PROCESOS QUIMICOS

TRABAJO COLABORATIVO 2

TUTOR NATALIA ANDREA SALAZAR

ESTUDIANTES:

OLGA PATRICIA CARVAJAL DIAZ CC 41.917.003

CAROLINA AYALA ALDANA CC29.679.242

CURSO 332569_95

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS

CERES VALLE DEL GUEMUEZ 2012

INTRODUCCION

El presente trabajo se hace con el fin de desarrollar la actividad nmero seis del curso de procesos qumicos, correspondiente al trabajo colaborativo uno (1), el cual nos permite como estudiantes, aplicar los diferentes conocimientos adquiridos en esta primera unidad del curso, a travs del desarrollo de una propuesta de produccin; en este caso una bebida alimenticia (Nctar de Araz Fruta amaznica). Como aporte personal este es el producto que escog pero con la interaccin con el grupo colaborativo podemos fortalecer conceptos e ideas que contribuyan a un aprendizaje contino y optimo para lograr una correcta elaboracin del trabajo,

Para la elaboracin de este aporte tuve en cuenta las pautas establecidas y sugeridas en la gua de actividades, procurando seguir los parmetros establecidos

En este trabajo se encuentra Producto escogido por cada integrante con sucorrespondiente justificacin, cuadro de operaciones unitarias y fenmenos detransferencia por cada producto, cuadro de materiales directos, indirectos y subproducto por cada producto.

Por ltimo encontramos las conclusiones del trabajo. Se espera cumplir a cabalidad con el objetivo de la actividad

OBJETIVOS

Elaborar una investigacin sobre la produccin de un producto qumico

especfico por parte de cada uno de los integrantes del grupo colaborativo en el que se evidencie la aplicacin de todas las temticas del curso de procesos qumicos, demostrando as la importancia y aplicabilidad del curso en su disciplina formativa.

Identificar las operaciones bsicas unitarias que se presentan en la

transformacin fsico- qumica de las materias primas. Reconocer el tipo de transferencia que ocurre en cada operacin unitaria Realizar los balances energticos necesarios en el proceso. Realizar el estudio de mercado pertinente para el producto.

1.1.- Escoger un proceso productivo para el producto escogido, justificando la escogencia con un cuadro comparativo de todos otros procesos investigados as:

PROCESO OPERACIN UNITARIAS NECESARIAS

OPERACIONES UNITARIAS ESENCIALES

OPERACIONES UNITARIAS ADICIONALES

DIFICULTAD EN LAS OPERACIONES

EUIPO DE APOYO NECESARIOS

ANLISIS DEL PROCESO.

NECTAR DE ARAZA

Seleccin Lavado Pelado y desemillado Blanqueado trmico Pasteurizacin Homogenizacin Conservacin mediante regulacin del PH

Seleccin Lavado Pulpeado Filtrado Dilucin Homogeneizacin Pasteurizacin

Pesado Envasado Refinado

Consecucin de la fruta, poca distribucin.

a. Ollas. b. Paletas de madera c. Literas: d. Coladores. e. Mesa de trabajo. f. Botella: g. Tapas:

Aaccesibilidad al producto

Fruta extica, innovacin

Exportacin de frutas tropicales

Falta de tecnologa para su produccin

Este producto es a base de una fruta de origen amaznico que esta tomando fuerza en los mercados internacionales gracias a sus componentes nutritivos, sabor y aroma extico, adems de incursionar en la

industria cosmtica.

Valor agregado del producto escogido y la importancia de las materias Primas. Caractersticas promisorias Adaptacin a suelos cidos y de muy baja fertilidad, como son los de la regin Amaznica, de donde es originario. Precocidad y alta capacidad productiva. Comienza produccin a los 18 meses despus de sembrado y se reportan producciones hasta de 30/ton/ha/ao (Alfaia et l., 1987). Porte arbustivo. A los 10 aos de edad puede tener 3 - 3,5 m. de altura, lo que facilita la cosecha. En su etapa no productiva se comporta bien en asocio con especies de corto periodo vegetativo, disminuyendo costos de instalacin y mantenimiento. Olor y sabor agradable.

Usos y valor nutritivo

El araz es usado para hacer jugos, refrescos, helados, mermeladas y postres; los frutos son raramente consumidos in natura debido a su acidez, pH de 2,5 para el jugo. A diferencia del camu-camu (Myrciaria dubia) que llega a tener ms de 2 por ciento de su peso fresco representado por cido ascrbico, el potencial del araz se debe a sus caractersticas intrnsecas como fruto: sabor, color, textura y olor agradables.

Como el Araz es un fruto muy cido su consumo directo como fruta fresca es limitado, motivo por el cual se utilizacin es sobre la base de productos elaborados o semi-elaborados, denominados frutas para jugo, como es el caso del maracuy, lulo, tomate de rbol etc. Su alto porcentaje de pulpa (70%), suavidad, jugosidad, aroma agradable y persistente y su contenido nutricional, hacen este fruto apropiado para el desarrollo de agroindustrias regionales. En la actualidad se han desarrollado los siguientes productos: nctar, mermeladas, contes, helados, jaleas, cocktail, vino, torta, cremas y compotas.

El valor nutritivo del araz es muy semejante al de la naranja, con excepcin del contenido de vitamina C, que es ms del doble en el araz.

IMPORTANCIA DE LA MATERIA PRIMA

La importancia del Araz es indudable, tiene un alto contenido de carbohidratos; es decir, es bajo en grasas. Es rica en Vitamina A, Protena y Potasio. Es bajo en Fsforo.

Su contenido de Vitamina C es razonable, comparado con otras frutas. La pulpa contiene un 90% de humedad y un pH 2,5. El fruto del Araz (Eugenia Stipitata) es muy cido (pH=2,5)

DIAGRAMA DE PROCESO ARAZA

Diagrama de proceso intermedio. (Mostrando las operaciones y los fenmenos de

transferencia).

DESCRIPCION DEL PROCESO DE PRODUCCION

Como observamos en el diagrama anterior donde se muestra el proceso de produccin ptimo para el aprovechamiento de nuestra fruta Araz, a continuacin mostramos detalladamente la descripcin de cada etapa del proceso.

RECEPCIN DE MATERIA PRIMA

Esta es la primera etapa del proceso en donde la fruta que llega al granel es inspeccionada visualmente para verificar su estado.

La fruta que es aceptada se pesa y coloca cuidadosamente en gavetas para ser pasadas a la etapa de seleccin y clasificacin

SELECCIN Y CLASIFICACIN

En esta etapa del proceso se selecciona y separa la fruta en buen estado de las descompuestas, valindose de los sentidos sensoriales de los operadores: visual (color), olfativa (olor caracterstico) y tctil (textura), adems de la ausencia de daos mecnicos y por insectos.

La fruta ser colocada en bandas transportadoras que facilitan la inspeccin visual de los operarios y de recipientes donde se colocarn las futas en mal estado.

La fruta seleccionada es clasificada, el objetivo es separar la fruta lista para el proceso de aquella que no cumple la madurez fisiolgica, la cual es almacenada en un ambiente que permita acelerar o retardar la maduracin segn convenga a la produccin.

LAVADO

Se lo realiza por aspersin de agua potable a presin para eliminar cualquier materia extraa que contamine la superficie de la fruta.

DESINFECCIN

En esta etapa usamos el mtodo de la inmersin ya que es el ms efectivo para la reduccin de carga microbiana de la superficie. Una vez que la fruta es colocada en cestos los cuales se sumergen dentro de una tina de lavado que contiene solucin clorada a nivel de 50 ppm durante 15 min.

ENJUAGUE

Despus que la fruta es desinfectada, esta se enjuaga por medio de aspersin de agua potable para eliminar cualquier residuo de cloro u otras sustancias.

PELADO

Este proceso se lo realiza manualmente, debido a lo delicada que es la fruta y a su delgada cascara parecida a la de un tomate.

SEPARACIN

El Araz luego del pelado es separado de sus semillas manualmente, la cual es colocada en cestos para su uso posterior.

DESPULPADO

Para esta etapa del proceso la fruta es colocada en un equipo termomecanico ya q esta facilita la operacin de despulpamiento a la vez que hace un proceso de blanqueamiento el que permite eliminar residuos de germicidas y estabilizar la coloracin de la pulpa.

Luego viene el trozado o despulpamiento mas el refinamiento de la pulpa de preferencia estos deben realizarse en un solo equipo con una malla entre 0.6 a 0.8mm. En la pulpa ya refinada se puede agregar una solucin de cido ascrbico (0.05 a 0.1%) para prevenir cambios de coloracin y otra de sorbato de potasio (0.1%) para evitar la contaminacin por hongo y levaduras.

TRATAMIENTO TRMICO: PASTEURIZACIN

El nectar de Araz es llevado a un intercambiador de calor tubo/tubo con temperaturas de trabajo de 90C y tiempo de retencin de 2 minutos para su posterior envasado y sellado.

ENVASADO Y SELLADO

Para el proceso de envasado y sellado del nctar se lo realizara en polister-polietileno hasta alcanzar el peso determinado. El empaque debe estar completamente limpio y cumplir con caractersticas como: resistencia a altas y bajas temperaturas y baja permeabilidad. El sellado se realiza con una selladora elctrica por fundicin del plstico.

ENFRIADO

Para el enfriamiento de los empaques con pulpa se realiza con agua potable fra en constante circulacin, para que de esta manera se logre un choque trmico necesario para una mayor reduccin de carga microbiana y detenga la coccin del producto. Los empaques deben estar perfectamente sellados para evitar una re contaminacin.

ALMACENAMIENTO

El nctar obtenido finalmente se coloca en cmaras de almacenamiento donde esperan para ser distribuidos.

COMPOSICION DEL NECTAR DE ARAZA

La materia prima se pesa, se selecciona y se clasifica de acuerdo a sus condiciones y usos previstos.

Se procede a lavar y desinfectar la fruta seleccionada.

Enseguida, la fruta trozada se despulpa con un despulpador mecnico, manual, obtenindose una pulpa homognea de 3 Brix. El rendimiento es:

Pulpa: 53,2%

Semillas: 36,4%

Desperdicios: 10,4%

Contenido de azcar de la fruta: 3 Brix

A partir de la pulpa, se prepara una formulacin en peso sobre la base de una relacin aproximada de 1:3-4 de pulpa-agua. A modo de ejemplo:

Pulpa: 18% (por ejemplo, para 18 kg de pulpa)

Azcar: 13,5% (14 kg de azcar equivalentes)

Agua: 68,5% (69 kg de agua equivalentes)

La mezcla se homogeneiza lo mejor que se puede, se filtra y se establece que el nivel se azcar final corresponda a 14 Brix.

Tabla de contenido Brix, acidez y rendimiento de la fruta tropical (Araz)

FRUTA Brix. ACIDEZ % ACIDO CITRICO ANHIDRIDO

RENDIMIENTO%

ARAZ 14 4.0 30

Fuente: www.obtencionyconservaciondenectaresdefruta.com

La mezcla del nctar se calienta encima de 85 C por 2 mio para lograr su precalentamiento y, luego, se procede a su envasado en botellas, las que se sellan en caliente, para obtener un buen vaco .

Las botellas se esterilizan en agua en ebullicin por 20 minutos.

Una vez completado el tiempo, las botellas se enfran por rebalse de la olla de esterilizacin con agua helada, hasta temperatura del ambiente.

Parmetros a tener en cuenta para colorantes, conservantes, edulcorantes y estabilizantes. COLORANTES: Amarillo

Verde brillante

CONSERVANTES: Acido benzoico

cido ascrbico

ACIDULANTES: Acido ctrico

cido fumrico

EDULCORANTES: Sacarosa

ESTABILIZANTES: C.M.C (carboximetil celulosa)

PROVEDORES

FUENTE: http://www.slideshare.net/evaproyectos/produccin-y-comercializacin-de-pulpa-de-fruta-de-araz-fruta-extica-del-amazonas-en-la-ciudad-de-bogota-2652773

FUENTE: http://www.slideshare.net/evaproyectos/produccin-y-comercializacin-de-pulpa-de-fruta-de-araz-fruta-extica-del-amazonas-en-la-ciudad-de-bogota-2652773

BALANCE DE MASA

MATERIALES

DIRECTOS

MATERIALES

INDIRECTOS

PRODUCTOS

SUBPRODUTOS

RESICUSOL O ACUMILACION

ES

ARAZA

AZUCAR

AGUA

Benzoato de Na

Acido Fumrico

Acido Ctrico Acido

ascrbico CMC

Colorante Amarillo Huevo

NEC TAR DE ARAZA

PULPA FIBRA

CASCARA

De donde:

DESPULPADORA FRUTA PULPA

CASCARA

FIBRA

BALANCE DE MATERIA

MARMITA M1 M10

M6

M5

M2

M3

M4

M9

M7

M8

BALANCE DE COSTO

INSUMOS CANTIDAD (Kg) PRECIO (Kg) TOTAL

Araz 21,065 4.000 84260

Azcar 14,53 2.500 36325

Benzoato de Na 0,00994 8.000 79,52

Acido Fumrico 0,02831 17.000 481,27

Acido Ctrico 0,226512 2.690 609,31728

Acido ascrbico 0,02831 30.128 852,92368

CMC 0,066 11.000 726

Colorante Amarillo Huevo 0,00377 72.000 271,44

Bolsas 0 0 7000

TOTAL 0 0 136879,471

Costo de Nctar

de Araz 136879,471

Costo de Nctar de Araz por litro 1250,8

CUADRO DE BALANCES ENERGETICOS

EQUIPO CLAVE CANTIDAD KW HP

Despulpador DP-110 1 1.34 1.82

Marmita MA-110, MA-120,MA130 1 1.00 1.35

Sellador de bolsas SB-310 1 2.28 3.09

Intercambiador de calor de tubo I CT-210 1 4.69 6.36

Camara de frio CF-210 1 13.41 18.16

TOTAL 22.72 30.78

DEMANDA DE ENERGA DE INSTALACIONES. ILUMINACIN

CONCEPTO

KW

Oficina 1.000 10

Comedor 340 3.4

Estacionamiento 425 2.125

Almacen m.p 300 1.5

Almacen prod term 300 1.5

Bao 70 0.7

TOTAL 2.435 19.23

DEMANDA TOTAL DE ENERGA ELCTRICA

CONCEPTO KW

Equipo 22.72

Instalaciones 19.23

Total 41.95

COSTO DE ENERGIA ELECTRICA

CONCEPTO KW PRECIO

REGIONAL COSTO

Demanda 43.4 103.37 $ / Kw $ 4, 486.3

Instalaciones 92.256 0.772 $ / Kw - h 71.222

Total 75.708.3

MATERIALES PARA LA IMPLEMENTACION

Cada uno de los equipos propuestos cumple con su objetivo en cada etapa del

proceso de elaboracin de pulpa congelada. A continuacin se detallan las

caractersticas de los equipos propuestos para los procesos.

EQUIPOS PARA ELABORACIN DE PULPA Y NECTAR

3.3.1.1 DESPULPADORA

Para el despulpado es necesario un equipo que adems troce, lice y refine.

Que contenga tamices de 0.4 o 0.6mm que permitan que la pulpa salga

totalmente libre de desechos. Con motor de 2 HP y capacidad de 300kg/h.

Figura 3.1 Despulpadora

Fuente: Proveedores de equipos industriales

Caractersticas

Adems es trozadora, licuadora y refinadora.

Elaborada en acero inoxidable 304 en todas sus partes, incluso el

cuerpo del equipo.

Sistema horizontal con corrector de inclinacin que la convierte en semi-

horizontal, para mayor rendimiento.

El sistema de aspas patentado permite que el desecho salga totalmente

seco, (libre de pulpa).

Sistema de aspas protegidas para impedir que parta la semilla. Dotada

de dos tamices para cualquier tipo de fruta, incluyendo frutas de alta

dificultad.

Motor 2 h.p. (1.750 r.p.m.)

COSTO $ 4.490.000

MARMITAS

Figura 3.2 Marmita

Fuente:http://www.fao.org/inpho_archive/content/documents/vlibrary/AE620s/E

quipos/EQP15.htm#A3

Una marmita es una olla de metal con una tapa que queda totalmente ajustada, Consiste bsicamente en una cmara de calentamiento conocida como camisa o chaqueta de vapor, que rodea el recipiente donde se coloca el material que se desea calentar.

Se utiliza generalmente a nivel industrial para procesar alimentos tales como: nctares, mermeladas, jaleas, chocolate, dulces, salsas carnes bocadillos etc, y adems sirve en las industrias farmacuticas.

Caractersticas de las Marmitas El calentamiento de puede realizar de dos formas diferentes, una que consiste en hacer circular el vapor a cierta presin por la cmara de calefaccin, en cuyo caso el vapor es suministrado por una caldera. Esta es denominada marmita de vapor. Otra manera es calentar el agua que se encuentra en la cmara de calefaccin por medio de resistencias elctricas. Esta es la denominada marmita elctrica. Usualmente la marmita tiene forma semiesfrica y puede estar provista de agitador mecnico y un sistema de volteo para facilitar la salida del producto. Se pueden encontrar dos tipos de marmitas segn sea abierta o cerrada. En la abierta el producto es calentado a presin atmosfrica, mientras que en la cerrada se emplea vaco. El uso de vaco facilita la extraccin de aire del producto por procesar y permite hervirlo a temperaturas menores que las requeridas a presin atmosfrica, lo que evita o reduce la degradacin de aquellos componentes del alimento que son sensibles al calor, favoreciendo la

conservacin de las caractersticas organolpticas y el valor nutritivo de la materia prima, con lo que se obtienen productos de mejor calidad. COSTO: 1.800.000

SELLADORA DE BOLSA

Figura 3.3 Selladora De Bolsa

Fuente: Proveedores Equipos Industriales

Para el sellado de las fundas con pulpa se sugiere utilizar un sellador de bolsa continua con impresin.

Caractersticas

Puede trabajar tanto en modo vertical como horizontal segn el producto a empacar o dependiendo el tamao.

Control de temperatura para ajustar segn el material de la bolsa (300C mx.).

Control de temperatura para la impresin (300C mx.).

Impresin de lote, caducidad, fecha de empaque, (30 caracteres en 2 lneas).

Velocidad variable 0-13 mts / min.

Banda transportadora que gua y sostiene el peso del producto.

Ancho de sellado variable 6-15 mm.

Impresin sobre el sello, ajustable del inicio de la bolsa al centro

COSTO : 3.000.000

INTERCAMBIADOR DE CALOR DE TUBO

Figura 3.4 Intercambiador De Tubo

Fuente: Proveedores Equipos Industriales

Este tipo de intercambiador tiene un especial diseo en la entrada de los tubos, la cual evita el riesgo de bloqueo por parte de las fibras contenidas en el producto. Este equipo es adecuado para pulpas de frutas con una alta concentracin de pulpa y fibras. Temperaturas de proceso de -30 a 300C y presiones de 0 a 100 bar permiten trabajar con una alta variedad de productos. Bombas de alta presin, que pueden ser utilizadas para evitar problemas con el fluido e impedir el sub-procesado.

Caractersticas

Son ideales para productos con partculas, de textura sensible y productos de alta viscosidad

Diseo altamente flexible para adaptarse a lneas y plantas multi-producto

Amplia gama de modelos para afrontar cualquier desafo de proceso de productos

Fcil y bajo coste de mantenimiento

Resistencia al ensuciamiento

Temperatura: -30 a 300 C

Presin: 0 a 100 bar

CMARA DE FRIO

Figura 3.5 Cmara De Frio

Fuente: Proveedores Equipos Industriales

Luego del enfriamiento, el almacenamiento es la ltima etapa del proceso y las condiciones de la cmara son importantes. Se sugiere que su tipo de condensacin sea por frio forzado ya que intensifica el enfriamiento de las pulpas.

Mdulos

Revestimiento exterior en chapa pre pintada blanca o de acero galvanizado.

Revestimiento Interior en chapa blanca

Herrajes

Totalmente en Zamac (aleacin de zinc con aluminio, magnesio), inyectado a presin esmaltado.

Externo conjunto cierre manija junta.

Interno manija de seguridad.

Bisagras

Totalmente en Zamac inyectado a presin, 3 (tres) troneras por puerta.

Iluminacin

Interna para su correcta iluminacin.

Caractersticas del fro

Moto compresor

Unidad condensadora de HP segn capacidad en mts3

Tipo de condensacin

Por fro forzado que intensifica el enfriamiento de los productos.

Tensin y frecuencia 220 V.- 50 HZ

CONCLUSIONES

Las operaciones unitarias son un rea secuencial en el proceso en donde interactan todas las materias primas que intervienen en la consecucin del producto donde aplicaremos, manejo de materiales solidos, fenmenos de transferencia de calor y los fenmenos de transferencia de masa

Podemos concluir con este trabajo es el desarrollo que la aplicacin de los procesos qumicos en la industria es un garante de innovacin, y creacin de nuevas industrias

Las temticas del curso son aplicables en nuestra vida real y nos dotan de herramientas necesarias para contribuir al desarrollo de nuestra regin.

El nctar de Aras ser elaborado con insumos y aditivos que no son nocivos para la salud humana, por ejemplo: cido ctrico, benzoato de sodio, CMC, entre otros.

BIBLIOGRAFIA

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Paltrinieri, G; Figuerola, F. 1993. Procesamiento de Frutas y Hortalizas Mediante Mtodos Artesanales y de Pequea Escala. Manual Tcnico. Oficina Regional de la FAO para Amrica Latina y El Caribe. Santiago. Pg 113.

Boletn RETADAR. No 39, 1988. Centro de Investigaciones en Tecnologa de Alimentos, Universidad Costa Rica, San Jos. 4 p.

Coronado, T. M. 2001 Elaboracin del nctar, procesamiento de alimentos para pequeas y microempresas agroindustriales Ed. Centro de investigacin y desarrollo. Editorial CIED, Lima Per, pg. 10-13 www.economia.gob.mx www.semarnat.gob.mx www://elloocal.gob.mx/wark/templates/enciolo/mexico/mp+os/iso45a.htm http://fidepar.edomexico.gob.mx/mapa53d.asp http://www.cfe.gob.mx/www2/ClientesCFE/industria/informacion/Preciodelastarifas

industriales/ http://nectaryvinosaraza.blogspot.com/ http://ensayosgratis.com/imprimir/Elaboracion-De-Nectar-De-Mango/13370.html http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/agronomia/2006228/teoria/obpulpfr

u/p8.htm