TRABAJO COLABORATIVO 2

PROCESOS QUIMICOS

PRESENTADO POR:ALEJANDRA MAURY CONTRERAS

CODIGO: 1.030.635.303

RONAL CALDERA PARDO CODIGO: 1.050.544.738

EDER BUITRAGO

CODIGO: 1049619284

TUTORINGENIERO QUIMICO

WILIAM MOSQUERAWilliam.mosquera@unad.edu.coUNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TEGNOLOGIA E INGENIERIA

NOVIEMBRE 2014INRTODUCCION

Las bases elementales de un proceso qumico hace al estudiante competente en encontrar soluciones en posibles problemas hallados en la sociedad de estos planteamientos en cuales esta en capacidad de dar resultado y estrategias de balance operacional al mercadeo en la cual expresa competencia y genera la posibilidad de generar empresa segn su capacidad mental y propsito como profesional.

Haciendo adecuadamente el uso de las estrategias y mecanismo de utilidad que nos brinda la universidad de acuerdo a nuestras postulaciones y nuestro ingenio para estar en plena capacidad de aprendizaje la cual prximamente como profesionales estaremos generando competencia de acuerdo a nuestro inters en el mbito laboral

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Identificar y dar resultado a la capacidad de ingenio y estrategias de mercadeo como futuros ingenieros y empresarios

OBJETIVOS ESPECFICO

Identificar las causas, procesos, derivadas y problemtica en un determinado producto con respectivas soluciones de mercadeo, utilizacin de materias primas y obstculos de un determinado producto

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD PRODUCTO: YOGUR1.- Al producto qumico definitivo escogido se debe desarrollar el estado del arte como es: la descripcin fisicoqumica del producto, usos industriales y forma de comercializacin, reacciones qumicas necesarias, procesos productivos posibles y las operaciones unitarias que requiere.Descripcin Fisicoqumica

EnteroSemidescremadoDescremado

Materia grasa %m/mMn.2.5Mn.1.5Mx.0.8

Slidos lcteos no grasas % m/m, mnimo7.07.07.0

Acidez como cido lctico % m/m0.70-1.500.70-1.50070-1.50

Prueba deFosfatasaNegativaNegativaNegativa

El yogur no debe tener ninguna grasa que distinta a la lctea y su periodo de vida til del yogur es de 15 das si el envase no esHermticoy de 21 das si esHermtico. Usos Industriales

La produccin de yogur y leche cultivada present un vertiginoso crecimiento a partir de los aos '90, alcanzando las 220 mil toneladas en 1998 debido al explosivo aumento registrado en elconsumointerno per cpita, del 5% anual. Las importantesinversionesrealizadas en los ltimos aos en lasplantaselaboradoras y eninvestigaciny desarrollo, el constante lanzamiento de nuevos productos altamente diferenciados y para segmentos especficos de consumidores y las fuertes campaas depromocinypublicidad, conforman un perfil demercadocompetitivo y de marcado dinamismo.

Forma de Comercializacin

Reacciones Qumicas

La composicin qumica del yogurt cambia segn el tipo de leche utilizada (leche entera de vaca, de cabra, de oveja, o de otros animales) y segn la adicin de sustancias aromatizantes o de fruta. Los ingredientes y el modo de elaboracin determinan los tipos de yogur: lquidos, cremosos, desnatados, con frutas, etctera.

Las vitaminas ms importantes contenidas en el yogurt son la vitamina A, B1, B2, B6, B12, C, D, I. Los principales minerales son elcalcio, el fosforo, el potasio y el sodio. El yogurt preparado con leche de vaca parcialmente descremada (o desnatada) contiene 88,50% de agua, 3,50% deprotenas, 1,80% delpidos, 5,00% deglcidosy unaporte energticode 49 Kcal cada 100 gramos.

PROCESOS PRODUCTIVOSEs el producto de la leche coagulada obtenida por fermentacin lctica. Producida por la accin de Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus en la leche pasterizada o concentrada, total o parcialmente desnatada con o sin adiciones. Se utiliza otras especies de bacterias lcticas e incluso cepas de otros gneros como Bifidobacterium para la produccin de leches fermentadas. Puede prepararse con leche de cabra, de oveja y de burra, aunque el ms extendido es el de la vaca. Se parte de leche normalizada en su contenido graso y pasterizada para evitar contaminaciones microbianas no deseadas.

Operaciones unitarias

En una olla, coloca la leche y calienta hasta lograr los 80-90 grados (evita que llegue a hervir). Deja enfriar hasta que alcance los 40 grados. Con este proceso se garantiza que no quedarn bacterias vivas que puedan daar el yogur.

Espera a que la leche este tibia y cuando esto suceda, ponla en un frasco de vidrio o barro, es importante que no sea metlico. Agrgale dos grandes cucharadas de yogur natural y bate bien hasta que se disuelva.

Tapa el recipiente y djalo reposar durante 6 horas y 30 minutos, a temperatura ambiente o ligeramente tibia. Mucha gente lo coloca dentro del horno apagado, pero cualquier lugar tranquilo y protegido servir.

Luego la leche se coagula de manera homognea. Para reconocer que el yogur est listo, percibe su aroma (desprender un suave aroma lctico) tpico del yogurt. Entonces introdcelo a la nevera.

2.- Elaborarn y mostraran los resultados de la investigacin de mercados preliminar, en este debe tener los cuatro factores esenciales como son Promocin, Plaza, Precio y Producto y el instrumento a aplicar (Encuesta, Observacin o entrevista).

1. INVESTIGACION DE MERCADOS

PRODUCTO: El Producto que fabricaremos ser distribuido para que todas las personas tengan acceso a el y su precio est al alcance de su bolsillo. El producto tendr las siguientes caractersticas:

Calidad Bajo costo

PLAZA: Nuestra planta de produccin estar ubicada en la Calle 96 # 55-89, zona productiva de la cuidad, tendr alrededor de 500 metros cuadrados, espacio suficiente para ubicar la planta procesadora esta infraestructura ser alquilada para as comenzar nuestra produccin.

PRECIO: El precio que consideramos es a base de la competencia y tambin de la disposicin de los clientes que se han pronunciado mediante la encuesta, sabemos que el precio debe reflejar los costos variables, fijos y la rentabilidad de la compaa por lo que esperamos el precioPROMOCION: La promocin para nuestro producto puede ser realizada a travs de las siguientes formas, de tal manera de poder influir en el incentivo por la compra. Los propsitos generales de la promocin en el marketing de servicios son para crear conciencia e inters en el yogurt, para diferenciar la oferta de servicio de la competencia, para comunicar y representar los beneficios de los servicios disponibles, y/o persuadir a los clientes para que usen el servicio.

La promocin se realizara Televisin-Internet.3.- Escoger un proceso productivo par a el producto escogido, justificando la escogencia con un cuadro comparativo de todos otros procesos investigados as:PROCESOOPERACIONES UNITARIAS NECESARIASOPERACIONES NECESARIAS ESENCIALESOPERACIONES NECESARIAS ADICIONALESDIFICULTAD EN OPERACIONES EQUIPO DE APOYO NECESARIOANILISIS DE PROCESO(DIFICULTAD,AMENAZA,FORTALEZA.OPORTUNIDAD

proceso trmico industrialPor medio de mezclas a determinada temperatura con un respectivo enfriamiento mediante un proceso de calentamiento y despus conserva a un determinada temperaturaSeleccin de la mejores frutas y con buen contenido de leche clasificada que contenga buenos nutrientesSeleccin de buenas materias primasNo conseguir el sabor exacto y color o la cantidad de ingredientesEquipos industrial. Recipientes especiales congelador a gas o luz estufas a gas o luz

Dificultad: que no se haga la mezcla exactaAmenaza: que no contenga los nutrientes exactos

Fortaleza: sea con los mejores materias primas y genere alta demanda en produccin

Oportunidad: sea eficiente y genere competencia que posteriormente ganancias como empresa

Forma artesanalMezcla casera con utensilios como ollas normales y adicionarle con ingredientes y luego dejar a temperatura ambienteNormalSeleccin de buena materia primaNo hacer el uso adecuado de sus derivadasPuede ser en estufa de carbn o lea cantina

4.- Mostrar el uso industrial principal del producto qumico escogido, adicionalmente determinar un valor agregado (El valor agregado hace referencia a que valor adicional diferencia su producto de todos los presentes en el mercado) y determinar la importancia de las materias primas nacionales o importadas.

USO INDUSTRIAL

Actualmente existe inters de la empresas de alimentos en elaborar productos no solo por sus caractersticas nutricionales sino tambin para cumplir una funcin especfica como puede ser el mejorar la salud y reducir el riesgo de contraer enfermedades. Para ello se agregan componentes biolgicamente activos como minerales, vitaminas, cidos grasos, fibras alimenticias, bacterias benficas y antioxidantes. A esta operacin de aadir nutrientes exgenos se les denomina fortificacin de los alimentos.

El valor agregado del yogurt es uno de los productos representativos y econmicamente ms importantes que las leches fermentadas. Tambin una de las nuevas aplicaciones de leches fermentadas ha sido derivada del yogurt o toman como base su proceso de manufactura.

Ha sido fundamental para el aumento del consumo de las bebidas lcteas fermentadas tomando como base las necesidades del mercado y la aplicacin de los siguientes criterios.

La preferencia del mercado por alimentos dulces han sido determinante en la aceptacin de productos lcteos como bebidas edulcoradas.

La campaa de promocin y comercializacin. Encaminadas a mejorar la imagen de este producto en el mercado y sus ventas del yogurt

Estudio en el mercado de productos de salud y nutricin

En conclusin todos los productos que tienen un importante valor agregado que se encuentre estrechamente relacionado con el buen funcionamiento del organismo prometen tener una buena oportunidad comercial y aun mas si contienen ingredientes naturales.

CARACTERISTICAS DE ESTANDARIZACION DEL RODUCTO

CaractersticasValores (UFC)

Coliformes por gramo10 mximos

Escherichia Negativo

Salmonella ssp.Negativa

Lysteria monocytogenesNegativa

5.- Disear el preliminar del diagrama de proceso donde se muestren todas las operaciones unitarias esenciales con los correspondientes flujos msicos de entrada y salida. (Todas las referencias deben ir con sus pies de pginas correspondientes segn la norma ICONTEC).

1. DIAGRAMA DE PROCESO

Recepcin en usina de la leche cruda: es un punto de control en donde deben realizarse verificaciones inmediatas de la calidad acordadas de la leche cruda.

Filtracin: se realiza la filtracin de la leche para evitar el ingreso de partculas gruesas al proceso.

Estandarizacin y preparacin de la mezcla: se regula el contenido de grasas y slidos no grasos. Se agrega azcar de acuerdo al tipo de producto a elaborar, y se regula el contenido de extracto seco mediante el agregado de leche en polvo, concentracin por las tcnicas de filtracin a travs de membranas o sustraccin de agua por evaporacin.

DESODORIZACION: en la elaboracin de yogur, una leche con un contenido incrementado de aire conlleva una serie de desventajas. Sobre todo al aadir la leche en polvo se produce una notable incorporacin de aire. En este caso es conveniente desodorizar la leche en un depsito al vaco. Los efectos que se persiguen son los siguientes:

a) Mejorar la estabilidad del gel de yogur incrementando la viscosidad.

b) Eliminar las sustancias aromticas y spidas indeseadas.

c) Incrementar los efectos de la homogeneizacin.

d) Reducir los riesgos de que se queme la leche durante el calentamiento en el cambiador de placas.

La desodorizaran se realiza a una temperatura de 70-75 C y a una presin de 70-80 kPa. Cuando se incrementa el extracto seco por el mtodo de evaporacin se consigue un grado suficiente de desodorizacin.

HOMOGENEIZACION: En la prctica de la elaboracin de yogur se homogeneiza muchas veces la leche higienizada al objeto de impedir la formacin de nata y mejorar el sabor y la consistencia del producto.

La homogeneizacin reduce el tamao de los glbulos grasos, pero aumenta el volumen de las partculas de casena. A consecuencia de esto se produce un menor acercamiento entre las partculas, en el proceso de coagulacin, lo que se traduce en la formacin de un cogulo ms blando. Para evitar este fenmeno se suele realizar la homogeneizacin de la nata o la homogeneizacin en caudal parcial; tcnicas stas que no alteran la estructura de la casena.

PATEURIZACIION: Por principio, el yogur se ha de calentar por un procedimiento de pasteurizacin autorizado. Para que el yogur adquiera su tpica consistencia no slo es importante que tenga lugar la coagulacin cida, sino que tambin se ha de producir la desnaturalizacin de las protenas del suero, en especial de la b -lacto globulina. Como es sabido, esto se produce a temperaturas aproximadas a 75 C, consiguindose los mejores resultados de consistencia (en las leches fermentadas) a una temperatura entre 85 y 95 C. El tratamiento trmico ptimo consiste en calentar a 90 C y mantener esta temperatura durante 15 minutos.

Esta combinacin temperatura/tiempo tambin se emplea en la preparacin del cultivo y es muy habitual en los procedimientos discontinuos de fabricacin de yogur. En los procedimientos de fabricacin continua se suele mantener esta temperatura de 95/96 C slo durante un tiempo de 5 minutos con el fin de conseguir un mejor aprovechamiento tecnolgico de la instalacin.

Muchas fbricas aplican temperaturas mayores a 100 C. Esta prctica no es aconsejable debido a que no consigue incrementar el efecto, pero puede provocar la desnaturalizacin de la casena, lo que se traduce en una reduccin de la estabilidad del gel cido.

Las protenas desnaturalizadas del suero, por el contrario, limitan la sinresis (*) del cogulo y reducen por tanto la exudacin de suero. Es un punto crtico de control, pues es el punto donde se eliminan todos los microorganismos patgenos siendo indispensable para asegurar la calidad sanitaria e inocuidad del producto.

1er Enfriamiento: es un punto de control porque asegura la temperatura ptima de inoculacin, permitiendo la supervivencia de las bacterias del inculo. Como se mencion, se enfra hasta la temperatura ptima de inoculacin (42-45C) o generalmente hasta unos grados por encima y luego es enviada a los tanques de mezcla.

INOCULACION: es un punto de control porque la cantidad de inculo agregado determina el tiempo de fermentacin y con ello la calidad del producto. Como se dijo antes se buscan las caractersticas ptimas para el agregado de manera de obtener un producto de alta calidad en un menor tiempo, de 2 a 3% de cultivo, 42 y 45 C, y un tiempo de incubacin de 230 a 3 hs.

INCUBACION: El proceso de incubacin se inicia con el inculo de los fermentos. Se caracteriza por provocarse, en el proceso de fermentacin lctica, la coagulacin de la casena de la leche. El proceso de formacin del gel se produce unido a modificaciones de la viscosidad y es especialmente sensible a las influencias mecnicas. En este proceso se intenta siempre conseguir una viscosidad elevada para impedir que el gel pierda suero por exudacin y para que adquiera su tpica consistencia. Se desarrolla de forma ptima cuando la leche permanece en reposo total durante la fermentacin.

ENVASADO: se controla el cerrado hermtico del envase para mantener la inocuidad del producto. Se debe controlar que el envase y la atmsfera durante el envasado sean estriles. En el producto firme se envasa antes de la fermentacin o luego de una pre-fermentacin y en la misma envasadora se realizan los agregados de fruta segn corresponda; en el batido se envasa luego de elaborado el producto.

Cmara refrigerada y conservacin: es un punto crtico de control, ya que la refrigeracin adecuada y a la vez la conservacin de la cadena de fro aseguran la calidad sanitaria desde el fin de la produccin hasta las manos del consumidor. El yogur elaborado bajo condiciones normales de produccin se conserva, a temperaturas de almacenamiento 8.C, por un tiempo aproximado de una semana.La tendencia a concentrar la produccin, requisito indispensable de las instalaciones modernas de produccin, la creciente variedad de productos y el cada vez mayor mbito de distribucin de los mismos hacen necesario alargar el tiempo de conservacin a 3-4 semanas.

El yogur conservado, denominacin genrica para los productos fermentados conservados, puede producirse por dos procedimientos:

a) Produccin y envasado en condiciones aspticas.

b) Tratamiento trmico del producto justo antes del envasado o ya en el envase.

Estos procedimientos son aplicables, en principio, a todos los productos lcteos fermentados cuyo periodo de conservacin se quiera incrementar.

El proceso se inicia bombeando automticamente leche fluida (1) a los tanques de mezcla (2) donde se produce el agregado de ingredientes secos, como por ej. Leche en polvo. Luego, la mezcla es pasteurizada a alta temperatura (3), homogeneizada (4) y mantenida durante un cierto tiempo a esa temperatura en el tubo de retardo (5).

A continuacin, la masa es enfriada hasta alcanzar la temperatura de siembra del fermento, operacin que se realiza en forma automtica y en lnea. Comienza as el proceso de fermentacin que se realiza en tanques de 12.000 lts. De capacidad sometidos a una sobrepresin de aire estril (6).

Una vez que la masa ha alcanzado su punto adecuado de corte, se inicia una secuencia programada de agitacin para la rotura del cogulo y alisado de la masa.

La operacin siguiente es el filtrado y enfriado del yogurt mediante un equipamiento de gran capacidad para lograr la tarea en breve tiempo (7).

Por ltimo, la masa de yogur es coloreada y aromatizada en lnea, mediante un complejo sincronismo de bombas dosificadoras (8). En el caso de frutados, la adicin de frutas se realiza en forma automtica directamente en la envasadora.

Mquinas de envasado automticas fraccionan el producto terminado para las distintas presentaciones de potes, sachets, cajas o botellas (9), los que sern colocados inmediatamente en cmaras frigorficas para mantener su temperatura por debajo de los 8C.

6.- Disear el diagrama de proceso intermedio para diferenciar todos los tipos de operaciones unitarias presentes (FISICAS, QUIMICAS O MIXTAS) en el proceso productivo y los fenmenos de transferencia (MASA, CALOR, MOMENTUM O MIXTAS) posibles.

7.- Determinar la cantidad a producir, definiendo una base de clculo y justificada en el estudio de mercado del trabajo colaborativo 1; Con la cantidad a producir se debe mostrar en un cuadro de EXCEL los balances de masa necesarios, para calcular las cantidades de materias primas necesarias, diferenciando entre Los materiales directos(los que estn dentro del producto o materias primas bsicas esenciales) y los materiales indirectos (todos los materiales adicionales que son los que hacen posible la reaccin, el producto o su presentacin final). Tambin las cantidades de los posibles subproductos que se puedan analizar.

CANTIDAD A PRODUCIR BALANCE DE MASA DEL YOGUR PARA PROCESAR 50000 Kg DE LECHE EN UN MES

FORMULACION

LECHE ENTERA BASE DE CALCULO

LECHE EN POLVO2%

AZUCAR12%

CULTIVOS LIOFILIZADOS1 sobre para 60 litros

FRUTA7%

CONSERVANTES0.05%

MATERIA PRIMA NECESARIA PARA LA ELABORACION DEL YOGUR LQUIDO

Se realiza la conversin de volumen a masa por medio de la formula de la densidad

MATERIA PRIMACANTIDAD Kg/mes% MATERIA PRIMA

leche entera5150082,61

leche en polvo10301,65

Azcar61809,91

cultivos liofilizados2,500,004

Fruta36055,78

conservantes25,750,04

Total62343,252100

Se presupuesta envase para 60000 Kg de producto ya que se presenta perdida por empaque defectuoso y por dao del mismo durante el proceso envasado.

2. PROVEEDORES

Segn los balances energticos determinaran la cantidad de suministro energtico necesario, ya sea generado por ustedes o por los servicios pblicos, como son el servicio de electricidad o acueducto para los equipos de calefaccin o refrigeracin, o los costos de la instalacin y puesta en marcha de la caldera.

EQUIPOS NECESARIOS PARA PRODUCCION

8.- Justificado en el estudio de mercado, se debe mostrar en un cuadro como mnimo tres proveedores para las materias primas y adicionales con sus correspondientes costos para las cantidades determinadas en los balances de materia.

ANLISIS DE RESULTADOSDespus de realizar la investigacin encontramos que para procesar 51500 kilogramos leche fresca en un mes, para la elaboracin del yogurt necesitamos de las siguientes cantidades de materia prima 1030 kilos de leche en polvo, 6180 kilos de azcar, 2,5 kilos de cultivo liofilizado, 3605 kilos de pulpa de fruta y de conservantes 25,5 kilos, tomando como base de calculo la leche que se va procesar.

Durante el proceso de elaboracin del producto qumico del yogurt se produce prdidas de materias primas en dos etapas del proceso, la primera es en la pasteurizacin ya que por evaporacin se pierde el 3,96% lo que representa a 2161,8 kilogramos del producto, la segunda es en el envasado del producto ya que por derrames o defectos del envase se pierde 2,14% lo que corresponde a 1265,8 kilogramos del producto.

Esta informacin nos muestra que para obtener 57885,65 kilogramos de yogurt en un mes de produccin, debemos iniciar el proceso con una cantidad de 62343,25 kilogramos de materia prima ya que este proceso tiene una merma total de 6,1%.

Para la elaboracin del yogurt es necesario tener a disposicin los balances de energa correspondientes para cada equipo que interviene en el proceso de elaboracin del producto qumico del yogurt ya que gracias a esto se podr conocer la cantidad de energa necesaria para el funcionamiento de la planta y el costo total en pesos colombianos que implica el consumo de esta.

CONCLUSIONES Haciendo uso adecuado de los mtodos de investigacin en un proceso nos genera ser competentes ante cualquier situacin en e mbito laboral de nuestra profesin Al ser emprendedor e innovador sabiendo el uso de los mtodos posibles en un proceso determinado para sacar la mejor calidad Estudiando adecuadamente los intervalos en un proceso nos genera conocimiento y ser competentes a la hora hallar un inconveniente de cualquier mbito segn nuestro idealBIBLIOGRAFIA

- MODULO INGENIERIA INDUSTRIAL

- MODULO PROCESOS QUIMICOS

- LINK WEB SOBRE TRABAJO COLABORATIVO 2

- https://www.google.com/webhp?sourceid=chrome-instant&rlz=1C1GGGE_esCO509CO509&ion=1&espv=2&es_th=1&ie=UTF-8#q=reacciones+quimicas+del+yogurt&revid=2022235119CALENTAMIENTO

AGITACION

SELECCIN DE LA MATERIA

DESTILACION

EVAORACION

ENVACE

TRANSORTE

FILTRACION

FERMENTACION

PRODUCTO