Informe de Mermelada
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OPERACIONES UNITARIAS II
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU
Facultad de Ciencias aplicadas Escuela académico profesional de Ingeniería
Agroindustrial
EVAPORACIONOperaciones unitarias II
Docente: ING. QUISPE SOLANO, Miguel Ángel.
Perteneciente: ALFARO SORIA, Jimna Keberlin.
RAMIREZ VALDEZ, Franck L.
INDICE:
Evaporación Página 1
VIIITarma-2012
OPERACIONES UNITARIAS II
I. INTRODUCCIÓN...............................................................................................................3
II. REVISION BIBLIOGRAFICA............................................................................................4
2.1. Evaporación:.................................................................................................................4
2.1.1. Factores de proceso:.............................................................................................4
2.1.2. TIPOS DE EQUIPOS DE EVAPORACIÓN Y MÉTODOS DE OPERACIÓN:. 6
2.2. DEFINICIÓN DEL PRODUCTO:.............................................................................13
2.2.1. Mermelada de agrios:.........................................................................................13
2.2.2. Mermelada sin frutos cítricos.............................................................................13
2.2.3. Mermelada tipo jalea..........................................................................................13
2.3. OTRAS DEFINICIONES:.........................................................................................14
2.3.1. Fruta:..................................................................................................................14
2.3.2. Pulpa de fruta:.....................................................................................................14
2.3.3. Frutos cítricos:....................................................................................................14
2.3.4. Productos alimentarios que confieren (al alimento) un sabor dulce:...................14
2.4. FACTORES ESENCIALES DE COMPOSICIÓN Y CALIDAD:.............................15
2.4.1. COMPOSICIÓN:...............................................................................................15
2.4.2. CRITERIOS DE CALIDAD:.............................................................................16
III. MATERIALES Y MÉTODO.........................................................................................17
3.1. Lugar:..........................................................................................................................17
3.2. Materia prima e insumos:...........................................................................................17
3.3. Materiales y equipos:..................................................................................................17
3.4. Procedimiento:...........................................................................................................17
IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES................................................................................20
4.1. RESULTADOS:.........................................................................................................20
4.2. DISCUSIONES:.........................................................................................................22
V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..................................................................23
5.1. CONCLUSIONES:.........................................................................................................23
5.2. RECOMENDACIONES:.................................................................................................23
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS............................................................................24
VII. ANEXOS........................................................................................................................25
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OPERACIONES UNITARIAS II
I. INTRODUCCIÓNLa mermelada de frutas es un producto de consistencia pastosa o
gelatinosa, obtenida por cocción y concentración de frutas sanas, adecuadamente preparadas, con adición de edulcorantes, con o sin adición de agua. La fruta puede ir entera, en trozos, tiras o partículas finas y deben estar dispersas uniformemente en todo el producto.
La elaboración de mermeladas sigue siendo uno de los métodos más populares para la conservación de las frutas en general. La mermelada casera tiene un sabor excelente que es muy superior al de las procedentes de una producción masiva.
Una verdadera mermelada debe presentar un color brillante y atractivo reflejando el color propio de la fruta. Además debe aparecer bien gelificada sin demasiada rigidez, de forma tal que pueda extenderse perfectamente. Debe tener por supuesto un buen sabor afrutado.
También debe conservarse bien cuando se almacena en un lugar fresco, preferentemente oscuro y seco. Todos los que tienen experiencia en la elaboración de mermeladas saben que resulta difícil tener éxito en todos los puntos descritos, incluso cuando se emplea una receta bien comprobada debido a la variabilidad de los ingredientes en general, principalmente de la fruta. Las frutas difieren según sea su variedad y su grado de madurez, incluso el tamaño y la forma de las cacerolas empleadas para la cocción influyen sobre el resultado final al variar la rapidez con que se evapora el agua durante la cocción.
A medida que se calienta la solución y aumenta la concentración del soluto o sal, puede excederse el límite de solubilidad del material en solución y se formaran cristales. Esto limita la concentración máxima que puede obtenerse por evaporación de la solución.
Objetivos: Conocer la teoría de la evaporación. Realizar balances de materia y energía implicados en la
operación calculando las pérdidas generadas. Analizar la relación de las diferentes variables del proceso
(flujos, temperaturas, concentraciones), con respecto al flujo de vapor de proceso producido.
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II. REVISION BIBLIOGRAFICA
II.1. Evaporación:
II.1.1. Factores de proceso:
Las propiedades físicas y químicas de la solución que se esta
concentrando y del vapor que se separa tienen un efecto considerable
sobre el tipo de evaporador que debe usarse y sobre la presión y la
temperatura del proceso. A continuación se analizan algunas propiedades
que afectan a los métodos de procesamiento. (Geankoplis 1998.)
1. Concentración en el líquido. Por lo general, la alimentación líquida a
un evaporador es bastante diluida, por lo que su viscosidad, bastante
baja, es similar a la del agua y se opera con coeficientes de
transferencia de calor bastante altos. A medida que se verifica la
evaporación, la solución se concentra y su viscosidad puede elevarse
notablemente, causando una marcada disminución del coeficiente de
transferencia de calor. Se requiere entonces una circulación o
turbulencia adecuada para evitar que el coeficiente se reduzca
demasiado.(Geankoplis 1998.)
2. Solubilidad. A medida que se calienta la solución y aumenta la
concentración del soluto o sal, puede excederse el límite de
solubilidad del material en solución y se formaran cristales. Esto
limita la concentración máxima que puede obtenerse por evaporación
de la solución. En la figura 1. se muestran algunas solubilidades en
agua de ciertas sales en función de la temperatura. En la mayoría de
los casos, la solubilidad de la sal aumenta con la temperatura. Esto
significa que, al enfriar a temperatura ambiente una solución
concentrada caliente que proviene de un evaporador puede
presentarse una cristalización.(Geankoplis 1998.)
3. Sensibilidad térmica de los materiales. Muchos productos, en
especial los alimentos y otros materiales biológicos, son sensibles a la
temperatura y se degradan cuando ésta sube o el calentamiento es
muy prolongado. Entre ellos están los materiales farmacéuticos;
productos alimenticios como leche, jugo de naranja y extractos
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vegetales; y materiales químicos orgánicos delicados. La cantidad de
degradación está en función de la temperatura y del tiempo.
(Geankoplis 1998.)
4. Formación de espumas. En algunos casos, los materiales
constituidos por soluciones cáusticas, soluciones de alimentos como
leche desnatada y algunas soluciones de ácidos grasos, forman
espuma durante la ebullición. Esta espuma es arrastrada por el vapor
que sale del evaporador y puede producir pérdidas de material.
(Geankoplis 1998.)
5. Presión y temperatura. El punto de ebullición de la solución está
relacionado con la presión del sistema. Cuanto más elevada sea la
presión de operación del evaporador, mayor será la temperatura de
ebullición. Además, la temperatura de ebullición también se eleva a
medida que aumenta la concentración del material disuelto por la
acción de la evaporación. Este fenómeno se llama elevación del punto
de ebullición. Para mantener a un nivel bajo la temperatura de los
materiales termo sensible suele ser necesario operar a presiones
inferiores a 1 atm, esto es, al vacío.(Geankoplis 1998.)
FIGURA 1.Curvas de solubilidad en agua de algunas sales típicas.
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6. Formación de incrustaciones y materiales de construcción. Algunas
soluciones depositan materiales solidos llamados incrustaciones sobre
las superficies de calentamiento. Estas incrustaciones se forman a
causa de los productos de descomposición o por disminución de la
solubilidad. El resultado es una reducción del coeficiente de
transferencia de calor, lo que obliga a limpiar el evaporador. La
selección de los materiales de construcción del evaporador tiene
importancia en la prevención de la corrosión.(Geankoplis 1998.)
II.1.2. TIPOS DE EQUIPOS DE EVAPORACIÓN Y MÉTODOS DE
OPERACIÓN:
A. Tipos generales de evaporadores:
La evaporación consiste en la adición de calor a una solución para evaporar
el disolvente que, por lo general, es agua. Usualmente, el calor es
suministrado por condensación de un vapor (como vapor de agua) en
contacto con una superficie metálica, con el líquido del otro lado de dicha
superficie. El tipo de equipo usado depende tanto de la configuración de la
superficie para la transferencia de calor como de los medios utilizados para
lograr la agitación o circulación del líquido. A continuación se analizan los
tipos generales de equipo.(Geankoplis 1998.)
1. Marmita abierta o artesa. La forma más simple de un evaporador es una
marmita abierta o artesa en la cual se hierve el líquido. El suministro de calor
proviene de la condensación de vapor de agua en una chaqueta o en
serpentines sumergidos en el líquido. En algunos casos, la marmita se
calienta a fuego directo. Estos evaporadores son económicos y de operación
simple, pero el desperdicio de calor es excesivo. En ciertos equipos se usan
paletas o raspadores para agitar el líquido.(Geankoplis 1998.)
2. Evaporador de tubos horizontales con circulación natural. En la figura 2. a
se muestra un evaporador de tubos horizontales con circulación natural. El
banco horizontal de tubos de calentamiento es similar al banco de tubos de
un intercambiador de calor. El vapor de agua entra a los tubos y se condensa;
el condensado sale por el otro extremo de los tubos. La solución a ebullición
está por fuera de ellos. El vapor se desprende de la superficie líquida;
después, casi siempre se hace pasar por dispositivos de tipo deflector para
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impedir el arrastre de gotas de líquido y sale por la parte superior. Este
equipo, relativamente económico, puede utilizarse para líquidos no viscosos
con altos coeficientes de transferencia de calor y para líquidos que no formen
incrustaciones. Puesto que la circulación del líquido no es muy buena, son
poco adecuados para materiales viscosos. En casi todos los casos, tanto este
evaporador como los que se estudian después operan con régimen continuo,
con alimentación a velocidad constante y salida de concentrado a velocidad
constante.(Geankoplis 1998.)
3. Evaporador vertical con circulación natural. En este tipo de evaporador se
usan tubos verticalesen lugar de horizontales y el líquido esta dentro de los
tubos, por lo que el vapor se condensa en elexterior. Debido a la ebullición y
a la disminución de densidad, el líquido se eleva en los tubos porcirculación
natural, tal como se muestra en la figura 2.b, y fluye hacia abajo a través de
un espaciocentral abierto grande, o bajada. Esta circulación natural
incrementa el coeficiente de transferenciade calor. No es útil con líquidos
viscosos. Este equipo se llama con frecuencia evaporador de tuboscortos.Una
variación de este modelo es el evaporador de canasta, que usa tubos
verticales, pero elelemento de calentamiento se cuelga en el cuerpo, de tal
manera que haya un espacio anular que sirvade bajada. El modelo de canasta
difiere del evaporador vertical de circulación natural, pues éste tieneun
espacio central en vez del anular como bajada. Este tipo se usa con
frecuencia en las industriasdel azúcar, la sal y la sosa cáustica.(Geankoplis
1998.)
4. Evaporador vertical de tubos largos. Puesto que el coeficiente de
transferencia de calor del lado del vapor es muy alto en comparación con el
del lado del líquido que se evapora, es conveniente contar con velocidades
altas para el líquido. En un evaporador de tipo vertical con tubos largos
como el de la figura 2.c, el líquido esta en el interior de los tubos. Estos
miden de 3 a 10 m de alto, lo que ayuda a obtener velocidades de líquido
muy altas. Por lo general, el líquido pasa por los tubos una sola vez y no se
recircula. Los tiempos de contacto suelen ser bastante breves en este modelo.
En algunos casos, como cuando la relación entre la velocidad de
alimentación y la velocidad de evaporación es baja, puede emplearse
recirculación natural del producto a través del evaporador, añadiendo una
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conexión de tubería entre la salida del concentrado y la línea de
alimentación. Éste es un método muy común en la producción de leche
condensada.(Geankoplis 1998.)
5. Evaporador de caída de película. Una variación del modelo de tubos largos
es el evaporador de caída de película, en el cual el líquido se alimenta por la
parte superior de los tubos y fluye por sus paredes en forma de película
delgada. Por lo general, la separación de vapor y líquido se efectúa en el
fondo. Este modelo se usa mucho para la concentración de materiales
sensibles al calor, como jugo de naranja y otros zumos de frutas, debido a
que el tiempo de retención es bastante bajo (entre 5 y 10 s) y el coeficiente
de transferencia de calor es alto.(Geankoplis 1998.)
6. Evaporador de circulación forzada. El coeficiente de transferencia de calor
de la película líquida puede aumentarse por bombeo provocando una
circulación forzada del líquido en el interior de los tubos. Para esto se
emplea el modelo de tubos verticales largos de la figura 2.c añadiendo una
tubería conectada a una bomba entre las líneas de salida del concentrado y la
de alimentación. Sin embargo, los tubos de un evaporador de circulación
forzada suelen ser más cortos que los tubos largos, tal como se ilustra en la
figura 2.d. Además, en otros casos se usa un intercambiador de calor
horizontal externo e independiente. Este modelo es muy útil para líquidos
viscosos.(Geankoplis 1998.)
7. Evaporador de película agitada. La principal resistencia a la transferencia
de calor en un evaporador corresponde al líquido. Por tanto, un método para
aumentar la turbulencia de la película líquida y el coeficiente de
transferencia de calor, consiste en la agitación mecánica de dicha película.
Esto se lleva a cabo en un evaporador de caída de película modificado,
usando un solo tubo grande enchaquetado que contiene un agitador interno.
El líquido penetra por la parte superior del tubo y a medida que fluye hacia
abajo se dispersa en forma de película turbulenta por la acción de aspas de
agitación vertical. La solución concentrada sale por el fondo y el vapor pasa
por un separador para salir por la parte superior. Este tipo de evaporador es
práctico para materiales muy viscosos, pues el coeficiente de transferencia de
calor es mayor que en los modelos de circulación forzada. Se usa para
materiales viscosos sensibles al calor como látex de caucho, gelatina,
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antibióticos y jugos de frutas. Sin embargo, tiene costo alto y capacidad baja.
Para los lectores interesados en el tema, Perry y Green (P2) incluyen estudios
y descripciones más detallados de equipos de evaporación.(Geankoplis
1998.)
8. Evaporador solar de artesa abierta. Un proceso muy antiguo pero que
todavía se usa es la evaporación solar en artesas abiertas. El agua salina se
introduce en artesas o bateas abiertas y de poca profundidad y se deja
evaporar lentamente al sol hasta que cristalice.
FIGURA 2.Diferentes tipos de evaporadores: a) de tubos horizontales, b) de tubos verticales,c) de tubos largos verticales, d) de circulación forzada.
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B. Métodos de operación para evaporadores:
1. Evaporadores de efecto simple. En la figura 3. se muestra un
diagrama simplificado del evaporador de una sola etapa o de efecto
simple. La alimentación entra a TF K y en la sección de intercambio
de calor entra vapor saturado a Ts. El vapor condensado sale en forma
de pequeños chorros. Puesto que se supone que la solución del
evaporador está completamente mezclada, el producto concentrado y
la solución del evaporador tienen la misma composición y
temperatura T1 que corresponde al punto de ebullición de la solución.
La temperatura del vapor también es T1pues esta en equilibrio con la
solución en ebullición. La presión es P1, que es la presión de vapor de
la solución a T1 Si se supone que la solución que se va a evaporar es
bastante diluida y parecida al agua, 1 kg de vapor de agua producirá
aproximadamente 1 kg de vapor al condensarse. Esto ocurrirá
siempre que la alimentación tenga una temperatura TFcercana al
punto de ebullición. En el cálculo de la velocidad de transferencia de
calor en un evaporador se emplea el concepto de un coeficiente total
de transferencia de calor. Se establece entonces la ecuación.
q=UA AT=U A (Ts−T 1)
Donde q es la velocidad de transferencia de calor en W (btu/h), U es
el coeficiente total detransferencia de calor en W/m2 * K (btu/h. pie2.
°F), A es el área de transferencia de calor en m2 (pie2), Tses la
temperatura del vapor que se condensa en K (°F) y T1es el punto de
ebullición del líquido en K (°F).
Los evaporadores de efecto simple se usan con frecuencia cuando la
capacidad necesaria de operación es relativamente pequeña o el costo del
vapor es relativamente barato comparado con el costo del evaporador.
Sin embargo, la operación de gran capacidad, al usar más de un efecto,
reducirá de manera significativa los costos del vapor.(Geankoplis 1998.)
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FIGURA3. Diagrama simplificado de un evaporador de efecto simple.
2. Evaporadores de efecto múltiple con alimentación hacia adelante.
Un evaporador de efecto simple como el que se muestra en la figura
3. desperdicia bastante energía, pues el calor latente del vapor que
sale no se utiliza. No obstante, una buena parte de este calor latente se
recupera y se utiliza al emplear evaporadores de efecto múltiple. En
la figura 4. se muestra el diagrama simplificado de un evaporador de
efecto triple con alimentación hacia adelante. Si la alimentación del
primer efecto esta a una temperatura cercana al punto de ebullición y
a la presión de operación de dicho efecto, 1 kg de vapor de agua
evaporará casi 1 kg de agua. El primer efecto opera a una temperatura
suficientemente alta como para que el agua que se evapora sirva
como medio de calentamiento del segundo efecto. Nuevamente, en el
segundo efecto se evapora casi 1 kg de agua, que se emplea como
medio de calentamiento del tercer efecto. De manera aproximada, en
un evaporador de efecto triple se evaporan 3 kg de agua por
kilogramo de vapor de agua usado. Por consiguiente, el resultado es
un aumento de la economía de vapor de agua,que es kg de vapor
evaporado/kg de vapor de agua usado. Esto también resulta cierto de
forma aproximada para más de tres efectos. Sin embargo, este
aumento de la economía del vapor de agua en un evaporador de
efecto múltiple se logra a expensas de mayor inversión en el equipo.
En la operación de alimentación hacia adelante que se muestra en la
figura 4., la alimentación se introduce en el primer efecto y fluye
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hacia el siguiente en el mismo sentido del flujo del vapor. Éste es el
método de operación que se emplea cuando la alimentación esta
caliente o cuando el producto concentrado final puede dañarse a
temperaturas elevadas. Las temperaturas de ebullición van
disminuyendo de efecto a efecto. Esto significa que si el primer
efecto esta a P1 = 1 atm abs de presión, el último estará al vacío, a
presión P3.(Geankoplis 1998.)
3. Evaporadores de efecto múltiple con alimentación en retroceso. En la
operación de alimentación en retroceso que se muestra para el
evaporador de efecto triple de la figura 4., la alimentación entra al
último efecto, que es el más frío, y continua hacia atrás hasta que el
producto concentrado sale por el primer efecto. Este método de
alimentación en retroceso tiene ventajas cuando la alimentación es
fría, pues la cantidad de líquido que debe calentarse a temperaturas
más altas en el segundo y primer efectos es más pequeña. Sin
embargo, es necesario usar bombas en cada efecto, pues el flujo va de
baja a alta presión. Este método también es muy Útil cuando el
producto concentrado es bastante viscoso. Las altas temperaturas de
Pos primeros efectos reducen la viscosidad y permiten coeficientes de
transferencia de calor de valor razonable.(Geankoplis 1998.)
4. Evaporadores de efecto múltiple con alimentación en paralelo. La
alimentación en paralelo en evaporadores de efecto múltiple implica
la adición de alimentación nueva y la extracción de producto
concentrado en cada uno de los efectos. El vapor de cada efecto se
usa para calentar el siguiente. Este método de operación se utiliza
principalmente cuando la alimentación está casi saturada y el
producto son cristales sólidos, tal como sucede en la evaporación de
salmueras para la producción de sal.(Geankoplis 1998.)
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FIGURA 4. Diagrama simplificado de un triple evaporador de triple
efecto con alimentación hacia adelante.
II.2. DEFINICIÓN DEL PRODUCTO:
II.2.1. Mermelada de agrios:
Es el producto preparado con una o una mezcla de frutas cítricas y
elaboradas hasta adquirir una consistencia adecuada. Puede ser preparado
con uno o más de los siguientes ingredientes: fruta(s) entera(s) o en trozos,
que pueden tener toda o parte de la cáscara eliminada, pulpa(s), puré(s),
zumo(s) (jugo(s)), extractos acuosos y cáscara que están mezclados con
productos alimentarios que confieren un sabor dulce, con o sin la adición de
agua. (CODEX STAN 296-2009)
II.2.2. Mermelada sin frutos cítricos
Es el producto preparado por cocimiento de fruta(s) entera(s), en trozos o
machacadas mezcladas con productos alimentarios que confieren un sabor
dulce según se definen en la Sección 2.2 hasta obtener un producto semi-
líquido o espeso/viscoso. (CODEX STAN 296-2009)
II.2.3. Mermelada tipo jalea
Es el producto descrito en la definición de mermelada de agrios de la que se
le han eliminado todos los sólidos insolubles pero que puede o no contener
una pequeña proporción de cáscara finamente cortada. (CODEX STAN 296-
2009).
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II.3. OTRAS DEFINICIONES:
II.3.1. Fruta:
Se entiende por “fruta” todas las frutas y hortalizas reconocidas como
adecuadas que se usan para fabricar mermeladas pero sin limitación a
aquellas frutas mencionadas en esta Norma ya sean frescas, congeladas,
en conserva, concentradas, deshidratadas (desecadas), o elaboradas y/o
conservadas de algún modo, que son comestibles, están sanas y limpias,
presentan un grado de madurez adecuado pero están exentas de deterioro
y contienen todas sus características esenciales excepto que han sido
recortadas, clasificadas y tratadas con algún otro método para eliminar
cualquier maca (mancha), magulladura, parte superior, restos, corazón,
pepitas (hueso/carozo) y que pueden estar peladas o sin pelar. (CODEX
STAN 296-2009)
II.3.2. Pulpa de fruta:
La parte comestible de la fruta entera, según corresponda, sin cáscara, piel,
semillas, pepitas y partes similares, cortada en rodajas (rebanadas) o
machacadas pero sin reducirla a un puré. (CODEX STAN 296-2009)
II.3.3. Frutos cítricos:
Frutas de la familia Citrus L. (CODEX STAN 296-2009)
II.3.4. Productos alimentarios que confieren (al alimento) un sabor dulce:
Todos los azúcares según se definen en la Norma del Codex para los
Azúcares (CODEX STAN 212-1999);
Azúcares extraídos de frutas (azúcares de fruta);
Jarabe de fructosa;
Azúcar morena;
Miel según se define en la Norma del Codex para la Miel (CODEX
STAN 12-1981). (CODEX STAN 296-2009)
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II.4. FACTORES ESENCIALES DE COMPOSICIÓN Y CALIDAD:
II.4.1. COMPOSICIÓN:
a. Ingredientes básicos:
Fruta.
Productos alimentarios que confieren un sabor dulce. (CODEX STAN
296-2009)
b. Contenido de fruta:
Deberán elaborarse de tal manera que la cantidad de fruta utilizada como
ingrediente en el producto terminado no deberá ser menor a 45% en
general a excepción de las frutas siguientes:
35% para grosellas negras, mangos, membrillos, rambután, grosellas
rojas, escaramujos, hibisco, serba (bayas del serbal de
cazadores/serbal silvestre) y espino falso (espino amarillo);
30% para la guanábana (cachimón espinoso) y arándano;
25% para la banana (plátano), “cempedak”, jengibre, guayaba, jaca y
zapote;
23% para las manzanas de acajú;
20% para el durián;
10% para el tamarindo;
8% para la granadilla y otras frutas de gran acidez y fuerte aroma.
Cuando se mezclen distintas frutas, el contenido mínimo deberá ser
reducido en proporción a los porcentajes utilizados. (CODEX STAN 296-
2009)
Mermelada de agrios, deberá elaborarse de tal manera que la cantidad de
fruta utilizada como ingrediente en la elaboración de 1000 g de producto
terminado no deberá ser menor a 200 g de los cuales al menos 75 g. se
deberán obtener del endocarpio. (CODEX STAN 296-2009)
Mermelada sin frutos cítricos, deberá elaborarse de tal manera que la
cantidad de fruta utilizada como ingrediente en el producto terminado no
deberá ser menor al 30% en general a excepción de las frutas siguientes:
- 11% para el jengibre.
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c. SÓLIDOS SOLUBLES: deberá estar en todos los casos entre el 60 al 65% o
superior. (CODEX STAN 296-2009)
II.4.2. CRITERIOS DE CALIDAD:
a. Requisitos generales:
El producto final deberá tener una consistencia gelatinosa adecuada, con el
color y el sabor apropiados para el tipo o clase de fruta utilizada como
ingrediente en la preparación de la mezcla, tomando en cuenta cualquier
sabor impartido por ingredientes facultativos o por cualquier colorante
permitido utilizado. El producto deberá estar exento de materiales
defectuosos normalmente asociados con las frutas. (CODEX STAN 296-2009)
b. Defectos y tolerancias para las confituras:
Defectos tales como la presencia de materia vegetal como: cáscara o piel (si
se declara como fruta pelada), huesos (carozo) y trozos de huesos (carozo) y
materia mineral. En el caso de frutas del grupo de las moras, la granadilla y
la pitahaya (fruta “dragón”), las semillas (pepitas) se considerarán como un
componente natural de la fruta y no como un defecto a menos que el
producto se presente como “sin semillas (pepitas)”. (CODEX STAN 296-
2009)
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OPERACIONES UNITARIAS II
III. MATERIALES Y MÉTODOS
III.1. Lugar:LABORATORIO DE LA UNCP, POMACHACA- TARMA.
III.2. Materia prima e insumos: Frutas: piña y mango: (1.467 Y 2.2 Kg). Azúcar blanca: 4 Kg. Pectina de grado conocido: 2.5 grs. Ácido cítrico: 3.7 grs. Envases de plástico.
III.3. Materiales y equipos: Mesa de selección y lavado. Cucharon de madera, ollas pequeñas, cocina, termómetro, vaso de vidrio. Cuchillos, baldes. Balanza. Extractora.
III.4. Procedimiento:Se sigue el siguiente flujo de operaciones; con ligeras modificaciones de
acuerdo a la fruta y hortaliza el que se trabaja:
DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA ELABORACION DE MERMELADA
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OPERACIONES UNITARIAS II
a) SELECCIÓN: En esta operación se eliminaron aquellas frutas que
presentaron magulladuras y contaminación por microorganismos.
b)CLASIFICACION: Se clasifico la fruta y el mango en forma manual, de
acuerdo a su estado de madurez y tamaño.
c) LAVADO: Se realizó por inmersión y agitación en agua corriente con la
finalidad las impurezas adheridas a la superficie del fruto o cualquier
material extraño.
d)PELADO: Se realizó antes de laprecocción, se hizo en forma rápida para
que la fruta no se oscurezca.
e) CORTADO: Se Realizó el cortado a fin de facilitar el manejo de la materia
prima.
f) EXTRACCION Y REFINACION: Se realizó de acuerdo a la materia
prima, usando un extractor, que consiste en reducir el tamaño de las
partículas de la pulpa.
g)COCIMIENTO Y/O CONCENTRADO: Se efectuó a fuego moderado,
hasta su concentración.
h)ENFRIADO: el producto se enfrió rápidamente para la conservación de la
mermelada y el envasado en plástico.
i) ENVASADO: Se obtuvo una mermelada que se envaso en frascos de
plástico y etiqueto de acuerdo a la presentación del producto.
j) ALMACENADO: El producto se almaceno en un lugar fresco, limpio y
seco a fin de garantizar la conservación del producto hasta el momento
del consumo.
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OPERACIONES UNITARIAS II
Método francés para cálculo de azúcar:
Fruta pulpeada: 15°Brix
Peso total: 3667 gr.
pH : 3.9
Relación:
60:55
Azúcar: fruta
Regla de tres simple para hallar cantidad de azúcar a usar:
3667 gr.-------55
x---------------60
x = 4000gr.
Calculo pectina:
pectina= cantidad de azucar totalgrado de pectina
pectina=4000100
=40 gr .
pectina=40 gr .
Ácido cítrico:
Cantidad de ac. cítrico pH de la pulpa1-2 gr/kg. De pulpa. 3.5 – 3.63-4 gr/kg. De pulpa. 3.6 – 45 gr/kg. De pulpa. 4 – 4.5
-cantidad de ac. Cítrico: 1.5 gr.
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OPERACIONES UNITARIAS II
IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES
IV.1. RESULTADOS:
Tabla N°1.solidos solubles en materia prima y producto final.
Solidos solubles de materia prima Solidos solubles de producto final
15 °Brix. 66 °Brix.
Tabla N°2. Balance de materia.
BALANCE DE MATERIAMANGO 2200 gr
PIÑA: 1467 grAZUCAR 4000gr.
ACIDO CITRICO 3.7 grPECTINA 2.5grTOTAL 7663.2gr.
Fig. N°1. Balance de materia de elaboración de mermelada
m1=m2+m3
RENDIMIENTO:
Tabla N°3. Rendimiento de la fruta:
Mango: 2800 gr. Piña: 3800 gr.Rendimiento % Rendimiento%
Pulpa + jugo: 2200 gr. 78.57% Pulpa + jugo: 1817 gr. 47.82%Cascara: 308.2 gr. 11% Cascara: 1782.6 gr. 46.9%Pepa: 291.8 gr. 10.42% Tronco: 200 gr. 5.26%
Evaporación Página 20
mMateria
total7663.2gr.
Mermelada4000gr.
Vapor3663.2
gr.
m1
m3
m2
OPERACIONES UNITARIAS II
Tabla N°4. Rendimiento del producto:
Rendimiento %Materia prima total 7663.2gr. 100
Producto total 4000gr. 52.2
Tabla N° 5 Características Organolépticas De La Mermelada
SENTIDOS CARACTERISTICASOLOR Dulce, afrutado.SABOR Semiácido, dulce. COLOR Anaranjado claro brillanteTEXTURA Blanda, pastosa, gelificada.
Tabla N°6: tiempo vs °Brix
58 59 60 61 62 63 64 65 66 670
10
20
30
40
50
TIEMPO VS ° BRIX
°Brix
tiem
po
Tabla N°7: temperatura vs °Brix
58 59 60 61 62 63 64 65 66 6760
65
70
75
80
85
TEMPERATURA VS °BRIX
temperatura
°Brix
tem
pert
aura
Evaporación Página 21
OPERACIONES UNITARIAS II
IV.2. DISCUSIONES:
Los sólidos solubles, deberán estar en todos los casos entre el 60 al 65% o
superior.(CODEX STAN 296-2009).
La parte comestible de la fruta entera, según corresponda, sin cáscara, piel,
semillas, pepitas y partes similares, cortada en rodajas (rebanadas) o machacadas
pero sin reducirla a un puré. (CODEX STAN 296-2009)
El pH óptimo para obtener una texturaadecuada para mermelada es de 3.5 y 4.5
respectivamente, el pHde lamermelada de berenjena es adecuado por lo que en el momento de la
elaboraciónse trata de tener un pH optimo, por lo que nuestro producto final tuvo un pH
de3.5 esto indica tiene una acides normal, además las características organolépticasde
este producto, tanto sabor, color, olor y textura, fueron los excelentes,especialmente la
consistencia del producto y su acides que es el factor principalpara su conservación de
mermeladas. (Colquichagua Diana, 2005).
Evaporación Página 22
OPERACIONES UNITARIAS II
V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
V.1. CONCLUSIONES: Concluimos en que la elaboración de mermelada de piña con mango
resulto un éxito porque selogró obtener un producto de buena calidad.
La elaboración de mermeladas sigue siendo uno de los métodos más populares para laconservación de las frutas en general. Una verdadera mermelada debe presentar uncolor brillante y atractivo, reflejando el color propio de la fruta. Además debe aparecerbien gelificada sin demasiada rigidez, de forma tal que pueda extenderseperfectamente implicando la evaporación en dicho proceso.
Logramos conocerel fundamento científico y tecnológico de la elaboración demermeladas ya que obtuvimos producto de buena calidad.
El porcentaje de sólidos óptimos en todas las muestras fue de 66°Brix
La mermelada, presento un color brillante y atractivo, reflejando el colorpropio de la fruta.
V.2. RECOMENDACIONES: Ir moviendo la mermelada en el proceso de cocción hasta llegar a la
textura adecuada. Usar la prueba de la gota en un vaso de agua donde se inmersióna una
gota de mermelada y observar que esta sedimente para saber el punto de consistencia del producto.
Estimar cálculos para balance de materia y energía implicados en las operaciones
Tener en cuenta el rendimiento de la mermelada, para principios básicos. Permitir la evaporación teniendo abierta la olla al momento de la
cocción.
Evaporación Página 23
OPERACIONES UNITARIAS II
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Christie J. Geankoplis “PROCESOS DE TRANSPORTE Y
OPERACIONES UNITARIAS” tercera ediciónMéxico, 1998editorial
continental, s.a. De c.v.
Norma Del Codex Para Las Confituras, Jaleas Y Mermeladas (CODEX
STAN 296-2009).
Colquichagua Diana (2005). Procesamiento de Mermeladas de frutas nativas: Disponible en:http://www.itdg.org.pe/fichastecnicas/pdf/FichaTecnica24-Elaboracion%20de%20mermeladas.pdf.(Accesado 18/09/11).
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OPERACIONES UNITARIAS II
VII. ANEXOS.
Evaporación Página 25
SE PELO LA PIÑA Y SELECCIONO.
SE PELARON LOS MANGOS Y DESPEPARON.
SE EXTRAJO EL TRONCO DE LA PIÑA.
OPERACIONES UNITARIAS II
Evaporación Página 26
SE OBTUVO 10 POTES DE 4OO GRS.
SE ENVASARON LOS POTES A 4OO GRS APROXIMADAMENTE.
SE PESARON LAS CASCARAS, TRONCOS Y PEPAS PARA EL RENDIMIENTO.
OPERACIONES UNITARIAS II
TABLA MARCADA PARA VALORES CERCANOS DE 65% DE MATERIA SECA EN SU CONCENTRACION FINAL DE MERMELADA
Ejm: manzana; obtendremos 10% de materia seca en el refractómetro portátil
-con este valor entramos en la tabla y buscamos la concentración final, en este caso para lo marcado en la tabla, es 65%
CANTIDAD DE AZUCAR USADA % de
azúcar en
la fruta
60 61 62 63 64CANTIDAD DE FRUTAS USADAS
55 60 65 55 60 65 55 60 65 55 60 65 55 60 65
% % % % % % % % % % % % % % %
63.8
64.2
64.55
64.8
65.2
65.55
65.5
66.7
66.55
66.8
67.2
67.55
67.2
68.2
68.55
7
64.4
64.8
65.2
65.4
63.8
68.2
66.4
66.8
67.2
67.4
67.8
66.2
68.4
68.8
69.2
8
64.95
65.4
65.85
65.90
66.4
68.85
65.95
67.4
67.83
67.95
68.4
68.85
68.95
69.4
69.95
9
65.6
66.0
66.5
66.5
67.0
67.5
67.5
60.0
68.6
68.5
69.0
69.5
69.5
70.0
70.5
10
65.05
66.5
67.15
67.06
67.6
68.15
68.05
68.6
69.15
68.05
69.6
70.15
70.05
70.6
71.15
11
66.6
67.2
67.8
67.6
68.2
68.8
68.6
69.2
69.8
69.6
70.2
70.8
79.6
71.2
71.8
12
67.15
67.6
66.45
68.15
68.8
69.45
69.15
69.8
70.45
70.15
70.8
71.45
71.13
71.8
72.45
13
67.7
68.4
69.1
68.7
69.4
70.1
69.9
70.4
71.1
70.7
71.4
72.1
72.07
72.4
73.3
14
65.25
69.0
69.75
69.25
70.0
70.75
70.25
71.0
71.75
71.25
72.0
72.75
72.25
75.0
73.75
15
66.8
68.8
70.4
69.8
70.6
71.4
70.8
71.6
72.4
71.8
72.6
73.4
72.5
72.6
74.4
16
69.35
70.2
71.05
70.35
71.2
72.05
71.35
72.2
73.05
72.35
73.2
74.06
73.35
74.9
- 17
69.9
70.8
71.7
70.9
71.8
72.7
71.9
72.8
73.7
72.9
73.8
74.7
73.9
74.8
- 18
70.45
71.4
72.35
71.45
72.4
73.35
72.45
73.4
70.35
73.45
74.4
73.35
74.45
- - 19
71.0
72.0
73.0
72.0
73.0
74.0
73.0
74.0
75.0
74.0
75.0
- 75.0
- - 20
% DE AZUCAR (5,5) kg DE MERMELADA FABRICADA- subimos verticalmente y la proporción es de 60 (fruta) y 59 (azúcar) se puede llevar %.
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