3912003 Determinacion de Propiedades Fisicas

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  • UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAFACULTAD DE INGENIERA

    E.A.P. DE INGENIERA AGROINDUSTRIAL

    DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES FSICAS EN ZUMOS Y NCTARES EMPLEANDO

    UN PROGRAMA EN VISUAL BASIC

    TESIS PARA OPTAR EL TITULO DE INGENIERO AGRORINDUSTRIAL

    PERSONAL INVESTIGADOR :

    - Bach. MIGUEL CESAR CASTILLO ORDINOLA- Bach. PIERO DANIEL ROJAS CHAVEZ.

    ASESOR :

    - Ing. DANTE RENGIFO NARVAEZ.

    Nvo. CHIMBOTE PERU2005.

    [email protected] [email protected]

  • DEDICATORIA

    A mis padres Cosme y Gladys que con su gran amor y fe siempre estuvieron apoyndome durante todo el transcurso de mi carrera y

    en la culminacin de esta investigacin. A mis hermanos Milton, Yessenia y Jhon que me acompaaron

    en la etapa culminante de mi carrera. Yo dedico mi trabajo a todos ellos

    Piero D. Rojas ChavezPiero D. Rojas Chavez

    .

    A dios por el milagro de mi da a da.A mis padres, Genaro y Sara, por su gran amor,

    fuentes de fortaleza y gua en la culminacin de vida profesional.A mis hermanos Dennis, Dante, Roberto y Junior; estimulo

    permanente para triunfar.A Carmen Rosa que con su incondicional amor, despert los ms

    lindos deseos de superacin.

    Miguel C. Castillo OrdinolaMiguel C. Castillo Ordinola

    [email protected] [email protected]

  • AGRADECIMIENTO

    Con la certeza y la conviccin de que no se puede trabajar de otra manera que no

    sea en equipo, queremos expresar nuestro agradecimiento a todas aquellas personas que,

    directa o indirectamente, han colaborado en la realizacin de esta tesis, y en especial:

    A nuestros padres, por sus abnegados sacrificios e incondicional apoyo durante el

    transcurso de nuestras vidas, quienes son nuestra inspiracin para seguir adelante.

    Al Ing. Dante Rengifo Narvez, asesor de la Tesis y Docente de la Escuela de

    Agroindustria de la Universidad Nacional Del Santa. Por su invalorable orientacin.

    Al Ing. Gilbert Rodrguez Paucar, por el apoyo brindado en el laboratorio de

    investigacin y desarrollo de la escuela de agroindustria UNS.

    A todos los docentes de la Escuela de agroindustria quienes no slo nos

    inculcaron los conocimientos acadmicos sino tambin los valores y la tica

    profesional.

    A los amigos, compaeros y futuros colegas de la escuela de Agroindustria, por su amistad y estimulo durante los ltimos aos de la carrera.

    Y a todos los autores, editoras y entidades que creen y apuestan en la publicacin

    y/o divulgacin de informacin a travs de la Internet.

    [email protected] [email protected]

  • "Lo nico que hacemos con las mejores frutas es cambiarles el envase."

    .

    NDICE

    I. INTRODUCCIN 01

    II. BASE TERICA 03

    2.1. Frutas 03

    2.1.1.Mango (Mangifera indica L.) 03

    2.1.2.Manzana ( Pyrus mulas ) 05

    2.1.3.Maracuy (Passiflora edulis f.flavicarpa) 06

    2.1.4.Naranja (Citrus Aurantium) 08

    2.1.5.Papaya (Carica papaya L.) 10

    2.2. Tecnologa Del Zumo 11

    2.2.1.Definicin 11

    2.2.2.Insumos 12

    2.2.3.Mtodo de elaboracin 14

    2.2.3.1.Recepcin 14

    2.2.3.2.Lavado, seleccin y clasificacin de los frutos 14

    2.2.3.3.Extraccin de los aceites esenciales 14

    2.2.3.4.Extraccin del zumo por prensado o

    cualquier otro sistema mecnico 14

    2.2.3.5.Tamizado o filtracin 16

    2.2.3.6.Inspeccin de contenidos y control de calidad 17

    2.2.3.7.Ajuste o correccin 17

    2.2.3.8.Desaireado 17

    2.2.3.9.Clarificacin 18

    2.2.3.10.Pasteurizado 18

    2.2.3.11.Concentracin 19

    2.2.3.12.Enfriado y conservacin del concentrado 19

    2.3. Tecnologa Del Nctar 20

    [email protected] [email protected]

  • 2.3.1.Definicin 20

    2.3.2.Insumos 20

    2.3.3.Mtodo de elaboracin 24

    2.3.3.1.Recepcin y seleccin 24

    2.3.3.2.Clasificacin 24

    2.3.3.3.Pesado 24

    2.3.3.4.Lavado 25

    2.3.3.5.Pelado o mondado 25

    2.3.3.6.Precoccin / escaldado 25

    2.3.3.7.Extraccin de la pulpa (pulpeado) 26

    2.3.3.8.Refinado 26

    2.3.3.9.Estandarizado (ajuste) 26

    2.3.3.10.Homogenizado 28

    2.3.3.11.Pasteurizado 28

    2.3.3.12.Envasado 28

    2.3.3.13.Cierre o sellado 29

    2.3.3.14.Enfriado 29

    2.3.3.15.Almacenamiento 29

    2.4. Propiedades Fsicas 30

    2.4.1.Slidos solubles o Brix 30

    2.4.2.Densidad 31

    2.4.3.Viscosidad 32

    2.4.4.Calor especfico (Ce) 36

    2.4.4.1.El mtodo de mezclas o el mtodo adiabtico 38

    2.4.4.2.Mtodo de enfriamiento o diferencial 40

    2.4.4.3.Mtodo elctrico 41

    2.4.5.Difusividad trmica () 42

    2.4.5.1.Metodologa de Dickerson 44

    2.4.5.2.Mtodo Matemtico 46

    2.4.5.3.Mtodo grafico 46

    2.4.5.4.Mtodo analtico 47

    2.4.6.Conductividad trmica (k) 49

    2.4.6.1.Mtodos en el rgimen estacionario 50

    2.4.6.2.Mtodos en el rgimen no estacionario 51

    [email protected] [email protected]

  • 2.4.7.PH 52

    2.4.8.Aumento ebulloscpico (Te) 56

    2.4.8.1.Correlaciones empricas 57

    2.4.8.2.Aproximacin terica 59

    2.4.8.3.Lneas de Dhring 61

    2.5. Software 63

    2.6. Shareware 63

    2.7. Algoritmo 64

    2.8. Programa 64

    2.9. Lenguaje de programacin 65

    2.9.1.Qu es Visual Basic? 65

    2.9.2.Caractersticas Generales de Visual-Basic 66

    2.9.3.Creacin de un programa bajo Visual Basic 67

    III. MATERIALES Y MTODOS 68

    3.1. Ambientes donde se desarrollo el estudio 68

    3.2. Materiales 68

    3.2.1. Materia Prima 68

    3.2.2. Insumos 69

    3.2.3. Materiales de vidrio 70

    3.2.4. Evaluacin de las propiedades trmicas 70

    3.2.4.1.Para la evaluacin de los slidos solubles 70

    3.2.4.2.Para la evaluacin de la densidad 70

    3.2.4.3.Para la evaluacin de la viscosidad 71

    3.2.4.4.Para la evaluacin del calor especfico 71

    3.2.4.5.Para la evaluacin de la difusividad trmica 71

    3.2.4.6.Para la evaluacin del pH 71

    3.2.4.7.Para la evaluacin del aumento ebulloscpico 72

    3.2.5. Evaluacin de las propiedades fsicas 72

    3.2.6. Reactivos 72

    3.2.7. Maquinarias de la planta piloto 73

    3.2.8. Equipos de computo 74

    3.2.8.1.Hardware Bsico 74

    3.2.8.2.Hardware Opcional 74

    [email protected] [email protected]

  • 3.2.8.3.Software 74

    3.2.8.4.Programas adicionales 74

    3.3. Mtodos 75

    3.3.1. Metodologa en la elaboracin del Nctar 75

    3.3.1.1.Proceso de elaboracin 75

    3.3.2. Metodologa en la obtencin del Zumo 76

    3.3.2.1.Proceso de obtencin 76

    3.3.3. Metodologa experimental 76

    3.3.3.1.Anlisis fsico qumico 76

    3.3.3.2.Evaluacin de las propiedades fsicas 77

    3.3.3.2.1. Slidos solubles 77

    3.3.3.2.2. Densidad 78

    3.3.3.2.3. Viscosidad

    78

    3.3.3.2.4. Calor Especfico 78

    3.3.3.2.5. Difusividad trmica 78

    3.3.3.2.6. Conductividad trmica 79

    3.3.3.2.7. PH 79

    3.3.3.2.8. Aumento ebulloscpico 79

    3.3.4. Metodologa para el procesamiento de datos 79

    3.3.4.1.Clculo de las propiedades fsicas 79

    3.3.4.2.Modelo de simulacin 80

    3.3.4.2.1. Toma de datos 80

    3.3.4.2.2. Simulacin del proceso 80

    3.3.5. Metodologa en la elaboracin del Programa 81

    IV. RESULTADOS Y DISCUSIN 85

    4.1. Caractersticas de la fruta empleada 85

    4.1.1.Mango 85

    4.1.2.Manzana 85

    4.1.3.Maracuya 86

    4.1.4.Naranja 86

    4.1.5.Papaya 87

    4.2. Obtencin del Zumo 88

    [email protected] [email protected]

  • 4.3. Elaboracin del Nctar 89

    4.4. Metodologa experimental 89

    4.4.1.Anlisis fsico qumicos de los zumos

    y nctares de fruta 89

    4.4.2.Determinacin de las propiedades fsicas 90

    4.5. Colaboradores 90

    4.5.1.Conductividad trmica 91

    4.5.2.Difusividad trmica 91

    4.6. Determinacin de las propiedades fsicas 91

    4.6.1.Slidos solubles (Brix) 91

    4.6.1.1.Zumo de Manzana 92

    4.6.1.2.Zumo de Naranja 92

    4.6.1.3.Zumo de Maracuya 92

    4.6.1.4.Nctar de mango 92

    4.6.1.5.Nctar mixto 93

    4.6.2.Densidad () 98

    4.6.2.1.Zumo de Manzana 99

    4.6.2.2.Zumo de Maracuya 100

    4.6.2.3.Zumo de Naranja 101

    4.6.2.4.Nctar de mango 101

    4.6.2.5.Nctar mixto 104

    4.6.3.Viscosidad () 109

    4.6.3.1.Zumo de Manzana 111

    4.6.3.2.Zumo de Naranja 111

    4.6.3.3.Zumo de Maracuya 112

    4.6.3.4.Nctar de mango 112

    4.6.3.5.Nctar mixto 113

    4.6.4.Calor especfico (Ce) 124

    4.6.4.1.Zumo de Manzana 125

    4.6.4.2.Zumo de Naranja 126

    4.6.4.3.Zumo de Maracuya 127

    4.6.4.4.Nctar de mango 130

    4.6.4.5.Nctar mixto 133

    4.6.5.Difusividad trmica () 142

    [email protected] [email protected]

  • 4.6.5.1.Zumo de Naranja 144

    4.6.5.2.Zumo de Maracuya 144

    4.6.5.3.Zumo de Manzana 145

    4.6.5.4.Nctar de mango 145

    4.6.5.5.Nctar mixto 148

    4.6.6.Conductividad trmica () 153

    4.6.6.1.Zumo de Maracuya 154

    4.6.6.2.Zumo de Manzana 155

    4.6.6.3.Zumo de Naranja 155

    4.6.6.4.Nctar de mango 156

    4.6.6.5.Nctar mixto 157

    4.6.7.pH

    160

    4.6.7.1.Zumo de Manzana 161

    4.6.7.2.Zumo de Naranja 161

    4.6.7.3.Zumo de Maracuya 161

    4.6.7.4.Nctar de mango 161

    4.6.7.5.Nctar mixto 163

    4.6.8.Aumento ebulloscpico

    168

    4.6.8.1.Zumo de Manzana 169

    4.6.8.2.Zumo de Naranja 170

    4.6.8.3.Zumo de Maracuya 170

    4.7. Modelo de Simulacin Balance msico 186

    4.7.1.Toma de datos Obtencin de zumos de fruta

    186

    4.7.1.1.Zumo de maracuya 186

    4.7.1.2.Zumo de naranja 186

    4.7.1.3.Zumo de manzana 187

    4.7.2.Toma de datos Elaboracin de nctares de fruta 188

    4.7.2.1.Nctar de mango 188

    4.7.2.2.Nctar mixto 189

    4.8. Desarrollo Del Programa De Clculo 190

    [email protected] [email protected]

  • 4.8.1.Lenguaje de programacin 190

    4.8.2.Requerimientos del programa 190

    A. Hardware bsico 190

    B. Hardware opcional 190

    4.8.3.Instalacin 190

    4.8.4.Presentacin del programa 191

    4.9. Estructura Del Programa Y Expresiones Matemticas 192

    4.9.1.Objetivos del programa 192

    4.9.2.Descripcin del programa 192

    4.9.3.Caractersticas del programa 193

    4.9.4.Algoritmo de clculo 194

    4.9.5.Estructura De La Aplicacin 198

    A. Clculo de las propiedades fsicas 198

    A.1. Datos de entrada en el zumo 198

    A.2. Datos de entrada en el nctar 198

    A.3 Clculo de las propiedades fsicas

    en zumos de fruta 198

    A.4 Datos de salida 198

    B. Simulacin de los procesos 198

    B.1. Datos de entrada en el zumo 198

    B.2. Datos de entrada en el nctar 198

    B.3. Clculo del balance msico 199

    B.4. Datos de salida del programa 199

    4.9.6.Listado Del Programa 199

    4.10.Ejemplo De Aplicacin Resuelto 209

    4.10.1.Clculo de las propiedades fsicas 209

    4.10.2.Verificacin y pruebas del modelo de simulacin 210

    V. CONCLUSIONES 212

    VI. RECOMENDACIONES 214

    VII. REFERENCIA BIBLIOGRAFA 216

    VIII. NOMENCLATURA Y UNIDADES 232

    [email protected] [email protected]

  • ANEXOS 239

    NDICE DE CUADROS

    1. Composicin del mango en 100 g de porcin comestible 04

    2. Composicin de la manzana y zumo de manzana en 100 g

    de porcin comestible 06

    3. Composicin del zumo de maracuya en 100 g de porcin comestible 07

    4. Composicin del zumo de naranja en 100 g de porcin comestible 09

    5. Composicin de papaya en 100 g de porcin comestible 11

    6. Tipos De Carboximetil Celulosa Sdica (CMC) 23

    7. Diluciones recomendadas en la elaboracin de nctares de fruta 26

    8. Densidad de algunos zumos de fruta 32

    9. Viscosidad de algunos zumos de fruta 36

    10. Calores especficos de algunos zumos de fruta 38

    11. Difusividad trmica de algunos zumos de fruta 44

    12. Conductividad trmica de los alimentos 50

    13. Valores de los parmetros , , y de la ecuacin (38) para evaluar el ascenso ebulloscpico en soluciones 59

    14. Diseo experimental para la determinacin de las propiedades

    Fsicas en los zumos y nctares de fruta 80

    15. Clasificacin del grado de correlacin 82

    16. Composicin de los zumos de fruta en 100 g. de muestra 89

    17. Composicin de los nctares de fruta 100 g. de muestra 90

    [email protected] [email protected]

  • 18. Intervalos de confianza en la evaluacin de los Brix para

    los zumos y nctares de fruta 95

    19. Comparacin del modelo obtenido ( - zumo de manzana) con los

    desarrollados por otros investigadores 100

    20. Comparacin del modelo obtenido ( - zumo de maracuya) con los

    desarrollados por otros investigadores 100

    21. Comparacin del modelo obtenido ( - zumo de naranja) con los

    desarrollados por otros investigadores 101

    22. Comparacin del modelo obtenido ( nctar de mango a 12.0 Brix)

    con lo desarrollados por otros investigadores 103

    23. Comparacin del modelo obtenido ( nctar de mango a 12.5 Brix)

    con lo desarrollados por otros investigadores 103

    24. Comparacin del modelo obtenido ( nctar de mango a 13.0 Brix)

    con lo desarrollados por otros investigadores 104

    25. Comparacin del modelo obtenido ( nctar mixto a 12.0 Brix)

    con lo desarrollados por otros investigadores 104

    26. Comparacin del modelo obtenido ( nctar mixto a 12.5 Brix)

    con lo desarrollados por otros investigadores 105

    27. Comparacin del modelo obtenido ( nctar mixto a 13.0 Brix)

    con lo desarrollados por otros investigadores 105

    28. Comparacin del modelo obtenido ( aparente - zumo de manzana)

    con lo desarrollados por otros investigadores 111

    29. Comparacin del modelo obtenido ( aparente - zumo de naranja)

    con lo desarrollados por otros investigadores 112

    30. Intervalos de confianza en la evaluacin de la aparente para los

    nctares de fruta 116

    31. Comparacin del modelo obtenido (Ce Zumo de manzana) con los

    desarrollados por otros investigadores 125

    32. Comparacin del modelo obtenido (Ce Zumo de naranja) con los

    desarrollados por otros investigadores 126

    33. Comparacin del modelo obtenido (Ce Zumo de maracuya) con los

    desarrollados por otros investigadores 127

    34. Comparacin del modelo obtenido (Ce Nctar de mango a 12.0 Brix)

    [email protected] [email protected]

  • con lo desarrollados por otros investigadores 130

    35. Comparacin del modelo obtenido (Ce Nctar de mango a 12.5 Brix)

    con lo desarrollados por otros investigadores 131

    36. Comparacin del modelo obtenido (Ce Nctar de mango a 13.0 Brix)

    con lo desarrollados por otros investigadores 132

    37. Comparacin del modelo obtenido (Ce Nctar mixto a 12.0 Brix)

    con lo desarrollados por otros investigadores 133

    38. Comparacin del modelo obtenido (Ce Nctar mixto a 12.5 Brix)

    con lo desarrollados por otros investigadores 134

    39. Comparacin del modelo obtenido (Ce Nctar mixto a 13.0 Brix)

    con lo desarrollados por otros investigadores 135

    40. Comparacin del modelo obtenido ( Zumo de naranja) con los

    desarrollados por otros investigadores 144

    41. Comparacin del modelo obtenido ( Zumo de maracuya) con los

    desarrollados por otros investigadores 144

    42. Comparacin del modelo obtenido ( Zumo de manzana) con los

    desarrollados por otros investigadores 145

    43. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar de mango a 12.0 Brix)

    con los desarrollados por otros investigadores 145

    44. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar de mango a 12.5 Brix)

    con los desarrollados por otros investigadores 146

    45. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar de mango a 13.0 Brix)

    con los desarrollados por otros investigadores 146

    46. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar mixto a 12.0 Brix)

    con los desarrollados por otros investigadores 148

    47. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar mixto a 12.5 Brix)

    con los desarrollados por otros investigadores 148

    48. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar mixto a 13.0 Brix)

    con los desarrollados por otros investigadores 149

    49. Comparacin del modelo obtenido ( Zumo de maracuya) con los

    desarrollados por otros investigadores 154

    50. Comparacin del modelo obtenido ( Zumo de manzana) con los

    desarrollados por otros investigadores 155

    51. Comparacin del modelo obtenido ( Zumo de naranja) con los

    [email protected] [email protected]

  • desarrollados por otros investigadores 155

    52. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar de mango a 12.0 Brix)

    con los desarrollados por otros investigadores 156

    53. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar de mango a 12.5 Brix)

    con los desarrollados por otros investigadores 156

    54. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar de mango a 13.0 Brix)

    con los desarrollados por otros investigadores 157

    55. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar mixto a 12.0 Brix)

    con los desarrollados por otros investigadores 157

    56. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar mixto a 12.5 Brix)

    con los desarrollados por otros investigadores 158

    57. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar mixto a 13.0 Brix)

    con los desarrollados por otros investigadores 158

    58. Intervalos de confianza en la evaluacin del pH para los zumos

    y nctares de fruta 164

    59. Intervalos de confianza en la evaluacin de la temperatura de ebullicin

    para los zumos de fruta 171

    60. Elevacin del punto de ebullicin del zumo de naranja (C)

    175

    61. Elevacin del punto de ebullicin del zumo de manzana (C) 175

    62. Elevacin del punto de ebullicin del zumo de maracuya (C) 175

    63. Comparacin del modelo obtenido (Elevacin del punto de ebullicin

    zumo de manzana) con el modelo desarrollado por G. H. Crapiste 176

    [email protected] [email protected]

  • NDICE DE FIGURAS

    1. Forma de extraccin comn del zumo de naranja a nivel industrial 15

    2. Forma de extraccin del zumo de manzana a nivel industrial 16

    3. Dispositivo experimental para la evaluacin del calor especfico 42

    4. Equipo utilizado para la obtencin del perfil trmico 46

    5. Diagrama de Duhring de soluciones acuosas de hidrxido de sodio 62

    6. Dispositivo experimental para la evaluacin de la elevacin

    del punto de ebullicin 63

    7. Viscosmetro Brookfield LVDV- II+ y su Set de 4 Spindles LV 78

    8. Efectos de la temperatura sobre los Brix en los zumos de fruta 94

    9. Efectos de la temperatura sobre la Brix del nctar de mango 96

    10. Efectos de la temperatura sobre la Brix del nctar mixto 97

    11. Efectos de la temperatura sobre la densidad de los zumos de fruta 102

    12. Efectos de la temperatura sobre la densidad del nctar de mango 106

    13. Efectos de la temperatura sobre la densidad del nctar mixto

    107

    14. Evaluacin del comportamiento reolgico en los zumos de fruta 114

    15. Efectos de la temperatura sobre la viscosidad en los zumos de fruta

    115

    16. Evaluacin del comportamiento reolgico en el nctar de mango 117

    [email protected] [email protected]

  • 17. Efectos de la temperatura sobre la viscosidad de los nctar de mango 118

    18. Evaluacin del comportamiento reolgico en el nctar mixto 120

    19. Efectos de la temperatura sobre la viscosidad de los nctar mixto 121

    20. Efectos de la temperatura sobre el calor especfico en los zumos de fruta 128

    21. Efectos de la temperatura sobre el calor especfico en el nctar de mango136

    22. Efectos de la temperatura sobre el calor especfico en el nctar mixto 138

    23. Efectos de la temperatura sobre la difusividad trmica

    en los zumos de fruta 147

    24. Efectos de la temperatura sobre la difusividad trmica

    en el nctar de mango 150

    25. Efectos de la temperatura sobre la difusividad trmica en el nctar mixto 151

    26. Efectos de la temperatura sobre el pH en los zumos de fruta

    162

    27. Efectos de la temperatura sobre el pH en el nctar de mango

    165

    28. Efectos de la temperatura sobre el pH en el nctar mixto 166

    29. Efectos de la presin de vaco en la temperatura de ebullicin

    del zumo de naranja 172

    30. Efectos de la presin de vaco en la temperatura de ebullicin

    del zumo de manzana 173

    31. Efectos de la presin de vaco en la temperatura de ebullicin

    del zumo de maracuya 174

    32. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura

    de ebullicin del zumo de naranja a 9.0 Brix 178

    33. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura

    de ebullicin del zumo de naranja a 10 Brix 179

    34. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura

    de ebullicin del zumo de naranja a 11.0 Brix 179

    35. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura

    de ebullicin del zumo de manzana a 11.0 Brix 180

    36. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura

    de ebullicin del zumo de manzana a 12.0 Brix 180

    37. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura

    de ebullicin del zumo de manzana a 13.0 Brix 181

    [email protected] [email protected]

  • 38. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura

    de ebullicin del zumo de maracuya a 14.0 Brix 181

    39. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura

    de ebullicin del zumo de maracuya a 15.0 Brix 182

    40. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura

    de ebullicin del zumo de maracuya a 16.0 Brix 182

    41. Algoritmo de clculo del programa PFIZNEC 1.0 194

    NDICE DE ANEXOS

    1. Obtencin del zumo de fruta 240

    2. Elaboracin de nctar de fruta 243

    3. Anlisis Propiedades termifsicas 245

    4. Resultados obtenidos en la investigacin 259

    5. Modelos propuestos por otros autores 285

    6. Toma De Datos Simulacin 302

    7. Manual de usuario del programa 303

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  • RESUMEN

    La presente investigacin tuvo como fin, mediante procedimientos experimentales,

    determinar las propiedades fsicas, tales como los slidos solubles, densidad,

    viscosidad, calor especfico, difusividad trmica, conductividad trmica y pH en zumos

    y nctares de fruta en un rango de temperatura de 5 a 85 C as como calcular el

    aumento ebulloscpico en zumos en un rango de presin de 0 a 20 inHg.

    Para ello se construyo, en base a diseos presentados en bibliografa, los equipos para

    medir el calor especfico, aumento ebulloscpico y difusividad trmica (metodologa

    descrita por Dickerson (1965) y modificada por Poulsen (1982)).

    Los resultados experimentales indicaron que los valores de los parmetros termofsicos

    Brix, pH, viscosidad, densidad y difusividad trmica, disminuyen en forma progresar al

    aumentar la temperatura, en tanto que la conductividad trmica y el calor especfico lo

    hacen prcticamente en forma lineal, ello en razn a que el agua posee los valores mas

    altos de los mismos entre todos los componentes de dicho producto.

    Los resultados experimentales obtenidos en el aumento ebulloscpico, realizado a los

    zumos de fruta, mostraron que a manera que se incrementa la presin de vaco en el

    sistema, la temperatura de ebullicin disminuye, pero a la vez se aprecia un ligero

    [email protected] [email protected]

  • incremento de la temperatura de ebullicin cuando se incrementa la concentracin a las

    mismas condiciones de vaco.

    Se usaron los resultados experimentales obtenidos para derivar modelos matemticos y

    correlaciones para predecir estas propiedades como una funcin de la temperatura y de

    la presin, segn el caso; encontrndose como modelos los siguientes: Modelo Polinomial

    (slidos solubles, densidad, difusividad trmica, y pH), Modelo Rational function

    (slidos solubles, viscosidad, calor especfico, pH y aumento ebulloscpico), Modelo

    Arrehenius (viscosidad), Modelo MMF Model (viscosidad y pH), Modelo Vapor

    Pressure Model (viscosidad), Modelo Logistic Model (calor especfico y pH), Modelo

    Weibull Model (calor especfico) y Modelo Heat Capacity (pH). Encontrndose

    correlaciones de r entre 0.97 a 0.999 y de entre 0.91 a 0.98 para la evaluacin de la

    viscosidad.

    Como resultado de este trabajo se obtuvo una herramienta computacional, formulado en

    el lenguaje Visual Basic 6.0 idneo para su ejecucin en entorno Windows

    95/98/milenium y 2000. La utilizacin del mismo es muy sencilla, permitindonos

    gracias al manejo de ventanas, botones y enlaces, un fcil uso para personas que no

    necesariamente estn familiarizados con la computacin.

    El sistema computacional desarrollado puede operar en dos modos

    Clculo: Para calcular de una manera rpida y sencilla las propiedades fsicas de los

    zumos y nctares de fruta.

    Simulacin: permite simular (Balance msico) los procesos de obtencin y

    elaboracin de los zumos y nctares de fruta.

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  • DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES FSICAS EN ZUMOS Y NCTARES EMPLEANDO UN

    PROGRAMA EN VISUAL BASIC

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  • I. INTRODUCCIN

    Una de las razones principales que justifican el estudio de las propiedades fsicas en

    productos alimenticios especficos es el hecho que siendo los alimentos sistemas

    complejos y de origen biolgico estn sujetos a una gran variabilidad en su composicin

    y estructura, un efecto de esta diferencia es la imposibilidad de precisar las condiciones

    especficas de procesamiento para cualquier alimento si es que no se dispone de una

    informacin mnima sobre sus propiedades.

    Las propiedades fsicas de los alimentos son el resultado de las interacciones fsico

    qumicas en el sistema. Su medida, control y correlacin con otras propiedades del

    producto ha cobrado en los ltimos aos una extraordinaria importancia en la Ingeniera

    de Alimentos. El diseo o seleccin de equipos, la simulacin y los procesos para la

    industria alimentaria requiere del conocimiento de estas propiedades. Otras dos reas

    donde las propiedades fsicas juegan un importante papel son: el control de calidad y los

    estudios estructurales y fsicoqumicos de alimentos.

    [email protected] [email protected]

  • Aunque existen avances en el conocimiento de las propiedades fsicas de alimentos

    desarrollados durante las ltimas tres dcadas, es poca la informacin disponible en la

    literatura; la informacin sobre las propiedades fsicas que existen estn orientadas

    principalmente para algunos alimentos comunes. La inmensa cantidad de productos

    alimenticios, sus diferentes composiciones, y las diferentes temperaturas a que se llevan

    a cabo los procesos, hacen que las posibilidades de encontrar un valor adecuado sean

    reducidas.

    En ciertas ocasiones, el clculo de las propiedades fsicas en alimentos usando

    correlaciones en forma manual es bastante tedioso y requiere de bastante tiempo, por lo

    que se requiere del uso de nuevas herramientas que permitan la evaluacin de estas

    propiedades en forma precisa y confiable en un corto tiempo, la evolucin en la

    informtica y en combinacin con los conceptos bsicos de procesos trmicos de

    alimentos han llevado consigo un inters creciente por elaborar software con la

    finalidad de acelerar los procesos de clculo.

    En la actualidad se sigue reconociendo la importancia de las propiedades fsicas en la

    formulacin, manufactura y estabilidad de alimentos, por lo que resulta necesario contar

    con mtodos de medicin rpidos, exactos y precisos.

    El presente estudio se realiz dentro de las instalaciones de la Universidad Nacional del

    Santa, Escuela de Agroindustria y tubo como objetivos los siguientes:

    - Seleccionar, de las referencias bibliogrficas, el mtodo ms apropiado, para la medicin de las propiedades fsicas (pH, Brix, Densidad, Viscosidad, Calor especfico, Difusividad trmica, Conductividad trmica y aumento ebulloscpico) en los zumos y nctares de fruta.

    - Medir por el mtodo seleccionado las propiedades fsicas en los zumos y nctares a diferentes niveles de temperatura y presin segn sea el caso.

    - Desarrollar correlaciones matemticas que permitan predecir la variacin que experimentan las propiedades fsicas de los zumos y nctares de fruta en un rango de temperatura y presin determinado.

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  • - Comparar los resultados de medicin obtenidos por las correlaciones desarrolladas para los zumos y nctares de fruta con los modelos o valores existentes de los mismos en la literatura.

    - Desarrollar un programa computacional, que de forma rpida, sencilla y con un alto grado de confiabilidad, permita obtener los valores de las

    propiedades fsicas en zumos y nctares de fruta.

    II. BASE TEORICA

    2.1. Frutas

    2.1.1.Mango (Mangifera indica L.)

    2.1.1.1.Taxonoma

    Reino : Vegetal

    Orden : Sapindae

    Familia : Anacardiaceae

    Genero : Mangifera

    Especie : Mangifera indica L.

    2.1.1.2.Descripcin botnica

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  • El fruto es una drupa carnosa de forma arrionada u oval,

    consta de un exocarpio, de una porcin comestible o

    mesocarpio y un endocarpio endurecido en cuyo interior se

    encuentra la semilla, su peso vara desde 150 g hasta 2 Kg, su

    longitud vara de 5 a 15 y de 1.5-10 cm de grosor. Su color

    puede estar entre verde, amarillo y diferentes tonalidades de

    rosa, rojo y violeta; encierra un hueso o cavozo grande

    aplanado, rodeado de una cubierta leosa. La fruta posee una

    cscara semi dura que la protege; la carne es fibrosa y se

    encuentra ligada a una gruesa semilla. La fibra le confiere a la

    fruta la capacidad de resistencia al transporte aunque es una

    cualidad no deseada para el consumidor.

    La fruta de mango que se utiliza para procesar se debe cosechar

    en estado de madurez fisiolgica, es decir, cuando el fruto est

    totalmente maduro. Debe tener su tamao desarrollado y segn

    la variedad, deben lucir un color amarillo o amarillo y rojo; y

    que internamente, alrededor de la semilla, tenga una coloracin

    amarilla. (Internet: Mango Industrializacin).

    El mango maduro presenta un contenido de grados Brix entre

    los 12 13, un valor de pH entre 3.5 y 4.0, densidad especfica

    entre 1.01 y 1.02; resistencia de la pulpa a la presin entre 1.75

    y 2.0 Kg/cm, observndose cambios de tonalidad de verde

    brillante a opaco como consecuencia de la degradacin de la

    clorofila, as como en la parte interna de la fruta se aprecia un

    color amarillo plido alrededor de la semilla.

    El mango posee un alto contenido de agua, azcar y fibra; es

    rico en hierro, calcio, fsforo asimilable as como es buena

    fuente de vitamina C y beta caroteno. (Internet: Mango

    Cultivo).

    Cuadro 1. Composicin del mango en 100 g de porcin comestible

    CARACTERSTICAS FRUTASMango1 Mango2 Mango3

    [email protected] [email protected]

  • Porcin comestible (%) 70.0 - -Agua (g) 83.0 83.0 82Fibra alimentara (g) 1.0 - 1.7Protenas (g) 0.4 0.4 0.6Grasa (g) 0.2 0.2 0.5Carbohidratos (g) 15.9 15.9 12.5Ceniza (g) 0.5 0.5 -Retinol- Vit. A (g) 159 159 -Riboflavina (mg) 0.11 0.11 50 gVitamina C (mg) 24.8 24.8 40

    Fuente: Mango1 : Collazos (1993)

    Mango2 : (Internet: FAO)

    Mango3 : Friedrich. (1991)

    2.1.1.3.Variedades

    En el Per se cultivan dos tipos de magos: la variedad llamada

    de plantas francas (no injertadas) y la variedad mejorada.

    En el primero de los casos se tiene a la Criolla de Chulucanas

    y Chato de Ica, Rosado de Ica. En el segundo caso de las

    mejoradas se tiene a las variedades Haden, Kent, Tomy Atkins

    y Keitt. (Vctor V., Miguel A. - 1996).

    2.1.2.Manzana ( Pyrus malis )

    2.1.2.1.Taxonoma

    Reino : Vegetal

    Orden : Rosales

    Familia : Rosceas

    Genero : Malus

    Especie : Pyrus malus L

    2.1.2.2.Descripcin botnica

    Fruto de estructura firme, carnosa, derivada del receptculo de

    la flor.

    Las caractersticas fsicas del fruto son muy variables. El color

    de la piel va desde el verde hasta el rojo muy oscuro, casi

    negruzco. Tambin la forma es variada y comprende frutos

    [email protected] [email protected]

  • oblatos y oblongos, con pednculo corto y numerosas semillas

    de color pardo brillante.

    El tamao oscila entre un poco mayor que el de una cereza y

    casi tan grande como el de una toronja o pomelo mediano.

    La manzana alcanza su madurez fisiolgica cuando su

    contenido en slidos solubles o Brix es no menor de 12, as

    como su textura debe estar cerca y es menor a 13 libras; si es

    menor de 101, la fruta estar sobremadura.

    La manzana es rica en pectina y vitamina C, asimismo cido

    mlico y tartrico, que son especialmente eficaces como ayuda

    en la digestin de alimentos ricos. (Internet: Manzana

    Cultivo).

    2.1.2.3.Variedades

    Entre las variedades de manzanas ms comerciales se tienen:

    Golden delicious (Deliciosa Dorada), Red delicious (Deliciosa

    roja), Pachacamac, Winter, Starkrimson, Reineta blanca del

    Canad, Verde doncella, Belleza de Roma (Roma beauty),

    Esperiega de Ademuz y Israel. (Internet: Manzanas

    Variedades).

    Cuadro 2. Composicin de la manzana y zumo de manzana en 100 g de porcin

    comestible

    CARACTERSTICASFRUTAS

    Manzana1 zumoManzana2

    zumo Manzana3

    Porcin comestible (%) 88.0 - -Agua (g) 84.7 88.5 88.1Fibra alimentara (g) 0.8 0.0 -Protenas (g) 0.3 0.05 0.1Grasa (g) 0.1 0.0 0.0Carbohidratos (g) 14.6 11.2 11.1Ceniza (g) 0.3 0.26 -Retinol- Vit. A (g) 0.0 - -Riboflavina (mg) 0.04 - 25 (g)Vitamina C (mg) 1.3 1.0 1

    Fuente: Manzana1 : Collazos (1993)Manzana 2 : (Internet : Frutas composicin)Manzana 3 : Friedrich (1991)

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  • 2.1.3.Maracuya (Passiflora edulis)

    2.1.3.1.Taxonoma

    Reino : Vegetal

    Orden : Violales

    Familia : Passifloraceae

    Genero : Pasiflora

    Especie : Passiflora edulis

    2.1.3.2.Descripcin botnica

    El maracuya es conocida como la fruta de la pasin, es de

    forma ovoide o casi redonda de 4 8 cm de dimetro, 6 8 cm

    de largo y un peso hasta de 30 g, la base y el pice son

    redondeados, la corteza es de color verde fuerte, tornndose

    ms dbil cuando empieza a madurar de verde a amarillo, es de

    consistencia dura, lisa y cerosa, de unos 3 mm de espesor pero

    que al madurar se arruga, el pericarpio es grueso, la pulpa es

    de color amarillo mostaza con intenso sabor aromtico,

    contiene entre 200-300 pequeas semillas negras comestibles,

    cada una rodeada de un arilo (membrana mucilaginosa) que

    contiene un jugo aromtico en el cual se encuentran las

    vitaminas y otros nutrientes.

    El maracuya alcanza su grado de madurez cuando su

    rendimiento de jugo es del 36% y cuando su contenido de

    slidos solubles est entre los 1318 Brix y acidez entre 3 y

    5%.

    Un fruto maduro est constituido por: cscara: 50-60%, jugo:

    30-40% y semilla 10-15%.

    El maracuya tiene diferente peso sin estar acorde con el

    tamao en el interior del fruto. En ocasiones tiene muy poca

    pulpa, presentndose muy pocas semillas que se caracterizan

    como frutos vanos. (Internet: Maracuya).

    Cuadro 3. Composicin del zumo de maracuya en 100 g de porcin comestible

    [email protected] [email protected]

  • CARACTERSTICASFRUTAS

    zumo Maracuya1

    zumoMaracuya2

    zumoMaracuya3

    Agua (%) 82.3 85 -Fibra alimentara (g) 0.2 0.2 0.2Protenas (g) 0.9 0.8 0.7Grasa (g) 0.1 0.6 0.2Carbohidratos (g) 15.8 2.4. -Ceniza (g) 0.6 Trazas 0.5Retinol- Vit. A (g) - 684 mg 2410.0Riboflavina (mg) 0.15 0.1 0.1Vitamina C (mg) 22.0 20 20.0

    Fuente: Maracuya1 : Collazos (1993) Maracuya2 : (Internet: Maracuya - variedades). Maracuya3 : Julio C. Isique (1986)

    2.1.3.3.Variedades

    Las dos variedades de importancia comercial a nivel

    internacional son: el maracuya rojo o morado (Passiflora

    edulis variedad prpura Sims) que presenta frutos pequeos de

    color rojo, y el maracuya amarillo (Passiflora edulis variedad

    flavicarpa Degener), que presenta frutos vistosos de color

    amarillo con diversas formas, intenso sabor y su alta acidez.

    Existen en el mercado diversos hbridos, pero que no son

    conocidos en el crculo comercial, donde, como anteriormente

    se ha mencionado, los nombres maracuya amarillo y maracuya

    morado, son los ms comnmente usados. (Internet: Maracuya

    Variedades).

    2.1.4.Naranja (Citrus sinensis)

    2.1.4.1.Taxonoma

    Reino : Vegetal

    Orden : Geraniales

    Familia : Rutceas

    Genero : Citrus.

    Especie : Citrus sinensis

    2.1.4.2.Descripcin botnica

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  • El fruto est compuesto por una cscara gruesa que le

    proporciona proteccin contra los daos. La superficie

    exterior se conoce como el pericarpio o flavedo y contiene el

    aceite y los pigmentos de la cscara. Seguidamente est la

    capa blanca esponjosa llamada mesocarpio, que es rica en

    pectina.

    El jugo interior que contiene el endocarpio est dividido en

    varios gajos o carpelos fciles de separar donde se encuentran

    los sacos de jugo individuales y las semillas, si las hay. Por

    ltimo hay un centro esponjoso o placenta. Cada una de estas

    partes presenta problemas especiales y oportunidades en el

    procesamiento.

    La naranja alcanza su madurez fisiolgica cuando su contenido

    de azucares o slidos solubles est entre los 11 - 13 Brix.

    Entre las variedades ms comunes cabe citar la naranja amarga

    o agria y la naranja dulce. La variedad agria es de corteza ms

    dura, fina y rugosa que la de la naranja dulce. Las variedades

    comestibles se diferencian por su carne; la naranja dulce es de

    color cercano al rojo y gusto agridulce y delicado. (Internet:

    Naranjas Cultivo).

    Cuadro 4. Composicin del zumo de naranja en 100 g de porcin comestible

    CARACTERSTICASFRUTAS

    zumoNaranja1

    zumoNaranja2

    zumoNaranja3

    Agua (g) 90.7 87.7 87.0Fibra alimentara (g) 0.0 - 0.1Protenas (g) 0.5 0.7 0.8Grasa (g) 0.2 0.2 0.3Carbohidratos 8.2 9.0 10.2Ceniza (g) 0.4 - 0.33Retinol- Vit. A (g) - - -Riboflavina (g ) - 20 -Vitamina C (mg) - 45 53

    Fuente: Naranja1 : Collazos (1993) Naranja 2 : Friedrich (1991)

    Naranja 3 : (Internet : Frutas composicin)

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  • 2.1.4.3.Variedades

    Existen varios tipos de naranjas, los ms comunes son Navel,

    Blancas y Sanguinas.

    Dentro de las Navel, se encuentran las Washington, Thomson,

    Newhall, Navelina y Navelete, se caracterizan por ser sin

    semillas, son fciles de pelar y los gajos se separan fcilmente.

    Las Blancas comunes son frutos ms pequeos, con cscara

    gruesa y con abundante semillas, las Blancas finas son

    seleccionadas y casi no tienen semillas, Destacan la Salustiana

    a nivel espaol y la Castellana, Verna.

    Las Sanguinas difieren de las blancas en que son ms

    pigmentadas.

    En el Per casi el 90% del cultivo de las naranjas es de la

    variedad valencia, aunque se pueden encontrar tambin otras

    variedades como: Naranja Tangelo Selva, Naranja Valencia

    (Selva), Naranja Washington Naval (Costa). (Internet: Las

    Naranjas).

    2.1.5.Papaya (Carica papaya L.)

    2.1.5.1.Taxonoma

    Reino : Vegetal

    Orden : Parientales

    Familia : Caricaceae

    Genero : Carica

    Especie : Carica papaya

    2.1.5.2.Descripcin botnica

    Es una baya ovoide-oblonga, o casi cilndrica, grande, carnosa,

    jugosa, ranurada longitudinalmente en su parte superior,

    dependiendo del tamao o seleccin pueden medir de 10 a 60

    cm de largo y su peso puede variar desde 500 g hasta 9 Kg,

    constituido principalmente por agua (86.8 %) y carbohidratos

    (12.18 %). Est formado por 3 partes: el exocarpio o cscara.,

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  • el mesocarpio o pulpa y el endocarpio que contiene las

    semillas y muclago.

    La piel de la papaya es suave, contiene un lquido lechoso y

    blanco (ltex) que se solidifica rpidamente al inicio de la

    maduracin del fruto y va desapareciendo gradualmente, es de

    color verde amarillento; su pulpa es blanda y muy jugosa,

    puede ser de tonos rojizos o anaranjados y su sabor es muy

    agradable de un espesor de 3 a 5 cm. En su interior se

    encuentran numerosas semillas entre 300 a 700, de color

    negro-grisceo, son esfricas de 3.7 a 4.5 mm de largo por 2 a

    2.8 mm de ancho y 2 a 2.5 mm de grueso, recubiertas por una

    masa gelatinosa llamada sarcotesta o cubierta. Se conoce como

    fruta noble por sus propiedades anticidas y es ideal en el

    desayuno.

    La papaya alcanza su madurez fisiolgica cuando su contenido

    de azucares o slidos solubles est entre los 11.5 a 13.5 Brix,

    presentando adems un color amarillento superficial de 6 a

    33% y un valor de pH entre 4.5 y 6.0.

    Es una excelente fuente de beta carotenos, as como de

    vitamina A, C adems de algunas del complejo B, mientras que

    su contenido de minerales tales como calcio, fsforo, y fierro

    es pobre. (Internet: Papaya - Cultivo).

    Cuadro 5. Composicin de papaya en 100 g de porcin comestible

    CARACTERSTICAS FRUTASPapaya1 Papaya2 Papaya3Porcin comestible (%) 75.0 - -Agua (g) 90.8 90.8 87.9Fibra alimentara (g) 0.5 - 1.9Protenas (g) 0.4 0.4 0.5Grasa (g) 0.1 0.1 0.1Carbohidratos 8.2 8.2 2.3Ceniza (g) 0.5 0.5 -Retinol- Vit. A (g) 63.0 63.0 -Riboflavina (mg) 0.07 0.07 40 gVitamina C (mg) 47.7 47.7 80

    [email protected] [email protected]

  • Fuente: Papaya 1 : Collazos (1993) Papaya 2 : (Internet : FAO) Papaya 3 : Friedrich (1991)

    2.1.5.3.Variedades

    Es difcil hablar de variedades debido a mltiples cruzamientos

    que se producen por libre polinizacin. Entre las tantas

    variedades podemos mencionar: Variedad Tailandia, Maradol,

    Fauna N 1, Enano, Higgins, Sunrise, Solo o Hawaiana,

    Criollo, Bluestem, Graham, Fairchild, Puna y Hortusgred.

    (Internet: Papaya variedades).

    2.2. Tecnologa Del Zumo

    2.2.1.Definicin

    La definicin que da el Codex Alimentarius (1992) es la siguiente:

    Se entiende por zumo o jugo de fruta, el obtenido a partir de frutas (sanas

    y maduras, frescas o conservadas por el fro) por procedimientos

    mecnicos, no concentrada, no diluido, susceptible de fermentacin pero

    sin fermentar, que posea el color, el aroma y el sabor caractersticos de

    los zumos de frutas de que proviene.

    El contenido de slidos de fruta solubles del zumo de fruta (con

    exclusin de los azcares aadidos) no ser menor que el valor que

    corresponda al contenido de slidos solubles de la fruta madura,

    determinado con refractmetro a 20 C, sin corregir por la acidez y

    expresado en grados Brix en las escalas internacionales de sacarosa.

    Podrn aadirse uno o ms de los azcares slidos, la cual no exceder de

    100 g/Kg, excepto para las frutas muy cidas, en cuyo caso se permitir

    la cantidad de 200 g/Kg. (Codex Alimentarius - 1992).

    Andrs L. y Riera F. (1993), definen a los zumos como lquidos (Jugos)

    obtenidos mecnicamente a partir de frutas y vegetales sanos, limpios y

    maduros, clarificados o no por procedimientos mecnicos o enzimticos,

    fermentables, pero no fermentados, con color, aroma y sabor tpicos de

    frutos o vegetales del producto que proceden; asimismo, los conseguidos

    a partir de zumos concentrados, por restitucin del agua y del aroma

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  • extrado y con caractersticas organolpticas y analticas equivalentes a

    las definidas en las lneas anteriores.

    Su composicin depende de la variedad, grado de madurez y condiciones

    de cultivo del rbol y del tipo y forma de conducir la operacin de

    triturado y prensado.

    2.2.2.Insumos:

    Entre los insumos empleados para la obtencin de zumos se tiene:

    2.2.2.1.cidos

    El cido cumple dos funciones en la elaboracin de zumos, en

    primer lugar ejerce una influencia significativa sobre el crecimiento microbiano ya que disminuye la posibilidad de vida de las bacterias y esto permite una mejor

    conservacin del producto, en segundo lugar contribuye a un

    buen balance del sabor en cuanto a la relacin dulce cido.

    (Salvador G. - 1998).Industrialmente, para bajar el pH de un zumo como en el caso

    del zumo de mango se utiliza el cido Ctrico.

    El cido ctrico se encuentra en diferentes proporciones en

    plantas y animales, ya que es un producto intermedio del

    metabolismo prcticamente universal. En mayores cantidades

    se encuentra en el jugo de las frutas ctricas, de las que se

    obtiene por precipitacin, aadiendo xido de calcio.

    2.2.2.2.Antioxidante

    Son definidos por la Food and Drug Administration (FDA) de

    los EEUU como sustancias utilizadas para preservar los

    alimentos y retardar su deterioro, rancidez o decoloracin por

    causa de la oxidacin.

    Los antioxidantes en zumos tienen por funcin principal evitar

    el pardeamiento enzimtico u oxidativo tanto de la fruta cortada

    en trozos en el proceso de obtencin as como del producto en

    si, especficamente el zumo de manzana, siendo el ms

    [email protected] [email protected]

  • empleado el cido ascrbico (C6H8O6). (Arthey D., Ashurst

    P.R. - 1997).

    2.2.2.3.Clarificantes.

    La presencia de pectinas, que proviene de las paredes celulares

    y que son extradas en el proceso normal de prensado dan un

    aspecto desagradable al zumo al flotar en agrupaciones e

    aspecto mucilaginoso que, aunque no son perjudiciales para la

    salud, no resultan atractivos para el producto. Estas pectinas

    deben ser eliminadas, operacin que se denomina clarificacin

    del zumo.

    Entre estos agentes clarificantes tenemos: la gelatina, la

    bentonita y el silica-sol, la precipitacin se suele producir

    enseguida tras su adicin. (Andrs L. y Riera F. - 1993).

    Se debe hacer mencin que la adicin de estos materiales

    extraos al proceso de obtencin del zumo puede provocar la

    aparicin de sabores amargos y texturas a estopa que

    malogren la calidad del producto acabado. (Andrs L. y Riera F.

    - 1993).

    2.2.3.Mtodo de elaboracin

    El proceso de elaboracin del zumo consta de las siguientes etapas:

    2.2.3.1.Recepcin

    Operacin que se basa fundamentalmente, en un control de

    peso y un control de calidad hecha a la materia prima que se

    ver reflejada idealmente en la coloracin y tamao adems de

    estar libre de daos mecnicos, de insectos, pudricin e indicio

    de esta. (Hatta S. Beatriz).

    2.2.3.2.Lavado, seleccin y clasificacin de los frutos

    El lavado permite eliminar impurezas que pudieran traerse del

    campo como polvo, residuos de pesticidas y tierra; las

    sustancias desinfectantes que se pueden emplear son a base de

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  • cloro, sales de amonio cuaternario, yodo. El hipoclorito de

    sodio es el desinfectante ms empleado por su efectividad y

    bajo costo. (Internet: Frutas - Transformacin Y Conservacin).

    En la seleccin se desechan los frutos que presenten daos de

    tipo biolgico, fisiolgicos y mecnicos as como se verifica el

    estado de madurez de la fruta, las que no poseen estas

    caractersticas son almacenadas hasta cumplirlas.

    La clasificacin es ms que nada por tamao y suele hacerse de

    forma mecanizada. (Internet: Naranja Industrializacin).

    2.2.3.3.Extraccin de los aceites esenciales:

    Se realiza mediante un raspado de la capa ms superficial del

    flavedo. Es principalmente realizado en los procesos de

    extraccin de zumo de las naranjas. (Internet: Zumo de naranja

    Calidad).

    2.2.3.4.Extraccin del zumo por prensado o cualquier otro sistema

    mecnico:

    Para el caso de naranjas, se pela y se exprime el jugo a la vez.

    En el proceso de extraccin se recupera cierta cantidad de

    los aceites esenciales de la cscara, que son diferentes a los del

    jugo propiamente. En promedio se puede obtener hasta un 50%

    de jugo. (Internet: Naranja Industrializacin).

    Extraccin del zumo, para esto se utilizan dos sistemas:

    - Exprimidores: cortan el fruto por la mitad, y se exprimen en

    un cono acanalado que gira a gran velocidad.

    - Sistema IN-LINE. Consiste en introducir la fruta en una

    cnula y prensarla entre dos mbolos.

    (Internet: Zumo de naranja Calidad).

    En el caso de ser manzanas estas se trituran para la obtencin

    de pulpa apta para el prensado, se emplean molinos de martillo,

    que utilizan cedazos con mallas de 1 a 1.5 cm de apertura. Esta

    pulpa no demasiado fina, tiene una estructura adecuada para el

    prensado. Para evitar el pardeamiento enzimtico u oxidativo,

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  • es frecuente que se aada algo de cido ascrbico, en la etapa

    de trituracin o molienda.

    Figura 1. Forma de extraccin comn del zumo de naranja a nivel industrial.

    Figura 2. Forma de extraccin del zumo de manzana a nivel industrial

    En el caso del maracuya, la extraccin de la pulpa de esta fruta

    se logra depositndola, una vez lavada, entre dos conos

    conversores rotatorios convergentes, la fruta se ve presionada

    entre las puntas de los conos y se desintegra, cuando estos giran

    hacia el fondo de la maquina, donde la separacin entre ambos

    queda reducida al grosor de la piel de la fruta. La piel arrastrada

    por los conos, y la pulpa, caen a un finalizador, que elimina los

    trozos de piel y, si la malla del finalizador es de apertura

    adecuada, las semillas.

    Para el caso del mango, estos se aplastan, para desintegrar la

    fruta sin romper el hueso. La masa de pulpa aplastada se

    deposita en el extremo inferior de un extractor a contracorriente

    con un reflujo de agua a 65 C. En el extractor, el zumo se

    diluye hasta alcanzar una concentracin de un 10% de slidos

    solubles, por lo que se precisa recurrir a la concentracin para

    que el zumo alcance la originalidad. El zumo de mango

    obtenido en el extractor contracorriente puede concentrarse a

    30 Brix sin tratamiento enzimtico. Se obtienen as un zumo de

    mango ligeramente coloreado de amarillo-naranja, de excelente

    calidad. (Arthey D., Ashurst P.R. - 1997).

    2.2.3.5.Tamizado o filtracin :

    Se realiza para separar los fragmentos de pulpas, restos de

    corteza, semilla que pasaron en el momento de la extraccin,

    etc del zumo; (estimndose estos en un 1%), a fin de comunicar

    una mejor apariencia al zumo. (Internet: Naranja

    Industrializacin).

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  • 2.2.3.6.Inspeccin de contenidos y control de calidad:

    En este punto se procede a determinar el contenido en azcar,

    cido ctrico, vitamina C, pulpa y sabor o aceites esenciales

    residuales. (Internet: Flujo De Produccin).

    2.2.3.7.Ajuste o correccin :

    El ajuste consiste en regular las variaciones del azcar y cido

    contenidas en el jugo, as como para mezclar los conservadores

    requeridos, siendo los ms usuales entre otras, benzoato de

    sodio, sulfito y bisulfito de sodio, as como anhdrido sulfuroso.

    La mezcla de los conservadores con el jugo no es instantnea,

    sino que necesita cierto tiempo de agitacin. Este proceso de

    ajuste se realiza en un tanque donde la mezcla se realiza por

    medio de un motor agitador. (Internet: Flujo De Produccin).

    2.2.3.8.Desaireado :

    En los procesos anteriores el jugo adquiere burbujas de aire que

    deben ser eliminadas; por lo que se hace pasar el jugo por un

    pulmn de vaco en donde es succionado el aire contenido en el

    mismo; se produce una breve ebullicin que elimina el gas

    disuelto.

    Cierta cantidad de oxigeno puede provenir de los tejidos de la

    fruta, pero la cantidad ms grande se introduce en el zumo

    durante las operaciones de triturado, extraccin, tamizado, etc.

    El oxigeno no solo acta en la corrosin y sobre todo el cido

    ascrbico, sino tambin sobre los taninos, los compuestos

    oxidables de los aceites esenciales y lpidos. Origina incluso

    modificaciones de sabor y del color. Las alteraciones debidas a

    las oxidaciones resultan aun ms acentuadas por los

    tratamientos trmicos.

    Naturalmente conviene recordar que no tiene inters desairar un

    zumo de fruta si al mismo tiempo no se toma medidas para

    evitar la reincorporacin de aire.

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  • Como norma general, la desaireacin se aplica a los zumos de

    tomate y agrios, los zumos de manzana, uva y pia no se

    someten a desaireacin por que origina una gran prdida de su

    aroma. (Jean C. Cheftel, Henrri Cheftel -1976).

    2.2.3.9.Clarificacin:

    Si es necesaria, el zumo se clarifica. Esta operacin consiste en

    la eliminacin del exceso de pulpa, objetivo que puede lograrse

    por centrifugacin en una decantadora o mediante el uso de

    finalizadores de malla fina. El zumo se clarifica, eliminando

    pectinas, almidones, gomas, protenas, polifenoles, cationes

    metlicos y lpidos, causantes de turbios antes o despus de los

    tratamientos conservantes.

    El mtodo tradicional de clarificacin o acabado consiste en

    calentar el zumo a la temperatura precisa y agitarlo, en

    presencia de la enzima o mezclas de enzimas, esperar a que la

    enzima acte y aadir luego agentes precipitantes que

    precipitan los taninos y otras sustancias indeseables. (Jean C.

    Cheftel, Henrri Cheftel -1976).

    2.2.3.10.Pasteurizado :

    El mtodo general de conservacin de zumos es la

    pasterizacin, que consiste en el calentamiento del zumo a

    temperaturas entre 60 y 100 C durante un tiempo variable. Se

    puede utilizar en casi todos los zumos debido a que su mayora

    tienen un pH relativamente bajo. La pasterizacin se puede

    realizar sobre el zumo antes de envasar o sobre los envases

    cerrados conteniendo el zumo.

    La pasterizacin rpida del zumo una vez desaireado consiste

    en elevar su temperatura a 82-90 C durante 5 a 10 segundos.

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  • Posteriormente se enfra a la temperatura adecuada para su

    llenado en envases esterilizados.

    El tratamiento trmico tiene dos objetivos principalmente:

    - Inactivacin de enzimas para evitar la prdida de la

    turbiedad del zumo, que es un factor de calidad, ya que

    estas rompen las cadenas de pectinas, con lo que queda en

    el zumo un sobrenadante, que resta calidad al zumo.

    - Eliminacin de los microorganismos. (Internet: Naranja

    Industrializacin).

    2.2.3.11.Concentracin:

    Se realiza por medio de concentradores o evaporadores; a base

    de calor se logra evaporar parte del agua que posee el jugo

    (80%) concentrndolo hasta 65 Brix (Jugo de naranja). Es

    muy importante el control de tiempo y temperatura para que no

    se afecten las propiedades organolpticas del producto; por lo

    general se hace a baja presin, para utilizar bajas temperaturas.

    (Internet: Naranja Industrializacin).

    Una vez obtenido el zumo concentrado este es utilizado como

    base para la elaboracin de refrescos, se puede mezclar con

    otros zumos, o puede ser consumido directamente por mezcla

    con zumo. (Internet: Zumo de naranja Calidad).

    2.2.3.12.Enfriado y conservacin del concentrado.

    Luego del concentrado el jugo se almacena por un corto

    tiempo, para recibir un tratamiento de preenfriado y llevarlo a

    temperaturas bajo cero (-10 C), antes de ser depositado en

    tanques de suficiente capacidad o en el envase final (estaones

    de 200 L).

    Los estaoles son de una capacidad de de 204 L, conteniendo

    un promedio de 200 L de jugo de naranja concentrado, con

    65 Brix y congelado a -23 C, con una relacin acidez/grados

    Brix de 15 a 16.1 preferiblemente y con un porcentaje de acidez

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  • mayor de 0,5 y menor que 1,0. (Internet: Naranja

    Industrializacin).

    2.3. Tecnologa Del Nctar

    2.3.1.Definicin

    Es el producto constituido por el jugo y/o pulpa de fruta finamente

    diluida y tamizada, adicionando agua potable, azcar, cido orgnico,

    preservante qumico y estabilizante si fuese necesario, y conservado por

    tratamiento trmico. El nctar deber estar exento de fragmentos de

    cscara, semilla y otras sustancias gruesas y duras, y no deber tener

    menos del 10% en peso de slidos solubles determinada por

    refractmetro a 68 F y ledo como Brix de las escalas internaciones de

    sucrosa.

    De este modo, entonces, el nctar es un producto formulado, o sea que se

    prepara de acuerdo a una receta o frmula preestablecida y que puede

    variar de acuerdo a las preferencias de los procesadores. (Guevara A.,

    Obregn A., Salva B. - 2000-I).

    2.3.2.Insumos:

    Los insumos empleados en la elaboracin del nctar son los siguientes:

    2.3.2.1.Azcar

    Los azucares pertenecen a una clase de compuestos conocidos

    como carbohidratos, sacrido es un trmino que denota

    azcar o sustancias derivadas del azcar. Es un endulzante de

    origen natural, slido, cristalizado, constituido esencialmente

    por cristales sueltos de sacarosa, obtenidos a partir de la caa de

    azcar o de la remolacha azucarera mediante procedimientos

    industriales apropiados.

    La sacarosa es un disacrido formado por la unin de una

    molcula del monosacrido glucosa con un monosacrido

    fructosa a travs de los carbonos 1 y 2 y con la prdida de una

    molcula de agua. La sacarosa es muy soluble en agua, como

    casi todos los azcares. (Charley Helen - 1999).

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  • El azcar se utiliza para dar sabor dulce a las comidas y en la

    fabricacin de confites, pasteles, conservas, bebidas alcohlicas

    y no alcohlicas, y muchos otros alimentos.

    Un nctar contiene dos tipos de azcar: el azcar natural que es

    propia de la fruta y el azcar comercial que se emplea para dar

    el dulzor caracterstico.

    Entre el azcar comercial se puede tener: azcar blanca

    refinada (lo recomendable), azcar rubia, chancaca, miel de

    abeja, miel de caa, entre otros. (Walter Quevedo Barrios -

    1998).

    2.3.2.2.Conservantes

    Son sustancias que se aaden a los productos alimenticios para

    inhibir el desarrollo de hongos y levaduras, y aseguran la

    conservacin del producto despus que se ha abierto el envase.

    En la elaboracin de nctares en el pas est permitido el

    empleo de varios tipos de preservantes qumicos, siendo el ms

    utilizado el sorbato de potasio.

    El sorbato de potasio es fisiolgicamente inocuo y se

    caracteriza por su compatibilidad particularmente buena. Ejerce

    accin especfica sobre los mohos y los fermentos (levaduras)

    cuando libera el componente conservante activo (cido

    srbico).

    Con el sorbato de potasio pueden conservarse los productos

    hasta un pH de 6 como mximo, se sugiere que resulta

    suficiente de 0.1 - 0.15 % en pulpas, y 0.05 % en jugos y

    nctares. (Walter Quevedo Barrios - 1998).

    2.3.2.3.cidos

    En nctares la accin conservadora del azcar es

    complementada por niveles altos de acidez, que determinan

    valores de pH entre 3.6 a 4.0 en el producto terminado, en este

    rango de pH, la mayora de microorganismos no puede

    [email protected] [email protected]

  • desarrollar y son menos resistentes al calor, siendo esta la razn

    por la que los productos cidos se esterilizan con tratamientos

    trmicos leves.

    El cido cumple dos funciones en la elaboracin de nctares, en

    primer lugar disminuye la posibilidad de vida de las bacterias y

    esto permite una mejor conservacin del producto, en segundo

    lugar contribuye a un buen balance del sabor en cuanto a la

    relacin dulce cido.

    Industrialmente, para regular el pH de un nctar se utiliza el

    cido ctrico que es un producto blanquecino similar al azcar

    blanco, la cantidad que se debe incorporar se calcula segn el

    pH de la fruta. (Walter Quevedo Barrios - 1998).

    2.3.2.4.Estabilizantes

    Todas las frutas tienen slidos y sustancias espesantes naturales

    como: pectina y gomas, que le dan su consistencia

    caracterstica, pero no todas tiene la cantidad apropiada para

    elaborar nctares, por lo que se recomienda el uso de

    estabilizantes naturales o comerciales, siendo lo ms especfico

    para el procesamiento de nctares el Carboximetil Celulosa

    (CMC).

    La cantidad de estabilizantes que se debe incorporar se calcula

    segn el peso del nctar y la caracterstica de la fruta. Las frutas

    jugosas como la naranja y maracuya requieren mayor cantidad

    de estabilizante, en cambio las frutas pulposas como el mango y

    la manzana contienen espesantes naturales en mayor

    proporcin, por lo que requieren una menor cantidad de

    estabilizante. (Walter Quevedo Barrios - 1998).

    En nctares, es necesario controlar la estabilidad a la adecuada

    dispersin de las partculas finas para preservar su apariencia,

    su uso evita que la textura de la pulpa y las partculas

    sedimenten en el medio dispersante.

    [email protected] [email protected]

  • La CMC es un ter celulsico de carcter aninico y soluble

    tanto en agua fra como caliente. Las caractersticas de la CMC.

    Son:

    Composicin constante.

    Amplio rango de viscosidad.

    Es bastante estable a la temperatura de pasteurizacin y

    esterilizacin.

    Forma geles claros.

    Se pueden tener % definidos con viscosidades

    determinadas.

    Son estables a un rango bajo de pH.

    Cuadro 6. Tipos De Carboximetil Celulosa Sdica (CMC)

    CMC % EnLa SolucinViscosidad

    (cP) Pureza Ds

    PE 31 FG 1 10 - 30 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 27 FG 1 60 - 100 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 28 FG 1 200 - 400 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 29 FG 1 500 - 900 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 30 FG 1 1000 - 2000 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 30 FGM 1 2000 - 3000 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 30 FGH 1 3000 - 4000 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 30 FGHH 1 4000 - 5000 99.5 Min. 0.70 - 0.90Fuente: Daniel Snchez Herrera (2003)

    2.3.2.5.Enturbiante

    No existe un compuesto especfico que cumpla la funcin de

    enturbiante, as, un enturbiante es una sustancia que dispersa en

    un medio, brinda opacidad al mismo. Un enturbiante debe ser

    insoluble en el medio en el cual se dispersa y mantenerse

    suspendido para cumplir su funcin. Sustancias enturbiantes

    puedes ser aceites vegetales parcialmente hidrogenados,

    terpenos de aceites esenciales, etc. (Internet: Enturbiante

    Consulta).

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  • Se recomendndose utilizar por lo general 1 ml de enturbiante

    por 1 Kg de nctar, incorporndose al final de la pasteurizacin.

    (Walter Quevedo Barrios - 1998).

    2.3.3.Mtodo de elaboracin

    La tecnologa empleado en la elaboracin de nctares es como se detalla

    a continuacin:

    2.3.3.1.Recepcin y seleccin

    La recepcin y seleccin debe realizarse en un ambiente

    independiente de la sala de proceso, por lo que es en esta zona

    donde va a llegar la materia prima que puede estar deteriorada o

    contaminada y puede contaminar el ambiente de proceso. Es

    aqu donde se lleva a cabo la seleccin que consiste en eliminar

    toda aquella materia prima que no es aceptable como alimento,

    es decir aquella que llega putrefacta, golpeada, oscura,

    fermentada, etc. La materia prima no apta debe ser eliminada

    inmediatamente de lo contrario producir la infeccin de la

    materia prima de buena calidad. (Hatta S. Beatriz).

    2.3.3.2.Clasificacin.

    Esta operacin tiene por finalidad la agrupacin de la materia

    prima en base a propiedades fsicas diferentes (color, tamao,

    forma, textura, maduracin) que dan las caractersticas de

    diferentes calidades.

    El rol de esta operacin es de uniformizar la materia prima para

    estandarizar todas las operaciones del proceso. (Hatta S.

    Beatriz).

    2.3.3.3.Pesado

    Esta es una de las operaciones de mayor significacin

    comercial en las actividades de la empresa, pues implica llevar

    un control de rendimiento durante todo el procesamiento de la

    [email protected] [email protected]

  • materia prima, nos permite conocer y evaluar el peso real de un

    producto. (Internet: Nctares Elaboracin).

    2.3.3.4.Lavado

    Se hace con el fin de eliminar las materias extraas que pueden

    estar adheridas a la fruta. Se puede realizar por inmersin,

    agitacin o por aspersin (rociado).

    El agua de lavado preferentemente ser clorada a una

    concentracin de 15 ppm (43 ml de solucin de hipoclorito de

    sodio al 3.5% -cloro lquido comercial- por cada 100 L de

    agua), esto con el fin de reducir la carga microbiana, y de

    eliminar impurezas y suciedades del fruto. Despus del lavado

    con agua clorada se procede a lavar con agua potable para

    eliminar cualquier residuo de cloro que pudiera haber quedado.

    (Hatta S. Beatriz).

    2.3.3.5.Pelado o mondado

    Dependiendo de la materia prima, esta operacin puede

    ejecutarse antes o despus de la precoccin. La mayora de las

    frutas son pulpeadas con su cscara, esto siempre y cuando se

    determine que la cscara no tiene ningn efecto que haga

    cambiar las condiciones sensoriales de la pulpa o zumo. El

    pelado se puede hacer en forma manual, empleando cuchillos o

    mecnica con maquinas, tambin con sustancias qumicas como

    el hidrxido de sodio, soda, o con agua caliente o vapor.

    El pelado debe realizarse de tal modo de no perder demasiada

    pulpa, ya que esto influira significativamente en el rendimiento

    del producto final. (Guevara A., Obregn A., Salva B - 2000-I).

    2.3.3.6.Precoccin / escaldado

    El objetivo de esta operacin es ablandar la fruta, para facilitar

    el pulpeado. Se realiza generalmente en agua a ebullicin o con

    vapor directo.

    [email protected] [email protected]

  • La precoccin sirve tambin para inactivar enzimas sobre todo

    las responsables del pardeamiento. En este caso toma el nombre

    de blanqueado o escaldado. (Hatta S. Beatriz).

    2.3.3.7.Extraccin de la pulpa (pulpeado)

    Consiste en obtener la pulpa o jugo, libres de cscaras y pepas y

    as obtener un tamao adecuado de jugos pulposos.

    Esta operacin se realiza a nivel industrial empleando equipos

    especiales denominados pulpeadoras acondicionadas con

    mallas apropiadas. (Hatta S. Beatriz).

    2.3.3.8.Refinado

    Esta operacin consiste en pasar la pulpa a una segunda

    operacin de pulpeado, utilizando una malla que elimina toda

    partcula de pulpa superior a 1 mm de dimetro. Esta actividad

    se puede realizar en el mismo pulpeador pero previo cambio de

    tamiz o malla, por ejemplo N 0.5 o menor. (Hatta S. Beatriz).

    2.3.3.9.Estandarizado (ajuste)

    Esta operacin involucra el adicionamiento de todos los

    insumos en cantidades apropiadas. (Hatta S. Beatriz).

    a. Adicin de la pulpa con agua:

    La dilucin depende de la fruta. En el cuadro 7 tenemos las

    diluciones recomendadas para algunas frutas.

    Cuadro 7. Diluciones recomendadas en la elaboracin

    de nctares de fruta

    Fruta DilucinPulpa : agua pH Brix

    [email protected] [email protected]

  • MaracuyaManzanaNaranjillaDurazno TamarindoMangoTuna

    1:51:2-31:51:3

    1:121:2

    1:3.2

    3.53.83.54.02.83.53.3

    1512.5-13

    1513151318

    Fuente: Hatta S. Beatriz.

    b. Regulacin del pH

    El pH se debe llevar a un nivel de 3.5 - 4.0. El pH al cual se

    ha de llevar al nctar tambin depende de la fruta. En el

    mismo cuadro se observa los pH recomendados para algunas

    frutas.

    c. Regulacin de los Brix o cantidad de azcar

    Se realiza mediante la adicin de azcar blanca refinada.

    Los Brix finales recomendados para algunas frutas se dan

    en el cuadro 7.

    Para calcular la cantidad de azcar a aadir se tiene que

    conocer los Brix iniciales (concentracin inicial de azcar)

    de la mezcla (pulpa ms agua) y los Brix finales

    (concentracin final de azcar) que se desea tener en el

    nctar aplicndose la siguiente frmula:

    1100

    %AFN100

    %AFN)CTN(%AIN

    A.A.

    = ...... (1)

    d. Adiccin de estabilizador

    Es necesario en algunos casos adicionar un estabilizador con

    el fin de evitar que la pulpa se precipite y/o tambin para

    darle cuerpo al nctar. El estabilizador ms usado es el

    carboximetil celulosa (C.M.C.).

    e. Adicin de preservantes

    [email protected] [email protected]

  • Es necesario para evitar posterior contaminacin del nctar

    con microorganismos como hongos y levaduras. Se puede

    utilizar Benzoato de sodio o sorbato de potasio en una

    concentracin mxima de 0.05%.

    2.3.3.10.Homogenizado

    Esta operacin permite mezclar completamente todos los

    insumos del nctar, permite la disolucin de grumos u otras

    partculas para que la composicin y estructura de la pulpa

    mas el jugo sean uniformes. Esta reduccin de partculas

    (fibras) es la que proporciona estabilidad al nctar.

    Los equipos ms utilizados son los molinos coloidales, otros

    son refinadoras cilndricas, y en algunos casos las mismas

    licuadoras. (Walter Quevedo Barrios - 1998).

    2.3.3.11.Pasteurizado.

    Esta operacin es un tratamiento trmico que se realiza para

    inactivar la carga microbiana que pudiera tener el nctar. Es

    muy importante tener en cuenta el tiempo y la temperatura de

    pasterizacin. Se puede utilizar un equipo denominado

    pasteurizador de placas, regulado para trabajar a 97 C con un

    tiempo de permanencia del nctar de 30 s o en su defecto ollas

    para lo cual se debe dejar que el producto llegue a la

    temperatura de ebullicin por un tiempo de 5 min. (Guevara A.,

    Obregn A., Salva B. - 2000-I).

    2.3.3.12.Envasado

    Se puede hacer en envases de vidrio o de plstico resistentes al

    calor. El envasado se debe realizar en caliente a una

    temperatura no menor de 80 C para que la transmisin de calor

    y penetracin sobre el envase sea eficiente, adems que genere

    una presin de vapor tal que cuando se produzca el cierre

    inmediato se origine el vaco. (Hatta S. Beatriz).

    [email protected] [email protected]

  • Si durante el proceso de envasado la temperatura del nctar

    disminuye por debajo de 80 C, se debe detener esta operacin;

    se procede a calentar el nctar hasta su temperatura de

    ebullicin, para proseguir luego con el envasado. (Myriam C.

    Trinidad, Roaldo H. Rosales - 2001).

    2.3.3.13.Cierre o sellado

    El cerrado muchas veces se realiza manualmente a nivel de

    pequea empresa, el personal debe ser entrenado para que sea

    eficaz la operacin a la vez que debe contar con guantes y

    protectores para poder realizarlo.

    El cierre se produce colocando la tapa contra una junta

    compresible situada entre aquella y el cuello del envase.

    Tambin se utilizan diferentes clases de tapas roscadas, en la

    mayora de los casos se crea el vaco en el espacio de cabeza,

    por el llenado en caliente. (Myriam C. Trinidad, Roaldo H.

    Rosales - 2001).

    2.3.3.14.Enfriado

    La finalidad del enfriado es bajar bruscamente la temperatura y

    as crea un Shock trmico en el interior y exterior del envase,

    haciendo posible la destruccin de microorganismos, el

    enfriamiento se realiza con agua potable, lo ms fra posible, y

    debe estar en constante circulacin, para aumentar la eficiencia

    del proceso.

    El producto al enfriarse rpidamente reduce las prdidas de

    aroma, sabor y consistencia, adems de brindar un ltimo

    lavado superficial. (Internet: Mango Industrializacin).

    2.3.3.15.Almacenamiento

    [email protected] [email protected]

  • El producto debe ser almacenado en un lugar fresco, limpio y

    seco, con suficiente ventilacin a fin de garantizar la

    conservacin del producto hasta el momento de su venta.

    Aqu los productos son aislados de muchos olores, ambientes

    contaminantes, brindndoles temperatura, comodidad,

    adecuadas para su conservacin, he aqu en un primer

    momento como estado de evaluacin se observan por espacio

    de 24 horas para eliminar posibles productos defectuosos y as

    proseguir sus ltimas operaciones etiquetado y

    comercializacin. (Myriam C. Trinidad, Roaldo H. Rosales -

    2001).

    2.4. Propiedades Fsicas

    2.4.1.Slidos solubles o Brix

    Este sistema de graduacin es aplicado principalmente a los aremetros,

    fue ideada por Balling; y fueron recalculados y comprobados por Brix en

    1854. En Alemania, el sistema se conoce por ambos nombres, pero en

    otras partes se llama casi siempre por el nombre Brix. (James C. P. Chen.

    - 1997).

    Un grado Brix es la densidad de una solucin de sacarosa al 1 por 100

    (p/v) medida a 20 C. (Alberto Ibarz R., Gustavo Barbosa C. - 2000).

    El grado Brix que se determina al flotar un aremetro en una solucin de

    azcar se le suele llamar el Brix.

    El grado Brix es el porcentaje en peso de los slidos contenidos en una

    solucin de sacarosa pura. Se acostumbra a considerar que el grado Brix

    es el porcentaje de slidos o el total de slidos que hay disueltos en un

    lquido, aunque en realidad esto no es cierto ms que en soluciones puras

    de azcar. (James C. P. Chen. - 1997).

    Por acuerdo general, el Brix representa los slidos aparentes que contiene

    una solucin azucarada, segn se determina por el uso del aremetro Brix

    u otra medicin densimtrica convertida a la escala de Brix.

    La mayora de los aremetros Brix modernos estn calibrados de tal

    forma que su lectura en agua destilada es 0 a 20 C, aunque en algunos

    pases se usa como norma una T de 27.5 C. (James C. P. Chen. - 1997).

    [email protected] [email protected]

  • En productos tales como zumos, jugos, los slidos disueltos no son

    solamente sacarosa, si no hay adems otros azucares (glucosa,

    fructosa...), cidos y sales, los cuales influyen en la refraccin de la luz.

    Sin embargo, el ndice de refraccin y el Brix son suficientes para

    determinar el contenido de slidos solubles en el producto. (Gaetano Et al

    1993).

    Comercialmente los grados Brix son por lo tanto, un ndice aproximado

    de la concentracin de slidos solubles, que se acepta como si todos los

    slidos disueltos en el zumo fueran sacarosa. (Alberto Ibarz R., Gustavo

    Barbosa C. - 2000).

    2.4.2.Densidad

    La densidad es la masa de un cuerpo por unidad de volumen siendo sus

    dimensiones (masa)/(longitud)3, es un indicativo de cmo la materia est

    organizada en un cuerpo, as los materiales con estructura ms compacta

    tienen mayor densidad. (Paul S., Dennis R. - 1998).

    La unidad de densidad en el sistema internacional de unidades es el

    kilogramo por metro cbico (Kg/m3), pero por razones prcticas se utiliza

    normalmente el gramo por centmetro cbico (g/cm3).

    Las frutas y verduras contienen entre 75 y 95 % de agua por lo que sus

    densidades estn prximas a 1 g/ml, aunque depende tambin de la

    porosidad y de la cantidad de aire contenido. Las densidades de frutas y

    hortalizas congeladas son menores que las correspondientes en estado

    fresco. (Internet: Propiedades fsicas).

    La densidad depende de la temperatura y de la presin. Aunque la

    temperatura debe especificarse junto con la densidad, la presin no es

    necesaria en caso de lquidos porque es prcticamente incompresible.

    Segn Chen (1993), citado por Juan D. Alvarado, en alimentos lquidos

    como jugos se debe diferenciar la densidad absoluta de la densidad

    aparente; en la primera, la determinacin se realiza en vaco, sin que

    exista el efecto de flotacin en el aire; mientras que en la segunda, la

    determinacin se realiza en presencia de aire. En consecuencia se debe

    hacer la correccin que incluya el efecto de la temperatura, presin y

    [email protected] [email protected]

  • humedad relativa del aire para expresarla como densidad absoluta. (Juan

    D. Alvarado y Jos M. Aguilera - 2001).

    Algunas veces la densidad de una sustancia se determina en relacin con

    la densidad de una sustancia mejor conocida. En ese caso se llama

    gravedad especfica o densidad relativa y es definida como la relacin

    entre la densidad de una sustancia y la densidad del agua a 4 C, que se

    toma como unidad. Como un centmetro cbico de agua a 4 C tiene una

    masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivale numricamente

    a su densidad expresada en gramos por centmetro cbico.

    La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos

    macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en

    una balanza, y despus su volumen; ste se puede calcular a travs del

    clculo si el objeto tiene forma geomtrica, o sumergindolo en un

    recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que

    alcanza el lquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el

    volumen. (Encarta - Biblioteca de Consulta 2003).

    Para medir la densidad de lquidos se utiliza el densmetro, que

    proporciona una lectura directa de la densidad. (Paul S., Dennis R. -

    1998).

    En la cuadro 8 se muestra la densidad de algunos alimentos expresados en

    (Kg/m3).

    Cuadro 8. Densidad de algunos zumos de fruta

    Alimento Contenido en agua (%)Densidad a granel

    (Kg/m3) Zumo de fresa 91.7 1033.0 Zumo de naranja 89.0 1042.9 Zumo de cereza 86.7 1041.0 Zumo de manzana 87.2 1051.9 Zumo de frambuesa 88.5 1046.0

    Fuente: George D. Hayes (1992)

    Algunos investigadores proporcionan formulas o modelos matemticos

    para determinar la densidad en alimentos; en la seccin de anexos se

    detalla algunos modelos encontrados en bibliografa

    [email protected] [email protected]

  • 2.4.3.Viscosidad.

    Es una medida de la resistencia a fluir que presentan los lquidos. Es la

    propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le

    aplica una fuerza, esta definicin significa que a mayor viscosidad un

    lquido escurre ms lentamente. Los fluidos de alta viscosidad presentan

    una cierta resistencia a fluir; mientras que los fluidos de baja viscosidad

    fluyen con facilidad, por ello conforme aumenta la viscosidad del fluido,

    las fuerzas de rozamiento aumentan.

    Como en el caso de la densidad, la viscosidad de una solucin es funcin

    de las fuerzas intermoleculares y de las interacciones agua-soluto que

    restringen el movimiento. Estas fuerzas dependen del espaciado

    intermolecular y de la intensidad de los puentes de hidrgeno, y estn

    afectadas por los cambios en la concentracin y la temperatura.

    Cuando algunos solutos, tales como azcares, se disuelven en agua, la

    viscosidad aumenta debido al incremento de la intensidad de los lazos de

    hidrgeno con los grupos hidroxilo y al aumento en el tamao de las

    molculas hidratadas. Cuando la solucin se calienta, la viscosidad

    disminuye por el aumento de la energa trmica interna y de la distancia

    intermolecular debido la expansin trmica. (D. T. Constela; P. R.

    Forbito, G. H. Crapiste y J. E. Lozano-1995).

    La viscosidad se puede expresar en trminos de viscosidad absoluta, ,

    que se define como la fuerza por unidad de rea necesaria para mantener

    una unidad de gradiente de velocidad. Las unidades de medicin

    comnmente son centipoises o Pascal segundos.

    En lugar de expresar los resultados en trminos de viscosidad absoluta,

    muchos mtodos de determinacin permiten medir la viscosidad relativa,

    es decir la viscosidad de un lquido comparada con la de otro lquido de

    viscosidad conocida. Como las viscosidades relativas que se obtienen con

    los diferentes aparatos no son las mismas, se ha adoptado expresar la

    viscosidad como viscosidad cinemtica, que es la relacin entre la

    viscosidad absoluta, expresada en poise, y la densidad del lquido a la

    misma temperatura, es decir, viscosidad cinemtica (stoke) = viscosidad

    dinmica (poise)/densidad (g/ml). Las unidades de viscosidad cinemtica

    son el stoke y centistoke (cs) igual a 0.01 stoke. (Internet: Viscosidad).

    [email protected] [email protected]

  • Son diversos los productos derivados de frutas que se comercializan en

    forma fluida, destacando entre ellos los zumos. Sin tener en cuenta la

    fruta de la que proceden, en un proceso industrial pueden obtenerse

    diversos tipos de zumos, de modo general, y dependiendo de los

    tratamientos que ha recibido.

    El comportamiento reolgico de los zumos puede ser distinto segn el

    tipo de elaboracin, ya que dependiendo del contenido en slido