elaboraciondeljugoopdeseparacion

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INSTITUTO POLITECNICO

NACIONAL

ESIME ZACATECO

OPERACIONES DE SEPARACION

PROF. Nelly M. López Baena

"ELABORACION DEL JUGO DE NARANJA"

ALUMNOS: Emmanuel Ramos Pérez

Daniel Zavala Arroyo

Omar Sanchez Cruz

Luis Hernandez

GRUPO: 6AV1 Página 1

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ÍNDICE

Contenido del artículoPagina

Introducción --------------------------------------------------------------------------------------- 3.

Descripción del producto y proceso ------------------------------------------------- 3, 4.

Materia prima ------------------------------------------------------------------------------------- 4.

Instalaciones --------------------------------------------------------------------------------------- 5.

Diagramas de flujo detallado ------------------------------------------------------------ 5.

Recepción y almacenaje de la materia prima ---------------------------------- 6.

Inspección y transporte al area de lavado --------------------------------------- 6.

Lavado y cepillado de la fruta ---------------------------------------------------------- 7.

Extracción ------------------------------------------------------------------------------------------- 7-

Refinado -------------------------------------------------------------------------------------------- 7.

Clasificación -------------------------------------------------------------------------------------- 8.

Inspección de contenidos y control de calidad ------------------------------ 8.


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Enfriador y deaeración -------------------------------------------------------------------- 9.

Pasteurización ---------------------------------------------------------------------------------- 10.

Enfriado -------------------------------------------------------------------------------------------- 11.

Envasado ----------------------------------------------------------------------------------------- 11.

Etiquetado, empaquetado y distribución --------------------------------------- 11-

Diagrama del proceso, y selección de equipos ------------------------------- 12 - 21.

Conclusiones ------------------------------------------------------------------------------------ 21

Bibliografía -------------------------------------------------------------------------------------- 21.

PROBLEMAS -------------------------------------------------------------------------------------- 22-26.

Introducción:

La creciente demanda de alimentos, obedece en un principio al aumento demográfico, cuyas necesidades primarias deben satisfacerse de inmediato, dentro de las principales fuentes de alimento para la humanidad se encuentran, las carnes, cereales, frutas y verduras. Dado que en el país se presentan condiciones de suelo y climatológicas de muy buena calidad para la producción de frutas, son de amplia aceptación en mercados nacionales e internacionales


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Los jugos que se obtienen de equipos tradicionales son de muy buena calidad y pureza. Los concentrados de los jugos de frutas en general son aprovechados para la preparación de jugos a distintas densidades, siendo utilizados en la dieta alimenticia del hombre. Estos concentrados se han venido obteniendo por evaporación del agua, aplicando calor mediante equipos llamados evaporadores o concentradores.

Descripción del producto y del proceso

El jugo es lo que se obtiene de exprimir la fruta, Los jugos se elaboran a partir de frutas cítricas, manzanas, uvas y piña. El jugo de naranja es el que se más se elabora en el mundo y su valor nutritivo radica en su alto contenido de vitamina C.

Un jugo de naranja de calidad, se hace de fruta fresca, no obstante en la industria se utiliza un concentrado que es más fácil de conservar y manipular.

La conservación del jugo de naranja natural se lleva a cabo por el tratamiento con calor (pasteurización), la asepsia durante la preparación y llenado, la baja acidez del producto, y la conservación en ambientes refrigerados..

El proceso de elaboración de jugo de naranja a partir de fruta fresca, consiste en seleccionar, lavar y exprimir las naranjas para extraer el jugo. Seguidamente se filtra para separar las semillas y sólidos en suspensión y por último se pasteuriza y llena en envases de vidrio, plástico, hojalata o cartón, según el nivel tecnológico que se tenga.

DIAGRAMA DE BLOQUES DEL PROCESO


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Materia prima:

Naranjas maduras, de variedades dulces y con abundante jugo, las denominadas tipo Valencia son las que mas se consumen, debido a su piel lisa, a que casi no tienen semillas y al alto contenido en jugo que tienen.

Instalaciones


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El local debe cumplir con las dimensiones adecuadas para los equipos y también con las condiciones higiénicas que las autoridades de salud determinen para la elaboración de alimentos (NOM-002-SSA1-1993), Debe ser lo suficientemente grande para albergar las siguientes áreas: recepción de la fruta, sala de proceso, sección de empaque, bodega, laboratorio, oficina, servicios sanitarios y vestidor.

DIAGRAMA DE FLUJO DETALLADO


http://www.cofepris.gob.mx/MJ/Documents/Normas/002ssa1.pdf

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1.- Recepción y almacenaje de la materia prima.

La naranja es almacenada a granel, ya que su consistencia lo permite, mas no debe apilarse mucho peso, debe almacenarse en un lugar fresco y de humedad media, el tiempo de almacenaje no debe prolongarse más de 15 dias en condiciones normales, se almacena en silos o contenedores.


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2.- Inspección y transporte al área de lavado

Se transporta la naranja por medio de bandas transportadoras al área de lavado, durante el viaje se inspecciona que tengan un buen estado, y se desechan las que estén golpeadas, muy maduras o con defectos que le impidan su industrialización.

3.- Lavado y cepillado de la fruta

la fruta pasa por debajo de un chorro de agua donde es limpiada de cualquier residuo como polvo, o fertilizantes, para después pasar por unos cepillos que acompañados de regaderas limpian en su totalidad los restos que pudieran quedar.


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4.- Extracción

Existen diversos medios para la extracción del jugo y la separación del bagazo de la fruta, en este caso se habla del tipo "on-line" que es el de mejor rendimiento en la industria, ya que no permite el contacto entre el jugo y la piel, manteniendo un jugo más puro.

5.- Refinado

El refinado se refiere a la separación de semillas y pulpa restantes que pudieran quedar en el jugo, es el filtrado o tamizado del jugo , para ellos se


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emplean maquinas tamizadoras para fruta, puesto que existen distintos tipos.

6.- Clasificación.

El jugo refinado es bombeado a un clasificador o clarificador con el fin de retirar sedimentos finos que no pudieran haber sido separados con anterioridad, esta maquina trabaja mediante gravedad, ya que permite que las partículas mas pesadas se asienten en el fondo, mientras que el jugo ya clarificado se encuentra en la parte superior, los sedimentos si no se separan pueden provocar suciedad en equipos posteriores.

7.- Inspección de contenidos y control de calidad

En esta actividad se verifican los contenidos de azúcar y ácidos del jugo, en la cual también se realizan los ajustes debidos tanto de acides y azúcar, como la adición de conservadores requeridos, siendo los más usuales entre otros benzoato de sodio, sulfito y bisulfito de sodio, así como anhídrido sulfuroso


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8.- Enfriador y deareacion

Se transporta por medio de una bomba y a través de un enfriador con el objetivo de que el jugo llegue al sistema deareador a una temperatura adecuada; La deareación significa la extracción más efectiva del aire y demás gases contenidos en los jugos. Esta es una operación muy importante cuando los jugos deben someterse a tratamientos térmicos como la pasteurización, ya que la combinación de aire y calor constituye la condición más adecuada y favorable para la oxidación de los jugos. El mejor método de deareación es la llevada al vacío, es decir el jugo es admitido en forma de una película dentro de una cámara en la que reina un alto vacío. El jugo frío entra en el deareador mediante el vacío en la cámara creado y mantenido por una bomba de alto vacío.


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El zumo es bombeado al depósito, donde entra de forma tangencial (F). Este depósito está sometido a la acción del vacío mediante la bomba correspondiente. El vacío creado es suficiente para hacer hervir el producto entrante. Los vapores y gases ascienden en el desaireador donde se encuentra un condensador (C) refrigerado por agua (B), de forma que reproduce una separación de fases:

Vapores condensados (D) que caen y se reúnen con el zumo desaireador, saliendo por (G).

Gases inconfesables que son extraídos por (A) del aparato.

9.- Pasteurización


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La pasteurización es una operación esencial para conseguir un periodo de larga vida. En ella se consigue la destrucción de microorganismos patógenos a base de calentar el producto a 95º C durante treinta segundos. Otras temperaturas y tiempo de mantenimiento pueden lograr el mismo resultado.

Con objeto de ahorrar energía, el pasteurizador de placas lleva una sección llamada regenerativa en el que el zumo entrante es precalentado por el producto que sale ya pasteurizado. Una sección e enfriamiento puede ser también incorporada con objeto de obtener un zumo a temperaturas inferiores a 20º C.

10.- Enfriado

El producto es llevado al área de enfriado para que éste baje su temperatura a temperatura ambiente o menor, puede pasar de ahí al almacenamiento o directamente a máquinas de llenado. para facilitar su manejo y empaque final.

11.- Envasado

El jugo se inyecta en botellas que pueden ser de cristal o pet, se


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llenan casi por completo, con la finalidad de sellarlos al vacio, lo que beneficia en cuestiones de higiene, pues si estuvieran completamente llenas, no habría "aire que sacar".

12.- Etiquetado, empaquetado y almacenamiento para posterior distribución.

La misma línea de envasado hace llegar el producto al área de etiquetado y empaquetado, En esta área el producto es etiquetado (por medio de una etiquetadora) y empacado en cajas de cartón.

El producto final se transporta por medio de diablos o montacargas al almacén de producto terminado; En este punto el producto terminado es almacenado quedando listo para su distribución.

Diagrama del proceso


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selección de equipo

Pasteurizador HTST (High Temperature, Short Time)

Marca: INOXPA

Es un equipo diseñado para el tratamiento térmico de la leche y sus derivados u otros productos alimentarios como refrescos y zumos que permite eliminar los microorganismos patógenos, mediante la aplicación de alta temperatura durante un corto período de tiempo.

Ventajas: los tiempos de pasteurizado son muy rápidos entre 1 0 2 segundos, se aprovecha el calor del fluido de salida para precalentar el fluido que entra, está diseñado para trabajar con muchos fluidos.


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Principio de funcionamiento

El producto llega a un tanque de balance (BTD) donde una bomba lo envía a un intercambiador de placas donde se calienta, hasta una temperatura de pasteurización la cual depende del producto y/o requerimientos del proceso. Posteriormente el producto pasa al tubo retenedor donde se mantiene esta temperatura durante un tiempo para asegurar una correcta pasteurización.

En el caso que el intercambiador tenga la etapa de recuperación, el producto pasteurizado intercambia energía con el producto a pasteurizar necesitando menos energía tanto para enfriar el producto pasteurizado como para calentar el producto a pasteurizar. Finalmente, el producto suele pasar por una etapa de enfriamiento para bajar la temperatura del producto hasta 4 ºC y permitir su almacenamiento en depósitos isotérmicos o el envasado en frío.

Si debido a algún problema la temperatura de pasteurización es inferior a la deseada, una válvula de desvío automática retorna el producto al depósito de balance o BTD, evitando problemas de contaminación microbiológica en el producto final.


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Equipo de separación, donde predomina la transferencia de masa y movimiento

Simbolo

Filtradora de zumo marca: Covey (filtrado de la pulpa)


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Aplicaciones: diseñado para el filtrado de la pulpa, de distintos zumos de fruta, entre los que se pueden contar: piña, uva, manzana, naranja, toronja, etc

Como opera? la separación de liquido y solido es por medio de un tornillos que empuja la pulpa en contra de la malla del cilindro, lo que provoca que esta pulpa salga por la malla y caiga en la bandeja de abajo para ser recolectada, el liquido sigue su camino hacia el siguiente proceso

Ventajas: Es posible modificar tanto el tamaño de tamiz, como de su diseño, se puede variar la velocidad del tornillo, y también modificar la presion de las valvulas que ayudan a filtar la pulpa, con lo que se puede mejorar la capacidad del flujo/hora, en maquinas de tamaño similar el rendimiento es de 3 - 5 tonelados /hora.

Desventaja: el tamaño, y la limpieza periodica.


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Diagrama de estructura

Separador o clarificador centrifugo


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Principio de funcionamiento

Al cerrar la tapa de seguridad el motor se pone automáticamente en marcha impulsando la canasta. Se alimenta la centrífuga con el líquido a filtrar. Por seguridad el mecanismo se detiene cuando el operario abre la tapa. Esto no permite que el motor operé mientras la misma este abierta, para evitar que el operario introduzca objetos o las manos en la canasta cuando este girando. La canasta contendrá los sólidos separados durante la centrifugación. Estos ciclos pueden operarse las 24 horas al día.

Ventajas: Filtrado de grandes volumenes de liquidos, separacion de solidos, buen rendimiento, por el mantenimiento sencillo.


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Conclusiones:

La industria alimenticia, forma una parte vital de la vida del ser humano, puesto que gracias a la revolución industrial, muchos productos de consumo básico son posibles de conseguir fácilmente, y con todos los beneficios nutrimentales.

Al investigar sobre el proceso de jugo, tuvimos la oportunidad de ver como trabajan en una completa armonía, como el sistema esta bien diseñado, para la elaboración y distribución, toda la logística y algunos de los problemas que enfrenta, es un proceso sencillo si se ve a simple vista, pero implica una complejidad, pues se tienen que considerar muchos factores, desde el tipo de fruto a sembrar, las fechas de recolección, los tiempos de almacenado, la limpieza, etc.…

También es importante revisar que equipo será el adecuado para el tratamiento de la materia prima, pues en la elaboración de jugos aunque el proceso es parecido, no se manipulan del mismo modo.

El trabajo nos permitió tener una visión más grande de los proceso industriales y de cómo influye el que se tenga un buen diseño de control, y las mejoras gracias a la automatización, esto gracias a que se entiende como es el proceso y los factores que implica obtener un producto de calidad.

Bibliografía

www.inaes.gob.mx/jugos_frutas_verduras

www.botanical-online.com/naranjas_clases

www.rincondelvago.com/zumodenaranjaconcetrado

www.directindustry.es/heat-exchanger

www.inospa.com/pasteurizador www.tesisenred.net www.maquinariamexicana.com www.flottweg.com


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PROBLEMA1

Un intercambiador de calor calienta agua por el espacio anular, esta ingresa a las condiciones que se indican; A la salida del intercambiador el agua sale como vapor sobrecalentado a las condiciones que se indican. Determine la velocidad del vapor sobrecalentado, velocidad del agua entrando al intercambiador

PROBLEMA 2


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Para calentar aire con los gases calientes de la combustión de una turbina, se utiliza un calentador del tipode placa plana. La velocidad del flujo de aire requerido es de 0,75 kg/seg, entrando a 290°K. Los gases calientesestán disponibles a una temperatura de 1150°K, y con una velocidad másica de 0,60 kg/seg.

Determinar la temperatura del aire a la salida del intercambiador de calor

Datos:

Perímetro bañado en la parte del aire, 0,703 m

Perímetro bañado en la parte del gas, 0,416 m

Área de la sección recta del paso del aire 2,275 .10-3 m2 (por cada conducto)

Área de la sección recta del paso del gas 1,600 .10-3 m2 (por cada conducto)

Número de conductos de aire: 19. Número de conductos de gas: 18.


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