UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
Tema: ELABORACIÓN DE PAN ENRIQUECIDO CON HARINA DE SANGRE DE POLLO (Gullus domesticus) Y DE MUÑA (Minthostachis mollis) CURSO: Balance de Materia y Energía
DOCENTE: Ing. Elvia Galindo Huayllani
ALUMNOS:
CICLO:
Alarcón Quispe, Cesar Eduardo Eduardo Blas Lopez, Lopez, Gretchen Isabel Chaname Poma, Karen Karen Zarate Roman, Roman, Kevin V
SECCIÓN: B
Lima, 17 de julio de 2018
Contenido 1.
INTRODUCCIÓN
5
2.
OBJETIVOS
6
Objetivo General
6
Objetivo Específico
6
3.
FUNDAMENTO TEÓRICO
6
4.
DEFINICIONES DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA
8
4.1.
8
4.1.1.
Definición
8
4.1.2.
Clasificación
8
4.2.
5.
Balance de Materia
Balance de Energía
9
4.2.1.
Definición
9
4.2.2.
Clasificación
9
DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO
9
5.1.
Descripción de materia prima e insumos
9
5.1.1.
Harina de trigo
10
5.1.2.
Agua
12
5.1.3.
Sal
13
5.1.4.
Levadura
14
5.1.5.
Azúcar
15
5.1.6.
Harina de Sangre de Pollo
16
5.1.7.
Harina de muña
18
5.2.
Características del producto
19
5.3.
Beneficios y Utilidad
20
5.3.1.
Beneficios de la Muña
20
5.3.2.
Beneficios de la Sangre de Pollo
20
5.4.
Parámetros de calidad del producto
20
5.4.1.
Características técnicas del bien
21
10.1.1.
Atributos del bien
21
5.4.3.
Tiempo de vida útil
21
5.4.4.
Rotulado
21
6.
DESCRIPCIÓN DE MATERIALES Y EQUIPOS
22
7.
PROCESO INDUSTRIAL
27
8.
7.1.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
27
7.2.
DIAGRAMA DE FLUJO
28
7.3.
DIAGRAMA DEL PROCESO
29
PLANTEAMIENTO DE PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA
31
8.1.
PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA POR EQUIPO
31 34
8.2.
PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA POR PROCESO
41
8.3.
PROBLEMAS DE BALANCE ENERGIA POR EQUIPO
41
8.3.1
Mezcladora
41
8.3.2 Amasado
44
8.4.
PROBLEMAS DE BALANCE ENERGIA POR PROCESO
49
8.5.
PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA POR EQUIPO
49
8.6.
PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA POR PROCESO
49
9. DIAGRAMA DE BLOQUES BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA 9.1. DIAGRAMA DE EQUIPO EQUIPO DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA ENERGÍA 9.2. DIAGRAMA DE FLUJO CON BALANCE DE MATERIA 10. RENDIMIENTOS 11. COSTOS DE PRODUCCIÓN 12. CONCLUSIONES 13. SUGERENCIAS 14. PALABRAS CLAVES 15. BIBLIOGRAFÍA 16. ANEXOS
1. INTRODUCCIÓN
Desde mediados del siglo pasado las grandes, medianas y pequeñas industrias panificadoras han utilizado a la harina de trigo como la principal materia prima para la elaboración del pan, constituyéndose a través del tiempo en el elemento más importante para su producción, ya que, de su calidad dependen no solo l as características del producto final, sino también el aporte nutricional. La desnutrición en el Perú es acentuada y crítica en algunos lugares de bajos recursos económicos y de mediana o poca cultura alimenticia. Adicionalmente, los deshechos de mataderos de aves, como la sangre de pollo ( Gallus domésticus), domésticus), que es fuente proteínas, aminoácidos y otros compuestos de extraordinario valor biológico, son vertidos a lugares descampados produciendo gran perjuicio ecológico al medio ambiente y a la biodiversidad. A esto se suma el mal empleo o no uso de recursos vegetales ricos en componentes minerales y proteicos como la muña (Minthostachis mollis). mollis). La sangre de pollo desde el punto de vista nutricional, es una fuente muy concentrada en proteínas, conteniendo valores superiores al 80 %. Si bien la calidad de la proteína es alta, existen dos características en la harina de sangre que son determinantes en su calidad. Primero está el alto contenido de lisina (superior al 7,5 %), aminoácido que constituye el principal interés nutricional de esta materia prima, pero que tiene el inconveniente de ser destruido si se aplican altas temperaturas por largos periodos de tiempo, que durante el proceso de fabricación va disminuyendo el valor nutritivo. El propósito ha sido obtener un pan enriquecido a base de harinas de sangre de pollo y de muña bajo condiciones de trabajo establecidos. Se propone que las cantidades de harina de sangre y harina de muña tendrán incidencia no significativa sobre el producto a elaborar.
2. OBJETIVOS Objetivo General -
Obtener panes enriquecidos por incorporación de harinas de pollo (Gallus domésticus) y muña (Minthostachis mollis).
Objetivo Específico -
Analizar el balance de materia y energía de en cada uno de los equipos utilizados.
-
Determinar los procesos adecuados para la obtención de harinas de sangre de pollo y de muña.
-
Determinar el proceso adecuado y la formulación óptima para la obtención del pan enriquecido.
-
Calcular la cantidad de residuos que salen del proceso. 3. FUNDAMENTO TEÓRICO Dentro de las industrias de procesos, los balances de materia y energía son importantes
auxiliares en el diseño, control, optimización y evaluación económica de los procesos propuestos y existentes, así como de decisiones sobre las operaciones que se presentan a diario, por lo que tienen repercusión directa en la producción y en la situación financiera de las compañías en consecuencia que el profesional técnico desarrolle los conocimientos, habilidades y actitudes que le permitan realizar el cálculo de balances de materia y energía con la exactitud requerida. Es por eso que el manejo de los balances de forma correcta en un proceso alimentario constituye una de sus bases para poder generar un producto de manera estandariza y de calidad, pudiendo resolver de forma exitosa cualquier problema que pudiera interferir en alguno de los diferentes procesos que constituyen la elaboración del producto, desde la recepción de materia prima hasta el envasado del mismo. Teniendo siempre presente el fundamento de la ley de la conservación de la materia y energía que establece: “La materia y la energía no se crean ni se destruyen, sólo se transforman”; por lo que La masa de materiales que sale de un proceso debe ser igual a la
masa de los materiales que entran. Un proceso industrial de carácter alimenticio corresponde a la transformación o modificación de las propiedades de una materia prima, transformándola en un producto comercial. Específicamente hablando de la representación de procesos como son el
diagrama de flujo y de bloques son una estrategia que consiste en obtener la información de las características del producto, elegir y seleccionar los recursos, insumos, materias primas, materiales junto con las tecnologías de procesamiento e integrar toda esa información en el diagrama que especifique los equipos, interconexiones y corrientes de entrada y salida del proceso productivo. También se deben especificar las condiciones de operación y los valores de flujo y composición de las principales corrientes del proceso, mismas herramientas que van de la mano con los cálculos relacionados a los diferentes balances que pueden intervenir en la obtención del producto, comúnmente llamadas variables, por lo que uno como ingeniero a través de los diferentes balances en caso de haber una varianza se deben hacer las correcciones necesarias que nos ayudan a obtener los resultados finales esperados, esto con el objetivo de sacrificar lo menor posible de insumos, energía y productos ya incorporados en alguna parte del proceso de producción. Los recursos naturales del Perú son diversos y abundantes durante todo el año y muchos de ellos son fuentes de proteínas de alta calidad, vitaminas y minerales, y sobre todo de componentes energéticos como los almidones. Dentro de los recursos naturales tenemos el grupo herbáceo, cuyos estudios han sido orientados a conocer y valorizar las propiedades curativas y medicinales de las hierbas, y pocas de ellas han sido utilizadas con fines de solucionar problemas de desnutrición, problema prioritario en el Perú. La escasa presencia de proteínas y de minerales en la dieta del poblador medio peruano, hacen necesario la investigación sobre diseño y desarrollo de alimentos enriquecidos con tales micro nutrientes. Los productos de panificación con su alta aceptabilidad y de consumo diario, pueden ser excelentes vehículos de estos nutrientes y mejorar con ello la calidad nutritiva de la dieta alimentaria. Además, la importancia tecnológica es que el pan enriquecido tendrá un valor agregado en cuanto a calidad proteica y nutricional. La investigación permitirá prolongar la vida útil del producto, en razón que la muña tiene efectos conservantes por el alto contenido de hidrocarburos (terpenos y canfenos) presentes, principalmente, en sus aceites esenciales.
4. DEFINICIONES DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA 4.1.
Balance de Materia
4.1.1. Definición Un balance de materia es un procedimiento que se realiza para llevar la contabilidad exacta de la materia que entra y sale de un proceso. El balance de materia está basado en la Ley de Conservación de la Masa, que fue enunciada por Mijaíl Lomonósov en 1745 y por Atoine Lavoisier en 1785. Esta ley dice que "Nada puede crearse, y en cada proceso hay exactamente la misma cantidad de sustancia presente antes y después que el proceso haya sucedido. Solamente hay un cambio o modificación de la materia". Esta ley se resume como: "La masa no se crea ni se destruye, solo se transforma". (Rojas González , 2012) 4.1.2. Clasificación Los balances de materia se clasifican en: a) Balances con reacción química: son aquellos balances en los que hay transformación química y en los que se requiere establecer las fórmulas moleculares para los componentes químicos, comprender la transformación química en términos del arreglo de átomos y representar las reacciones químicas mediante las ecuaciones estequiométricas. b) Balances en equilibrio físico: estos balances son empleados en las llamadas operaciones de transferencia de masa (como destilación, extracción líquido-líquido, absorción, lixiviación, secado, etc.). Están basados no solamente por las corrientes de entrada y salida, sino también por el equilibrio físico que determina la concentración máxima que puede existir de cada componente en cada una de las fases que se ponen en contacto. c) Balances simples de masa: son aquellos en los que no hay transformación química, o en los que no se necesita alguna ecuación o gráfica de equilibrio para su solución. El régimen de operación es permanente, esto es, opera en estado estable con flujo continuo. Generalmente, se presentan los siguientes casos de balances simples de
masa: mezclado, separación, contacto a contracorriente, contacto en paralelo, balance con recirculación y balance con derivación.
4.2.
Balance de Energía
4.2.1. Definición Los procesos industriales requieren de energía para realizar sea la separación o la transformación química de la materia, es por ello que es necesario instruir al estudiante en la realización de los balances de energía junto con el balance materia en sistemas de múltiples unidades conformados por procesos y operaciones unitarias. (Rojas González , 2012)
4.2.2. Clasificación Los balances de energía se clasifican en: a) Balances sin reacción química: la energía es la capacidad que tiene un objeto para producir un trabajo. Esta capacidad del objeto sigue La Ley de la Conservación de la Energía, que dice: “La energía no se crea ni se destruye, simplemente se transforma”. b) El balance de energía de un sistema se define como la contabilidad exacta de la energía que entra y sale de un proceso. Los sistemas industriales consideran principalmente las energía potencial, cinética, interna y química. c) Balances con reacción química: los sistemas industriales consideran al calor de formación estándar, calor de reacción estándar, calor de combustión estándar, calor de reacción, ley de Lavoisier y ley de Hess. 5. DESCRIPCIÓN DEL PRODUCTO 5.1.
Descripción de materia prima e insumos
5.1.1. Harina de trigo La harina de trigo es el principal ingrediente en la composición del pan. “La harina de trigo
posee constituyentes aptos para la formación de masas (proteína – gluten), pues la harina y agua mezclados en determinadas proporciones, producen una masa consistente. Esta es una masa tenaz, con ligazón entre sí, que en nuestra mano ofrece una determinada resistencia, a la que puede darse la forma deseada para obtener el levantamiento de la masa y un adecuado desarrollo de volumen” Instituto Profesional Duo cUC. (2008, p. 8).
La harina debe ser uniforme, con buena tenacidad y elasticidad, alta absorción y color brillante. La calidad de la misma es de suma importancia para el proceso, ya que determinará la calidad del producto final. Las harinas se clasifican según el porcentaje de proteína que contenga. -
Harina extra fuerte: “posee un alto porcentaje de proteína, alrededor del 13 %.”
Instituto Profesional DuocUC. (2008, pág 10). Contienen un alto contenido de gluten el cual requiere un amasado con más fuerza. Se utiliza para preparar pastas y fideos. -
Harina fuerte “porcentaje de proteínas entre 10 y 13 %, se destinan a panificación.”
Instituto Profesional DuocUC. (2008, p. 10). -
Harinas Débiles “porcentaje de proteína entre 7 a 8 %.” Instituto Profesional
DuocUC. (2008, p. 10). Tienen bajo contenido de gluten que proporciona una masa mucho más fácil de manipular. Se usa para la elaboración de bizcochería y galletas. -
Harinas especiales: estas son harinas para usos en específico, como la harina morena que es más oscura debido a presencia de partículas de salvado de trigo; la harina integral la cual contiene todas las partes del grano por lo que es un alimento muy nutritivo y harina de centeno para la elaboración de panes especiales y regionales.
Para la elaboración del pan, se debe contar con una harina de buena calidad, la cual depende del tipo del trigo del cual fue elaborada y el tratamiento recibido durante la molienda. Algunas características a tomar en cuenta deben ser: -
Color: debe tener un color blanco o cremoso. “El porcentaje de extracción también determina el color de la harina. Mientras más alta es la 27 extracción, mayor
cantidad de partículas de salvado tendrá y por lo t anto será más oscura.” Instituto
Profesional DuocUC. (2008, p. 9). -
Fuerza: depende de la cantidad y calidad de proteína que posea la harina; según su fuerza, representará mayor o menor capacidad para resistir el t rabajo mecánico que se da durante la elaboración de la masa. La fuerza logra dar un pan de buen volumen y presentación, con la elasticidad, resistencia y estabilidad necesaria para obtener un producto de buena calidad.
-
Tolerancia: capacidad para soportar fermentaciones largas.
-
Absorción: capacidad para absorber y retener agua.
Fig.1 Harina de trigo 5.1.1.1. Requisitos Físico químicos
Humedad: 15 % (Max.)
Acidez (Expresada en ácido sulfúrico): 0.15 (Max.)
Cenizas: 1% (Max.)
5.1.1.2.
Fortificación Micronutrientes
Tabla 1. Micronutrientes de la harina de trigo(Qali Warma)
5.1.1.3.
Requisitos Microbiológicos
Tabla 2. Requisitos microbiológicos de la harina de trigo(MINSA) 5.1.2. Agua Compuesto químico de formula H2O, líquido, incoloro e inodoro, que contiene sustancias orgánicas y minerales en suspensión. El agua es el segundo ingrediente principal para la elaboración del pan. La cantidad del agua utilizada en el proceso, influencia las cualidades finales del pan. El tipo de agua a utilizar es muy importante, ya que, dependiendo de sus propiedades, la masa obtendrá ciertas características:
Tabla 3.Tipos de agua
El agua se utiliza para la panificación con 3 objetivos: -
Formación de la masa: sirve como transporte para mezclar los ingredientes. Hidrata el almidón que junto con el gluten dan por resultado la masa plástica, suave y elástica.
-
Fermentación: se necesita agua para el proceso de fermentación de los azúcares. El agua es la que hace posible la propiedad de plasticidad y extensibilidad de la
masa, de modo que pueda crecer por la acción del gas producido en la fermentación. -
Sabor y frescura: el agua hace posible la porosidad y el buen sabor del pan.
5.1.2.1.
Requisitos microbiológicos y parasitológicos del agua
Tabla 4. Limites maximos permisibles de parametros microbiologicos y parasitologicos del agua para consumo humano(Digesa)
5.1.3. Sal
Compuesto químico formado por cloro y sodio, llamado también cloruro de sodio. Se obtiene de salinas, lagos subterráneos y de minas. Para la elaboración de pan, la sal debe de ser apta para alimentos, de preferencia fina para que se logre disolver bien en el agua, y su pureza debe ser mayor al 99,5 %.
“La sal tiene la función de mejorar el sabor, fortalecer el gluten, controla la actividad de la
levadura, resalta los sabores de otros ingredientes y ejerce una acción bactericida al impedir fermentaciones indeseables dentro de la masa.” Instituto Profesio nal DuocUC. (2008, p. 15).
Requisitos
Sal de Mesa Caracterisiticas Organolepticas Granuloso,fino,uniforme
Aspecto Color Olor Sabor
Blanco Inoloro Salado Caracteristico Caracterisitcas Fisicoquimicas 0,5% 99,1%
Humedad (%max) Pureza(%min)
Sal de Cocina Granuloso y libre de sustancias extrañas Blanco Inoloro Salado Caracteristico 0,5% 99,1%
Tabla 5. Caracterisitias de la Sal Fuente (Minsa Peru)
5.1.4. Levadura “Son organismos, unicelulares y microscópicos, que pertenecen a la familia de los hongos.
Se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza 30 y para uso industrial se seleccionan razas especiales para su uso en panificación” Instituto Profesional Du ocUC.
(2008, p. 11). Para la elaboración del pan, se utiliza la levadura Sacharomice cerevisea, la levadura pasa por el proceso de fermentación, en el cual se transforman los azúcares presentes en la harina, en gas carbónico, alcohol y una serie de sustancias aromáticas, esto hace que la masa aumente de volumen y le da un valor nutritivo al proporcionar proteínas de muy buena calidad al pan.
La levadura necesita azúcares para “alimentarse”, los cuales se encuentran en forma
natural en la harina, pero si estas son insuficientes, se deberá agregar azúcar o aditivos que la contengan, durante el proceso del amasado. El agua es necesaria para absorber los azúcares y mejorar el proceso de fermentación. “La temperatura de la levadura se debe
controlar, ya que si es muy baja se retarda su actividad fermentadora, y si es muy elevada se acelera el proceso de fermentación, produciendo en corto tiempo sustancias que dan olor y sabor desagradable al pan.” Instituto Profesional DuocUC. (2008, p. 12).
La levadura debe ser de color crema claro o blanco, inodora y con sabor agradable con una consistencia firme plástica, nunca blanda ni pegajosa.
Caracterisiticas Fisico-Quimicas -Humedad: No superior al 75% -Pureza: No contendra microorganismos patogenos y materias extrañas a la levadura Paraemtros Microbiologicos Colifromes fecales<1000 Staphylococcus auerus<10/g Salmonella: Ausencia en 25g Caracteres Organolepticos -Color: crema claro o blanco -Olor: inoloro -Sabor: caracteristico -Textura: consistenica firme, ni blanda ni pegajosa Tabla 6. Caracteristicas de la Levadura (Fuente: Asociacion Española de la Industria de Panaderia,Bolleria y Pasteleria(ASEMAC)
5.1.5. Azúcar Compuesto químico formado por carbón, hidrógeno y oxígeno. Las funciones del azúcar en la panificación son ayudar a la fermentación como alimento de la levadura, formación de la corteza del pan debido a la caramelización del azúcar, evitan la perdida de agua ya que el azúcar es higroscópico, es decir que absorbe la humedad, aumentar el valor nutritivo, y ayudar a la conservación del producto. Para el proceso de panificación se utiliza la sacarosa o azúcar de caña.
El azucar debera ser inocuo y adecuado para el consumo humano. Asimismo, debera cumplir con los siguiente:
Tabla 7. Cumplimientos del azucar (Fuente NTP 207.007.2009)
5.1.5.1.
Requisitos Microbiologicos
Tabla 8. Requisitos microbiológicos del azúcar (Fuente: Minsa) 5.1.6. Harina de Sangre de Pollo La harina de sangre de pollo se obtiene por deshidratación de la sangre proveniente de los mataderos avícolas y hasta el momento se ha utilizado como ingrediente en la fabricación de raciones para animales. Desde el punto de vista nutricional, es una fuente muy concentrada en proteínas, conteniendo valores superiores al 80 %. Si bien la calidad de la proteína es alta, existen dos características en la harina de sangre que son determinantes en su calidad. Primero está el alto contenido de lisina (superior al 7,5 %), aminoácido que constituye el principal interés nutricional de esta materia prima, pero que tiene el inconveniente de ser destruido si se aplican altas temperaturas por largos periodos de tiempo, durante el proceso de fabricación, disminuyendo de esta forma el valor nutritivo. En segundo lugar está el alto contenido de leucina, aminoácido que al hallarse en exceso impide el uso y aprovechamiento de los demás aminoácidos, ocasionando una disminución en la ganancia de peso en aves (Cabrera, 1998). Según Petrucci (1997), las proteínas de la sangre de pollo, cuyos constituyentes proteínicos más importantes son: albúminas, hemoglobina y fibrinógeno; contribuyen a mantener la presión osmótica, transporte de oxígeno y coagulación de la sangre; respectivamente. Las albúminas, es el grupo más común e importante, que se encuentra en la sangre (albúmina del suero) y en la clara de huevos (albúmina de huevos). En el torrente sanguíneo, estas proteínas actúan en el sistema amortiguador de la sangre y cumplen una función de mantener la presión osmótica corporal. Son solubles en agua y en soluciones salinas diluidas, coagulando con facilidad con el calor. Según Pendersen (1989), la sangre contiene 18% de proteína, sin embargo, su utilización en la industria alimentaria ha sido limitada debido al ennegrecimiento y sabor fuerte que le
confiere el grupo hemo de los glóbulos rojos a los productos elaborados. Por esta razón, se ha planteado la posibilidad de utilizar el plasma sanguíneo (7% de proteína) el cual no causa problemas de color y sabor al producto final, siendo la principal proteína plasmática la albúmina, la cual contiene todos los aminoácidos esenciales para la dieta humana (Tybor &Landaman (1995), y posee excelentes propiedades funcionales de gelación y emulsificación (Barbosa et. al ., 1996). Sin embargo, se ha realizado pocos estudios sobre la utilización del plasma sanguíneo para la elaboración de alimentos para consumo humano, y la mayoría han sido en el área de procesamiento cárnico (Terrel, 1996 & Márquez, 1998). La necesidad del consumo de proteína animal ha incentivado de búsqueda de fuentes alternas, capaces de ofrecer alimentos altamente proteicos con cualidades organolépticas aceptables, de allí que las investigaciones apunten hacia el desarrollo de nuevos productos no convencionales para ser utilizados en la alimentación humana (Catricheo, et. al ., 1989 & Márquez, et. al .,1998). La carne de pollo deshuesada mecánicamente y la sangre animal, constituyen dos subproductos alimenticios que se caracterizan por presentar un adecuado porcentaje de proteínas de buena calidad, con alto contenido proteico (14,5%) y proporción balanceada de aminoácidos esenciales que permiten evaluar su elevado valor biológico, lo que, aunado a su relativo bajo costo en comparación con otras fuentes proteicas, ha aumentado su consumo por parte de la población (Lee, et. al ., 1997 & Archile, et. al ., 2000). El plasma y los glóbulos grasos poseen propiedades funcionales favorables para su utilización en la industria de los alimentos, tales como solubilidad, gelificación, emulsificación, así como también alta necesidad de retención de agua (Wismer, 1979 & Rangel, et . al . 1995). En la formulación de productos cárnicos algunas de estas características son aprovechadas para aumentar el porcentaje de rendimiento y la calidad del producto final (Benitez, et . al ., 1999 & Márquez, et . al ., 1997).
Tabla 9. Parámetros de la sangre de pollo
5.1.7. Harina de muña La muña es utilizada como medicina bajo diferentes formas y también en la alimentación humana en forma directa. Entre las propiedades de la muña se puede mencionar que alivia los dolores estomacales, relaja los pies gotosos, cura tumores y fracturas, limpia la flema del pecho; entre otras (Condori et al., 1995; Ormachea, 1995 y Quispe, 1994). La Minthostachis mollis, ó chancua, ó muña, ó chancas; es un arbusto con flores blancas, propios de los pisos medios de las vertientes occidentales (sierra) del Perú. Contiene, además, un olor aromático debido a su contenido en aceites esenciales, por lo que se le utiliza como condimento, para conservar la papa de la deshidratación al ser almacenada y, en infusión como estimulante y carminativo (Mostacero y Mejía, 1993).
Tabla 10. Composicion nutritiva de la muña
Tabla 11. Composición y análisis químico de la muña seca
5.2.
Características del producto
El pan es un alimento básico en el requerimiento alimenticio diario, aporta casi el 17,5 % de las calorías requeridas .Comercialmente el pan artesanal e industrial desde tiempos remotos han utilizado harina de trigo por su composición en glutenina de trigo proteína que junto con la gliadina forman el gluten. Debido a su estructura polimérica la glutenina es extremadamente elástica y proporcionan además una baja extensibilidad siendo las proteínas que dan fuerza al gluten durante el amasado. Junto con la gliadina esta proteína permite la retención del dióxido de carbono durante la fermentación y poder hacer crecer la masa de nuestro pan. Nuestro producto, es un pan enriquecido no solo con la harina de trigo, sino que también recibe aportaciones de la harina de sangre de pollo en proteínas como la lisina (superior al 7,5 %), la leucina, albumina hemoglobina y fibrinógeno; que contribuyen a mantener la presión osmótica, transporte de oxígeno y coagulación de la sangre. La harina de sangre de pollo tiene una concentración de proteína del 80 %, pero no solo tiene grandes concentraciones de proteínas y aminoácidos, sino que también tiene altos contenidos de hierro a tal nivel que supera al de las legumbres como los frijoles. Estos niveles de hierro bordean los 7,3 mg de Hierro en cada 100 gramos. Lo que hace que nuestro pan sea una fuente en la contribución en la lucha contra la anemia. Por otro lado, la harina de muña contiene fibras y un alto porcentaje en calcio. El calcio es reconocido como un nutriente inorgánico esencial para el ser humano (Vavrusova y Skibsted, 2014) y constituye el 2% del peso corporal. La revista NSB, revista para profesionales de la salud de la compañía Nestlé S.A desarrollo estudios en la composición de la muña se observa que la Minthostachys mollis (muña) deshidratada tiene mayor concentración de calcio (1.370 mg/100 g) que la muña fresca (220 mg/100 g). Estas tres harinas aportan ciertas propiedades (elasticidad, Alimento Proteico, Suplemento en Hierro y calcio) que hacen de nuestro producto un alimento nutritivo y capaz de solventar las carencias alimenticias de hoy en día.
5.3.
Beneficios y Utilidad
5.3.1. Beneficios de la Muña
Por su alto contenido de calcio y fósforo, favorece el endurecimiento de los huesos.
Previene la osteoporosis.
Su ungüento es usado para curar afecciones reumáticas, fracturas, luxaciones y golpes.
La prevención de diversos problemas respiratorios. Por consiguiente, si padeces de tos, congestión en la garganta o bronquitis).
5.3.2. Beneficios de la Sangre de Pollo
Desde el punto de vista nutricional, es una fuente muy concentrada en proteínas, conteniendo valores superiores al 80 %.
Combate la anemia por su alto contenido de hierro. 5.3.3. UTILIDAD DEL PRODUCTO
NUESTRO PAN ENRIQUECIDO CON HARINA DE MUÑA Y SANGRE DE POLLO PUEDE SER CONSUMIDO POR EL POBLADOR EN CUALQUIER HORA DEL DÍA. L AS PERSONAS QUE SUFREN DE DESCALCIFICACIÓN, FALTA DE HIERRO Y DE PROTEÍNAS AL CONSUMIR PUEDEN REDUCIR LOS SÍNTOMAS DE OSTEOPOROSIS Y OTROS PROBLEMAS DE SALUD DEBIDO A LA MUÑA Y A LA SANGRE DE POLLO.
5.4.
Parámetros de calidad del producto
E L PRESENTE ESTUDIO NO TIENE UNA NORMA TÉCNICA ESTABLECIDA YA QUE EN LA INVESTIGACIÓN NO SE PUDO ENCONTRAR UN RÉGIMEN MICROBIOLÓGICO, FISICOQUÍMICO, ETC .
P ARA
NUESTRO
PRODUCTO ELABORADO, PARA ESTO SE TOMÓ COMO REFERENCIA ALGUNOS PRODUCTOS YA NORMADOS COMO EL PAN COMÚN CON SUS RESPECTIVOS PARÁMETROS DE CALIDAD.
Pan común Según el Codex Alimentarius, es el producto resultante de la masa obtenida por la mezcla de harina de trigo y de agua potable, con o sin adición de sal comestible, fermentada por especies de microorganismos propios de la fermentación panaria.
5.4.1. Características técnicas del bien 6. El pan común o de labranza deben tener color olor característico, debe estar libre de impurezas que indiquen una manipulación inadecuada del producto. 7. El producto debe estar libre de presencia de plagas. 8. Todos los ingredientes deben ser inocuos y de buena calidad. 9. Los aditivos adicionados en su preparación deben ser utilizados en las cantidades permitidas en la normatividad sanitaria vigente o en el Codex Alimentarius. 10. El producto debe cumplir con la reglamentación vigente. Su proceso y composición deberá ajustarse a lo dispuesto en la Resolución Ministerial N° 1020-2010/MINSA “Norma Sanitaria para la Fabricación, Elaboración y Expendio de Productos de Panificación, Galletería y Pastelería”.
10.1.1.
Atributos del bien
Requisitos Físico – químicos -
Humedad: Mínimo 23% - Máximo 35% Acidez (expresado en ácido sulfúrico): Máximo 0.25% calculado sobre la base de 30% de agua.
Requisitos Microbiológicos
Tabla 12. Requisitos microbiológicos del pan común (Fuente: Minsa)
5.4.3. Tiempo de vida útil Dos (02) días (48 horas) contados desde la fecha de producción. 5.4.4. Rotulado Los envases del producto deberán llevar rotulado, en forma destacada el nombre del producto y las siguientes indicaciones en caracteres legibles, según lo señalado en el artículo
117° del D.S. N° 007-98- SA “Reglamento - 277 - sobre Vigilancia y Control Sanitario de Alimentos y Bebidas” y la R.M. N° 1020 -2010/MINSA “Norma Sanitaria para la Fabricación, Elaboración y Expendio de Productos de Panificación, Galletería y Pastelería”, los mismos
que deberán concordar con la NMP 001:1995 “PRODUCTOS ENVASADOS: Rotulado”, y NTP 209.038 “ALIMENTOS ENVASADOS. Etiquetado” y Codex Stan 1-1985 “NORMA GENERAL PARA EL ETIQUETADO DE ALIMENTOS PREENVASADO” - Adoptada 1985,
enmendada 1991, 1999, 2001, 2003, 2005, 2008 y 2010, según corresponda:
Nombre del producto.
Forma en que se presenta.
Declaración de los ingredientes y aditivos (indicar nombre específico y codificación internacional, en caso de contener) que se han empleado en la elaboración del producto, expresados cualitativa y cuantitativamente y en orden decreciente según las proporciones empleadas.
Peso del producto envasado.
Nombre, razón social y dirección del fabricante.
Sistema de identificación del lote de producción.
Fecha de producción y fecha de vencimiento.
Número del Registro Sanitario.
Condiciones de conservación. El rótulo se consignará en todo el envase de presentación unitaria, con caracteres de fácil lectura, en forma completa y clara. Para la impresión de estos rótulos deberá utilizarse tinta indeleble de uso alimentario, la que no debe desprenderse ni borrarse con el rozamiento ni manipuleo.
6.
DESCRIPCIÓN DE MATERIALES Y EQUIPOS Según Cobaquil Gómez (2014), el equipo que se utiliza en la elaboración de pan depende
del tipo de pan que se elaborara, los ingredientes, las formas, y los usos que se le va a dar, para ello se dará una breve descripción de los mismos:
Balanza: Se utiliza para pesar los ingredientes utilizados.
Figura 2: Balanza
Bandejas: Son utilizadas para colocar la masa previo y posterior a su cocción.
Figura 3: Bandejas
Cucharones y cucharas: Son utilizados para transportar, vaciar y medir proporciones de ingredientes, sustancias líquidas o sólidas.
Figura 4: Cucharas medidoras
La pala: Es utilizada para colocar y extraer el pan del horno, fabricada de madera o metal.
Figura 5: pala de madera (izquierda)
Figura 6: pala de metal
Cortadora: Este equipo se utiliza para cortar la masa del pan.
Figura 7 : Cortadora de masa
Refrigerador: Se usa para almacenar y mantener fríos los ingredientes que deben estar a bajas temperaturas.
Figura 8: Refrigerador
Amasadora: Es una máquina de alta velocidad, donde se mezclan los ingredientes y se realiza el moldeo de la masa de una manera uniforme. Se debe amasar con bajas velocidades para no recalentar la masa. En este equipo se trabaja la masa para ai rearla y hacerla flexible y elástica.
Figura 9: Amasadora
Mesa de trabajo: donde se realiza el alistamiento de los ingredientes que se van a utilizar para cada preparación.
Figura 10: Mesa de trabajo
Moldeadoras: maquina utilizada para moldear la masa con el objeto de darles la forma final dependiendo de pan que se esté realizando.
Cuarto de fermentación: donde se controlan las condiciones de ambiente para que pueda crecer el pan. Se debe controlar la temperatura y la humedad, si la temperatura es excesiva se produce una actividad violenta de levadura, si es muy baja se demora el crecimiento. Si la humedad es muy alta se produce una corteza gruesa y gomosa, si es baja, la superficie de la masa se reseca, se torna dura y gruesa.
Horno: puede ser eléctrico o de gas. Son intercambiadores de calor que permiten que en su interior circule uniformemente el calor para obtener una cocción de la masa, de forma rápida y pareja.
Figura 11: Horno rotatorio
Rejillas para enfriamiento: lugar donde se deja por un tiempo el pan después de horneado.
Figura 12: Rejillas para pan
7.
PROCESO INDUSTRIAL
7.1.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO
Para Cobaquil Gómez (2014), la elaboración del pan es un conjunto de varios procesos que depende del tipo de pan que se preparará. En primer lugar se toman los ingredientes a utilizar y con base a la receta a elaborar, se realiza los pesajes de los mismos, esto se debe realizar con una balanza adecuada. 7.1.1. Mezcla Una vez pesados los ingredientes como la harina de trigo, muña y sangre de pollo, además de sal, levadura, azúcar y agua; se mezclan de forma homogénea para formar un tipo de masa que luego se procede a amasar. 7.1.2. Amasado Es decir trabajar la mezcla formada a fin de airearla, hacerla flexible y elástica. La fermentación comienza en el amasado. 7.1.3. Cortado Cuando la masa ha alcanzado su punto de acondicionamiento adecuado, se procede a cortar la masa en pequeños bastones con peso determ inado según el gramaje deseado.
7.1.4. Boleado El boleado consiste en cerrar las superficies de los bastones, dándole una forma esférica a los mismos, esto para reorientar la estructura del gluten al dar la forma de bola y lograr así un manejo más fácil para las operaciones siguientes. 7.1.5. Reposo Luego del boleado de la pieza se debe dejar reposar unos minutos para que adquiera flexibilidad y se le pueda dar su forma definitiva. 7.1.6. Moldeado El moldeado radica en darle a la pieza su forma concreta y definitiva según la variedad de pan que se esté elaborando. 7.1.7. Fermentación Después se dejan las piezas formadas por 1 hora, para que la fermentación siga ocurriendo dentro de la masa. Esto ocurre cuando las levaduras de la harina han degradado los azucares en gas carbónico y alcohol, el gas carbónico atrapado dentro de la masa, permanece en su interior en forma de pequeñas burbujas, por lo que la masa se hincha. La fermentación propiamente dicha ocasiona la producción de alcohol etílico y anhídrido carbónico. La transformación obedece a la siguiente reacción química:
7.1.8. Horneado En la etapa del horneado tiene como principal papel transformar la masa fermentada en pan. La cocción permite el paso del estado semilíquido del producto (masa) al estado sólido (pan). Las temperaturas del horno dependerán del tamaño de la pieza de masa, del tipo de receta y de los ingredientes básicos utilizados, el tiempo de cocción también dependerá de estos factores. Tras el horneado se deja reposar el pan hasta que alcance la temperatura ambiente.
7.2.
DIAGRAMA DE FLUJO
Harina de Trigo
Harina de muña Harina de sangre Sal Azúcar Agua Levadura Aditivos
Pesado
Mezclado
Levadura
Amasado
Pesado
Aceite de Oliva
Cortado
30 partes
1er Boleado
Manual
Reposo
Tiempo:15 minutos T°: Ambiente
2do Boleado
Manual
Moldeado
Tipo hamburguesa
Fermentacion
Tiempo: 1hora
Horneado
Tiempo:20-25 minutos T°:170-200°C
Enfriado
7.3.
DIAGRAMA DEL PROCESO
Harina de Trigo,Harina de Sangre de Pollo,Harina de Muña,Azucar,Sal, Agua
Mezclado Mezclado
1
Levadura 2
Amasado
Cortado Cortado
3
4
Boleado
5
Reposo
6
Moldeado Moldeado
7
Fermentación, Tiempo: hora Fermentacion , tiempo: 601 minutos
Llevado Llevadoalalhorno horno
9
10
Horneado( Horneado T:170-200°C, (T°:170-200°C;25 25minutos) minutos)
Enfriado Enfriado
Pan
RESUMEN
TOTALES
O
4 0 3
O
2 1 TOTAL
10
8. PLANTEAMIENTO DE PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA 8.1.
PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA POR EQUIPO
8.1.1. Mezclado Para este proceso se utiliza una mezcladora panificadora, ingresan harina de trigo, harina de sangre de pollo, harina de muña, agua, sal y azúcar.
1 68% 15 % 13,60%
0.7 0% 100 % 0%
0,2 0% 10% 80%
0,014 0% 0,07% 0%
1
Mezcladora
2,164 41,36 % 40,94 %% 13,83 %
2
0,1 0,15 66,3% 99,2% 16% 0,05% 3,2% 0%
LEYENDA
Harina de trigo Harina de Sangre de Pollo
Harina de Muña Agua Tratada Sal Común Azúcar Refinada Producto Final
Realizamos los siguientes balances de materia para hallar la masa de la mezcla inicial y de las concentraciones de proteína, humedad y carbohidratos. a) Balance Total
+ + + + + 0,7 +0,014+0,15+1+0,2+0,1 2,164 b) Balance Parcial de Carbohidratos
. + . + . + . + . + . . . 0,70 + 0,014 0 + 0,150,992 + 10,68 + 0,20 +0,10,663 0,8951 2,164 0,4136 41,36% c) Balance Parcial de Proteínas
. + . + . + . + . + . .
. 0,70 + 0,014 0 + 0,150 + 10,136 + 0,20,8 +0,10,032 0,2992 2,164 0,1383 d) Balance Parcial de Humedad
. + . + . + . + . + . . 0,71 + 0,014 0,0007 + 0,150,0005 + 10,15 + 0,20,1 +0,10,16 .2,164 0,8860 0,4095 40,95 % 8.1.2. Amasado En esta etapa se utiliza un maquina amasadora panadera…,de tal modo que se le
adiciona la levadura ,cosa que no adicionamos en la mezcla porque esta actúa rápidamente en condiciones de humedad al adicionarle agua .Según el Instituto Cubano de Investigaciones sobre los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA) nos detalla los siguientes resultados de composición de levadura que serán de utilidad para nuestro balance.
0,014 29,71% N.R 40,20% %
LEYENDA
Masa inicial 1 Levadura (Sacharomyces Cereviseae)
NR
Masa Final 2 No referido
2,164 41,36 % 40,94 %% 13,83 %
2,178 41,29 % 40,94% 13,99% %
a) Balance Total
+ 2,164+0,014 2,178 b) Balance Parcial de Carbohidratos
∗ + ∗ ∗ ∗ 2,1640,4136 + 0,0140,2971 0,89925 2,178 0,4129 c) Balance Parcial de Proteínas
∗ + ∗ ∗ ∗ 2,1640,1383 + 0,0140,402 0,3048 2,178 0,1399
d) Mermas de masa En el amasado, se observó que existe pérdida de materia prima en el momento de sacar la masa de la amasadora ya que pedazos de la misma quedan adheridos a la amasadora y a su implemento. Según la bibliografía las perdidas fluctúan en de merma. Por lo cual:
0,10
0,31% ±
2.178 2,178 0,31 % 2,171
8.1.3. Cortado En el cortado en bollos y sobado se presenta una merma del 0.51%, este valor representa en su totalidad la cantidad de harina extra que se utilizó par1a espolvorear y que no se incorporó a los bollos. Por tanto, representan un desperdicio en el proceso que según Flores (2003); no debe sobrepasar el 1%, por lo que se concluye que el uso de harina para espolvoreo está siendo bien utilizada en la producción de pan. Según Macoto (2014) la merma en el proceso de cortado en bollos
0,51% ±0,19 2,171 2,171 0,51 % 2,160
0,011
5
2,160
41,29 % 40,94% 13,99% %
8.1.4. Moldeado En el proceso de moldeado hay mermas de 0,61 % si el moldeado es manual, ya que queda residuos de masa en las manos de los operarios, sin embargo al utilizar la moldeadora esta merma disminuye considerablemente de manera que las pérdidas son insignificantes.
8.1.5. Fermentación Las levaduras de la harina han degradado los azúcares contenidos en ésta harina (recordar que la harina contiene entre 1 y 2% de azúcares) en gas carbónico y el alcohol, acompañados de ácidos. En este caso, la masa no es un elemento líquido sino elástico e impermeable, por ello el gas carbónico no puede atravesarla y permanece en su interior en forma de pequeñas burbujas, por ello la masa se hincha. De su interior se desprende un olor a ácido, provocado por el alcohol y los ácidos producidos en la fermentación. Por lo tanto una variación en la masa no se produce debido que luego los gases como el etanol y el dióxido de carbono quedan atrapados para ser liberados de manera secuencial en el horneado y enfriado. Para ellos hicimos los siguientes balances estequiometricos:
→ + 1. Hallando los gramos mol obtenidos por cada molécula de sacarosa:
+ → + Datos
342 / 180 /
342 → 180 / 150 → 150342×180 78,95 78,9 .
Cuántas moléculas de glucosa hay en 78,9 g/mol
1 →180 → 78,95 78,95 180/ × 1 0,4386
Fermentación alcohólica
→ + → + Balanceando la ecuación:
2… → 2 + 2
Cuantas moléculas de etanol se liberal con 2,307x10 -4 moles de glucosa.
→ 2 + 2 1 → 2 0,4386 →
0,231→ × 2 0,4386 1 Por cada molécula de glucosa ( se libera 0,8772 anol al igual que de CO2
Con los pesos moleculares de ambos compuestos podemos saber las cantidades de gas carbónico y etanol que se produce.
46,07 / 02 44,01 / Por lo tanto la cantidad de gas es la siguiente:
46,07 ∗ 0,8772 40,4136 ∗ 0,8772 38,6056 0 44,01
8.1.6. Horneado Se registró la perdida en peso del producto producida en el fermentado y en la cocción del mismo. La pérdida se produce debido a la cantidad de agua que se evapora al alcanzar temperatura de ebullición. Además, ocurre la volatilización de todas aquellas sustancias que tienen temperatura de ebullición inferior a 100 °C; en particular el alcohol etílico y la mayoría de sustancias aromáticas que se forman en la fermentación. No se encontró diferencia en la cantidad de agua y compuestos volátiles que se pierde en cada pan a pesar de las fluctuaciones en temperatura y tiempo existentes, es decir, existe una estandarización de este proceso que influye positivamente en la vida anaquel del producto. Diversos compuestos orgánicos se volatizan en el horneado, esta pérdida representa un 10.4% del peso del pan. Debido a que se hornea por convección, la parte externa del pan sufre una reducción de humedad hasta llegar al 5%; la parte interna se mantiene casi constante a 40.95% (similar a la masa antes de hornear). Cuando el pan es removido del horno, la humedad del interior migra hacia la parte externa (seca). El promedio de merma por fermentado y horneado es de 15.87% por lo que inferimos que estos procesos están siendo bien ejecutados, al ser este valor muy parecido al valor teórico.
2,160
41,29 % 40,94% 13,99% %
10
13
V 0,487
0 % 100% 0 %
12
1,673
41,29 % 23,75% 13,99%
a) Balance Total
V + V 2,160 1,673 V 0,487
Este balance muestra la cantidad de agua y compuestos volátiles que se evaporaron después del horneado. b) Balance Parcial de Humedad
∗ V ∗ + ∗ 2,160 kg0,4094 0,4871 +1,673 0,397304 1,673 23,75% 8.1.7. Enfriado Al abandonar el horno, el pan está a una temperatura cercana a los 100ºC, por lo que tardará en enfriarse, en función de su peso, entre media hora y dos horas. Durante ese tiempo, el vapor de agua (y restos de alcohol y dióxido de carbono) sigue fluyendo desde el centro de la pieza hacia el exterior, quedando en parte atrapada en la corteza, lo que produce un cierto reblandecimiento de la misma. La velocidad con la que el vapor de agua escapa del pan dependerá también de la humedad relativa y de la temperatura del ambiente en el sé que se encuentre. Según la bibliografía el pan pierde en este proceso entre un 1% de su peso en un ambiente húmedo y un 3% de su peso en un ambiente de verano.
1,673
41,29 % 23,75% 13,99% %
12
1,656
14
41,29 % 23,99% 13,99% %
Como en esta etapa de invierno el ambiente el húmedo, de acuerdo a la bibliografía el pan recién salido del horno perderá 1% de su peso.
1,673 1,673 ∗0,01 1,656 a) Balance Parcial de Humedad
∗ 4 ∗ 5
0,2375 1,6731,656 23,99% 8.2.
PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA POR PROCESO
8.3.
PROBLEMAS DE BALANCE ENERGIA POR EQUIPO
8.3.1
Mezcladora
1,464 28,3 ℃ 0,7 10 ℃
1
Mezcladora
2
2,164 ℃ LEYENDA
Ingredientes Solidos Agua Masa Final 1
a) Balance Total de Energía
0℃
Para los cálculos utilizaremos como temperatura de referencia para hacer las siguientes ecuaciones. Por definición general sabemos que calor perdido es igual al calor ganado. Por lo tanto:
+ = Hallamos los calores por separado, para el Q de los ingredientes solidos (harinas, sal, azúcar) no contamos con una capacidad calorífica para lo cual nos guiaremos del porcentaje de agua o humedad, ya que se ha observado que el valor del Cp es directamente proporcional al % de agua (Humedad). Para hallar el porcentaje de humedad haremos un breve balance parcial de humedad de los ingredientes solidos con los datos recabados anteriormente.
. + . + . + . + . . . 0,014 0,0007 + 0,150,0005 + 10,15 + 0,20,1 +0,10,16 0,1861 1,464 %12,71 Con este dato de la humedad de los ingredientes sólidos en conjunto podemos interpolar con otros valores de otros alimentos.
Alimentos
% Humedad
Macarrones Ingredientes Solidos Harina
12 12,71 13,5
12,7112 1,84 13,512 1,91,84 1,8684 .℃ ∗ 1 1,8684 .℃ 4,184 0,446 .℃
Capacidad calorífica ( .℃) 1,84 x 1,9
Ahora que contamos con la capacidad calorífica de nuestros ingredientes solidos podemos hallar la ecuación total de energía
..∆+..∆ . 28,30℃ + 0,7 .1 .100℃ 1,464 .0,446 .℃ .℃ 18,478 + 7 25,478 Interpolando conseguimos que la capacidad calorífica para un % de humedad de 41,36 es o ,de esta forma hallamos la temperatura final y de Cp de .℃ .℃
2,2066
0,5274
comprobamos.
..∆ . 0 24,825 2,164 .0,5274 .℃ 25,478 1,1413 ℃ 22,323 ℃
8.3.2
Amasado
En este balance despreciamos la masa de la levadura por ser tan pequeña no produce variaciones de calor en la masa, producto del mezclad. Por lo tanto el aumento de temperatura depende de la maquina amasadora y la fricción de la masa, transfiriéndose calor La harina es el ingrediente que pocas veces puede variar su temperatura, pero hay que tener en cuenta que el almacén debe estar lo más lejos posible del horno. La temperatura ambiente modifica la de todos los ingredientes excepto la del agua. El rozamiento de la masa sobre la artesa y brazos de la amasadora incrementa la temperatura por la fricción, en ello influyen principalmente la velocidad de la amasadora, la consistencia de la masa y el tiempo de amasado.
2
1,5 ∆12℃
Amasadora
2,178 22,3℃
3
4
2,171 24,86 ℃ LEYENDA
Masa entrante del mezclado Masa luego del Amasado
A mayor velocidad de la amasadora la temperatura de fricción incrementa la temperatura final de la masa. Las masas cuanto más duras son más recalentadas están y si el tiempo de amasado se prolonga progresivamente se incrementará la temperatura de la m asa.
Amasadora de tipo espiral = 12°C Amasadora de tipo artafex (brazos) = 7°C Amasadora de palas = 3°C Para saber la temperatura de nuestra masa se realiza los siguientes cálculos. Es muy importante saber que cada modelo de amasadora produce una temperatura de calentamiento distinta: Nuestra amasadora es de modelo espiral por lo cual aportara 12 °C a la ecuación general Los siguientes datos son los siguientes
Temperatura harina o masa 22,3 °C Temperatura Local 18° C La temperatura local es la temperatura ambiental registrada el día de la preparación de los panes. En este caso es de 18 .Luego realizamos el cálculo final
°C 3 ∗ ℎ + + + 3 22,3℃ + 22,3 ℃ + 18℃ + 12℃ 74,6 3 24,86 ℃
Sabiendo la variación de temperaturas producidas por la fricción y la temperatura del ambiente, podemos ver la cantidad de calor generada por el trabajo hecho por la amasadora de 1,5 kW. Utilizamos el mismo Cp de la masa final del mezclado ya que la humedad varía en cifras minúsculas.
..∆ .24,86 ℃ 22,3 ℃ 2,171 .0,5274 .℃ 1,1449 ℃ .2,56℃ 2,9312
8.3.3
Fermentación
La fermentación es un proceso que degrada moléculas para transformarlas en otras moléculas más simples. En la elaboración del pan las levaduras transforman el almidón (un azúcar complejo) en glucosa. Lo hacen mediante la enzima amilasa.
En este balance la ecuación química será la siguiente. a) Hidrolisis del almidón La hidrólisis produce azúcares que son directamente utilizados por todos los microorganismos vivientes. En la hidrólisis enzimática por acción de las enzimas las más comunes son: alfa y beta amilasa.
2 + 2 → b) Reacción de la maltasa en la maltosa
c) Producción de Gases
32+2 + En la fermentación glucosa solo se obtienen dos moléculas de ATP. La transformación de glucosa en alcohol supone la cesión de 14 kcal. Mientras que la formación de un enlace de ATP necesita 3 kcal, por tanto se requerirán 6 kcal, al crearse dos enlaces de ATP, tal y como se muestra en la reacción. Esta energía es empleada por las levaduras que llevan a cabo la fermentación alcohólica para crecer. De forma q ue sólo quedan, 14 – 6 = 8 kcal que se liberan, calentando la masa de fermentación El ATP es como una moneda de intercambio energético con un valor de unas 14 kilocalorías. La energía aportada por un gramo de glúcidos es de 8 kcal.
32+2 +14 + +6
2,160 24,86 ℃ 9
26 0,040 26 31,88℃ 26 0,0386 31,88℃
11
Fermentacion
10
2,160 31,88 ℃
13
Los gases quedan atrapados dentro del pan, aumentando su volumen, por lo tanto no consideramos variación de la masa. Datos
0,5274 .℃ 2,171 a) Balance de energía
. .∆ + 6 14
) 24,86 ℃ 8 2,160 ∗ ( 0,5274 .℃ 1,139184 28,3201+8 36,3201 1,139184 ℃
31,88℃ 8.3.4
Horno
2,160 31,88 ℃
10
13
V 0,487
220℃
12
1,673 ℃ a) Balance Entalpico
∗ + ∗ + V1 ∗ Buscamos en las tablas de vapor saturado a una temperatura de
669,3 /
230 ℃
Haciendo los cálculos, el cpm final de la masa lo hallamos interpolando de acuerdo a las tablas de capacidad calorífica para un % temperatura de 23,75 % , es de 0,3876
∗∗∆+ V1 ∗ V1 ∗ ∗∗∆
. .℃
31,88 ℃ +0,487540 0,487 1 220℃ 2,160 0,5274 .℃ .℃ . 1,673 0,3876 .℃ 36,3172 + 262,98 112,01 0,6485∗ 100 ℃
8.4.
PROBLEMAS DE BALANCE ENERGIA POR PROCESO
8.5.
PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA POR EQUIPO
8.6.
PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA POR PROCESO
9. DIAGRAMA DE BLOQUES BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA 9.1.
DIAGRAMA DE EQUIPO DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA
9.2.
DIAGRAMA DE FLUJO CON BALANCE DE MATERIA
Harina de trigo :1kg Carbohidratos(%):68 Humedad(%):15 Proteinas(%):13,6
Harina de muña :0,1kg Carbohidratos(%):66,3 Humedad(%):16 Proteinas(%):3,2
Pesado
Agua :0,7kg Carbohidratos(%):0 Humedad(%):100 Proteinas(%):0 Sal :0,014kg Carbohidratos(%):0 Humedad(%):0,07 Proteinas(%):0
Mezclado
MASA 1 :2,164kg Carbohidratos(%):41,36 Humedad(%):40,94 Proteinas(%):13,83 Levadura::0,014 kg Carbohidratos(%):29,71 Humedad(%):Proteinas(%):40,20
Amasado
MASA 2 : 2,178kg Carbohidratos(%):41,29 Humedad(%):40.94 Proteinas(%):13,99
Cortado
30 partes MASA 3 : 2,171kg Carbohidratos(%):41,29 Humedad(%):40.94 Proteinas(%):13,99
1er Boleado
Manual MASA 4 : 2,160kg Carbohidratos(%):41,29 Humedad(%):40.94 Proteinas(%):13,99 Tiempo: 15 minutos T°: Ambiente
Reposo
2do Boleado
Manual
MASA 5 : 2,160kg Carbohidratos(%):41,29 Humedad(%):40.94 Proteinas(%):13,99 Moldeado
MASA 6 : 2,160kg Carbohidratos(%):41,29 Humedad(%):40.94 Proteinas(%):13,99
Etanol: 40,4136 g Dióxido de Carbono: 38,6056g
Fermentacion
MASA 7 : 2,160kg Carbohidratos(%):41,29 Humedad(%):40.94 Proteinas(%):13,99
Horneado
MASA 8 : 1,673kg Carbohidratos(%):41,29 Humedad(%):23,75 Proteinas(%):13,99
Enfriado
PAN
MASA 9 : 1,656kg Carbohidratos(%):41,29 Humedad(%):23,99 Proteinas(%):13,99
Harina de sangre :0,2kg Carbohidratos(%):0 Humedad(%):10 Proteinas(%):80 Azúcar :0,15kg Carbohidratos(%):99,2 Humedad(%):0,05 Proteinas(%):0
10. RENDIMIENTOS Rendimiento del proceso El rendimiento está directamente relacionado con la perdida de humedad que experimenta la masa cruda durante todo el proceso de fabricación, especialmente durante el horneado. El rendimiento de un proceso se puede expresar en unidad de medida (Kg) o en un número de unidades. La pérdida promedio se sitúa entre un 10% a un 15%. Para determinar el rendimiento es necesario establecer el peso de la masa cruda (peso de todos los ingredientes mezclados en la mezcladora) y el peso del pan luego de una hora salida del horno. Para la obtención del rendimiento de la receta por peso, se puede utilizar la siguiente fórmula:
− ×100 Dónde: Pi = Peso inicial (masa cruda) Pf = Peso final (pan horneado) Calculando el rendimiento:
,−, , ×100
22,475 11. COSTOS DE PRODUCCIÓN
s
CANTIDAD harina de trigo
UNIDAD
PRECIO UNITARIO TOTAL
1
kg
S/. 4.50
S/. 4.50
harina de sangre de pollo
0.20
kg
S/. 8.00
S/. 1.60
harina de sangre de muña
0.10
kg
S/. 6.50
S/. 0.65
d
azucar
0.15
kg
S/. 2.50
S/. 0.38
g
sal
0.01
kg
S/. 1.50
S/. 0.02
levadura
0.14
kg
S/. 6.00
S/. 0.84
agua
0.70
L
S/. 2.00
S/. 1.40
ni
er
ei
n
et
SUBTOTAL
S/. 9.39
VOLTAJE (V) por 2h
a
mezclad or amasad or
ni
350
cortador
250
a
horno
220
refrigera dor
450
balanza
200
m
CAPACI DAD
2.213 120kg
300
u q
POTENCIA(Kw) por 2h
UNIDAD MEZCLA KG
4.5 75Kg
kg
0.37 100kg
kg
1.95 200kg
kg
2.5 10kg
kg
0.075 120Kg
kg
PRECIO UNITARIO S/. 2,200.00 S/. 2,300.00 S/. 800.00 S/. 4,000.00 S/. 3,000.00 S/. 300.00
1770
cantidad
o pi
1 2,300.00 1 800.00 1 4,000.00 1 3,000.00 1 300.00
1
45
45
2025
1
20
20
400
bolsa
millar
1
10
10
100
etiquetas
millar
1
25
25
625
u
cucharones
doc
1
35
35
1225
e
espatulas
doc
3
30
30
900
mesas
unidad
1
180
180
32400
rejillas
docena
1
30
30
900
q
sub total
.B
S
12,600.0 0
precio unitario precio unitario total
bandejas de acero doc jarras doc
s
1 2,200.00
sub total
11.608
unidad
cantid ad total
38575
unidad
consumo diario N° DIAS
agua
L
1500
24
0.521 S/.
18,756.00
alquiler
S/.
1
24
50 S/.
1,200.00
energia electrica
Kw
30
24
0.4109 S/.
295.85
PRECIO UNITARIO TOTAL
SUB TOTAL
S/.
20,251.85
PANES PRODUCIDOS unidades horas total 800
2
unidades mes 76800
1600
unidades dias total 3200
1 3200
unidades semana total 19200
1 19200
total 1
76800
COSTO UNITARIO POR PAN PRECIO DE VENTA UNITARIO
S/. 0.58
12. CONCLUSIONES
Las harinas de Muña y de Sangre de Pollo son muy buenas, que muy bien se la podrían llamar sucedáneas, para la formulación de productos panaderos y otros alimentos similares.
Las harinas de Muña y de Sangre de pollo, presentan excelente textura y pastosidad en el momento de la mezcla con la harina de trigo panadera, al momento de obtener la masa panadera.
13. SUGERENCIAS
El proceso de deshidratación de la sangre de pollo debe realizarse hasta un 8% de humedad, porque al molerlo, la harina absorbe agua con facilidad.
Las cantidades de harinas de sangre de pollo y de muña deben ser medidas con predicción al décimo de gramo al igual que la harina panadera y los demás insumos.
Se recomienda el tiempo de vida útil, del pan enriquecido, debe evaluarse cuidadosamente; así como la textura, apariencia, sabor y aceptabilidad general.
El pan enriquecido debe validarse desde el punto de vista microbiológico, químico y bioquímico en personas, durante un tiempo suficiente para descartar reacciones negativas en el ser humano; en virtud que se está elaborando un producto a base de materias primas de origen vegetal y animal.
14. PALABRAS CLAVES Muña, sangre de pollo, balance de masa, balance de energía, pan
15. BIBLIOGRAFÍA
Cobaquil Gómez, L. (noviembre de 2014). Diseño De Investigación En La Determinación Del Balance De Masa Y Energía En La Panificadora La Corona Como Herramienta De Ingeniería Para Aumentar Su Productividad. Recuperado el 16 de junio de 2018, de UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA: http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_1466_Q.pdf
Rojas González , A. (2012). Fundamentos Quimicos. Recuperado el 22 de junio de 2018, de Universidad Nacional de Colombia: http://bdigital.unal.edu.co/51518/7/9789587610321.pdf
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Marín, O. (2012). Diseño y Desarrollo de Panes Enriquecidos con Proteínas y Minerales, por Incorporación de Harinas de Sangre de Poll o (Gullus domesticus) y de Muña (Minthostachis mollis). Mayo 14, 2018, de Universidad Nacional Federico Villarreal.
Dirección General de Salud Ambiental - DIGESA. (2013). Guía para la Aplicación de los Principios del Sistema HACCP en la Elaboración de Productos de Panadería. pp. 11 - 13, de Ministerio de Salud Sitio web: http://www.digesa.minsa.gob.pe/publicaciones/descargas/guia_panaderias.pdf
Suarez, M; Garrido, C. (Abril ,2016). Saccharomyces cerevisiae y la producción de alcohol . Julio 13,2018 , de Instituto Cubano de Investigaciones sobre los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA) Sitio web: http://www.redalyc.org/html/2231/223148420004/ Flores, S., 2003. Análisis de mermas en procesos productivos de la repostería “El Hogar”. Ing. Agr. Escuela Agrícola Panamericana, Zamorano, Honduras. 32p.
16. ANEXOS
ANEXO Nº 1 GUÍA PARA LA APLICACIÓN DE LOS PRINCIPIOS DEL SISTEMA HACCP EN LA ELABORACIÓN DE PRODUCTOS DE PANADERÍA Requisitos de Higiene en la operación -
Requisitos aplicables a los insumos
Los dueños o responsables de la panadería no deberán aceptar ningún tipo de materia prima o insumo si se sabe que contiene parásitos, microorganismos o sustancias tóxicas, descompuestas o extrañas que no puedan ser reducidas a niveles aceptables por los procedimientos normales de elaboración. La materia prima y los insumos que se adquieran deben mostrar características de calidad y salubridad aprobadas. Las harinas deben ser pulvurulentas en su totalidad, sin olor rancio o a humedad.
El azúcar debe ser completamente seca, sin terrones ni humedad. Los productos leudantes deben estar etiquetados y en envases protegidos.
Las grasas (manteca, aceite) sin olor rancio, y deben conservar su color natural. Los insumos almacenados en la panadería deberán mantenerse en condiciones que eviten su deterioro, y se protejan contra la contaminación y reduzcan al mínimo los daños. El suministro de materias primas e insumos deberá ser diario o lo más frecuente posible, evitando, el sobrestock de productos. Se aplicará el principio, PEPS (Primero en entrar, primero en salir).
-
Prevención de la contaminación cruzada
Se adoptarán medidas adecuadas para evitar la contaminación de las materias primas e insumos, etc. por el contacto directo con productos químicos. Los plaguicidas, desinfectantes u otros productos químicos que por alguna razón deben ingresar al local de panadería deberán ubicarse lejos de los alimentos y estar debidamente, rotulados, para evitar accidentes. -
Flujo de operaciones
Las diversas operaciones o etapas a cumplirse en la elaboración de los productos de panadería deben observar un flujo, de modo que no haya superposición de etapas o fases que puedan causar contaminación cruzada.
Por, ejemplo la presencia de harina en el área de embolsado del pan (molde cortado) provoca su alteración en menor tiempo por la presencia de hongos y levaduras. Expendio del pan El pan durante su venta deberá mantenerse en espacios protegidos como vitrinas.
El pan se expenderá en bolsas de plástico o de papel de primer uso y se util izaran pinzas u otros utensilios para coger el pan.
