UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE ALTAMIRA Organismo Público Descentralizado de la Administración Pública Estatal
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN: “PROCESO DE ELABORACIÓN DE BEBIDAS CARBONATADAS Y
NO CARBONATADAS”
ASIGNATURA:
PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES INDUSTRIALES DOCENTE RESPONSABLE DE LA ASIGNATURA:
ING. CLAUDIA GONZÁLEZ SÁNCHEZ PRESENTAN: GONZÁLEZ PRIETO DALIA ITZEL MARTÍNEZ MARTÍNEZ JESUS QUINTERO RAMÍREZ MARIA FERNANDA RAMOS VÁZQUEZ ANEL ALEJANDRA ROMÁN GÓMEZ DIANA JUDITH SERRANO DÍAZ RICARDO
“UN UNIVERSITARIO MUY SUPERIOR”
ALTAMIRA, TAMAULIPAS
DICIEMBRE 2014 2014
AGRADECIMIENTOS.
Los autores de esta investigación agradecemos:
A Dios: Primero que nada por permitirnos estar e star presentes aquí, continuar con nuestras metas , objetivos, tener el apoyo de nuestros padres y seguir adelante en la entrega de esta investigación.
A nuestros padres: Las personas más importantes en nuestra vida, los cuales nos motivan para continuar con tinuar superándonos día con día, perseguir nuestros sueños para llegar al lugar donde nos encontramos ahora y por supuesto el apoyo incondicional que nos proporcionan.
A nuestros compañeros de equipo: Esas personas con las cuales colaboramos durante ese periodo para estructurar dicha investigación, ya que un trabajo en equipo genera mejores resultados.
A nuestros maestros: Les agradecemos por haber compartido todos sus conocimientos ya que gracias a ellos tenemos un camino más claro en el entendimiento y comprensión acerca de los temas que ahora nos imparten y lo podemos desarrollar.
AGRADECIMIENTOS.
Los autores de esta investigación agradecemos:
A Dios: Primero que nada por permitirnos estar e star presentes aquí, continuar con nuestras metas , objetivos, tener el apoyo de nuestros padres y seguir adelante en la entrega de esta investigación.
A nuestros padres: Las personas más importantes en nuestra vida, los cuales nos motivan para continuar con tinuar superándonos día con día, perseguir nuestros sueños para llegar al lugar donde nos encontramos ahora y por supuesto el apoyo incondicional que nos proporcionan.
A nuestros compañeros de equipo: Esas personas con las cuales colaboramos durante ese periodo para estructurar dicha investigación, ya que un trabajo en equipo genera mejores resultados.
A nuestros maestros: Les agradecemos por haber compartido todos sus conocimientos ya que gracias a ellos tenemos un camino más claro en el entendimiento y comprensión acerca de los temas que ahora nos imparten y lo podemos desarrollar.
RECONOCIMIENTOS Los autores de esta investigación damos reconocimiento:
A nuestra Alma Mater la Universidad Tecnológica de Altamira: Por su apoyo al proporcionarnos sus instalaciones y sus recursos, para la realización de esta investigación.
A Coca-Cola FEMSA (Altamira): Por su apoyo y brindarnos la facilidad de mostrarnos su proceso y darnos conocimiento de cada una de las líneas de operación en la elaboración de bebidas carbonatadas y no carbonatadas.
A la MIA. MIA. Mireya Mireya Ovando Rocha: Por otorgarnos visitas industriales a la planta de Coca-Cola FEMSA, grupo Altamira. Ya que nos fue de sumo apoyo para nuestro proyecto.
A la Ing. Magaly Herrera Méndez: Encargada de las visitas industriales del grupo FEMSA Coca-Cola; Altamira, quien nos otorgó en recorrido por toda la planta, dándonos a conocer cada punto del proceso por los cuales se someten los productos Coca-Cola.
ÍNDICE Agradecimientos Reconocimientos Introducción Capítulo I: Descripción de la empresa 1.1 Datos Generales
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1.2 Antecedentes
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1.3 Organigramas de la Empresa
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Capítulo II: Descripción del Proyecto 2.1 Planteamiento del problema
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2.2 Delimitación
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2.3 Justificación
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2.4 Objetivos: General y Particular
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Capítulo III: Hipótesis y Variable 3.1 Establecimiento de las Hipótesis
Página 18
3.2 Variable Dependiente e Independiente
Página 18
Capítulo IV: Metodología 4.1 Antecedentes
Página 21
4.2 Marco Teórico
Página 25
4.3 Metodología
Página 27
4.4 Desarrollo Experimental
Página 31
Capítulo V: Resultados y Disposición Conclusiones Glosario Anexos Bibliografía
INTRODUCCIÓN El presente proyecto se desarrolló dentro del de l sector productivo de alimentos, enfocado a la producción de bebidas sobre la empresa de mayor popularidad dentro del comercio como lo es The Coca-Cola Company, que ha destacado por la elaboración de distintas bebidas con presencia de dióxido de carbono y otras con la ausencia del mismo. Por lo tanto, esta investigación consis tió en la realización del texto: “ Proceso de Elaboración de Bebidas Carbonatadas y no Carbonatadas”, que se desarrolla en cinco capítulos; en los cuales se utilizaron referencias bibliográficas tales como: artículos de investigación, tesis digitales y visita a the coca- cola Company (FEMSA, ALTAMIRA) Se recopiló y ordenó la información, de tal manera que en comparación a la bibliografía existente, aquí encontramos de manera conjunta un proceso físico químico más completo con respecto a ambos diagramas, y su utilización en la elaboración de bebidas. Hoy en día la industria alimenticia abarca gran cantidad de sectores para la elaboración de productos de diversa necesidad para la humanidad, entre los cuales destacan las bebidas, fuente esencial de consumo de todos los seres vivos, que van desde la elaboración de bebidas carbonatadas y no carbonatadas. Los refrescos carbonatados se consumen siempre sin diluir que contienen tuti-fruti, citrus, limonada y otras bebidas que incluyen las colas y las bebidas para hacer mezclas. El proceso para la producción de bebidas gaseosas dentro de la industria es de gran variedad ya que existen diferentes empresas que se encargan de su producción, pero ninguna ha podido llegar a superar o igualar el método de producción de la empresa The Coca-Cola Company, se han elaborado diferentes investigaciones y análisis para
saber los ingredientes que contiene este producto pero no se ha llegado a una conclusión, solo se crearon diferentes hipótesis sobre la receta de este producto.
Las bebidas carbonatadas o gaseosas son consecuencia de los ensayos para producir aguas efervescentes semejantes a las de las fuentes naturales. Al cabo de algún tiempo se les agregaron saborizantes, y de ahí nacieron las diversas aguas y bebidas gaseosas, que son esencialmente agua cargada con dióxido de carbono a la que se le ha añadido azúcar y algún ácido.
CAPÍTULO I THE COCA-COLA COMPANY
1.1 DATOS GENERALES.
Nombre de la empresa: The Coca-Cola Company. Sector: Alimenticio
Ubicación: Calle: 284 Centennial Olympic Park Dr. Nw. (ver anexo 1) Dirección Postal: Atlanta, GA Teléfono: (404) 827-9222
Servicios que ofrece: The Coca- Cola Company vende principalmente bebidas, de las cuales se presentan Coca-Cola, Sprite, Fanta, Lift y otros productos de dicha marca en América latina, Norteamérica, Europa, África, Asia y Pacífico Sur, en conjunto los 5 continentes (ver anexos 2-7) además de agua embotellada, cerveza y otras bebidas en algunos de estos territorios. Este producto se vende a todo el público en general, además de que es accesible para cualquier persona de la clase social que pertenezca.
Asesor General: Bernhard Goepelt. Consejero General y jefe del Servicio Jurídico de The Coca- Cola Company.
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1.1 ANTECEDENTES. En 1892 se fundó The Coca-Cola Company. Al inicio solo se vendía en fuentes de soda, pero gracias a los creativos pioneros de la Compañía, se implementaron las primeras botellas. La iniciativa fue tomada por Joseph A. Biedenham, el primer embotellador de Coca-Cola en el sur de Estados Unidos y poseedor de la primera franquicia.
En 1893, la marca coca- cola se registró por primera vez. En 1899, Benjamín F. Thomas y Joseph Whitehead adquirieron los derechos para embotellar y vender la bebida en casi todo el país. Después se asociaron con otros empresarios hasta que crearon una red de plantas embotelladoras en casi todo el territorio estadounidense. Tres años después de la constitución de The Coca-Cola Company, el señor Candler declaró en su informe anual: "Coca-Cola ya se vende y se bebe en todos los estados y territorios de Estados Unidos".
En 1913 los embotelladores decidieron crear un envase con características especiales y únicas.
En 1915, se creó la curvilínea botella verde pálido, cuyo diseño estaba inspirado en la elegante silueta de las mujeres de la época. La historia siguió y en este periodo comenzó el crecimiento exponencial de Coca-Cola.
En 1926, los hijos del sr. Candler vendieron la compañía a la familia Woodruff por 25 millones.
En 1955, se crean dos presentaciones: La botella grande y la botella familiar. 1 En 1960, se producen las primeras latas de aluminio de 12 onzas y posteriormente las latas con tapa desprendible.
1
(ver anexo 8) Evolución de la presentación del envase, the coca- cola Company.
9|Página
En 1967, The Coca-Cola Company decide constituir la empresa “Coca -Cola Foods” con la finalidad de producir y comercializar tanto café como concentrados de jugos cítricos.
En 1997, Coca-Cola lanza diet Coke con gran éxito, pero en ese mismo año es reemplazada por coca- cola light.
En 1998, México rompe el record mundial de consumo al pasar a 412 botellas de producto coca- cola superando a estados unidos de 377 botellas.
De 1926 a 2004, la producción aumentó de 10 botellas por minuto a más de 900 promedio con 195 líneas de embotellado.
En 2003, Coca-Cola invirtió en México más $600, 000,000 millones de dólares y generó 88,000 empleos directos, apoyo 410,000 pequeños negocios y 172,000 microempresarios.
La prioridad desde entonces ha sido ofrecer un producto refrescante, delicioso y de calidad al alcance de todos. Actualmente Coca-Cola, es el refresco más popular del mundo, ya que sirven en más de 200 países.
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1.3 ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA.
ANEXO 9. ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA
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ANEXO 10. ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA
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CAPÍTULO II DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
¿Cómo es el proceso de elaboración de bebidas carbonatadas y no carbonatadas de the coca- cola Company?
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2.2 DELIMITACIÓN.
Dentro de esta indagación hablaremos sobre el proceso de elaboración que se lleva a cabo para la producción de bebidas carbonatadas (gaseosas) y no carbonatadas (jugos), desde la preparación del agua, producción del jarabe hasta la carbonatación, que es el hecho de añadir CO 2 a estas bebidas para su comercialización. No se abarcará el proceso de embotellamiento del producto.
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2.3 JUSTIFICACIÓN.
La realización de este trabajo de investigación se justifica para dar a conocer la elaboración de las bebidas carbonatadas y no carbonatadas como una rama importante en el ámbito alimenticio perteneciente a los procesos industriales que a su vez forman parte de la carrera como ingeniero químico. Permitiendo que el usuario lector, o estudiante tenga un material de consulta de primera mano a su disposición.
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2.4 OBJETIVOS: GENERAL Y PARTICULAR.
OBJETIVO GENERAL Reconocer los procesos de elaboración de bebidas carbonatadas y no carbonatadas, mediante el análisis de los diferentes diagramas de proceso para ampliar nuestro conocimiento sobre los distintos procesos industriales.
OBJETIVOS PARTICULARES: a) Realizar una búsqueda exhaustiva de información acerca del proceso de bebidas carbonatadas y no carbonatadas. b) Concentrar información. c) Seleccionar lo más relevante. d) Estructurar la información. e) Realizar el capítulo I f) Reuniones de grupo para revisar avances. g) 1ra Revisión con asesor de materia. h) Correcciones. i) Estructurar el capítulo II j) Formación del capítulo III k) 2ra revisión con asesor de asignatura. l) Búsqueda de diagramas de proceso referentes al tema. m) Elaboración de capítulo IV n) Construcción del capítulo V o) 3ra revisión con asesor de materia.
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CAPÍTULO III HIPÓTESIS Y VARIABLES
3.1 ESTABLECIMIENTO DE LA HIPÓTESIS.
Este trabajo de investigación servirá para futuras generaciones de los estudiantes de la carrera de ingeniería química en la compresión de los diferentes procesos industriales en el ámbito alimenticio.
3.2 VARIABLE DEPENDIENTE E INDEPENDIENTE
Variable independiente: Los procesos de la bebida carbonatada y no carbonatada. Variable dependiente: La revisión adecuada y asertiva de la información recabada para el trabajo de investigación.
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CAPÍTULO IV METODOLOGÍA
4.1 ANTECEDENTES Las bebidas carbonatadas o gaseosas son consecuencia de los ensayos para producir aguas efervescentes semejantes a las de las fuentes naturales. Al cabo de algún tiempo se les agregaron saborizantes, y de ahí nacieron las diversas aguas y bebidas gaseosas, que son esencialmente agua cargada con dióxido de carbono a la que se le ha añadido azúcar y algún ácido, una materia colorante y un agente de sabor. Para que se conserve el gas. Se envasa la bebida gaseosa en recipiente herméticamente cerrado. (Ing. Mario valle, 2002). El proceso productivo para la bebida gaseosa, consta de una serie de etapas; El proceso inicia con la obtención de agua; extraída de un pozo propio; que luego de pasar por procesos de purificación, filtrado en arena, filtrado en carbón activado; son mezclados con azúcar para obtener el jarabe simple; al que se le agregan saborizantes, concentrados, etc., y se obtiene el jarabe terminado. Para la obtención de agua tratada se requieren de algunos pasos:
1ra parte.- Se agrega Sulfato de Aluminio para aglomerar las sustancias de naturaleza orgánica presentes en suspensión en el agua, tales como el bicarbonato de calcio y el magnesio; principalmente, luego se sedimenta.
2da parte.- En esta parte el sedimento se elimina mediante purgas continuas, que en este caso se hacen cada 3 horas.
3ra parte.- Aquí el agua está tratada, pero con algunas impurezas principalmente de naturaleza gaseosa. Luego, pasa por filtros de arena y car bón activado; el filtro de arena cumple la función de retener todas las partículas que quedan en el agua, el filtro de carbón activado cumple la función de retener todas las sustancias de naturaleza gaseosa como el cloro residual, la eliminación del mal olor y sabor; finalmente el agua pasa por el filtro pulidor que retiene partículas de cualquier tipo que no hayan sido eliminadas.
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Esta agua es utilizada en la elaboración de dichas bebidas, ya que es la materia principal para la elaboración de productos gaseosos. La elaboración de jarabe es la operación más importante. El fin fundamental es el de elaborar el jarabe terminado en diferentes sabores según los estándares de calidad y sanidad especificados ya que representa el principal insumo para la preparación. Dado su uso el jarabe terminado representa el factor más costoso del proceso productivo; así sus rendimientos deben ser vigilados muy cuidadosamente ya que inciden directa y gravemente en los costos de fabricación del producto. La elaboración de jarabe se inicia haciendo uso del agua tratada, que es bombeada hacia el tanque dilutor; luego se vierte azúcar blanca industrial, en cantidades determinadas para cada sabor y se mezcla uniformemente por el tiempo. Luego la mezcla es filtrada por varias capas verticales, que retienen partículas extrañas; obteniendo jarabe simple, que después es bombeado a otros tanques; según el sabor a preparar, puesto que, cada tanque tiene asignado un sabor. Después de reposar, el jarabe, es mezclado con esencias, colorantes, saborizantes, etc.; esto se agita constantemente. Los tanques son de gran tamaño debido a la cantidad de producción requerida; teniendo el de mayor capacidad: 3600 gls.; utilizado para el jarabe del producto con mayor aceptación en el mercado. Finalmente el jarabe se deja reposar por 12 horas como mínimo para luego ser transportado mediante tuberías a la lí nea de embotellado. (Ver anexo 11). (Huahua Condori, 2013).
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Los ingredientes principales para elaborar el jarabe son los siguientes.
SABORIZANTES: Los saborizantes para las bebidas gaseosas se preparan por empresas especializadas. Con cada sustancia se suministran instrucciones claras y la forma exacta para la preparación del jarabe. Los saborizantes son extractos alcohólicos, emulsiones soluciones alcohólicas o jugos de frutas.
ÁCIDOS: Ácido cítrico. Se extrae de los limones, limas y piñas. Como el ácido cítrico es un ingrediente natural de todos los frutos cítricos, todas las bebidas que tienen estos sabores se acidifican con dicho ácido, que se usa en soluciones de 48%. Ácido fosfórico. Es el acidulante más económico, no solo por su bajo costo, sino también porque es muy potente. Se usa principalmente en los refrescos tipo “cola” .
Ácido tartárico. (Tartracina- inka kola): En uno de los subproductos de la elaboración del vino. El sabor ácido de las bebidas depende de la concentración de iones de hidrógeno, pues tienen el mismo sabor ácido las soluciones de los ácidos cítricos, tartáricos o fosfóricos de igual PH. Se añade ácido a los refrescos para modificar la dulzura del azúcar y como preservativo. Todos los ácidos que se agreguen a los refrescos han de ser “grado para alimentos”.
1. Colores: Caramelo. Es un color vegetal que se prepara quemando azúcar de maíz, generalmente con una sal amónica como catalizador. Es el color vegetal más usado y se añade a los refrescos estilo “cola”, cerveza de raíces, refrescos de jengibre, he lado
con soda, etc. En la industria de refrescos se conocen dos clases de caramelo: el espumoso y el no espumoso.
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El agua del abastecimiento público contiene algunas veces sustancias minerales y vegetales que le hacen inadecuada para bebidas gaseosas. Para la preparación de éstas es necesario que el agua sea límpida ,incolora e inodora , que no contenga bacterias , que su “alcalinidad” sea de menos de 50 ppm, que
contenga menos de 500 ppm de sólidos totales y menos de 0.1 ppm de hierro o manganeso. El agua que contiene materia en suspensión no se carbonata fácilmente, y las bebidas que con ellas se preparan se des-gasifican rápidamente.
JARABE: La mezcla completa de todos los ingredientes que se requieren para hacer la bebida gaseosa, con excepción del agua carbónica o agua de seltz se conoce con el nombre de jarabe. La solución de azúcar en agua es el jarabe simple, u si a éste se añade algún ácido se denomina jarabe simple acidificado. (Ing. Mario Valle) (Ver anexo 12)
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4.2 MARCO TEÓRICO El Ing. Rojas Lujan en el año del 2002 presento en una de sus investigaciones el proceso productivo para las bebidas gaseosas, constando de una serie de etapas las cuales son: El tratamiento de aguas, mezclas para obtener jarabes simples (preservantes y concentrados) para llegar a la obtención del jarabe terminado.
El doctor Ángel Callapaza, en el año del 2013 en la investigación de la Universidad de San Carlos de Guatemala habló acerca de la preparación de bebidas carbonatadas; Lo cual trata del proceso de elaboración de estas hasta llegar con la idea original de lo que hoy en día conocemos como bebidas gaseosas.
Jorge A. Saavedra, Luis A. Puente, Beatriz Cansino y Carolina Astudillo, en el año 2010 en la investigación de la Universidad de Chile, Departamento de Ciencia de los Alimentos y Tecnología Química habla acerca del estudio, modelado y análisis de un proceso continuo de elaboración de bebidas carbonatadas mediante un método multivalente basado en el enfoque 3-Way PLS. Calvo Carrillo Ma. De la Concepción, en el 2006 en la investigación de la Revista Tecnología Alfa habla acerca de la elaboración de una bebida con alto contenido de carotenoide. Lance A. Ward en el año 2013 describe en su texto “industria de las bebidas” que la industria de las bebidas sin alcohol comprende la fabricación de beb idas refrescantes; tanto como en su envasado y en el caso de las bebidas no carbonatadas su pasteurización, reportando así el desarrollo de cada una de estas bebidas en su investigación. En el año 2002, el ingeniero Pio Emilio Rojas Lujan dio un informe titulado “planteamiento de la producción de bebidas gaseosas mediante la simulación” en el 25 | P á g i n a
cual especificaba que las empresas productoras de bebida s carbonatadas debe existir un sistema de control de calidad en el cual se debe generar productividad asumiendo los costos. En el año 2003, el ingeniero químico Alexis Alcalá González texto “tratamiento de aguas y elaboración de be bidas” fue publicado conteniendo información relacionada al conocimiento del agua, propiedades físico químicas, tratamientos primarios que se realiza con fines de potabilidad y su posterior utilización en la industria de beb idas. Así mismo desarrolla lo concerniente a tecnologías aplicadas en la elaboración de bebidas no alcohólicas y alcohólicas a partir de diversas materias primas vegetales: semillas, frutos, raíces, hojas y tallos. El Lic. Diego Grillo Trubba , en el año 2005 escribió en su informe “bebidas gaseosas” que las bebidas sin alcohol o bebidas analcohólicas son aquellas, gasificadas o no, preparadas a base de uno o más de los siguientes componentes (jugo, pulpa, jugos concentrados, leche, extractos, infusiones, maceraciones, agua) y sin contener alcohol etílico en cantidad superior a 0,5% en volumen. El ingeniero industrial Enrique Luengas, en el año 2012 redactó el artículo: “ ¿Porque se forman burbujas en las copas de champan?” el por qué se producen las burbujas
en las bebidas carbonatadas, explicando además el proceso de producción de las mismas.
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4.3 METODOLOGÍA PROCESO DE ELABORACIÓN DE BEBIDAS CARBONATADAS, CONSTA DE 4 FASES: FASE 1 TRATAMIENTO DE AGUA:
Etapa 1.- Sedimentación y Floculación: Retirar los sólidos suspendidos con ayuda de alumbre y cal. Etapa 2.- Desinfección: Control de microorganismos por la aplicación de cloro. Etapa 3.- Reducción de alcalinidad: Bajar la alcalinidad del agua para evitar la neutralización de componentes importantes de la bebida. Etapa 4.- Filtración: Remover materiales indeseables haciendo pasar el agua por una serie de filtros de arena Etapa 5.- Purificación: Eliminar colores y sabores desagradables, cloro y otras materias residuales, por absorción en un filtro de carbón activado. Etapa 6.- Microfiltración: Rectificar filtraciones anteriores y retirar partículas microscópicas y microorganismos como las amebas. Etapa 7.- Desaireación: Rectificar el aire ocluido en el agua.
FASE 2 ELABORACION DEL JARABE SIMPLE
Etapa 1.- MEZCLADO: EL agua tratada en la fase anterior es mezclada con azúcar en cantidades adecuadas en función de la fórmula obteniendo así el jarabe simple
FASE 3 ELABORACION DEL JARABE FINAL
Etapa 1.- MEZCLADO: consiste en mezclar el jarabe simple con el concentrado (formula coca cola Company)
FASE 4 CARBONATACIÓN
Etapa 1.- Consiste en incorporar CO2 al agua o a la bebida a fin de que, cuando se sirva el producto deje escapar el gas bajo la forma de burbujas finas y para que tenga ese sabor "picante" característico de las bebidas carbonatadas.
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Proceso de bebidas carbonatadas
Tratamiento de agua
Elaboración del jarabe simple
Elaboración del jarabe terminado
Carbonatación
ANEXO 13. DIAGRAMA DE PROCESO DE ELABORACI N BEBIDAS
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PROCESO DE ELABORACIÓN DE BEBIDAS NO CARBONATADAS, CONSISTE EN 4 FASES: FASE 1 TRATAMIENTO DE AGUA:
Etapa 1.- Sedimentación y Floculación: Retirar los sólidos suspendidos con ayuda de alumbre y cal.
Etapa 2.- Desinfección: Control de microorganismos por la aplicación de cloro.
Etapa 3.- Reducción de alcalinidad: Bajar la alcalinidad del agua para evitar la neutralización de componentes importantes de la bebida.
Etapa 4.- Filtración: Remover materiales indeseables haciendo pasar el agua por una serie de filtros de arena
Etapa 5.- Purificación: Eliminar colores y sabores desagradables, cloro y otras materias residuales, por absorción en un filtro de carbón activado.
Etapa 6.- Microfiltración: Rectificar filtraciones anteriores y retirar partículas microscópicas y microorganismos como las amebas.
Etapa 7.- Desaireación: Rectificar el aire ocluido en el agua.
FASE 2 ELABORACION DEL JARABE SIMPLE
Etapa 1.- MEZCLADO: EL agua tratada en la fase anterior es mezclada con azúcar en cantidades adecuadas en función de la fórmula obteniendo así el jarabe simple
FASE 3 PASTEURIZACION
Etapa 1.- PROCESO TERMICO: Tiene como objetivo reducir los agentes patógenos que pueden contener bacterias, protozoos, mohos, levaduras etc.
FASE 4 ELABORACION DEL JARABE FINAL
Etapa 1.- MEZCLADO: consiste en mezclar el jarabe simple con el concentrado; fórmula de the coca cola Company.
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Proceso de bebidas No carbonatadas
Tratamiento de agua
Elaboración del jarabe simple
Pasteurización
Elaboración del jarabe terminado
ANEXO 14. DIAGRAMA DE PROCESO DE ELABORACI N BEBIDAS NO CARBONATADAS.
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4.4 DESARROLLO EXPERIMENTAL PROCESO DE BEBIDAS NO CARBONATADAS FASE 1 TRATAMIENTO DE AGUA
Etapa 1.- floculación y sedimentación: El agua se almacena en tanques donde se le adiciona el floculante (cal), se agita el agua lentamente para lograr flóculos más grandes con mayor peso para que sedimenten más eficientemente se deja reposar de 4 a 5 horas para que las partículas se asienten mediante la fuerza de gravedad.
Etapa 2.-Desinfeccion: este es el proceso de cloracion donde al agua se le añade el cloro gaseoso o bien hipoclorito sodico o hipoclorito de clacio. La cantidad necesaria se determina según el suministro de cloro de las aguas y los requisitos de desinfeccion e desinfeccion. Para el agua potable debe de presentar 0.1mg/l de cloro.
Tambien es necesario un tiempo de reaccion de como minimo 20 minutos para una desinfeccion segura. Especianlemnte en aguas con carga organica puede producirse un menoscab del olor, el sabor y pueden formarse en muchas ocaciones la importancia de impedir una nueva proliferacion por exceso de cloro, ya que es inevitable la capacidad de absorcion del cloro en la red se distribucion pronto no queda una concentracion de cloro suficiente.
Etapa 3 Reduccion de alcalinidad: En la eliminación de los bicarbonatos de calcio y magnesio, y en general en el ablandamiento del agua, se suelen emplear dos métodos.
a) La aplicación de cal sodada y el intercambio de iones con resinas o zeolitas. Mediante la cal sodada, que es una aplicación de lechada de cal junto con una solución de carbonato sódico, se logra precipitar los bicarbonatos de calcio y magnesio (dureza temporal) al reaccionar con la lechada de cal y con el carbonato sódico se conseguirá la precipitación de los sulfatos de calcio y magnesio (dureza permanente). 31 | P á g i n a
b) Los bicarbonatos solubles pueden eliminarse igualmente aumentando el pH con hidróxido sódico.
Etapa 4.- Filtración: tanques en donde el agua más clara que proviene de los tanques de reducción de alcalinidad se pasa a través de un medio poroso para remover las partículas que quedan. A este proceso se le llama filtración. Puede remover materia suspendida, no en solución, tal como flóculos que no sedimentaron, algas, microorganismos y otros.
Etapa 5.-Purificaciónpor osmosis inversa: El proceso de ósmosis inversa utiliza una membrana semipermeable que separa y elimina del agua sólidos, sustancias orgánicas, virus y bacterias disueltas en el agua. Puede eliminar alrededor de 95% de los sólidos disueltos totales (SDT) y 99% de todas las bacterias.
Las membranas sólo dejan pasar las moléculas de agua, atrapando incluso las sales disueltas. Un equipo de filtración por ósmosis incluye un filtro de sedimentación, uno de carbón activado, una membrana, una lámpara de rayos UV y dos posfiltros. Su rendimiento diario es de 200 litros de agua y, con un mantenimiento adecuado, puede utilizarse hasta por 10 años. Este método no es recomendable cuando se trata de agua dura, esto es, agua que contiene un alto porcentaje de sales de calcio y magnesio.
Etapa 6.- Microfiltración: La filtración mediante membranas sigue el principio de la separación de partículas basada en el tamaño de los poros y en su distribución. Las membranas de microfiltración tienen tamaños de poro que varían de 0,075 micrones a 3 micrones. Según la membrana seleccionada, se podrán separar sólidos suspendidos de más de 0,45 micrones como arena, limo, arcilla, algas, bacterias así como Giardia y Criptosporidium.
Etapa 7.- Desaireación: La desaireación consiste en quitar el oxígeno, responsable de fenómenos oxidativos dañinos. En el caso de los jugos de fruta, la desaireación permite mejorar sabor, aspecto y conservabilidad del producto:
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de hecho, la eliminación del oxígeno previene la degradación de la vitamina C y prolonga la shelf-life del producto.
FASE 2 ELABORACIÓN DE JARABE
Etapa 1.- La elaboración de jarabe se inicia haciendo uso del agua tratada, que es bombeada hacía en el tanque dilutor; luego se vierte azúcar blanca industrial, en cantidades determinadas para cada sabor y se mezcla uniformemente por el tiempo necesario. Luego la mezcla es filtrada por varias capas verticales, que retienen partículas extrañas; obteniendo jarabe simple
FASE 3 PASTEURIZADO
Etapa 1.- Proceso termico: es un proceso tecnológico que se lleva a cabo mediante el uso de calor. Es un tratamiento térmico suave, aspecto que lo diferencia de la esterilización, mucho más intenso. Su principal objetivo es la eliminación de patógenos en los alimentos para alargar su vida útil.
La pasteurización emplea temperaturas bajas pero que aseguran la eliminación de patógenos, aunque algunos puedan aguantarlas y resistirlas. El valor n utricional de los alimentos y sus características organolépticas no se ven tan alteradas. En bebidas la temperatura tendría que situarse de 72°c a 85°c por 20 minutos.
FASE 4 JARABE TERMINADO
Etapa 1.- mezclado: este consta en el mezclado del jarabe simple con el concentrado (formula the coca cola Company) el cual se hace en tanques que están diseñados en base al producto específico y a sus características reológicas y químico-físicas y Agitadores especiales (sistema JET MIX, paletas múltiples a baja Velocidad, de paleta única, de árbol contrarrotante, etc.), garantizan la perfecta homogeneidad del producto en mezclado.
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PROCESO DE BEBIDAS CARBONATADAS FASE 1 TRATAMIENTO DE AGUA
Etapa 1.- floculación y sedimentación: tanques donde se agita el agua lentamente para lograr flóculos más grandes, con mayor peso y que sedimenten más eficientemente a este se le llama floculación y en los tanques donde se reduce la velocidad del agua con flóculos, para proveer más tiempo para que las partículas se asienten mediante la fuerza de gravedad. A este proceso se le llama sedimentación
Etapa 2.-Desinfeccion: este es el proceso de cloracion donde al agua se le añade el cloro gaseoso o bien hipoclorito sodico o hipoclorito de clacio. La cantidad necesaria se determina según el suministro de cloro de las aguas y los requisitos de desinfeccion e desinfeccion. Para el agua potable debe de presentar 0.1mg/l de cloro.
Tambien es necesario un tiempo de reaccion de como minimo 20 minutos para una desinfeccion segura. Especianlemnte en aguas con carga organica puede producirse un menoscab del olor, el sabor y pueden formarse en muchas ocaciones la importancia de impedir una nueva proliferacion por exceso de cloro, ya que es inevitable la capacidad de absorcion del cloro en la red se distribucion pronto no queda una concentracion de cloro suficiente.
Etapa 3 Reduccion de alcalinidad: En la eliminación de los bicarbonatos de calcio y magnesio, y en general en el ablandamiento del agua, se suelen emplear dos métodos.
a) La aplicación de cal sodada y el intercambio de iones con resinas o zeolitas. Mediante la cal sodada, que es una aplicación de lechada de cal junto con una solución de carbonato sódico, se logra precipitar los bicarbonatos de calcio y magnesio (dureza temporal) al reaccionar con la lechada de cal y con el carbonato sódico se conseguirá la precipitación de los sulfatos de calcio y magnesio (dureza permanente).
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b) Los bicarbonatos solubles pueden eliminarse igualmente aumentando el pH con hidróxido sódico.
Etapa 4.- Filtración: tanques en donde el agua más clara que proviene de los tanques de reducción de alcalinidad se pasa a través de un medio poroso para remover las partículas que quedan. A este proceso se le llama filtración. Puede remover materia suspendida, no en solución, tal como flóculos que no sedimentaron, algas, microorganismos y otros. (Ver anexo 2)
Etapa 5.-Purificaciónpor osmosis inversa: El proceso de ósmosis inversa utiliza una membrana semipermeable que separa y elimina del agua sólidos, sustancias orgánicas, virus y bacterias disueltas en el agua. Puede eliminar alrededor de 95% de los sólidos disueltos totales (SDT) y 99% de todas las bacterias. Las membranas sólo dejan pasar las moléculas de agua, atrapando incluso las sales disueltas.
Un equipo de filtración por ósmosis incluye un filtro de sedimentación, uno de carbón activado, una membrana, una lámpara de rayos UV y dos posfiltros. Su rendimiento diario es de 200 litros de agua y, con un mantenimiento adecuado, puede utilizarse hasta por 10 años. Este método no es recomendable cuando se trata de agua dura, esto es, agua que contiene un alto porcentaje de sales de calcio y magnesio.
Etapa 6.- Microfiltración: La filtración mediante membranas sigue el principio de la separación de partículas basada en el tamaño de los poros y en su distribución. Las membranas de microfiltración tienen tamaños de poro que varían de 0,075 micrones a 3 micrones. Según la membrana seleccionada, se podrán separar sólidos suspendidos de más de 0,45 micrones como arena, limo, arcilla, algas, bacterias así como Giardia y Criptosporidium.
Etapa 7.- Desaireación: La desaireación consiste en quitar el oxígeno, responsable de fenómenos oxidativos dañinos. En el caso d e los jugos de fruta, la desaireación permite mejorar sabor, aspecto y conservabilidad del producto: de hecho, la eliminación del oxígeno previene la degradación de la vitamina C y prolonga la shelf-life del producto.
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FASE 2 JARABE SIMPLE
Etapa 1.- La elaboración de jarabe se inicia haciendo uso del agua tratada, que es bombeada hacía en el tanque dilutor; luego se vierte azúcar blanca industrial, en cantidades determinadas para cada sabor y se mezcla uniformemente por el tiempo necesario. Luego la mezcla es filtrada por varias capas verticales, que retienen partículas extrañas; obteniendo jarabe simple.
FASE 3 JARABE TERMINADO Etapa 1.- mezclado: este consta en el mezclado del jarabe simple con el concentrado (formula coca cola Company) el cual se hace en tanques que están diseñados en base al producto específico y a sus características reológicas y químico-físicas y Agitadores especiales (sistema JET MIX, paletas múltiples a baja Velocidad, de paleta única, de árbol contrarrotante, etc.), garantizan la perfecta homogeneidad del producto en mezclado
FASE 4 CARBONATACIÓN La carbonatación consiste en incorporar CO 2 al agua o a la bebida a fin de que, cuando se sirva el producto deje escapar el gas bajo la forma de burbujas finas y para que tenga
ese
sabor
"picante"
característico
de
las
bebidas
carbonatadas.
Para que una cantidad dada de gas carbónico entre en solución con el agu a, para cada temperatura de la solución corresponde una presión determinada. En general se puede decir en forma cualitativa que:
A mayor presión, mayor cantidad de CO 2 disuelto
A menor temperatura mayor CO 2 disuelto. De lo anterior se desprende que para saturar el agua con la mayor cantidad de CO2 posible se debe:
trabajar a la mayor presión posible y
trabajar a la menor temperatura posible. Estas dos condiciones son justamente las utilizadas en los equipos de carbonatación de bebidas. Para definir el grado de carbonatación pueden utilizarse varias formas, 36 | P á g i n a
como por ejemplo expresar la cantidad de CO 2 disuelto como gramos de CO 2 por litro de solución. Sin embargo, en las industrias de aguas o gaseosas, se ha adoptado una medida que da una visión física del grado de carbonatación. Esta unidad es denominada comúnmente "volumen" es decir volúmenes de CO 2 por volumen de agua, esto significa que cuando hablamos de una bebida de 4 volúmenes estamos diciendo que tiene 4 litros de CO 2 por litro de agua a una presión 1 atm y a 0°C de temperatura pues sin esta salvedad las cantidades de gas pueden ser diferentes debido a que la densidad del gas varía fuertemente con la presión, y relativamente menos con la temperatura. Uno de los principales factores que afectan la carbonatación es la presencia de aire en la bebida. La presencia de aire en la bebida dificulta la absorción del CO2 reduciendo la "efervescencia de la bebida". Para ello es preciso un correcto desaireado de la bebida previo a la carbonatación.
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CAPÍTULO V RESULTADOS Y DISCUSIONES
CONCLUSIONES La presente investigación ha sido el desarrollo del texto “Proceso de Elaboración de Bebidas Carbonatadas y no Carbonatadas”, que será de beneficio para estudiantes y
docentes de la carrera de ingeniería química, así como los diferentes profesionales del campo de esta carrera. Se observó que dentro de la industria alimenticia existen dos procesos para la elaboración de bebidas, las cuales son estas: carbonatadas y no carbonatadas. Se logró verificar que las bebidas carbonatadas son aquellas que se les añade dióxido de carbono durante su proceso de elaboración y las no carbonatadas; son aquellas que no lo contienen, por tanto, se deben de pasteurizar ya que al no contener est e gas tienden a descomponerse más rápido. Dentro de las bebidas carbonatadas se encuentran aquellas bebidas refrescantes, en este caso los refrescos que son los que poseen un contenido de carbono. En tanto las no carbonatadas podemos mencionar que son los jugos, bebidas que como ya se había mencionado necesitan pasteurizarse. Se concluyó que uno de los más grandes productores de bebidas refrescantes es the coca- cola Company , ya que tiene un ámbito productivo a nivel mundial en más de 200
países; esto debido a su gran éxito en los jarabes que se producen para las bebidas. Se tiene que en cuestiones de procesos, se produce el jarabe de acuerdo a la bebida mediante agua tratada, ya que esta tiene que cumplir ciertos requisitos para la salud humana, en donde se prepara el jarabe (cuya receta generalmente es secreta), para mezclarse y llevarse al proceso de carbonatación donde se le añade CO 2, continuando así su producción. Por tanto, la elaboración de una bebida carbonatada y no carbonatada pertenece a los procesos industriales, en cualquier caso de los más importantes y con grandes éxitos productivos.
GLOSARIO Ácido cítrico: es un ácido orgánico tricarboxílico que está presente en la mayoría de las frutas, sobre todo en cítricos como el limón y la naranja.
Ácido fosfórico: es un compuesto químico ácido (más precisamente un compuesto ternario que pertenece a la categoría de los oxácidos).
Ácido tartárico: Es un compuesto orgánico polifuncional, cuyo grupo funcional principal es el carboxilo (ácido carboxílico).
Alcalinidad: Propiedad de las sustancias capaces de ceder iones hidróxido cuando están en disolución acuosa.
Carbonatación: consiste en determinar el contenido y concentración de gas carbónico en la bebida, que debe estar con la correcta altura de llenado.
Carotenoide: son pigmentos orgánicos del grupo de los isoprenoides que se encuentran de forma natural en plantas y otros organismos fotosintéticos como algas, algunas clases de hongos y bacterias.
Catalizador: sustancia que hace más rápida o más lenta la velocidad de reacción química sin participar en ella.
Cryptosporidium: Es un parásito protozoario que pertenece a la familia de los coccidios. Desaireación: consiste en romper las burbujas de aire o gas ocluido que se han formado en cualquier tipo de líquido o pasta, mediante vacío.
Diet Coke: gaseosa dietética, baja en azúcar. Dilutor: Es el aparato que agrega agua, o una solución diluyente, a una serie de tubos de ensayo ya preparados con anterioridad, para una serie de pruebas de laboratorio Filtrado: Proceso unitario de separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.
Floculación: La floculación es un proceso químico mediante el cual, con la adición de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado. Giardia: Es un protozoo flagelado digestivo de humanos y otros mamíferos.
patógeno
que
parasita
el
tracto
Jengibre: Es una planta de la familia de las zingiberáceas, cuyo tallo subterráneo es un rizoma horizontal muy apreciado por su aroma y sabor picante.
Microfiltracion: es un proceso de separación física en el cual el tamaño de los poros de una membrana determina hasta qué punto son eliminados los sólidos disueltos, la turbidez y los microorganismos.
Pasteurización: es el proceso térmico realizado a líquidos (generalmente alimentos) con
el
objetivo
de
reducir
los
agentes
patógenos
que
puedan
contener: bacterias, protozoos, mohos, levaduras, etc.
pH: La sigla significa potencial hidrógeno, el pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución.
Ppm: Partes por millón (ppm) es una unidad de medida con la que se evalúa la concentración. Se refiere a la cantidad de unidades de una determinada sustancia (agente, etc.) que hay por cada millón de unidades del conjunto.
Reología: La reología (palabra introducida por Eugene Bentham en 1929) es la rama de la Física de medios continuos que se dedica al estudio de la deformación y el fluir de la materia. Sedimentación: La sedimentación es el proceso por el cual el sedimento en movimiento se deposita. Un tipo común de sedimentación ocurre cuando el material sólido, transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo de un río, embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin.
Saborizantes: es aquellos preparados especiales de sustancias que disponen de principios sápidos aromáticos, que son reclutados de la naturaleza o provienen de sustancias artificiales y son de uso autorizado en materia legal .
Sal amónica: La sal amoniacal, sal amoníaco o sal de amoníaco es la forma mineral rara del compuesto cloruro de amonio. Son cristales, entre incoloro a blanco, y de amarillo a marrón si hay impurezas, de clase isométrica-hexoctaedral.
Zeolita: las zeolitas son minerales que destacan por su capacidad de hidratarse y deshidratarse reversiblemente.
ANEXOS
ANEXO 1 VISTA DESDE SAT LITE, UBICACI N The Coca- Cola Company ATLANTA,
ANEXO 2 EXISTENCIA DE COCA- COLA EN LATINOAMERICA.
ANEXO 3 EXISTENCIA DE COCA- COLA EN NORTAMERICA.
ANEXO 4 EXISTENCIA DE COCA- COLA EN EUROPA.
ANEXO 5. EXISTENCIA DE COCA- COLA EN FRICA.
ANEXO 6. EXISTENCIA DE COCA- COLA EN ASIA.
ANEXO 7. EXISTENCIA DE COCA- COLA EN PACIFICO SUR
ANEXO 8. EVOLUCI N DE LA PRESENTACI N THE COCA- COLA COMPANY ENVASE
ANEXO 11. TANQUES DE ALAMACENAMIENTO DE JARABE
ANEXO 12. TANQUE DE ALAMACENAMIENTO DE JARABE SIMPLE
BIBLIOGRAFIA Rojas Luján, Pio Emilio (2002); Planeamiento de la producción de bebidas gaseosas mediante la simulación. En la tesis profesional, año 2002, pp. 15. Lima, Perú. Disponible en: http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/tesis/ingenie/rojas_l_p/cap_2.htm
Huahua Condori Callapaza Ángel (2013); preparación de bebidas carbonatada s. En la investigación profesional, año 2013, Universidad de San Carlos de Guatemala. Disponible en: https://prezi.com/oq8qs0wykwvx/preparacion-de-bebidascarbonatadas/
BIBLIOGRAFIA Rojas Luján, Pio Emilio (2002); Planeamiento de la producción de bebidas gaseosas mediante la simulación. En la tesis profesional, año 2002, pp. 15. Lima, Perú. Disponible en: http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/tesis/ingenie/rojas_l_p/cap_2.htm
Huahua Condori Callapaza Ángel (2013); preparación de bebidas carbonatada s. En la investigación profesional, año 2013, Universidad de San Carlos de Guatemala. Disponible en: https://prezi.com/oq8qs0wykwvx/preparacion-de-bebidascarbonatadas/
Jaime Franco Tauquino Álvarez. (2002). evaluación in vitro de la dureza superficial de una resina compuesta frente a la acción de una bebida carbonatada. Lima, Perú: tesis digitales UNMSN. Disponible en:http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtualdata/tesis/salud/tauquino_a_j/t_completo.pdf
Pio Emilio Rojas Lujan. (2002). Planeamiento de la Producción de Bebidas Gaseosas Mediante Simulación. 2014, de Tesis Digitales UNMSN Sitio web: http://cybertesis.unmsm.edu.pe/bitstream/cybertesis/842/1/rojas_lp.pdf
The coca cola company. (2010). our company. 25 de noviembre 2014, de The coca cola Company Sitio web: http://www.coca-colacompany.com/our-company/coca-cola-leaders
