Balance de materia y energía en procesamiento de mermelada de guayaba

[pic 1]

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS

Balances de Masa y Energía

BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA EN PROCESAMIENTO DE MERMELADA DE GUAYABA.

Docente:

Juan Carlos Gomez Daza

Estudiantes:

Tammy Lorena Arango(1929043) Edward Alexander Londoño Hernandez (1924452)

Daniel Andres Estupiñan (1842367) Aura Lizeth Giraldo Cardona (1923437)

Marzo 17 2022

Cali - Colombia.

[pic 2]RESUMEN

En el balance de masa y energía del procesamiento de mermelada de Guayaba se encontró que la proporción de azúcar y guayaba es una proporción de 45/55. Lo cual significa que por cada 45 g de fruta se necesitan 55g de azúcar y el costo de energía por 49,28 Kg de Guayaba es de 0,1141 COP, además de otros datos de masa importante en el proceso son la proporción de azúcar que se va a utilizar es de 0.82 por kg de sólidos del fruto y la humedad con la que el alimento sale del cocedor continuo es de 76%.

INTRODUCCIÓN

En la industria alimentaria uno de los principales objetivos es transformar física o química mediante una serie de operaciones de materias primas de origen agrícola en alimentos aptos para el consumo humano con la menor pérdida posible de cantidad y calidad. Para ello se emplean diversas operaciones y procesos unitarios para alcanzar las transformaciones deseadas. Estos procesos pueden ser como el mezclado, transferencia de calor, transferencia de masa, transporte de fluidos y sólidos, tamizado, secado, evaporación etc.

Los balances de materia y energía son una herramienta más importante que cuenta la ingeniería de procesos y se utilizan para contabilizar los flujos de materia y energía entre un determinado proceso industrial y los alrededores o entre las distintas operaciones que lo integran (García, 2015).

OBJETIVO

• Aplicar los conocimientos adquiridos en el curso de Balance de materia y energía
• Optimizar el procesos de la elaboración de mermelada de guayaba con un enfoque económico[pic 3]
• Conocer los requerimientos de materias primas en el proceso de elaboración de la mermelada de guayaba
• Conocer los requerimientos energéticos para la elaboración de la mermelada de guayaba
• Conocer los costos particulares y finales de la producción

Materia prima para la elaboración de mermelada de Guayaba.

-Guayaba: La fruta que entra a proceso debe estar libre de golpes o partes podridas y que el grado de madurez debe ser el adecuado.

-Azúcar: Se utiliza para conservar el producto y aumentar los azúcares.

-Pectina: Funciona como espesante natural, que al unirse con el azúcar y los ácidos de la fruta forma geles, textura y brillo en el producto final.

Diagrama de flujo para la elaboración de mermelada de Guayaba.

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BALANCE DE MATERIA

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Problema

La concentración inicial de la guayaba promedio ≈ 80% agua 20% sólidos. El proceso de selección tiene una pérdida aleatoria del alimento suponiendo que la pérdida es del 1% el valor de f1=1010.10 kg/h base de cálculo, el producto final deseado debe contener 65% de sólidos, la adición de pectina lo afecta la concentración de sólidos.

F2= F1*(0.01) =10.10 F3= F1-F2=1000 kg

El tanque de lavado posee 1m3 de agua inicial, cada día se cambia este. Los alimentos absorben un 3% de humedad en el lavado.[pic 6]

zz

F5=F5*X hum+ F5*X sol        X hum= X hum+(0.03) =0.03+0.80=0.83 X sol=1-

5        5        5        1        5

X hum=1-0.83=0.17[pic 7]

F5*X sol =F3 *X sol=1000*0.2=200kg F4= F5-F3=1176.47-1000=176.47kg F5=F6[pic 8]

• La humedad con la que el alimento sale del cocedor continuo es de 76% F8=F8*X hum+ F8*X sol  F8*X sol =F6  *X sol=200kg        X sol=1- X hum=1-0.76=0.24 F7= ….                F13=(F6-F8) +F7= (1176.47-833.333) + F7=[pic 9]
• Las propiedades de la pulpa deben tener 84.3% de humedad, se desprecia la humedad perdida en la despulpadora ya que es mínima.

X sol=1-X hum=1-0.843=0.157[pic 10]

F10*X hum =F8 *X hum=0.76*833.333=633.333kg F9=F8-F10=833.333-751.285=82.048kg[pic 11]

• Ya que la guayaba tiene ácidos orgánicos no se adhieren más.

F12=F12*0.65+F12*0.35

• La proporción de azúcar que se va a utilizar es de 0.82 por kg de sólidos del fruto F11=F11* X azucar+F11*X pectina = F11*1+F11*0[pic 12]

F11=0.82*(751.285*0.157) =92.86 kg azúcar

F12*X  sol= 92.86+113.24=206.098        Despejando        F12=206.098        /        X

sol        F12=206.098        /

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