UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Campus Santo Domingo de los Colorados
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
Escuela de Ingeniería Agroindustrial
Tesis previa la obtención del título de
INGENIERO AGROINDUSTRIAL
OBTENCIÓN DE CEREAL A PARTIR DE FRUTA DE PAN (Artocarpus altilis)
SABORIZADO CON CHOCOLATE.
Estudiante LUIS ALBERTO VILLAVICENCIO BERMUDEZ
Director de tesis
Ing. Alejandro Bermúdez
Santo Domingo de los Colorados – Ecuador Diciembre, 2008
OBTENCIÓN DE CEREAL A PARTIR DE FRUTA DE PAN (Artocarpus altilis)
SABORIZADO CON CHOCOLATE.
Ing. Alejandro Bermúdez DIRECTOR DE TESIS ____________________________
APROBADO PRESIDENTE DEL TRIBUNAL ____________________________ MIEMBRO DEL TRIBUNAL ____________________________ MIEMBRO DEL TRIBUNAL ____________________________ Santo Domingo de los Colorados..................................de....................................del 2009
Del contenido del presente trabajo se responsabiliza el autor
_______________________________
Luis Alberto Villavicencio Bermúdez
Autor: Luis Alberto Villavicencio Bermúdez Institución: Universidad Tecnológica Equinoccial Título de tesis: OBTENCIÓN DE CEREAL A PARTIR DE FRUTA DE PAN
(Artocarpus altilis) SABORIZADO CON CHOCOLATE.
Fecha: Marzo – Diciembre 2008
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Campus Santo Domingo de los Colorados
ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
INFORME DEL DIRECTOR DE TESIS
Santo Domingo de los Colorados, Ingeniero Daniel Anzules COORDINADOR DE LA ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
Presente.
Mediante el presente, informo a usted que el señor Villavicencio Bermúdez Luis
Alberto, ha cumplido con los requisitos pertinentes para la elaboración de la tesis de
grado que lleva de título “OBTENCIÓN DE CEREAL A PARTIR DE FRUTA DE PAN
(Artocarpus altilis) SABORIZADO CON CHOCOLATE. ”, por lo tanto, la tesis esta lista
para ser entregada y publicada.
Particular que le comunico para los fines consiguientes.
Atentamente,
Ing. Alejandro Bermúdez.
DIRECTOR DE TESIS
DEDICATORIA
A DIOS por permitir que esté vivo en estos momentos y dejarme finalizar unos de mis
objetivos en esta vida como es el terminar mi carrera universitaria, a mi padre Luis
Villavicencio por que en cada momento de la vida creyó ciegamente en mí y me dio
todo el apoyo que estuvo en sus manos para que mis estudios de escuela, colegio y
universidad sean una experiencia que me sirviera verdaderamente en la vida; a mi
madre María Marlene Bermúdez que cada día de su vida se ha preocupado y esmerado
por darme todas las facilidades para que me desenvuelva de la mejor manera en el
camino en que me encuentre, a mis hermanas Mercedes y Miriam quienes siempre a
estado presente en todo momento para darme ánimos y seguir estudiando a lo largo de
todo este tiempo. Gracias a ese pequeño núcleo familiar que han estado siempre para
apoyarme y sé que estaremos para contar el uno con el otro siempre.
Gracias de todo corazón.
Luis Alberto Villavicencio Bermúdez
Agradecimiento
Sin él no existiría; él fue quien me dio la vida, el que me permitió conocer las
maravillas de este mundo, aquel que me dio la oportunidad de disfrutar su amor
agradezco a Dios a mi familia, por su apoyo, confianza que siempre supieron brindarme
su apoyo y que ahora esta reflejada en esta tesis.
De manera especial a aquella persona que supo brindarme su amor, respeto y confianza,
sobre todo que siempre estuvo animándome, dándome fuerzas, para seguir estudiando y
en el desarrollo de mi tesis, de corazón muchas gracias por haber llegado a mi vida .......
Gabriela.
A esos dos buenos amigos que encontré en el camino y que supieron ser buenas
personas durante estos cinco años, aquellos que siempre supieron brindarme su amistad
en los momentos que necesite Darwin y Patricio. Gracias por su amistad y confianza.
A los ingenieros , Alejandro Bermúdez , Daniel Anzules , Elsa Burbano, y por ser las
personas que me ofrecieron sus conocimientos durante todo este lapso de tiempo y que
de manera especial supieron aportar un granito de arena el mismo que me permitió
culminar mi trabajo..........Gracias.
vii
1.1
1.1.1
1.1.2
1.1.3
1.1.4
1.1.5
1.2
1.3
1.4
1.5
1.5.1
1.5.2
1.6
1.7
1.7.1
1.7.2
1.8
1.8.1
1.8.2
ÍNDICE
Portada-------------------------------------------------------------------------------------
Hoja de sustentación y aprobación de los integrantes del tribunal----------------
Hoja de responsabilidad del autor-----------------------------------------------------
Informe de aprobación del director del plan de titulación--------------------------
Dedicatoria--------------------------------------------------------------------------------
Agradecimiento--------------------------------------------------------------------------
Índice--------------------------------------------------------------------------------------
Resumen-----------------------------------------------------------------------------------
Sumary------------------------------------------------------------------------------------
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
Antecedentes--------------------------------------------------------------------
Antecedentes históricos-------------------------------------------------------
Antecedentes científicos ------------------------------------------------------
Antecedentes prácticos--------------------------------------------------------
Importancia del estudio-------------------------------------------------------
Situación actual del tema de investigación---------------------------------
Limitaciones del estudio------------------------------------------------------
Alcance del trabajo------------------------------------------------------------
Objeto de estudio---------------------------------------------------------------
Objetivos------------------------------------------------------------------------
Objetivo general del estudio--------------------------------------------------
Objetivos específicos----------------------------------------------------------
Justificación---------------------------------------------------------------------
Hipótesis o idea a defender del estudio-------------------------------------
Hipótesis alternativa-----------------------------------------------------------
Hipótesis nula------------------------------------------------------------------
Aspectos metodológicos del estudio----------------------------------------
Ubicación-----------------------------------------------------------------------
Diseño de la investigación----------------------------------------------------
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
xvi
xvii
1
1
2
2
2
3
3
3
3
4
4
4
4
5
5
5
6
6
6
viii
1.8.3
1.8.4
1.9
Métodos de investigación-----------------------------------------------------
Fuentes y técnicas de investigación-----------------------------------------
Población y muestra-----------------------------------------------------------
7
7
8
2.1
2.1.1
2.1.1.1
2.1.1.2
2.11.2.1.
2.11.2.2.
2.11.2.3.
2.11.2.4.
2.1.2
2.1.3
2.1.3.1
2.1.3.2
2.1.4
2.1.4.1
2.1.4.2
2.1.5
2.1.6
2.1.6.1
2.1.6.2
2.1.6.3
2.1.6.4
2.1.6.5
2.1.6.6
2.1.7
2.2
CAPÍTULO II
MARCO DE REFERENCIA
fruta de pan--------------------------------------------------------------------
Características taxonómica y botánicas----------------------------------
Características taxonómicas------------------------------------------------
Características botánicas----------------------------------------------------
Las hojas-----------------------------------------------------------------------
Las Flores---------------------------------------------------------------------
Los Frutos---------------------------------------------------------------------
Las Semillas-------------------------------------------------------------------
Requerimientos de clima y suelo-------------------------------------------
Siembra y cosecha-----------------------------------------------------------
Siembra------------------------------------------------------------------------
Cosecha------------------------------------------------------------------------
Composición química y valor nutritivo-----------------------------------
Composición química--------------------------------------------------------
Valor nutritivo----------------------------------------------------------------
Componentes activos--------------------------------------------------------
Principales usos de la fruta de pan-----------------------------------------
Abono--------------------------------------------------------------------------
Estabilización de suelo------------------------------------------------------
Jardines------------------------------------------------------------------------
Refugio de animales---------------------------------------------------------
Ornamento--------------------------------------------------------------------
Frutos--------------------------------------------------------------------------
Mercado local de la fruta de pan-------------------------------------------
Efectos de las altas temperaturas de deshidratación en los alimentos-
9
10
10
10
11
11
12
13
13
14
14
16
16
17
17
18
18
18
18
19
19
19
19
19
19
ix
2.2.1
2.2.2
2.3
2.3.1
2.3.2
2.3.2.1
2.3.2.2
2.4
2.4.1
2.4.2.
2.4.3.
2.5
2.5.1
2.5.7.
2.6
2.6.1.
2.6.1.1.
2.6.1.2.
2.6.1.3.
2.6.3.
2.7
2.7.1
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.2
3.2.1
3.2.2
Problemas técnicos de la deshidratación------------------------------------
Empaque de los alimentos deshidratados-----------------------------------
Cereales-------------------------------------------------------------------------
Características------------------------------------------------------------------
M/P para la elaboración del cereal Saborizado con chocolate-----------
Azúcar---------------------------------------------------------------------------
Chocolate-----------------------------------------------------------------------
Operaciones unitarias que intervienen en el proceso----------------------
Deshidratación o secado------------------------------------------------------
Transferencia de calor en el secado-----------------------------------------
Velocidad de secado-----------------------------------------------------------
Tipos de secadores-------------------------------------------------------------
Secadores de bandejas---------------------------------------------------------
Rendimiento del secador------------------------------------------------------
Molienda------------------------------------------------------------------------
Clasificación de la maquinaria de trituración y molienda----------------
Trituradores bastos-------------------------------------------------------------
Intermedios---------------------------------------------------------------------
Molinos finos-------------------------------------------------------------------
Molinos de frotamiento por discos------------------------------------------
Mezclado------------------------------------------------------------------------
Mezclador de hélices----------------------------------------------------------
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
Diseño o tipo de investigación-----------------------------------------------
Experimental-------------------------------------------------------------------
Relacional------------------------------------------------------------------------
No observacional---------------------------------------------------------------
Método de investigación-------------------------------------------------------
Método de síntesis--------------------------------------------------------------
Método inductivo---------------------------------------------------------------
20
21
21
21
22
22
23
25
25
25
26
27
28
29
30
30
30
30
31
31
34
34
36
36
36
36
37
37
37
x
3.2.3
3.3
3.4
3.4.1.
3.4.2.
3.4.3.
3.4.4.
3.4.5.
3.4.6
3.4.6.1
3.4.6.2
3.4.6.3
3.4.6.4
3.4.6.5
3.4.6.6
3.4.6.7
3.4.6.8
3.4.6.9
3.4.6.10
3.4.6.11
3.6.
3.6.1.
3.6.2 .
3.6.3
3.7
3.7.1
3.7.2
3.7.3
3.7.4
Método estadístico-------------------------------------------------------------
Fuentes y técnicas de investigación-----------------------------------------
Materiales, equipos, Reactivos y materia prima---------------------------
Materiales-----------------------------------------------------------------------
Equipos--------------------------------------------------------------------------
Reactivos Utilizados-----------------------------------------------------------
Materias primas utilizadas----------------------------------------------------
Diagrama de flujo cualitativo para la elaboración de cereal de fruta de
pan-------------------------------------------------------------------------------
Descripción del proceso-------------------------------------------------------
Recepción-----------------------------------------------------------------------
Despulpado---------------------------------------------------------------------
Selección de semillas----------------------------------------------------------
Lavado---------------------------------------------------------------------------
Cocción--------------------------------------------------------------------------
Pelado----------------------------------------------------------------------------
Molienda------------------------------------------------------------------------
Primer secado-------------------------------------------------------------------
Mezclado------------------------------------------------------------------------
Segundo secado----------------------------------------------------------------
Empacado-----------------------------------------------------------------------
Análisis bromatológico--------------------------------------------------------
Análisis químico---------------------------------------------------------------
Análisis físico o sensorial-----------------------------------------------------
Análisis microbiológico del cereal de fruta de pan saborizado con
chocolate------------------------------------------------------------------------
Diseño experimental-----------------------------------------------------------
Determinación del mejor tratamiento---------------------------------------
Factores y niveles de estudio-------------------------------------------------
Combinación de tratamientos------------------------------------------------
Resultados de los análisis realizados----------------------------------------
37
37
38
38
38
39
39
40
41
41
41
41
42
42
42
42
43
43
44
44
45
46
46
46
47
47
47
48
49
xi
3.8.2
4.1
4.1.1
4.1.1.1
4.1.1.2
4.1.1.3
4.1.1.4
4.1.2
4.2
4.2.1
4.2.2
4.3
4.3.1
4.3.1.1
4.3.1.2
4.3.1.3
4.3.1.4
4.3.2
4.3.2.1
4.3.2.2
4.3.2.3
Determinación de la mejor formulación-----------------------------------
CAPITULO IV
CÁLCULOS, RESULTADOS Y DISCUSIONES
Análisis de las encuestas-----------------------------------------------------
Tabulación y gráfica de información de las encuestas-------------------
Olor-----------------------------------------------------------------------------
Color----------------------------------------------------------------------------
Sabor----------------------------------------------------------------------------
Textura-------------------------------------------------------------------------
Elección de la mejor formulación de cereal de fruta de pan
saborizado con chocolate----------------------------------------------------
Diagrama de flujo cuantitativo para la elaboración de cereal de fruta
de pan saborizado con chocolate nivel de laboratorio ----------------
Diagrama de flujo cuantitativo para la elaboración de cereal de fruta
de pan saborizado con chocolate a nivel piloto---------------------------
Balance de materia a nivel piloto para la obtención de cereal de fruta
de pan saborizada con chocolate--------------------------------------------
Balance de energía en el secado a nivel de laboratorio------------------
Cálculo del coeficiente total de transferencia de calor a nivel de
laboratorio---------------------------------------------------------------------
Cantidad de calor teórico experimental------------------------------------
Calor práctico que absorbe el producto------------------------------------
Calor total de las paredes----------------------------------------------------
Eficiencia del secado---------------------------------------------------------
Curva de secado---------------------------------------------------------------
Pérdida de humedad total----------------------------------------------------
Contenido de humedad-------------------------------------------------------
Velocidad de secado----------------------------------------------------------
58
58
58
59
60
61
62
63
63
64
65
70
71
71
71
72
77
78
80
80
80
3.8
Formulaciones para determinar la mejor combinación de porcentaje
entre cereal de fruta de pan y chocolate aplicado el mejor tratamiento-
57
xii
4.4
4.4.1
4.4.2
4.4.2.1
4.4.2.2
4.4.3
4.5
4.5.1
4.5.2
4.5.3
4.5.4
4.6
4.6.1
4.6.2
5.1
5.2
1
2
3
Diseño del secador------------------------------------------------------------
Área de transferencia de calor a nivel piloto------------------------------
Flujo másico de aire-----------------------------------------------------------
Cálculo de la humedad absoluta del aire que ingresa Wc----------------
Cálculo de la humedad absoluta del aire que sale Wd-------------------
Cantidad de calor total del secador-----------------------------------------
Diseño del molino a nivel de planta piloto---------------------------------
Cálculo de la potencia del motor--------------------------------------------
Datos del molino a nivel de fábrica-----------------------------------------
Cálculo del diámetro del disco de frotamiento del molino--------------
Cálculo de la potencia del molino-------------------------------------------
Diseño del mezclador a nivel de planta piloto-----------------------------
Calculo de la potencia del agitador-----------------------------------------
Diseño del secador, mezclador, molino------------------------------------
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones------------------------------------------------------------------
Recomendaciones------------------------------------------------------------
BIBLIOGRAFIA-------------------------------------------------------------
ANEXOS----------------------------------------------------------------------
ÍNDICE DEL DISEÑO DE EQUIPOS
Diseño del secador de bandejas--------------------------------------------
Diseño de una mezcladora--------------------------------------------------
Diseño del molino de frotamiento por discos----------------------------
83
83
84
84
84
85
86
86
86
87
87
87
89
90
93
94
95
97
99
100
101
xiii
Cuadro 1.
Cuadro 2.
Cuadro 3.
Cuadro 4.
Cuadro 5.
Cuadro 6.
Cuadro 7.
Cuadro 8.
Cuadro 9.
Cuadro 10.
Cuadro 11.
Cuadro 12.
Cuadro 13.
Cuadro 14.
Cuadro 15.
Cuadro 16.
Cuadro 17.
Cuadro 18.
Cuadro 19.
Cuadro 20.
Cuadro 21.
Cuadro 22.
Cuadro 23.
Cuadro 24.
Cuadro 25.
Cuadro 26.
ÍNDICE DE CUADROS
Características taxonómicas de la fruta de pan-----------------------------
Productividad de arboles adultos---------------------------------------------
Productividad de arboles adultos---------------------------------------------
Composición química de la fruta de pan------------------------------------
Composición química del azúcar---------------------------------------------
Tipos de secadores y alimentos en los que se utilizan---------------------
Rendimiento de los molinos de frotamiento por discos------------------
Granulometría de la pasta de fruta de pan-----------------------------------
Parámetros de secado----------------------------------------------------------
Formulaciones para el cereal de fruta de pan saborizado con chocolate
Granulometría del cereal de fruta de pan------------------------------------
Análisis bromatológico de la fruta de pan saborizada con chocolate----
Análisis químico de la fruta de pan saborizada con chocolate------------
Análisis físico y sensorial del cereal fruta de pan saborizada con
chocolate --------------------------------------------------------------------------
Análisis microbiológico de la fruta de pan saborizada con chocolate---
Factores y niveles de estudio--------------------------------------------------
Combinación de tratamientos-------------------------------------------------
Datos para el diseño experimental-------------------------------------------
Diseño de cuadro de calificaciones------------------------------------------
Puntuaciones del olor de cereal-----------------------------------------------
Puntuaciones del color del cereal---------------------------------------------
Puntuaciones del sabor del cereal--------------------------------------------
Puntuaciones de la textura del cereal----------------------------------------
Datos experimentales para la curva de secado-----------------------------
Pérdida de humedad total (XT)-----------------------------------------------
Balance de costos para la obtención de cereal de fruta de pan-----------
10
16
16
17
23
28
33
42
43
44
44
45
45
45
46
47
48
48
48
59
60
61
62
78
80
82
xiv
Tabla 1.
Tabla 2.
Tabla 3.
Tabla 4.
Gráfico 1.
Gráfico 2.
Gráfico 3.
Gráfico 4.
Gráfico 5.
Grafico 6
Gráfico 7.
Grafico8:
Gráfico 9
Gráfico 10.
Grafico 11.
Grafico 12
ÍNDICE DE TABLAS
Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de
humedad en el secado de fruta de pan-----------------------------------------
Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de
Proteína de fruta de pan----------------------------------------------------------
Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de
Grasa de fruta de pan-------------------------------------------------------------
Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de
fibra de fruta de pan--------------------------------------------------------------
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Flores de fruta de pan------------------------------------------------------------
Frutos de fruta de pan-----------------------------------------------------------
Semillas de la fruta de pan------------------------------------------------------
Germinación de semilla----------------------------------------------------------
Velocidad de secado--------------------------------------------------------------
Esquema de un secador de bandejas-------------------------------------------
Molino de frotamiento de doble impulsor-------------------------------------
Esquema de un mezclador de hélice-------------------------------------------
Resultado estadístico sobre el olor del cereal de fruta de pan saborizado
con chocolate----------------------------------------------------------------------
Resultado estadístico sobre el color del cereal de fruta de pan
saborizado con chocolate--------------------------------------------------------
Resultado estadístico sobre el sabor del cereal de fruta de pan
saborizado con chocolate--------------------------------------------------------
Resultado estadístico sobre textura del cereal de fruta de pan saborizado
con chocolate----------------------------------------------------------------------
49
51
53
55
12
12
13
14
27
29
32
35
59
60
61
62
xv
Grafico 13.
Grafico 14.
Anexo 1.
Anexo 2.
Anexo 3.
Anexo 4.
Anexo 5.
Curva de secado------------------------------------------------------------------
Velocidad de secado-------------------------------------------------------------
ÍNDICE DE ANEXOS
Fotografías del proceso de obtención de harina de fruta de pan-----------
Resultados del análisis de minerales y bromatológico del cereal de
fruta de pan saborizado con chocolate---------------------------------------
Resultados del análisis microbiológico del cereal de fruta de pan
saborizado con chocolate-------------------------------------------------------
Encuesta de aceptación del cereal de fruta de pan saborizado con
chocolate--------------------------------------------------------------------------
Normas INEN para los granos y cereales-------------------------------------
81
81
97
99
100
101
102
xvi
RESUMEN
El presente trabajo proyecta el proceso detallado de la elaboración del producto
“obtención de cereal a partir de fruta de pan (artocarpus altilis) saborizado con
chocolate.” cuya característica principal es ser un producto deshidratado en base a la
fruta de pan , el cual se lo elaboró en las instalaciones de la Universidad Tecnológica
Equinoccial Campus Santo Domingo de los Tsáchilas.
La fruta de pan es un alimento energético con un porcentaje alto de carbohidratos (20 a
35%), rico en calcio, hierro, fósforo y vitaminas C y B. Puede comerse frito, tostado o
hervido. Su nombre obedece a que reemplaza al pan en los desayunos, en especial en
las poblaciones costeras del Ecuador.
Esta investigación inicia con la caracterización de la composición del cereal de fruta de
pan, se emplearon tres tiempos y temperaturas de secado: 60ºC*2h, 70ºC*3h, 80ºC*4h ;
y la cantidad de chocolate se la determino realizando una encuesta, para determinar si
el tiempo y temperatura de secado están influenciando en la composición
bromatológica del cereal de fruta de pan se realizo el diseño experimental
correspondiente. Los resultados de la encuesta de la cantidad de chocolate que debe
llevar el cereal, dio como resultado: 60% de cereal de fruta de pan , 20% de chocolate,
20% de azúcar; y de acuerdo a los resultados del diseño experimental se de utilizar una
temperatura de 80ºC y un tiempo de 2 horas de esta forma se conservan los valores
nutritivos del producto final.
Adicionalmente a esto se diseñaron los equipos para la elaboración de cereal de fruta de
pan saborizado con chocolate , estos son: un secador de bandejas, un molino de
frotamiento por discos y un mezclador; así como también se realizaron los balances de
materia y energía para la obtención de la harina de fruta de pan .
xvii
SUMARY
This paper projects the detailed process of making the product "cereal fruit bread
flavored with chocolate" whose main characteristic is to be a product based on dried
fruit bread flour, which is produced in plants Campus Equinoccial Technological
University of Santo Domingo Tsáchilas.
The breadfruit is an energy food with a high percentage of carbohydrates (20 to 35%),
rich in calcium, iron, phosphorus and vitamins C and B. They can be eaten fried, roasted
or boiled. Its name reflects that replaces the bread at breakfast, especially in the coastal
towns of Ecuador.
This research begins with the characterization of the composition of the meal
Fruit bread flour is used three times, drying temperatures of 60 º C * 2h, 70 ° C * 3h,
4h * 80 ° C and the amount of chocolate is determined by conducting a survey,
to determine if the time-temperature and amount of chocolate are influencing the
composition of the flour for bread and fruit of the survey results on the amount of
chocolate to bring the cereal, which resulted in using 80 º C and 20 * 4h % chocolate
preserve and enhance the nutritional value of the product, so this would be the right
temperature to dry the bread fruit and the best percentage of chocolate.
In addition to this equipment is designed for the manufacture of chips fruit bread
flavored with chocolate, these are: a tray dryer, a mill friction discs and a mixer, as well
as balance sheets were made of matter and energy obtaining the fruit of bread flour.
Finally the conclusions and recommendations are to be collected to the period of
testing.
1
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
1.1. Antecedentes
1.1.1 Antecedentes históricos.
Cuando se hace relación a los árboles que son una verdadera fuente de vida, se tiene que
incluir, necesariamente al árbol del pan, por su utilidad e importancia como: alimento
humano y animal, planta ornamental, medicinal, protectora de aguas y suelos,
maderable, fuente de fibra, y como origen de tantos otros beneficios que le han dado
visa de residente en muchos de los países tropicales del mundo.
Este frondoso árbol es originario de Indonesia y Polinesia, de donde se ha extendido por
todas las regiones tropicales del mundo. Fue introducido en América tropical, primero
en las Antillas Francesas y más tarde a Jamaica, durante la famosa expedición del
Bounty a finales del siglo XVIII. La expansión hacia los países latinoamericanos del
Convenio Andrés Bello ocurrió a principios del siglo XIX y al África occidental hacia
la mitad de este siglo.
Dentro del contexto de especies promisorias que maneja la organización internacional
intergubernamental del Convenio Andrés Bello cabe perfectamente aquellas que se han
naturalizado en sus países miembros y que presentan potencialidades ecológicas o
económicas dignas de ser tenidas en cuenta para el mejoramiento de la calidad de vida
de la población rural principalmente.
2
1.1.2. Antecedentes científicos.
La proteína de la fruta de pan es del 15 % y posee un buen balance de aminoácidos
esenciales y es particularmente rica en metionina (7.5% por 100 g r de proteína). Se
reporta que la fruta de pan es también rica en calcio, hierro, potasio y fósforo.
Son consumidas en otros países del área andina y de Europa, tiene diferentes usos tanto
en pastelería, panadería además en la elaboración de bebidas (chicha), como también
productos autóctonos por ejemplo cocidas en Ecuador y azadas en Costa Rica.
1.1.3. Antecedentes prácticos
Alrededor del mundo el avance tecnológico ha ido evolucionando rápidamente
provocando estrés, exceso de trabajo y presión constante, todo esto ha llevado a un
cambio en el estilo de vida de las personas, una de estas modificaciones ha sido la
alimentación, es así que se ha buscado la forma de hacer que el desayuno que es la base
primordial de suministro de energía, sea concentrado en un producto fácil de consumir y
rápido de digerir, utilizando el cereal de fruta de pan como uno de los componentes
básicos del mismo.
1.1.4. Importancia del estudio.
En el presente trabajo investigativo se ha considerado la forma de enriquecer y mejorar
el sabor del cereal de fruta de pan con chocolate, es un alimento muy importante que
posee una gran cantidad de proteínas, el chocolate se lo consume de diferentes formas
como sólido, semilíquido y en polvo. El cereal elaborado con chocolate tienen un valor
proteico mucho más alto y un sabor mas agradable a nuestro paladar.
3
Es así que al encontrar la proporción ideal entre la fruta de pan y el chocolate se logrará
mejorar y aumentar el contenido proteico del cereal de fruta de pan, consiguiendo de
esta manera que en el desayuno se consuma una fuente importante de proteína, llenando
las expectativas del consumidor final como son: el sabor, color, crujiencia y olor, entre
las principales.
1.1.5. Situación actual del tema de investigación
En la actualidad no existe ningún producto en el mercado basado en cereal de fruta de
pan, solo se la encuentra cocida en los principales supermercados del país.
1.2. Limitaciones del estudio.
En la elaboración del presente trabajo existen dos limitaciones principales que son la
escasa literatura y la inexistencia de maquinarias específicas para la elaboración de
cereal, lo que ha frenado el desarrollo de la industria de cereales.
1.3. Alcance del trabajo.
El presente trabajo de investigación tiene la finalidad de llegar a los potenciales
consumidores con un producto que satisfaga tanto sus necesidades nutricionales como
también la parte económica, obteniendo así un cereal de fruta de pan saborizadas con
chocolate a bajo costo.
1.4.Objeto del estudio.
En el presente trabajo se estudian el cereal de fruta de pan saborizado con chocolate.
4
1.5.Objetivos.
1.5.1. Objetivo general.
Elaborar cereal de fruta de pan saborizado con chocolate, mediante el estudio de
tiempo y temperatura.
1.5.2. Objetivos específicos.
• Determinar el tiempo y temperatura de secado óptimo para la obtención de cereal
de fruta de pan saborizado con chocolate.
• Determinar la tecnología apropiada para la elaboración de cereal de fruta de pan
saborizado con chocolate.
• Determinar los parámetros óptimos para la elaboración de cereal saborizado con
chocolate mediante pruebas de degustación
• Realizar el diseño del equipo principal para la elaboración de cereal de fruta de
pan saborizado con chocolate.
1.6. Justificación.
La fruta de pan es considerada un alimento energético porque contienen entre un 12%
de proteína y 37% de carbohidratos, son ricos en calcio, hierro, fósforo y niacina, y en
5
vitaminas C y B1.Todas las partes de la planta son utilizadas en la medicina tradicional
del Pacífico y del Caribe, especialmente el látex y las hojas. El látex se emplea contra la
ciática, la diarrea o la disentería; las raíces son purgativas y maceradas, son utilizadas
para usos dermatológicos; finalmente, la hoja se usa para reducir la presión sanguínea y
contra el asma. Los frutos secados se han hecho harina con objeto de sustituir una parte
de la harina de trigo con harina de fruta de pan en la fabricación del pan. La
combinación es más nutritiva que la harina de trigo sola. La harina de la fruta de pan es
mucho más rica que la harina de trigo en lisina y otros aminoácidos esenciales.
Para la elaboración de cereal de fruta de pan saborizadas con chocolate se deberá
considerar varios aspectos como la proporción en la que los dos componentes serán
utilizados y el sabor que será mejorado con la utilización de chocolate. Obteniendo así
un producto con agradables características organolépticas y con un valor nutritivo apto
para complementar la alimentación de los seres humanos.
1.7. Hipótesis del diseño.
1.7.1 Hipótesis alternativa (ho).
El tiempo y temperatura de secado estará influenciando en la obtención de cereal de
calidad a partir de la fruta de pan.
1.7.2. Hipótesis nula (hi)
El tiempo y temperatura de secado no esta influenciando en la obtención de cereal de
calidad a partir de la fruta de pan
6
1.8. Aspectos metodológicos del estudio
1.8.1. Ubicación.
El presente trabajo de investigación se realizará en la Universidad Tecnológica
Equinoccial, campus Santo Domingo, vía Chone margen derecho Km 4 ½ .
1.8.2. Diseño de la investigación
El tipo de investigación es Experimental – Relacional – No observacional.
a) Experimental
Porque el estudio prueba la relación causa – efecto entre las variables para un buen
desarrollo del objetivo planteado en la elaboración del cereal.
b) Relacional
Las variables se relacionan inversamente o directamente entre ellas, mostrando a través
del diseño experimental en donde se expondrá la relación causa-efecto en la obtención
del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate.
c) No observacional
Porque las variables utilizadas en la investigación no solo se observan sino que pueden
ser utilizadas a conveniencia o necesidad.
7
1.8.3. Métodos de investigación
a) Método de síntesis
En la investigación se realizará análisis tanto en la materia prima como en el cereal lo
que permitirá reunir todas las partes de interés y poder llegar a los objetivos.
b) Método inductivo
Porque se inicia con la observación de fenómenos particulares con el propósito de llegar
al conocimiento.
c) Método Estadístico
Porque permite realizar el análisis de los datos para transformar en información y de allí
extraer resultados, conclusiones y recomendaciones.
1.8.4. Fuentes y técnicas de investigación
Para la recolección de datos necesarios, y llevar a cabo esta investigación utilizaremos:
a) Fuentes secundarias tales como: libros, folletos, revistas.
b) Técnicas como: la revisión de literaturas, revisión de documentos, consultas a
expertos, trabajo de campo, Internet y fichas bibliográficas.
1.9. Población y muestra.
La población a utilizar en este trabajo será de un total de 110 alumnos de la
Universidad Tecnológica Equinoccial Campus Santo Domingo de los Tsachilas, y para
8
conocer el tamaño de la muestra se usará la siguiente ecuación estadística, tomada del
folleto de Desarrollo de Tesis de M.B.A. Leonardo Carrión:
1 1
.20
Donde:
N = Tamaño total de la población
n = Tamaño de la muestra
e = Error o diferencia máxima entre la media muestra y la media de la población que
se está dispuesto a aceptar con el nivel de confianza que se ha definido.
9
CAPÍTULO II
MARCO DE REFERENCIA
2.1 Fruta de pan.
(Ecoaldea.com - 2004 )” El fruto de pan es una de esas especies que por su facilidad de
cultivo y abundante producción es considerado como un producto de bajo estatus. Por
esta razón se lo va a industrializar para aprovechar al máximo sus beneficios.”
“En todo el andén pacífico Ecuatoriano la fruta de pan tiene un amplio cultivo y uso. La
preparación de la fruta de pan en el interior de Ecuador es bastante limitada, solo se lo
ofrece como semilla cocida o como chicha. Para la alimentación humana, se recomienda
utilizar frutos recién caídos del árbol o colectados directamente de él.”
“En Malasia, Indonesia, Polinesia y las Antillas la fruta de pan se prepara y se consume
junto al coco (rallado, crema o agua leche).Uno de los inconvenientes del fruta de pan
es la oxidación o cambio de color que al contacto con el aire tienen tanto la semilla
como la fruta de pan sin semillas; por ello, una vez descascarados y mientras se
preparan otros ingredientes se deben dejar en aguasal o en agua con naranja agria. El
deterioro de los frutos al caer de árboles altos es otro inconveniente que actualmente se
trata de subsanar a través de la obtención 1de árboles de baja altura, mediante técnicas
de injerto.”
1 http://www.ecoaldea.com.htm
10
2.1.1. Características taxonómicas y botánicas.
2.1.1.1 Características taxonómicas
Cuadro Nº 1
Taxonomía
Reino Plantae Subreino Tracheobionta División MagnoliophytaClase Magnoliopsida Orden Rosales Familia Moraceae Tribu Artocarpeae Genero Artocarpus
Fuente: http://www.Wikipedia.com
2.1.1.2. Características botánicas.
“El árbol es una especie perenne que tiene hojas todo el tiempo aunque en zonas muy
secas las pierde temporalmente. En el árbol del pan hay dos variedades: en la primera
variedad el fruto tiene semillas y en la segunda variedad el fruto carece de ellas y solo
se compone de una masa suave y blancuzca.”
El árbol del pan con semillas tiene pequeños aletones en la base del tronco y alcanza 18
metros de altura, el árbol del pan sin semillas sólo alcanza 14 metros de altura. El
tronco, ramas y hojas contienen un exudado blanco, espeso y viscoso. El follaje es verde
oscuro brillante y las hojas maduran en color amarillo. La madera es rosado cremosa,
11
liviana, con una densidad de 0.29 gramos por centímetro cúbico. .(ecoaldea.com ,
2004).
2.1.1.2.1. Las hojas.
” Las hojas son bien divididas (con lóbulos), son alternas, y se agrupan al final de la
rama esta última va rematada por una estipula larga y amarilla que protege las hojitas
tiernas en la yema terminal. En el árbol del pan sin semillas, la hoja tiene de 7 a 11
lóbulos y estos llegan casi hasta el nervio medio. Las hojas en la parte basal de la copa
miden 63 x 45 centímetros y en la parte superior de la misma, miden 47 x 36
centímetros en promedio.”
“En el árbol del pan con semillas, la hoja tiene lóbulos que llegan hasta la parte media
comprendida entre el borde de la hoja y el nervio medio. En ejemplares jóvenes hay
hojas que alcanzan 80 centímetros de longitud, aunque su tamaño promedio es de 55 x
35 centímetros. Las hojas presentan vellosidad (pubescencia), en la nerviación, por su
parte superior. La parte inferior de la hoja es de color verde oscuro brillante, con
nerviación amarilla.”
2.1.1.2.2. Las flores.
“En el árbol del pan hay flores masculinas y femeninas separadas, pero presentes en el
mismo árbol. La flor femenina es una cabezuela redondeada de 5 centímetros de
diámetro que dura 27 días para formarse totalmente, pero permanece apta para fecundar
sólo 16 días. La flor masculina es un aumento alargado de 20 x 3 centímetros, el cual
12
necesita 35 días para formarse y caer del árbol, pero presenta una madurez sexual de
sólo 72 horas.2”
Gráfico Nº 1
Flor femenina Flor masculina
Fuente: http://www.ecoaldea.com.htm
2.1.1.2.3. Los Frutos.
Gráfico Nº 2
Fruto seminífero entero y en corte transversal
Fuente: http://www.ecoaldea.com.htm
2 http://www.ecoaldea.com.htm
13
“El árbol del pan o fruta de pan con semillas tiene aguijones, un peso promedio de 1.3
kilogramos, un tamaño de 1 7 x 15.5 centímetros y un número promedio de 64 semillas;
su forma es más ovoide. Del peso total del fruto, el 49 por ciento es semilla, 21 por
ciento cáscara, 21 por ciento pulpa y el 9 por ciento es corazón.”
2.1.1.2.4. Las semillas.
“Las semillas tienen una forma plano convexa y un tamaño de 3.5 x 2.5 centímetros;
posee dos cutículas o cascarillas protectoras, una externa leñosa y una interna
apergaminada y delgada. El peso promedio por semilla es de 8.5 gramos. Del peso total
de la semilla, el 75 por ciento es parte comestible y el 25 por ciento restante es cáscara o
cutícula. El número de semillas por kilo es de 120 aproximadamente.”
Gráfico Nº 3
Semilla completa y semilla descascarada de fruta de pan.
Fuente: http://www.ecoaldea.com.htm
2.1.2. Requerimientos de clima y suelo.
“El árbol del pan se cultiva por todo el Pacífico y del sureste asiático, además del Caribe
y América central, donde en el siglo XVIII fue llevado por los europeos. La especie
crece rápidamente en condiciones favorables, entre 0,5 y 1,5 m por año, dependiendo de
la latitud donde se cultive la planta”
(Ecoaldea.com – 2004)” En general, el árbol del pan es una especie que se ha adaptado
a condiciones muy disimiles a nivel mundial; sin embargo, su comportamiento en
14
crecimiento y productividad ha mostrado variabilidad respecto de la temperatura; se le
ve creciendo bien en un rango comprendido entre 21 y 32 grados centígrados. El rango
altitudinal va desde el nivel del mar hasta los 1200 metros de altitud.”
“En regiones con precipitaciones promedio anuales menores a 1400 milímetros el árbol
del pan requiere riego en las épocas de sequía o veranos prolongados. El árbol del pan
tiene un sistema de raíces superficial y unas hojas bastante anchas; estas características
describen una especie apta para ambientes húmedos con 70 a 80 por ciento de humedad
relativa. Por lo anterior, y principalmente en climas estacionales secos, el árbol del pan
se debe cultivar asociado y con considerables densidades de plantación (8 x 8 metros,
por ejemplo), lo cual favorece también el aprovechamiento masivo de materia orgánica
en descomposición, como quiera que sus raíces no pueden tomar nutrientes a
profundidad.”
2.1.3. Siembra y cosecha.
2.1.3.1 Siembra.
“En el árbol del pan con semillas, se recomienda utilizar los frutos que tienen poco
tiempo de desprendimiento del árbol, por cuanto en frutos viejos y en proceso de
descomposición las semillas ya tienen hongos y pueden presentar también ataque de
insectos. Los frutos se abren y a las semillas se les retira la cubierta fibrosa que tienen,
luego se les hace un pequeño enjuague y se dejan reposar al medio ambiente. Para la
siembra de la semilla no hay necesidad de removerle la cáscara o cutícula; antes de
sembrarla se deja en agua por un periodo de 15 horas. La semilla se puede sembrar
directamente en bolsa, en una posición tal, que su parte plana quede hacia abajo y su
parte ovalada hacia arriba”..
Gráfico Nº 4 Germinación de semillas
Fuente: ttp://www.ecoaldea.com.htm
15
(Ecoaldea.com – 2004) “La germinación ocurre a los 15 días, alcanzando un porcentaje
del 84 por ciento; a los setenta y cinco días después de la siembra de la semilla se tiene
una planta de 50 centímetros de altura, lista para llevar a campo.
Se recomienda llevar a sitio definitivo de siembra plantarlas a una distancia de 50
centímetros. Los hoyos de siembra deben tener 30 centímetros de lado y 35 centímetros
de profundidad; a cada hoyo se le deben adicionar unos 600 gramos de gallinaza
(porquinaza o boñiga) y si el suelo es ácido, unos 150 gramos de cal dolomítica (cal
agrícola).
Es necesario defender los arbolitos sembrados de dos peligros: el ganado de pastoreo y
la hormiga arriera. El árbol del pan se puede cultivar asociado, como cerca viva y como
banco proteico. El "árbol del pan" se puede cultivar asociado a: cacao, achote, guandul,
bore, plátano y otros cultivos. En este tipo de asociaciones se recomienda plantarlo a 10
x 10 metros, para una densidad de 100 árboles del pan por hectárea. En este caso, el
árbol del pan se deja a libre crecimiento para producción de fruto y semilla. A los 2 años
de edad los arbolitos tienen 3.2 metros de altura. Los arbolitos se siembran a lo largo de
los linderos o cercas a 2 metros entre si y a 20 centímetros por dentro de la cerca. A los
20 meses de edad se hace una poda de copa a una altura de 1.30 metros del suelo. A
partir de los 6 meses de realizada ésta se puede iniciar un proceso de podas cada 4
meses durante toda su vida útil. El producto de las podas es un follaje (forraje) para
alimentar animales en establo. En estas cercas vivas se puede dejar un árbol del pan a
libre crecimiento cada 10 metros, para producción de fruto. Árboles a libre crecimiento
en cerca viva, a los 2 años de edad tienen 3.2 metros de altura. En este cultivo, la
distancia entre árboles y entre líneas es de un metro; a los 18 meses se hace una poda de
copa a una altura de 1.30 metros del suelo. 6 meses después se inician cortes de follaje
cada 4 meses para llevar a ganadería de establo (vacas, cabras, cerdos, etc.). A los 2
años de edad los arbolitos tienen 4.5 metros de altura. Se recomienda evitar suelos
encharcados para la siembra de árbol del pan por cuanto se corre el riesgo que los
árboles sean afectados por un "marchitamiento descendente". Los cultivos asociados al
árbol del pan no deben ser muy densos, ya que hay propensión de los frutos de "árbol
del pan", variedad sin semilla, a contraer hongos; al parecer, el hongo Rhizopas
artocarpi lo ataca cuando hay mucha sombra a su alrededor.”
16
2.1.3.2 Cosecha
Cuadro Nº2 PRODUCTIVIDAD (árboles adultos)
Fuente: http://www.ecoaldea.com.htm
En la fruta de pan con semilla ocurre 2 períodos de cosecha en ecuador: de Enero a
Marzo y de Julio a Septiembre.
Cuadro Nº3 PRODUCTIVIDAD (frutos)
Fuente: http://www.ecoaldea.com.htm 2.1.4 Composición química y valor nutritivo 2.1.4.1 Composición química
La tabla siguiente muestra la composición química por cada 100 g de fruto del pan
(parte comestible):
Peso de frutos x árbol x año 156 kilos Semilla comestible 52 kilos Forraje (cáscara, corazón, fibra) x árbol por año
90 kilos
Número de árboles x Hectárea 100 (10x10 metros) Fruto por Hectárea x Año 15.6 toneladas Forraje x Hectárea x Año 9 toneladas Semilla comestible x hectárea x Año 5.2 toneladas Harina seca de semilla x hectárea x Año 1.9 toneladas
PESO DEL FRUTO 1,3 kilogramos. COMPOSICION DEL FRUTO
42 % es semilla (546 gramos).
58 % es fibra, cáscara leñosa y cutícula apergaminada. PESO DE LA SEMILLA 8.5 gramos COMPOSICION DE SEMILA
80 % es nuez comestible.
20 % es cáscara leñosa y cutícula apergaminada
17
Cuadro Nº4 Composición química de la fruta de pan
Componentes Fruto crudo
Fruto cocido/asado
Fruto hervido
Fruto fermentado
Fruto en pasta
Agua (%) 63,8-74,3 59-70,3 67,5-73,6 67,3-71,2 20,8 Proteínas (g) 3,8 0,8-2,2 0,95-1,2 0,7 6,3
Hidratos de carbono (g) 77,3 25,7-37,6 24,5-30,3 27,9 67,7
Grasa (g) 0,71 0,11-0,39 0,24 1,13 2,2 Calcio (mg) 24 18-26,3 12,1-21,1 42 134 Potasio (mg) 352 — — 20-399 — Fósforo (mg) 90 42,7-91,7 27.3-37,9 — 164 Hierro (mg) 0,96 0,68-1,56 0,27-0,49 0,73-1,18 0,83 Sodio (mg) 7,1 2,4-5,3 — — —
Vitamina B1 (mg) 0,07-0,12 0,07-0,09 0,08 — 0,14 Vitamina B2 (mg) 0,2 0,06-0,1 0,05-0,07 — 0,12 Vitamina B3 (mg) 2,4 1,13-1,54 0,62-0,74 — 7,42 Vitamina C (mg) 22,7 1-2,6 2,9-3,2 abr-20 —
Fuente: http://www.Wikipedia.com
2.1.4.2 Valor nutritivo
(Wikipedia.com) “Son considerados un alimento energético porque contienen entre un
12 % de proteína y 37% de carbohidratos, son ricos en calcio, hierro, fósforo y niacina,
y en vitaminas C y B1. Todas las partes de la planta son utilizadas en la medicina
tradicional del Pacífico y del Caribe, especialmente el látex y las hojas.
El látex se emplea contra la ciática, la diarrea o la disentería; las raíces son purgativas y
maceradas, son utilizadas para usos dermatológicos; finalmente, la hoja se usa para
reducir la presión sanguínea y contra el asma. Los frutos secados se han hecho harina y
se han exportado a Barbados y Brasil con objeto de sustituir una parte de la harina de
trigo con harina de fruto de pan en la fabricación del pan. La combinación es más
nutritiva que la harina de trigo sola. La harina de la fruta de pan es mucho más rica que
la harina de trigo en lisina y otros aminoácidos esenciales. La harina se hierve, se
azucara, y se come como si fueran hojuelas de avena para el desayuno”.
18
32.1.5. Componentes activos.
1. “Aminoácidos como la alanina, arginina, cistina, glicina, isoleucina,
lisina,leusina,metionina,fenilalanina,treonina,triptófano,valina, las cuales se encuentran
en las semillas crudas.
2. Ácidos: aspártico , glutamico presentes en las semillas crudas.
3. Vitaminas: Vitamina A y B (Niacina, Tiamina), caroteno, riboflavina, acido ascórbico
en sus semillas.
4. Grasas: lecitina presentes en semillas.
5. Fibra: se encuentra en sus semillas
6. Minerales: calcio, fosforo, hierro, los podemos encontrar en mayor proporción en las
semillas.
7. Carbohidratos
2.1.6. Principales usos de la fruta de pan.
(Ecoaldea.com – 2004) “El árbol del pan se encuentra estrechamente ligado al
desarrollo de la cultura oceánica, especialmente en la Polinesia, Melanesia, y
Micronesia. A continuación se detallan algunos usos tradicionales y actuales de la
especie:
2.1.6.1. Abono. La putrefacción de las hojas muertas en el suelo nutre las plantas que
crecen por debajo.
2.1.6.2. Estabilización del suelo. A menudo se emplea para estabilizar carenas de las
islas altas de la Micronesia.
3 http://www.ecoaldea.com.htm
19
2.1.6.3. Jardines. Con la proliferación de la jardinería tropical, el árbol del pan se ha
convertido en una especie empleada frecuentemente, sobre todo por su hoja siempre
verde, y por la sombre que proporciona.
2.1.6.4. Refugio para animales. Con la gran cantidad de frutos que produce el árbol del
pan, éste se convierte en una excelente fuente de nutrición para los animales salvajes y
los pájaros de los bosques. Además, las hojas también son comestibles. Por otro lado,
sirve de nido para muchas especies de aves del Pacífico.
2.1.6.5. Ornamento. La buena apariencia del árbol del pan lo convierte en una planta
muy atractiva, con grandes hojas siempre verdes.
2.1.6.6. Frutos. Los frutos del pan producidos abundantemente por el árbol son muy
nutritivos. Son ricos en carbohidratos y son una buena fuente de vitaminas y minerales.
2.1.7 Mercado local de la fruta de pan. Actualmente la fruta de pan es muy poco
comercializada en nuestros mercados, se la puede encontrar cocinado en algunos
supermercados de país.”
2.2 Efectos de las altas temperaturas de deshidratación en los alimentos.
En el secado, un alimento pierde su contenido de humedad, lo cual da como resultado
un aumento en la concentración de nutrientes en la masa restante, las proteínas, grasas,
y carbohidratos están presentes en mayor cantidad por unidad de peso en los alimentos
secados que en estado fresco.
Según LARRAÑAGA et. al. (1998), “Entre las alteraciones que ocurren en los
alimentos cuando estos son sometidos a altas temperaturas en el proceso de secado
tenemos las siguientes:
• Puede aparecer pardeamiento no enzimático, con las consiguientes alteraciones
desfavorables de olor, color, sabor, valor nutritivo y capacidad de rehidratación.4
4 Conservación de Alimentos; Desrosier Norman; Primera edición; México; CECSA; Pág. 187,189.
20
• Pérdidas nutricionales, de las vitaminas A y C por oxidación con aire caliente,
de la vitamina B1 por adición de sulfitos, o disminución de la lisina disponible
por pardeamiento.
• La deshidratación no garantiza la esterilidad. La destrucción de gérmenes es
baja y la inactivación enzimática, parcial. Por esta razón, con frecuencia se
somete al alimento a un precocido o pasteurizado”
2.2.1 Problemas técnicos de la deshidratación
a) (Mafart 1994:1996) “Riesgos técnicos de calidad del producto.- En cuanto a la
calidad nutritiva y sobre todo organoléptica, del producto tratado, puede provocar
pérdida de vitaminas, reacciones de pardeamiento, insolubilización más o menos
marcada de las proteínas. Si embargo la eliminación del agua puede tener un efecto más
específico por falta de selectividad: de partículas de aroma más volátil que el agua
tienden a ser disminuido o eliminados, sobre todo si el secado o la concentración se
realiza bajo vacío. Este efecto puede disminuir sensiblemente la calidad aromática de
productos y se puede limitar la pérdida de aromas escogiendo técnicas que emplean
temperaturas como la liofilización pero son las más costosas”
b) (Luh y Woodroof 1978:364)”Rehidratación.- la rehidratación de un producto
alimenticio deshidratado frecuentemente presenta dificultad. El proceso de rehidratación
después del secado no es un simple cambio del mecanismo de secado, no son solamente
algunos cambios irreversibles producidos por el proceso debido a que el agua es
reabsorbida, lográndose un severo estrés en las delicadas capas exteriores. Las
estructuras que ya han sido efectuadas o modificadas, no pueden volver a su
configuración original. Es imposible conseguir después de la rehidratación la textura o
turgencia de un vegetal fresco c) Consumo de energía.- si el sector industrial global
destina alrededor del 20% de consumo de energía en las operaciones de eliminación de
agua, el sector agroalimentario destina el 60% de su consumo energético al proceso de
secado. Ciertas técnicas de eliminación de agua son menos costosas en energía que en
21
otras desgraciadamente, estas técnicas con frecuencia son las que más alteran la calidad
del producto.”
E = U + Ec + Ep
2.2.2. Empaque de los alimentos deshidratados.
Los huevos, la carne, la leche y las hortalizas ordinariamente son empacados en
recipientes de estaño, ocasionalmente puede ser empleado en cartón fibroso u otros
tipos de material aunque no son tan satisfactorios como el estaño; el último ofrece
protección contra insectos, pérdida o ganancia de humedad y permite el empacado con
un gas inerte.
Si los alimentos deshidratados empacados van a ser almacenados por un periodo
considerable de tiempo, es conveniente usar bajas temperaturas (12-15°C) en el
almacenamiento. Para almacenamiento prolongado de alimentos deshidratados se
requieren recipientes funcionales herméticamente sellados y resistentes a la penetración
de insectos, los requerimientos de empaques de los alimentos secados son especificados
del producto.
2.3. Cereales
2.3.1. Características.
Los cereales son considerados como una fuente importante de carbohidratos y
proteínas,5son consumidos a nivel mundial por sus distintos usos tanto en pastelería,
panadería y además para la elaboración de bebidas, entre otras. Alrededor del mundo el
avance tecnológico ha ido evolucionando rápidamente provocando estrés, exceso de
5 Desrosier Norman W., 1992:191 Enciclopedia Práctica de la Agricultura y Ganadería; Gispert Carlos; Edit. Océano; Barcelona; Pág.
22
trabajo y presión constante, todo esto ha llevado a un cambio en el estilo de vida de las
personas, una de estas modificaciones ha sido la alimentación, es así que se ha buscado
la forma de hacer que el desayuno que es la base primordial de suministro de energía,
sea concentrado en un producto fácil de consumir y rápido de digerir, utilizando cereal
de fruta de pan como uno de los componentes básicos. En el presente trabajo
investigativo se ha considerado la forma de enriquecer el cereal de fruta de pan , con
chocolate que es un alimento muy importante y que posee además el 4.5% de proteínas,
de esta manera se podría elevar el contenido proteico del cereal La fruta de pan es
utilizada en sus diferentes etapas, ya sea como forraje para animales (ganado vacuno,
équido), y además como cereal para el consumo humano. Los cereales elaborados con
fruta de pan son ricos en proteínas y constituyen fuentes excepcionales de proteínas y
amino ácidos. En los últimos años se ha difundido mucho su uso en forma de cereales
para el desayuno, y forma parte de numerosos alimentos preparados. Es así que al
encontrar la proporción ideal entre fruta de pan y chocolate se logrará mejorar y
aumentar el contenido proteico del cereal de fruta de pan , consiguiendo de esta manera
que en el desayuno se consuma una fuente importante de proteína, llenando las
expectativas del consumidor final como son: el sabor, color, crujiencia y olor, entre las
principales.
2.3.2. Materias primas para la elaboración de cereal de fruta de pan.
2.3.2.1. Azúcar
El azúcar es un alimento sano y natural, se la extrae de la remolacha o de la caña de
azúcar. Es soluble en agua, incoloro e inodoro, pertenece al grupo de los hidratos de
carbono, que son los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza, y
constituyen la mayor fuente de energía, la más económica y de fácil asimilación. El
azúcar proporciona una textura y sabor agradable a otros alimentos saludables que,
como los bizcochos, cereales, frutas, lácteo, infusiones, zumos, etc., están presentes en
23
nuestra alimentación diaria. Se utiliza en la fabricación de confites, pasteles, conservas,
bebidas alcohólicas y no alcohólicas, y muchos otros alimentos.
Cuadro Nº5
Composición química del azúcar
Energía- Kcal. Agua - gr. Carbohidratos - gr. Ceniza - gr. Calcio - mg. Hierro - mg. 384 0,7 99,01 0,2 5 1
Fuente: Enciclopedia Práctica de la Agricultura y Ganadería; Gispert Carlos; Edit. Océano; Barcelona; Pág. 751.
2.3.2.2. Chocolate.
El chocolate (náhuatl: xocolatl ) “Es el alimento que se obtiene mezclando azúcar con
dos productos derivados de la manipulación de las semillas del cacao: una materia
sólida (la pasta de cacao) y una materia grasa (la manteca de cacao). A partir de esta
combinación básica, se elaboran los distintos tipos de chocolate, que dependen de la
proporción entre estos elementos y de su mezcla o no con otros productos tales como
leche y frutos secos”.
Chocolate negro: “(llamado también chocolate fondant; chocolate amargo; chocolate
bitter; chocolate amer; chocolate puro): es el chocolate propiamente dicho, pues es el
resultado de la mezcla de la pasta y manteca del cacao con azúcar, sin el añadido de
ningún otro producto (exceptuando el aromatizante y el emulsionante más arriba
citados). Las proporciones con que se elabora dependen del fabricante. No obstante, se
entiende que un chocolate negro debe presentar una proporción de pasta de cacao
superior, aproximadamente, al 50% del producto, pues es a partir de esa cantidad
cuando el amargor del cacao empieza a ser perceptible. En cualquier caso, existen en el
mercado tabletas de chocolate negro con distintas proporciones de cacao, llegando
incluso hasta el 99%.
24
Chocolate de cobertura: es el chocolate que utilizan los chocolateros y los pasteleros
como materia prima. Puede ser negro o con leche, pero en todo caso se trata de un
chocolate con una proporción de manteca de cacao de alrededor del 30%, lo que supone
el doble que en los otros tipos de chocolate. La cobertura se usa para conseguir un alto
brillo al templar el chocolate y porque se funde fácilmente y es muy moldeable.
Chocolate a la taza: es el chocolate negro (normalmente, con una proporción de cacao
inferior al 50%), al que se le ha añadido una pequeña cantidad de fécula (normalmente,
harina de maíz) para que a la hora de cocerlo aumente su espesor. Suele disolverse en
leche. Hoy en día, es posible encontrar también este chocolate en los comercios en
forma ya líquida.
Chocolate con leche: es el derivado del cacao más popular. Se trata, básicamente, de un
dulce, por lo que la proporción de pasta de cacao suele estar por debajo del 40%. No
obstante, buena parte de las más importantes marcas de chocolate producen tabletas de
chocolate con leche con proporciones de cacao inusuales, por encima incluso del 50%,
dirigidas tanto al mercado de los gourmets como al negocio de la pastelería. El
chocolate con leche, como su nombre indica, lleva leche añadida, en polvo o
condensada.
Chocolate blanco: estrictamente, no se trata de chocolate como tal, pues carece en su
composición de la pasta de cacao, que es la materia que aporta las propiedades del
cacao. Se elabora con manteca de cacao (por lo menos, el 20%), leche (en polvo o
condensada) y azúcar. Es un producto extremadamente energético y dulce (no posee
regusto amargo). Visualmente muy atractivo, es un elemento decorativo muy usado en
la repostería.
25
Chocolate relleno: como indica la expresión, es una cubierta de chocolate (en
cualquiera de sus variantes y con un peso superior al 25% del total) que recubre frutos
secos (avellanas, almendras...), licores, frutas, etc., así como galletas tipo waffer.
El chocolate en polvo: tiene por objeto su disolución en leche. Se elabora con una
proporción de cacao que oscila entre un 25 y un 32%, y se presenta más o menos
desgrasado.
Existe también en polvo el llamado cacao puro, que ya no es propiamente chocolate
pues no lleva azúcar en su composición. Su contenido en grasa suele ser bajo, entre un 8
y 22%.
El cacao en polvo también es utilizado para la elaboración de otros productos como la
Ovomaltina. La Ovomaltina es una bebida suiza elaborada con cebada de malta, leche
espumosa, cacao, huevos y levadura.
El producto original era un polvo espeso, que mezclado con leche tibia o refresco, daba
como resultado una bebida de sabor ligeramente a chocolate. Mucho más tarde se
comenzó a producir subproductos de la Ovomaltina, como son las barritas de chocolate,
las bebidas de cereales, las barritas energéticas, helados”.(www.Tipos de chocolate.com
- 2009)
2.4. Operaciones unitarias que intervienen en el proceso.
2.4.1. Deshidratación o Secado.
La deshidratación es un proceso calórico que presenta ventajas sobre otros sistemas de
preservación de alimentos por su larga vida útil y la disminución en costos de
almacenamiento y transporte comparada con la de los productos frescos.
“La deshidratación implica el control sobre las condiciones climáticas dentro de una
cámara o el control de un micromedio circundante, los alimentos secados en una unidad
deshidratadora pueden tener mejor calidad que sus duplicados secados al sol.
26
Obviamente, la deshidratación es un proceso más caro que el secado solar, los alimentos
secados por deshidratación pueden tener mayor valor monetario debido a la calidad.”
Los alimentos deshidratados son más concentrados que cualquier otra forma de
productos alimenticios preservados, ellos son menos costosos de producir, el trabajo
requerido es mínimo, el equipo de proceso es limitado, los requerimientos de
almacenamiento del alimento seco son mínimos y los costos de distribución reducidos.
Los diferentes parámetros que permiten regular la intensidad de estos fenómenos
(temperatura del producto, superficie de intercambio, humedad; temperatura, presión y
movimiento de los fluidos presentes en la atmósfera que rodea al alimento) depende de
la velocidad de deshidratación, la calidad del producto, el rendimiento energético del
secador, el costo de operación, entre otros. (Cheftel, 1976:202).
El principio básico en el cual se fundamenta la deshidratación es que a niveles bajos de
Humedad, la actividad de agua disminuye a niveles a los cuales no pueden desarrollarse
los microorganismos ni las reacciones químicas deteriorantes”.
2.4.2. Transferencia de calor en el secado.
La velocidad de suministro de calor al agua o al hielo lleva una relación directa con la
velocidad de secado, y tienen como única finalidad la de proporcionar sus calores
latentes a que en muchos de los casos máximos puede ser solo la eliminación de agua.
En el proceso de secado existen tres pasos fundamentales para que se origine la
transmisión de calor y estos son: convección, conducción y radiación. La importancia
relativa de cada uno varía de un secador a otro, predominando con frecuencia uno de
ellos hasta el punto de gobernar el proceso en conjunto.
27
2.4.3. Velocidad de secado.
El secado es un proceso mediante el cual se elimina humedad de cualquier producto
alimenticio. Este proceso consiste en una serie de pasos que forman una curva en la que
se compara el secado con el tiempo de secado.
Gráfico Nº5
Velocidad de Secado
Fuente: Batty.1990
2.5. Tipos de secadores.
En una industria tan extensa y diversificada como la de la alimentación es de esperar
que se utilice un número elevado de diferentes aparatos de secado. Aunque los
principios básicos del secado se pueden aplicar a cualquier tipo de secadores, se
describirá a continuación algunos de los tipos, como:
28
Cuadro Nº 6.
Tipos de secadores y alimentos en los que se utilizan.
Fuente: Desrosier Norman 1997
2.5.1. Secadores de bandeja
En los secadores de bandejas el producto alimenticio se extiende sobre bandejas en las
que tiene lugar la desecación. La calefacción se puede llevar a cabo mediante una
corriente de aire que pasa sobre la bandeja, por conducción en bandejas calefactoras,
por soportes calentados o por radiación desde superficies calientes. La mayoría de los
secadores de bandejas están calentados con aire que a la vez extrae el vapor.
29
Gráfico Nº6
Esquema de un secador de bandejas
Fuente: http://www.doschivos.com/trabajos/tecnologia/803.htm
2.5.2. Rendimiento del secador.
El rendimiento de un secador se define en general como el cociente entre el calor que
teóricamente hubiera sido necesario para suministrar el calor latente de vaporización del
agua que se ha eliminado y el calor que en realidad se ha utilizado en el aparato.
Este rendimiento es útil para especificar el comportamiento en la práctica de un secador
y para comparar las distintas clases de secadores que pueden competir para ser
utilizados en una operación de secado en particular. Las eficacias térmicas globales
están comprendidas entre los siguientes valores para cada tipo de secadores:
• Secadores de tambor 35-80 %
• Secadores por atomización 20-50%
• Secadores por radiación 30-40 %
Después de haber suministrado la energía suficiente para vaporizar o sublimar la
humedad del alimento, debe establecerse algún modo de eliminar esta agua.
30
2.6. Molienda.
Los términos trituración y molienda están asociados con el significado de subdividir en
mayor o menor cuantía, pero ninguno de los dos términos se utiliza sólo con un
significado preciso, aunque en general, moler significa una mayor subdivisión del
producto. (BADGER y BANCHERO, 1964).
2.6.1. Clasificación de la maquinaria de trituración y molienda.
Para BADGER y BANCHERO (1964), la única clasificación en la que pueden
establecerse limitaciones definidas de los grupos, es la división de trituradores bastos,
trituradores intermedios y molinos finos.
Los trituradores bastos se definen como aquellos tipos de maquinaria que pueden
desarrollarse para tomar, como alimentación, masas tan grandes como se desee. Los
molinos de finos se definen como aquellas máquinas que pueden dar un producto que
pase por el tamiz de 200 mallas. Los trituradores intermedios son aquellas máquinas que
ordinariamente no pueden tomar masas grandes como alimentación y no producen un
producto que pasa por el tamiz de 200 mallas.
2.6.1.1.Trituradores bastos.
a. Trituradores de mandíbulas (quebrantadores)
1. Blake
2. Dodge
2.6.1.2. Intermedios
a. De rodillos
b. De disco
31
c. De muelas verticales
d. Desintegradores
e. De martillos.
2.6.1.3. Molinos finos
a. Centrífugos
1. Raymond
b. De piedras de molino
c. De rodillos
d. De bolas y de tubo
e. Molinos ultrafinos
2.6.3. Molinos de frotamiento por discos.
PERRY et. al. (1992), expresan que el molino de discos o fricción es un equivalente
moderno de los antiguos molinos de piedra. Las piedras se sustituyen por discos de
acero en los que se montan placas de molienda intercambiable ya sea metálicas o
abrasivas, que giran a velocidades mucho mayores, permitiendo con ello una gama
amplia de aplicaciones. Éstas máquinas tienen un lugar especial en la molienda de
materiales orgánicos resistentes, como la pulpa de madera y los granos de maíz. La
molienda se lleva a cabo entre las placas que pueden operar en plano vertical u
horizontal; uno o los dos discos giran y, cuando los dos lo hacen, la rotación se efectúa
en direcciones opuestas. El conjunto, que comprende un eje, los discos y las placas de
trituración, se denomina impulsor. El material de alimentación entra por un canal cerca
del eje, pasa entre las placas de molienda y se descarga en la periferia de los discos. Las
placas de molienda se sujetan a los discos por medio de pernos y la distancia entre ellas
es ajustable.
32
En el mismo artículo se dice; que el molino de fricción Sprout-Waldron se produce en
modelos de uno o dos impulsores con discos de 48 a 122 cm de diámetro y cuyas
potencias ascienden a 1100 kW (1500 hp). Los molinos de dos discos se emplean para
la molienda de sustancias fibrosas y no fibrosas, el esponjado de materiales fibrosos, el
mezclado intensivo de polvos finos y la hidratación de materiales celulares. Se fabrican
en tres tamaños con diámetros de discos que van de 61 a 91 cm y potencias de 37 a 150
kW. ( PERRY et. al. 1992).
En general, los molinos de un solo impulsor se usan para los mismos fines que los de
dos impulsores, excepto que reciben una materia prima más gruesa, su gama de
reducción para un material dado es más limitada y ofrecen, correspondientemente,
salidas superiores con un gasto menor de potencia. ( PERRY et. al. 1992)
Gráfico 7
Molino de frotamiento de doble impulsor (Sprout, Waldron Companies)
Fuente: PERRY et. al. 1992. Manual del ingeniero químico. Tomo II. p. 8-50
33
Cuadro Nº 7
Rendimiento de los molinos de frotamiento por discos
A: Molino de 8 in de un solo impulsor D: Molino de 20 in de dos impulsores B: Molino de 24 in de un solo impulsor E: Molino de 24 in de dos impulsores C: Molino de 36 in se un solo impulsor F: Molino de 36 in de dos impulsores
* : 2/20, o menor que tamiz Nº 2 y mayor que tamiz Nº 20 Fuente: PERRY et. al. 1992. Manual del ingeniero químico. Tomo II. p. 8-51
34
2.7. Mezclado.
(PERRY et. al. 1992.)”El mezclado es el proceso según el cual varios ingredientes se
ponen en contacto, de tal forma que al final de la operación se obtenga un sistema
homogéneo. Se dice a veces que solo el consumo de energía eléctrica de un mezclador
proporciona una medida real del grado en que se ha completado una mezcla, porque se
necesita una cantidad definida de trabajo para mezclar las partículas del material dentro
del recipiente que lo contiene. En un proceso de mezclado se comienza agrupando los
componentes en un recipiente, pero separados como componentes puros. Si se toma una
pequeña muestra en cualquier punto del recipiente, estará compuesta casi
exclusivamente por un componente puro, siendo la frecuencia con que se encuentren los
componentes proporcional a las fracciones de estos en todo el recipiente, a medida que
tiene lugar la mezcla, las muestras contendrán cada vez más de los otros componentes
en proporciones muy próximas a las globales que los constituyen en todo el recipiente.
La mezcla completa se puede por ello definir como aquella situación en la que todas las
muestras contienen los componentes en las mismas proporciones.”
2.7.1. Mezcladores de Hélices
Los mezcladores de hélices proporcionan un medio poco costoso, sencillo y compacto,
para mezclar materiales en un gran número de casos. Su acción mezcladora se deriva de
que sus aletas helicoidales al girar empujan constantemente hacia delante, lo que para
todos los fines puede considerarse un cilindro continuo de material, aunque el
deslizamiento produce corrientes que modifican bastante esta forma cilíndrica.
Con sólidos con densidad muy diferentes a las de los líquidos, se tropieza con algunas
dificultades para impedir la sedimentación, ya que es prácticamente imposible dirigir la
corriente producida por la hélice a todas las partes del tanque. La situación de la hélice
dentro del tanque influye sobre la naturaleza de la mezcla producida El consumo de
energía de su motor varía entre 30/400V, 4.0 o 5.5 Kw, HP 5.5 o 7.5,en cuanto a su
capacidad se refiere puede ser de 40 a 100 litros por minuto. Por lo general este tipo de
35
mezcladores son preparados para el mezclado de áridos con diferentes granulometrías,
con bajo nivel de humedad y volúmenes grandes.
Gráfico Nº 8 Esquema de un mezclador de hélice
Fuente: http://www.raferingenieri.com/productos/mezclador.htm
36
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
3.1. Diseño o tipo de investigación.
Se aplicará el tipo de investigación Experimental – Relacional – No observacional.
3.1.1. Experimental.
Con este estudio investigativo se comprobó la causa y efecto entre las variables
dependientes e independientes llevando a cabo el desarrollo del objetivo planteado. Se
trabajará con dos tipos de hipótesis, a nivel de laboratorio tomando en cuenta los
factores de estudio.
3.1.2. Relacional.
Las variables se relacionan inversamente o directamente entre ellas, mostrando a través
del diseño experimental en donde se expondrá la relación causa-efecto en la obtención
de la crema dulce deshidratada.
3.1.3. No observacional.
Porque las variables utilizadas en la investigación no solo se observan sino que pudieron
ser utilizadas a conveniencia o necesidad de dicha investigación.
37
3.2 Métodos de investigación
3.2..1 Método de síntesis.
En la investigación se realizará análisis tanto en la materia prima como en la crema lo
que permitirá reunir todas las partes de interés y poder llegar a los objetivos.
3.2.2. Método inductivo.
Porque se inicia con la observación de fenómenos particulares con el propósito de llegar
al conocimiento.
3.2.3. Método Estadístico.
Porque permite realizar el análisis de los datos para transformar en información y de allí
extraer resultados, conclusiones y recomendaciones.
3.3. Fuentes y técnicas de investigación.
Para la recolección de datos necesarios, y llevar a cabo esta investigación utilizaremos:
a) Fuentes secundarias tales como: libros, folletos, revistas.
b) Técnicas como: la revisión de literaturas, revisión de documentos, consultas a
expertos, trabajo de campo, Internet y fichas bibliográficas.
38
3.4. Materiales, equipos, reactivos y materias primas.
3.4.1. Materiales.
• Pipeta
• Vasos de precipitación
• Agitador
• Tubos de ensayo
• Embases plásticos
• Termómetro
• Cajas petri
• Probetas
• Picetas
• Gradillas
• Morteros
• Papel filtro
• Papel aluminio
• Embudos
• Pinzas
• Crisoles
3.4.2. Equipos.
• Balanza analítica
• Estufa
• Equipo de digestión
• Mufla
• Soxhlet
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• Equipo de titulación
• Cocina industrial
• Incubadora
• Centrifuga
• Campana de absorción
• pH metro
3.4.3. Reactivos Utilizados
• Hidróxido de sodio
• Ácido clorhídrico
• Solución de lugol
• Agua destilada
• Éter de petróleo
• Agua esterilizada
• PDA(potato dextrosa agar)
• Agua de pectona
• Fósforo monobásico de potasio
• Fósforo dibásico de potasio
• Ácido sulfúrico
• Ácido perclórico
• Etanol
• Indicador de proteína
• Hidróxido de sodio
• Nitrato de plata
3.4.4. Materias primas utilizadas
• fruta de pan • chocolate en polvo • azúcar
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3.4.5. Diagrama de flujo cualitativo para la elaboración de cereal de fruta de pan.
RECEPCION
DESPULPADO
SELECCION
LAVADO
COCCION
PELADO
1MOLIENDA
1SECADO
MEZCLADO
2SECADO
EMPACADO
Fruta pan
bagazo fruta pan
fruta pan sin bagazo m/p defectuosa
m/p buena – defec: agua agua
Impurezas fruta limpia agua vapor de agua
cascara fruta pelada
fruta cocinada
desperdicio masa para secado
vapor de agua solido
Chocolate T = Azúcar: Agua
mezcla
desperdicio vapor de agua
41
3.4.6. Descripción del proceso.
Los cereales son considerados como una fuente importante de carbohidratos y proteínas,
son consumidos a nivel mundial por sus distintos usos tanto en pastelería, panadería y
además en la elaboración de bebidas.
3.4.6.1. Recepción.
Es considerado como uno de los factores más importantes ya que consiste en la llegada
de la materia prima la cual debe cumplir con el índice de madures indicado el cual es:
“Las frutas en madurez fisiológica presentan un color verde oscuro y los segmentos de
la cáscara se tornan más redondeados y lisos que las frutas inmaduras, manchas de látex
se pueden encontrar en la cáscara de frutas listas para cosechar. Al Amarillamiento de
la piel indica que el proceso de maduración ha comenzado”. (Department of Plant
Sciences, University of California, Davis, CA 95616)
3.4.6.2. Despulpado.
Es la operación en la que se logra la separación de las semillas de los demás residuos
como el bagazo.
3.4.6.3. Selección de semillas.
Se realiza la selección para sacar las semillas defectuosas y que sufren algún daño
durante el transporte y recolección de las mismas.
42
3.4.6.4. Lavado.
Se lo realiza para eliminar residuos como suciedad, partículas extrañas, que pudieron
haber quedado luego del despulpado, se lo sumergirá en agua la cual debe ser potable
hasta que se encuentre totalmente libre de impurezas.
3.4.6.5. Cocción.
Se lo realiza para ablandar los tejidos y así poder extraer la parte interna de la semilla la
cual es la materia prima para la elaboración de nuestro cereal, esto se lo realizo a una
temperatura de 100 ºC por 30 minutos.
3.4.6.6. Pelado.
En esta operación se elimina la cáscara de las semillas en forma manual con el uso de
cuchillos sobre mesas de acero inoxidable, de manera que podamos obtener la pulpa
lista para el siguiente proceso.
3.4.6.7. Molienda.
Consiste en reducir la materia prima a partículas mas pequeñas; en este caso salen a
manera de pequeña hojuelas.
Cuadro Nº8
Granulometría de la pasta de fruta de pan
Peso gr Rendimiento %Peso inicial 120 100%Tamiz Nº 1 36 30%Tamiz Nº 2 65 54,16%Tamiz Nº 7 19 15,83%
Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008
43
3.4.6.8. Primer Secado.
Se lo aplica para eliminar la mayor cantidad de agua presente en la fruta de pan
garantizando de esta manera la conservación del cereal.
Cuadro Nº 9
Parámetros de secado
MUESTRAS TEMPERATURA TIEMPO 1 60 2 2 60 3 3 60 4
4 70 2 5 70 3 6 70 4
7 80 2 8 80 3 9 80 4
Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008.
El cereal de fruta de pan ingresa con una humedad de 84.20%, se aplican las diferentes
temperaturas de secado, finalmente el cereal de fruta de pan sale con el 8% de agua. Se
utilizó a nivel de laboratorio una estufa con ventilación, para acelerar el proceso de
secado.
3.4.6.9. Mezclado.
Consiste en la unión del cereal con los demás aditivos como son: Chocolate en polvo,
azúcar.
44
Cuadro Nº 10
Formulaciones para el cereal de fruta de pan saborizado con chocolate
Ingredientes formulación 1 formulación 2 formulación 3 % % %
Cereal de fruta de pan 70 60 50 Chocolate en
polvo 10 20 30 Azúcar 20 20 20
Fuente: Villavicencio Luis\UTE2008.
3.4.3.6.10. 2Secado
Consiste en la eliminación de la humedad, luego que sale del mezclador.
Cuadro Nº11
Granulometría del cereal de fruta de pan
Peso gr Rendimiento %Peso inicial 172,75 100%Tamiz Nº 1 34,39 19,19%Tamiz Nº 2 83,21 48,16%Tamiz Nº 7 53,05 30,83%
Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008
3.4.6.11.Empacado.
Finalmente se procede a empacar el cereal de fruta de pan en fundas herméticas a
temperatura ambiente (26ºC) para evitar su contaminación con el medio externo.
45
3.6. Análisis bromatológico
Cuadro Nº 12
Análisis bromatológico de la fruta de pan saborizada con chocolate
Análisis % Humedad 8,2 Proteína 13,13 Grasa 5,74 Ceniza 3,8 Fibra 4,25
Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008
3.6.1. Análisis químico
Cuadro Nº 13.
Análisis químico de la fruta de pan saborizada con chocolate
% DE MATERIA SECA PPM
N P K Ca Mg S Cu Fe Zn Mn
2,1 0,2 1,3 0,47 0,12 0,09 10 112 39 8 Fuente: Agrolab. Laboratorio de análisis químico agropecuario
3.6.2. Análisis físico o sensorial
Cuadro Nº 14.
Análisis físico o sensorial de la fruta de pan saborizada con chocolate
Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008
PROPIEDADES RESULTADOS Olor Propio y fresco Color Café Sabor Propio y fresco Textura Crocante Empaque Bueno
46
3.6.3. Análisis microbiológico del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate
Cuadro Nº 15. Análisis microbiológico de la fruta de pan saborizada con chocolate
Fuente: Agrolab. Laboratorio de análisis químico agropecuario
Discusión del análisis microbiológico
Se obtuvo como resultado del análisis microbiológico que el cereal saborizado con
chocolate, la ausencia de bacterias aerobias , mohos, levaduras; y coliformes. Mientras
que el recuento total de bacterias aerobios mesofilos resultado se encuentra por debajo
del límite máximo permitido por las normas INEN 2051 para granos y cereales. En lo
que se refiere al recuento de entero bacterias y Staphilococcus su resultado fue de
ausencia.
PARAMETROS DE IDENTIFICACION METODOLOGIA RESULTADOS
CRITERIO MICROBIOLOGICO
Recuento total de bacterias aerobios
mesofilos Recuento directo de
placas 60 <100 investigación de mohos y
levaduras Petrofilm <2 Ausencia investigación de entero
bacterias Recuento en placas
24-48 horas <2 Ausencia investigación de E. Coli Petrofilm <2 Ausencia
Recuento de Staphilococcus Petrofilm <2 Ausencia
47
3.7. Diseño experimental. 3.7.1. Determinación del mejor tratamiento. Para determinar el mejor tratamiento en la obtención del cereal de fruta de pan se
aplicará un diseño de bloques completamente al azar (DBCA); con arreglo factorial A *
B (3*3); es decir que involucra 3 parámetros que son tiempo - temperatura de secado 3
repeticiones por cada tratamiento en total se obtuvo un total de 9 tratamientos. Para la
evaluación del mejor tratamiento se aplicó el programa de diseño experimental InfoStat.
3.7.2. Factores y niveles de estudio.
Cuadro Nº16
Factores y niveles de estudio
FACTORES NIVELES T=Temperatura T1=60ºC T2=70ºC T3=80ºC S=Tiempo S1=2 S2=3 S3=4
Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008
48
3.7.3. Combinación de tratamientos.
Cuadro Nº16
Combinación de tratamientos
MUESTRAS TEMPERATURA TIEMPO 1 60 2 2 60 3 3 60 4
4 70 2 5 70 3 6 70 4
7 80 2 8 80 3 9 80 4
Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008
Cuadro Nº 17
Datos para el diseño experimental Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008
REPET TIEMPO (HORAS) TEMP (ºC)
% DE HUMEDAD
% PROTEINA %GRASA %FIBRA
1 2 60 3,74 15,26 6,32 5,49 1 2 70 2,98 14,85 6,81 6,31 1 2 8 1,2 12,14 6,43 8,89 1 3 60 3,58 14,55 5,36 6,17 1 3 70 2,82 14,74 6,62 7,39 1 3 80 1,56 14,32 5,95 9,65 1 4 60 3,34 13,75 5,68 5,9 1 4 70 2,79 14,88 6,53 8,26 1 4 80 1,76 13,77 6,41 9,33 2 2 60 4,21 15,08 6,41 5,65 2 2 70 2,99 14,77 6,77 6,69 2 2 80 1,4 11,81 6,71 9,07 2 3 60 3,48 14,36 5,67 6,66 2 3 70 2,85 14,59 6,43 7,58 2 3 80 1,48 14,44 6,16 9,56 2 4 60 3,21 13,9 6,41 6,68 2 4 70 2,77 14,77 6,52 8,56 2 4 80 1,69 13,74 6,32 9,54
49
3.7.4. Resultados de los análisis realizados.
Tabla Nº 1 Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de humedad en el
secado de fruta de pan.
Variable N R² R²Aj CV % DE HUMEDAD 18 0,99 0,97 5,59 Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo III) F.V. SC gl CM F Valor p Modelo 14,14 13 1,09 49,27 0,0009 REPETICIONES 0,01 1 0,01 0,24 0,6486 TIEMPO (HORAS) 0,08 2 0,04 1,92 0,2599N/S TEMPERATURA (C) 13,35 2 6,67 302,39 <0,0001** TIEMPO (HORAS)*TEMPER.. 0,64 4 0,16 7,28 0,0402* REPETICIONES*TIEMPO 0,06 4 0,01 0,64 0,6613 Error 0,09 4 0,02 Total 14,23 17 Análisis.
Al analizar la tabla del ADEVA para la variable Humedad se obtiene la siguiente
información: Para los niveles T3S1, son altamente significativos por lo tanto se rechaza
la hipótesis nula de igualdad de tratamientos aceptándose la alternativa, es decir que la
temperatura si esta influenciando en el porcentaje de humedad del cereal. Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,19447 Error: 0,0221 gl: 4 REPETICIONES Medias n 1,00 2,64 9 A 2,00 2,68 9 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,30569 Error: 0,0221 gl: 4 TIEMPO (HORAS) Medias n 3,00 2,59 6 A 2,00 2,63 6 A 1,00 2,75 6 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,30569 Error: 0,0221 gl: 4 TEMPERATURA (C) Medias n 3,00 1,52 6 A
50
2,00 2,87 6 B 1,00 3,59 6 C Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,79861 Error: 0,0221 gl: 4 TIEMPO (HORAS) TEMPERATURA (C) Medias n 1,00 3,00 1,30 2 A 2,00 3,00 1,52 2 A 3,00 3,00 1,73 2 A 3,00 2,00 2,78 2 B 2,00 2,00 2,84 2 B 1,00 2,00 2,99 2 B 3,00 1,00 3,28 2 B C 2,00 1,00 3,53 2 B C 1,00 1,00 3,98 2 C Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
Prueba de Tukey para la interacción T3S1 (Tiempo - temperatura)
En la prueba de tukey al 5% se obtienen 6 rangos de significación, en el primer rango
como mejor tratamiento se encuentra el factor T3S1 (80ºC, 2H) con una media de
1,29% de humedad. El tratamiento no factible es T1S1 ( 60ºC, 2H) con una media de
4,09% de humedad, por lo que a este rango se produciría una proliferación de hongos o
algunos microorganismos no deseados.
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 1,34126 Error: 0,0221 gl: 4 REPETICIONES TIEMPO (HORAS) TEMPERATURA (C) Medias n 1,00 1,00 3,00 1,29 1 A 2,00 1,00 3,00 1,31 1 A 1,00 2,00 3,00 1,51 1 A B 2,00 2,00 3,00 1,53 1 A B 1,00 3,00 3,00 1,70 1 A B C 2,00 3,00 3,00 1,75 1 A B C D 1,00 3,00 2,00 2,72 1 B C D E 1,00 2,00 2,00 2,76 1 B C D E F 2,00 3,00 2,00 2,84 1 B C D E F 2,00 2,00 2,00 2,91 1 C D E F 2,00 1,00 2,00 2,91 1 C D E F 1,00 1,00 2,00 3,06 1 D E F 2,00 3,00 1,00 3,24 1 E F 1,00 3,00 1,00 3,31 1 E F 2,00 2,00 1,00 3,50 1 E F 1,00 2,00 1,00 3,56 1 E F 1,00 1,00 1,00 3,86 1 E F
51
Tabla Nº 2
Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de proteína en el secado de fruta de pan.
Variable N R² R²Aj CV % PROTEINA 18 0,51 0,00 7,73 Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo III) F.V. SC gl CM F Valor p Modelo 7,51 11 0,68 0,57 0,8041 TEMPERATURA (C) 6,54 2 3,27 2,71 0,1447N/S TIEMPO (HORAS) 0,84 2 0,42 0,35 0,7186N/S REPETICIONES 0,04 1 0,04 0,03 0,8693 TIEMPO (HORAS)*REPETI.. 0,03 2 0,02 0,01 0,9874 TEMPERATURA (C)*TIEMP.. 0,06 4 0,02 0,01 0,9996N/S Error 7,23 6 1,21 Total 14,74 17
Análisis
Los datos del análisis de varianza revelan para todos los factores que la diferencia es no
Significativa, por lo cual se acepta la hipótesis nula, es decir que el sometimiento
diferentes temperaturas de secado, no producen variaciones en el contenido de proteína
del cereal, para la obtención de un cereal de calidad.
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 1,94461 Error: 1,2051 gl: 6 TEMPERATURA (C) Medias n 3,00 13,37 6 A 1,00 14,48 6 A 2,00 14,77 6 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 1,94461 Error: 1,2051 gl: 6 TIEMPO (HORAS) Medias n 1,00 13,99 6 A 3,00 14,14 6 A 2,00 14,50 6 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 1,26648 Error: 1,2051 gl: 6 REPETICIONES Medias n 2,00 14,16 9 A
52
1,00 14,25 9 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 3,56708 Error: 1,2051 gl: 6 TIEMPO (HORAS) REPETICIONES Medias n 1,00 2,00 13,89 3 A 1,00 1,00 14,08 3 A 3,00 1,00 14,13 3 A 3,00 2,00 14,14 3 A 2,00 2,00 14,46 3 A 2,00 1,00 14,54 3 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 8,15218 Error: 1,2051 gl: 6 TEMPERATURA (C) TIEMPO (HORAS) REPETICIONES Medias n 3,00 1,00 2,00 12,98 1 A 3,00 3,00 2,00 13,28 1 A 3,00 3,00 1,00 13,32 1 A 3,00 1,00 1,00 13,32 1 A 3,00 2,00 1,00 13,61 1 A 3,00 2,00 2,00 13,72 1 A 1,00 1,00 2,00 14,16 1 A 1,00 3,00 1,00 14,34 1 A 1,00 1,00 1,00 14,36 1 A 1,00 3,00 2,00 14,48 1 A 2,00 1,00 2,00 14,52 1 A 2,00 1,00 1,00 14,57 1 A 2,00 3,00 2,00 14,65 1 A 1,00 2,00 2,00 14,67 1 A 2,00 3,00 1,00 14,74 1 A 1,00 2,00 1,00 14,88 1 A 2,00 2,00 2,00 15,00 1 A 2,00 2,00 1,00 15,12 1 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Análisis
Para validar esta investigación se aplicó la prueba comparativa de Tuckey al 5%
obteniendo 1 rango de significación; en el último rango como mejor tratamiento por ser
el valor más alto se encuentra la estrategia T1S2 (60ºC , 2H) con una media de 15.12%
de proteína el mismo que favorecerá en el valor nutritivo del cereal.
El CV del experimento fue de 7,73% el cual se considera adecuado para este tipo de
experimento a nivel de laboratorio.
53
Tabla Nº 3 Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de grasa en el
secado de fruta de pan. Variable N R² R²Aj CV %GRASA 18 0,86 0,62 3,94 Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo III) F.V. SC gl CM F Valor p Modelo 2,36 11 0,21 3,47 0,0694 TEMPERATURA (C) 1,23 2 0,61 9,94 0,0125* TIEMPO (HORAS) 0,89 2 0,44 7,17 0,0256* REPETICIONES 0,09 1 0,09 1,50 0,2669 TIEMPO (HORAS)*REPETI.. 0,01 2 0,00 0,08 0,9232 TEMPERATURA (C)*TIEMP.. 0,14 4 0,04 0,58 0,6878 Error 0,37 6 0,06 Total 2,73 17
Análisis
Se procedió a realizar el análisis estadístico del contenido de grasa en la fruta de pan
aplicando un DBCA con arreglo factorial A*B, cuyos resultados se pueden observar en
la tabla Nº3 la misma que indica significación estadística entre tratamientos, por lo
cual se acepta la hipótesis alternativa y se rechaza la hipótesis nula, es decir que el
tiempo, temperatura; si afectan en el porcentaje de grasa.
Test : Duncan Alfa: 0,05 Error: 0,0617 gl: 6 TEMPERATURA (C) Medias n 1,00 5,98 6 A 3,00 6,33 6 B 2,00 6,61 6 B Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Duncan Alfa: 0,05 Error: 0,0617 gl: 6 TIEMPO (HORAS) Medias n 2,00 6,03 6 A 3,00 6,31 6 A B 1,00 6,58 6 B Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Duncan Alfa: 0,05 Error: 0,0617 gl: 6 REPETICIONES Medias n
54
1,00 6,23 9 A 2,00 6,38 9 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Duncan Alfa: 0,05 Error: 0,0617 gl: 6 TIEMPO (HORAS) REPETICIONES Medias n 2,00 1,00 5,98 3 A 2,00 2,00 6,09 3 A B 3,00 1,00 6,21 3 A B C 3,00 2,00 6,42 3 A B C 1,00 1,00 6,52 3 B C 1,00 2,00 6,63 3 C Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Duncan Alfa: 0,05 Error: 0,0617 gl: 6 TEMPERATURA (C) TIEMPO (HORAS) REPETICIONES Medias n 1,00 2,00 1,00 5,66 1 A 1,00 3,00 1,00 5,73 1 A 1,00 2,00 2,00 5,74 1 A 3,00 2,00 1,00 5,95 1 A B 3,00 2,00 2,00 6,17 1 A B C 1,00 1,00 2,00 6,17 1 A B C 1,00 3,00 2,00 6,23 1 A B C 3,00 3,00 2,00 6,30 1 A B C 1,00 1,00 1,00 6,32 1 A B C 2,00 2,00 1,00 6,32 1 A B C 2,00 2,00 2,00 6,36 1 A B C 3,00 3,00 1,00 6,38 1 A B C 3,00 1,00 1,00 6,45 1 A B C 2,00 3,00 1,00 6,51 1 A B C 2,00 3,00 2,00 6,73 1 B C 3,00 1,00 2,00 6,74 1 B C 2,00 1,00 1,00 6,79 1 B C 2,00 1,00 2,00 6,97 1 C Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Análisis
Para validar el experimento se aplicó la prueba comparativa de Tuckey al 5%obteniendo
3 rangos de significación; en el primer rango como mejor tratamiento se encuentra la
estrategia T1S2 (60ºC,3H) con una media de 5,66% de grasa siendo un valor bajo y
aceptable; ya que brindará un buen aspecto al cereal.
55
El tratamiento no conveniente por su alto contenido de grasa es T2S1 (70ºC,2H) con
una media de 6,97%.
El CV del experimento fue de 3,94% el cual se considera adecuado para este tipo de
experimento, a nivel de laboratorio.
Tabla Nº 4
Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de fibra en el secado de fruta de pan.
Variable N R² R²Aj CV %FIBRA 18 0,96 0,88 6,71 Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo III) F.V. SC gl CM F Valor p Modelo 34,55 11 3,14 11,89 0,0032 TEMPERATURA (C) 30,30 2 15,15 57,36 0,0001** TIEMPO (HORAS) 3,79 2 1,89 7,17 0,0257* REPETICIONES 0,24 1 0,24 0,90 0,3791 TIEMPO (HORAS)*REPETI.. 0,13 2 0,06 0,24 0,7945 TEMPERATURA (C)*TIEMP.. 0,09 4 0,02 0,09 0,9829 Error 1,58 6 0,26 Total 36,14 17 Análisis
En la tabla Nº4 se observa un ADEVA, que nos indica que existe alta significación
estadística en cuanto a temperatura, por lo que se acepta la hipótesis alternativa y
rechaza la hipótesis nula; pero en lo que se refiere a tiempo existe significación
estadística, en este caso se acepta la hipótesis alternativa y se rechaza la hipótesis nula. Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,91041 Error: 0,2641 gl: 6 TEMPERATURA (C) Medias n 1,00 6,18 6 A 2,00 7,47 6 B 3,00 9,34 6 C Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,91041 Error: 0,2641 gl: 6 TIEMPO (HORAS) Medias n 1,00 7,02 6 A 2,00 7,92 6 A B 3,00 8,05 6 B Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
56
Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,59293 Error: 0,2641 gl: 6 REPETICIONES Medias n 1,00 7,55 9 A 2,00 7,78 9 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 1,66999 Error: 0,2641 gl: 6 TIEMPO (HORAS) REPETICIONES Medias n 1,00 1,00 6,90 3 A 1,00 2,00 7,14 3 A 3,00 1,00 7,83 3 A 2,00 1,00 7,91 3 A 2,00 2,00 7,93 3 A 3,00 2,00 8,26 3 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 3,81659 Error: 0,2641 gl: 6 TEMPERATURA (C) TIEMPO (HORAS) REPETICIONES Medias n 1,00 1,00 1,00 5,49 1 A 1,00 1,00 2,00 5,58 1 A 1,00 3,00 1,00 6,21 1 A B 1,00 2,00 2,00 6,39 1 A B 1,00 2,00 1,00 6,50 1 A B 2,00 1,00 1,00 6,66 1 A B 1,00 3,00 2,00 6,92 1 A B 2,00 1,00 2,00 6,98 1 A B 2,00 2,00 1,00 7,66 1 A B 2,00 3,00 1,00 7,73 1 A B 2,00 2,00 2,00 7,79 1 A B 2,00 3,00 2,00 7,97 1 A B 3,00 1,00 1,00 8,54 1 A B 3,00 1,00 2,00 8,85 1 A B 3,00 3,00 1,00 9,55 1 B 3,00 2,00 1,00 9,58 1 B 3,00 2,00 2,00 9,62 1 B 3,00 3,00 2,00 9,89 1 B Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)
57
Análisis
Para realizar una comparación entre los tratamientos y obtener el mejor se aplicó la
prueba de Tuckey al 5% obteniendo 2 rangos de significación; el tratamiento no
conveniente por poseer el valor más bajo es T1S1 (60ºC ,2H) con una media de 5,94%
de fibra. Aceptando el tratamiento T3S3 (80ºC,4H) por ser el valor más alto, con el cual
se obtiene un promedio del 9,89% de fibra.
El CV del experimento fue de 6,71% el cual se considera adecuado para este tipo de
experimento a nivel de laboratorio.
3.8. Formulación para determinar la mejor combinación de porcentaje entre el Cereal de fruta de pan – chocolate. En el cereal de fruta de pan saborizado con chocolate aplicado al mejor tratamiento. La aceptación del mejor porcentaje de chocolate el polvo se realizó en base a 3
formulaciones denominándolas de la siguiente forma:
formulación 1: 70 % de cereal de fruta de pan y 10 % de chocolate en polvo.
formulación 2: 60 % de cereal de fruta de pan y 20 % de chocolate en polvo.
formulación 3: 50 % de cereal de fruta de pan y 30 % de chocolate en polvo.
3.8.1. Determinación de la mejor formulación:
Con la finalidad de aplicar la propuesta en esta investigación se elabora el cereal de
fruta de pan saborizado con chocolate para saber su aceptabilidad con lo cual se
realiza la siguiente encuesta a 20 personas, el formato de la encuesta se puede apreciar
en el anexo Nº4 .
58
CAPÍTULO IV
CÁLCULOS, RESULTADOS Y DISCUSIONES
4.1. Análisis de las encuestas.
4.1.1. Tabulación y gráfica de información de las encuestas
En los siguientes cuadros se puede apreciar los resultados de las encuestas en base al
color, olor, textura crujiente y sabor del cereal de fruta de pan saborizado con
chocolate.
Los parámetros de calificación son los siguientes:
Cuadro Nº19
Diseño del cuadro de calificaciones
PRODUCTO
Calificación F1 F2 F3
% # P % # P % # PREGULAR BUENO MUY BUENO EXELENTE
Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008
4.1.1
R
Anál
La m
para
acept
1.1. Olor.
Resultado e
Fuente:
lisis del grá
mejor alterna
el olor, se
tación del 5
02468
1012
RANREGULABUENO MUY BUEXELENTOTAL
Fuente: V
estadístico
Villavicenc
áfico Nº 9
ativa de las
e tiene com
55 %.
REGULAR
Formu
C
O
NGO %AR
UENO NTE
1Villavicencio
G
sobre el olo
cio Luis \UT
encuestas d
mo muy b
R BUEN
ulacion 1
59
Cuadro Nº2
lor del cere
OLOR F1
% # P %20 445 930 6
5 100 20 1
o Luis \UTE
Grafico Nº
or del cerea
chocolate
TE 2008
del cereal de
bueno, para
NO MUY
FORMULACIO
20
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F2 % # P %
5 125 555 1115 3
100 20 1E 2008
9
al de fruta
e fruta de pa
la formul
Y BUENO
ON 2 Frm
F3 % # P
0 0 20 4 50 10 30 6
100 20
de pan sab
an saborizad
lación 2 la
EXELENTE
mulacion3
borizado co
do con choc
a cual tiene
on
colate
e una
4.1.1
R
Anál
La m
para
acept
1.2. Color.
Resultado e
Fuente:
lisis del grá
mejor alterna
el color, s
tación del 5
0
2
4
6
8
10
P
RANREGULABUENO MUY BUEXELENTOTAL
Fuente: V
stadístico s
Villavicenc
áfico Nº 10
ativa de las
se concluy
50 %.
REGULAR
Form
C
Puntuacion
NGO %AR
UENO NTE
1Villavicenci
G
sobre el col
cio Luis \UT
encuestas d
e como b
R BUEN
mulacion 1
60
Cuadro Nº 2
nes del colo
COLORF1
% # P %5 1
45 925 525 500 20 1
io Luis \UT
Grafico Nº1
lor del cere
chocolate
TE 2008
del cereal de
bueno, para
NO MUY
Formulacion
21
or del cerea
F2 % # P %
5 150 1040 8
5 1100 20 1E 2008
10
eal de fruta
e fruta de pa
a la formul
Y BUENO
n 2 Form
al
F3 % # P
0 0 45 9 40 8 10 2
100 20
a de pan sab
an saborizad
lación 2 la
EXELENTE
ulacion 3
borizado co
do con choc
a cual tiene
on
colate
e una
4.1.1
R
Anál
La m
para
acept
1.3. Sabor.
Resultado es
Fuente: V
lisis del grá
mejor alterna
el sabor, s
tación del 6
02468101214
P
CALIFIREGULBUENOMUY BUEXELENTOTAL
Fuente: V
stadístico s
Villavicenci
áfico Nº 11
ativa de las
se concluye
65 %.
REGULAR
form
C
Puntuacion
ICACIONLAR O
UENO NTE Villavicenc
G
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io Luis \UT
encuestas d
e como muy
BUEN
mulacion 1
61
Cuadro Nº2
nes de sabo
SABORF1
% # P10 260 1225 5
5 1100 20
cio Luis \UT
Grafico Nº1
bor del cere
chocolate
E 2008
del cereal de
y bueno, pa
NO MU
formulacion
22
or del cerea
F2 % # P %
0 020 465 1315 3
100 20 1TE 2008
11
eal de fruta
e fruta de pa
ara la form
Y BUENO
n 2 formu
al
F3 % # P
5 120 430 645 9
100 20
a de pan sab
an saborizad
ulación 2 l
EXELENTE
ulacion 3
borizado co
do con choc
la cual tiene
on
colate
e una
4.1.1
R
F
Anál
La m
para
tiene
1.4. Textura
Resultado e
Fuente: Vill
lisis del grá
mejor alterna
el textura,
e una acepta
0
5
10
15
a.
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CALIFIREGULBUENOMUY BUEXELENTOTAL
Fuente: V
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REGULARForm
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Luis \UTE 2
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62
Cuadro Nº 2
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Grafico Nº 1
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chocolate
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23
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25 560 1215 3
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12
eal de fruta
e fruta de pa
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MUY BUENOn 2 Formu
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0 015 350 1035 7
100 20
de pan sab
an saborizad
de la formu
EXELENulacion 3
borizado co
do con choc
ulación 2 la
TE
on
colate
a cual
63
4.1.2. Elección de la mejor formulación del cereal de fruta de pan saborizado con
chocolate.
Considerando los resultados de las encuestas se establece que la mejor formulación es la
la cual contiene: 60% de cereal de fruta de pan , 20 % de chocolate en polvo y 20% de
azúcar , cuya valoración fue considerada como muy buena y la que mayor aceptación
para el consumidor.
4.2. Diagrama de flujo cuantitativo para la elaboración de cereal de fruta de pan saborizado con chocolate a nivel de laboratorio.
RECEPCION
DESPULPADO
SELECCION
LAVADO
COCCION
PELADO
1MOLIENDA
1SECADO
MEZCLADO
2SECADO
EMBALADO
ALMACENADO
A:Fruta pan 0,812kg
C= bagazo 0,546 kg B: 0,812 kg fruta pan
D: 0,260 kg fruta pan
E= m/p defectuosa 0,015kg
F: m/p buena – defec: 0,245kg
G: 1000 ml agua agua 950ml Impurezas: 0,01kg H
I:fruta limpia: 0,235kg
J:1000 ml agua k= vapor de agua: 700 ml
M:cascara: 0,0685kg
N= fruta pelada:0,18274kg
L= fruta cocinada 0,270kg
O:desperdicio: 0,018 kg P=masa para secado:0,16474kg
Q: vapor de agua:0,11729 kg
S=solido:0,06545kg
V=cereal:0,10163kg
20%: Chocolate:
0.01309kg 20%: azúcar: T 0.01309kg 10% de agua: l 0.010kg
W=vapor:0,018kg
X: cereal seco:0,084 kg
64
4.2.1. Diagrama de flujo cuantitativo para la elaboración de cereal de fruta de pan saborizado con chocolate a nivel piloto.
RECEPCION
DESPULPADO
SELECCION
LAVADO
COCCION
PELADO
1MOLIENDA
1SECADO
MEZCLADO
2SECADO
EMBALADO
ALMACENADO
A:Fruta pan 1000kg
C= bagazo 674 kg B: 1000 kg fruta pan
D: 326 kg fruta pan
E= m/p defectuosa 18,77kg
F: m/p buena – defec: 307,23kg
G: 307 kg agua H: agua 274 kg I:fruta limpia: 340kg
J:340 kg agua k= vapor de agua: 273.5 kg
M:cascara: 103,10kg
N= fruta pelada: 295,89kg
L= fruta cocinada 399 kg
O:desperdicio: 26,30 kg P=masa para secado:269,5kg
Q: vapor de agua:232,8 kg
S=solido:36,66kg
V=cereal:59,98kg
20%: Chocolate:
7,40kg 20%: azúcar: T 7,40kg 10% de agua: 8,52kg
W=vapor:37,78kg
X: cereal seco:16,82 kg
65
4.2.2. Balance de materia a nivel piloto para la obtención de cereal de fruta de pan
Balance de materia de la recepción: Base de cálculo = 1000 Kg/h
BALACE GENERAL
A=B
Balance de materia del despulpado:
BALANCE TOTAL. B=D+C C=67,4%*B C=674 kg de bagazo D=1000 – C D=326 kg de almendras.
RECEPCION
A=1000 kg de fruta de pan Ax=84.20 % de agua Ay=15,79 % de sólidos
B=1000 kg de fruta de pan Bx=84.20 % de agua By=15,79 % de sólidos
DESPULPADO C=67,4% bagazo Cx= (84,20 % de agua Cy= 15,79 % de sólidos
D=326 kg de almendras Dx=70 % de agua Dy=30% de sólidos
Datos Expe.
B=1000 kg de fruta de pan Bx=84.20 % de agua By=15,79 % de sólidos
Datos Expe.
*32,6%: Almendras *25,84%: Cascara *74,16%: Nuez comestible *67,4%: Bagazo.
Datos Expe.
66
Balance de materia de la selección:
Balance de materia del lavado:
BALANCE TOTAL.
G+F=H+I 307+307,3=274+I 614,3=274+I I=614,3-274 I=340,3
BALANCE PARCIAL DE SOLIDOS. (G*Gy)(F*Fy)=(H*Hy)(I*Iy) (307*0)(307,3*30%)=(274*3,84%)(340,3*Iy) 92,19=10,52+340,3*Iy Iy=92,19 –10,52/340,3 *100= Iy=24% SOLIDO Ix=100-26,6 = Ix= 76 % AGUA
SELECCION E=5,76% de fruta defectuosa Ex=70 % de agua Ey=30% de sólidos
F=307,3 kg de fruta buena Fx=70 % de agua Fy=30% de sólidos
D=326 kg de almendras Dx=70 % de agua Dy=30% de sólidos
Dato expe
Dato expe
E=5,76*D E=18.7 kg de fruta defectuosa.
BALANCE GENERAL F=D-E F=326-E F= 307,3 kg de fruta buena
Datos Expe.
LAVADO
I= ? (340,3kg de almendras limpia) Ix= ? ( 73,23 % de agua) Iy= ? (26,6% de sólidos)
H=274 kg de agua Hx= 96,16 % de agua Hy= 3,84% de sólidos
G=307 kg de agua Gx=100 % de agua Gy= 0% de sólidos
Datos Expe.
Datos Expe.
F=307,3 kg de fruta buena Fx=70 % de agua Fy=30% de sólidos
Datos Expe.
67
Balance de materia de la cocción:
BALANCE GENERAL. K=69,8*I K=237,5 kg de vapor L1=17,25*I L1=58,7 kg de agua abs. L=I+L1 L=340,3+58,7 L=399 kg de fruta cocinada Balance de materia del pelado:
BALANCE TOTAL.
M=25,84*L M=103.10 kg de cascara N=L - M N=399 – 103,10 N=295,9
BALANCE PARCIAL DE SOLIDOS. (I*Iy)(J*Jy)=(L*Ly)(K*Ky) (340.3*26,6%)(328*0%)=(399*15.72%)(237,5*Ky) 90,51=62,7+237,5*Ky Ky=90,51 – 62,7/237,5 *100= Ky=11,8% SOLIDO Kx=100-11.8 = Kx= 88,29 % AGUA
BALANCE PARCIAL DE SOLIDOS. (L*Ly)=(N*Ny)+(M*My) (399*15.72%)=(295,89*Ny)+(103,10*25%) 62,7=295,89*Ny+25,77 Ny=62,7 – 25,77/295,89*100= Ny= 12.48% SOLIDO Nx=100-12.41 = Nx= 87.51 % AGUA
Datos Expe.
COCCION
I= 340,3kg de fruta limpia Ix= 73,23 % de agua Iy= 26,6% de sólidos
K= 69,8% de vapor K1= 12,95% de agua sobra Kx= ? (88,29 % de agua) Ky= ? (11,8% de sólidos)
J=340 kg de agua Jx=100 % de agua Jy= 0% de sólidos
Datos Expe.
L=399 kg de fruta cocinada L1=17,25% agua que absorbe las almendras Lx=84.28 % de agua Ly=15.72% de sólidos
PELADO M = 25,84% de cascara Mx= 75 % de agua My= 25% de sólidos
L=399 kg de fruta cocinada Lx=84.28 % de agua Ly=15.72% de sólidos
N= 295.89 kg sin cascara Nx=87.51 % de agua Ny=12.48 % de sólidos
68
Balance de materia del molido:
Balance de materia del despulpado:
BALANCE TOTAL Q=86,4% * P Q=232,85 kg de vapor S = P – Q S = 269,51 – 232,85 S = 36,66 kg de torta seca
BALANCE GENERAL O=8,89*N O=26,39 kg de desperdicio P=N – O P=295,9 – 26,39 P=269,51
MOLIDO O= 8,89% desperdicio Ox= 87.4 % de agua Oy= 12.6 % de sólidos
P=269,51 kg de torta de fruta de pan Px=87.59 % de agua Py=12.41% de sólidos
N= (295,9 kg de nuez sin cascara) Nx= (87.59 % de agua) Ny= (12.41 % de sólidos)
PRIMER SECADO
Q= 86,4% kg vapor Qx= 100 % de agua Qy= 0 % de sólidos
P=269,51 kg torta de fruta de pan Px=87.59 % de agua Py=12.41% de sólidos
S= 36,66 kg de torta seca Sx= 8 % de agua Sy= 92 % de sólidos
Datos Expe.
Datos Expe.
Datos Expe.
69
Balance de materia del mezclado:
Balance general
Z=S+V+X+Y Z=36,661+7,40+7,40+8,52 Z=59,98 kg de mezcla Balance de agua y solido (Z*Zy)=(S*Sy)+(V*Vy)+(X*Xy)+(Y*Yy) 59,98 Zy = 36,66*92%+7,40*90%+7,40*98%+8,52*0 59,98Zy =33,72+6,66+7,25 Balance de materia del despulpado:
BALANCE GENERAL Zb = 63% * 59,98 Zb = 37,78 Za = Z – Zb Za = 59,98 – 37,78 Za = 22,2 kg de cereal saborizado con chocolate.
MEZCLADO
Z= ? (59,98 kg de mezcla) Zx= ? (20,5 % de agua) Zy= ? (79,4 % de sólidos)
V=7,40 kg de chocolate polvo Vx=10% agua Vy=90% solido X=7,40 kg azúcar Xx=12% agua Xy=98% solido Y=8,52 kg agua
S= 36,66 kg de cereal Sx= 8 % de agua Sy= 92 % de sólidos
SEGUNDO SECADO
Z= 59,98 kg de mezcla Zx= 20,5 % de agua Zy= 79,4 % de sólidos
Zb= (63% de vapor) Zbx= 100 % de agua Zby= 0 % de sólidos
Za= 16,82 kg de cereal ZAx= 8 % de agua ZAy= 92 % de sólidos
59,98 Zy = 47,63 Zy=47,63/59,98= Zy = 0,34 * 100 = Zy = 79,4 % de solido Zx=100 – 34 = Zx= 20,5 % de agua
70
4.3. Balance de energía en el secado a nivel de laboratorio.
Balance de materia experimental:
BALANCE TOTAL
A=B+C
A=0,082+0,098=0,180//
BALANCE DE SOLIDOS
B=A-C
B=0,180-0,098
B=0,082 Kg de cereal//
BALNCE DE AGUA
C=A-B
C=0,180-0,082
C=0,098kg de agua//
SECADO
A= 0.180 kg de mezcla Ax= 87,4 % de agua Ay= 12,6 % de sólidos
C= 0.098 kg de agua Cx= 100 % de agua Cy= 0 % de sólidos
B= 0.082 kg de cereal) Bx= 8 % de agua By= 92 % de sólidos
71
4.3.1 Cálculo del coeficiente total de transferencia de calor a nivel laboratorio
4.3.1.1 Cantidad de calor teórico experimental
Los valores de Cp del agua y de sólidos son tomados del libro Fundamentos de la Ing.
De Alimentos, BATTY Pág. 104.
4.3.1.2 Calor práctico que absorbe el producto
1.10
15,7 747,31 )1,30
839,3 =756,8W
1109160
160
0,308
0.0820,308
0,266
0.0980,308
0,318
0,92 1,38 0,08 4,18
1,604
∆
0,266 1,604
63,4 26,6
15,7
0,318 2348,7
747,31
110 7 1109
7701
10001109
853,9
72
4.3.1.3 Calor total de las paredes del secador.
• Calor que disipan las paredes laterales.
A 304.09 ºK las propiedades del aire para la transferencia de calor por convección según BATTY, en la tabla C9. p. 306, son:
Propiedades del aire a 304.09 ºk
1,99 10 1,1571
0,706 0,0266 º
35,18 26,7
2
35.18 26,72
30,9° 273,15 304,09°
1
1304,65 0,00328
Calculo de coeficiente isobárico
QF: 16,27 //
QID: 7,63 //
QA: 15,55 // QS: 25,31 //
QI:11,04 //
73
Grashof
9,8 0,00328 35,18 26,7 1,157 0,221,9933 10
9,090 10
6,41 10
6,8
0,14 ,
0,14 6,41 10 ,
25,87
25,87 0,02660,22
3,12
• Calor que disipan las pared frontal.
A 310.95 ºK las propiedades del aire para la transferencia de calor por convección según BATTY, en la tabla C9. p. 306, son:
PROPIEDADES DEL AIRE A 310.95 ºK
2,03 10 1,0825
0,702 0,0282 º
0,22 0,185
0,0407
∆
3,12 0,0407 35,18 26,7
1,06 2 2,1211090,308
11000
7,63 //
49 26,6
2
49 26,62
37,8° 273,15 310,95°
1
1310,95 0,00321
Calculo de coeficiente isobárico
74
Grashof
9,8 0,00321 49 26,6 1,0825 0,272,1209 10
3,92 10
2,7 10
6,8
0,14 ,
0,14 2,7 10 ,
41,76
41,76 0,02820,27
4,36
• Calor que disipan la pared posterior.
PROPIEDADES DEL AIRE A 307,9 ºK
A 307.9 ºK las propiedades del aire para la transferencia de calor por convección según BATTY, en la tabla C9. p. 306, son:
2,03 10 1,0825
0,702 0,02818 º
0,27 0,175
0,047
∆
4,36 0,047 49 26,6
4,5211090,308
11000
16,27 //
42,9 26,6
2
42,9 26,62
34,5° 273,15 307,9°
1
1307,9 0,00324
Calculo de coeficiente isobárico
75
Grashof
9,8 0,00324 42,9 26,6 1,0825 0,372,03 10
7,6 10
5,3 10
7,7
0,14 ,
0,14 5,3 10 ,
52,27
52,27 0,028180,37
3,92
• Calor que disipan las paredes superior.
PROPIEDADES DEL AIRE A 310.45 ºK
A 310.45 ºK las propiedades del aire para la transferencia de calor por convección según BATTY, en la tabla C9. p. 306, son:
2,03 10 1,0825
0,702 0,0282 º
0,375 0,18
0,0675
∆
3,92 0,0675 42,9 26,6
4,3211090,308
11000
15,55 //
48 26,6
2
48 26,62
37,3° 273,15 310,45°
1
1310,45 0,00322
Calculo de coeficiente isobárico
76
Grashof
9,8 0,00322 48 26,6 1,0825 0,342,1209 10
7,6 10
5,35 10
7,72
0,14 ,
0,14 5,35 10 ,
52,43
52,43 0,02820,34
4,34
• Calor que disipa la pared inferior.
PROPIEDADES DEL AIRE A 305.5 ºK
A 305.5 ºK las propiedades del aire para la transferencia de calor por convección según BATTY, en la tabla C9. p. 306, son:
2,02 10 1,0864
0,702 0,0281 º
0,34 0,22
0,0748
∆
4,34 0,0748 48 26,6
7,0311090,308
11000
25,31 //
38,06 26,6
2
38,06 26,62
32,33° 273,15 305,5°
1
1305,5 0,00327
Calculo de coeficiente isobárico
77
Grashof
9,8 0,00327 38,06 26,6 1,0864 0,362,02 10
4,94 10
3,46 10
7,5
0,14 ,
0,14 3,46 10 ,
45,35
45,35 0,02810,36
3,53
4.3.1.4. Eficiencia del secado.
0,36 0,21
0,0756
∆
3,53 0,0756 38,06 26,6
3,0611090,308
11000
11,04 //
100
100
100778,1839,3 100
7,29%
853,9 7,63 16,27 15,55 25,31 11,04
778,1 //
78
Calculo del coeficiente global de transferencia de calor.
0,055
∆
∆
756,80,055 63,43 26,68
374,6
4.3.2. Curva de secado.
Cuadro Nº 24
Datos experimentales para la curva de secado
TIEMPO
EN MINUT
OS
PESO HORN0
MAS MUESTRAEN KG
PESO
NETO
EN KG
KG DE AGUA
EVAPORADA
PERDIDA DE
HUMEDAD
PERDIDA DE
HUMEDAD
TOTAL KG
AGUA
CONT. HUM
Kg H2O Kg seca
VELOCIDAD DE SECADO Kg H2OHr / m2
0 3,13 0,18 15 3,12 0,17 0 0 0 0 0 30 3,11 0,16 0,01 0,01 0,09456 1,254 0 45 3,1 0,15 0,01 0,02 0,08456 1,121 1,08860 3,088 0,138 0,01 0,03 0,07456 0,989 0,52375 3,078 0,128 0,012 0,042 0,06256 0,830 0,27390 3,064 0,114 0,01 0,052 0,05256 0,697 0,278105 3,052 0,102 0,014 0,066 0,03856 0,511 0,187120 3,042 0,092 0,012 0,078 0,02656 0,352 0,128135 3,038 0,088 0,01 0,088 0,01656 0,220 0,044150 3,036 0,086 0,004 0,092 0,01256 0,167 0,019165 3,034 0,084 0,002 0,094 0,01056 0,140 0,017180 3,032 0,082 0,002 0,096 0,00856 0,114 0,015195 3,032 0,082 0,002 0,098 0,00656 0,087 0
Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008
79
• Peso inicial de agua Peso inicial H2O = Peso de H2O eliminada + Peso H2O de la masa seca. Peso de H2O eliminada = Peso muestra húmeda – P muestra seca. Peso de H2O eliminada = 0,180 Kg – 0,082 Kg Peso de H2O eliminada =0,098 Kg
• Peso de agua de masa seca Peso de agua de masa seca = Peso masa seca * % de H2O masa seca Peso de agua de masa seca = 0,082 * 8% Peso de agua de masa seca = 0,00656Kg de agua Peso inicial H2O = P % de H2O + P H2O masa seca Peso inicial H2O = 0,098 Kg +0,0656 Kg Peso inicial H2O = 0,10456Kg de agua
• Peso de la muestra seca Peso de la materia seca = Peso producto seco – Peso del agua del producto seco. Peso de la materia seca = 0,082 Kg – 0,00656 Kg
Peso de la materia seca = 0,07544 Kg de materia seca
• Porcentaje de humedad inicial
100
0,104560,180 100
58,08%
80
• Porcentaje de humedad final
%
100
0,00656
0,180 0,098100
8%
4.3.2.1. Perdida de humedad total.
XT = Peso inicial del agua – Pérdida de humedad
Cuadro Nº25 Pérdida de humedad total (XT)
TIEMPO EN H XT
PERDIDA DE HUMEDAD
HUMEDAD TOTAL
0,167 XT1=0,10456 0,02 0,08456 0,417 XT2=010456 0,03 0,07456 0,667 XT3=010456 0,042 0,06256 0,917 XT4=010456 0,052 0,05256 1,167 XT5=010456 0,066 0,03856 1,417 XT6=010456 0,078 0,02656 1,667 XT7=010456 0,088 0,01656 1,917 XT8=010456 0,092 0,01256 2,167 XT9=010456 0,094 0,01056 2,417 XT10=010456 0,096 0,00856 2,667 XT11=010456 0,098 0,00656
Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008
4.3.2.2 Contenido de humedad.
4.3.2.3 Velocidad de secado.
1 2
81
Grafico Nº13 Curva de secado
Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008
Gráfico Nº 14
Velocidad de secado
Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Series1
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Series1
82
4.3.2.5. Costo del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate
Cuadro Nº26
DETALLE CANTIDAD EN
KG
COSTO UNITARIO
USD/KG
COSTO TOTAL
USD COSTOS DIRECTOS CEREAL DE FRUTA DE PAN 22,21 0,1425 3,16CHOCOLATE 7,4 3,55 26,27AZUCAR 7,4 0,7 5,18COSTOS INDIRECTO EMPAQUE 250gr 88 0,007 0,62MANO DE OBRA 15ENERGIA 2SUBTOTAL 52,23UTILIDAD (50%) 26,11TOTAL 78,35Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008
COSTO POR ENVASE DE 250 gr: $0,84
83
4.4 Diseño del secador. 4.4.1 Área de transferencia de calor a nivel piloto.
BALANCE TOTAL P=S+Q BALANCE PARACIAL DE SOLIDOS (P*Py)=(S*Sy) + (Q*Qy) (163,38*12.41%)=(S*92%) + (141,17*0) 20,27=S*92% S=20,27/92*100 S=22,21 kg de cereal Q= P – S Q=163,38 – 22,21 Q= 141,17 kg de agua QL Mv hfg
QL 141,17kgh 2348,7
kjkg
QL 331565,9kjh
1h3600seg
QL 92,19kw
cp 0,92 1,38 0,08 4,18
cp 1,604kj
kg
QT Qs QL 1.30
QT 111,06kw
QT 111,06kw1000w
1kw 111064,8w
QT 0,364kw 92,19kw)1,20
SECADO Q= ? (141.17 kg agua) Qx= 100 % de agua Qy= 0 % de sólidos
P=163,38 kg de fruta cocinada Px=87.59 % de agua Py=12.41% de sólidos
S= ? (22,21 kg de cereal) Sx= (8 % de agua) Sy= (92 % de sólidos)
∆
Qs 22,21kg 1,604kj
kg 63,4 26,6
Qs 1310,99kjh
1h3600seg 0,364kw
84
4.4.2 Flujo másico de aire
4.4.2.1 Cálculo de la humedad absoluta del aire que ingresa Wc
4.4.2.2 Cálculo de la humedad absoluta del aire que sale Wd
A=17,99 kg Sol=12,6% Agua=87,4% Tºc=26,6
D=aire Td=63,4 º C Hd=25% Wd=?
B=2,42 Sol=92% Agua=8% Tb=63,4ºC
C=aire Tc=26,6 ºC Hc=50% Wc=?
101 1,8885
99,11
3,777 ,
3,777 0,50
1,8885
0,622
0,6221,888599,11
0,0118
101 5,995
95,1
23,39 ,
23,98 0,25
5, 995
0,622
0,6225,99
95,005
0,039
85
Balance general
4.4.3 Cantidad de calor total del secador
163,38 22,21
141,17
163,8 0,874 0,0118 22,21 0,08 0,039
143,16 143,16 0,0118 1,77 0,039
143,16 0,0118 1,68 1,77 0,039
143,16 1,68 1,77 0,039 0,0118
139,7 0,0272
139,70,0272 5136,39
Balance de agua
163,8 22,21 5136,4
5158,6 163,8
4994,8
Balance de aire que ing.
22,21 1,604 63,4 26,6 4994,8 1,0056 63,4 26,60,0118 2616,5 2552,3
141,17 2616,5 116,70
1310,9 4994,8 37 0,75 352,8
190217,511
3600 52,81000
52838,2 //
∆
∆
52838,2374,6 36,8
4
86
4.5 Diseño del molino a nivel de planta piloto Datos experimentales I = amperaje 2.9 en vacio, en lleno 3.9 Motor = 220 V RPM = 1.722 ½ Hp 4.5.1 Cálculo de la potencia del motor P = potencia V = 110 V I amperaje = 3.9 Cos o = 0.9 P = V * I * cos o P = 110 * 3.9 * 0.9 P = 386.1 W * 1 Hp/746 = 0.51 Hp
0.040 0,16 386,1
En base a los datos del manual de Perry (gráfica de rendimiento de los desintegradores) se realiza una gráfica con los datos experimentales.
0.16 0,14 1,060 386,1
4.5.2 Datos del molino a nivel de fábrica.
19,742,204
11
60 0,72
MOLIDO O= ? (1,75 kg desperdicio) Ox= 87.4 % de agua Oy= 12.6 % de sólidos
P=17,99 kg de fruta molida Px=87.59 % de agua Py=12.41% de sólidos
N= (19,74 kg de fruta de pan) Nx= (87.59 % de agua) Ny= (12.41 % de sólidos)
Capacidad del molino M = 8.87 Kg T = 506.8 min * 1hr / 60 min = 8 h C = M / T C = 1.10 Kg / hr Capacidad vs. Potencia 1.10 Kg / hr vs. 386.1 W
87
Según la gráfica de rendimiento del manual de Perry, se calcula que la potencia del
molino es 0.45 Hp.
0,72 2 1,45
4.5.3 Cálculo del diámetro del disco de frotamiento del molino Según Perry, R. en
el manual del ingeniero químico p.8-51
Molino de frotamiento por discos
Para tamiz menor a malla # 200
145 lbm/hr = 15 Hp = 50.8 cm
25 50,8
1458,75 .
4.5.4 Cálculo de la potencia del molino
15 hp 50,8cm
X 8,75cm
X=2,58 HP
4.6 Diseño del mezclador a nivel de planta piloto.
Balance general
Z=S+V+X+Y
Z=2,46+0,738+0,806+0.944
Z=4,95 kg de mezcla
145 50,8
25
MEZCLADO
Z= ? (4,95 kg de mezcla) Zx= ? (66 % de agua) Zy= ? (34 % de sólidos)
V=0,738 kg de chocolate polvo Vx=10% agua Vy=90% solido X=0,806 kg azúcar Xx=12% agua Xy=98% solido Y=0,944 kg agua
S= 2,46 kg de cereal Sx= 8 % de agua Sy= 92 % de sólidos
88
Balance de agua y sólidos
(Z*Zy)=(S*Sy)+(V*Vy)+(X*Xy)+(Y*Yy)
4,95 Zy = 2,46*92%+0,738*90%+0,806*98%+0,944*0
4,95Zy =0,26+0,664+0,789
4,95 Zy = 1,71
Zy=1,71/4,95=
Zy = 0,34 * 100 =
Zy = 34 % de solido
Zx=100 – 34 =
Zx= 66 % de agua
Capacidad de producción = 4,95 Kg / hr * 2 (parada)
Tiempo del mezclado = 5 min
Carga y descarga = 10 min
Tiempo total = 15 min
Base de cálculo = 60 min
Densidad del cereal de fruta de pan = 340 Kg / m3
Capacidad del equipo = 14 lit
Volumen del equipo = 0.014 m3 o 14 lit * 2 (factor de seguridad)
Volumen máximo del equipo = 28 lit
Altura del mezclador = 0.29 m
Diámetro del equipo = 0.35 m
4
0,35 0,294 0,0279 27,9
89
4.6.1 Calculo de la potencia del agitador.
270160
2 1
28,27
2
5 0,175 28,27
2
61.18
61,181
1000 0,0611 2 0,122
0,1221
0,7457 0,164
El cálculo de la potencia del agitador es de 0.164 Hp, para lo cual se utilizará un motor de 0.5 Hp
90
4.6.2. Diseño del secador, mezclador y molino
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL
DISEÑO: Luis Villavicencio
DIBUJO: Luis Villavicencio
APROBO: Ing. Bermudez
FECHA: julio 31 del 2009
ESCALA: 1:10
PLANO Nº: 1
VISTA: SECADOR DE
BANDEJAS
0,55
0,7m
1
2
3
4
5
6
SIMBOLOGÍA:
1.- Transformador de calor 2.- Chimenea
3.- Entradas de aire seco 4.- Ventilador
5.- Conducto de salida 6.- Bandeja
91
0,80m 1
2
3
SIMBOLOGIA
1.- Control de velocidad 3.-Base
2.-Paleta 4.- Olla
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL
DISEÑO: Luis Villavicencio
DIBUJO: Luis Villavicencio
APROBO: Ing. Bermudez
FECHA: julio 31 del 2009
ESCALA: 1:10
PLANO Nº: 2
VISTA:
MEZCLADOR
0,295m
0,35m0,44m
0,295m
92
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL
DISEÑO: Luis Villavicencio
DIBUJO: Luis Villavicencio
APROBO: Ing. Bermudez
FECHA: julio 31 del 2009
ESCALA: 1:10
PLANO Nº: 3
VISTA: MOLINO DE
DISCO
0,20
0,75
1,20
8,33
1
2 3
4
5
6
7
8
SIMBOLOGIA 1.- Cono de alimentación 3.- Discos y placas de trituración
2.- Cuerpo del molino 4.- Bandeja recolectora
5.- Ubicación del eje principal 6.- Sistema de transmisión por poleas
7.- Motor 2,5 HP 8.-Base
93
CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• El deshidratado de fruta de pan obtenido es una buena fuente de vitaminas y
minerales, lo que permite utilizarla como alimento básico en la dieta alimenticia
del ser humano.
• De los datos obtenidos del diseño experimental para el secado de fruta de pan
se concluye que el mejor tiempo y temperatura es de 80 ºC*2h, el mismo que
permite llegar a una humedad del 8 % con un 14% de proteína. En estas
condiciones el producto obtenido no sufre alteraciones de color olor y sabor,
además el bajo contenido de agua ayuda a la prolongación de la vida útil del
cereal de fruta de pan debido a que inhibe el crecimiento microbiano.
• Se determino a nivel de laboratorio la tecnología apropiada para la elaboración
del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate que fue aplicado a nivel
piloto.
• En base a los análisis microbiológicos que se realizaron al cereal de fruta de pan
saborizado con chocolate se obtuvieron valores que se encuentran dentro de los
rangos establecidos en las Normas Técnicas de Normalización INEN(2051:95),
por lo tanto se determinó que luego de 1 mes de almacenamiento, puede
permanecer estable, manteniendo así su calidad microbiológica.
• Con los datos de las pruebas organolépticas obtenidos de encuestas se concluye
que el porcentaje óptimo para la formulación de cereal de fruta de pan
saborizado con chocolate es del 60% de cereal de fruta de pan, 20% de
chocolate y 20 % de azúcar, que tiene una aceptación del 57%.
94
• El equipo adecuado para el secado de esta fruta es el secador de bandejas debido
a que están calentados con aire que a la vez extrae vapor, facilitando un secado
más rápido, uniforme, y sobre todo existe una mayor distribución del calor en el
producto. Estos son relativamente baratos de construir y mantener, se los utiliza
sobre todo para secar frutas y vegetales.
• Para la molienda de la fruta de pan húmeda se utiliza un molino de discos por
frotamiento ya que permite obtener partículas finas las mismas que son idóneas
para obtener un producto homogéneo, la potencia del motor a usar es de 2.58
Hp.
• El rendimiento del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate es del 39,72
% esto se debe a que la fruta de pan tiene un porcentaje de humedad elevado y
además por que existen perdidas en el molido del producto, por haber realizado
en equipos a nivel experimental.
• El costo de producción del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate es de
0,89 dólares cada 250 gr. por tal motivo el producto esta al alcance de todos.
95
5.2 Recomendaciones:
• En el secado de la fruta de pan a nivel de laboratorio se recomienda utilizar un
secador que cuente con un sistema de ventilación para acelerar el proceso, así
como también es útil dispersarlo sobre bandejas.
• A nivel industrial es recomendable usar un secador de bandejas en el cual
puede secarse mayor cantidad de producto en menor tiempo debido que el
material queda disperso en las bandejas y por ende disminuye costos.
• Para obtener mejores resultados se recomienda realizar una buena molienda,
para acelerar el proceso de secado y por ende obtener un mayor rendimiento de
cereal.
• El material de empaque deberá ser apropiado, resistente a la manipulación y que
ayude a mantener las características físicas y organolépticas del producto.
• Se recomienda realizar futuras investigaciones sobre nuevas técnicas de
procesamiento debido a que la fruta de pan es una fruta poco explotada y sería
bueno investigar mas afondo sus beneficios.
96
BIBLIOGRAFÍA
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2. Batty J, Clair./ (1990). Fundamentos de la Ingeniería de Alimentos. Compañía
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97
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24. Williams C, Karol./ (2008). Diseño de una planta piloto para la industrialización
de salprieta en el Carmen. UTE Santo Domingo. Tesis
98
99
Anexo Nº. 1 Fotografías del proceso de obtención de cereal de fruta de pan
RECEPCION DESPULPADO
SELECCIÓN Y LAVADO COCCION
PELADO MOLIDO
100
1SECADO MEZCLADO
EMPACADO 2 SECADO
Anede pa
exo Nº. 2 Ran saborizad
Resultados ddo con choc
del análisis dcolate.
101
de mineralees y bromaatológico deel cereal de fruta
102
Anexo Nº. 3 Resultados del análisis microbiológico del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate
103
Anexo Nº. 4 Encuesta de aceptación del cereal saborizado con chocolate
UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL Escuela de Ingeniería Agroindustrial
Buenos días La siguiente es una encuesta para establecer la aceptación entre las tres muestras presentadas (cereal de fruta de pan); como herramienta previa a la defensa de tesis.
Por favor analice cada una de ellas y marque con una X la calificación que ud considere.
CALIFICACION DEL OLOR:
CALIFICACION DE COLOR:
CALIFICACION FORMULACION1 FORMULACION2 FORMULACION3 REGULAR
BUENO MUY BUENO EXELENTE
CALIFICACION DEL SABOR:
CALIFICACION FORMULACION1 FORMULACION2 FORMULACION3 REGULAR
BUENO MUY BUENO EXELENTE
CALIFICACION DE TEXTURA:
CALIFICACION FORMULACION1 FORMULACION2 FORMULACION3 REGULAR
BUENO MUY BUENO EXELENTE
CALIFICACION FORMULACION1 FORMULACION2 FORMULACION3 REGULAR
BUENO MUY BUENO EXELENTE
CALIFICACION FORMULACION1 FORMULACION2 FORMULACION3 REGULAR
BUENO MUY BUENO EXELENTE
104
Anexo 5. Norma INEN para los granos y cereales
105
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