Facultad De Ingeniería En Industrias Alimentarias: Universidad Nacional Del Centro Del Perú

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

CATEDRA:

TERMODINAMICA

CATEDRÁTICO: CA TEDRÁTICO:

Ing. M.SC. EDGAR ACOSTA ACOSTA

ALUMNOS

: BELTRAN BEL TRAN SOTO, Janet J anet a!en a! en LEIVA RAMOS, S"#!$e% MENDO&A MAN&ANEDA, Ma'e$e% RAMOS &ORRILLA, CRISTIAN VILCA(UMAN ALPILIMA, Beat!#)

SEMETRE: V

(UANCA*O+ PERÚ

UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU Facultad de ingeniería en industria alimentarias

INTRODUCCI0N El presente informe se basa en la correcta elaboración y envasado de néctar de piña, teniendo en cuenta la temperatura final que alcanza el néctar como producto obtenido, la temperatura de envasado, la presión de vacío que origina el néctar tras un cambio brusco de temperatura y la altura existente entre la superficie de la botella y la línea marcada por el néctar contenido en la botella. La elaboración y envasado del néctar se deben realizar con sumo cuidado para obtener un alimento inocuo, es decir, que no represente riesgo alguno para el consumidor. El fundamento para llevar a cabo esta prctica consiste en que la alta carga microbiana que posee el néctar durante su elaboración se puede controlar a través de la esterilización del néctar, tras !aber sido correctamente elaborado. "ara llevar a cabo la prctica se contó con materiales de vidrio, de acero inoxidable, de plstico, entre otros.

OBJETIVOS  

Medi Medirr la res resi! i!n n de "ací "ací# # del del esa esaci ci# # de ca ca$e $e%a %a &#rm &#rmad ad# # en el en&riamient# del n'ctar de &ruta( Reali%ar el $alance de energía durante el en&riamient# del n'ctar de &ruta(

Re1#2#3n 4#4$#5g!678a Ing( MSc( Edgar Ra&ael Ac#sta L!e% Term#din)mica T erm#din)mica

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La Pasteurización: Es un tratamiento relativamente suave #$ % &''( )* que se utiliza para prolongar la vida +til de los alimentos durante varios días, como en el caso de la lec!e o incluso meses #fruta embotellada*. Este método, que conserva los alimentos por inactivación de sus encimas y por destrucción de sus microorganismos sensibles a las altas temperaturas #bacterias no esporuladas, como levaduras o mo!os*, provoca cambios mínimos tanto en el valor nutritivo como en las características organolépticas del alimento. # López ,

2011). Néctares De Frutas: n néctar es un producto elaborado con -ugo, pulpa o concentrado de fruta, adicionando agua, edulcorantes y cidos permitidos, sin adición de saborizantes. Estos productos se pueden obtener a partir de fruta fresca, refrigerada, elaborada en pasta congelada o conservada con sulfito. /in embargo el producto de alta calidad se obtiene solamente a partir de materia prima fresca0 1ependiendo de las características de las frutas frescas #cida o menos cida*, los néctares poseen de &2 a &3 45rix y una acidez entre ',2 y &.' expresada en cido cítrico. El porcenta-e de pulpa de fruta oscila entre el 2' y el 6'7 dependiendo de la legislación. (Coronado, 2001)

Enasado !" #ac$o: El envasado al vació consiste en la eliminación total del aire dentro del envase, sin que sea remplazado por otro gas. En los productos envasados a vació, en los que estos siguen evolucionando, al continuar con sus actividades respiratorias se produce una disminución del porcenta-e de oxigeno, con lo que aumenta el vació y se produce un aumento en la concentración de dióxido de carbono y vapor de agua. # López ,2011).

Ing( MSc( Edgar Ra&ael Ac#sta L!e% Term#din)mica


Es la presión relativa que e-erce un fluido #líquido o gas*, su valor depende de la presión externa. La presión manométrica puede tener un valor mayor o menor que la presión atmosferica. n manómetro que mide presiones inferiores a la atmosférica se llama manómetro de vacío o vacuómetro.# De Paz, 2011). El manómetro es un tubo de vidrio doblado en forma de 0 o forma de 80 con dos ramas, conteniendo cierta cantidad de mercurio y que posee un codo en una de las ramas para conectar al fluido que se le quiere medir la presión. La diferencia de niveles del mercurio es lo que corresponde a la presión manométrica.

%edidor De Espacio #ac$o: El 9edidor de Especio :acío se emplea para medir el contenido total de aire en bebidas carbonatadas botellas de vidrio y "E$ y latas y el volumen del espacio vacío. Este instrumento se recomienda para probar el contenido de aire en donde se requiere una mayor velocidad y exactitud. /e emplea en botellas y latas de diversos tamaños.

El tubo de medición de aire se fi-a sobre el dispositivo de perforación teniendo una distancia mínima entre el tubo y el dispositivo de perforación, de modo que el aire dentro de la botella sea liberado en el tubo de medición. El 9edidor de Espacio :acío puede medir la presión total de la cerveza o bebida, coordinar con la medición de temperatura y calcular el volumen de );2. El medidor de presión y temperatura generan resultados precisos y fiables # López ,2011).



La

presión interna es un criterio muy importante durante la esterilización especialmente critica en los envases de vidrio sellados< "resiones excesivas #poco vacio* aflo-an el cerrado. Existen normas oficiales para cada producto alimenticio envasado con especificaciones que establecen limites a estas variables< &mm=g > ',?@?A in =g $abla < :acio requerido para algunos productos

$B"; 1E "C;1)$;

:D)B; CEECB1; #in =g*

"roductis de Frutas

GH&2

"roductos de =ortalizas

&2H&6

)arne y pescados enlatados

&GH2'

"roductos envasados al alto vacio

22

(Coronado,2001) &a"ance De Ener'$a: na técnica sencilla para medir el calor especifico de sólidos o líquidos es calentar la sustancia !asta cierta temperatura conocida, colocarla en un recipiente que contenga agua de masa y temperatura conocida y medir la temperatura del agua después que se alcance el equilibrio. "uesto que una cantidad despreciable de traba-o mecnico se efect+a en el proceso, la ley de la conservación de la energía requiere que la energía térmica que sale de la sustancia ms caliente #de calor específico desconocido* ser igual a la energía térmica del agua. E*!+ (200).



Estas correlaciones estn función +nicamente de la temperatura a que est expuesto el alimento. )omo se muestra en la tabla< C-oi  /os (13).

"roteína −3

−6

2

Cp proteína=2,0082 + 1,2089 × 10 ×T – 1,3129 × 10 ×T

9ateria grasa −3

−6

2

−3

−6

2

Cpgrasa = 1,9842 + 1,4733 × 10 ×T – 4,8008 × 10 × T

)arbo!idratos CpCHO =1,5488 + 1,9625 × 10 × T – 5,9399 × 10 ×T



Fibra −3

−6

2

Cpfibra=1,8459 + 1,8306 × 10 ×T – 4,6509 × 10 × T

9inerales −3

−6

2

Cpminerales =1,0926 + 1,8896 × 10 ×T – 3,6817 × 10 ×T

Dgua −5

−6

2

Cpagua =4,1762 + 9,0864 × 10 × T – 5,4731 × 10 ×T C Pmermeladamixta =∑ C pi . X i

1;I1E< X i : fraccion de componente del alimento



MATERIALES %aterias pri4as e insu4os: •

•

•

•

•

Dgua. Fruta #)!irimoya*. Dz+car. )arboximetil celulosa. Dcido cítrico.

•

5isulfito.

•

/orbato al '.'67

E5uipos: • • • • • • • •

Licuadora. )ocina. 1os termómetros. 9anómetro de mercurio. 9angueritas. 9ariposas 5alanza semiHanalítica. Cefractómetro.

%ateria"es: • • • • • •

na olla. )uc!illos. )oladoras. Embudo. )apilares. $ina de plstico.



M9TODOS DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESAMIENTO DEL N9CTAR


UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU Facultad de ingeniería en industria alimentarias FRUTA :;#
N PASTEURI&ACION EN ENVASES DE VIDRIOENVASADO EN CALIENTE

ENFRIADO ETI>UETADO ALMACENADO

MEDICI0N DE LA PRESI0N DE VACÍO



El n'ctar ,a asteuri%ad# , en"asad# se s#mete a en&riamient# #r inmersi!n en agua &ría #r un tiem# de ./ min+ ara ell#+ el en"ase de$e estar c#nectad# a una taa c#n agu0er# en d#nde est) c#l#cad# el c#d# de "idri# , una manguera c#n una lla"e c#m# regulad#r(

Al retirar del $a2# &ri# el en"ase+ se #$ser"a 1ue se &#rma un esaci# li$re # esaci# de ca$e%a 3el cual de$e ser medid#4(

Lueg# se mide la resi!n de "ací# a$riend# el regulad#r , midiend# la altura del mercuri# en el man!metr#(

RESULTADOS Ta4$a 4a$an8e 'e ene!g?a



N@8ta ! 'e ;#
magua



--

m pulpa ( ml

m néctar ( g )

T ( ℃ )ag

T ( ℃ )néct

T ( ℃ )

g=

C enectar

( ) k kg !

/-

/-







0.7625

Ta4$a ;a!a e$ 86$8$5 'e ;!e2#3n 'e 1a8?5 N@8ta! 'e ;#
"0

44-'

- 1a8?5 N5 2e ;'5 He'#! N5 2e ;'5 He'#! -

" f

44-'

#"

44-'

 +  +

 +  +

+

+





P$acio

 



DISCUSIONES "ara calcular el calor específico del néctar conlleva a unos clculos no tan comple-os debido a que el néctar a una determinada temperatura se puso en contacto con agua aproximadamente a 2'J) y se !alló la temperatura de equilibrio, esto por el principio de la primera ley de la termodinmica permitió despe-ar el calor específico del néctar, esto lo podemos corroborar con lo dic!o por E*!+ (200). na técnica sencilla para medir el calor específico de sólidos o líquidos es calentar la sustancia !asta cierta temperatura conocida, colocarla en un recipiente que contenga agua de masa y temperatura conocida y medir la temperatura del agua después que se alcance el equilibrio. "uesto que una cantidad despreciable de traba-o mecnico se efect+a en el proceso, la ley de la conservación de la energía requiere que la energía térmica que sale de la sustancia ms caliente #de calor específico desconocido* ser igual a la energía térmica del agua. /i $ es la temperatura de equilibrio final ,



después de que todo se !a mezclado. Encontramos que la energía térmica ganada por el agua. Coronado, %  6i"ario,  (2001).7EL!&/!C89N DE NEC!7. Editoria" CE8D. Li4a ; Per<. El producto envasado debe ser enfriado rpidamente para conservar su calidad y asegurar la formación del vacío dentro de la botella. Dl enfriarse el producto, ocurrir la contracción del néctar dentro de la botella, lo que viene a ser la formación de vacío, esto +ltimo representa el factor ms importante para la conservación del producto0 lo cual se corrobora con nuestra muestra, si guardamos por un determinado tiempo no tiene que sufrir cambios muy per-udiciales para su consumo. Coronado, % e 6i"ario,  (2001),

CONCLUSIONES •

•

•

En el $alance de energía reali%ad# udim#s #$tener el Cal#r eseci5c# del n'ctar de i2a 1ue es igual a 6(789/ :;<:g: Se en"as# 8 $#tellas al "aci! las cuales = de ella n# se &#rm! "aci!( La resi!n a$s#luta de las = $#tella restantes &ue de 8==+ />> , /// mm?g( La resi!n de "ací# medid# en el esaci# de ca$e%a &ue de ..=+ 7> , =/ mm?g

CUESTIONARIO

EPLICAR * MENCIONAR LOS FEN0MENOS TERMODINÁMICOS >UE SE PRESENTAN CUANDO SE GENERA EL VACÍO DESPU9S DEL ENFRIAMIENTO. La energía t#tal de un sistema c#rres#nde a la sumat#ria de tres ti#s de energía@ .( Energía Cin'tica@ energía de$ida al m#"imient# traslaci#nal del sistema c#nsiderad# c#m# un t#d#+ resect# a una re&erencia 3n#rmalmente la suer5cie terrestre4 ! a la r#taci!n del sistema alreded#r de un e0e( 9( Energía P#tencial@ energía de$ida a la #sici!n del sistema en un cam# #tencial 3cam# gra"itat#ri# # cam# electr#magn'tic#4 =( Energía Interna@ t#da energía 1ue #see un sistema 1ue n# sea cin'tica ni #tencial+ tal c#m# la energía de$ida al m#"imient# relati"# de las m#l'culas resect# al centr# de masa del sistema # energía de$ida a la "i$raci!n de las m#l'culas # la energía r#duct# de las interacci#nes electr#magn'ticas de las m#l'culas e interacci#nes entre l#s )t#m#s ,<# artículas su$at!micas 1ue c#nstitu,en las m#l'culas( Rec#rdem#s 1ue al



estudiar $alances de materia+ de5nim#s un r#ces# cerrad# c#m# a1uel r#ces# en el 1ue n# -a, trans&erencia de materia c#n l#s alreded#res mientras el mism# se lle"a a ca$#( Sin em$arg#+ nada dice de la trans&erencia de energía # sea+ en este sistema+ la energía uede ser intercam$iada c#n l#s alreded#res 3el sistema uede reci$irla # entregarla4 , seguir siend# cerrad#( Las d#s &#rmas de energía en tr)nsit# s#n cal#r , tra$a0#( Cal#r@ energía 1ue Bu,e c#m# resultad# de una di&erencia de temeratura entre el sistema , sus alreded#res( La direcci!n de este Bu0# es siemre de la ma,#r temeratura a la men#r temeratura( P#r c#n"enci!n+ el cal#r es #siti"# cuand# la trans&erencia es desde l#s alreded#res al sistema 3# sea+ el sistema reci$e esta energía4 Tra$a0#@ energía 1ue Bu,e c#m# c#nsecuencia de cual1uier &uer%a imuls#ra di&erente a un gradiente de temeratura+ tal c#m# una &uer%a+ una di&erencia de "#lta0e+ etc( P#r e0eml#+ si un gas en un cilindr# en su eansi!n mue"e un ist!n "enciend# una &uer%a 1ue restringe el m#"imient#+ este gas e&ect*a un tra$a0# s#$re el ist!n 3la energía es trans&erida desde el sistema a l#s alreded#res 31ue inclu,en el ist!n4 c#m# tra$a0#(

MENCIONAR * ANALI&AR  EJEMPLOS DEL USO DE LA PRESI0N AL VACÍO EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS. El r#ces# de li#5li%aci!n 3secad# mediante c#ngelamient#4 se usa ara c#nser"ar ciert#s r#duct#s 1uímic#s delicad#s+ sustancias $i#l!gicas # te0id#s( En este r#ces#+ el material es c#ngelad# , en c#ndici#nes de alt# "ací# se elimina el agua su$lim)nd#la a "a#r mientras el material se mantiene c#ngelad#( Est# ermite esta$lecer c#ndici#nes de temeratura , resi!n esecí5cas ara mantener el material s!lid# en el me0#r ni"el ara una eit#sa des-idrataci!n , ara &a"#recer una satis&act#ria re-idrataci!n( Durante el r#ces# de li#5li%aci!n la estructura celular de muc-#s materiales se mantiene esencialmente intacta , se reser"a la característica $)sica del r#duct# mientras 1ue en el cas# de #tr#s r#duct#s+ su &#rma cam$ia a la de un #l"#+ aun1ue se c#nser"an sus características $)sicas( Este r#ces# es necesari# ara ciert#s materiales en etrem# delicad#s+ er# tam$i'n se usa en la ela$#raci!n de c#mida r#cesada( P#r e0eml#+ el rimer us# im#rtante &ue en la r#ducci!n de un me0#r ca&' instant)ne#+ seguid# #r el desarr#ll# de c#mida rearada+ c#m# carne( sta uede ser li#5li%ada , trans&#rmada en un material de aariencia es#n0#sa 1ue cuand# es rec#nstituid# al agregar agua+ tiene muc-# de la aariencia , sa$#r del material #riginal( P#r *ltim# menci#narem#s la alicaci!n en la trans#rtaci!n de "erduras+ las cuales se en&rían mediante un sistema de en&riamient#



al "ací#+ r#duciend# la r)ida e"a#raci!n de e1ue2as cantidades de agua c#n el 5n de e"itar su r#nta desc#m#sici!n durante el trans#rte algun#s e0eml#s de "erduras 1ue se s#meten a este r#ces# s#n@ esinacas+ lec-ugas , re#ll#(

>UE SIGNIFICA ESPACIO DE CABE&A. Es el "#lumen #cuad# en un en"ase -erm'tic# es la arte m)s im#rtante del sistema c#ntenid#reciiente n#s a,uda a &acilitar el me%clad#a,udar a la trans&erencia de cal#r (En aliment#s )cid#s d#nde -a, c#rr#si!n este esaci# es #cuad# #r el -idr#gen# e"itand# el#si#nes "i#lentas+ ermite la eansi!n de aliment#s , el $ur$u0e# de lí1uid# c#nser"and# ar#mas , sa$#res(

GIGLIOHRAFIA@ &. C .López Dlonso, $. $orres Kapata y . Dntolin iraldo #2'&&* realizado por el Laboratorio de "rocesos uímicos de )DC$BF. 1isponible en< !ttp
!ttp
Fec!a de consulta< &3H'AH2'&O. ?. )oronado, 9 y =ilario, C #2''&*.0ELD5;CD)BPI Editorial )EB1. Lima Q "er+. 3. 1isponible en !ttp
ANEOS Pa!a e$ 4a$an8e 'e ene!g?a

El calor especifico del agua a 6J)>


4,202

k ! % !g

1E IE)$DC0.


&C'()(O =& *+,+(O −&C'()(O PO- ','CT+- = &*+,+(O PO-' +*/+ −mnectar ×Ce nectar × ( T equilibrio−T nectar ) = magua ×Ce agua × ( T equilibrio−T agua )

Cenectar =

magua ×Ce agua × ( T equilibrio−T agua ) −m nectar × ( T equilibrio−T nectar )

 × ( 23 −5 ) 0C g0C −5260 g× ( 23− 89 ) 0C

3500 g × 4.202

Cenectar =

Cenectar =

4011 5260

Cenectar = 0.7625

! !g !

6a""ando "a presión de ac$o de" pri4er néctar: "rimero !allamos la presión absoluta< P|1|= Pman 1+ P atm

P|1|=113+ 520 P|1|=633 mmHg

Luego !allaremos la presión de vacío< P$ac 1= Patm− P|1| P$ac 1= 520− 633

P$ac 1=−113 mmHg

6a""ando "a presión de ac$o de" tercer néctar: =allando la presión absoluta<



P|2|= Pman 2+ P atm P|1|=79 + 520 P|1|=599 mmHg

=alland la presión de vacío< P$ac 2= Patm − P|2| P$ac 2= 520− 599

P$ac 2=−79 mmHg

6a""ando "a presión de ac$o de" pri4er néctar: "rimero !allamos la presión absoluta< P|1|= Pman 1+ P atm

P|1|=35 + 520 P|1|=555 mmHg

Luego !allaremos la presión de vacío< P$ac 1= Patm− P|1| P$ac 1= 520− 555

P$ac 1=−35 mmHg



FOTOS Se$e88#5na! !ta2

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N@8ta! 5!Ha'5 e$ 1a8#3

M#'#en'5 $a ;!e2#3n 'e 1a8?5 'e$ n@8ta!




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