Deshidratacion del Tomate “Industria Venado” MATERIA: TERMOQUIMICA DOCENTE: ING. NANCY ABARCA Integrantes: Mauricio Gonzales Jean Franco Mercado Brahian Moreno 18/06/2018-SANTA CRUZ DE LA SIERRA INTRODUCCIÓN Muchas hortalizas son cultivos estacionales, abundan en determinados períodos del año, y no pueden obtenerse con facilidad en otras épocas; entonces, resulta necesario recurrir a técnicas de conservación que comprende diferentes tratamientos como: Calor: escaldado, cocción, enlatado. Reducción del contenido de humedad: Deshidratación, osmosis, congelación. Utilizando estas técnicas, se demuestra que la deshidratación puede presentar grandes ventajas como la conservación, el costo de transporte, pero también presenta algunas desventajas como la baja calidad nutritiva, falta de vitaminas, disminución de proteínas y características físicas. Para el desarrollo del proyecto se establecio los siguientes objetivos: 1. OBJETIVOS 1.1. Objetivos Generales Utilizar la técnica de deshidratación por contacto directo, con un n secador de rodillos giratorios para la obtención del tomate deshidratado. Disminuir la cantidad de agua de los alimentos 1.2. Objetivos Específicos Realizar el proceso de deshidratación del tomate. Calcular el balance de materia y energia. Determinar la cantidad de humedad relativa del tomate. Determinar el grado de madurez apropiado del tomate para el proceso de secado. Establecer el tiempo de secado óptimo que permita obtener un producto de buena calidad. Estudiar las variaciones fisicoquímicas por efecto del tratamiento. 2. MARCO TEORICO Solanum lycopersicum, conocido comúnmente como tomate, tomatera o jitomate, es una especie de planta herbácea del género Solanum de la familia Solanaceae; es nativa de Centro y Sudamérica y su uso como comida se habría originado en México hace unos 2500 años.5 El nombre proviene de la palabra náhuatl tomatl. PROPIEDADES Calorías 17 kcal Proteínas 1,1 g Hidratos de carbono 2,9 g Grasas totales 0,2 g Colesterol 0 mg Vitaminas Minerales Vitamina A 133 ug Potasio 297 mg Vitamina B1 0,06 mg Calcio 13 mg Vitamina B2 0,04 mg Fósforo 27 mg Vitamina C 24 mg Magnesio 20 mg Vitamina E 0,8 mg Hierro 0,5 mg CARACTETRISTICAS COMPOSICION Componente Porcentaje Minerales mg/100 gr. Cáscara 9.7 Fósforo 20.6 Pulpa 68.4 Sodio 6.3 Semilla 4.7 Potasio 171.5 Humedad 93.5 Hierro 2.8 Extracto etéreo 0.06 Cobre 6.14 Fibra 0.66 Proteína bruta 0.65 Azúcar total 5.4 Azucares reductores 4.16 Cenizas 0.31 DESHIDRATACION Deshidratación: Es la operación por medio de la cual la actividad del agua de los alimentos es disminuida por remoción de casi toda el agua que normalmente esta presente, a través de vaporización o sublimación. La deshidratación de alimentos determina una reducción del peso y normalmente también del volumen por unidad de valor alimenticio e incrementa la vida útil de los productos deshidratados en comparación con los correspondientes al alimento fresco. Los alimentos son sistemas complejos, compuestos de: proteínas, grasas, carbohidratos vitaminas, enzimas, sales inorgánicas y el agua se encuentra integrada a todos estos constituyentes. En el proceso de deshidratación se aplican de la termodinámica como la transferencia de calor y masa. Para poder utilizar estos dispositivos deshidratadores se debe tener saber las especificaciones y propiedades térmicas para saber si el alimento puede soportar. Uno de los parámetros más importantes en la deshidratación de alimentos es la condición de equilibrio, que establece un limite al proceso. SISTEMAS DE DESHIDRATACIÓN Y EQUIPOS La selección de la técnica para la deshidratación depende del tipo de alimento y los costos del proceso. Se tienen las siguientes técnicas de deshidratación: • Deshidratación con aire caliente • Deshidratación por contacto con una superficie caliente • Deshidratación por aplicación de energía de una fuente radiante de microondas dieléctricas. • Liofílización. 2.3.1 Deshidratación con aire caliente En este proceso se presenta una trasferencia de calor por convección y un contacto directo de la sustancia con el aire caliente en el cual tiene lugar la evaporación (Manual del Ingeniero Químico, 1986 ). Para que el proceso de secado se realice de forma eficiente se requiere establecer las condiciones básicas del proceso como son: Temperatura, humedad relativa del aire de secado, flujo de aire y tamaño y forma del producto.(Domínguez, 1989, 3) Temperatura del aire de secado: Constituye un parámetro básico en el proceso de deshidratación con aire caliente. El incremento de la temperatura aumenta la difixsividad del agua, dentro del producto, acelerando de esta forma el proceso. Pero no se debe tener un excesivo incremento de la temperatura, porque esto provoca deterioro de la calidad del producto debido a que se pueden presentar reacciones de apareamiento, formación de costra superficial, gelatinización de los productos que presentan alto contenido de almidones, pérdida de compuestos volátiles. La temperatura depende de las características de cada producto (3) Flujo de aire: El tiempo de secado depende de la cantidad de aire que pase a través del producto. Por esto una vez se establezcan las características sicrométricas del aire de secado, se debe establecer el flujo de aire. Lo mejor es establecer la cantidad de producto que se quiere secar por unidad de tiempo y dimensionar el flujo de aire que se requiere para tal fin. (6) ACTIVIDAD DEL AGUA La actividad del agua (aw), puede definirse como la relación entre la presión de vapor de agua del alimento y la presión de vapor de agua pura a la misma temperatura. Según Rockland y Beuchat 1987, el agua ejerce influencia sobre las reacciones química en los alimentos de diferentes maneras: Actúa como reactivo: Ej. en la hidrólisis de la sacarosa. Actúa como solvente disminuyendo la velocidad de las reacciones. Cambia la movilidad de los reactivos por efecto de la viscosidad. Puede formar puentes de hidrógeno o complejos con los reactantes. Otros factores que influyen en la actividad del agua necesaria son el PH, potencial oxido-reducción y sustancias antimicrobianas naturales o artificiales. Proceso de Deshidratacion del Tomate En este proceso de deshidratación se debe sacar la pulpa sin semillas , el tomate debe estar maduro, sano y de muy buena calidad. Materias primas e ingredientes: -tomates -azúcar -metabisulfito de sodio. Proceso General de Deshidratación 1) Lavado y selección de tomates 2) Cortado: se eliminan los pedúnculos de los tomates y luego se cortan 3) Separador de semillas: las semillas se pueden separar con la ayuda de un colador. 4) Escaldado: Los trozos del tomate se hierven con agua y azúcar durantes un par de minutos para que no se pierda las propiedades osmóticas en el tomate. 5) Enfriamiento: se colocan al medio ambiente para evitar el exceso de ablandamiento. 6) Sulfatación: evita la aparición de otros colores manteniendo el color rojo del tomate, los trozos se sumergen en una solución de meta bisulfito de sodio preparada. 7) Escurrido y acomodo: Los trozos se escurren y se disponen en las bandejas que tengan mallas plásticas o de acero inoxidable para el ingreso al secador 8) Secador: la temperatura del aire debe estar entre 45C Y 65C, y finaliza cuando todos los trozos queden duros. 9) Enfriado y empaque: Se deja en temperatura ambiente para poder enfriar y luego se empacan en vidrios o plásticos a. Diagrama de flujo Materia prima (Tomate) Descargado Piscina de lavado Mesa de clasificacion con elevador Picadora o cortadora Extracción y refinación (Mediante tamizado de separación) Tanque colector del jugo refinado Evaporador continuo Tanque de colector de pasta de tomate Esterilizador de pasta de tomate Llenado en bolsas antisépticas 2. MAQUINARIA Y EQUIPO. ÍTEMS. Piscina recepción. Horca elevadora. Tanque de lavado. Mesa clasificadora con elevador. Cortador o tajador. Precalentador. Tamizadora Tanque colector para el jugo refinado. Evaporador. Tanque colector de pasta. Esterilizador de pasta. Embazadora. Cámara de frio. Torre de enfriamiento. Caldero. Transformador N° de máquinas. 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1 1 BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA - - BM alrededor del Sistema 𝑚𝑒 = 𝑚𝑠 𝑚1𝐴𝑖𝑟𝑒 + 𝑚3𝑇𝑜𝑚𝑎𝑡𝑒 = 𝑚4𝑎𝑖𝑟𝑒𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑜 + 𝑚5𝑇𝑜𝑚𝑎𝑡𝑒 BM en el Intercambiador de Calor 𝑚1𝐴𝑖𝑟𝑒 = 𝑚2𝐴𝑖𝑟𝑒 BM alrededor del Evaporador 𝑚2𝐴𝑖𝑟𝑒 + 𝑚3𝑇𝑜𝑚𝑎𝑡𝑒 = 𝑚4𝑎𝑖𝑟𝑒𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑜 + 𝑚5𝑇𝑜𝑚𝑎𝑡𝑒 𝑚4𝑎𝑖𝑟𝑒𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑜 = 𝑚𝐴𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 + 𝑚𝐸𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟𝑎𝑑𝑎 2.1. Balance de Energía - Balance General 𝑄 = (𝑚5𝑇𝑜𝑚𝑎𝑡𝑒 − 𝑚3𝑇𝑜𝑚𝑎𝑡𝑒 ) ∗ 𝐶𝑝 ∗ ∆𝑇 − (𝑚4𝐴𝑖𝑟𝑒 ∗ 𝐻𝑆𝐹 − 𝑚1𝐴𝑖𝑟𝑒 ∗ 𝐻𝑆𝑖 ) DATOS EXPERIMENTALES DE VENADO PROPIEDADES DEL PRODUCTO TERMINADO PARÁMETRO UNIDADES pH PULPA ENSAYO 1 ENSAYO 2 ENSAYO 3 4,76 4,56 4,65 4,7 ac. cítrico 6,91 1,78 1,77 1,65 Acidez % Vitamina C mg/100 mi 79,58 38,75 49,21 50,12 Azucares % 54,24 15,83 16,25 16,7 % 93,88 11,75 17,91 22,1 0,953 0,4 0,517 0,542 reductores Agua Aw Datos Experimentales Calculo para 4 Tomates Datos Calculados Datos del Tomate 150 Masa evaporada Masa Tomate 370 gr. Masa tomate SIN pulpa 235 gr. Masa con Condimentos Masa Total Calor Especifico 35 gr. 270 gr. 0.95 kcal/kg°C Humedad Relativa 90 % Masa Final Real T inicial T final 98 gr. Humedad Relativa Final Teorica - Humedad Base humeda 0.689098532 Humedad Base Seca 1.443673469 Actividad de agua inicial 0.9 Actividad de Agua Final Teorica 0.79 Actividad de Agua Final Real 0.726734694 Humedad Relativa Final 72.67346939 Real Otros Datos 0.06608 V horno 20 °C 66 °C 79 % Mediciones de Temperaturas de bulbo húmedo y seco N° 1 2 3 Entrada Húmedo 42 Seco 49 Húmedo 34 Seco 46 Húmedo 35 Seco 43 °C °C °C °C °C °C N° 1 2 3 Salida Húmedo Seco Húmedo Seco Húmedo Seco 34 36 33 44 34 42 °C °C °C °C °C °C Datos del Aire de Entrada Temperatura de bulbo Húmedo Temperatura de bulbo Seco T bh 39 °C T bs 42 °C Volumen Especifico Vs 0.96081 m3/kg Humedad Relativa HR 78 % Entalpia Hs mAinicial 0.06877739 kg 158 kj/kg Datos Calculados Datos del Aire de Salida Temperatura de bulbo Húmedo Temperatura de bulbo Seco Datos Calculados T bh 33 °C T bs 35 °C Volumen Especifico Vs 0.916667 m3/kg Humedad Relativa HR 100 % Entalpia Hs 120 kj/kg BALANCE MASICO (sistema) m1+m3=m4+m5 Balance masa organica 0.1*m3=0.75*m5 mAfinal 0.07208943 kg BALANCE ENERGIA Q=(mtf-mti)*Cp*ΔT-(maf*Hsmai*Hs) Q= -3.9754 kcal Masa En la Chimenea m4=mAfinal+mevaporada m4= 0.22258943 ERROR CALCULADO % Error %= Error %= (mteorica-mreal/ mteorica)*100 9.513816 % CONCLUSIONES Encontramos que existe un error relativo de un 9.5 en la parte experimental y parte teorica, este error relativo es por deficiencia que puede a ver en el proceso, una mala calibración o una mala medida de este proceso. Pudimos demostrar las practicas de la termoquímica en estos procesos, como la temperatura bulbo promedio seco y final del sistema. El balance de energía que es negativo por la perdida de humedad y de masa del sistema. ANEXOS.-
