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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE BIOTECNOLOGÍA EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. DE C.V. INFORME TÉCNICO DE LA OPCIÓN CURRICULAR EN LA MODALIDAD DE ESTANCIA INDUSTRIAL QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO EN ALIMENTOS TÍTULO: DISEÑO DE UNA LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE YOGUR BATIDO PRESENTAN: MARTÍNEZ JUÁREZ JACQUELINE MORALES GALLEGOS EMMANUEL ALEJANDRO ASESOR EXTERNO: ING. FRANCISCO MARTÍNEZ GARCÍA ASESOR INTERNO: M. en C. PATRICIA VÁZQUEZ LOZANO México, D.F., Mayo de 2007 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN INDICE Tema 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 Página 1 RESUMEN 2 DESCRIPCION TECNICA Y ADMINISTRATIVA DE LA EMPRESA 1 Antecedentes de la empresa Giro Misión Visión Filosofía Localización de la planta Distribución de áreas Organigrama 2 2 2 2 3 3 4 5 3 Justificación 5 4 Objetivos 4.1 Marco teórico 5 6 5 METODOLOGIA Y RESULTADOS 5.1 Descripción de actividades 5.2 Formulación experimentada a nivel laboratorio 5.3 Fórmula tomada como base para la realización de la línea de producción de yogur batido 5.4 Listado de materia prima 5.5 Descripción del proceso 5.6 Descripción del proceso mediante diagrama de flujo 5.7 Tiempos de operación 5.8 Balances de materiales y energía 5.9 1ª Etapa: Rehidratación 5.9 a Balance de materiales 5.10 2ª Etapa: Pasteurización 5.10 a Balances de materiales y energía: Sección I 5.10 b Balances de materiales y energía: Sección II 5.11 3ª Etapa: Fermentación 5.11 a Balance de materiales y energía: Etapa calentamiento 5.11 b Balance de materiales y energía: Etapa mantenimiento 5.12 Cuadro de balance 5.13 Equipo recomendado 5.14 Distribución del equipo en el área de proceso 5.15 Diseño higiénico en el área de proceso 6 CONCLUSIONES 8 9 12 12 13 16 17 17 19 19 21 22 24 25 27 30 33 35 7 GLOSARIO 36 8 BIBLIOGRAFÍA 37 II Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN INDICE DE CUADROS Cuadro 1. Cronograma de actividades 2. Formulaciones 1 y 2 3.Formulaciones 3 y 4 4. Formulación 5 5. Análisis realizados a las 5 diferentes muestras experimentadas a nivel laboratorio 6. Fórmula seleccionada 7. Especificación de la materia prima 8. Distribución de los tiempos de operación 9. Componentes de la leche en polvo 10. Equipo recomendado Página 8 9 10 10 10 12 12 17 18 27 INDICE DE FIGURAS Figura 1. Ubicación de la planta 2. Distribución de áreas. Planta baja 3. Distribución de áreas. Primer piso 4. Organigrama de la empresa 5. Diagrama de bloques. Proceso de elaboración de yogur batido sabor fresa 6. Diagrama de flujo de proceso 7. Balance de materiales. 1ª Etapa: rehidratación 8. Balance de materiales y energía en el pasteurizador 9. Balance de materiales. 2ª Etapa: Fermentación 10. Fermentación 11. 1ª etapa: rehidratación de leche en polvo y el azúcar 12.2ª etapa: pasteurización de la leche reconstituida LR 13. 3ª etapa: Fermentaciòn 14. Distribución de áreas en la empresa. Planta baja 15. Distribución del equipo y área de proceso Página 3 4 4 5 13 16 19 20 22 24 25 26 26 30 32 III ESTANCIA INDUSTRIAL, EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. DE C.V. DISEÑO DE UNA LINEA DE PRODUCCION DE YOGUR BATIDO Martínez Juárez Jacqueline, Morales Gallegos Emmanuel Alejandro, Vázquez Lozano Patricia* Av. Acueducto s/n, Barrio de la Laguna Ticomán, tel: 5729 6000, ext. 56343, Fax 5729 6000, ext. 56305 [email protected] Palabras clave: yogur, ingeniería, higiene, calidad. Introducción: Se dice que desde hace más de 500 años a.c. el hombre ha consumido productos lácteos fermentados sin saber lo que realmente había en ellos, en México no contamos con la tradición de consumir dichos productos, sin embargo el consumo se ha incrementando año tras año, por lo que representa un atractivo mercado. El objetivo de éste trabajo es realizar el diseño de una línea de producción de yogur batido, aplicando los conocimientos adquiridos de ingeniería y de tecnología de alimentos. Metodología: El primer paso para el diseño fue la elección de la formulación para elaboración de yogur, se experimentaron a nivel laboratorio 5 formulaciones, y de ellas se selecciono la que más se adecuo a nuestros intereses. Se analizaron las propiedades fisicoquímicas y las características de cada ingrediente del yogur, las cuales sirvieron como base de diseño. Se realizó el diagrama de flujo de proceso, que se utilizó como base para la realización de los balances de materiales y energía en cada equipo, para ello se determinó la cantidad de producción semanal deseada por la empresa, y con las bases de diseño se hicieron los cálculos regresivamente para saber la cantidad de materia prima a utilizar por día, así, con base en los resultados se determina la capacidad mínima que debe tener cada equipo, es decir el dimensionamiento de éste. Finalmente se propusieron algunas recomendaciones, respecto al diseño higiénico de las instalaciones de acuerdo a lo estipulado en la NOM-120. Resultados y discusión: La fórmula seleccionada para la elaboración de la línea de producción es la siguiente: Cuadro 1. Fórmula elegida para la realización de la línea de producción INGREDIENTES Leche en polvo CANTIDADES (%) 12 Agua 84 Azúcar 4 TOTAL 100 Base sabor fresa 18 del VT Microorganismos 2.5 del VT VT- Volumen Total Dicha fórmula se selecciono por ser la más apegada a la NOM185, siendo sus ingredientes mínimos y de bajo costo. Con base en ésta se realizó el diagrama de bloques Figura 1. Se recomendó el siguiente equipo: Una tolva marca Acermex, de acero inoxidable, con capacidad para 500kg/h, con 80 m diámetro, 1.10 m de profundidad, 0.08 m diámetro inferior. Un tanque de mezclado marca Tri-Canada, con capacidad de 570 L, de acero inoxidable, con 0.9m de profundidad, por 0.44m de radio, sistema fijo de mezclado. Leche en polvo, azúcar y agua Inoculación Hidratación Fermentación Envasado Homogeneización Adición de fresa Refrigeración Pasteurización Batido Figura1. Diagrama de bloques. Elaboración de yogur batido sabor fresa Homogeneizador marca Gaulin, con capacidad de 2500 L/h, de acero inoxidable, con dimensiones: ancho 0.90 m, altura 1.3 m. Un intercambiador de placas marca Chester Jensen, con placas de acero Inoxidable 20cm x 75cm, de capacidad de 2500 L/h. Un fermentador de marca Mueller, con capacidad para 1140 L, de acero inoxidable. Presión máxima 45 psi, dimensiones: 1.27m de profundidad por 0.93m de diámetro. Un tanque higiénico con bomba de desplazamiento positivo, de acero inoxidable marca Weyburn. Y finalmente una envasadora marca Chester Jensen, con capacidad de 40 envases/h de acero inoxidable. Este equipo tiene un margen de holgura en cuanto a la cantidad de producción, de un 30% aproximadamente, sin embargo si se desea aumentar la producción, el equipo que limita la capacidad es el fermentador, por ello adquiriendo un segundo equipo se puede agilizar el proceso, y como resultado elevar la producción. Las recomendaciones respecto al diseño higiénico de las instalaciones, son fundamentales para un proceso como éste, libre de contaminantes que nos puedan alterar el producto. Conclusiones y Perspectivas: Se realizó satisfactoriamente el diseño de una línea de producción, quedando los directivos, satisfechos con el trabajo efectuado para posteriormente seguir con el proyecto hasta la terminación de éste. Se seleccionó la formulación de acuerdo a criterios de economía y calidad conforme a normas mexicanas, con base en ello, se hicieron los cálculos necesarios para los balances de materiales y energía y de ésta forma se dimensionó el equipo, se seleccionó cual es el más adecuado para el tamaño de producción semanal, y finalmente se recomendó un diseño higiénico en el área de proceso de elaboración de yogur y en la planta en general. Agradecimientos: A la empresa Mingos S.A. de C.V., ing. Francisco Martínez y Prof. Patricia Vázquez Lozano. Referencias: 1. TAMIME, ROBINSON, 1991. “Yogur ciencia y tecnología” Ed. Acribia, Zaragoza España. 2. RAUCH G.H. “Fabricación de mermeladas”1986, Zaragoza España, Ed. Acribia 3. SPREER E. “Lactología industrial”1990, 2ª EDICIÓN, Zaragoza España Ed. Acribia Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 2 DESCRIPCION TECNICA Y ADMINISTRATIVA DE LA EMPRESA 2.1 ANTECEDENTES DE LA EMPRESA La empresa EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. DE C.V. se fundó a fines de los 90’s por el Sr. Rogelio Escamilla Hernández. Dicha empresa tiene antecedentes de la empacadora GALICIA S.A. de C.V. Esta última se fundó en los años 70’s a cargo del Sr. Pedro Escamilla, posteriormente, tras las muerte de éste, su hijo Rogelio, creó su propia empacadora, en la que en sus inicios el empleo de la maquinaria y equipos era algo obsoleto como en el caso del engrapado en los jamones se hacía manual, sin embargo, la empacadora elaboraba productos tal como jamón y salchicha, éste último duró tres años en el mercado. Con esto la pequeña empresa logró reunir los recursos para comprar su actual equipo. Desde sus inicios la empacadora MINGOS tiene su establecimiento en la colonia Granjas Valle de Guadalupe, Ecatepec de Morelos México, lugar donde hasta la fecha se siguen elaborando productos como: jamón tipo virginia, tipo York, tipo americano, lomo americano ahumado, pierna española, queso de puerco, queso gouda, queso panela, tipo canasto, queso análogo, y tocino. 2.2 GIRO Embutidos y derivados lácteos. 2.3 MISION Elaborar y comercializar productos naturales, saludables y nutritivos en la gama de embutidos y carnes frías, con el compromiso de deleitar y satisfacer el gusto de los consumidores de todas las edades, con la responsabilidad de lograr un bienestar social. 2.4 VISION Mejorar la organización de la empacadora con nuevas plantas de producción, y productos nuevos, de la mejor tecnología y con gran calidad humana, que posibilite dar un servicio al cliente de máxima calidad. 3 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 2.5 FILOSOFIA Promover los siguientes valores como la base fundamental de nuestra organización: - Integridad - Cooperación - Respeto - Responsabilidad - Honestidad - Humildad - Compromiso - Lealtad - Tolerancia - Igualdad - Imparcialidad - Equidad - Solidaridad 2.6 LOCALIZACION DE LA PLANTA Figura 1. Ubicación de la planta 4 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 2.7 DISTRIBUCIÓN DE ÁREAS Figura 2. Distribución de áreas. Planta baja Figura 3. Distribución de áreas. Primer piso 5 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 2.8 ORGANIGRAMA Dirección general Gerencia De produccion Recursos humanos Subgerencia Cárnicos Subgerencia Lácteos Supervisor Carnes Supervisor quesería Obreros Obreros Figura 4. Organigrama de la empresa. 3 JUSTIFICACION La empresa MINGOS S.A. de C.V. al darse cuenta de lo prometedor que es el mercado de leches fermentadas, desea desarrollar, elaborar y comercializar un producto lácteo fermentado: yogur batido sabor fresa, con las características físicas y organolépticas que satisfagan las exigencias del consumidor, para competir en el mercado de productos lácteos. 4 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Diseñar el paquete de ingeniería básica para una línea de producción de yogur batido sabor fresa. OBJETIVOS ESPECIFICOS Selección de la formula adecuada para elaborar yogur batido sabor fresa similar a un yogur comercial. 6 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN Elaboración del diagrama de flujo de proceso. Realización del dimensionamiento del equipo, mediante un balance de materiales y energía. Realización de la distribución del equipo en el área de proceso. Consideraciones de diseño higiénico. 4.1 MARCO TEORICO Se dice que desde hace 5000 años a.c. el hombre ha consumido productos lácteos fermentados sin saber que en ellos se podían encontrar microorganismos benéficos para la salud. Utilizaban estómagos de terneros como recipientes para almacenar la leche de los animales que domesticaban, al cabo de unos días ésta fermentaba dando lugar a la producción de lo que hoy conocemos como: ‘leches fermentadas’. Años más tarde en 1857 fueron descubiertas las bacterias lácticas por Louis Pasteur, posteriormente se descubrieron algunas otras bacterias de la leche ácida, dentro de las que destacaba Bifidobacterium. Hacia 1907, el biólogo Ruso Ely Metchnikoff realizó estudios sobre los efectos benéficos del yogur y popularizó el consumo diario de éste entre los pueblos europeos de esa época. Aunque no se dispone aún de algún documento en el que se contemple el origen del yogur, se dice que tiene origen en el Oriente Medio y la evolución de éste producto fermentado a lo largo de los años se puede atribuir a las habilidades culinarias de los pueblos nómadas de ésta parte del mundo. Es por ello que su proceso de elaboración es un arte muy antiguo que data de miles de años, siendo posiblemente anterior a la domesticación de vacas, ovejas y cabras, sin embargo hasta apenas en el siglo XIX se conocían los fundamentos de las distintas fases de la producción. En México generalmente el consumo de las leches fermentadas ha sido discreto, y no se podrá decir que nuestro país tiene una historia al respecto. Sin embargo su consumo actual es importantísimo, sobre todo lo que respecta al yogur, cuya demanda se ha incrementado insostenidamente en los últimos años, multiplicándose las marcas comerciales presentes en el mercado de consumidores mexicanos. Esto representa a su vez, dinero tanto para 7 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN microempresas que elaboran a pequeña escala yogur, como para industrias que producen toneladas de yogur al día. La Organización Mundial de la Salud (OMS) define al yogur como "La leche coagulada obtenida por la fermentación ácido-láctica de la misma por el Lactobacillus delbruekii subsp. busgaricus y el Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, con o sin adición de leche en polvo. Los microorganismos del producto final deben ser viables y abundantes" Como podremos notar el yogur es un cultivo láctico, que corresponde a una simbiosis bacteriana integrada por las bacterias lácticas: - Lactobacillus delbrüeckii subsp bulgaricus - Streptococcus salivarius subsp thermophilus Ambas son bacterias anaerobias Gram (+), termófilas, que tienen como función primaria fermentar la lactosa produciendo ácido láctico. Lactobacillus delbrüeckii subsp bulgaricus se presenta sólo o en cadenas, células alargadas con la edad y tiene más alta resistencia a los antibióticos, su temperatura óptima de crecimiento es 40-50°C. Streptococcus salivarius subsp thermophilus se presenta en pares y/o en largas cadenas, es muy sensible a sustancias inhibidoras y a los fagos, su temperatura óptima de crecimiento es 35-40°C Cada bacteria produce ácido láctico, acetaldehído, acetoína, diacetilo, etanol y ácido acético (compuestos responsables del aroma y sabor del yogur), cuando crece de forma aislada, sin embargo dicha producción es más favorable cuando se conjuntan, la simbiosis de ambas especies se da cuando el Lactobacillus delbrüeckii subsp bulgaricus, (lactobacilo proteolítico), hidroliza las proteínas encontradas en la leche, produciendo péptidos y ciertos aminoácidos importantes como la valina, los cuales activan el crecimiento de Streptococcus salivarius subsp thermophilus, a su vez éste produce ácido fórmico y CO2 los cuales son aprovechados para el crecimiento del bacilo. Es así como uno produce el alimento del otro y viceversa. Los cultivos del yogur son los responsables del sabor del mismo, siendo el acetaldehído el principal componente del sabor, ambos m.o. lo producen a partir de la lactosa o bien de los aminoácidos, con lo mencionado anteriormente podemos encontrar un sin fin de cualidades del yogur, entre las cuales está el reponer la flora intestinal, reducir los niveles de colesterol, bajar 8 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN las reacciones alérgicas a las proteínas; y una de las principales cualidades es que ayuda a la digestión por ser un producto pre-digerido. Además es un alimento que se recomienda en todas las edades, aporta los nutrimentos de la leche en una forma de fácil asimilación, y que al combinarlo con otros alimentos aumenta su valor nutritivo pues se puede preparar con frutas, mermeladas, ensaladas, carne y postres. En nuestro país se elaboran distintos tipos de yogur, entre los principales tenemos: firme, batido y líquido o para beber. Todos ellos difieren en su forma de elaboración, el primero se fermenta una vez envasado el yogur, para ser refrigerado posteriormente; el yogur batido, como su nombre lo indica es fermentado y posteriormente lleva un batido y refrigeración, y finalmente el yogur para beber, se fermenta, se agita y se le agrega cierta cantidad de agua seguido de un refrigerado. Todos ellos con o sin adición de fruta. Todo tipo de yogur cualquiera que sea su proceso debe elaborarse de acuerno a normas oficiales mexicanas (Ver Bibliografía), en las cuales se mencionan los ingredientes y las cantidades de aditivos que deben emplearse. Principalmente para que un yogur como producto terminado esté dentro de norma según NOM-185 estipula: Los productos lácteos fermentados deben tener una acidez titulable de no menos de 0,5% expresada como ácido láctico y su pH debe ser máximo de 4,4. 5 METODOLOGIA Y RESULTADOS 5.1 DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES Cuadro 1. Cronograma de actividades Actividad a realizar 1.- Reconocimiento de las instalaciones 2.- Conocimiento de los procesos y equipo de la planta 3.- Investigación preliminar sobre tecnología de yogur 4.- Selección inicial de formulaciones para elegir de ellas la más adecuada 5.- Experimentación a nivel laboratorio con las distintas fórmulas. Análisis de resultados 9 Mes Abril, Mayo, Junio Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 6.- Trabajo en laboratorio con la fórmula que se va aplicar (medición de la calidad) 7.- Planteamiento de las bases de diseño y especificación de la materia prima requerida Julio, Agosto Septiembre, 8.- Cálculos. Balances de materiales y energía 9.- Elaboración del diagrama de flujo de proceso Octubre 10.- Recomendaciones sobre el equipo y la distribución de planta 11.- Recomendaciones para estancias futuras y seguimiento del proyecto Noviembre, Diciembre Para la realización del proyecto se preleccionaron de algunas fuentes de información, 5 fórmulas establecidas, éstas se experimentaron a nivel laboratorio, y así, finalmente se eligió la que mejor se asemejara a un yogur comercial batido. Las 5 formulaciones mostradas a continuación se tomaron como base para iniciar las pruebas a nivel laboratorio, cada una de ellas difieren en ingredientes y cantidad de los mismos a utilizar. 5.2 FORMULACIONES EXPERIMENTADAS A NIVEL LABORATORIO Cuadro 2. Formulaciones 1 y 2 INGREDIENTES CANTIDADES INGREDIENTES CANTIDADES (Fórmula No. 1) % (Fórmula No. 2) % Leche líquida 93 Leche en polvo 9.2 Suero en polvo 2 Agua 85 Azúcar 4 Azúcar 5 Grenetina 0.3 Fécula de maíz 0.7 TOTAL 100 Microorganismos Base para yogur sabor fresa Grenetina Almidón modificado TOTAL 2.5 del VT Microorganismos Base para yogur 18 del VT sabor fresa VT- Volumen total 10 0.3 0.5 100 2.5 del VT 18 del VT Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN Cuadro 3. Formulaciones 3 y 4 INGREDIENTES CANTIDADES INGREDIENTES CANTIDADES (Fórmula No. 3) (%) (Formula No. 4) (%) Leche en polvo 9.2 Leche 90.7 Agua 85 MPC 3.5 Azúcar 4.5 Azúcar Suero en polvo 0.8 Suero en polvo 1.3 Almidón modificado 0.5 Carragenina 0.5 TOTAL 100 TOTAL 100 Microorganismos Base para 2.5 del VT yogur Microorganismos 2.5 del VT Base para yogur 18 del VT sabor fresa 4 18 del VT sabor fresa Cuadro 4. Formulación 5 INGREDIENTES CANTIDADES (Formula No. 5) % Leche entera en polvo 12 Agua 84 Azúcar 4 TOTAL 100 Microorganismos 2.5 del VT Base para yogur sabor fresa 18 del V,T Los análisis que se realizaron a las distintas fórmulas son los siguientes: Cuadro 5. Análisis realizados a las cinco diferentes muestras experimentadas a nivel laboratorio. Fórmula No. 1 pH 4.5 Acidez (ºD) 70 Viscosidad Muy baja 11 Comentarios El almidón nativo se hidrolizó provocando desestabilización y Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN pérdida de viscosidad. 4.7 2 60 Similar al La apariencia y consistencia es la 4.6 58 4.7 60 4.7 63 norma (NOM-185.SSA1). 4.5 70 La apariencia y consistencia es la 4.6 57 3 4.5 70 yogur de aditivos utilizados está fuera de comercial Similar buscada, sin embargo la cantidad al correcta, sin embargo la cantidad yogur de almidón empleada rebasa lo comercial permitido por la norma (NOM-185SSA1). 4 5 5.1 50 4.9 53 5.0 48 4.2 100 4.3 95 4.4 90 4.2 103 4.2 102 4.3 96 Disminuyo Baja la velocidad de Fermentación. Similar al yogur El pH y la acidez son las ideales. comercial De acuerdo a las pruebas de laboratorio que se realizaron, la fórmula escogida es la No. 5. debido a que presenta la mejor viscosidad, tomando como patrón un yogur comercial. Para esta formulación se cambio la cepa de microorganismos utilizados para la fermentación, por una cepa mixta genéticamente modificada. Se eligió esta formulación ya que cumple con lo requerido en la NOM-185-SSA1, y no contiene aditivos. El producto de la formulación 3 presenta las características buscadas en el producto, sin embargo incumple la NOM-185-SSA1 en el contenido de almidón que especifica la norma. 12 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 5.3 FORMULA TOMADA COMO BASE PARA LA REALIZACION DE LA LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE YOGUR BATIDO Cuadro 6. Fórmula seleccionada INGREDIENTES CANTIDADES (Fórmula No.5) % Leche entera en polvo 12 Agua 84 Azúcar 4 TOTAL 100 Microorganismos 2.5 del VT Base para yogur sabor fresa 18 del VT 5.4 LISTADO DE MATERIA PRIMA Cuadro 7. Especificaciones de la materia prima Materia Prima Descripción y/o especificación Cultivo Microorganismos láctico liofilizado “SACCO” Lyofast, para inoculación directa en leche. 10UFC para 1000 litros de leche. Leche en Polvo. Máximo 3.5% de humedad. Carbohidratos 39%, Proteínas 29.3%, Grasas 27.2%, Leche Minerales 1%. Cp= 0.916 kcal/kg °C, pto. isoeléctrico= 0.55 °K, conductividad eléctrica = 0.5 A/V*m, presión osmótica = 700 kPa, pH = 6.7, fuerza iónica = 0.08 molar, Aw = 0.993, Azúcar Sacarosa comercial El agua que se utilice en el proceso de elaboración debe Agua ser para uso y consumo humano y cumplir con lo señalado en la Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994 , libre de bactericidas. Una vez elegida la fórmula, se realiza el paquete de ingeniería básica comprendiendo los siguientes aspectos: Descripción del proceso, propiedades 13 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN fisicoquímicas, criterios de diseño, balances de materiales y energía, diagramas de flujo de proceso, lista de equipos e instrumentos Comenzando primero con la descripción del proceso que a continuación se muestra, mediante un diagrama de bloques, en el que se expresa cada etapa del proceso a seguir en la elaboración de yogur. 5.5 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO Como vemos en la formulación (Cuadro 6), se utiliza de leche en polvo por su amplia disponibilidad, bajo costo y sencillo almacenaje, y azúcar que entran en una tolva. El tanque de mezclado contendrá solamente agua, la hidratación comienza en el momento en que se activa una bomba centrífuga, que recircula el agua del tanque exactamente por debajo de la salida del polvo en la tolva. La fuerza del líquido circulante aspira la leche en polvo y la mezcla con el agua, la circulación continua hasta la total disolución de la leche en el agua. Además el embudo tiene una válvula de conexión que origina una reducción del diámetro de la tubería causando un efecto ventura que facilita el mezclado de los polvos (diagrama 3). Una vez lleno el tanque de leche azucarada se utiliza la misma bomba centrifuga antes mencionada, solo cambiando la dirección del flujo, para enviar la leche al homogeneizador. La homogeneización se lleva a cabo a 40 ºC en un homogeneizador Gaulin de 2 pasos, la presión en el primer paso es a 900 psi y el segundo paso a 1200 psi (diagrama 3), con el objetivo de reducir el tamaño del glóbulo de grasa, lo que le dará una mejor estabilidad al yogur, al aumentar la viscosidad y reducir el fenómeno de sinéresis. Del homogeneizador sale con la misma fuerza impulsora de la bomba centrifuga y se introduce en un intercambiador de placas para el proceso de pasteurización. La pasteurización es LTHT a 82ºC por 17 s. y enfriado rápido a 4ºC, esto es con el fin de suministrar al fermentador una leche con la calidad bacteriológica aceptable en la elaboración de yogur. Posteriormente la leche se introduce en el fermentador a 4ºC y se calienta en el tanque enchaquetado con vapor sobrecalentado a 220ºC, hasta una temperatura de 40-45ºC, que es la temperatura óptima de crecimiento para los microorganismos mesófilos. 14 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN Cuando la leche se encuentra a esa temperatura se inocula con un cultivo intermedio o lactofermento previamente preparado. Inmediatamente después de la inoculación se agita el tanque para permitir la activación y dispersión por todo el medio de los microorganismos, durante 10-15 minutos, este mezclado es un punto de control importante ya que de esto depende en gran parte que se efectúe correctamente la fermentación. Transcurridos los 15 minutos de mezclado se mantiene de 40-45ºC la temperatura del medio durante 3 ½ horas, que es el tiempo que el fabricante recomienda, para la fermentación adecuada, sin embargo se tiene que estar monitoreando la acidez en lapsos de 45 min, para detectar algún defecto con el proceso. Cuando se ha logrado una acidez de 90-100ºD se detiene el proceso de fermentación y se adiciona la base sabor fresa mediante una bomba de desplazamiento positivo y se agita durante 15 minutos a 8 rpm. Ya mezclado se envía con una bomba de desplazamiento positivo a la envasadora. El proceso de envasado es manual. Una vez en su envase se lleva a la cámara de refrigeración y se mantiene de 1-4ºC hasta su punto de venta. 15 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN Leche en polvo , azúcar y agua Hidratación Homogeneización Pasteurización Inoculación Fermentación Adición de la base para yogur sabor fresa Batido Envasado Almacenamiento en frío Figura 5. Diagrama de bloques. Proceso de elaboración de yogur batido sabor fresa 16 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 5.6 DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO Figura 6. Diagrama de flujo de proceso. 17 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 5.7 TIEMPOS DE OPERACION Para la realización de los balances de materiales y energía se distribuyó la jornada de trabajo en las distintas fases del proceso, para determinar cuanto de cada componente se producen en kg/h. Los tiempos distribuidos son los siguientes: Cuadro 8. Distribución de los tiempos de operación Distribución de tiempos de operación Tiempo (min) Llenado de tanque 10 Hidratación/Recirculación 25 Homogeneización 30 Pasteurización 25 Calentamiento 4-40ºC 30 Inoculación 5 Agitación/Reconstitución 15 Fermentación 210 Enfriado 10 Adición de fruta 5 Mezclado 15 Envasado/Etiquetado 60 Lavado 70 5.8 BALANCES DE MATERIALES Y ENERGÌA Para su análisis dividimos el proceso en 3 etapas: Rehidratación, Pasteurización y Fermentación. Generalizando tenemos la siguiente base de cálculo: Se desean obtener 600 kg de producto terminado (PT), lo cual nos indica que la suma de: Biomasa (Bm) + Leche Reconstituida (LR) + Inoculo (Inc) + Fruta (Fr) = 600 kg 18 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN Se sabe que la cantidad de inoculo a utilizar es el 2.5 % del volumen total o PT (1993,Tamime) mientras que la fruta a adicionar es el 18% del volumen total. La cantidad de LR no se conoce aún ni la de Bm. En literatura se encontró que en la fermentación del yogur la biomasa aumenta en promedio un 0.6% del volumen total, quedando nuestra ecuación de la siguiente manera: Bm + LR + Inc + Fr = 600 kg (0.006)LR + LR + (0.025)(600) + (0.18)(600) = 600 (0.006)LR + LR + 123 = 600 1.006LR = 477 LR = 477/1.006 = 474.1550 ≈ 474 kg Por lo tanto el volumen de la biomasa es: Bm = (0.006)(474) = 2.844 ≈ 3 kg La leche reconstituida que entra en el homogeneizador contiene por lo tanto: agua, azúcar y la leche en polvo. Se necesita que los sólidos totales (St), en la leche para la elaboración de yogur sea del 16%, por lo tanto determinamos el Extracto Seco Total (EST), de la leche reconstituida. Sacarosa 474 kg (0.16) = 75.84 kg de EST 4% = 18.96 kg Leche en polvo 12% = 56.88 kg Del cual de éste 12% de leche en polvo tenemos los siguientes componentes: Cuadro 9. Componentes de la leche en polvo Componente % Kg Carbohidratos 39 22.8 Proteínas 29.3 16.66 Grasas 27.2 15.47 Humedad 3.5 2 Minerales 1 0.56 19 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 5.9 1ª ETAPA: REHIDRATACIÓN 5.9a Balance de materiales Figura 7. Balance de materiales. 1ª Etapa: rehidratación Bm + LR +In + Ff = PT LR(0.006) +LR + 600(0.025) + 600(0.18) = 600 kg 1.006LR + 15 + 108 = 600 kg LR = (600-15-108)/1.006 LR = 474 kg 1137.6 kg /h 60 min 474 kg 25 min LR = 1137.6 kg/h Idealmente se necesitan 474 kg de leche rehidratada al 16%, de los cuales el 12% es leche en polvo y el 4% sacarosa, es decir 56.88 kg y 18.96 kg respectivamente. Si E = S entonces se completan los 474 kg con agua. 398.16 kg + 18.96 kg + 56.88 kg = 474 kg 5.10 2ª ETAPA PASTEURIZACIÓN 5.10 a Balance de materiales y energía, Sección I 20 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN Figura 8. Balance de materiales y energía en el pasteurizador Se divide el pasteurizador en 2 secciones, la primera es Sección de calentamiento y la segunda es la Sección de Enfriamiento. SECCIÓN I. BALANCE EN LA SECCIÓN DE CALOR Calentamiento + Mantenimiento Se determina la cantidad de vapor necesario para elevar de temperatura la leche a pasteurizar. Considerando un Cp para la leche de 0.916 kcal/kgºC (1998, Valiente) Cp Leche = 0.916 kcal/kgºC t1 = 40 °C t2 = 82ºC VE = AS → V LR1 = LR2 → LR LR (H2 – H1) = V(H3 - H4) (H2-H1) = ∆H ∆H = Cp m (t2-t1) V = (Cp LR (t2-t1))/(H4-H3) V = ((0.916 kcal/kgºC) (474 kg) (42ºC))/(669.3 kcal/kg – 225.3 kcal/kg) V = 41.071 kg 41.071 kg 25 min 98.57 kg/h de vapor a 220ºC 60 min 21 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN V = 98.57 kg/h de Vapor a 220ºC Se realiza el balance de energía para determinar el calor necesario para elevar a 82ºC de temperatura los 474 kg de leche. Sin embargo el calor total (Q) transmitido, es la suma del Q en la zona de calentamiento + el Q necesario en la zona de mantenimiento que se calcula multiplicando la masa del líquido a calentar por su Cp . Por el balance de calor: LRE H1 + Q = LRS H2 LRE = LRS = LR LR (H2-H1) = Q ∆H = Cp m (t2-t1) Q = 474 kg (0.916 kcal/kgºC) (42ºC) Q = 18235.72 kcal QTotal = 18235.72 kcal+ mCp QTotal = 18235.72 kcal +(474 kg) (0.916 kcal/kgºC) QTotal = 18669.88 kcal 18664.88 kcal 25 min 44807.71 kcal/h 60 min QTotal = 44807.712 kcal/h 5.10 b Balance de materiales y energía, Sección II SECCIÓN II. BALANCE EN LA SECCIÓN DE ENFRIAMIENTO Ahora se calcula el calor cedido por la leche, al introducir agua a 4ºC. t1 = 4°C t2 = 82°C Qcedido = mCp (4ºC - 82ºC) Qcedido = (474 kg) (0.916 kcal/kgºC) ( - 78ºC) Qcedido = -33886.35 kcal -33886.35 kcal -81327.24 kcal/h 25 min 60 min Q cedido = -81327.24 kcal/h 22 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN Ahora se necesita conocer la cantidad de agua fría para ganar dicha cantidad de calor. Para la base de cálculos se fija t2, la temperatura de salida de agua del refrigerante, en 40ºC Q = mCp (t2-t1) m = Q / Cp(40ºC - 4ºC) m = -33886.35 kcal/ (1 kcal/kgºC)(36ºC) m = 941.28 kg 941.28 kg 25 min 2259.07 kg/h 60 min m agua fría = 2259.07 kg/h 5.11 3ª ETAPA FERMENTACIÓN 5.11 a Balance de materiales y energía: Etapa Calentamiento Figura 9. Balance de materiales. 2ª Etapa: Fermentación Se conoce el valor de LR, entonces se calcula mediante un balance de materia la cantidad de vapor necesaria para elevar la temperatura de 4º- 45ºC (fig. 5). Cp Leche = 0.916 kcal/kgºc QVE H3 + LRE H1 = QAS H4 + LRS H2 QVE = QVS 23 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN LRE = LRS QV (H2-H1) = Lp (H4-H3) H = Cpm(t2-t1) De las Tablas de vapor sobre saturado H vap. sat.220ºc = 669.3 kcal/kg H líq. sat.220ºc = 225.3 kcal/kg LR Cp (t2-t1) = QV (H4-H3) 474kg (0.916 kcal/kgºc)(45ºC - 4ºC) = QV (669.3 kcal/kg -225.3 kcal/kg) QV =40.093 kg 40.093 kg 30 min 80.18 kg /h 60 min Qv = 80.18 kg/h Calor necesario para calentar de 4ºC a 45ºC, 474 kg/leche. LR1 H1 + Q = LR2 H2 QVE = QVS → Q LR1 = LR2 → LR LR (H2-H1) = Q Q = 474 kg (0.916 kcal/kgºc)(41ºc) Q = 17801.544 kcal 17801.54 kcal 30 min 35603.08 kcal/h 60 min Q = 35603.08 kcal/h 24 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 5.11 b Balance de materiales y energía: Etapa Mantenimiento Figura 10. Fermentación A 45ºC se inocula introduciendo la línea Inc. Los resultados de las pruebas a nivel laboratorio en un sistema cerrado muestran lo siguiente: Disminuyendo 1ºC cada 4 min Se determinó el rango de temperatura de mantenimiento de 40ºC – 45ºC (temperatura óptima de crecimiento para mesófilos), por lo tanto el tiempo que tarda en disminuir de 45ºC a 40ºC son 20 min., cuando tenemos que introducir nuevamente calor. El tiempo promedio de incubación es de 3.5 hrs. = 210 min/20min 10.5 10 veces se debe inyectar vapor Ahora tenemos mayor volumen que calentar y se requiere por lo tanto mayor flujo de calor. Ahora LR +In = 489 kg QVE = QCS QV LR1 =LR2 LR Como el flujo de vapor a la entrada, es el mismo de condensados a la salida, igualamos QVE y QCS en QV , de igual manera con LR. LR Cp (t2-t1) = QV (H3-H4) 489 kg(0.916 kcal/kgºc)(5ºc) = QV (669.3kcal/kg - 225.3 kcal/kg) QV = 5.044 kg 5.04 kg 20 min 15.13 kg/h 60 min 25 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN QV = 15.132 kg/h De vapor sobresaturado a 220ºC, para mantener a una temperatura de 4045ºC, 474 kg de leche inoculada. Calor necesario para elevar 5ºC la temperatura en la etapa de fermentación, para mantener la temperatura de 40º - 45º C. LR1 H1 + Q = LR2 H2 Q = LR(H2-H1) H2-H1 = H H = Cpm(t2-t1) Q = 489 kg(0.916 kcal/kgºc)(5ºc) Q = 2239.62 kcal/cada 20 min. 2239.62kcal 20 min 6717 kcal/h 60 min Q = 6717 kcal/h 5.12 CUADRO DE BALANCE Para la realización de nuestro cuadro de balance tenemos las siguientes figuras, en cada una se muestra la cantidad de cada componente que entra y sale de cada equipo, dichas cantidades están expresadas en fracción. Como hemos visto el proceso se divide en 3 etapas, las cuales son las siguientes: 1ª ETAPA REHIDRATACION Figura 11. 1ª Etapa Rehidratación de la elche en polvo y el azúcar 26 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 2ª ETAPA: PASTEURIZACION Figura 12. 2ª Etapa pasteurización de la leche reconstituida LR 3ª ETAPA FERMENTACION Figura 13. 3ª Etapa fermentación 27 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 5.13 EQUIPO RECOMENDADO Cuadro 10. Equipo recomendado EQUIPO TOLVA ESPECIFICACION MARCA: Acermex MATERIAL: Acero inoxidable DIMENSIONES: 0.80 m Diámetro, 1.10 m de profundidad, 0.08 m diámetro inferior MODELO: Sin modelo TANQUE DE MEZCLADO MARCA: Tri-Canada CAPACIDAD: 570 Litros (150 GAL ) MATERIAL: Acero Inoxidable No Enchaquetado DIMENSIONES: 0.9m Profundidad, Por 0.44m De Radio. Sistema fijo de mezclado. MODELO: NLDG-150, Mezclador Integrado de propela, con Motor De ½ Hp, trifásico. HOMOGENEIZADOR MARCA: Gaulin CAPACIDAD: 2500 L/h MATERIAL: Interior acero inoxidable grado alimenticio. Exterior hierro colado DIMENSIONES: Ancho 0.90 m, altura 1.3 m MODELO: GAU90LX25 Homogeneizador de 2 pasos : 1erpaso 1500 psi máx., 2o paso 2000 psi máx. 28 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN INTERCAMBIADOR DE PLACAS MARCA: Chester Jensen DESCRIPCION: Intercambiador De Calor De Placas MODELO: 12HTFS MATERIAL: Placas De Acero Inoxidable 20cm x 75cm CAPACIDAD: 2500 L/h FERMENTADOR MARCA: Mueller MODELO: PCPR CAPACIDAD: 1140 L MATERIAL: Tanque enchaquetado de acero inoxidable. Presión máxima 45 psi DIMENSIONES: 1.27m de profundidad por 0.93m de diámetro. Motor de 5 Hp, 3 fases, 220/460 Volts. BOMBAS CENTRIFUGAS MARCA: Sin marca MODELO: Sin modelo MATERIAL: Acero inoxidable DESCRIPCION: Bomba centrifuga con cople directo. Entradas de 1-3/4 in y salida de 11/4in, 1HP 220/440 Volts. 29 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. TANQUE DISEÑO HIGIENICO UPIBI – IPN MARCA: Sin marca MODELO: Sin modelo MATERIAL: Acero inoxidable DESCRIPCION: Tanque de 20 litros con bomba de desplazamiento positivo incluida, montado en su base motor de 1/3 HP, 127v, 1 fase, 1760 rpm MARCA: Weyburn MODELO: 8-60-24-77 Serie #817 MATERIAL: Acero inoxidable DESCRIPCION: Tanque higiénico con bomba de desplazamiento positivo de ¼ HP, motor trifásico, 220/240 Volts. Con salida en el fondo para el producto. ENVASADORA MARCA: Chester Jensen CAPACIDAD: 40 Envases/h MATERIAL: Acero inoxidable MODELO: Sin modelo Los envases son de plástico con capacidad de 4kg. 30 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 5.14 DISTRIBUCION DEL EQUIPO EN EL AREA DE PROCESO Como hemos visto ésta es la distribución del piso 1 en la empacadora MINGOS S.A. de C.V., la región sombreada está destinada para la elaboración de yogur. Figura 14. Distribución planta baja La distribución se hizo en forma de herradura, por conveniencia de las entradas, iniciando de la parte donde se encuentra el almacén de materias primas, en el cual se almacenan las del queso, en dicho almacén estarán la leche en polvo, el azúcar y la base sabor fresa. El proceso comienza mezclándose e hidratándose los componentes, para ello se suministra agua de alta calidad sanitaria libre de agentes desinfectantes, dicha purificadora se encontrará fuera del área de proceso de yogur, lógicamente con una entrada hacia el tanque de mezclado. Una vez llegado el proceso al pasteurizador y al fermentador, se utilizará una caldera que suministre el vapor demandado por ambos equipos. Previo a la fermentación se utiliza un cultivo intermedio, el cuál va a estar en el tanque higiénico pequeño, frente al refrigerador del inóculo, este, se 31 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN propone en tal posición por las condiciones higiénicas que le corresponden, el cultivo madre por tener microorganismos aislados, puede contaminarse con la materia prima como la leche en polvo o por una mala limpieza del equipo o los desechos. Posteriormente la base sabor fresa estará contenida en el segundo tanque higiénico cercano al fermentador y el batido se realiza de tal forma que el producto se dirija a la envasadora donde finaliza el proceso cerca de la puerta que lleva al almacén cámara 3 de lácteos. Se han implantado algunas puertas para maniobrar ampliamente, primero se diseñó un vestíbulo lavamanos, el cual como su nombre indica sirve para que los empleados se laven las manos, dicho vestíbulo debe estar libre de corrientes de aire, para ello se implementaron dos puertas, una se dirige hacia la nave quesera, y la otra hacia el área de proceso de yogur. Otra de las puertas implementadas es la que se encontrará en el almacén de materias primas para que al llegar las unidades con la materia prima se almacenen directamente. La nave quesera y el área de proceso de yogur alternarán su producción para evitar una contaminación cruzada. De igual manera en la cámara 3PT se implementará otra puerta para la salida del PT hacia su distribución. 32 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN Figura 15. Distribución del equipo y área de proceso. 33 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 5.15 DISEÑO HIGIENICO DEL AREA DE PROCESO DE YOGUR DISEÑO DE INTERIORES PISO El tipo de piso que se usará es con cubierta de barniz epoxi, debe ser impermeable, resistente a ácidos y álcalis, a la grasa, a los agentes de limpieza, al vapor y al daño por impacto y debe ser antiderrapante. Será de estructura liviana debido a que no se trabajarán equipos pesados ni material pesado, el producto terminado o la materia prima se trasladarán en patinetas sencillas. Deben ser selladas aquellas grietas y juntas de las placas del piso con una película epóxica, de fácil lavado donde no haya acumulación de residuos de leche en polvo, agua o yogur (producto terminado), y las juntas con la pared serán redondeadas y de igual manera selladas. Se le dará el 2% de declive hacia el drenaje correspondiente, comenzando dicho declive desde la superficie más limpia hasta la más sucia, dichos drenajes deben diseñarse de tal manera que eviten la infestación por insectos y la propagación de olores. Todos los equipo de proceso deben estar conectados a líneas de drenaje y tener charolas de goteo para evitar derrames. Se debe dejar un espacio de 50 cms en el perímetro de las zonas de almacén y quedar marcado con líneas pintadas de color amarillo. PAREDES Y ESTRUCTURAS INTERNAS Las paredes son de block revestido con concreto tipo mortero para dar acabado liso y tanto las paredes como el techo serán revestido de barniz epóxico, impermeables a la humedad. La puerta de la entrada al área de proceso es una puerta de 2 hojas con resorte, para evitar que quede abierta por un descuido. En la parte inferior de cada puerta se colocará una tira de hule que evite la entrada de fauna nociva. TECHO El interior se recubrirá en paneles de concreto precolado, ligeros (tablaroca), para que se le dé, un acabado liso, será de dos aguas con un 34 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN recubrimiento epóxico impermeable que evite la acumulación de agua condensada o polvo y facilite su limpieza. CONSIDERACIONES PARA EQUIPOS La distancia que existirá entre cada equipo será de 1m, para evitar la contaminación o acumulación de residuos que generen plaga entre los equipos, pero principalmente para tener libertad de movimiento en el área de proceso. La distancia de cada equipo hasta la pared será de 0.5 m, de igual manera para facilitar la limpieza. OTRAS CONSIDERACIONES Todos los elementos metálicos de la construcción deben ser tratados con anticorrosivos. La tubería que transporta vapor debe estar aislada en todo el trayecto. El aislamiento de las tuberías debe ser de un material resistente al daño y a la corrosión y soportar una limpieza frecuente. 6 CONCLUSIONES se eligió la formulación adecuada para la elaboración de yogur batido, tomando como criterio, normas de calidad y economía en los ingredientes. El tiempo de incubación depende de la naturaleza y características del microorganismo iniciador. En tanto se alcanzó acidez de 80-110 °D, en las pruebas de laboratorio, la legislación mexicana, indica para el yogur una acidez equivalente mayor o igual a 50 °D. Se determinó la temperatura y el tiempo de incubación son variables relacionadas directamente entre sí, la temperatura óptima para el crecimiento de los microorganismos fue de 43 ºC, obteniéndose con dicha temperatura, el tiempo mínimo, representando éste parámetro dinero para la empresa. 35 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN Se sentaron las bases del diseño, con base en la materia prima recomendada y sus propiedades fisicoquímicas. Se realizó el diagrama de flujo de proceso que junto con la memoria de cálculos de los balances de materiales y energía son la base para el dimensionamiento del equipo. Se realizó el paquete de ingeniería básica para una línea de producción de yogur batido sabor fresa. Del mismo modo se puede adaptar el proceso para la producción de yogur en cualquier otro sabor. Se le propusieron a la empresa los fundamentos de diseño higiénico primarios a fin de que el área de proceso de yogur y demás instalaciones sean higiénicas y así poder brindarle al consumidor un producto inocuo. 36 Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. 7 GLOSARIO °D AS Bm Cp E ESM EST Fr IB Inc LR LTHT M NOM PT Q S St UFC VE VT Grados dornic (100°D = 1% ácido láctico) Agua en la salida Biomasa Capacidad calorífica ( kcal/kg°C) Entrada Extracto seco magro Extracto seco total Base sabor fresa Ingeniería básica Inóculo Leche reconstituida Pasteurización: Tiempo corto a alta temperatura masa (kg) Norma oficial mexicana Producto terminado Calor Salida Sólidos totales Unidades formadores de colonias Vapor en la entrada Volumen total 37 UPIBI – IPN Estancia Industrial EMPACADORA Y COMERCIALIZADORA MINGOS S.A. de C.V. UPIBI – IPN 8 BIBLIOGRAFIA NMX-F703-COFOCALEC-2004. Sistema de producto leche. Alimentos lácteos. Leche y producto lácteo (o alimento lácteo) fermentado o acidificado. Denominaciones. Especificaciones y métodos de prueba CODEX STAN 243-2003. Norma codex para leches fermentadas NOM-002-SCF1-1993. Contenido neto. Tolerancias y métodos de prueba NOM-185-SSA1-2002. productos y servicios. Mantequilla, cremas, producto lácteo condensado azucarado; productos lácteos fermentados y acidificados, dulces a base de leche. Especificaciones sanitarias Reglamento de control sanitario de productos y servicios TAMIME, ROBINSON, “Yogur ciencia y tecnología” ZARAGOZA ESPAÑA 1991. Ed. ACRIBIA ICMSF, “El sistema de análisis de riesgos y puntos críticos”, ZARAGOZA ESPAÑA 1991, Ed. ACRIBIA CHAVEZ M. Y HERNÀNDEZ M, “Valor nutritivo de los alimentos de mayor consumo en México” 1992, 2ª EDICIÓN, MÉXICO RAUCH G.H. “Fabricación de mermeladas”1986, ZARAGOZA ESPAÑA, Ed. 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