final parte two

8/18/2019 Final Parte Two

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CAPÍTULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1. CARACTERIZACION DEL PROBLEMA:

En la actualidad existen muchas empresas que se dedican a elaborar

bebidas carbonatadas, estas compañías tienen como objetivo entregar

un producto con altos estándares de calidad para una buena demanda;

por ello deben medir y controlar cada una de las etapas del proceso de

elaboración, y de esta manera poder controlar las variables que

puedan afectar las características del producto final

!na de las etapas más importantes en la fabricación de bebidas

carbonatadas, es la elaboración de jarabe terminado, la cual consiste

básicamente en una me"cla de agua, a"#car, ácido cítrico, esencia,

sorbato de potasio En este proceso las variables ya mencionadas

pueden ser controladas y de no serlo correctamente puede producir

mucha acide" en el producto final y por ende se estaría incumpliendo

las expectativas del consumidor $or todo lo planteado se hace

necesario formular la siguiente interrogante%

1.2. FORMULACION DEL PROBLEMA:

&'uál es la resultado de la interacción de las cantidades de ácido cítrico

y esencia en el resultado del p( de la producción final de la gaseosa

sabor limón, elaborada en la facultad de ingeniería química de la !)'$*

$roblemas específicos%&'uál es el resultado de la cantidad de esencia en el p( de la

producción final de la gaseosa sabor limón elaborada en la facultad de

ingeniería química de la !)'$*

&'uál es el resultado de la cantidad de ácido cítrico en el p( de la


ingeniería química de la !)'$*

+ OBJETIVO- DE LA INVESTIGACION


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.bjetivo general%Evaluar la interacción de las cantidades de ácido cítrico y esencia

en el resultado del p( de la producción final de la gaseosa sabor

limón elaborada en la facultad de ingeniería química de la !)'$.bjetivos específicos%

Evaluar el resultado de la cantidad de ácido cítrico en la

producción final de la gaseosa sabor limón Evaluar el resultado de la cantidad de esencia en la producción

final de la gaseosa sabor limón

+/ JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACION

0a ra"ón fundamental es lograr una buena producción de gaseosa sabor

limón, basado en el control de las cantidades de esencia y ácido cítrico,

los cuales garanti"an un sabor más agradable$or otro lado se quiere lograr el consumo de una gaseosa hecha con los

mejores insumos, como el uso del a"#car blanca, en ve" de los

edulcorantes que muchas empresas usan debido a que son menos

costosas y más dulces; así tambi1n el uso de un conservante orgánico

como es el sorbato de potasio, que es mucho mejor que el ben"oato desodio'umplir con el rol adecuado y la responsabilidad social, logrando

brindar el mejor producto dentro de las bebidas carbonatadas a nivel de

la localidad2 finalmente generar ideas en relación a lograr beneficios económicos,

ya que al fabricar gaseosas de manera artesanal se puede contribuir a la

creación de microempresas y con ello generar empleo

1.5. LIMITACION DE LA INVESTIGACION

0as limitaciones que tuvimos durante el proceso del proyecto fueron%

0os equipos que se requerían fueron muy limitados, ya que solo

se contaba con un equipo para hacer las pruebas, ello nos

limitaba en el tiempo 0os equipos de medición como la balan"a y

el peachímetro, no arrojaban resultados precisos


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0a válvula de la presión del gas tuvo un pequeño descontrol

debido a que se desprendió parte de ella, la reparación de esta

duro unos días en la que se suspendió la producción

3demás de la mala organi"ación entre ambos salones en los

horarios para reali"ar las corridas, ocasionando p1rdidas de

materiales

CAPITULO IIMARCO TEÓRICO

2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN:

4E056 7383E0 9(.) :3))2 ? en su informe de trabajo

profesional @$roceso de elaboración de aguas gasesosas @ 5ncaAola @ en la corporación 9os1 7 0indley, nos dice que las bebidas


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gasificadas jarabeadas se obtienen por disolución de

edulcorantes nutritivos y dióxido de carbono en agua potable

tratada, se les puede adicionar sabori"antes naturales o artificial ,

conservantes ,colorantes u otros aditivos permitidos

En su proyecto describe el proceso de producción para la

elaboración de bebidas gasificadas; el que se reali"ó en la

compañía embotelladora @5nca Aola @ dicho proceso involucra una

serie de etapas El proceso lo inicia primero con la selección

rigurosa de envases ; seguido del tratamiento del agua potable

que consta de diversos procesos de purificación , filtrado en arena

y filtrado en carbón activado ; tercero , la me"cla de agua tratado

con a"#car para obtener el jarabe primario ; el que posteriormente

se me"cló con sabori"antes y otros aditivos para obtener el jarabe

secundario , finalmente el jarabe secundario se me"cló con agua

y anhídrido carbónico para ser embotellado

3sí mismo detallaron los controles de calidad que se reali"aron y

los resultados que se obtuvieron en el proceso de la elaboración

de las bebidas gasificadas con el fin de garanti"ar la calidad del

producto final

-B)'(E6, C 3


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de la fecha de vencimiento, hallándose diferencias significativas

en el intervalo de tiempo estudiado El congelamiento de las

muestras y su posterior descongelación no evidencia variación del

valor de p( 3sí mismo la mayoría de las bebidas consumidas en

Guenos 3ires y alrededores son ácidas y contienen sacarosa

como edulcorante, pudiendo ser consideradas como factor de

riesgo adicional de erosión dental y de caries

2.2 BASES TEÓRICAS QUE FUNDAMENTA LA INVESTIGACIÓN:

!na buena composición en las bebidas gaseosas, en t1rminos dematerias primas, aditivos y recursos naturales, acompañado esto

de un intensivo control de la calidad, garanti"a un producto de alta

calidad En la elaboración de las bebidas gaseosas se utili"a gran

variedad tanto de recursos naturales como de materias primas 0a

tabla siguiente, permite establecer las cantidades de materias

primas a utili"ar para la producción de botellas de gaseosa

COMPONENTE CANTIDAD

AGUA ++/>/ 0

AZUCAR ++= gACIDO CITRICO +


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Es un carbohidrato, solido cristalino, incoloro o blanco cuando

esta puro, altamente soluble en agua, de sabor dulces, y con alto

poder calórico En solución acuosa y en medio acido se hidroli"a

formando una mol1cula de agua?, y se forman dos

monosacáridos% :J8ructuosa o 0evulosa y la :JClucosa o

:extrosa

0a reacción que se lleva a cabo es la siguiente%

+¿→C 6 H

12O

6+C

6 H

12O

6

C 12 H

22O

11+ H

2O− H ¿

• La f!"#!$%a: Es un monosacárido con la misma fórmula

empírica que la glucosa pero con diferente estructura, es decir,

es un isómero de 1sta Es una hexosa átomos de carbono?,

pero cicla en furano al contrario que las otras hexosas, que lo

hacen en pirano? -u poder energ1tico es de /Kilocalorías por

cada gramo -u fórmula química es '(+


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El ácido cítrico se encuentra en estado cristalino, es de aspecto

incoloro, inodoro y de sabor ácido; este ácido se encuentra en dos

presentaciones, hidratado y deshidratado En la industria,

normalmente se encuentra ácido cítrico deshidratado por la

facilidad para el transporte El ácido cítrico tiene la ventaja que no

se seca durante el almacenaje

El ácido cítrico es el acidulante preferido para complementar

sabores de frutas en bebidas suaves Lambi1n produce

condiciones de p( bajos, los cuales son desfavorables para el

crecimiento de organismos deteriorantes y prev1 un medio óptimo

para la acción antibacterial del ben"oato de sodio El porcentaje

del ácido cítrico en bebidas gaseosas varía dependiendo del

sabor y otros ingredientes de la formula; varía desde IH hasta

= gramos ácidoM0itros de jarabe El ácido cítrico llega a la planta

en empaque de polietileno de capacidad de H= Ag :ebe

guardarse en sitios libres de humedad y evitar el contacto con

otros reactivos químicos que puedan ser tóxicos

PROPIEDAD A. CITRICO

AN'IDRO

A. CITRICO

'IDRATADO

FORMULA ('(H.I ('(H.I(>HN

AGUA =+N =ON


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DENSIDAD ()*".".+ +I +H/

PUNTO DE FUSION +H.' J

SOLUBILIDAD EN

AGUA ()*1,,-'2O+

++O


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0a combustión del combustible se reali"a en calderas y los gases

de combustión son recogidos y pasados primero a trav1s de una

torre en donde se enfría y se pone en contacto con agua; luego

pasa a una segunda torre donde se lava con una solución de

carbonato de sodio En esta primera etapa se retiran impure"as

tales como residuos de combustión incompleta y principalmente

los productos de la oxidación del a"ufre $osteriormente la me"cla

de gases se pasa a trav1s de una torre empacada en donde un

líquido en contracorriente generalmente monoetanolamina,

PE3? absorbe el '. solución con el '.>N como mínimo y una humedad de

aproximadamente ===N 0a etapa de licuefacción se reali"a de

dos maneras%

• Ba/a 0%34% :e los secadores se lleva el '.< a trav1s

de un sistema de enfriamiento hasta =o' por lo que el '.<

se lic#a y puede almacenarse en tanques aislados


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0as soluciones alcohólicas son derivados de una planta o de

partes de plantas, con o sin materia colorante 0as soluciones

más conocidas son% El extracto de vainilla, el de menta, de

jengibre, uva y ciertos tipos de limón y lima

0as emulsiones se preparan emulsificando los aceites esenciales

en goma arábiga y me"clándolos con un jarabe espeso de a"#car

o glicerina para luego homogenei"ar dicha me"cla

0os jugos de frutas, de los cuales se ha extraído la mayor parte

del agua por calor, vacío o por congelación y centrifugación, son

llamados jugos concentrados y suministran una fuer"a saboreante

mayor que la que se encuentra en los jugos naturales 'uando se

introducen a la bebida producen el sabor natural

0os materiales de los cuales se preparan las esencias varían,

pero las esencias mismas son clasificadas así%

• :e origen natural

• Esencias compuestas

• Esencias sint1ticas

4ale la pena resaltar que las esencias son las que

fundamentalmente le suministran el sabor característico a cada

bebida 3demás de imitar el sabor natural de alguna fruta dan el

color apropiado, refor"ado algunas veces con colores añadidos,

para crear el efecto real completo de la bebida

0as normas y especificaciones más recomendadas para el uso de

esencias son las siguientes%

• 0as esencias no deben contener más del I= ppm de

salicilato de metilo

• -u empaque debe tener incluido estrictas normas de

higiene y salubridad

$ara su almacenamiento se deben observar ciertas precauciones%


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• Es necesario guardar las esencias en cuartos fríos, con

poca lu" y humedad

• 'onservar herm1ticamente cerrados los envases

•

Pantener las esencias en sus envases originales• Pantener una rotación adecuada de las esencias, de

manera que se utilicen primero las que primero se

almacenen

• )o retornar nunca sabores al envase original a menos que

los materiales a usar est1n est1riles

SORBATO DE POTASIO

!na de las sales más comunes es el sorbato de potasio, la cual

se puede presentar en forma de gránulos o polvos, teniendo una

potencia antimicrobiana del I/N; así mismo, presenta una alta

solubilidad en medio acuoso y muchas aplicaciones en alimentos

0os estudios han reportado que los sorbatos retardan el

crecimiento de numerosos microorganismos, incluyendo

levaduras, mohos, bacterias deteriorativas y patógenas :e igual

manera inhiben un gran n#mero de bacterias tales como gram

positivas, gram negativas, catalasa positiva, catalasa negativa,

aerobios y anaerobios, mesófilos y psicrófilos -.8.-, +>O>? En

bebidas carbonatadas basta añadir de ==J==/N de sorbato de

potasio, adicionando entre un ==/ y un ==N se mejora la

estabilidad de infusiones pasteuri"adas de caf1, t1

2. PROCESOS DE PRODUCCIÓN:

DESCRIPCION GLOBAL:

El proceso de producción de bebidas gaseosas en su esencia essencillo, aunque involucra etapas que requieren un extensivo


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cuidado en su desarrollo En t1rminos globales el proceso se lleva

a cabo como se describe a continuación

'on el agua tratada se elabora el jarabe simple que es una

me"cla de agua y a"#car refinada El jarabe es pasado a trav1s

del filtro prensa de placas verticales con telas filtrantes y

ayudafiltro, con el fin de retirar impure"as que traiga el a"#car

!na ve" certificado que el jarabe simple cumple con los requisitos

de calidad, se envía a la sala de jarabes donde es almacenado en

los tanques destinados para tal propósito y se le adicionan los

concentrados y preservativos, dependiendo del tipo de producto

que se vaya a elaborar $osteriormente se anali"an sus

características organol1pticas y fisicoquímicas, y al pasar estas

pruebas de control está listo para ser utili"ado en el proceso de

carbonatación y posterior embotellado En algunas plantas del

país, la bebida carbonatada se pasteuri"a, esto con el ánimo de

higieni"ar y preservarla, sin tener que agregar preservativos 3

continuación se presenta un diagrama que muestra las etapas

generales del proceso de elaboración de bebidas gaseosas, sus

procesos paralelos y la interacción entre ellas

PRODUCTOS ELABORADOS.:

0as plantas que producen bebidas gaseosas, en su mayoría

envasan agua tratada, la cual se produce al tratar el agua para el

proceso puesto que los requerimientos para la distribución de

agua envasa son los mismos que tiene el agua para los jarabesGebidas gaseosas 0as bebidas gaseosas son el producto

principal en estas plantas, de ellas cambian dos aspectos

importantes, sus sabores y su presentación

-abores de las bebidas gaseosas En una planta de bebidas

gaseosas, los sabores de las mismas juegan un papel

fundamental, ya que de la variedad de estos, depende el nivel de

ventas y el posicionamiento en el mercado 3unque los saboresde cada planta varían de acuerdo a varios aspectos tales como


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tipo de planta y región en la cual este locali"ada, existen algunos

sabores que son comunes para cada una de ellas, estos sabores

son% Aola )aranja Pan"ana 0imón -oda

PRESENTACIONES DE LAS BEBIDAS GASEOSAS:

0as bebidas gaseosas hasta hace algunos años no presentaban

variaciones en sus presentaciones, las botellas tenían una

capacidad de


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0a etapa de preparación de jarabes, consta de tres fases básicas,

estas fases consisten en la elaboración jarabe simple, la filtración

y la preparación del jarabe terminado

Jaa7 S-0: :espu1s de lavar, esterili"ar y enjuagar un

primer tanque de acero inoxidable, denominado tanque de

me"cla, este se llena con agua tratada, se calienta hasta

alcan"ar una temperatura entre O= y >=o' y luego se

adiciona el a"#car libre de terrones para lograr así una

mejor solubilidad Este jarabe se logra colocando en

marcha el agitador y añadiendo lentamente el a"#car que

requiera el producto Es necesario proporcionar

cuidadosamente las cantidades de agua y a"#car con el

propósito que la solución final tenga la fuer"a deseada

Lal fuer"a varía generalmente entre /H y H por ciento de

a"#car por peso, dependiendo, como es natural, de la

formula individual El jarabe se cocina por un periodo de

treinta =? minutos, tiempo en el cual se ha evaporado la

cantidad de agua suficiente que permite la concentración

adecuada; y posteriormente se envía a un filtro prensa

F#a"34: 0a filtración de la me"cla generada

anteriormente, se efect#a con la intención de separar

partículas extrañas u otras impure"as que pueda traer el

a"#car 3ntes de empe"ar en forma la filtración, se reali"a

un bombeo preliminar que retorna el jarabe al tanque de

me"cla, esto se efect#a con el objeto de eliminar las

impure"as en los filtros 0uego de limpiar el tanque de

almacenaje y las tuberías, se bombea el jarabe simple a

trav1s del filtro hasta cuando haya salido la #ltima parte del

jarabe del tanque 4ale la pena resaltar, que los residuos

del filtro generalmente se convierten en un problema de

contaminación ambiental, debido esto a que los residuospresentan una alta carga orgánica y no se les da un


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manejo adecuado :espu1s de pasar por el filtro, el jarabe

es enviado al tanque de balance, que proporciona el nivel

de altura necesaria para el correcto funcionamiento del

enfriador de placas, al cual es enviado el jarabe para

reducir su temperatura hasta temperaturas entre


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específica, se emplea y se refiere a la densidad relativa ;

esto es la proporción entre el peso de un volumen dado de

una sustancia y el peso del volumen mismo de una

sustancia tomada como la norma, expresa el valor en el

t1rmino de gravedad especifica En el caso de sólidos y

líquidos la norma es usualmente agua $ara ello divídase el

peso de una pinta =/I litros? de jarabe, por el peso de

una pinta de agua y el resultado es la gravedad específica

3sí que si se añade a"#car al agua, la gravedad específica

aumenta y por ello se convierte en el m1todo para medir la

fuer"a de los jarabes

P$"%$ 6 "a7$4a#a"34 8 f)a"34.

3ntes de entrar el producto en el proceso de carbonatación, se

me"cla el jarabe terminado con agua tratada, hasta obtener los

grados G75Q deseados para la bebida 0a definición de los grados

G75Q dependen del sabor de gaseosa a elaborar, sin embargo, en

las diferentes plantas elaboradoras de gaseosas se tienen rangos

que oscilan entre los += y los +< grados G75Q para todos los

sabores de las bebidas elaboradas

Ca7$4a#a"34.

!na ve" que el jarabe terminado cumple con los

requerimientos exigidos, esto es, presenta los grados Grix

necesarios, este y el agua tratada, se pasan a un

'arbocooler, en donde el agua sufre un proceso de

enfriamiento y carbonatación, ya que se sabe que la

capacidad para absorber gas depende en los líquidos de la

temperatura a la cual se encuentre

El contenido de gas carbónico en la bebida terminada, o

grado de carbonatación, es uno de los factores que más


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afectan el sabor de la gaseosa, ya que acent#a el sabor de

las esencias 0a carbonatación consiste y aroma en colocar

al líquido de inter1s en controlada de '.


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0as cantidades de gas disuelto o contenido en solución por cada

gaseosa se denomina volumen de '.< !n volumen de '.< se define

como los ml de '.< cedidos a cada ml de bebida, medidos estos a

condiciones normales =o' y + atm?

S!-4%#$% 8 a-a"4a-4#$ 6 CO2 El '.< llega a la

plantas en estado líquido, en cilindros a temperaturas entre


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!na ve" carbonatada la bebida es pasada por diferencia de

presión a la llenadora, equipo que recibe el envase lavado y

est1ril, y lo llena hasta un determinado volumen dependiendo

del tamaño del envase H= cc, H==, +===, +H== y


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Es la etapa final del proceso, en esta etapa, se codifica el

producto para conocer la fecha de producción, se coloca en las

cajas y estas en estibas para ser llevadas a la bodega del

producto terminado, donde el departamento de calidad hace un

muestreo aleatorio para revisar nuevamente el producto y

hacer la certificación correspondiente al lote que ha sido

embotellado !na ve" listo el producto, se lleva a la

encanastadora, que por un sistema de agarraderas coloca las

botellas en las cajas, para luego ser llevadas a los sitios de

almacenaje

El almacenamiento, es una etapa que aunque no reviste

mayores complicaciones en t1rminos industriales o

ambientales, puesto que a pesar de producir desechos sólidos,

estos no revisten mayor gravedad; es un factor de suma

importancia en la elaboración de bebidas gaseosas en lo

referente a la planeación de la producción

0as posibilidades de almacenamiento en una planta está

limitada por factores tales como el deterioro; dicho deterioro

puede deberse a materiales extraños en las bebidas, al

desarrollo de microorganismos o a defectos en el sellado de la

tapa

• Ca-7$% 0$ a)4#% f


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combina con los otros materiales de la bebida gaseosa,

cambiando la composición química del producto y

contribuyendo al desarrollo de muchos tipos de

microorganismos, los cuales catali"an las reacciones

anteriores generando sabores desagradables

• T-0$ -=-$ 6 a-a"4a/. El tiempo de

almacenaje es un factor muy importante, puesto que es

función del deterioro 'on base en los análisis

reali"ados en las diferentes plantas elaboradoras de

gaseosas, una gaseosa puede durar aproximadamente

cuatro /? meses en clima frío y unos tres ? en climas

cálidos bajo condiciones normales a la presión

atmosf1rica y un rango de temperatura entre / y /o'?,

sin sufrir alteraciones en su calidad

2.> 'IPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN:

'IPÓTESIS GENERAL:

• -i influye, la interacción de las cantidades de ácido cítrico y la esencia,

en el p( en la producción final de la gaseosa sabor limón, elaborado en

la 8acultad de 5ngeniería Ruímica de la !)'$

'IPÓTESIS ESPECÍFICA:

• 0a cantidad del ácido cítrico influye en el p( de la producción final de la

gaseosa sabor limón, elaborado en la 8acultad de ingeniería Ruímica de

la !)'$

• 0a cantidad de esencia no influye en el p( de la producción final de la

gaseosa sabor naranja elaborado en la 8acultad de 5ngeniería Ruímica

de la !)'$


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2.5 VARIABLES E INDICADORES:

• 4ariables 5ndependientes%'antidad de ácido cítrico en dos niveles%

o


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CAPITULO III

METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN

Experimental

.2. NIVEL DE INVESTIGACIÓN

Explicativo

.. M?TODOS DE INVESTIGACIÓN

$robabilístico

.> DISE@O DE INVESTIGACIÓN

:5-ES. 83'L.7530%


26/3326

.5. POBLACIÓN MUESTRA

$oblación% $roducción de gaseosas que se genera al día% botellas Puestra% +< botellas de gaseosa sabor limón

.. T?CNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE

DATOS

• 8uentes de información%J $rimariaJ5ndirectasJ Lesis

J PonografíasJ 5nformes

.. PROCEDIMIENTO DE RECOLECCIÓN DE DATOS

-e usó la t1cnica de la experimentación y la observación, como

instrumento el cuaderno de apuntes para luego pasarlo programa de

Picrosoft Excel

.. T?CNICAS DE PROCESAMIENTO AN&LISIS DERESULTADO.

Labla de análisis de varian"a 3).43?


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1,5 3,7 - + -1 1 3,7 3,5 3,610,8 =

2,5 3,7 + + 1 1 3,4 3,4 3,510,3 =

a

/+


29/33


30/3330

(ipótesis para el 83'L.7 3

C7385'3


31/33


32/3332

0uego de evaluarlos resultados de los cálculos, la interacción de las

cantidades de ácido cítrico y esencia influye significativamente en el p( de la


ingeniería química de la !)'$, demostrado por el valor 8V=,


33/33

CAPÍTULO V

APORTES DE LA INVESTIGACIÓN

5.1. APORTES TEÓRICOSMETODOLOGÍA:'on el estudio de nuestra investigación damos a conocer que los

ácidos por sí solos no tienen un efecto sustancial en el p( de la

gaseosa, como producto final, pero si cuando estos interact#an

$ara el análisis de nuestros datos se usó el diseño factorial, el cual

permitió investigar más sobre el tema, y como alumnos que reali"an este

tipo de trabajos, promovemos la investigación dentro de nuestra facultad

5ncentivamos a los demás alumnos a aprender a preparar una gaseosa,

ya que puede servir como fuente a sus conocimientos como futuros

ingenieros químicos, cuando se desenvuelvan en su campo laboral

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