operaciones unitarias en la agroindustria

Ejercicio operaciones unitarias resuelto

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
“Por un desarrollo Agrario, Integral y Sostenible”
Facultad de Agronomía
Ingeniería en agroindustria de los alimentos
Operaciones Unitarias Agroindustriales
Grupo II Ing. Agroindustria de los alimentos II Año Subgrupo: 2
Autores:
Br. Carlos Fernando Pineda
Br. Diana Belén Bravo
Facilitadores:
MSc. Karla Elisabeth Dávila
MSc. Claudio Pichardo
Managua, Nicaragua
05 de Diciembre, 2022

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I.Sub-competencias
1.Evalúa los mecanismos físicos y químicos que inciden en las distintas operaciones
unitarias en la transformación e innovación de materias primas agroindustriales.
2.Valora los mecanismos de transferencia de calor según las leyes de la
termodinámica aplicados en la transformación de materias primas, e innovación de
procesos agroindustriales y productos terminados.
3.Relaciona los fenómenos de transferencia de calor y masa con las especificaciones
técnicas de los equipos según las necesidades de la materia prima para garantizar la
calidad en una etapa del proceso productivo.
4.Aplica las operaciones unitarias en las distintas cadenas alimentarias, según las
características del producto a transformar.

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II.Desarrollo del proyecto colaborativo
II.1.Unidad I. Operaciones Unitarias en la Agroindustria.
Diagrama de bloques para la elaboración de queso pasteurizado

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II.2. Unidad II. Mecanismos de transferencia de calor y sus aplicaciones en
la Agroindustria
Recepción: La leche se recepciona para determinar si esta es de buena calidad, se llevan a
cabo pruebas de: pH, análisis organolépticos, densidad, antibióticos, acidez, para continuar
con el proceso de transformación, generalmente en la industria se emplean pipas que ya
tienen un tanque integrado para recepcionar la leche, pero se pueden emplear tanques de
recepción con las siguientes características: marca Fischer, capacidad de 3,500 litros,
potencia, 7.5 HP, peso 80kg.
Filtración: Esta operación se lleva a cabo con un filtro de polietileno, el cual contiene
mallas hechas de acero inoxidable, el objetivo de este proceso es extraer residuos extraños
que la leche pueda tener.
Pasteurización: Proceso el cual consiste en calentar la leche a altas temperaturas, cuyo
objetivo es eliminar microorganismos patógenos, se puede emplear una marmita modelo
N1. OW-BIA con las siguientes características: capacidad 100 litros, Voltaje de 220 V,
motor trifásico, peso 50 Kg.
Enfriamiento: La leche pasteurizada se enfría para poder llevar a cabo el proceso de
coagulación, para realizar el enfriado se puede emplear un enfriador de leche a granel
hecho de acero inoxidable con las siguientes características: capacidad de: 500-1,000 L,
velocidad de mezclado de 25 rpm, rango de temperatura de 2-40°C, potencia de 220V.
Coagulación y reposo: Proceso en el cual se agregan entre 7 y 10 cc de cuajo liquido por
cada 100 L de leche. Se agita la leche durante 1 minuto para disolver el cuajo y luego se
deja en reposo para que se produzca el cuajado. Este proceso es llevado a cabo en una tina

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quesera con capacidad de 50 L, desagüe en la parte inferior con inclinación para la
evacuación del suero, construida de acero inoxidable.
Corte y quebrado: La masa cuajada se corta con una lira o con cuchillos, en cuadros
pequeños para dejar salir la mayor cantidad de suero posible. Se lleva a cabo en una tina
quesera que cuenta con una capacidad de 50 L, desagüe en la parte inferior con inclinación
para la evacuación del suero, construida en acero inoxidable.
Desuerado: Este proceso de igual manera se da en la tina quesera, ya que esta contiene un
desagüe en la parte inferior para la evacuación del suero.
Salado: Se adicionan 500 gramos de sal fina por cada 100 litros de leche y se revuelve
bien, en esta parte del proceso igualmente se emplea la tina quesera.
Moldeado y prensado: Los moldes pueden ser de acero inoxidable o de plástico PVC,
cuadrados o redondos, se cubren con un lienzo y se llenan con gránulos de cuajada. En este
momento, se debe hacer presión al queso para compactarlo mejor. Se puede emplear la
prensadora de queso marca IINOXSEMJA, modelo prensa de queso de 30 moldes,
construida en acero inoxidable, utilizada para realizar el prensado horizontal de los quesos
en moldes, tiene una capacidad de 30 moldes a más, contiene una bandeja para el suero,
también en acero inoxidable.
Empaque: Se utiliza un empaque con un material que no permita el paso de humedad, en
este caso será una envasadora al vacío marca FISCHER, modelo VAC – DC – 300, la
bomba de vacío extrae 8 m3 por hora, tiene controles electrónicos y tapa transparente; el
sellado es frontal hasta una dimensión de 22 cm. Construido totalmente en acero
inoxidable.

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Almacenado: Una vez el producto está terminado, se almacena a una temperatura de 4°C
para impedir el crecimiento de microorganismos en una cámara frigorífica modelo
CAMPAQ, marca TORREY, cuyas características son: cuenta con 150 pies cúbicos de
capacidad, capacidad en litros de 4247, rango de temperatura óptima de 1.5 a 9 grados
Celsius.
II.3. Unidad III. Equipos de transferencia de calor y masa en los procesos
agroindustriales.
Se utilizará la formula Q=m*Cp*ΔT para realizar un balance de energía, los datos reunidos
durante la pasteurización son los siguientes:
Volumen 4 L
Temperatura inicial de la leche 16.5°C
Temperatura final de la leche 65°C
Densidad de la leche 1.028 g/ml
Calor especifico de la leche 3.866 KJ/Kg°K
Lo primero es determinar la masa, se utilizó la ecuación m: ρ:
m
v
, despejamos de esta
fórmula m puesto que se están procesando 4 L y densidad ya que se tomó como referencia
la densidad de la leche dada por la NTON 03 034-00 la cual varía entre 1.028-1.032 g/ml,
quedando la formula m:ρ.v
m= 1.028 g/ml* 4,000ml dando como resultado 4,112 g debido a que los ml se cancelan,
posteriormente se hace la conservación donde 1 kg= 1,000 g, lo cual dio como resultado
4.112 kg de leche.

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El calor especifico de la leche según Artica (2014) es de: 3.866 KJ/Kg°K
Ahora se utiliza la fórmula de Q=m*Cp*ΔT
.Q:(4.112kg).(
3.866
kj
kg°K)
.(65°K−16.5°K)
.Q:(4.112kg).(
3.866
kj
kg°K)
.(48°K)=771.0041KJ
Para poder cancelar los grados kelvin se realizó la conversión de °C a °K donde °K = °C +
273.15
II.4. Unidad IV. Aplicación de Operaciones unitarias en la preparación y
conservación de los alimentos
El balance de masa es la cuantificación de entrada y salida de masa en un proceso, ya sea
de todo el proceso o de una parte del mismo. Para elaborar el queso se procesaron 4 litros
de leche. Existe un porcentaje mínimo de perdidas en el proceso al momento de realizar
análisis de calidad, filtrado, etc. Así pues, se realizó un balance de masa para determinar el
volumen perdido en el filtrado.

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Durante la etapa de recepción de materia prima se realiza el filtrado, etapa durante la que se
pierde el 0,05% del volumen debido a los residuos presentes en la leche y por adherencia a
las paredes del tanque, lo que significa un rendimiento del 99,95%
L1= L2+L3
4.112Kg (3.2) = 3.671 Kg (X
g
¿ +0.4409 Kg (1.23)
4.112Kg (0.032) = 3.671 Kg (X
g
¿+0.4409 Kg (0.0123)
0.1315 Kg = 3.671 Kg (X
g
¿+ 0.0054 Kg
0.1315 Kg – 0.0054 Kg 0= 3.671 Kg (X
g
¿
0.1315 Kg – 0.0054 Kg 0= 3.671 Kg (X
g
¿
0.1261 Kg = 3.671 Kg (X
g
¿
0.1261Kg
3.671Kg
=X
g

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0.0343 Kg = X
g

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Diagrama de equipos

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III.Bibliografía consultada:
Artica, L. (2014). Cálculo de propiedades térmofisicas. Obtenido de:
https://luisartica.files.wordpress.com
Comisión Nacional de normalización técnica y calidad. (28 de abril de 1999). Norma de
quesos frescos no madurados N°03 022-99. Obtenido de:
http://legislacion.asamblea.gob.ni/normaweb.nsf/($All)/6880ED5ADDCCA290062582B90
06E9A09?OpenDocument
FAO (S.F). Procesados lacteos. Obtenido de: https://www.fao.org/3/au170s/au170s.pdf
Galiño, V, A. (2019). Rediseño del proceso para la elaboración del queso fresco y
mozarella en la planta láctea ubicada en la parroquia Cebadas- Cantón Riobamba.
Escuela Superior Politecnica de chimborazo. Obtenido de:
http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/13263
PASTEURIZADA, N. T. (07 de Mayo de 2000). NORMA TECNICA N° 03 034-00.
Obtenido de NORMA TECNICA N° 03 034-00:
http://legislacion.asamblea.gob.ni/Normaweb.nsf/bbe90a5bb646d50906257265005
d21f8/25f4a6c8a23d88620625734e00770e3a

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IV.Anexos

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