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elaboracion de base de helado

10 de Feb de 2018
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  1. Laboratorio Balance de Materia y de energía ELABORACION DE BASE DE HELADO PRESENTADO POR: LUIS FERNANDO DIAZ CUADRO ANDRES CAMILO NIEVES JOSE GARCIA PRESENTADO A: ING. ROBERT VALERA UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERIAS Y TECNOLOGICAS INGENIERIA AGROINDUSTRIAL VALLEDUPAR 2013
  2. Laboratorio Balance de Materia y de energía 1. INTRODUCCION El helado es un producto obtenido por congelación, previo mezclado con agitación para la incorporación de aire y uniformidad en la textura, de una mezcla compuesta de productos lácteos, grasa, edulcorantes o sustitutos de edulcorantes, huevo, saborizantes, acidulantes, estabilizadores y emulsivos de acuerdo por la legislación de la localidad. El helado es un sistema extremadamente complejo en el que coexisten elementos en solución como es el caso de los azucares, sales y minerales de la mezcla, en solución coloidal como la proteína de la leche y los hidrocoloides y tanto la grasa como el aire están en una emulsión o dispersión que al congelarse presentan un estado físico semisólido en el que se encuentran ingredientes cristalizados, gelificados, así como líquidos y gaseosos, lo que presenta innumerables reacciones fisicoquímicas. Otras clasificaciones de los helados El helado se clasifica de acuerdo a su composición en:  Helado duro  Helado suave o blando  Helado de leche  Sherbet  Helado de agua El helado es un alimento o postre congelado que contiene:  Grasa de leche o vegetal  Sólidos no grasos de leche (LDP o SUERO)  Azúcar.  Emulsivos.  Estabilizadores.  Color.  Sabor.  Aire.  Agua. Leer más: http://www.quiminet.com/articulos/el-proceso-de-elaboracion-del- helado-41748.htm
  3. Laboratorio Balance de Materia y de energía La producción de helado se ha incrementado rápidamente en los años recientes en muchos países del mundo. Algunos factores que contribuyen al desarrollo de la industria de helados son: La perfecta refrigeración y adaptación de la industria alimenticia, la mejora en el método de manufactura y el desarrollo de los equipos de procesamiento de mejor calidad semejante a sistemas de operación continua automatizada, más y mejores ingredientes con mejora de conocimiento en el uso de ellos. La utilidad del helado como alimento es realizada por muchos conocimientos científicos que están generando una ganancia en la producción y comercialización de esta industria. Los métodos y las maquinarias usadas en la producción de helados son muy importantes para el mantenimiento de altos estándares de higiene, con altos beneficios. La planta descrita en esta proposición está diseñada para asegurar al consumidor de un producto sano libre de microbios, y al productor de costos de producción menores y consecuentemente alto retorno en su inversión y gastos. Teniendo en cuenta todas estas consideraciones, el establecimiento de una planta procesadora de helados podría confirmar que esta idea de negocio para el empresario que está buscando un menor riesgo y un alto retorno de su inversión es una muy bueno. Leer más: http://www.monografias.com/trabajos87/helado-y-produccion-del- helado/helado-y-produccion-del-helado.shtml#ixzz2kl1JcJi7
  4. Laboratorio Balance de Materia y de energía 2. OBJETIVOS 2.1. OBJETIVO GENERAL Aplicar los principios básicos de balance de materia y energía para la elaborar de base de helado, partiendo de la materia prima (leche entera, mantequilla y leche descremada en polvo), en la elaboración del producto, para obtener un producto de muy buena calidad y que sea de agrado para el consumidor y utilizando distintos sabores naturales y artificiales, ya que este producto lo podemos elaborar de manera industrial y de forma artesanal. 2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Elaboración de base de helado a partir del diagrama de flujo.  Obtener una crema de helado.  Realizar el balance de materia y energía de la base de helado.  Conocer el proceso de la elaboración de base de helado.  Identificar las variables que hacen parte del proceso de la elaboración de base de helado.
  5. Laboratorio Balance de Materia y de energía 3. MARCO TEORICO  Materia y Energía La masa es una variable dependiente fundamental de interés, y sus variables características se determinan fácilmente, ya que es común y evidente, como sede, la masa total o la masa de un componente en particular. Por lo que no se hablara mucho de ella. En los problemas en que la energía es la variable dependiente fundamental, la selección de las variables características no se hace tan rápidamente, por lo tanto, es necesario que la primero se estudiado las diversas clases de energía Y considerar las variables características que se emplean para medir la energía de un sistema.  Conservación de la Masa Una de las leyes de básicas de la física es la ley de la conservación de la masa. Esta expresa en forma simple que la masa no puede crearse ni destruirse solo transformarse, por consiguiente la masa total de todos los materiales que entran en un proceso debe ser igual a la masa total de todos los materiales que salen del mismo, más la masa de los materiales que se acumulan o permanecen en el proceso. Entradas = Salidas + Acumulación Expresado en otras palabras, “lo que entra debe de salir”. A este tipo de sistema se le llama proceso de estado estable. Para resolver un problema de balance de materiales es aconsejable proceder mediante una serie de etapas definidas, tales como: Trácese un diagrama simple del proceso. Este puede ser un diagrama de bloques que muestre simplemente la corriente de entrada con una flecha apuntando hacia dentro y la corriente de salida con una apuntando hacia fuera. Inclúyase en cada flecha composiciones, cantidades, temperaturas, y otros detalles de la corriente. Todos los datos pertinentes deben quedar incluidos en este diagrama. Escríbanse las ecuaciones químicas involucradas (Si las hay).
  6. Laboratorio Balance de Materia y de energía  HELADO Se define como un producto obtenido por una mezcla de ingredientes homogeneizados y pasterizados, batidos y congelados para su consumo posterior. Ingredientes principales  leche.  Agua.  Azúcar.  Nata.  Huevo. Leer más: http://www.revistavirtualpro.com/files/ti15_200512.pdf Este producto alimenticio no es tan reciente como algunos podríamos llegar a pensar, pues el mismo data del 2000 AC y se habla de que su origen es de la China. El helado elaborado con agua fue introducido a Europa por Marco Polo a finales del siglo XIII. Luego de haber hecho esta pequeña reseña histórica, procederemos a definir lo que es un helado: Helado, golosina congelada muy popular elaborada con grasa, sólidos de la leche y azúcar.  Métodos de producción Los métodos de producciones de otros tiempos consistían en introducir los ingredientes en un recipiente metálico rodeado de una mezcla congeladora de hielo y sal gorda, mezclándolos hasta que quedaban suaves. En las plantas productoras modernas, los ingredientes se vierten en un tanque donde se mezclan y pasteurizan. A continuación, la mezcla se homogeniza para deshacer los grumos de grasa, se enfría, se conduce a un tanque congelador por medio de tuberías y se bate hasta que queda suave; en esta fase se añaden a veces nueces o frutas. El helado sale del tanque casi congelado y se guarda en recipientes que se almacenan en cámaras refrigeradoras hasta que se endurece. Los materiales que se agregan a los helados son:  Leche.  Agua.  Grasa.  Azucares.  Saborizantes.  Frutas.
  7. Laboratorio Balance de Materia y de energía  Estabilizantes.  Gomas.  Alginatos.  Emulsionantes. A continuación definiremos algunos de los materiales utilizadazos y diremos su uso en el proceso.  Leche La leche utilizada es leche en descremada entera la cual se reidrata utilizando agua, esta leche se agrega al inicio del proceso en los tanques mezcladores, la leche aporta calcio y vitamina B2 al helado; además aporta sólidos al helado y un porcentaje de grasas.  Agua El agua utilizada en la elaboración del helado es recibida de la red de distribución de agua y es previamente tratada para asegurarse de que sea apta para la preparación del producto, este tratamiento se hace en las instalaciones que posee la planta para dicha finalidad.  Grasa Es un ingrediente importante en la elaboración del helado, esta puede variar del 8 al 12% en base al volumen total de la mezcla. Este ingrediente es vital tanto por costo por las características que imparte el producto final. La grasa puede ser tanto de origen lácteo como de origen vegetal, siendo las fuentes de obtención la misma grasa láctea, la leche fluida, crema, mantequilla, aceite de mantequilla (butter-oil), leche entera en polvo o en caso de grasa vegetal, esta puede ser grasa de coco, grasa de soya y grasa de algodón.  Leche entera fluida Esta materia prima es base para la elaboración de helado, la cual presenta variaciones en cuanto a su contenido de grasa.  Crema Esta se obtiene mediante el descremado de la leche. Su composición es la siguiente.  40% Materia grasa.
  8. Laboratorio Balance de Materia y de energía  5.1 % Sólidos no grasos.  54.9 % Agua.  Mantequilla Es el producto que se obtiene a partir del batido de la crema, está compuesta por un 82 -84 % de materia grasa, 0.5% sólidos grasas (SNG) y agua entre 16 y18%, este producto aporta un sabor agradable también. El aceite de mantequilla (butter- oil) es conocido también como grasa anhidra de leche y es obtenida de la crema o mantequilla mediante un proceso de fraccionamiento y su contenido de grasa es de un mínimo 99.5% y el contenido de humedad es 0.2%. La ventaja de este producto es que se puede almacenar por un tiempo largo.  Leche entera en polvo Este material es también una fuente de grasa (fuente de proteína) para la elaboración de helado, su contenido de grasa es de 26%. Las grasas vegetales también son usadas debido a su disponibilidad inmediata y sus bajos costos.  Solidos no grasos de leche Los sólidos no grasos de leches están constituidos por proteínas, sales minerales y lactosas, estos sólidos son adicionados en leche descremada en polvo o bien como leche descremada fluida, sin embargo, al adicionar este ingrediente, es necesario reconstituir o fortificar con leche en polvo. Otra fuente de sólidos no grasos es el suero en polvo, el cual no debe exceder el 50% del total de los sólidos grasos. Los sólidos no grasos contribuyen:  Textura y cuerpo del helado.  Ayudan a distribuir de manera eficiente el aire en el proceso de congelación. Un aumento en los sólidos afecta el punto de congelación. Un exceso en los sólidos modifica la textura debido a la lactosa presente en la leche, lo cual puede cristalizar y provocar arenosidad en el producto terminado. Leer más: http://www.quiminet.com/articulos/el-proceso-de-elaboracion-del- helado-41748.htm
  9. Laboratorio Balance de Materia y de energía  Azucares Término aplicado a cualquier compuesto químico del grupo de los hidratos de carbono que se disuelve en agua con facilidad; son incoloros, inodoros y normalmente cristalizables. Todos tienen un sabor más o menos dulce. Se utilizan en los helados para darle un sabor dulce.  Saborizantes Son sustancias utilizadas para dar diferentes sabores a los helados como por ejemplo utilizar un saborizante para dar el sabor a menta a un helado de menta.  Estabilizantes Los estabilizantes se definen como aquellas sustancias que impiden el cambio de la forma o la naturaleza química de los productos alimenticios a los que se incorporan, inhibiendo reacciones químicas o físicas, manteniendo el equilibrio químico de los mismos. En nuestro proceso estos actúan formado enlaces entre los diferentes componentes que integran el helado, o sea los azucares, proteínas, grasas etc. Haciendo que estos formen las llamadas redes que atrapan el agua evitando que a bajas temperaturas esta cristalice en cristales largos. Algunos estabilizantes vienen combinados con gomas y emulsificantes para aumentar su eficacia y su rango de efectividad. Algunos de los procesos utilizados a lo largo de la elaboración del helado son:  Pasteurización.  Homogenización  Maduración.  Pasteurización Pasteurización, proceso de calentamiento de un líquido, para destruir las bacterias perjudiciales, sin producir cambios materiales en la composición, en el sabor, o en el valor nutritivo del líquido. Más adelante en la descripción del proceso se darán los parámetros a los que funciona esta operación en nuestro proceso de interés.
  10. Laboratorio Balance de Materia y de energía  Homogenización Homogenización, tratamiento que se aplica para impedir que las grasas se separen del resto del producto. La homogeneización se realiza antes o después del proceso de pasteurización, el proceso consiste en el paso a presión a través de distintas rendijas muy finas a una temperatura que oscila entre 55 y 65 °C, bajo una presión de 150 a 200 atmósferas. En nuestro proceso se realiza después de la pasterización y darán detalles del mismo más adelante en la descripción del proceso.  Maduración El objetivo de la maduración en la elaboración del helado consiste en retener la mezcla del helado y hacer que todos los ingredientes se rehidraten. Más adelante se darán los parámetros aplicados durante esta etapa. Leer más: http://html.rincondelvago.com/elaboracion-de-los-helados.html
  11. Laboratorio Balance de Materia y de energía 4. MATERIALES Y EQUIPOS 4.1 Materiales  Beaker.  Matraz.  Agitador.  Pipeta.  Probeta.  Baldes.  Hipoclorito al 35%.  Detergente.  Cuchillo.  Bata, botas, gorro y tapaboca. 4.2 Equipos  Marmita.  Termómetro electrónico.  Balanza electrónica.  Estufa eléctrica.  Batidoras.  Cuarto frio. 4.3. Insumos  Leche entera.  Leche descremada.  Mantequilla.  Azúcar.  Emulsificante.  CMC.  Sales conservantes (Sorbato y Benzoato).  Colorante.  Sabor artificial (Melocotón, Fresa y Arequipe).  Sabor natural (Durazno, Almíbar de fresa, piscas de chocolates y Arequipe  Yema de huevo.  Hielo.  Agua.
  12. Laboratorio Balance de Materia y de energía 5. PROCEDIMIENTO  Lavado de planta Realizar cálculos para desinfectar la planta, equipos y utensilios en la elaboración de la base de helado. Utilizar hipoclorito al 35% para el lavado y desinfectado de la planta.  Recepción de la materia prima Se recibe y se recepciona toda la materia prima a utilizar en la elaboración de la base de helado.  Estandarización Se realiza los respectivos cálculos de todos los insumos a utilizar para la elaboración e base de helado. En esta etapa del proceso, una parte del personar se encarga de pesar y etiquetar todos los materiales que se va a utilizar en la elaboración del helado, una vez realizado este trabajo se pasa al área de mezclado. En este procedimiento se estandarizan las cantidades necesarias de los ingredientes y aditivos para la elaboración de la base de helado.  Mezcla de ingredientes Se realiza el pesado de las cantidades descritas en la estandarización, luego se procede a mezclar los ingredientes de la siguiente forma: o Azúcar más estabilizante (Goma Guar). o Mantequilla más emulsionante (Yema de Huevo) Esta adicción se hace muy lentamente a la marmita hasta lograr obtener la homogenización de la mezcla.  Calentamiento Se adiciona la leche entera a la marmita, y se calienta hasta alcanzar una temperatura de 35°C, a esta temperatura se adiciona la mezcla de azúcar y estabilizante, se sigue calentando hasta una temperatura de 50°C y a esta temperatura se agrega suavemente la leche semidescremada light en polvo para evitar la formación de grumos, sigue el calentamiento hasta 65°C y a esta temperatura se adiciona la mantequilla más emulsificante.
  13. Laboratorio Balance de Materia y de energía  Pasteurización Luego del procedimiento anterior se procede a continuar con la pasteurización a una temperatura de 80°C durante 30 minutos. La finalidad de esta etapa es la de eliminar bacterias y para tales fines se utilizan una placas para calentar la mezcla del helado a una temperatura de unos 80 OC durante 30 minutos. Pasando simultáneamente y dentro del mismo equipo al proceso de homogenización para luego ser enfriado a 10 OC, por un choque térmico. Se procede a pesar en baldes la cantidad e base de helado que se elaboró en planta.  Homogenización Tratamiento se aplica para impedir que las grasas se separen del resto del producto y se realiza en dos etapas a una temperatura de unos 80 OC, la primera de ellas a una presión de 300 psi y la segunda a 250 psi.  Enfriamiento La mezcla pasteurizada es enfriada hasta una temperatura de 12°C, sin dejar de batir en ningún momento para incorporar aire y formar la base de helado. En esta etapa la mezcla es retenida aplicando agitación, entre una 3 - 72 horas con un enfriamiento de 12 OC, el objetivo de esta etapa es la de rehidratar todos los ingredientes sólidos del helado. Se procedió a pesar nuevamente a cada balde  Reposo La base de helado se deja reposar durante 24 horas en el cuarto frio. Se procede a pesar los baldes nuevamente  Adicción de Aditivos Pasado las 24 horas, se retira la base de helado del cuarto frio y se procede a adicionar el saborizante natural de fresa en almíbar y durazno en conserva, y el sabor artificial de fresa, melocotón y arequipe (0.1ml/kg de producto), colorante (0.1 %), conservantes (100ppm en mezcla).  Almacenamiento La base de helado terminada se almacena a temperatura de congelación -10 OC.
  14. Laboratorio Balance de Materia y de energía 6. FLUJO GRAMA ELABORACION E BASE DE HELADO Materia Prima Estandarización Mezcla de Ingredientes Pasteurización Enfriamiento Maduración Adición de Sabores, Colorantes y Conservantes Batido / Congelación Envasado Almacenamiento Leche Entera, Mantequilla y Leche semidescremada light en polvo 7%MG; 10%SNG; 14%Azúcar 0,3% Emulsificante y Estabilizante Azúcar + Estabilizante: 35ºC Leche Semidescremada: 50ºC Mantequilla + Emulsificante: 60ºC 80ºC – 30 Minutos 24 Horas 12ºC – Agitación Mecánica, con batidoras Sabor: 0,1ml/kg Producto Colorante: 0,1% Conservante: 100ppm en Mezcla
  15. Laboratorio Balance de Materia y de energía 7. CALCULOS Se desea elaborar 13 Lts de base de helado que contenga las siguientes especificaciones: 7% de materia grasa y 10% de solidos no grasos; a partir de leche entera con 4,5% de materia grasa y 9% de solidos no grasos, mantequilla con 80% de materia grasa y 7% de solidos no grasos, y leche descremada en polvo con 1% de materia grasa y 93% de solidos no grasos. La base de helado contiene además los siguientes ingredientes: 14% azúcar, 0,2% estabilizantes, 0,3% emulsificante, 0,1 ml/L de sabor artificial y 3% de fruta natural, 0.1% colorante y 100 ppm de sales conservantes. Nota: la merma teórica es del 10%. Calculamos los litros totales de la base de helado con respecto a la merma. 𝐿𝑡𝑠 𝐵𝑎𝑠𝑒 𝑑𝑒 ℎ𝑒𝑙𝑎𝑑𝑜 = (13 + 13(0,1))𝐿𝑡𝑠 = 14,5 𝐿𝑡𝑠 𝑲𝒈 𝑨𝒁𝑼𝑪𝑨𝑹 = 14,5𝐾𝑔 ( 14 100 ) = 2,03 𝐾𝑔 𝑲𝒈 𝑺𝑨𝑪𝑨𝑹𝑶𝑺𝑨 = 2,03𝐾𝑔 ( 100 94 ) = 2,159 𝐾𝑔 𝑲𝒈 𝑬𝑺𝑻𝑨𝑩𝑰𝑳𝑰𝒁𝑨𝑵𝑻𝑬 = 14,5𝐾𝑔 ( 0,2 100 ) = 0,029 𝐾𝑔 = 29 𝑔 𝑲𝒈 𝑬𝑴𝑼𝑳𝑺𝑰𝑭𝑰𝑪𝑨𝑵𝑻𝑬 = 14,5𝐾𝑔 ( 0,3 100 ) = 0,0435 𝐾𝑔 = 43,5 𝑔 𝑲𝒈 𝑺𝑨𝑩𝑶𝑹 𝑨𝑹𝑻𝑰𝑭𝑰𝑪𝑰𝑨𝑳 = 14,5𝐾𝑔 ( 0,1𝑚𝑙 𝐾𝑔 ) = 0,00145 𝐿𝑡𝑠 = 1,45 𝑚𝑙 14,5 Kg Base de helado E 7% M.G. 10% S. no G Aditivos D Leche entera A 4,5% M.G. 9% S. no G Mantequilla B 80% M.G. 7% S. no G Leche descremada en polvo C 1% M.G. 93% S. no G MEZCLADO
  16. Laboratorio Balance de Materia y de energía 𝑲𝒈 𝑺𝑨𝑩𝑶𝑹 𝑵𝑨𝑻𝑼𝑹𝑨𝑳 = 14,5𝐾𝑔 ( 3 100 ) = 0,435 𝐾𝑔 = 435 𝑔 𝑲𝒈 𝑪𝑶𝑳𝑶𝑹𝑨𝑵𝑻𝑬 = 14,5𝐾𝑔 ( 0,1 100 ) = 0,0145 𝐾𝑔 = 14,5 𝑔 𝑲𝒈 𝑺𝑨𝑳𝑬𝑺 𝑪𝑶𝑵𝑺𝑬𝑹𝑽𝑨𝑵𝑻𝑬𝑺 = 14,5𝐾𝑔 (100 𝑝𝑝𝑚) = 0,00145 𝐾𝑔 = 1,45 𝑔 𝑆 𝐵⁄ 𝑲𝒈 𝑨𝑫𝑰𝑻𝑰𝑽𝑶𝑺 = (2,159 + 0,029 + 0,0435 + 0,00145 + 0,435 + 0,0145 + 0,00145) 𝑘𝑔 𝑲𝒈 𝑨𝑫𝑰𝑻𝑰𝑽𝑶𝑺 = 𝟐, 𝟔𝟖 𝑲𝒈 Restando los aditivos a los 14,5 Kg obtenemos el peso del resto de los ingredientes. 14,5 – 2,68 = 11,82 Kg Balance general A + B + C = 11,82 Kg (ecuación 1) Balance parcial de la materia grasa A (4,5/100) + B (80/100) + C (1/100) = 11,82 Kg (7/100) 0,045 A + 0,8 B + 0,01 C = 0,827 Kg (ecuación 2) Balance parcial de los sólidos no grasos A (9/100) + B (7/100) + C (93/100) = 11,82 Kg (10/100) 0,09 A + 0,07 B + 0,93 C = 1,182 Kg (ecuación 3) Con la ecuación 1 y 2 eliminamos a A A + B + C = 11, 82 Kg * (-0,045) 0,045 A + 0, 8 B + 0, 01 C = 0,827 Kg -0,045 A – 0,045 B - 0,045 C = -0, 5319 Kg 0,045 A + 0, 8 B + 0, 01 C = 0,827 Kg 0,755 B + 0,035 C = 0,2951 Kg (ecuación 4)
  17. Laboratorio Balance de Materia y de energía Con la ecuación 1 y 3 eliminamos a A A + B + C = 11, 82 Kg * (-0, 09) 0, 09 A + 0, 07 B + 0, 93 C = 1,182 Kg -0, 09 A – 0, 09 B - 0, 09 C = -1, 0638 Kg 0, 09 A + 0, 07 B + 0, 93 C = 1,182 Kg -0,02 B + 0,84 C = 0,1182 Kg (ecuación 5) Con la ecuación 4 y 5 eliminamos a B 0,755 B + 0,035 C = 0, 2951 Kg * (0, 02) -0, 02 B + 0, 84 C = 0, 1182 Kg * (0,755) 0, 0151 B + 0, 0007 C = 0,005902 Kg -0, 0151 B + 0,6342 C = 0,089241 Kg 0,6335 C = 0,095143 Kg 𝐶 = 0,095143 Kg 0,6335 = 𝟎, 𝟏𝟓 𝑲𝒈 𝒅𝒆 𝑳𝑬𝑪𝑯𝑬 𝑫𝑬𝑺𝑪𝑹𝑬𝑴𝑨𝑫𝑨 𝑬𝑵 𝑷𝑶𝑳𝑽𝑶 Con C hallo B en 4 0,755 B – 0,035 (0,15) = 0,2951 0,755 B – 0,00525 = 0,2951 0,755 B = 0,2951 + 0,00525 0,755 B = 0,30035 𝐵 = 0,30035Kg 0,755 = 𝟎, 𝟑𝟗𝟕𝟖 𝑲𝒈 𝒅𝒆 𝑴𝑨𝑵𝑻𝑬𝑸𝑼𝑰𝑳𝑳𝑨 Con B y C hallo A en 1 A + B + C = 11,82 Kg
  18. Laboratorio Balance de Materia y de energía A = (11,82 – 0,3978 – 0,15) Kg 𝑨 = 𝟏𝟏, 𝟐𝟕 𝑲𝒈 𝒐 𝑳𝒕𝒔 𝒅𝒆 𝑳𝑬𝑪𝑯𝑬 𝑬𝑵𝑻𝑬𝑹𝑨 NOTA Todos los cálculos fueron realizados para la elaboración de un solo sabor e helado, pero nosotros vamos a realizar tres tipos de sabores diferentes debemos multiplicar por tres para obtener los cálculos para el total e materia prima a utilizar en la elaboración de la base de helado.
  19. Laboratorio Balance de Materia y de energía 8. DIAGRAMA DE FLUJO CUALITATIVO Y CUANTITATIVO MEZCLADO Estabilizante 0,029 Kg Emulsificante 0,0435 Kg Azúcar 2,159 Kg Leche descremada en polvo 0,15 Kg Mantequilla 0,3978 Kg Leche entera11,27 Kg 14,04 Kg MADURACION (24 Hrs) ADICION DE SALES CONSERVANTES 14,04 Kg 0,00145 Kg S y B 14,0414 Kg ADICION DE COLORANTE Y SABORIZANTE ARTIFICIAL Colorante 0,0145 Kg Saborizante 0,00145 Kg ADICION DE SABOR NATURAL Saborizante natural 0,435 Kg Base de helado 14,492 Kg
  20. Laboratorio Balance de Materia y de energía 9. BALANCE DE MASA M1 Leche M2 Azúcar más goma guar M3 Leche descremada M4 Mantequilla más emulsificante M5 Base de helado
  21. Laboratorio Balance de Materia y de energía M1 = Leche (11,27 kg) M2 = Azúcar más goma guar (2,159 + 0,029) kg = 2,188 kg M3 = Leche descremada (0,15 kg) M4 = Mantequilla más emulsificante (0,0435 + 0,39) = 0,4335 kg M5 = ? M5 = M1 +M2 + M3 + M4 M5 = 11,27 + 2, 188 + 0,15 + 0,4335 M5 = 14.492 kg base de helado  Merma del proceso Peso inicial = 14,492 Kg Peso final = 13,211 Kg % 𝑴𝒆𝒓𝒎𝒂 = 14,492−13 ,211 14,492 × 100% = 𝟖, 𝟖𝟑%  Rendimiento de La base de helado % 𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 = 13,211 14,492 × 100% = 𝟗𝟏, 𝟏𝟔%
  22. Laboratorio Balance de Materia y de energía 10. BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA Q1 = mCpΔT Cp(leche)= 3,9 KJ/Kg °C T1= 24,5°C T2= 35 °C Q1 = 14,04 Kg (3,9 KJ/Kg °C) (35-24,5)°C Q1 = 14,04 Kg (3,9 KJ/Kg °C) (10,5)°C Q1= 574,93 KJ Pre- pasteurización Q2 = mCpΔT Cp(helado)= 3,3 KJ/Kg °C T1= 35°C T2= 50 °C Q2 = 14,04 Kg (3,3 KJ/Kg °C) (50-35)°C Q2 = 14,04 Kg (3,3 KJ/Kg °C) (15)°C Q2 = 694,98 KJ  Pasteurización Q3= mCpΔT Cp(helado)= 3,3 KJ/Kg °C T1= 50°C T2= 80 °C Q3= 14,04 Kg (3,3 KJ/Kg °C) (80-50)°C Q3= 14,04 Kg (3,3 KJ/Kg °C) (30)°C Q3 = 1389,96 KJ  Enfriamiento Q4 = mCpΔT Cp(helado)= 3,3 KJ/Kg °C T1= 80°C T2= 13 °C Q4 = 14,04 Kg (3,3 KJ/Kg °C) (13-80)°C Q4 = 14,04 Kg (3,3 KJ/Kg °C) (-67)°C Q4 = - 3104,24 KJ
  23. Laboratorio Balance de Materia y de energía  Congelación Q5 = mCp ʎ(helado)= 0,5 Kcal/Kg °C T1= 13°C T2= 10 °C Q5= 14,492 Kg (- 0,5 Kcal / Kg °C) Q5 = -7,24 Kcal = - 30,30 KJ − 7,24 Kcal × 4186 J 1Kcal × 1KJ 1000J = −30,30 KJ QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 QT = 574,96 + 694,98 + 1389.96 – 3104,24 – 30,30 QT = - 474,64 KJ
  24. Laboratorio Balance de Materia y de energía 11. BALANCE DE COSTO DE LA BASE DE HELADO Costo total de la base de helado: $32065,05 Costo de cada pote de helado*: $32065,05/29 = $1105,7 *cada envase tiene 0,5 lt o Kg de capacidad MATERIA PRIMA CANTIDAD (Kg) PRECIO($) x (Kg) TOTAL ($) Leche entera 11,27 1200 13524 Leche descremada en polvo 0,15 11500 1725 Mantequilla 0,39 4500 1755 Emulsificante 0,0435 39000 1696,5 Goma Guar 0,029 6000 174 Colorante 0,0145 19000 275,5 Azúcar 2,159 2000 4318 Sales conservantes 0,00145 75000 108,75 Saborizante artificial 0,00145 54000 78,3 Fruta 0,435 6000 2610 Envases 29 unidades 200 c/u 5800 TOTAL $32065,05
  25. Laboratorio Balance de Materia y de energía 12. ANALISIS DE RESULTADOS Al realizar el balance de materia y energía para la elaboración de la base de helado, esto nos arroja la cantidad exacta de la materia prima a utilizar en dicha elaboración del producto, pero se tuvo un error al utilizar la azúcar pura con la azúcar calculada del 94 % comercial. Es muy importante saber que el aroma, sabor, cuerpo del helado y suavidad nos debe presentar y quedar la base de helado elaborada en la planta piloto. Los sólidos no grasos presentes en la base de helado, este le van a dar una textura al helado y el cual contribuye al que tome un sabor dulce y se le pueda incorporar aire para darle la apariencia cremosa que es la que buscamos al elaborar la base de helado. El azúcar le incorpora el sabor dulce y el cual le mejorara la textura la base de helado. El aromatizante lo que le ayuda es al cambio de sabor de la leche, que no quede con ese sabor a lácteo la base de helado. Los colorantes empleados en el producto lo que mejoraran es la apariencia y le darán más fuerza al sabor que se desee dejar la base de helado. El emulsificante mejorara la capacidad de batido y de la textura estabilizante y el cual también mejorara la viscosidad de la mezcla, con la incorporación de aire, la textura y reducen los efectos de los cambios debido a las variaciones de temperaturas. Es por tanto difícil decir si la base de helado es la esperada ya que no se culminó con el proceso, faltando la incorporación de aire y la congelación de este, para poder deducir con verdadera afirmación si el producto elaborado cumplió con lo requerido sin embargo por comparación de las formulaciones podremos decir que si han podido cambiar sus cualidades al finalizar las etapas de proceso.
  26. Laboratorio Balance de Materia y de energía 13.CONCLUSIONES Las características finales de la base helado dependen del tipo que se desee elaborar, y de las condiciones de la materia prima con la que se cuente; pues determina la calidad del producto. El batido y congelación son las etapas críticas y de mucha importancia durante la elaboración del helado, los resultados dependen del equipo usado para la congelación. El propósito de esta etapa es transformar la mezcla líquida en estado semisólido. Hay que tener muy presente la estandarización para poder obtener el producto deseado. Se puede determinar que el utilizar la cantidad de materia prima necesaria para la elaboración de helado a partir de leche entera y con la adición de otros ingredientes se puede estandarizar y obtener un producto con características aceptables a la hora de consumirlo. Sin embargo, la estandarización realizada no es la adecuada para obtener el helado deseado. En el momento que se estaba realizando el producto se tuvo muchas fallas para obtener el producto deseado al final.
  27. Laboratorio Balance de Materia y de energía 14. BIBLIOGRAFÍA Manual del Ingeniero Químico. 4ta Edición. McCabe, Smiht & Harriott. Operaciones Unitarias en Ingeniería Química. 4ta Edición. AMIOT, JEAN. Ciencia y Tecnología de la Leche. Principios y aplicaciones. Editorial Acribia S. A. Zaragoza. España. 1991. EARLY, RALPH. Tecnología de los Productos Lácteos. Editorial Acribia. Zaragoza, España. 2000. MADRID VICENTE, Antonio, Helados: Elaboración, análisis y control de calidad, Editorial Mundi-Prensa Libros, S.A., 2003
  28. Laboratorio Balance de Materia y de energía 15. WEGRAFIA Eduardo Di Bartolo. Guía para la elaboración de helados. Diciembre 2005. Visitado 11 / 11 / 2013. Disponible en http://www.alimentosargentinos.gov.ar/contenido/publicaciones/elaboracion/ Elaboracion_Helados.pdf El proceso de elaboración de helado. Marzo 02 2010. Visitado 15 / 11 / 2013. Disponible en http://www.quiminet.com/articulos/el-proceso-de-elaboracion- del-helado-41748.htm Enrique Martínez Poiré. Elaboración de helado. (20 / 11 / 2010). Visitado 12 / 10 / 2013. Disponible en http://www.buenastareas.com/ensayos/Elaboracion-De- Helado/1486513.html Gustavo León. Helado y producción de helado. Visitado 13 / 11 / 2013. Disponible en http://www.monografias.com/trabajos87/helado-y-produccion-del- helado/helado-y-produccion-del-helado.shtml Helado. Visitado 10 / 11 / 2013. Disponible en http://www.revistavirtualpro.com/files/ti15_200512.pdf Las fases del helado. Visitado 12 / 11 / 2013. Disponible en http://www.heladeria.com/articulos/view/las-fases-del-helado Sanlley Sánchez P. Elaboración de helado. Marzo 9 2004. Visitado 10 / 11 / 2013. Disponible en http://html.rincondelvago.com/elaboracion-de-los-helados.html
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