesófilos aeróbios

* Se inoculó tres tubos de caldo Brilla, cada uno con un mililitro de la dilución

seleccionada.(Cada tres tubos se denominan una serie y en esta técnica se deben realizar tres

series de diluciones seguidas, nunca se puede saltar en las diluciones por que no existe una

correlación). La mezcla se hizo por inversión, observando que las campanas de Durham estén

llenas de caldo.

* Se incubaron los tubos a 35°C por un período de 24 a 48 horas.

* Se observaron los tubos que presentaron producción de gas y turbidez (la producción de gas se

ve por el desplazamiento del medio de la campana de Durham, un coliforme típico hace un

55

desplazamiento casi completo de la campana, se debe evitar la confusión con falsos positivos, los

cuales fermentan lentamente la lactosa produciendo desplazamientos pequeños del medio de

cultivo). Comparar en la tabla de NMP encontrada en el anexo 8 e informar como coliformes

totales por gramo o mililitro.

2.8.3 Recuento de hongos y levaduras. Para estas pruebas se utilizó para el cultivo el medio

OGY, y se realizó el siguiente procedimiento

* Se realizaron las diluciones de acuerdo a las indicaciones del numeral 2.8.1

* Se realizó la siembra por duplicado, en profundidad, 1 mL de las diluciones seleccionadas.

* Fue agregado el Agar fundido OGY (15 – 20 mL) (YGC o Rosa de Bengala).

* La mezcla fue según las instrucciones en mesófilos aerobios.

* Una vez solidificado el Agar se aplicó una capa sellante.

* Se incubó a 25ºC por 5 día

* Se realizó una selección de las cajas que estén entre 15 – 150 colonias, contar las colonias que

presenten las características de hongos y levaduras.

56

3. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

3.1 PREEXPERIMENTACIÓN

Esta fase del trabajo de grado se realizó con el fin de determinar las características de la pulpa de

feijoa y la incidencia de la temperatura sobre la misma. Se observó el tiempo de pardeamiento de

la pulpa, con y sin ayuda de antioxidantes a diferentes concentraciones almacenados en diversas

temperaturas. Teniendo en cuenta la teoría existente para la elaboración de productos

concentrados se hizo un desarrollo para la feijoa, descifrando los problemas que se presentaban

bajo esas condiciones y realizando los ajustes necesarios, hasta obtener las características

organolépticas, físicas y químicas de los productos.

3.1.1 Caracterización de la pulpa de feijoa. El pH de la pulpa presenta variaciones, la madurez

de la fruta no es una variable que se controla en el proceso poscosecha o de recolección de la

fruta. Esta variable es utilizada y controlada durante el proceso de elaboración de productos,

entonces se estandariza mediante la adición de una base.

El análisis estadístico se realizó con el programa Statistics versión 4.0, donde se observan los

valores mínimos y máximos, además de la media. Como se observa en la figura 4 en el primer

ensayo se obtuvo un valor máximo de 2,7 y un valor mínimo de 2,67 con una media de 2,67. La

variación del pH implica una un ajuste de más de una unidad en la elaboración del bocadillo,

incrementando los costos ya que aumenta la proporción de citrato de sodio para alcanzar dicho

ajuste, además incrementa los riesgos de tener defectos en la textura final del producto, ya que la

descompensación puede ser mayor o menor, presentando rigidez o sinérisis. El primer ensayo se

encontró una media de 2.7, mientras que en el cuarto ensayo se encontró una media de 3, el

segundo y tercer ensayo presentan valores de 2,9 y 2,8 respectivamente.

57

Min-Max25%-75%Median value

ENSAYO

pH P

ULPA

2.66

2.74

2.82

2.9

2.98

3.06

1 2 3 4

Figura 4. Comportamiento del pH de la pulpa.

En la Figura 5 hay una variación de los ºBrix, donde se observan los valores mínimos y máximos,

además de la media. En el primer ensayo se obtuvo un valor máximo de 15 y un valor mínimo de

14 con una media de 14. Cuando la fruta posee unos sólidos solubles totales bajos incrementa la

proporción del azúcar empleado en el proceso, aumentando los riesgos de cristalización en el

producto final si no funden completamente, por consiguiente la fruta podría tener un poder

gelificante bajo, teniendo que utilizar más pectina en el proceso, incrementando los costos y

presentando defectos de rigidez en la textura del producto si no existe exactitud en los cálculos de

la formulación.

En el ensayo 1 y 2 las muestras presentan un contenido de sólidos solubles similar, donde la

media es de 14, mientras que las muestras obtenidas durante los ensayos 3 y 4 presentan una

media de 13ºBrix. Siendo este el rango de contenido de sólidos obtenidos en la pulpa.

58


ENSAYO

º BRIX

PU

LPA

12.8

13.2

13.6

14

14.4

14.8

15.2

1 2 3 4

Figura 5. Variación ºBrix iniciales de la pulpa en las cuatro repeticiones.

3.1.2 Control de pardeamiento. Al realizar el seguimiento de una muestra de 100 g de pulpa de

feijoa para determinar el tiempo de pardeamiento en condiciones normales (temperatura

ambiente y expuesta al oxigeno del aire), con registro fotográfico mostrado en la figura 4 a la

figura cada media hora durante seis horas y media (9a.m – 3:30p.m), teniendo en cuenta que el

seguimiento y registro culmina cuando se alcanza el pardeamiento total de la muestra analizada

tanto en su parte externa como interna.

Figura 6. Pulpa de feijoa Figura 7. Pulpa de feijoa a las 9:30a.m inicial a las 9:00a.m expuesta al ambiente

59

Figura 8. Pulpa de feijoa a las 10:00a.m Figura 9. Pulpa de feijoa a las 10:30a.m expuesta al ambiente expuesta al ambiente.



60

Figura 14. Pulpa de feijoa a las 1:00p.m Figura 15. Pulpa de feijoa a las 1:30 p.m expuesta al ambiente expuesta al ambiente.



61

A continuación se analiza cada tratamiento para controlar el pardeamiento de la pulpa de feijoa,

teniendo en cuenta que esta fruta es una materia prima bastante sensible para la elaboración de

cualquier tipo de producto ya sea concentrado o diluido ya que en su composición tiene presente

la enzima polifenoloxidasa presentando defectos de oscurecimiento de la pulpa debido a la

oxidación dada en presencia del oxígeno en el aire.

• Adición de antioxidantes (ácido ascórbico y ácido cítrico). Las concentraciones manejadas

presentaron un control en presencia de ácido ascórbico y mezcla entre ácido Ascórbico y

ácido cítrico en concentraciones de 0,01% a 0,7% con respecto al patrón, las muestras que

contenían ácido cítrico solamente no presentaron ningún tipo de control por lo que fue

descartado. Las muestras almacenadas al medio ambiente presentaron pardeamiento al

segundo día y fermentación. Las concentraciones mayores o iguales a 0.2% en refrigeración

y congelación lograron un mayor control del pardeamiento.

Posteriormente se realizaron ensayos con concentraciones de 0.1% a 0,2% de ácido ascórbico

solo y en mezcla ya que son las concentraciones de valores más bajos que controlan el

pardeamiento, donde la muestra 1 y 2 son llevadas a congelación, mientras que las muestras 3

y 4 se almacena en refrigeración, se observaron los resultados presentados en la cuadro 16 y

se tomaron resultados al cabo de 7 días.

Por ejemplo en la repetición (a) en el ensayo 2 (adición de 0.2% de ácido ascórbico, 0.2% de

ácido cítrico y almacenado en congelación, ver cuadro 11) no hubo ningún cambio en el color

de la pulpa comparado con una prueba patrón.

62

Cuadro 16. Adición de ácido cítrico y ácido ascórbico a la pulpa para el control del pardeamiento.

Prueba

Repetición 1 2 3 4

a Nn Nn P F

b Nn Nn P F F

c Nn Nn P F PF

d Nn Nn P F

e Nn Nn P PF

P = Pardeamiento, F =Fermentación, Nn =No hubo ningún cambio

Las pulpas almacenadas en refrigeración (Prueba 3 y 4) dan como resultado durante el

almacenamiento se obtuvo en medio ambiente (17ºC) pardeamiento total al cabo de 24 horas

aproximadamente y contaminación microbiológica de la pulpa por lo tanto este método de

almacenamiento fue descartado.

El método de refrigeración no cumplió con el control de la pulpa, presentando pardeamiento

total al cabo de 48 horas y crecimiento microbiano.

La congelación presento una conservación de las características organolépticas del producto

durante 6 meses y no presentó pardeamiento.

Se concluyó que las concentraciones favorables fueron 0,2% en presencia de ácido ascórbico y

0.2% de mezcla de ácido cítrico y ascórbico, donde la concentración de 0,2% de ácido ascórbico

además de controlar el pardeamiento no afecta el pH de la pulpa condición que no se cumple en

la mezcla de ácidos cítrico y ascórbico. Las características sensoriales de la pulpa no se ven

afectadas con la adición de los antioxidantes.

63

• Inactivación de enzimas por tratamiento térmico. Se realizó una prueba para lograr el

control del pardeamiento enzimático por tratamiento térmico.

En el ensayo realizado el laboratorio se concluyó que la temperatura ideal para inactivar la

enzima es 75 ºC, por encima de esta presenta color café, la tonalidad depende del tiempo de

permanencia a alta temperatura.

En el segundo ensayo realizado el escaldado como método para inactivar enzimas dio un

resultado poco apropiado para el proceso ya que esta fruta es sensible al calor y se pardea

rápidamente al entrar en contacto con el agua caliente, presentando daño térmico poco

favorable para el proceso.

En el tratamiento térmico realizado en el ensayo tres, el producto pasa por el túnel de vapor

donde la pulpa adquiere con un color café claro, y su sabor se vio afectado ya que la

temperatura que se manejo afectó el empaque y dio al producto un sabor plástico, en

almacenamiento a 4ºC la pulpa presenta perdida de color, por lo cuál no es recomendable

este método.

En el ensayo cuatro se realizó el tratamiento térmico por inmersión en agua a 92ºC

alcanzando una temperatura interna de 70ºC por 20 minutos, este no presentó pardeamiento.

En condiciones de almacenamiento a temperatura ambiente el color no se degradó ni presentó

contaminación microbiana.

El método de pasteurización en autoclave realizado en el quinto ensayo permitió obtener un

producto con un color aceptable y control de pardeamiento aún así es descartado ya que para

64

su aplicación a nivel industrial generara muchos costos ya que el empaque manejado en la

experimentación no es característico del producto.

Se puede concluir que el método más adecuado para el control del pardeamiento es la adición de

antioxidante ya que el tratamiento térmico por los métodos mencionados resultan costosos. La

concentración recomendada de antioxidante es de 0.2% de Ácido ascórbico.

3.1.3 Productos concentrados. Los productos concentrados (mermelada y bocadillo) se

realizaron en el evaporador a vacío y marmita abierta el proceso. La descripción de lo ensayos

realizados e encuentran explicado en el numeral 2.1.3.

Bocadillo. A partir de las pruebas realizadas para bocadillo en la pre-experimentación se

obtuvieron una serie de productos que permitieron definir la formulación adecuada para el

bocadillo como se muestra en la siguiente cuadro 17.

Cuadro 17. Resultados obtenidos en los ensayos de bocadillo

Nº DE

ENSAYO

CARACTERISITICAS DE LA FORMULACION RESULTADO

1 • Marmita abierta, Presión atmosférica

• Proporción 50% de fruta y 50% de azúcar

• Ajuste de pH de 3.6

• La pectina se adicionó con el último tercio de

azúcar

Se obtuvo un producto de textura

débil y color negro según Pantone

147C (Anexo 12), presenta aroma

y sabor a caramelo.

2 • Evaporador a vacío, Presión de vacío bajo.




azúcar.

Se obtuvo un producto con textura

de fácil corte, presenta sinéresis y

cristalización, su color no es

aceptable según Pantone 4635C

(Anexo 12), siendo desagradable

para el consumidor.

65

3 • Evaporador a vacío, Presión de vacío Alto.




azúcar.

El bocadillo presentó una textura

rígida, la cual dificultaba el corte,

y defectos de cristalización y

sinéresis. El color obtenido en el

bocadillo fue característico de la

feijoa según Pantone 4505C

(Anexo 12).

4 • Evaporador a vacío, Presión de vacío alto.




azúcar.

La textura del producto obtenido

permitía realizar el corte pero los

defectos de cristalización y

sinéresis se seguían presentando.




• La pectina se adicionó en solución.

• Calentamiento previo a la adición del azúcar,

pectina y citrato.

El producto final presentó una

textura débil, pero se controlaron

los defectos de cristalización y

sinéresis.






pectina y citrato.

Se obtuvo un bocadillo con un

color característico, presento una

textura cauchuda y dificultad para

cortar






pectina y citrato.

El producto presentó una buena

textura, ya que permite el corte,

no se presentaron defectos de

cristalización, ni sinéresis.

66

Mermelada. La experimentación realizada en el bocadillo contribuyeron para definir las

variables (porcentaje de antioxidantes, formulación, orden de adición de los ingredientes, adición

de pectina, procedimiento) para la formulación final de la mermelada como se muestra en la

cuadro 18.

Cuadro 18. Resultados obtenidos en las pruebas de mermelada

Nº DE

ENSAYO

CARACTERÍSTICAS DE LA FORMULACIÓN RESULTADOS

1 • Marmita abierta , Presión atmosférica.



• La pectina se adicionó con la tercera parte del

azúcar.

Se obtuvo una mermelada con un

color poco aceptable según

Pantone,147C (Anexo 12)

presento sinéresis y cristalización,

su gel es débil.




• La pectina se adicionó con la tercera parte del

azúcar.

Se obtuvo una mermelada que

presenta cristalización y sinéresis

color característico de la fruta

según Pantone 876C (Anexo 12).






pectina y citrato.

El producto presentó una textura

untable, y característica del

producto, un color uniforme,

brillante y característico según

Pantone 4505C (Anexo 12)

controlando los defectos

presentados en la experimentación

anterior.

• Néctar. La formulación fue tomada del curso de tecnología de frutas y hortalizas de la

Universidad De La Salle dictado por el profesor Hugo Erazo, se obtuvo el producto, con 11.5

ºBrix y un pH de 3.

67

3.2 RESULTADOS EXPERIMENTALES

No se obtuvo experimentalmente una temperatura estable para la evaporación debido a los

rompimientos de vacío, únicamente se registró la temperatura máxima de proceso.

3.2.1 Bocadillo. Debido al ajuste del pH a 3.75 se pudo controlar la sinéresis ya que se obtuvo

un equilibrio ácido-azúcar, la condición de la pectina se varió siendo adicionada en solución para

facilitar la disolución de la misma en el medio, se utilizó un tamiz de diámetro (1mm) para

aumentar el rendimiento del proceso y aportar más características propias y además conservar la

pectina presente en la cáscara. Se manejó una proporción 55% de pulpa y 45% de azúcar. El

calentamiento previo de la mezcla (pulpa mas azúcar), permitió mayor uniformidad y una

completa fusión del azúcar, evitando la cristalización del producto final, en la realización de los

ensayos se manejo una carga mínima en el evaporador por réplica de 40 kg empleando 22 kg

(55%) de pulpa y 18 kg (45%) de azúcar, con un rendimiento del 60%.

El bocadillo obtenido presenta una apariencia brillante y una textura uniforme, que permite

realizar el corte, con un sabor y color aceptable según Pantone 4505C (Anexo 12) característico

de la fruta.

• Análisis estadístico. Durante el proceso se presentaron variaciones en la temperatura, debido

a que se realizó un rompimiento periódico del vacío para evitar que se elevara el nivel del

agua de la torre de condensación, provocando fluctuaciones de esta durante el proceso.

La temperatura es una variable dependiente de la presión, la Figura 20 presenta valores de

temperatura de producto en evaporado a vacío alto a través del proceso, la temperatura inicial

es 64°C luego desciende y se estabiliza en un rango de 50 a 54 °C.

68


TIEMPO (min)

TEM

PER

ATU

RA

(ºC

)

42

46

50

54

58

62

66

70

0 10 20 30 40 50

Figura 20. Variaciones de la temperatura durante el tiempo de proceso.

El análisis estadístico permitió determinar las temperaturas iniciales y finales del proceso en la

elaboración del producto y tres repeticiones, valores utilizados para los cálculos en la

transferencia de calor como se puede apreciar en la figura 20.

Los ºBríx aumentan de manera significativa a través del tiempo hasta alcanzar los ºBrix deseados

como se observa en la figura 21.

Los ºBrix son un indicativo de la textura del producto, a medida que avanza la evaporación

aumentan, en la figura 21 se determina un aumento logarítmico de los ºBrix a través del tiempo,

donde presenta 52ºBrix iniciales hasta alcanzar 68ºBrix finales en el proceso para la elaboración

de mermelada.

69

Figura 21. Comportamiento de los ºBrix a través del tiempo.

3.2.2 Mermelada. Tomando como referencia el proceso del bocadillo, se manejaron

condiciones similares; la cantidad de pulpa empleada fue de 55%, azúcar 45%, se ajustó el pH

3,35 y adición de pectina en solución (1:2:10, pectina, azúcar, agua a 90ºC respectivamente),

teniendo en cuenta que la feijoa posee un 50% de la pectina necesaria para realizar la mermelada.

El producto final presentó una textura untable, uniforme y brillante, con color aceptable según

Pantone 4505C (Anexo 12), olor y sabor característico de la fruta.

• Análisis estadístico. La temperatura del producto durante el proceso para la obtención de

mermelada presentó durante las cuatro repeticiones un comportamiento similar oscilando

entre rangos de 53 a 65ºC, como indica la figura 22 determinando las temperaturas utilizadas

para realizar la transferencia de calor del proceso.


TIEMPO (min)

º BR

IX

48

52

56

60

64

68

72

76

0 10 20 30 40 50

70


º BRIX

TIEMPO (min)

º BR

IX

46

50

54

58

62

66

70

0 10 20 30

La temperatura es una variable dependiente de la presión, la figura 22 presenta valores de

temperatura de producto en evaporado a vacío alto, la temperatura baja durante la

concentración permite conservar el color típico de la fruta, evitando defectos en el producto

final de caramelización o pardeamiento.

Figura 22. Comportamiento de la temperatura en las cuatro repeticiones.

Los ºBrix son un indicativo de la textura del producto, a medida que avanza la evaporación

aumentan, en la figura 23 se determina un aumento logarítmico de los ºBrix a través del tiempo,

donde presenta 52ºBrix iniciales hasta alcanzar 68ºBrix finales en el proceso para elaboración de

mermelada.

Figura 23. Variación ºBrix con respecto al tiempo.

71

3.2.3 Producto diluido. El néctar final se elaboró con 20% de pulpa de feijoa, 10.5% de azúcar

y 69.5% de agua. Se obtuvo un producto de 11.5 ºBrix con un color aceptable según Pantone

5825C (Anexo 12) y aroma característico de la feijoa.

3.3 CÁLCULOS DE INGENIERÍA

3.3.1 Balance de materia. Este balance se aplicó a los productos concentrados para determinar

cada una de las corrientes en las diferentes etapas del proceso, desde la etapa de selección y

lavado hasta la etapa de descarga del producto. Obteniendo finalmente la cantidad de agua

evaporada del producto.

• Balance general. Para realizar el balance general se utilizó la ecuación de balance global de

materia, en la cual se tienen en cuenta las corrientes de entrada y de salida (ver numeral

2.7.1); donde las corrientes conocidas fueron halladas experimentalmente, estas son: fruta,

impurezas, azúcar y bocadillo descritas en el cuadro 19. Las cantidades utilizadas tomaron

como referencia la carga mínima del equipo.

Cuadro 19. Resultados obtenidos experimentalmente para el balance de materia

Descripción Corriente Bocadillo Mermelada

Feijoa que entra F (kg) 38,17 32,35

Impurezas y fruta descartada I (kg) 0,89 2,98

Azúcar A (kg) 22,49 19.25

Fracción de sólidos del azúcar Xsa 1,00 1,00

Producto terminado B (kg) 21,67 19,58

72

Fracción de sólidos del producto terminado Xsb 0,750 0,650

Pulpa P (kg) 25,98 22,00

Fracción de sólidos de la pulpa Xsp 0,134 0,125

• Balance por operaciones del proceso. Para determinar los valores de las corrientes

desconocidas en el proceso, se utilizan los balances por operaciones de esta forma se hallan

valor teóricos (ver los cálculos respectivos en el anexo 19).

Los cálculos realizados en el balance de materia se resumen a continuación en el cuadro 20.

Cuadro 20. Resultados obtenidos teóricamente por balance por etapas.


Feijoa a despulpar D (kg) 37,28 29,36

Desperdicio (cascarilla y semilla) S (kg) 11,30 7,36

Agua que se evapora V (kg) 13,83 9,55

Recepción del producto fluido R (kg) 34,64 27,69

Pérdida de producto terminado C (kg) 12,96 8,11

Rendimiento despulpado %Rd 68,06 68,01

Rendimiento del proceso %Re 46,66 51,26

Balance de componentes sólidos. Para determinar el valor del producto real terminado (R), se

utilizó un balance de sólidos tal como se muestra en el anexo 19.

El rendimiento del proceso en general, se determinó por medio de la siguiente expresión,

Producto terminado

Rendimiento = * 100

73

Producto que entra

APR+

=Re%

El rendimiento del proceso de despulpado, se determinó por medio de la ecuación que a

continuación se muestra

Kg pulpa

Rendimiento despulpado = * 100

Kg fruta

FP

Rd =%

A partir del balance de materia se pudo determinar un rendimiento de la fruta durante el proceso

de despulpado del 68,06% en el bocadillo y del 68,01% en la mermelada, esto debido a que la

fruta es recolectada en estado pintona para evitar el pardeamiento o daño físico de la misma en el

transporte, esto ocasiona un rendimiento relativamente bajo porque la corteza de la fruta en este

estado es un poco más dura.

El rendimiento durante el proceso general fue del 46,66% para el bocadillo y 51,26% para

mermelada.

La masa del agua evaporada en el proceso fue determinada a través del balance en el evaporador,

dando un valor de 13,83 kg en el bocadillo y 9,55 kg en la mermelada, siendo una variable

importante dentro del balance de energía.

74

3.3.2 Balance de energía térmica. Para hallar la masa de vapor encamisado utilizado durante el

proceso de concentración se realiza un balance de entalpías como se muestra a continuación

mm hm + ms hvs = mv hv1 + mp hp +ms hc

Para hallar el valor de Cpm se utiliza la siguiente ecuación y se remplazan los valores que se

encuentran en la cuadro 21.

Cpm = (Xp*Cpp) + (Xa*Cpa)

Cuadro 21. Datos utilizados para hallar la capacidad calorífica de la mezcla.


Fracción de la pulpa en la mezcla Xp 0,55 0,50

Fracción del azúcar en la mezcla Xa 0,45 0,50

Calor específico de la pulpa (dato obtenido a partir del programa UPV) T=53ºC

Cpp (kJ/kg ºC) 3.733,44 3.733,44

Calor específico del azúcar (dato obtenido a partir del programa UPV) T=53ºC

Cpa (kJ/kg ºC) 1.636,12 1.636,12

para obtener el valor de hm, se aplica la siguiente ecuación remplazando los valores que se

encuentran en el cuadro 22

hm = Cpm (Tf – 0)

Cuadro 22. Datos utilizados para hallar la entalpía de la mezcla.


Calor específico de la mezcla Cpm (kJ/kg ºC) 2.684,78 2.789,64

Temperatura de alimentación del líquido diluído

Tf (ºC) 53,00 53,00

75

Al despejar la ecuación con los valores que muestra el cuadro 23 se obtiene el valor de ms que

determina la cantidad de vapor utilizado para la concentración:

Cuadro 23. Datos necesarios para realizar el balance de entalpías


Masa de la mezcla líquida diluída (pulpa más azúcar)

mm (kg) 48,48 37,25

Entalpía de la mezcla a Tf hm (kJ/kg) 142,29 150,64

Entalpía del vapor saturado en función a Ts hvs (kJ/kg) 2.273,4 2.280,3

Masa del agua evaporada mv (kg) 13,83 9,55

Entalpía del vapor saturado a T1 hv1 (kJ/kg) 2.346,2 2.346,2

Masa del producto mp (kg) 34,64 27,69

Entalpía del producto concentrado a Tf hp (kJ/kg) 182,00 181,23

Entalpía del condensado a Ts hc (kJ/kg) 393,75 397,96

Temperatura de alimentación del líquido

diluido

Tf (ºC) 53 53

Temperatura de ebullición mantenida dentro

de la cámara del evaporador

Tl (ºC) 65 65

Temperatura del vapor Ts (ºC) 94 92

A partir del balance de entalpías, se determinó la masa del vapor (ms) utilizado durante el

proceso. La masa de vapor (ms) es 16,960 kg.

3.3.3 Transferencia de calor en estado no estable. En esta etapa la temperatura varia con

respeto al tiempo, entonces la temperatura es función de la posición y del tiempo.

76

Para determinar el coeficiente interno de calor, valor importante para el calculo del coeficiente

global de transmisión de calor, requiere de la aplicación de los números adimensionales

Reynolds, Prantdl, y Nusselt donde se tiene en cuenta los datos que corresponden a la

temperatura, las propiedades de la mezcla líquida a concentrar según programa de la UPV a

temperatura inicial de la mezcla (Tf), y las dimensiones del evaporador.

Para determinar el valor de Reynolds se utiliza la siguiente ecuación tomando los datos

referenciados en el cuadro 24,

• Ecuación para hallar el número adimensional Reynolds Re

µδ**

Re2 ND

=

Cuadro 24. Datos necesarios para hallar el valor de Número de Reynolds (Re) obtenidos

experimentalmente

Símbolo Bocadillo Mermelada

RPM Velocidad de agitación 13,02 13,02

ρ (Kg/m3) Densidad 1.238,47 1.198,30

µ (Kg/m s) Viscosidad 2,85 2,78

D Diámetro del agitador 0,43 0,43

Re Número de Reynolds 109,27 108,40

Para determinar el valor de Prant tomando los datos referenciados en el cuadro 25 se despeja en

la siguiente ecuación,

KpCp pp µ*

Pr =

77

Cuadro 25. Datos necesarios para hallar el valor de Número de Prandlt (Pr) obtenidos

experimentalmente


Cpp (KJ/Kg

ºC)

Calor específico de la

mezcla

2.684,78 2.789,65

µp (Kg/m s) Viscosidad de la mezcla 2,85 2,78

Kp (J/m s ºC) Capacidad calorífica de la

mezcla

0,48 0,48

Pr Número de Prandlt 16.625,00 16.148,03

Para determinar el valor de Nuselt, se utiliza la siguiente ecuación tomando los datos

referenciados en el cuadro 26

Nu = a (Re)b (Pr)1/3

Cuadro 26. Datos necesarios para hallar el valor de Número de Nuselt (Nu)


Re Número de Reynolds 109,27 108,40

Pr Número de Prandlt 16.625,00 16.148,03

µ/µw 1,00 1,00

Nu Número de Nusselt 266,80 263,15

A partir del dato obtenido de Nusselt por la ecuación anterior se despeja el valor de hi en la

siguiente ecuación .

kDthi

Nu*

=

78

Determinamos el valor he por medio de la ecuación

4/132

)(****

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

−=

TsTvDtkwhg

Chew

fgw

µρ

Hallado el valor de hi y he se remplaza en la ecuación siguiente ecuación, los valores

relacionados en el cuadro 27 y se despeja el valor del coeficiente global de transmisión de calor

heKpx

hiU111

++=

El coeficiente global de transferencia de calor (U) se calcula por medio de los coeficientes interno

(hi), externo (he), el espesor de la película 0.002 m y el coeficiente de conducción de calor (K)

del material utilizando acero inoxidable SAE 304 según indica Carrasco y Cruz32, valores

expresados en el cuadro 27.

Cuadro 27. Resultados cálculos coeficientes de transmisión de calor.


hi Coeficiente interno de transmisión de

calor (vapor encamisado) 216,00 213,05

he Coeficiente externo de transmisión de

calor (mezcla: pulpa más azúcar) 5008,88 5438,31

θ (min.) Tiempo en estado no estacionario 16,18 12,82

U (W/m2 ºC Coeficiente global de transferencia de

calor 111,16 110,56

32 CARRASCO, M. y CRUZ, L. Op. Cit., p.104.

79

Para hallar el tiempo que dura el proceso en estado no estacionario (θ), se utiliza la siguiente

ecuación.

θ⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

−−

pCpmAU

TeTvTfTv

**

ln

En el cuadro 28 se menciona el tiempo utilizado en el proceso de mermelada y bocadillo.

Cuadro 28. Valor del tiempo total de proceso.


t (min.) Tiempo en estado no estable 9,19 7,30

t(practico) Tiempo en el proceso

experimentalmente 40 20

Tiempo est. Tiempo en estado estable 30,81 12,70

El cálculo de la velocidad de transferencia de calor en un evaporador emplea el concepto de un

coeficiente global de transferencia de calor definiendo un valor 2.340,05W para el bocadillo y

2.785.30W para la mermelada

Si se compara la velocidad de transferencia de calor del proceso de la mermelada con el proceso

del bocadillo se observa que la mermelada tiene una velocidad mayor, ya que la densidad, y la

viscosidad de la mezcla a la temperatura inicial presentan valores superiores a los presentados en

el bocadillo. Esto se debe a que la mermelada tiene una mayor proporción de azúcar que el

bocadillo.

Debido al rompimiento de vacío que se realizo durante el proceso se obtuvo un tiempo teórico en

estado no estable de 9,19 minutos para bocadillo y 7,30 minutos para mermelada y en estado

80

estable no fue posible obtener un dato teórico el cuál fue determinado por la diferencia entre el

tiempo teórico en estado no estable y el tiempo experimental total.

3.3.4 Consumo de agua en el condensador. El consumo de agua en el condensador se obtiene

por medio de la ecuación

)()0(

12

2

TTCpTCpHs

mm

v

w

−−−

=

siendo conocidas experimentalmente las variables de la temperatura de entrada del agua en el

condensador (T1) y temperatura del agua de salida en el condensador (T2) y mv la masa de agua

evaporada obtenido por medio del balance de materia, las propiedades no conocidas como el cp

y Hs son halladas a temperatura del vapor encamisado (Ts).

Si se comparan los valores obtenidos en el cuadro 29 para el proceso de bocadillo y mermelada,

se observa una disminución del 31,0% el consumo de agua por parte del proceso de mermelada,

debido a la obtención de un producto menos concentrado y por lo tanto una evaporación más

corta.

Cuadro 29. Resultados del consumo de agua en el condensador para el proceso de bocadillo y

mermelada


mw (kg) Cantidad de agua gastada para

disminuir la temperatura del vapor

589,70 494,13

81

3.4 Productos diluidos. Se desea encontrar la temperatura en el centro del néctar donde,

Cuadro 30. Datos experimentales del proceso de pasteurización del néctar

Simbolo Valor

Ta (ºC) Temperatura de entrada al

autoclave del vapor

132.2

Ti (ºC) Temperatura inicial del

néctar

21.0

t(s) Tiempo de pasteurización 1200

D (m) Diámetro de la botella 0.06

h(W/m2 ºC) Entalpía del vapor 2000

Cuadro 31. Propiedades termofísicas del néctar a 21ºC, obtenidos según programa UPV

S imbolo Valor

k (W/mºC) Conductividad térmica 0,566

Cp (KJ/kg ºC) Calor específico del néctar 3,78

ρ (kg/m3) Densidad del néctar 1054,06 Ver cálculos en el anexo 19.

82

Figura 32. Datos hallados teóricamente para determinar la temperatura en el punto frío 1−Bi e 0,004 Número de Biot hallado con el espesor

Fo e 0,047 Número de Fourier hallado con el espesor

tr1(ºC) 0,660 Relación de temperaturas para un cilindro infinito

con un espesor

tr2(ºC) 0,082 Relación de temperaturas para un cilindro infinito

con un semi-espesor

t(ºC) 0,541 Relación entre temperaturas de un objeto finito

D (m) 0,030 Espesor 1−Bi s 0,009 Número de Biot hallado con el semi-espesor

Fo s 0,005 Número de Fourier hallado con el semi-espesor

Tc (ºC) 72,01 Temperatura en el punto frío

3.5 INOCUIDAD DEL PRODUCTO

3.5.1 Recuento de bacterias mesófilas aerobias

Cuadro 33. Recuento de colonias en agar Plate count

B1 B2 B3 B4 M1 M2 M3 M4 N1 N2

10-1 3 1 2 2 3 2 1 2 3 2

10-2 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0

10-3 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0

10-1 2 3 2 2 2 2 2 1 0 1

10-2 0 0 0 1 2 1 0 0 0 0

10-3 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0

83

Cuadro 34. Recuento UFC de mesófilos aerobios

B1 B2 B3 B4 M1 M2 M3 M4 N1 N2

10-1 2.5x101 2.0x101 2.0x101 2.0x101 2.5x101 2.0x101 1.5x101 1.5x101 1.5x101 1.5x101

10-2 0.5x102 0.5x102 0 1.0x102 1.0x102 1.0x102 1.0x102 0 0 0

10-3 0 1.5x103 0.5 x103 0 0.5x103 0 0 0 0 0

Debido a que los datos obtenidos en el recuento no son significativos y no alcanzan el rango

determinado para mesófilos aerobios, se descarta la presencia de estos en los productos.

3.5.2 Recuento de coliformes en alimentos

Cuadro 35. Recuento de colonias en caldo Brilla

B1 B2 B3 B4 M1 M2 M3 M4 N1 N2

10-1 - - - - - - - - - -

10-2 - - - - - - - - - -

10-3 - - - - - - - - - -

10-1 - - - - - - - - - -

10-2 - - - - - - - - - -

10-3 - - - - - - - - - -

Debido a que no se presentó producción de gas y turbidez (La producción de gas se ve por el

desplazamiento del medio de la campana de Durham) se descartó la presencia de coliformes.

84

3.5.3 Recuento de Hongos y levaduras

Cuadro 36. Recuento de colonias en agar Ogy.

B1 B2 B3 B4 M1 M2 M3 M4 N1 N2

10-1 - - - - - 1 lev - - - -

10-2 - 1

Moho

- - - - - - - -

10-3 - - - - - - - - - -

10-1 - - 4 lev - - - - - - -

10-2 - - - - - - - - - -

10-3 . - - - - - - - - -

Los hongos y levaduras encontrados en el recuento debido a sus características evidencian

contaminación del ambiente en el momento de realizar la siembra y descartan la presencia de

hongos y levaduras en el producto.

85

4. CONCLUSIONES

• La feijoa tiene un pH que oscila entre 2,7-3,16; sólidos solubles entre 12-16 ºBrix, con un

rendimiento para obtención de pulpa entre 69-83%. El pH presenta variaciones debido a

que el grado de madurez no tiene un punto definido, el proveedor recolecta la fruta entre

verde y pintona en algunas ocasiones madura lo cual genera cambios que no son

demasiado drásticos pero en el momento de la elaboración de los productos son

representativos. Los grados Brix no presentan una variación significativa ya que el pH no

muestra una relación directa. No se realiza una clasificación de la fruta por grado de

madurez ya que esta es muy delicada y el trabajo en la planta piloto de frutas está sujeto a

la disponibilidad frente a otras actividad de la facultad, por esta razón se podría tener la

fruta verde almacenada durante lapsos de ocho días, tiempo en el cual la fruta presenta

una sobremaduración y por consiguiente pardeamiento. Otra razón es el tipo de

industrialización que existe en Colombia ya que las empresas dedicadas a este son

empresas familiares, pequeñas cuyos procesos no son continuos y su producción no

permite por costos realizar la clasificar de la fruta.

• El antioxidante apropiado para controlar el pardeamiento en la pulpa de feijoa es el ácido

ascórbico a una concentración de 0,2% almacenada en temperaturas inferiores a 0ºC,

manteniendo las condiciones de estabilidad para el producto, cuyo empaque sea

hermético.

• El escaldado no es un método adecuado, ocasiona daño térmico a la fruta, acelerando el

pardeamiento donde se ve afectado principalmente el color. Para inactivar la PPO en la

pulpa de feijoa se utilizan altas temperaturas y tiempos cortos de calentamiento, donde el

empaque apropiado es el vidrio, ya que no transfiere sabores ni aromas extraños al

producto. Realizar el tratamiento en la autoclave inactiva las enzimas, destruye

86

microorganismos y esporas garantizando la inocuidad, y calidad del producto,

manteniendo sus características organolépticas.

• La concentración a presión atmosférica, presentó colores pardos, caramelización,

cristalización y textura débil en los productos concentrados, bocadillo y mermelada,

debido a los defectos presentados fue descartado. El procesamiento a presión de vacío alto

fue determinante durante la elaboración de los productos ya que permite conservar y

acentuar las características propias de la fruta, obteniendo un color típico de esta y

manteniendo el sabor característico.

• Para obtener las características de textura ideales de los productos concentrados es

necesario lograr un equilibrio entre la acidez y los sólidos solubles del producto,

realizando un calentamiento previo para facilitar la disolución del azúcar y evitar

cristalización y sinérisis en el producto final.

• Las características para obtener un bocadillo de feijoa deben ser: pH final de 3,75 y ºBrix

75 con una formulación 55:45, mientras que la mermelada debe tener un pH final de 3,35

y ºBrix 65 con una formulación 50:50.

87

5. RECOMENDACIONES

• Para la elaboración de bocadillo se recomienda trabajar con pulpa fresca, ya que el

almacenamiento de esta pulpa en congelación y posterior proceso, presenta un

pardeamiento lento, por el tiempo gastado para su correcta descongelación.

• Es importante que el estudio del pardeamiento continúe con el fin de determinar el

método para inhibir la polifenoloxidasa sin deteriorar las características organolépticas del

producto.

• Se sugiere realizar como extensión del trabajo de grado la optimización proceso para

mejorar los rendimientos del mismo.

• El equipo donde se obtuvieron los productos es didáctico, para mejorar el rendimiento

durante el proceso se recomienda utiliza un equipo que recirculación de agua, cuya bomba

de tanque de condensado esté dimensionado de acuerdo al equipo, cuyas condiciones

faciliten la limpieza del equipo y se realice una descarga de producto sin mayores

pérdidas.

88

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40. WONG, Dominic. Química de los alimentos: mecanismos y teoría. Ed. Acribia. Zaragoza,

España. 1995

92

ANEXOS

Anexo 1. Caracterización de la pulpa de feijoa

FECHA pH º Brix Rendimiento % 19-Ago 2,73 14,10 78,30

2,74 14,30 2,73 14,20 2,73 14,20

23-Ago 2,82 13,10 83,15 2,81 12,90 2,77 13,00 2,80 13,00

26-Ago 3,16 16,20 83,08 3,15 16,00 3,16 15,90 3,16 15,90

06-Oct 3,10 15,50 69,00 2,98 15,60 3,15 15,40 3,08 15,50

14-Oct 2,75 12,10 74,00 2,76 12,10 2,83 12,10 2,78 12,10

11-Oct 2,90 12,60 75,00 2,88 12,30 2,92 12,60 2,90 12,50

Rendimiento de la pulpa

65,0070,0075,0080,0085,00

01-Ago 21-Ago 10-Sep 30-Sep 20-Oct

Fecha

% R

endi

mie

nto

% de rendimiento de la pulpa de feijoa.

Caracteriz ación de la pulpa

2,60

2,80

3,00

3,20


Fecha

pH

Comparación del pH de la pulpa a través del tiempo

Caracteriz ación de la pulpa

10,0012,0014,0016,0018,00


Fecha

ºBri

x

Caracterización de la pulpa de feijoa, variación de los ºBrix.

C aracterización de la pulpa de fe ijo a

0 ,00

10 ,00

20 ,00

30 ,00

40 ,00

50 ,00

60 ,00

70 ,00

80 ,00

90 ,00

1 1-A go 21 -Ag o 31 -A g o 1 0-Sep 20 -Sep 30 -Sep 1 0-Oct 2 0-Oct

Tiem po

Var

iabl

es

pH

º B rix

Rend imiento %

Caracterización de la pulpa de feijoa, en función del pH, ºBrix, y rendimiento de la pulpa.

Caracterizació n de la pulp a de fe ijoa

0 ,00

5 ,00

10 ,00

15 ,00

20 ,00

11-A go 21-Ago 31-A go 10-Sep 20-S ep 3 0-Sep 10-Oct 20-O ctT iempo

Var

iabl

es

pH

º Bri x

Caracterización de la pulpa de feijoa, variación del pH y ºBrix.

Anexo 3. Diagrama autoclave

Anexo 4. Planos evaporador JJ Industrial. Vista frontal

Anexo 5. Densidad de mermelada

Muestra g/mL Promedio M-1 1,33 1,326

1,32 1,32 1,33 1,33

M-2 1,35 1,346 1,34 1,35 1,35 1,34

M-3 1,33 1,336 1,33 1,34 1,34 1,34

M-4 1,34 1,328 1,32 1,32 1,32 1,34

Densidad de pulpa

Muestra g/mL Promedio

P-1 0,8 0,792 0,79 0,78 0,8 0,79

P-2 0,82 0,82 0,81 0,83 0,82 0,82

P-3 0,83 0,826 0,8 0,83 0,84 0,83

Densidad de bocadillo


B-1 1,36 1,346 1,35 1,34 1,33 1,35

B-2 1,39 1,392 1,4 1,4 1,39 1,38

B-3 1,5 1,49 1,49 1,48 1,5 1,48

B-4 1,33 1,34 1,35 1,33 1,34 1,35

Densidad de la mezcla


Mz-1 1,13 1,136 1,14 1,13 1,15 1,13

Mz-2 1,18 1,168 1,17 1,13 1,18 1,18

Mz-3 1,15 1,148 1,15 1,15 1,14 1,15

Anexo 6. Penetrometría del bocadillo

Muestra kg fuerza Promedio

B-1 0,6 0,68 0,7 0,6 0,8 0,6

0,7 0,7 0,8 0,6 0,7

B-2 0,7 0,76 0,8 0,8 0,8 0,7

0,8 0,7 0,8 0,8 0,7

B-3 0,9 0,88 0,8 0,9 0,9 0,9

0,9 0,9 0,8 0,9 0,9

B-4 0,7 0,65 0,6 0,7 0,7 0,6

0,6 0,6 0,6 0,7 0,7

Anexo 7. Viscosidad de la mermelada

Muestra Husillo RPM Viscosidad % Fondo Temperatura Cp escala ºC

M-1 R6 2 60.500 12,10 35 R6 2,5 52.100 13,00 35 R6 3 49.300 14,80 35 R6 4 42.900 17,10 35 R6 5 35.900 17,90 35 R6 6 32.300 19,10 35 R6 10 25.100 25,10 35 R6 12 22.100 26,70 35 R6 20 16.700 33,40 35 R6 30 12.800 38,40 35 R6 50 9.800 49,00 35 R6 60 9.000 54,00 35 R6 100 7.000 70,70 35

M-2 R6 2 60.500 12,20 34 R6 2,5 52.100 13,20 34 R6 3 49.300 15,10 34 R6 4 42.900 17,40 34 R6 5 35.900 18,20 34 R6 6 32.300 19,40 34 R6 10 25.100 25,60 34 R6 12 22.100 27,20 34 R6 20 16.700 34,00 34 R6 30 12.800 39,10 34 R6 50 9.800 49,90 34 R6 60 9.000 55,00 34 R6 100 7.000 72,10 34

M-3 R6 2 60.500 12,10 35 R6 2,5 52.100 13,10 35 R6 3 49.300 14,90 35 R6 4 42.900 16,90 35 R6 5 35.900 18,10 35 R6 6 32.300 19,20 35 R6 10 25.100 25,60 35 R6 12 22.100 27,20 35 R6 20 16.700 33,90 35 R6 30 12.800 38,90 35 R6 50 9.800 49,60 35 R6 60 9.000 55,00 35 R6 100 7.000 72,10 35

M-4 R6 2 60.500 12,00 33 R6 2,5 52.100 12,90 33 R6 3 49.300 13,90 33 R6 4 42.900 17,00 33 R6 5 35.900 17,80 33 R6 6 32.300 18,90 33 R6 10 25.100 25,00 33 R6 12 22.100 26,50 33 R6 20 16.700 33,00 33 R6 30 12.800 38,30 33 R6 50 9.800 48,50 33 R6 60 9.000 53,50 33 R6 100 7.000 70,50 33

Anexo 8. Viscosidad del bocadillo

RPM Viscosidad % Fondo TemperaturaMuestra Husillo Cp escala ºC

B-1 R6 2 41.500 7,40 38 R6 2,5 34.700 8,50 38 R6 3 30.800 9,10 38 R6 4 25.600 10,10 38 R6 5 21.600 10,70 38 R6 6 18.900 11,20 38 R6 10 14.500 14,40 38 R6 12 12.200 14,40 38 R6 20 8.500 16,90 38 R6 30 6.900 20,60 38 R6 50 5.400 26,70 38 R6 60 4.700 27,90 38 R6 100 3.700 36,60 38

B-2 R6 2 41.500 7,50 40 R6 2,5 34.700 8,60 40 R6 3 30.800 9,20 40 R6 4 25.600 10,20 40 R6 5 21.600 10,80 40 R6 6 18.900 11,30 40 R6 10 14.500 14,50 40 R6 12 12.200 14,50 40 R6 20 8.500 17,10 40 R6 30 6.900 20,8 40 R6 50 5.400 27,00 40 R6 60 4.700 28,20 40 R6 100 3.700 37,00 40

B-3 R6 2 41.500 7,80 37 R6 2,5 34.700 8,90 37 R6 3 30.800 9,50 37 R6 4 25.600 10,60 37 R6 5 21.600 11,20 37 R6 6 18.900 11,70 37 R6 10 14.500 15,00 37 R6 12 12.200 15,00 37 R6 20 8.500 17,70 37 R6 30 6.900 21,50 37 R6 50 5.400 27,90 37 R6 60 4.700 29,20 37 R6 100 3.700 38,30 37

B-4 R6 2 41.500 7,60 38 R6 2,5 34.700 8,70 38 R6 3 30.800 9,30 38 R6 4 25.600 10,30 38 R6 5 21.600 10,90 38 R6 6 18.900 11,40 38 R6 10 14.500 14,60 38 R6 12 12.200 14,60 38 R6 20 8.500 17,30 38 R6 30 6.900 21,00 38 R6 50 5.400 27,30 38 R6 60 4.700 28,50 38 R6 100 3.700 37,40 38

Anexo 9. Representación gráfica de conducción transitoria.

Anexo 10. Control de pardeamiento para la pulpa de feijoa.

Adición antioxidantes SEGUIMIENTO

Muestra Ácido cítrico Ácido

ascórbico RefrigeraciónCongelación Medio amb. RefrigeraciónCongelación Medio amb. RefrigeraciónCongelación Medio amb.

% % Día 3 Día 3 Día 3 Día 7 Día 7 Día 7 Día 10 Día 10 Día 10 a 0,1 0 20% 0% 80% 100% 0% 100% 100% 0% 100% b 0,2 0 20% 0% 80% 95% 0% 100% 100% 0% 100% c 0,3 0 20% 1% 70% 95% 1% 100% 100% 1% 100% d 0,7 0 25% 0% 90% 95% 0% 100% 100% 0% 100% e 0 0,1 10% 0% 40% 90% 0% 100% 100% 0% 100% f 0 0,2 0% 0% 5% 40% 0% 100% 70% 0% 100% g 0 0,4 0% 0% 0% 3% 0% 100% 30% 0% 100% h 0,1 0,1 10% 0% 30% 90% 0% 100% 100% 0% 100% i 0,1 0,2 0% 0% 10% 60% 0% 100% 90% 0% 100% j 0,1 0,4 0% 0% 5% 15% 0% 100% 20% 0% 100% k 0,2 0,1 0% 0% 5% 10% 0% 100% 25% 0% 100% l 0,2 0,2 0% 0% 2% 5% 0% 100% 15% 0% 100%

m 0,2 0,4 0% 0% 10% 10% 0% 100% 20% 0% 100% n 0,3 0,1 0% 0% 10% 30% 0% 100% 70% 0% 100% o 0,3 0,2 5% 0% 20% 100% 0% 100% 100% 0% 100% p 0,3 0,4 0% 0% 5% 15% 0% 100% 25% 0% 100% q 0,7 0,1 15% 0% 20% 100% 0% 100% 100% 0% 100% r 0,7 0,2 1% 0% 10% 100% 0% 100% 100% 0% 100% s 0,7 0,4 0% 0% 10% 50% 0% 100% 70% 0% 100%

Los porcentajes presentados se estimaron teniendo en cuenta que las muestras evaluadas no presentan pardeamiento uniforme, si no que empieza a presentar pardeamiento en la parte inferior y así a través del tiempo el pardeamiento involucra todo la pulpa. Por ejemplo el 10% (nivel de pardeamiento) de una muestra indica que la bolsa de 150 g solo esta pardeada en un 10% y el otro noventa aun conserva el color original de la pulpa de feijoa.

Anexo 11. Número más probable

NUMERO MAS PROBABLE (NMP) DE BACTERIAS SEMBRANDO TRES TUBOS POR CADA DILUCIÓN

No de tubos positivos en cada dilución NMP/g

Diluciones 10 1 102 103

0 0 0 <3 0 0 1 3 0 1 0 3 1 0 0 4 1 0 1 7 1 1 0 7 1 1 1 11 1 2 0 11 2 0 0 9 2 0 1 14 2 1 0 15 2 1 1 20 2 2 0 21 2 2 1 28 3 0 0 23 3 0 1 39 3 0 2 64 3 1 0 43 3 1 1 75 3 1 2 120 3 2 0 93 3 2 1 150 3 2 2 210 3 3 0 240 3 3 1 480 3 3 2 1100 3 3 3 >2400

Anexo 13. Proceso de concentración de bocadillo

Muestra t T (ºC) T (ºC) T (ºC) T (ºC) P (InHg) P (InHg) P (Psi) P (Psi) ºBrix PULPA Promedio min. Camisa Tanque Torre Producto vacio max vacio min Caldera Camisa 1 2 3 Prom. pH ºBrix pH ºBrix

B-1 0 94 32 20 53 19 13 75 15 49 48 49 49 3,1 12,1 10 95 38 24 60 18 14 78 15 55 55 55 55 3,0 12,3 20 95 37 28 57 19 14 78 15 60 61 60 60 2,8 12,1 30 96 34 31 65 19 14 78 15 65 64 65 65 3,0 12,3 3,0 12,2

B-2 0 95 34 19 52 19 13 70 15 58 58 58 58 3,0 13,1 10 95 35 21 57 19 10 75 15 60 60 61 60 2,9 12,9 20 106 40 24 48 19 15 80 15 64 65 65 65 3,0 13,0 3,0 13,0

B-3 0 96 35 20 54 19 13 80 15 55 55 56 55 2,9 12,0 10 99 36 25 40 19 13 75 15 57 58 58 58 3,0 12,1 20 106 40 23 38 19 14 65 15 68 68 68 68 3,0 12,1 3,0 12,1

B-4 0 93 31 19 53 19 13 75 15 48 49 48 48 3,2 13,3 10 99 37 22 48 19 14 80 15 57 57 56 57 3,2 13,3 20 103 39 25 50 19 14 79 15 66 65 65 65 3,2 13,1 3,2 13,2

Anexo 14. Proceso de concentración de mermelada

Muestra t T (ºC) T (ºC) T (ºC) T (ºC) P (InHg) P (InHg) P (Psi) P (Psi) ºBrix PULPA Promedio min. Camisa Tanque Torre Producto vacio max vacio min Caldera Camisa 1 2 3 Prom. pH ºBrix pH ºBrix

M-1 0 92 28 18 54 19 13 80 15 51 51 51 51 10 87 36 20 55 19 13 75 15 54 53 53 53 20 95 35 25 56 19 13 78 15 62 62 61 62 2,70 15 30 99 36 24 59 20 14 78 15 68 67 68 68 2,80 14 40 102 35 26 67 19 13 78 15 73 73 72 73 2,70 14 2,73 14

M-2 0 93 32 20 53 19 13 80 15 51 53 52 52 10 90 32 22 54 19 14 80 15 55 56 55 55 20 93 30 25 50 19 14 80 15 61 61 61 61 2,90 14 30 95 26 26 48 19 13 80 15 68 67 69 68 3,00 14 40 97 27 28 54 19 13 80 15 73 73 72 73 2,90 14 2,93 14

M-3 0 96 35 21 52 20 13 78 15 51 51 51 51 10 95 34 25 50 20 13 80 15 59 57 58 58 20 98 33 24 52 19 13 75 15 64 65 64 64 30 95 33 26 48 19 13 78 15 68 68 69 68 2,80 13 40 98 34 28 52 19 14 78 15 73 72 72 72 2,80 14 50 95 36 29 54 19 14 78 15 74 74 74 74 2,90 13 2,83 13

M-4 0 95 20 20 55 19 13 80 15 50 51 50 50 10 87 31 25 50 19 14 75 15 53 53 53 53 2,90 13 20 90 34 28 50 19 13 78 15 70 68 70 69 3,00 13 30 95 32 29 45 19 13 78 15 73 74 74 74 3,00 13 2,97 13

Anexo 15. Análisis estadístico para el bocadillo

Summary Table of Means (feijoabo.sta) Smallest N for any variable: 12 TIEMPO TIEMPO TIEMPO TIEMPO TIEMPO TEMPERAT TEMPERAT TEMPERAT TEMPERAT TEMPERAT Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance G_1:1 20 5 100 15,8113883 250 59,966 5 299,83 4,66513451 21,76348G_2:2 20 5 100 15,8113883 250 52,986 5 264,93 3,47116407 12,04898G_3:3 25 6 150 18,7082869 350 53,5 6 321 5,99166087 35,9G_4:4 15 4 60 12,9099445 166,666667 52,5 4 210 8,66025404 75All Grps 20,5 20 410 15,3811231 236,578947 54,788 20 1095,76 6,15987748 37,9440905

BRIX1 BRIX1 BRIX1 BRIX1 BRIX1 BRIX2 BRIX2 BRIX2 BRIX2 BRIX2 BRIX3 Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean G_1:1 61,6 5 308 9,23579991 85,3 61,2 5 306 9,28439551 86,2 61G_2:2 61,6 5 308 9,04433524 81,8 62 5 310 8,1240384 66 61,8G_3:3 64,8333333 6 389 8,79583235 77,3666667 64,5 6 387 8,91627725 79,5 64,6666667G_4:4 61,5 4 246 11,6761866 136,333333 61,5 4 246 11,2694277 127 61,75All Grps 62,55 20 1251 8,91170136 79,4184211 62,45 20 1249 8,6601021 74,9973684 62,45

BRIX3 BRIX3 BRIX3 BRIX3 PH_PULPA PH_PULPA PH_PULPA PH_PULPA PH_PULPA BRIX_PUL BRIX_PUL N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N G_1:1 5 305 9,13783344 83,5 2,73333333 3 8,2 0,05773503 0,00333333 14,3333333 3G_2:2 5 309 8,64291617 74,7 2,93333333 3 8,8 0,05773503 0,00333333 14 3G_3:3 6 388 8,84684501 78,2666667 2,83333333 3 8,5 0,05773503 0,00333333 13,3333333 3G_4:4 4 247 12,0104121 144,25 2,96666667 3 8,9 0,05773503 0,00333333 13 3All Grps 20 1249 8,88804638 78,9973684 2,86666667 12 34,4 0,10730867 0,01151515 13,6666667 12

BRIX_PUL BRIX_PUL BRIX_PUL Sum Std.Dv. Variance G_1:1 43 0,57735027 0,33333333G_2:2 42 0 0G_3:3 40 0,57735027 0,33333333G_4:4 39 0 0All Grps 164 0,65133895 0,42424242 Analysis of Variance (feijoabo.sta) Marked effects are significant at p < .05000 SS df MS SS df MS Effect Effect Effect Error Error Error F p TIEMPO 245 3 81,6666667 4250 16 265,625 0,30745098 0,81964889TEMPERAT 181,18788 3 60,39596 539,74984 16 33,734365 1,79033932 0,18953556BRIX1 44,7166667 3 14,9055556 1464,23333 16 91,5145833 0,16287629 0,91978246BRIX2 37,65 3 12,55 1387,3 16 86,70625 0,14474158 0,93155119BRIX3 44,0666667 3 14,6888889 1456,88333 16 91,0552083 0,16131849 0,92080577PH_PULPA 0,1 3 0,03333333 0,02666667 8 0,00333333 10 0,00440745BRIX_PUL 3,33333333 3 1,11111111 1,33333333 8 0,16666667 6,66666667 0,01439737 Duncan test; Variable: PH_PULPA (feijoabo.sta) Marked differences are significant at p < .05000 {1} {2} {3} {4} M=2.7333 M=2.9333 M=2.8333 M=2.9667 G_1:1 {1} 0,00360479 0,06685527 0,00168439G_2:2 {2} 0,00360479 0,06685527 0,49975452G_3:3 {3} 0,06685527 0,06685527 0,02649891G_4:4 {4} 0,00168439 0,49975452 0,02649891

Duncan test; Variable: BRIX_PUL (feijoabo.sta) Marked differences are significant at p < .05000 {1} {2} {3} {4} M=14.333 M=14.000 M=13.333 M=13.000 G_1:1 {1} 0,34677796 0,02055897 0,0056244G_2:2 {2} 0,34677796 0,08067178 0,02055897G_3:3 {3} 0,02055897 0,08067178 0,34677796G_4:4 {4} 0,0056244 0,02055897 0,34677796

Análisis de datos con relación al tiempo Summary Table of Means (feijoabo.sta) Smallest N for any variable: 12 TEMPERAT TEMPERAT TEMPERAT TEMPERAT TEMPERAT BRIX BRIX BRIX BRIX BRIX Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance G_1:0 62,1425 4 248,57 3,73939723 13,9830917 51,0833333 12 613 0,79296146 0,62878788G_2:10 52,375 4 209,5 2,75 7,5625 54,9166667 12 659 2,1514618 4,62878788G_3:20 52,175 4 208,7 3,1605643 9,98916667 64,0833333 12 769 3,47610894 12,0833333G_4:30 50,3725 4 201,49 6,42342263 41,2603583 69,4166667 12 833 2,64431924 6,99242424G_5:40 57,8333333 3 173,5 8,03637563 64,5833333 72,5555556 9 653 0,52704628 0,27777778G_6:50 54 1 54 0 0 74 3 222 0 0All Grps 54,788 20 1095,76 6,15987748 37,9440905 62,4833333 60 3749 8,67001782 75,169209 PH_PULPA PH_PULPA PH_PULPA PH_PULPA PH_PULPA BRIX_PUL BRIX_PUL BRIX_PUL BRIX_PUL BRIX_PUL Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance G_1:0 0 0 0 0 0 0 0 0G_2:10 2,9 1 2,9 0 0 13 1 13 0 0G_3:20 2,86666667 3 8,6 0,15275252 0,02333333 14 3 42 1 1G_4:30 2,9 4 11,6 0,11547005 0,01333333 13,5 4 54 0,57735027 0,33333333G_5:40 2,8 3 8,4 0,1 0,01 14 3 42 0 0G_6:50 2,9 1 2,9 0 0 13 1 13 0 0All Grps 2,86666667 12 34,4 0,10730867 0,01151515 13,6666667 12 164 0,65133895 0,42424242 Analysis of Variance (feijoabo.sta) Marked effects are significant at p < .05000 SS df MS SS df MS Effect Effect Effect Error Error Error F p TEMPERAT 373,385703 5 74,6771407 347,552017 14 24,825144 3,00812517 0,04751607BRIX 4165,09444 5 833,018889 269,888889 54 4,99794239 166,672367 0PH_PULPA 0,02 4 0,005 0,10666667 7 0,0152381 0,328125 0,85084559BRIX_PUL 1,66666667 4 0,41666667 3 7 0,42857143 0,97222222 0,47927322

Tukey HSD test; Variable: BRIX (feijoabo.sta) Marked differences are significant at p < .05000 {1} {2} {3} {4} {5} {6} M=51.083 M=54.917 M=64.083 M=69.417 M=72.556 M=74.000 G_1:0 {1} 0,00145312 0,00013818 0,00013818 0,00013818 0,00013818G_2:10 {2} 0,00145312 0,00013818 0,00013818 0,00013818 0,00013818G_3:20 {3} 0,00013818 0,00013818 0,000141 0,00013818 0,00013821G_4:30 {4} 0,00013818 0,00013818 0,000141 0,02772724 0,02832086G_5:40 {5} 0,00013818 0,00013818 0,00013818 0,02772724 0,92572481G_6:50 {6} 0,00013818 0,00013818 0,00013821 0,02832086 0,92572481 Duncan test; Variable: TEMPERAT (feijoabo.sta) Marked differences are significant at p < .05000 {1} {2} {3} {4} {5} {6} M=62.143 M=52.375 M=52.175 M=50.373 M=57.833 M=54.000 G_1:0 {1} 0,05830734 0,05785268 0,03012758 0,34354776 0,0994919G_2:10 {2} 0,05830734 0,96445995 0,67251258 0,25787583 0,71718731G_3:20 {3} 0,05785268 0,96445995 0,68800675 0,25414603 0,69997333G_4:30 {4} 0,03012758 0,67251258 0,68800675 0,14509641 0,45889493G_5:40 {5} 0,34354776 0,25787583 0,25414603 0,14509641 0,39791174G_6:50 {6} 0,0994919 0,71718731 0,69997333 0,45889493 0,39791174

Anexo 16. Análisis estadístico para la mermelada Summary Table of Means (feijoa.sta)N=13 (No missing data in dep. var. list) TIEMPO TIEMPO TIEMPO TIEMPO TIEMPO TEMPERAT TEMPERAT TEMPERAT TEMPERAT TEMPERAT Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance G_1:1 15,00 4,00 60,00 12,91 166,67 53,75 4,00 215,00 7,68 58,92 G_2:2 10,00 3,00 30,00 10,00 100,00 56,00 3,00 168,00 7,55 57,00 G_3:3 10,00 3,00 30,00 10,00 100,00 47,67 3,00 143,00 15,04 226,33 G_4:4 10,00 3,00 30,00 10,00 100,00 54,33 3,00 163,00 9,29 86,33 All Grps 11,54 13,00 150,00 9,87 97,44 53,00 13,00 689,00 9,29 86,33 BRIX1 BRIX1 BRIX1 BRIX1 BRIX1 BRIX2 BRIX2 BRIX2 BRIX2 BRIX2 BRIX3 BRIX3 BRIX3 BRIX3 BRIX3 Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance G_1:1 57,25 4,00 229,00 6,85 46,92 57,00 4,00 228,00 7,07 50,00 57,25 4,00 229,00 6,85 46,92 G_2:2 60,67 3,00 182,00 3,06 9,33 61,00 3,00 183,00 3,61 13,00 61,33 3,00 184,00 3,51 12,33 G_3:3 60,00 3,00 180,00 7,00 49,00 60,33 3,00 181,00 6,81 46,33 60,67 3,00 182,00 6,43 41,33 G_4:4 57,00 3,00 171,00 9,00 81,00 57,00 3,00 171,00 8,00 64,00 56,33 3,00 169,00 8,50 72,33 All Grps 58,62 13,00 762,00 6,14 37,76 58,69 13,00 763,00 6,06 36,73 58,77 13,00 764,00 6,13 37,53 PH_PULPA PH_PULPA PH_PULPA PH_PULPA PH_PULPA BRIX_PUL BRIX_PUL BRIX_PUL BRIX_PUL BRIX_PUL Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance G_1:1 2,98 4,00 11,90 0,13 0,02 12,20 4,00 48,80 0,12 0,01 G_2:2 2,95 3,00 8,85 0,05 0,00 13,00 3,00 39,00 0,10 0,01 G_3:3 2,95 3,00 8,85 0,05 0,00 12,07 3,00 36,20 0,06 0,00 G_4:4 3,18 3,00 9,55 0,03 0,00 13,23 3,00 39,70 0,12 0,01 All Grps 3,01 13,00 39,15 0,12 0,01 12,59 13,00 163,70 0,52 0,27

Analysis of Variance (feijoa.sta) Marked effects are significant at p < .05000 SS df MS SS Df MS Effect Effect Effect Error Error Error F p TIEMPO 69,23 3,00 23,08 1.100,00 9,00 122,22 0,19 0,90 TEMPERAT 119,92 3,00 39,97 916,08 9,00 101,79 0,39 0,76 BRIX1 33,66 3,00 11,22 419,42 9,00 46,60 0,24 0,87 BRIX2 44,10 3,00 14,70 396,67 9,00 44,07 0,33 0,80 BRIX3 57,56 3,00 19,19 392,75 9,00 43,64 0,44 0,73 PH_PULPA 0,12 3,00 0,04 0,06 9,00 0,01 5,91 0,02 BRIX_PUL 3,18 3,00 1,06 0,09 9,00 0,01 102,08 0,00 Duncan test; Variable: PH_PULPA (feijoa.sta) Marked differences are significant at p < .05000 {1} {2} {3} {4} M=2.9750 M=2.9500 M=2.9500 M=3.1833 G_1:1 {1} 0,72 0,71 0,01 G_2:2 {2} 0,72 1,00 0,01 G_3:3 {3} 0,71 1,00 0,01 G_4:4 {4} 0,01 0,01 0,01 Duncan test; Variable: BRIX_PUL (feijoa.sta) Marked differences are significant at p < .05000 {1} {2} {3} {4} M=12.200 M=13.000 M=12.067 M=13.233 G_1:1 {1} 0,00 0,13 0,00 G_2:2 {2} 0,00 0,00 0,02 G_3:3 {3} 0,13 0,00 0,00 G_4:4 {4} 0,00 0,02 0,00

Análisis de datos con relación al tiempo Summary Table of Means (feijoa.sta) Smallest N for any variable: 13 TEMPERAT TEMPERAT TEMPERAT TEMPERAT TEMPERAT BRIX1 BRIX1 BRIX1 BRIX1 BRIX1 Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance G_1:0 64,50 4,00 258,00 1,00 1,00 52,50 4,00 210,00 4,80 23,00 G_2:10 49,25 4,00 197,00 7,18 51,58 57,25 4,00 229,00 2,06 4,25 G_3:20 46,00 4,00 184,00 5,42 29,33 64,50 4,00 258,00 3,42 11,67 G_4:30 50,00 1,00 50,00 - - 65,00 1,00 65,00 - - All Grps 53,00 13,00 689,00 9,29 86,33 58,62 13,00 762,00 6,14 37,76 BRIX2 BRIX2 BRIX2 BRIX2 BRIX2 BRIX3 BRIX3 BRIX3 BRIX3 BRIX3 BRIX BRIX BRIX BRIX BRIX Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance G_1:0 52,50 4,00 210,00 4,80 23,00 52,75 4,00 211,00 4,99 24,92 52,58 12,00 631,00 4,40 19,36 G_2:10 57,50 4,00 230,00 2,08 4,33 57,50 4,00 230,00 2,65 7,00 57,42 12,00 689,00 2,07 4,27 G_3:20 64,75 4,00 259,00 2,87 8,25 64,50 4,00 258,00 3,32 11,00 64,58 12,00 775,00 2,91 8,45 G_4:30 64,00 1,00 64,00 - - 65,00 1,00 65,00 - - 64,67 3,00 194,00 0,58 0,33 All Grps 58,69 13,00 763,00 6,06 36,73 58,77 13,00 764,00 6,13 37,53 58,69 39,00 2289,00 5,95 35,38

PH_PULPA

PH_PULPA

PH_PULPA

PH_PULPA

PH_PULPA BRIX_PUL BRIX_PUL BRIX_PUL BRIX_PUL BRIX_PUL

Mean N Sum Std.Dv. Variance Mean N Sum Std.Dv. Variance G_1:0 3,03 4,00 12,10 0,12 0,01 12,63 4,00 50,50 0,67 0,45 G_2:10 3,03 4,00 12,10 0,13 0,02 12,65 4,00 50,60 0,55 0,30 G_3:20 2,99 4,00 11,95 0,17 0,03 12,58 4,00 50,30 0,55 0,30 G_4:30 3,00 1,00 3,00 - - 12,30 1,00 12,30 - - All Grps 3,01 13,00 39,15 0,12 0,01 12,59 13,00 163,70 0,52 0,27

Analysis of Variance (feijoa.sta) Marked effects are significant at p < .05000 SS df MS SS Df MS Effect Effect Effect Error Error Error F p TEMPERAT 790,25 3,00 263,42 245,75 9,00 27,31 9,65 0,00 BRIX1 336,33 3,00 112,11 116,75 9,00 12,97 8,64 0,01 BRIX2 334,02 3,00 111,34 106,75 9,00 11,86 9,39 0,00 BRIX3 321,56 3,00 107,19 128,75 9,00 14,31 7,49 0,01 BRIX 990,89 3,00 330,30 353,42 35,00 10,10 32,71 0,00 PH_PULPA 0,00 3,00 0,00 0,17 9,00 0,02 0,07 0,98 BRIX_PUL 0,10 3,00 0,03 3,17 9,00 0,35 0,10 0,96 Duncan test; Variable: TEMPERAT (feijoa.sta) Marked differences are significant at p < .05000 {1} {2} {3} {4} M=64.500 M=49.250 M=46.000 M=50.000 G_1:0 {1} 0,02 0,01 0,02 G_2:10 {2} 0,02 0,52 0,88 G_3:20 {3} 0,01 0,52 0,45 G_4:30 {4} 0,02 0,88 0,45 Tukey HSD test; Variable: BRIX (feijoa.sta) Marked differences are significant at p < .05000 {1} {2} {3} {4} M=52.583 M=57.417 M=64.583 M=64.667 G_1:0 {1} 0,00 0,00 0,00 G_2:10 {2} 0,00 0,00 0,01 G_3:20 {3} 0,00 0,00 1,00 G_4:30 {4} 0,00 0,01 1,00

Anexo 17. Variables experimentales y teóricas del bocadillo

BALANCE DE MATERIA

SÍMBOLO BOCADILLO 1 BOCADILLO 2 BOCADILLO 3 BOCADILLO 4

Pulpa 0,55 0,55 0,55 0,55 % Pulpa para el proceso

Azúcar 0,45 0,45 0,45 0,45 % Azúcar para el proceso

F (kg) 38,175 37,300 38,540 39,300 Feijoa

P (kg) 25,980 25,500 26,100 27,200 Pulpa de feijoa

ºBi 13,400 13,400 14,000 13,000 ºBrix de la pulpa

pHi 2,800 2,850 2,750 2,870 pH de la pulpa

B (kg) 21,675 22,840 21,141 22,848 Producto final obtenido

ºBf 75,000 75,000 75,000 75,000 ºBrix del producto

PHf 3,750 3,750 3,750 3,750 pH del producto

Ml 10,700 10,500 10,850 10,320 Citrato gastado para subir el pH a 100 g de pulpa

Ci (kg) 0,556 0,536 0,566 0,561 Citrato adicionado a la pulpa

Ac (kg) 0,520 0,510 0,522 0,544 Acido ascórbico adicionado a la pulpa

Pf (kg) 0,130 0,128 0,131 0,136 Pectina que aporta la fruta

Pn (kg) 0,217 0,213 0,218 0,227 Pectina necesaria para la gelificación

Pa (kg) 0,087 0,085 0,087 0,091 Pectina adicionada en el proceso

Af (kg) 3,481 3,417 3,654 3,536 Azúcar que aporta la fruta

An (kg) 25,980 25,500 26,100 27,200 Azúcar necesaria para el proceso

Aa (kg) 22,499 22,083 22,446 23,664 Azúcar adicionada en el proceso

Total 49,641 48,714 49,721 52,060 Total ingredientes adicionados al proceso

Rpp (%) 68,06% 68,36% 67,72% 69,21% Rendimiento de la pulpa con respecto al a fruta

Rpr (%) 43,66% 46,89% 42,52% 43,89% Rendimiento del proceso (producto con respecto al peso inicial)


F (kg) 38,175 37,300 38,540 39,300 Feijoa

I (kg) 0,890 0,750 0,985 1,230 Impurezas

D (kg) 37,285 36,550 37,555 38,070 Feijoa a despulpar

S (kg) 11,305 11,050 11,455 10,870 Desperdicio


Xsp 0,134 0,134 0,140 0,130 Sólidos solubles de la pulpa

A (kg) 22,499 22,083 22,446 23,664 Azúcar

V (kg) 13,839 13,583 13,746 14,597 Agua evaporada

M (kg) 21,675 22,840 21,141 22,848 Producto final

C (kg) 12,965 11,160 13,659 13,419 Pérdidas en la descarga

R (kg) 34,640 34,000 34,800 36,267 Producto real

Xsp 0,750 0,750 0,750 0,750 Sólidos solubles del producto

DIMENSIONES DEL EVAPORADOR

Di 0,510 0,510 0,510 0,510 Diámetro interior

Do 0,560 0,560 0,560 0,560 Diámetro exterior

De 0,090 0,090 0,090 0,090 Diámetro equivalente

Dt 0,520 0,520 0,520 0,520 Diámetro del tanque

Da 0,430 0,430 0,430 0,430 Diámetro del agitador

L 0,260 0,260 0,260 0,260 Longitud de la camisa

R 0,260 0,260 0,260 0,260 Radio del tanque

BALANCE DE ENERGÍA


Xp 0,500 0,500 0,500 0,500 Fracción de la pulpa en la mezcla

Xa 0,500 0,500 0,500 0,500 Fracción del azúcar en la mezcla

Cpp (KJ/kg ºC) 3.733,440 3.733,440 3.733,440 3.733,440 Calor específico de la pulpa (dato obtenido a partir del programa UPV) T=53ºC

Cpa (KJ/kg ºC) 1.636,120 1.636,120 1.636,120 1.636,120 Calor específico del azúcar (dato obtenido a partir del programa UPV) T=53ºC

Cpm (KJ/kg ºC) 2.684,780 2.684,780 2.684,780 2.684,780 Calor específico de la mezcla (dato obtenido a partir de fórmula) T=53ºC

Cpp (KJ/kg ºC) 2.800,000 2.800,000 2.800,000 2.800,000 Calor específico del producto (dato obtenido a partir del programa UPV) T=65ºC

T f (ºC) 53,00 52,00 54,00 53,50 Temperatura de alimentación del líquido diluido

T l (ºC) 65,00 65,00 65,00 65,00 Temperatura de ebullición mantenida dentro de la cámara del evaporador

Ti (ºC) - - - - Temperatura inicial

Ts (ºC) 94,00 95,00 96,00 93,00 Temperatura del vapor

mm (kg) 48,479 47,583 48,546 50,864 Masa de la mezcla líquida diluída (pulpa más azúcar)

hm (KJ/kg) 142,293 139,609 144,978 143,636 Entalpía de la mezcla a T f

hvs (KJ/kg) 2.273,40 2.270,20 2.268,90 2.279,20 Entalpía del vapor saturado en función a Ts

mv (kg) 13,839 13,583 13,746 14,597 Masa del agua evaporada

hv1 (KJ/kg) 2.346,20 2.346,20 2.346,20 2.346,20 Entalpía del vapor saturado a T1

mp (kg) 34,640 34,000 34,800 36,267 Masa del producto

hp (KJ/kg) 182,000 182,000 182,000 182,000 Entalpía del producto concentrado a T f

hc (KJ/kg) 393,750 355,900 355,900 355,900 Entalpía del condensado a Ts

ECONOMÍA DE VAPOR

ms (kg) 16,958 16,410 16,491 17,440 Masa del vapor

Ev 0,816 0,828 0,834 0,837 Economía del vapor

NÚMEROS ADIMENSIONALES SÍMBOLO BOCADILLO 1 BOCADILLO 2 BOCADILLO 3 BOCADILLO 4

RPM 13,020 13,020 13,020 13,020 Velocidad de agitación aspas

RPS 1,360 1,360 1,360 1,360 Velocidad de agitación aspas

ρ (kg/m3) 1.238,470 1.230,000 1.215,500 1.226,800 Densidad producto mezcla

µ (kg/m s) 2,850 2,863 2,810 2,815 Viscosidad producto mezcla

D 0,430 0,430 0,430 0,430 Diámetro del agitador

Re 109,274 108,034 108,774 109,590 Número de Reynolds

Cpp (kJ/kg ºC) 2.800,000 2.800,000 2.800,000 2.800,000 Calor específico de la mezcla

µp (k/m s) 2,850 2,863 2,810 2,815 Viscosidad de la mezcla

Kp (J/m s ºC) 0,480 0,480 0,480 0,480 Conductividad térmica de la mezcla a 53ºC

Pr 16.625,000

16.700,833

16.391,667

16.420,833 Número de Prandlt

a 1,000 1,000 1,000 1,000 Constante

b 0,500 0,500 0,500 0,500 Constante

m 0,333 0,333 0,333 0,333 Constante

µ/µw 1,000 1,000 1,000 1,000 Viscosidad absoluta sobre viscosidad cinemática

Nuu 266,796 265,680 264,933 266,083 Número de Nuselt

TRANSFERENCIA DE CALOR


k (W/mºC) 0,421 0,421 0,421 0,421 Conductividad térmica del acero

hi (W/m2 ºC) 216,002 215,099 214,494 215,425 Coeficiente interno de transmisión de calor

he (w/m2 ºC) 5.008,881 5.132,328 4.961,139 5.099,996 Coeficiente externo de transmisión de calor

C 0,815 0,815 0,815 0,815 Coeficiente geométrico de la esfera

g (m/s2) 9,800 9,800 9,800 9,800 Gravedad

ρw (kg/m3) 961,500 961,500 961,500 961,500 Densidad del vapor a Tv

hfg (J/kg) 2.273.000,000 2.269.000,000 2.275.450,000 2.279.300,000 Entalpía del vapor a Tv

kW (I/m ºC) 0,677 0,677 0,677 0,677 Conductividad térmica del vapor

µw 0,000 0,000 0,000 0,000 Viscosidad del producto

U (W/m2 ºC 111,162 110,981 110,737 111,053 Coeficiente global de transferencia de calor

X(m) 0,002 0,002 0,002 0,002 Espesor de la pared

Km (W/m ºC) 16,260 16,260 16,260 16,260 Conductividad térmica del acero

Ar (m2) 0,418 0,418 0,418 0,418 Área

θ (min.) 16,185 16,543 14,269 16,891 Tiempo en estado no estacionario

CONDENSADOR

hs (kJ/kg) 2.273,40 2.270,20 2.268,90 2.279,20 Entalpía del vapor a Ts

Cp (kJ/kg ºC) 4,18 4,18 4,18 4,18 Calor específico del agua en el condensador

T2 (ºC) 32,00 34,00 35,00 31,00 Temperatura del agua de salida en el condensador (promedio del condensador)

T1 (ºC) 20,00 19,00 20,00 19,00 Temperatura del agua de entrada en el condensador (enfriamiento en el condensador)

mw (kg) 589,707 460,546 464,871 624,938 Cantidad de agua gastada para disminuir la temperatura del vapor

Anexo 18. Variables experimentales y teóricas de la mermelada

BALANCE DE MATERIA

SÍMBOLO MERMELADA 1 MERMELADA 2 MERMELADA 3 MERMELADA 4

Pulpa 0,50 0,50 0,50 0,50 % Pulpa para el proceso

Azúcar 0,50 0,50 0,50 0,50 % Azúcar para el proceso

F (kg) 32,350 31,400 32,900 33,500 Feijoa


ºBi 12,500 12,800 13,300 13,100 ºBrix de la pulpa

pHi 2,900 2,960 2,900 2,920 pH de la pulpa

B (kg) 19,580 19,205 19,780 20,355 Producto final obtenido

ºBf 65,000 65,000 65,000 65,000 ºBrix del producto

pHf 3,350 3,350 3,350 3,350 pH del producto

mL 9,800 9,400 9,850 9,700 Citrato gastado para subir el pH a 100 g de pulpa

Ci (kg) 0,431 0,408 0,440 0,446 Citrato adicionado a la pulpa

Ac (kg) 0,440 0,434 0,447 0,460 Acido ascórbico adicionado a la pulpa

Pf (kg) 0,110 0,109 0,112 0,115 Pectina que aporta la fruta

Pn (kg) 0,183 0,181 0,186 0,192 Pectina necesaria para la gelificación

Pa (kg) 0,073 0,072 0,075 0,077 Pectina adicionada en el proceso

Af (kg) 2,750 2,778 2,973 3,013 Azúcar que aporta la fruta

An (kg) 22 21,700 22,350 23 Azúcar necesaria para el proceso

Aa (kg) 19,250 18,92 19,37 19,98 Azúcar adicionada en el proceso

Total 38,195 37,591 38,626 39,788 Total ingredientes adicionados al proceso

Rpp (%) 68,01% 69,11% 67,93% 68,66% Rendimiento de la pulpa con respecto al a fruta

Rpr (%) 51,26% 51,09% 51,21% 51,16% Rendimiento del proceso (producto con respecto al peso inicial)

SÍMBOLO MERMELADA1 MERMELADA2 MERMELADA3 MERMELADA4

F (kg) 32,350 31,400 32,900 33,500 Feijoa

I (kg) 2,985 2,856 2,700 2,670 Impurezas

D (kg) 29,365 28,544 30,200 30,830 Feijoa a despulpar

S (kg) 7,365 6,844 7,850 7,830 Desperdicio


Xsp 0,125 0,128 0,133 0,131 Sólidos solubles de la pulpa

A (kg) 15,250 14,977 15,314 15,805 Azúcar

V (kg) 9,558 9,362 9,531 9,854 Agua evaporada

M (kg) 19,580 19,205 19,780 20,355 Producto final

C (kg) 8,112 8,110 8,353 8,596 Pérdidas en la descarga

R (kg) 27,692 27,315 28,133 28,951 Producto real

Xsp 0,650 0,650 0,650 0,650 Sólidos solubles del producto

DIMENSIONES DEL EVAPORADOR

Di 0,510 0,510 0,510 0,510 Diámetro interior

Do 0,560 0,560 0,560 0,560 Diámetro exterior

De 0,090 0,090 0,090 0,090 Diámetro equivalente

Dt 0,520 0,520 0,520 0,520 Diámetro del tanque

Da 0,430 0,430 0,430 0,430 Diámetro del agitador

L 0,260 0,260 0,260 0,260 Longitud de la camisa

R 0,260 0,260 0,260 0,260 Radio del tanque

BALANCE DE ENERGÍA

SÍMBOLO MERMELADA1 MERMELADA2 MERMELADA3 MERMELADA4

Xp 0,550 0,550 0,550 0,550 Fracción de la pulpa en la mezcla

Xa 0,450 0,450 0,450 0,450 Fracción del azúcar en la mezcla

Cpp (kJ/kg ºC) 3.733,440 3.733,440 3.733,440 3.733,440 Calor específico de la pulpa (dato obtenido a partir del programa UPV) T=53ºC

Cpa (kJ/kg ºC) 1.636,120 1.636,120 1.636,120 1.636,120 Calor específico del azúcar (dato obtenido a partir del programa UPV) T=53ºC

Cpm (kJ/kg ºC) 2.789,646 2.789,646 2.789,646 2.789,646 Calor específico de la mezcla (dato obtenido a partir de fórmula) T=53ºC

Cpp (kJ/kg ºC) 2.788,150 2.788,150 2.788,150 2.788,150 Calor específico del producto (dato obtenido a partir del programa UPV) T=65ºC

T f (ºC) 54,00 53,00 52,00 55,00 Temperatura de alimentación del líquido diluido

T l (ºC) 65,00 65,00 65,00 65,00 Temperatura de ebullición mantenida dentro de la cámara del evaporador

Ti (ºC) - - - - Temperatura inicial

Ts (ºC) 92,00 93,00 96,00 95,00 Temperatura del vapor

mm (kg) 37,250 36,677 37,664 38,805 Masa de la mezcla líquida diluída (pulpa más azúcar)

hm (kJ/kg) 150,641 147,851 145,062 153,431 Entalpía de la mezcla a T f

hvs (kJ/kg) 2.280,30 2.279,20 2.268,90 2.237,20 Entalpía del vapor saturado en función a Ts

mv (kg) 9,558 9,362 9,531 9,854 Masa del agua evaporada

hv1 (kJ/kg) 2.346,20 2.346,20 2.346,20 2.346,20 Entalpía del vapor saturado a T1

mp (kg) 27,692 27,315 28,133 28,951 Masa del producto

hp (kJ/kg) 181,230 181,230 181,230 181,230 Entalpía del producto concentrado a T f

hc (kJ/kg) 397,960 395,690 395,690 395,690 Entalpía del condensado a Ts

NÚMEROS ADIMENSIONALES SÍMBOLO MERMELADA 1 MERMELADA 2 MERMELADA 3 MERMELADA 4

RPM 13,020 13,020 13,020 13,020 Velocidad de agitación aspas

RPS 1,360 1,360 1,360 1,360 Velocidad de agitación aspas

ρ (kg/m3) 1.198,300 1.176,200 1.189,400 1.199,200 Densidad producto mezcla

µ (kg/m s) 2,780 2,770 2,776 2,801 Viscosidad producto mezcla

D 0,430 0,430 0,430 0,430 Diámetro del agitador

Re 108,392 106,777 107,742 107,660 Número de Reynolds

Cpp (kJ/kg ºC) 2.788,150 2.788,150 2.788,150 2.788,150

Calor específico de la mezcla

µp (kg/m s) 2,780 2,770 2,776 2,801 Viscosidad de la mezcla

Kp (J/m s ºC) 0,480 0,480 0,480 0,480

Conductividad térmica de la mezcla a 53ºC

Pr 16.148,035 16.089,949 16.124,801 16.270,017 Número de Prandlt

a 1,000 1,000 1,000 1,000 Constante

b 0,500 0,500 0,500 0,500 Constante

m 0,333 0,333 0,333 0,333 Constante

µ/µw 1,000 1,000 1,000 1,000 Viscosidad absoluta sobre viscosidad cinemática

Nuu 263,151 260,870 262,235 262,920 Número de Nuselt

TRANSFERENCIA DE CALOR

SÍMBOLO MERMELADA 1 MERMELADA 2 MERMELADA 3 MERMELADA 4

k (W/mºC) 0,421 0,421 0,421 0,421 Conductividad térmica del acero

hi (W/m2 ºC) 213,051 211,204 212,309 212,864 Coeficiente interno de transmisión de calor

he (W/m2 ºC) 5.438,310 5.402,025 5.005,949 5.058,500 Coeficiente externo de transmisión de calor

C 0,815 0,815 0,815 0,815 Coeficiente geométrico de la esfera

g (m/s2) 9,800 9,800 9,800 9,800 Gravedad

ρw (kg/m3) 961,500 961,500 961,500 961,500 Densidad del vapor a Tv

hfg (J/kg) 2.277.350,000 2.279.300,000 2.269.000,000 2.273.000,000 Entalpía del vapor a Tv

kW (I/m ºC) 0,677 0,677 0,677 0,677 Conductividad térmica del vapor

µw 0,000 0,000 0,000 0,000 Viscosidad del producto

U (W/m2 ºC 110,567 110,053 110,174 110,349 Coeficiente global de transferencia de calor

X(m) 0,002 0,002 0,002 0,002 Espesor de la pared

Km (W/m ºC) 16,260 16,260 16,260 16,260 Conductividad térmica del acero

Ar (m2) 0,418 0,418 0,418 0,418 Área

θ (min.) 12,822 13,237 13,332 11,266 Tiempo en estado no estacionario

CONDENSADOR

hs (kJ/kg) 2.280,30 2.279,20 2.268,90 2.237,20 Entalpía del vapor a Ts

Cp (kJ/kg ºC) 4,18 4,18 4,18 4,18 Calor específico del agua en el condensador

T2 (ºC) 28,00 32,00 35,00 34,00 Temperatura del agua de salida en el condensador (promedio del condensador)

T1 (ºC) 18,00 20,00 21,00 20,00 Temperatura del agua de entrada en el condensador (enfriamiento en el condensador)

mw (kg) 494,137 400,035 345,347 352,429 Cantidad de agua gastada para disminuir la temperatura del vapor

Anexo 19. Cálculos realizados para bocadillo

FORMULACIÓN

Condiciones iniciales Condiciones finales F = 38,175 kg P = 25,980 kg ºBrix i = 13,4 pHi = 2,8

ºBrix f = 75 pHf = 3,75

• Ajuste de pH con citrato de sodio. Para elevar el pH de 2,8 a 3,75 en 100 g de

pulpa se gastó 10,7 mL de solución (20 g de citrato en 100 mL de agua).

0,1 kg pulpa → 10,7 mL gastado de citrato en solución 25,98 kg pulpa → X

X = 2.789,87 mL gastado de citrato en solución

100 mL solución → 20 g citrato de sodio 2.779 mL solución → X X = 557,95 g citrato de sodio

• Adición de ácido ascórbico para controlar el pardeamiento.

25,98 kg pulpa ∗ 0.2% = 0.0519 kg

• Péctina Pectina (120ºSAG) necesaria para gelificar 25,98kg de pulpa. 120,0 kg azúcar → 1,0 kg de pectina 25,98 kg azúcar → X

X = 0,217 kg de pectina Péctina aportada por la fruta, con un poder gelificante de 0,5 medida bajo la prueba del alcohol. 100,0 kg pulpa → 0,5 kg de pectina 25,98 kg pulpa → X

X = 0,130 kg de pectina

Pectina necesaria – Pectina aportada por la fruta = Pectina a adicionar

0,217 – 0,129 = 0,086 kg

• Azúcar Azúcar necesaria. Formulación 55:45

25,98 kg pulpa Azúcar aportada por la fruta. 100,0 kg pulpa → 13,4 kg de azúcar 25,98 kg pulpa → X

X = 3,481 kg de azúcar

Azúcar necesaria – Azúcar aportada por la fruta = Azúcar a adicionar 25,98 – 3,481 = 22,499 kg BALANCE DE MATERIA Balance general

F + Az = I + S + V + C + B

38,175 + 22,499 = 0,890 + S + V + C + 21,175

Balance de componentes sólidos.

P * Xsp + A * Xsa = R * Xsr

25,980 * 0,134 + 22,499 * 1 = R * 0,75

R = 34,640

1 Selección y

lavado

2 Despulpado

3 Evaporación

4 Descarga F D P R B

I S V C

Az

Balance por operaciones

• Selección y lavado

F D

I

F = I + D 38,175 = 0,890 + D D = 37,285

• Despulpado

D P

S

D = P + S

37,285 = 25,980 + S

S = 11,305

• Evaporación

Az

P R

V

P + A = V + R

25,980 + 22,499 = V + 34,640

V = 13,839

1 Selección y

lavado

2 Despulpado

3 Evaporación

• Descarga

R B

C

R = B + C

34,640 = 21,675 + C

C = 12,975

BALANCE DE ENERGÍA

Cpm = (Xp*Cpp) + (Xa*Cpa)

Cpm = (0,55 * 3.733,44 kJ/kg ºC) + (0,45 * 1.636,12 kJ/kg ºC)

Cpm = 2.684,78 kJ/kg ºC hm = Cpm (Tf – 0)

hm = 2.684,78 ( 53 – 0)ºC

mm hm + ms hvs = mv hv1 + mp hp +ms hc

(48,479kg*142,29kJ/kg) + ms (2.273,40 kJ/kg) =

(13,839kg*2.346,20kJ/kg) + (34,64kg*182 kJ/kg) +ms (393,75kJ/kg)

ms = 16,958 kg

TRANSFERENCIA DE CALOR EN ESTADO NO ESTABLE

• Número de Reynolds

µδ**

Re2 ND

=

Re = (0.43)2*(1,36 rev/s)* (1.238,7 kg/m3)

2,85 kg / m*s

Re = 109,27

4 Descarga

• Número de Prandt

KpCp pp µ*

Pr =

Pr = (2.800,00 kJ /kgºC) (2,85kg/m.s)

(0,4809* 10-3kJ/smºc)

Pr = 16.625,00

• Número de Nuselt

( ) ( ) 3/1Pr*Re baNu = Nu = 1 (109.27)0.5 (16.625,00)0.33

Nu = 266,79

• Coeficiente interno de transmisión de calor

kDthi

Nu*

=

hi = (266,79 * 0,421 W/mºC)

0,520 m

hi = 216,00 W/m2ºC

• Coeficiente externo de transmisión de calor

4/132

)(****

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

−=

TsTvDtkwhg

Chew

fgw

µρ

4/1

3

3223

)º29(/10297,0*52,0)º/677,0(/000.273.2*/8.9*)/5,961(815,0 ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡= − Cmskgxm

CmWkgJsmmkghe

he = 5.008,88 W/m2 ºC

• Coeficiente global de transferencia de calor

heKpx

hiU111

++=

CmWCmWm

CmWU º/88,088.51

º/480,0002,0

º/00,21611

22 ++=

U = 111,162 W/m2 ºC

• Tiempo en estado no estacionario

θ⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

−−

pCpmAU

TeTvTfTv

**ln

θ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

−−

CkgkJkgmCmW

CCCC

º/00,684.2*47,48417585,0*º/162,111

º65º94º53º94ln

22

θ = 966,45 seg

θ = 16,18 min

• Cantidad de agua utilizada en el condensador

)()0(

12

2

TTCpTCpHs

mm

v

w

−−−

=

)º00,20º00,32()0º00,32)(º/184.4()/40,2273(

839,13 CCCCkgkJkgkJ

kgmw

−−−

=

mw = 589,77 kg

Anexo 20. Cálculos realizados para mermelada FORMULACIÓN

Condiciones iniciales Condiciones finales F = 32,350 kg P = 22,000 kg ºBrix i = 12,5 pHi = 2,9

ºBrix f = 65 pHf = 3,35

• Ajuste de pH con citrato de sodio. Para elevar el pH de 2,9 a 3,35 en 100 g de

pulpa se gastó 10,7 mL de solución (20 g de citrato en 100 mL de agua).

0,1 kg pulpa → 9,8 mL gastado de citrato en solución 22,00 kg pulpa → X

X = 2.155,00 mL gastado de citrato en solución

100 mL solución → 20 g citrato de sodio 2.155 mL solución → X X = 431,00 g citrato de sodio

• Adición de ácido ascórbico para controlar el pardeamiento.

22,00 kg pulpa ∗ 0.2% = 0,044 kg

• Péctina Pectina (120ºSAG) necesaria para gelificar 25,98kg de pulpa. 120,0 kg azúcar → 1,0 kg de pectina 22,00 kg azúcar → X

X = 0,183 kg de pectina Péctina aportada por la fruta, con un poder gelificante de 0,5 medida bajo la prueba del alcohol. 100,0 kg pulpa → 0,5 kg de pectina 22,00 kg pulpa → X

X = 0,110 kg de pectina

Pectina necesaria – Pectina aportada por la fruta = Pectina a adicionar 0,183 – 0,110 = 0,073 kg

• Azúcar Azúcar necesaria. 22,00 kg Azúcar aportada por la fruta. 100,0 kg pulpa → 12,5 kg de azúcar 22,00 kg pulpa → X

X = 2,750 kg de azúcar

Azúcar necesaria – Azúcar aportada por la fruta = Azúcar a adicionar 22,00 – 2,750 = 19,250 kg

Anexo 21. Cálculos realizados para néctar FORMULACIÓN

Ingrediente % kg Pulpa 20,00 2,71 Azúcar 10,50 1,42 Agua 69,50 9,42 TOTAL 100,00 13,56

Sólidos aportados por la fruta

2,71 kg * 0,13 = 0,35 kg % de sólidos aportados por la fruta

(0,35 / 13,56) * 100 = 2,59 %

Néctar de

Feijoa

Normativa Resolución No.7992/91

Ministerio de Salud Sólidos solubles lectura tomada por refractómetro a 20 ºC (ºBrix)

11,50 10,00 min.

pH a 20ºC 3,0 2,05 min. % pulpa mínima presente en el néctar m/m 20,00 18,00 mín. % sólidos aportados por la fruta 2,59 2,34 . TRANSFERENCIA DE CALOR Se desea encontrar la temperatura en el centro del néctar donde,

Ta (ºC) 132,20 Ti (ºC) 21,00 t (s) 1200,00 D (m) 0,06 h (W/m2 ºC) 2000,00 Propiedades termofísicas del néctar a 21ºC, obtenidos según programa UPV k (W/mºC) 0,566 Cp (KJ/kg ºC) 3,780 ρ (kg/m3) 1.054,060

• Número de Biot (Bi)

28,214

º56,0

06,0*º

20002

==

CmW

mCm

W

Bi

004,028,214/11 ==−Bi

• Número de Fourier (Fo)

( )047,0

06,0*1000*º

78,3*06,1054

1200*º

5662,0

23

==m

kJJ

CkgkJ

mkg

sCm

W

Fo

Con el inverso del número de Biot, 1/Bi = 0,004 y el número de Fourier, Fo = 0,047, se halla la relación entre temperaturas a partir de la figura (anexo 9).

66,0inf_

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−−

initocilindroTiTaTTa

El número de Biot (Bi) siendo D el semiespesor

mm

D 03,0206,0

==

14,107

º56,0

03,0*º

2000 2==

CmW

mCm

W

Bii

009,014,107/11 ==−Bi

El número de Fourier (Fo) se halla,

( )005,0

03,0*1000*º

78,3*06,1054

1200*º

5662,0

23

==m

kJJ

CkgkJ

mkg

sCm

W

Fo

Con el inverso del número de Biot, 1/Bi = 0,009 y el número de Fourier, Fo = 0,005, se halla la relación entre temperaturas a partir de la figura (anexo 9).

82,0inf_

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−−


relación entre temperaturas de un objeto finito,

5412,0)69,0(*)82,0(inf_

==⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−−


despejando, se halla la temperatura en el punto frio, Tc (ºC),

Tc = Ta – T (Ta-Ti)

Tc = 132,2ºC – 0,5412ºC (132,2ºC – 21ºC)

Tc = 72,01ºC

La temperatura del néctar en el centro del envase es de 72,01ºC.

ANEXO 21

determinación de las formulaciones y de las variables de

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