Practica de Balance de Materia Prima y Energía

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Practica: Balance de Materia

Profesor Practicas: Ing. Gustavo Castro Morales

Curso: Tecnología Pesquera

Elaboración de conservas de sardina en salsa de tomate en envases oval de 1 Libra.

Profesor de Practicas: Ing. Alimt. Rubén Gustavo Castro Morales

UNFV – FOPCA.

I. BALANCE DE MATERIA

Para la elaboración de conservas de sardina en salsa de tomate en envases oval de 1 lb,

considerar el siguiente diagrama cualitativo de flujo:

Sardina

1 RECEPCION

2 LIMPIEZA

Pescado reventados y extraños

3 DESESCAMADO-LAVADO

Escamas y sanguaza

4 CORTE CABEZA-COLA

Cabezas y colas

5 EVISCERADO-LAVADO

Visceras sanguaza

6 ENVASADO

7 COCCIÓN

8 DRENADO

Salsa de tomate Licor de cocinado

9 AGOTAMIENTO

10 SELLADO

11 ESTERILIZADO-ENFRIADO

CONSERVA DE SARDINA

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1.1. INFORMACIÓN TÉCNICA:

Porcentajes de pérdidas de la materia prima en las operaciones de procesamiento:

OPERACIÓN MATERIAL PERDIDAS (%)

LIMPIEZA Pescados reventados y materiales extraños 5

DESESCAMADO Escamas 5

CORTE CABEZA-COLA Cabeza y colas 33

EVISCERADO Visceras 9

DRENADO Caldo de cocinado 8

TOTAL 60

Especificaciones Técnicas de la conserva de sardina en salsa de tomate en envases oval

1 lb.:

PRODUCTO CONTENID.

(g/ENVASE)

pescado

SALSA DE TOMATE

g/envase

ENVASES DENOMINACION COMERCIAL Mate-

riaL

Denomi-

nacion

Dimen-

Siones mm

Peso

g/env.

Env.X

Caja

Sardina en Salsa de tomate 354 71

Hojala-ta

1lb. oval 165,1 111,1 38,1

111 48 48/15 onz.

Realizar un balance de materia en función de la información técnica registrada para

elaborar 300 cajas de la conserva en mención.

1. Determinar la cantidad de pescado envasado, esto se realiza en función de la

cantidad de latas a elaborar, entonces:

Es decir que el peso de pescado envasado en todas las latas.

2. Determinar la cantidad de sardina que llega a la zona de recepción, esto se

realiza considerando las mermas totales y que en nuestra información

registrada estas llegan al 60%, entonces:

5097,6………………………..40%

x………………………..100%

3. Determinar la cantidad total de salsa de tomate necesaria para elaborar las 300

cajas, esto se realiza en función de la información que tenemos sobre la

cantidad de salsa de tomate por envase, entonces.

Es decir, que para elaborar las 300 cj se necesitan 1022,4 kg de salsa de tomate.

3

4. Ahora se procede a realizar el balance operacional solamente para la sardina en

función de las mermas registradas, llenando el siguiente cuadro:

ENTRADA(kg) Nº OPERACIÓN SALIDA(kg) PERDIDAS(%*MP) PERDIDAS(kg)

1 Recepción

2 Limpieza

3 Desescamado-Lavado

4 Corte Cabeza-Cola

5 Eviscerado-Lavado

6 Envasado

7 Cocción

8 Drenado

9 Agotamiento

10 Sellado

11 Esterilizado

II. BALANCE DE ENERGÍA EN EL PROCESO.- Para efectuar los cálculos de energía en el proceso térmico se debe considerar la siguiente ecuación general:

Qp = Q1 + Q2 + Q3 Donde: Qp : Cantidad de calor total consumido durante el proceso térmico. Q1 : Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura del pescado

hasta la temperatura final programada. Q2: Cantidad de calor para elevar la temperatura inicial del equipo hasta

la temperatura final del tratamiento térmico. Q3: Perdida de calor al medio circundante durante la operación del

tratamiento térmico.

2.1. Cantidad de calor sensible necesario para elevar la temperatura del pescado hasta la temperatura final programada(Q1).- Q1 = mCP( TP - TI )kcal. ……………………….(1) Donde:

- m : Peso del pescado en kg.

- CP : Calor especifico del pescado kcal/kg °C

- TP : Temperatura final del tratamiento térmico en °C

- Ti : Temperatura inicial del pescado en °C.

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2.2. Calor específico del pescado y materiales.- Para los cálculos de determinar el calor consumido debemos considerar las capacidades caloríficas ponderadas de la siguiente tabla:

COMPONENTES Cp (Kcal/kgºC)

Sardina 0,830

Salsa de tomate 0,925

Hierro 0,114

Hojalata 0,096

Acero inoxidable 0,115

2.3. Cantidad de calor sensible necesario para elevar la temperatura del equipo (Q2).-

Q2 = mCP( TP - TI )Kcal………………………….(2) Donde:

m : Peso de equipo en kg. CP : Calor especifico del material del equipo en kcal/kg °C TP : Temperatura final del tratamiento térmico en °C Ti : Temperatura inicial del equipo en °C. 2.4. Calor cedido al medio por conducción y convección (Q3).-

Q3 =U A t (Tw – T aire)…………………….. (3) Donde:

A : Superficie exterior delequipo en contacto con el medio ambiente en

m2. T : tiempo que dura todo el proceso térmico en horas (h) Tw : Temperatura media de la superficie exterior del equipo de

calefacción Tw = 45°C. Taire : Temperatura media del medios ambiente en °C, considerar 25ºC. U = Coeficiente de transmisión de calor por convección y radiación al

medio circundante en K cal / m2 h °C.

U = 8,4 + 0,06 (Tw – Taire)……………………..(4)

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Para nuestros cálculos considerar:

III. BALANCE DE ENERGÍA EN EL PROCESO DE ELABORACIÓN DE CONSERVAS

DE ANCHOVETA EN SALSA DE TOMATE POR TURNO: Para el balance se consideraran los datos tomados de la tesina titulada Rol del jefe de producción en la industria conservera del pescado UNFV – FOPCA, Garcia. 1982. Se consideran las siguientes operaciones para realizar el balance de calor: OPERACIÓN TIPO TIEMPO(h) TEMPERTURA

INICIAL (ºC) TEMPERATURA

FINAL (ºC)

COCINADO CONTINUO 4,0 20,0 100,0

PASTEURIZACION DE LA SALSA

DISCONTINUO 2,0 20,0 80,0

AGOTAMIENTO CONTINUO 4,0 60,0 95,0

ESTERILIZADO DISCONTINUO 4,5 55,0 115,2

3.1. Balance de energía en el Cocinador:

Datos Totales

Peso total de sardina = 6120 kg 6120 kg

Tiempo total operación = 4 h 4 h

Área exterior del cocinador = 92,80 m2 92,80 m2

Temperatura inicial = 20ºC 20ºC

Temperatura final= 100ºC 100ºC

Peso total cocinador = 8000 kg 8000 kg

Peso/canastilla = 5 kg 3000 kg

Peso del cuerpo /envase = 0.091 kg 1310,40kg

Total de canastillas = 600u 600u

Total de envases = 14400u 14400

Para nuestros cálculos considerar las relaciones para el calor sensible y las pérdidas al medio ambiente:

6

3.1.1. Balance energético:

CALOR CONSUMIDO

PESO(kg) Cp(Kcal/kgºC) U(Kcal/hm2ºC) Ti(ºC) Tf(ºC) Q=mCp*80 kcal

Q =U A t*20 kcal

Sardina 6120 0,830 - 20 100

Envases 1310,40 0.096 - 20 100

Canastillas 3000 0,114 - 20 100

Cocinador 8000 0,115 - 20 100

Medio ambiente.

- - 9,60 25 45

SUB-TOTAL

TOTAL

TOTAL(+20%)

3.2. Balance de energía en la marmita para calentar la salsa:

Datos Totales

Peso total de la salsa= 1022.4 kg 1022.4 kg

Tiempo total operación = 2h 2h

Área exterior de la marmita = 12m2 12 m2

Temperatura inicial = 20ºC 20ºC


Peso total marmita = 200 kg 200 kg


CALOR CONSUMIDO

PESO(kg)

Cp(Kcal/kgºC) U(Kcal/hm2ºC) Ti(ºC) Tf(ºC)

Q=mCp*80 kcal

Q =U A t*20 kcal

Salsa de tomate 1022.4 0,925 - 20 80

Marmita 200 0.115 - 20 80

Medio ambiente. - - 9,60 25 45

SUB-TOTAL

TOTAL

TOTAL(+20%)

7

3.3. Balance de energía en el Túnel de Vacío ó Agotamiento:

Datos Totales


Tiempo total operación = 4 h 4 h

Área exterior del túnel = 4,63 m2 4,63 m2

Temperatura inicial sardina y envases= 60ºC 60ºC

Temperatura inicial del exhauster o túnel = 20ºC 20ºC


Peso total túnel = 150 kg 150 kg

Peso del cuerpo /envase = 0.091 kg(0,091*14400) 1310,40kg

Total de envases = 14400u 14400u


CALOR CONSUMIDO

PESO(kg) Cp(Kcal/kgºC) U(Kcal/hm2ºC) Ti(ºC) Tf(ºC)

Q=mCp*80 kcal

Q =U A t*20 kcal

Sardina 5100 0,830 - 60 95

Envases 1310,40 0.096 - 60 95

Salsa de tomate 1022,4 0,925 60 95

Exhauster 150 0,114 - 20 95


SUB-TOTAL

TOTAL

TOTAL(+20%)

8

3.4. Balance de energía en el Esterilizado: Para la operación de esterilización se cuentan con 3 autoclaves las cuales se cargan 4 veces por turno, es decir que se prenden 4 veces las 3 autoclaves.

Datos Total/turno


Tiempo total operación = 4,5 h 4,5 h

Área exterior del autoclave = 15,56 m2 15,56 m2

Temperatura inicial sardina= 55ºC 55ºC

Temperatura final= 115,2ºC 115,2ºC

Temperatura inicial salsa= 75ºC 75ºC

Temperatura inicial latas= 55ºC 55ºC

Peso total autoclave = 1200 kg/autoclave;(1200*4*3veces) 14400kg

Peso/carro = 16 kg(64kg/autoclave);(48carrosx16kg/carro)) 768kg

Número de carros/autoclave = 4 48u

Número de autoclaves = 3 (4 cargas por turno/autoclave)) 12veces

Peso /envase = 0,110 kg 1584kgkg

Peso salsa/envase = 0,071kg/envase (0,071*14400) 1022.4



CALOR CONSUMIDO

PESO(kg) Cp(Kcal/kgºC) U(Kcal/hm2ºC) Ti(ºC) Tf(ºC)

Q=mCp*80 kcal

Q =U A t*20 kcal

Sardina 5100 0,830 - 55 115,2

Envases 1584 0.096 - 55 115,2

Salsa tomate 1022,4 0,925 55 115,2

Carros 768 0,114 - 20 115,2

Autoclave 14400 0,115 - 20 115,2


SUB-TOTAL

TOTAL

TOTAL(+20 %)

3.5. BALANCE TOTAL La cantidad de energía necesaria para elaborar 300 cajas de anchoveta en salsa de tomate en envases oval de 1lb. Por turno es:

OPERACIÓN CALOR CONSUMIDO (kcal)

Cocinado

Pasteurizacion Salsa

Agotamiento

Esterilizado

TOTAL

9

IV. ACTIVIDADES:

4.1. Realice el balance de materia en función de la información registrada:

Porcentajes de pérdidas de la materia prima en las operaciones de

procesamiento para elaborar 100 cajas de caballa en salmuera en función de

la materia prima:

OPERACIÓN MATERIAL PERDIDAS(%)






TOTAL 50

Especificaciones Técnicas de la conserva de sardina en salsa de tomate en

envases oval 1 lb.:

PRODUCTO CONTENID.

(g/ENVASE) pescado

salmuera g/envase


riaL Denomi- nacion

Dimen- Siones mm

Peso g/env.

Env.X Caja

Caballa en salmuera

320 76 Hojala-

ta 1lb. tall 77,8x119 111 48 48/14 onz.

Llenar el siguiente cuadro:

ENTRADA(kg) Nº OPERACIÓN SALIDA(kg) PERDIDAS(kg)

1 Recepción

2 Limpieza

3 Desescamado-Lavado 4 Corte Cabeza-Cola

5 Eviscerado-Lavado

6 Envasado

7 Cocción

8 Drenado

9 Agotamiento

10 Sellado 11 Esterilizado

* Cantidad de salmuera

10



procesamiento para elaborar 150 cajas de jurel en salmuera en función de la

materia prima:







TOTAL 53

Especificaciones Técnicas de la conserva de sardina en salsa de tomate en envases

oval 1 lb.:

PRODUCTO CONTENID.

(g/ENVASE) pescado

salmuera g/envase


riaL Denomi- nacion

Dimen- Siones mm

Peso g/env.

Env.x Caja

Jurel en salmuera 320 76

Hojala-ta

1lb. tall 77,8x119 111 48 48/14 onz.



1 Recepción

2 Limpieza


4 Corte Cabeza-Cola

5 Eviscerado-Lavado

6 Envasado

7 Cocción

8 Drenado

9 Agotamiento

10 Sellado

11 Esterilizado


11



procesamiento para elaborar 200 cajas de machete en salmuera en función

de la materia prima:







TOTAL 55

Especificaciones Técnicas de la conserva de sardina en salsa de tomate en

envases oval 1 lb.:

PRODUCTO CONTENID. (g/ENVASE)

pescado

salmuera g/envase


riaL Denomi- nacion

Dimen- Siones mm

Peso g/env.

Env.x Caja

Machete en salmuera 320 76

Hojala-ta

1lb. tall 77,8x119 111 48 48/14 onz.



1 Recepción

2 Limpieza


4 Corte Cabeza-Cola

5 Eviscerado-Lavado

6 Envasado

7 Cocción

8 Drenado

9 Agotamiento

10 Sellado

11 Esterilizado


12

4.4. Realice el balance de energía para la operación de esterilización en

función de la información registrada.

Datos Total

Peso total de CABALLA 1700kg

Tiempo total operación = 2,5 h 2,5 h

Área exterior del autoclave = 15,56 m2 15,56 m2

Temperatura inicial sardina= 55ºC 55ºC

Temperatura final= 121,2ºC 121,2ºC

Temperatura inicial salsa= 55ºC 55ºC

Temperatura inicial latas= 55ºC 55ºC

Peso total autoclave = 1200 kg 1200 kg

Peso/carro = 16 kg(4 carros/autoclave) 64 kg

Número de carros/autoclave = 4 4u

Número de autoclaves = 1 1u

Peso /envase = 0,110 kg (48x100= 4800 envases) 528 kg

Peso salsa/envase = 0,071kg/envase (0,071*4800) 340,8 kg


Llenar el cuadro:

CALOR CONSUMIDO

PESO(kg) Cp(Kcal/kgºC) U(Kcal/hm2ºC) Ti(ºC) Tf(ºC) Q=mCp*80

kcal Q =U A t*20

kcal

Sardina 0,830 - 55 121,2 -

Envases 0.096 - 55 121,2 -

Salsa tomate 0,925 55 121,2

Carros 0,114 - 20 121,2 -

Autoclave 0,115 - 20 121,2 -

Medio ambiente.

- - 9,60 25 45

SUB-TOTAL

TOTAL

TOTAL(+20 %)

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