Campus Santo Domingo de los Colorados

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

Campus Santo Domingo de los Colorados

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

Escuela de Ingeniería Agroindustrial

Tesis previa la obtención del título de

INGENIERO AGROINDUSTRIAL

OBTENCIÓN DE CEREAL A PARTIR DE FRUTA DE PAN (Artocarpus altilis)

SABORIZADO CON CHOCOLATE.

Estudiante LUIS ALBERTO VILLAVICENCIO BERMUDEZ

Director de tesis

Ing. Alejandro Bermúdez

Santo Domingo de los Colorados – Ecuador Diciembre, 2008

OBTENCIÓN DE CEREAL A PARTIR DE FRUTA DE PAN (Artocarpus altilis)

SABORIZADO CON CHOCOLATE.

Ing. Alejandro Bermúdez DIRECTOR DE TESIS ____________________________

APROBADO PRESIDENTE DEL TRIBUNAL ____________________________ MIEMBRO DEL TRIBUNAL ____________________________ MIEMBRO DEL TRIBUNAL ____________________________ Santo Domingo de los Colorados..................................de....................................del 2009

Del contenido del presente trabajo se responsabiliza el autor

_______________________________

Luis Alberto Villavicencio Bermúdez

Autor: Luis Alberto Villavicencio Bermúdez Institución: Universidad Tecnológica Equinoccial Título de tesis: OBTENCIÓN DE CEREAL A PARTIR DE FRUTA DE PAN

(Artocarpus altilis) SABORIZADO CON CHOCOLATE.

Fecha: Marzo – Diciembre 2008

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Campus Santo Domingo de los Colorados

ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

INFORME DEL DIRECTOR DE TESIS

Santo Domingo de los Colorados, Ingeniero Daniel Anzules COORDINADOR DE LA ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

Presente.

Mediante el presente, informo a usted que el señor Villavicencio Bermúdez Luis

Alberto, ha cumplido con los requisitos pertinentes para la elaboración de la tesis de

grado que lleva de título “OBTENCIÓN DE CEREAL A PARTIR DE FRUTA DE PAN

(Artocarpus altilis) SABORIZADO CON CHOCOLATE. ”, por lo tanto, la tesis esta lista

para ser entregada y publicada.

Particular que le comunico para los fines consiguientes.

Atentamente,

Ing. Alejandro Bermúdez.

DIRECTOR DE TESIS

DEDICATORIA

A DIOS por permitir que esté vivo en estos momentos y dejarme finalizar unos de mis

objetivos en esta vida como es el terminar mi carrera universitaria, a mi padre Luis

Villavicencio por que en cada momento de la vida creyó ciegamente en mí y me dio

todo el apoyo que estuvo en sus manos para que mis estudios de escuela, colegio y

universidad sean una experiencia que me sirviera verdaderamente en la vida; a mi

madre María Marlene Bermúdez que cada día de su vida se ha preocupado y esmerado

por darme todas las facilidades para que me desenvuelva de la mejor manera en el

camino en que me encuentre, a mis hermanas Mercedes y Miriam quienes siempre a

estado presente en todo momento para darme ánimos y seguir estudiando a lo largo de

todo este tiempo. Gracias a ese pequeño núcleo familiar que han estado siempre para

apoyarme y sé que estaremos para contar el uno con el otro siempre.

Gracias de todo corazón.

Luis Alberto Villavicencio Bermúdez

Agradecimiento

Sin él no existiría; él fue quien me dio la vida, el que me permitió conocer las

maravillas de este mundo, aquel que me dio la oportunidad de disfrutar su amor

agradezco a Dios a mi familia, por su apoyo, confianza que siempre supieron brindarme

su apoyo y que ahora esta reflejada en esta tesis.

De manera especial a aquella persona que supo brindarme su amor, respeto y confianza,

sobre todo que siempre estuvo animándome, dándome fuerzas, para seguir estudiando y

en el desarrollo de mi tesis, de corazón muchas gracias por haber llegado a mi vida .......

Gabriela.

A esos dos buenos amigos que encontré en el camino y que supieron ser buenas

personas durante estos cinco años, aquellos que siempre supieron brindarme su amistad

en los momentos que necesite Darwin y Patricio. Gracias por su amistad y confianza.

A los ingenieros , Alejandro Bermúdez , Daniel Anzules , Elsa Burbano, y por ser las

personas que me ofrecieron sus conocimientos durante todo este lapso de tiempo y que

de manera especial supieron aportar un granito de arena el mismo que me permitió

culminar mi trabajo..........Gracias.

vii 

1.1

1.1.1

1.1.2

1.1.3

1.1.4

1.1.5

1.2

1.3

1.4

1.5

1.5.1

1.5.2

1.6

1.7

1.7.1

1.7.2

1.8

1.8.1

1.8.2

ÍNDICE

Portada-------------------------------------------------------------------------------------

Hoja de sustentación y aprobación de los integrantes del tribunal----------------

Hoja de responsabilidad del autor-----------------------------------------------------

Informe de aprobación del director del plan de titulación--------------------------

Dedicatoria--------------------------------------------------------------------------------

Agradecimiento--------------------------------------------------------------------------

Índice--------------------------------------------------------------------------------------

Resumen-----------------------------------------------------------------------------------

Sumary------------------------------------------------------------------------------------

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

Antecedentes--------------------------------------------------------------------

Antecedentes históricos-------------------------------------------------------

Antecedentes científicos ------------------------------------------------------

Antecedentes prácticos--------------------------------------------------------

Importancia del estudio-------------------------------------------------------

Situación actual del tema de investigación---------------------------------

Limitaciones del estudio------------------------------------------------------

Alcance del trabajo------------------------------------------------------------

Objeto de estudio---------------------------------------------------------------

Objetivos------------------------------------------------------------------------

Objetivo general del estudio--------------------------------------------------

Objetivos específicos----------------------------------------------------------

Justificación---------------------------------------------------------------------

Hipótesis o idea a defender del estudio-------------------------------------

Hipótesis alternativa-----------------------------------------------------------

Hipótesis nula------------------------------------------------------------------

Aspectos metodológicos del estudio----------------------------------------

Ubicación-----------------------------------------------------------------------

Diseño de la investigación----------------------------------------------------

i

ii

iii

iv

v

vi

vii

xvi

xvii

1

1

2

2

2

3

3

3

3

4

4

4

4

5

5

5

6

6

6

viii 

1.8.3

1.8.4

1.9

Métodos de investigación-----------------------------------------------------

Fuentes y técnicas de investigación-----------------------------------------

Población y muestra-----------------------------------------------------------

7

7

8

2.1

2.1.1

2.1.1.1

2.1.1.2

2.11.2.1.

2.11.2.2.

2.11.2.3.

2.11.2.4.

2.1.2

2.1.3

2.1.3.1

2.1.3.2

2.1.4

2.1.4.1

2.1.4.2

2.1.5

2.1.6

2.1.6.1

2.1.6.2

2.1.6.3

2.1.6.4

2.1.6.5

2.1.6.6

2.1.7

2.2

CAPÍTULO II

MARCO DE REFERENCIA

fruta de pan--------------------------------------------------------------------

Características taxonómica y botánicas----------------------------------

Características taxonómicas------------------------------------------------

Características botánicas----------------------------------------------------

Las hojas-----------------------------------------------------------------------

Las Flores---------------------------------------------------------------------

Los Frutos---------------------------------------------------------------------

Las Semillas-------------------------------------------------------------------

Requerimientos de clima y suelo-------------------------------------------

Siembra y cosecha-----------------------------------------------------------

Siembra------------------------------------------------------------------------

Cosecha------------------------------------------------------------------------

Composición química y valor nutritivo-----------------------------------

Composición química--------------------------------------------------------

Valor nutritivo----------------------------------------------------------------

Componentes activos--------------------------------------------------------

Principales usos de la fruta de pan-----------------------------------------

Abono--------------------------------------------------------------------------

Estabilización de suelo------------------------------------------------------

Jardines------------------------------------------------------------------------

Refugio de animales---------------------------------------------------------

Ornamento--------------------------------------------------------------------

Frutos--------------------------------------------------------------------------

Mercado local de la fruta de pan-------------------------------------------

Efectos de las altas temperaturas de deshidratación en los alimentos-

9

10

10

10

11

11

12

13

13

14

14

16

16

17

17

18

18

18

18

19

19

19

19

19

19

ix 

2.2.1

2.2.2

2.3

2.3.1

2.3.2

2.3.2.1

2.3.2.2

2.4

2.4.1

2.4.2.

2.4.3.

2.5

2.5.1

2.5.7.

2.6

2.6.1.

2.6.1.1.

2.6.1.2.

2.6.1.3.

2.6.3.

2.7

2.7.1

3.1

3.1.1

3.1.2

3.1.3

3.2

3.2.1

3.2.2

Problemas técnicos de la deshidratación------------------------------------

Empaque de los alimentos deshidratados-----------------------------------

Cereales-------------------------------------------------------------------------

Características------------------------------------------------------------------

M/P para la elaboración del cereal Saborizado con chocolate-----------

Azúcar---------------------------------------------------------------------------

Chocolate-----------------------------------------------------------------------

Operaciones unitarias que intervienen en el proceso----------------------

Deshidratación o secado------------------------------------------------------

Transferencia de calor en el secado-----------------------------------------

Velocidad de secado-----------------------------------------------------------

Tipos de secadores-------------------------------------------------------------

Secadores de bandejas---------------------------------------------------------

Rendimiento del secador------------------------------------------------------

Molienda------------------------------------------------------------------------

Clasificación de la maquinaria de trituración y molienda----------------

Trituradores bastos-------------------------------------------------------------

Intermedios---------------------------------------------------------------------

Molinos finos-------------------------------------------------------------------

Molinos de frotamiento por discos------------------------------------------

Mezclado------------------------------------------------------------------------

Mezclador de hélices----------------------------------------------------------

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA

Diseño o tipo de investigación-----------------------------------------------

Experimental-------------------------------------------------------------------

Relacional------------------------------------------------------------------------

No observacional---------------------------------------------------------------

Método de investigación-------------------------------------------------------

Método de síntesis--------------------------------------------------------------

Método inductivo---------------------------------------------------------------

20

21

21

21

22

22

23

25

25

25

26

27

28

29

30

30

30

30

31

31

34

34

36

36

36

36

37

37

37

x 

3.2.3

3.3

3.4

3.4.1.

3.4.2.

3.4.3.

3.4.4.

3.4.5.

3.4.6

3.4.6.1

3.4.6.2

3.4.6.3

3.4.6.4

3.4.6.5

3.4.6.6

3.4.6.7

3.4.6.8

3.4.6.9

3.4.6.10

3.4.6.11

3.6.

3.6.1.

3.6.2 .

3.6.3

3.7

3.7.1

3.7.2

3.7.3

3.7.4

Método estadístico-------------------------------------------------------------

Fuentes y técnicas de investigación-----------------------------------------

Materiales, equipos, Reactivos y materia prima---------------------------

Materiales-----------------------------------------------------------------------

Equipos--------------------------------------------------------------------------

Reactivos Utilizados-----------------------------------------------------------

Materias primas utilizadas----------------------------------------------------

Diagrama de flujo cualitativo para la elaboración de cereal de fruta de

pan-------------------------------------------------------------------------------

Descripción del proceso-------------------------------------------------------

Recepción-----------------------------------------------------------------------

Despulpado---------------------------------------------------------------------

Selección de semillas----------------------------------------------------------

Lavado---------------------------------------------------------------------------

Cocción--------------------------------------------------------------------------

Pelado----------------------------------------------------------------------------

Molienda------------------------------------------------------------------------

Primer secado-------------------------------------------------------------------

Mezclado------------------------------------------------------------------------

Segundo secado----------------------------------------------------------------

Empacado-----------------------------------------------------------------------

Análisis bromatológico--------------------------------------------------------

Análisis químico---------------------------------------------------------------

Análisis físico o sensorial-----------------------------------------------------

Análisis microbiológico del cereal de fruta de pan saborizado con

chocolate------------------------------------------------------------------------

Diseño experimental-----------------------------------------------------------

Determinación del mejor tratamiento---------------------------------------

Factores y niveles de estudio-------------------------------------------------

Combinación de tratamientos------------------------------------------------

Resultados de los análisis realizados----------------------------------------

37

37

38

38

38

39

39

40

41

41

41

41

42

42

42

42

43

43

44

44

45

46

46

46

47

47

47

48

49

xi 

3.8.2

4.1

4.1.1

4.1.1.1

4.1.1.2

4.1.1.3

4.1.1.4

4.1.2

4.2

4.2.1

4.2.2

4.3

4.3.1

4.3.1.1

4.3.1.2

4.3.1.3

4.3.1.4

4.3.2

4.3.2.1

4.3.2.2

4.3.2.3

Determinación de la mejor formulación-----------------------------------

CAPITULO IV

CÁLCULOS, RESULTADOS Y DISCUSIONES

Análisis de las encuestas-----------------------------------------------------

Tabulación y gráfica de información de las encuestas-------------------

Olor-----------------------------------------------------------------------------

Color----------------------------------------------------------------------------

Sabor----------------------------------------------------------------------------

Textura-------------------------------------------------------------------------

Elección de la mejor formulación de cereal de fruta de pan

saborizado con chocolate----------------------------------------------------

Diagrama de flujo cuantitativo para la elaboración de cereal de fruta

de pan saborizado con chocolate nivel de laboratorio ----------------

Diagrama de flujo cuantitativo para la elaboración de cereal de fruta

de pan saborizado con chocolate a nivel piloto---------------------------

Balance de materia a nivel piloto para la obtención de cereal de fruta

de pan saborizada con chocolate--------------------------------------------

Balance de energía en el secado a nivel de laboratorio------------------

Cálculo del coeficiente total de transferencia de calor a nivel de

laboratorio---------------------------------------------------------------------

Cantidad de calor teórico experimental------------------------------------

Calor práctico que absorbe el producto------------------------------------

Calor total de las paredes----------------------------------------------------

Eficiencia del secado---------------------------------------------------------

Curva de secado---------------------------------------------------------------

Pérdida de humedad total----------------------------------------------------

Contenido de humedad-------------------------------------------------------

Velocidad de secado----------------------------------------------------------

58

58

58

59

60

61

62

63

63

64

65

70

71

71

71

72

77

78

80

80

80

3.8

Formulaciones para determinar la mejor combinación de porcentaje

entre cereal de fruta de pan y chocolate aplicado el mejor tratamiento-

57

xii 

4.4

4.4.1

4.4.2

4.4.2.1

4.4.2.2

4.4.3

4.5

4.5.1

4.5.2

4.5.3

4.5.4

4.6

4.6.1

4.6.2

5.1

5.2

1

2

3

Diseño del secador------------------------------------------------------------

Área de transferencia de calor a nivel piloto------------------------------

Flujo másico de aire-----------------------------------------------------------

Cálculo de la humedad absoluta del aire que ingresa Wc----------------

Cálculo de la humedad absoluta del aire que sale Wd-------------------

Cantidad de calor total del secador-----------------------------------------

Diseño del molino a nivel de planta piloto---------------------------------

Cálculo de la potencia del motor--------------------------------------------

Datos del molino a nivel de fábrica-----------------------------------------

Cálculo del diámetro del disco de frotamiento del molino--------------

Cálculo de la potencia del molino-------------------------------------------

Diseño del mezclador a nivel de planta piloto-----------------------------

Calculo de la potencia del agitador-----------------------------------------

Diseño del secador, mezclador, molino------------------------------------

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones------------------------------------------------------------------

Recomendaciones------------------------------------------------------------

BIBLIOGRAFIA-------------------------------------------------------------

ANEXOS----------------------------------------------------------------------

ÍNDICE DEL DISEÑO DE EQUIPOS

Diseño del secador de bandejas--------------------------------------------

Diseño de una mezcladora--------------------------------------------------

Diseño del molino de frotamiento por discos----------------------------

83

83

84

84

84

85

86

86

86

87

87

87

89

90

93

94

95

97

99

100

101

xiii 

Cuadro 1.

Cuadro 2.

Cuadro 3.

Cuadro 4.

Cuadro 5.

Cuadro 6.

Cuadro 7.

Cuadro 8.

Cuadro 9.

Cuadro 10.

Cuadro 11.

Cuadro 12.

Cuadro 13.

Cuadro 14.

Cuadro 15.

Cuadro 16.

Cuadro 17.

Cuadro 18.

Cuadro 19.

Cuadro 20.

Cuadro 21.

Cuadro 22.

Cuadro 23.

Cuadro 24.

Cuadro 25.

Cuadro 26.

ÍNDICE DE CUADROS

Características taxonómicas de la fruta de pan-----------------------------

Productividad de arboles adultos---------------------------------------------

Productividad de arboles adultos---------------------------------------------

Composición química de la fruta de pan------------------------------------

Composición química del azúcar---------------------------------------------

Tipos de secadores y alimentos en los que se utilizan---------------------

Rendimiento de los molinos de frotamiento por discos------------------

Granulometría de la pasta de fruta de pan-----------------------------------

Parámetros de secado----------------------------------------------------------

Formulaciones para el cereal de fruta de pan saborizado con chocolate

Granulometría del cereal de fruta de pan------------------------------------

Análisis bromatológico de la fruta de pan saborizada con chocolate----

Análisis químico de la fruta de pan saborizada con chocolate------------

Análisis físico y sensorial del cereal fruta de pan saborizada con

chocolate --------------------------------------------------------------------------

Análisis microbiológico de la fruta de pan saborizada con chocolate---

Factores y niveles de estudio--------------------------------------------------

Combinación de tratamientos-------------------------------------------------

Datos para el diseño experimental-------------------------------------------

Diseño de cuadro de calificaciones------------------------------------------

Puntuaciones del olor de cereal-----------------------------------------------

Puntuaciones del color del cereal---------------------------------------------

Puntuaciones del sabor del cereal--------------------------------------------

Puntuaciones de la textura del cereal----------------------------------------

Datos experimentales para la curva de secado-----------------------------

Pérdida de humedad total (XT)-----------------------------------------------

Balance de costos para la obtención de cereal de fruta de pan-----------

10

16

16

17

23

28

33

42

43

44

44

45

45

45

46

47

48

48

48

59

60

61

62

78

80

82

xiv 

Tabla 1.

Tabla 2.

Tabla 3.

Tabla 4.

Gráfico 1.

Gráfico 2.

Gráfico 3.

Gráfico 4.

Gráfico 5.

Grafico 6

Gráfico 7.

Grafico8:

Gráfico 9

Gráfico 10.

Grafico 11.

Grafico 12

ÍNDICE DE TABLAS

Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de

humedad en el secado de fruta de pan-----------------------------------------

Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de

Proteína de fruta de pan----------------------------------------------------------

Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de

Grasa de fruta de pan-------------------------------------------------------------

Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de

fibra de fruta de pan--------------------------------------------------------------

ÍNDICE DE GRÁFICOS

Flores de fruta de pan------------------------------------------------------------

Frutos de fruta de pan-----------------------------------------------------------

Semillas de la fruta de pan------------------------------------------------------

Germinación de semilla----------------------------------------------------------

Velocidad de secado--------------------------------------------------------------

Esquema de un secador de bandejas-------------------------------------------

Molino de frotamiento de doble impulsor-------------------------------------

Esquema de un mezclador de hélice-------------------------------------------

Resultado estadístico sobre el olor del cereal de fruta de pan saborizado

con chocolate----------------------------------------------------------------------

Resultado estadístico sobre el color del cereal de fruta de pan

saborizado con chocolate--------------------------------------------------------

Resultado estadístico sobre el sabor del cereal de fruta de pan

saborizado con chocolate--------------------------------------------------------

Resultado estadístico sobre textura del cereal de fruta de pan saborizado

con chocolate----------------------------------------------------------------------

49

51

53

55

12

12

13

14

27

29

32

35

59

60

61

62

xv 

Grafico 13.

Grafico 14.

Anexo 1.

Anexo 2.

Anexo 3.

Anexo 4.

Anexo 5.

Curva de secado------------------------------------------------------------------

Velocidad de secado-------------------------------------------------------------

ÍNDICE DE ANEXOS

Fotografías del proceso de obtención de harina de fruta de pan-----------

Resultados del análisis de minerales y bromatológico del cereal de

fruta de pan saborizado con chocolate---------------------------------------

Resultados del análisis microbiológico del cereal de fruta de pan

saborizado con chocolate-------------------------------------------------------

Encuesta de aceptación del cereal de fruta de pan saborizado con

chocolate--------------------------------------------------------------------------

Normas INEN para los granos y cereales-------------------------------------

81

81

97

99

100

101

102

xvi 

RESUMEN

El presente trabajo proyecta el proceso detallado de la elaboración del producto

“obtención de cereal a partir de fruta de pan (artocarpus altilis) saborizado con

chocolate.” cuya característica principal es ser un producto deshidratado en base a la

fruta de pan , el cual se lo elaboró en las instalaciones de la Universidad Tecnológica

Equinoccial Campus Santo Domingo de los Tsáchilas.

La fruta de pan es un alimento energético con un porcentaje alto de carbohidratos (20 a

35%), rico en calcio, hierro, fósforo y vitaminas C y B. Puede comerse frito, tostado o

hervido. Su nombre obedece a que reemplaza al pan en los desayunos, en especial en

las poblaciones costeras del Ecuador.

Esta investigación inicia con la caracterización de la composición del cereal de fruta de

pan, se emplearon tres tiempos y temperaturas de secado: 60ºC*2h, 70ºC*3h, 80ºC*4h ;

y la cantidad de chocolate se la determino realizando una encuesta, para determinar si

el tiempo y temperatura de secado están influenciando en la composición

bromatológica del cereal de fruta de pan se realizo el diseño experimental

correspondiente. Los resultados de la encuesta de la cantidad de chocolate que debe

llevar el cereal, dio como resultado: 60% de cereal de fruta de pan , 20% de chocolate,

20% de azúcar; y de acuerdo a los resultados del diseño experimental se de utilizar una

temperatura de 80ºC y un tiempo de 2 horas de esta forma se conservan los valores

nutritivos del producto final.

Adicionalmente a esto se diseñaron los equipos para la elaboración de cereal de fruta de

pan saborizado con chocolate , estos son: un secador de bandejas, un molino de

frotamiento por discos y un mezclador; así como también se realizaron los balances de

materia y energía para la obtención de la harina de fruta de pan .

xvii 

SUMARY

This paper projects the detailed process of making the product "cereal fruit bread

flavored with chocolate" whose main characteristic is to be a product based on dried

fruit bread flour, which is produced in plants Campus Equinoccial Technological

University of Santo Domingo Tsáchilas.

The breadfruit is an energy food with a high percentage of carbohydrates (20 to 35%),

rich in calcium, iron, phosphorus and vitamins C and B. They can be eaten fried, roasted

or boiled. Its name reflects that replaces the bread at breakfast, especially in the coastal

towns of Ecuador.

This research begins with the characterization of the composition of the meal

Fruit bread flour is used three times, drying temperatures of 60 º C * 2h, 70 ° C * 3h,

4h * 80 ° C and the amount of chocolate is determined by conducting a survey,

to determine if the time-temperature and amount of chocolate are influencing the

composition of the flour for bread and fruit of the survey results on the amount of

chocolate to bring the cereal, which resulted in using 80 º C and 20 * 4h % chocolate

preserve and enhance the nutritional value of the product, so this would be the right

temperature to dry the bread fruit and the best percentage of chocolate.

In addition to this equipment is designed for the manufacture of chips fruit bread

flavored with chocolate, these are: a tray dryer, a mill friction discs and a mixer, as well

as balance sheets were made of matter and energy obtaining the fruit of bread flour.

Finally the conclusions and recommendations are to be collected to the period of

testing.

1  

CAPITULO I

INTRODUCCIÓN

1.1. Antecedentes

1.1.1 Antecedentes históricos.

Cuando se hace relación a los árboles que son una verdadera fuente de vida, se tiene que

incluir, necesariamente al árbol del pan, por su utilidad e importancia como: alimento

humano y animal, planta ornamental, medicinal, protectora de aguas y suelos,

maderable, fuente de fibra, y como origen de tantos otros beneficios que le han dado

visa de residente en muchos de los países tropicales del mundo.

Este frondoso árbol es originario de Indonesia y Polinesia, de donde se ha extendido por

todas las regiones tropicales del mundo. Fue introducido en América tropical, primero

en las Antillas Francesas y más tarde a Jamaica, durante la famosa expedición del

Bounty a finales del siglo XVIII. La expansión hacia los países latinoamericanos del

Convenio Andrés Bello ocurrió a principios del siglo XIX y al África occidental hacia

la mitad de este siglo.

Dentro del contexto de especies promisorias que maneja la organización internacional

intergubernamental del Convenio Andrés Bello cabe perfectamente aquellas que se han

naturalizado en sus países miembros y que presentan potencialidades ecológicas o

económicas dignas de ser tenidas en cuenta para el mejoramiento de la calidad de vida

de la población rural principalmente.

2  

1.1.2. Antecedentes científicos.

La proteína de la fruta de pan es del 15 % y posee un buen balance de aminoácidos

esenciales y es particularmente rica en metionina (7.5% por 100 g r de proteína). Se

reporta que la fruta de pan es también rica en calcio, hierro, potasio y fósforo.

Son consumidas en otros países del área andina y de Europa, tiene diferentes usos tanto

en pastelería, panadería además en la elaboración de bebidas (chicha), como también

productos autóctonos por ejemplo cocidas en Ecuador y azadas en Costa Rica.

1.1.3. Antecedentes prácticos

Alrededor del mundo el avance tecnológico ha ido evolucionando rápidamente

provocando estrés, exceso de trabajo y presión constante, todo esto ha llevado a un

cambio en el estilo de vida de las personas, una de estas modificaciones ha sido la

alimentación, es así que se ha buscado la forma de hacer que el desayuno que es la base

primordial de suministro de energía, sea concentrado en un producto fácil de consumir y

rápido de digerir, utilizando el cereal de fruta de pan como uno de los componentes

básicos del mismo.

1.1.4. Importancia del estudio.

En el presente trabajo investigativo se ha considerado la forma de enriquecer y mejorar

el sabor del cereal de fruta de pan con chocolate, es un alimento muy importante que

posee una gran cantidad de proteínas, el chocolate se lo consume de diferentes formas

como sólido, semilíquido y en polvo. El cereal elaborado con chocolate tienen un valor

proteico mucho más alto y un sabor mas agradable a nuestro paladar.

3  

Es así que al encontrar la proporción ideal entre la fruta de pan y el chocolate se logrará

mejorar y aumentar el contenido proteico del cereal de fruta de pan, consiguiendo de

esta manera que en el desayuno se consuma una fuente importante de proteína, llenando

las expectativas del consumidor final como son: el sabor, color, crujiencia y olor, entre

las principales.

1.1.5. Situación actual del tema de investigación

En la actualidad no existe ningún producto en el mercado basado en cereal de fruta de

pan, solo se la encuentra cocida en los principales supermercados del país.

1.2. Limitaciones del estudio.

En la elaboración del presente trabajo existen dos limitaciones principales que son la

escasa literatura y la inexistencia de maquinarias específicas para la elaboración de

cereal, lo que ha frenado el desarrollo de la industria de cereales.

1.3. Alcance del trabajo.

El presente trabajo de investigación tiene la finalidad de llegar a los potenciales

consumidores con un producto que satisfaga tanto sus necesidades nutricionales como

también la parte económica, obteniendo así un cereal de fruta de pan saborizadas con

chocolate a bajo costo.

1.4.Objeto del estudio.

En el presente trabajo se estudian el cereal de fruta de pan saborizado con chocolate.

4  

1.5.Objetivos.

1.5.1. Objetivo general.

Elaborar cereal de fruta de pan saborizado con chocolate, mediante el estudio de

tiempo y temperatura.

1.5.2. Objetivos específicos.

• Determinar el tiempo y temperatura de secado óptimo para la obtención de cereal

de fruta de pan saborizado con chocolate.

• Determinar la tecnología apropiada para la elaboración de cereal de fruta de pan

saborizado con chocolate.

• Determinar los parámetros óptimos para la elaboración de cereal saborizado con

chocolate mediante pruebas de degustación

• Realizar el diseño del equipo principal para la elaboración de cereal de fruta de

pan saborizado con chocolate.

1.6. Justificación.

La fruta de pan es considerada un alimento energético porque contienen entre un 12%

de proteína y 37% de carbohidratos, son ricos en calcio, hierro, fósforo y niacina, y en

5  

vitaminas C y B1.Todas las partes de la planta son utilizadas en la medicina tradicional

del Pacífico y del Caribe, especialmente el látex y las hojas. El látex se emplea contra la

ciática, la diarrea o la disentería; las raíces son purgativas y maceradas, son utilizadas

para usos dermatológicos; finalmente, la hoja se usa para reducir la presión sanguínea y

contra el asma. Los frutos secados se han hecho harina con objeto de sustituir una parte

de la harina de trigo con harina de fruta de pan en la fabricación del pan. La

combinación es más nutritiva que la harina de trigo sola. La harina de la fruta de pan es

mucho más rica que la harina de trigo en lisina y otros aminoácidos esenciales.

Para la elaboración de cereal de fruta de pan saborizadas con chocolate se deberá

considerar varios aspectos como la proporción en la que los dos componentes serán

utilizados y el sabor que será mejorado con la utilización de chocolate. Obteniendo así

un producto con agradables características organolépticas y con un valor nutritivo apto

para complementar la alimentación de los seres humanos.

1.7. Hipótesis del diseño.

1.7.1 Hipótesis alternativa (ho).

El tiempo y temperatura de secado estará influenciando en la obtención de cereal de

calidad a partir de la fruta de pan.

1.7.2. Hipótesis nula (hi)

El tiempo y temperatura de secado no esta influenciando en la obtención de cereal de

calidad a partir de la fruta de pan

6  

1.8. Aspectos metodológicos del estudio

1.8.1. Ubicación.

El presente trabajo de investigación se realizará en la Universidad Tecnológica

Equinoccial, campus Santo Domingo, vía Chone margen derecho Km 4 ½ .

1.8.2. Diseño de la investigación

El tipo de investigación es Experimental – Relacional – No observacional.

a) Experimental

Porque el estudio prueba la relación causa – efecto entre las variables para un buen

desarrollo del objetivo planteado en la elaboración del cereal.

b) Relacional

Las variables se relacionan inversamente o directamente entre ellas, mostrando a través

del diseño experimental en donde se expondrá la relación causa-efecto en la obtención

del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate.

c) No observacional

Porque las variables utilizadas en la investigación no solo se observan sino que pueden

ser utilizadas a conveniencia o necesidad.

7  

1.8.3. Métodos de investigación

a) Método de síntesis

En la investigación se realizará análisis tanto en la materia prima como en el cereal lo

que permitirá reunir todas las partes de interés y poder llegar a los objetivos.

b) Método inductivo

Porque se inicia con la observación de fenómenos particulares con el propósito de llegar

al conocimiento.

c) Método Estadístico

Porque permite realizar el análisis de los datos para transformar en información y de allí

extraer resultados, conclusiones y recomendaciones.

1.8.4. Fuentes y técnicas de investigación

Para la recolección de datos necesarios, y llevar a cabo esta investigación utilizaremos:

a) Fuentes secundarias tales como: libros, folletos, revistas.

b) Técnicas como: la revisión de literaturas, revisión de documentos, consultas a

expertos, trabajo de campo, Internet y fichas bibliográficas.

1.9. Población y muestra.

La población a utilizar en este trabajo será de un total de 110 alumnos de la

Universidad Tecnológica Equinoccial Campus Santo Domingo de los Tsachilas, y para

8  

conocer el tamaño de la muestra se usará la siguiente ecuación estadística, tomada del

folleto de Desarrollo de Tesis de M.B.A. Leonardo Carrión:

1 1

.20

Donde:

N = Tamaño total de la población

n = Tamaño de la muestra

e = Error o diferencia máxima entre la media muestra y la media de la población que

se está dispuesto a aceptar con el nivel de confianza que se ha definido.

9  

CAPÍTULO II

MARCO DE REFERENCIA

2.1 Fruta de pan.

(Ecoaldea.com - 2004 )” El fruto de pan es una de esas especies que por su facilidad de

cultivo y abundante producción es considerado como un producto de bajo estatus. Por

esta razón se lo va a industrializar para aprovechar al máximo sus beneficios.”

“En todo el andén pacífico Ecuatoriano la fruta de pan tiene un amplio cultivo y uso. La

preparación de la fruta de pan en el interior de Ecuador es bastante limitada, solo se lo

ofrece como semilla cocida o como chicha. Para la alimentación humana, se recomienda

utilizar frutos recién caídos del árbol o colectados directamente de él.”

“En Malasia, Indonesia, Polinesia y las Antillas la fruta de pan se prepara y se consume

junto al coco (rallado, crema o agua leche).Uno de los inconvenientes del fruta de pan

es la oxidación o cambio de color que al contacto con el aire tienen tanto la semilla

como la fruta de pan sin semillas; por ello, una vez descascarados y mientras se

preparan otros ingredientes se deben dejar en aguasal o en agua con naranja agria. El

deterioro de los frutos al caer de árboles altos es otro inconveniente que actualmente se

trata de subsanar a través de la obtención 1de árboles de baja altura, mediante técnicas

de injerto.”

                                                            1 http://www.ecoaldea.com.htm

10  

2.1.1. Características taxonómicas y botánicas.

2.1.1.1 Características taxonómicas

Cuadro Nº 1

Taxonomía

Reino Plantae Subreino Tracheobionta División MagnoliophytaClase Magnoliopsida Orden Rosales Familia Moraceae Tribu Artocarpeae Genero Artocarpus

Fuente: http://www.Wikipedia.com

2.1.1.2. Características botánicas.

“El árbol es una especie perenne que tiene hojas todo el tiempo aunque en zonas muy

secas las pierde temporalmente. En el árbol del pan hay dos variedades: en la primera

variedad el fruto tiene semillas y en la segunda variedad el fruto carece de ellas y solo

se compone de una masa suave y blancuzca.”

El árbol del pan con semillas tiene pequeños aletones en la base del tronco y alcanza 18

metros de altura, el árbol del pan sin semillas sólo alcanza 14 metros de altura. El

tronco, ramas y hojas contienen un exudado blanco, espeso y viscoso. El follaje es verde

oscuro brillante y las hojas maduran en color amarillo. La madera es rosado cremosa,

11  

liviana, con una densidad de 0.29 gramos por centímetro cúbico. .(ecoaldea.com ,

2004).

2.1.1.2.1. Las hojas.

” Las hojas son bien divididas (con lóbulos), son alternas, y se agrupan al final de la

rama esta última va rematada por una estipula larga y amarilla que protege las hojitas

tiernas en la yema terminal. En el árbol del pan sin semillas, la hoja tiene de 7 a 11

lóbulos y estos llegan casi hasta el nervio medio. Las hojas en la parte basal de la copa

miden 63 x 45 centímetros y en la parte superior de la misma, miden 47 x 36

centímetros en promedio.”

“En el árbol del pan con semillas, la hoja tiene lóbulos que llegan hasta la parte media

comprendida entre el borde de la hoja y el nervio medio. En ejemplares jóvenes hay

hojas que alcanzan 80 centímetros de longitud, aunque su tamaño promedio es de 55 x

35 centímetros. Las hojas presentan vellosidad (pubescencia), en la nerviación, por su

parte superior. La parte inferior de la hoja es de color verde oscuro brillante, con

nerviación amarilla.”

2.1.1.2.2. Las flores.

“En el árbol del pan hay flores masculinas y femeninas separadas, pero presentes en el

mismo árbol. La flor femenina es una cabezuela redondeada de 5 centímetros de

diámetro que dura 27 días para formarse totalmente, pero permanece apta para fecundar

sólo 16 días. La flor masculina es un aumento alargado de 20 x 3 centímetros, el cual

12  

necesita 35 días para formarse y caer del árbol, pero presenta una madurez sexual de

sólo 72 horas.2”

Gráfico Nº 1

Flor femenina Flor masculina

Fuente: http://www.ecoaldea.com.htm

2.1.1.2.3. Los Frutos.

Gráfico Nº 2

Fruto seminífero entero y en corte transversal

Fuente: http://www.ecoaldea.com.htm

                                                            2 http://www.ecoaldea.com.htm

13  

“El árbol del pan o fruta de pan con semillas tiene aguijones, un peso promedio de 1.3

kilogramos, un tamaño de 1 7 x 15.5 centímetros y un número promedio de 64 semillas;

su forma es más ovoide. Del peso total del fruto, el 49 por ciento es semilla, 21 por

ciento cáscara, 21 por ciento pulpa y el 9 por ciento es corazón.”

2.1.1.2.4. Las semillas.

“Las semillas tienen una forma plano convexa y un tamaño de 3.5 x 2.5 centímetros;

posee dos cutículas o cascarillas protectoras, una externa leñosa y una interna

apergaminada y delgada. El peso promedio por semilla es de 8.5 gramos. Del peso total

de la semilla, el 75 por ciento es parte comestible y el 25 por ciento restante es cáscara o

cutícula. El número de semillas por kilo es de 120 aproximadamente.”

Gráfico Nº 3

Semilla completa y semilla descascarada de fruta de pan.

Fuente: http://www.ecoaldea.com.htm

2.1.2. Requerimientos de clima y suelo.

“El árbol del pan se cultiva por todo el Pacífico y del sureste asiático, además del Caribe

y América central, donde en el siglo XVIII fue llevado por los europeos. La especie

crece rápidamente en condiciones favorables, entre 0,5 y 1,5 m por año, dependiendo de

la latitud donde se cultive la planta”

(Ecoaldea.com – 2004)” En general, el árbol del pan es una especie que se ha adaptado

a condiciones muy disimiles a nivel mundial; sin embargo, su comportamiento en

14  

crecimiento y productividad ha mostrado variabilidad respecto de la temperatura; se le

ve creciendo bien en un rango comprendido entre 21 y 32 grados centígrados. El rango

altitudinal va desde el nivel del mar hasta los 1200 metros de altitud.”

“En regiones con precipitaciones promedio anuales menores a 1400 milímetros el árbol

del pan requiere riego en las épocas de sequía o veranos prolongados. El árbol del pan

tiene un sistema de raíces superficial y unas hojas bastante anchas; estas características

describen una especie apta para ambientes húmedos con 70 a 80 por ciento de humedad

relativa. Por lo anterior, y principalmente en climas estacionales secos, el árbol del pan

se debe cultivar asociado y con considerables densidades de plantación (8 x 8 metros,

por ejemplo), lo cual favorece también el aprovechamiento masivo de materia orgánica

en descomposición, como quiera que sus raíces no pueden tomar nutrientes a

profundidad.”

2.1.3. Siembra y cosecha.

2.1.3.1 Siembra.

“En el árbol del pan con semillas, se recomienda utilizar los frutos que tienen poco

tiempo de desprendimiento del árbol, por cuanto en frutos viejos y en proceso de

descomposición las semillas ya tienen hongos y pueden presentar también ataque de

insectos. Los frutos se abren y a las semillas se les retira la cubierta fibrosa que tienen,

luego se les hace un pequeño enjuague y se dejan reposar al medio ambiente. Para la

siembra de la semilla no hay necesidad de removerle la cáscara o cutícula; antes de

sembrarla se deja en agua por un periodo de 15 horas. La semilla se puede sembrar

directamente en bolsa, en una posición tal, que su parte plana quede hacia abajo y su

parte ovalada hacia arriba”..

Gráfico Nº 4 Germinación de semillas

Fuente: ttp://www.ecoaldea.com.htm

15  

(Ecoaldea.com – 2004) “La germinación ocurre a los 15 días, alcanzando un porcentaje

del 84 por ciento; a los setenta y cinco días después de la siembra de la semilla se tiene

una planta de 50 centímetros de altura, lista para llevar a campo.

Se recomienda llevar a sitio definitivo de siembra plantarlas a una distancia de 50

centímetros. Los hoyos de siembra deben tener 30 centímetros de lado y 35 centímetros

de profundidad; a cada hoyo se le deben adicionar unos 600 gramos de gallinaza

(porquinaza o boñiga) y si el suelo es ácido, unos 150 gramos de cal dolomítica (cal

agrícola).

Es necesario defender los arbolitos sembrados de dos peligros: el ganado de pastoreo y

la hormiga arriera. El árbol del pan se puede cultivar asociado, como cerca viva y como

banco proteico. El "árbol del pan" se puede cultivar asociado a: cacao, achote, guandul,

bore, plátano y otros cultivos. En este tipo de asociaciones se recomienda plantarlo a 10

x 10 metros, para una densidad de 100 árboles del pan por hectárea. En este caso, el

árbol del pan se deja a libre crecimiento para producción de fruto y semilla. A los 2 años

de edad los arbolitos tienen 3.2 metros de altura. Los arbolitos se siembran a lo largo de

los linderos o cercas a 2 metros entre si y a 20 centímetros por dentro de la cerca. A los

20 meses de edad se hace una poda de copa a una altura de 1.30 metros del suelo. A

partir de los 6 meses de realizada ésta se puede iniciar un proceso de podas cada 4

meses durante toda su vida útil. El producto de las podas es un follaje (forraje) para

alimentar animales en establo. En estas cercas vivas se puede dejar un árbol del pan a

libre crecimiento cada 10 metros, para producción de fruto. Árboles a libre crecimiento

en cerca viva, a los 2 años de edad tienen 3.2 metros de altura. En este cultivo, la

distancia entre árboles y entre líneas es de un metro; a los 18 meses se hace una poda de

copa a una altura de 1.30 metros del suelo. 6 meses después se inician cortes de follaje

cada 4 meses para llevar a ganadería de establo (vacas, cabras, cerdos, etc.). A los 2

años de edad los arbolitos tienen 4.5 metros de altura. Se recomienda evitar suelos

encharcados para la siembra de árbol del pan por cuanto se corre el riesgo que los

árboles sean afectados por un "marchitamiento descendente". Los cultivos asociados al

árbol del pan no deben ser muy densos, ya que hay propensión de los frutos de "árbol

del pan", variedad sin semilla, a contraer hongos; al parecer, el hongo Rhizopas

artocarpi lo ataca cuando hay mucha sombra a su alrededor.”

16  

2.1.3.2 Cosecha

Cuadro Nº2 PRODUCTIVIDAD (árboles adultos)

Fuente: http://www.ecoaldea.com.htm

En la fruta de pan con semilla ocurre 2 períodos de cosecha en ecuador: de Enero a

Marzo y de Julio a Septiembre.

Cuadro Nº3 PRODUCTIVIDAD (frutos)

Fuente: http://www.ecoaldea.com.htm 2.1.4 Composición química y valor nutritivo 2.1.4.1 Composición química

La tabla siguiente muestra la composición química por cada 100 g de fruto del pan

(parte comestible):

Peso de frutos x árbol x año 156 kilos Semilla comestible 52 kilos Forraje (cáscara, corazón, fibra) x árbol por año

90 kilos

Número de árboles x Hectárea 100 (10x10 metros) Fruto por Hectárea x Año 15.6 toneladas Forraje x Hectárea x Año 9 toneladas Semilla comestible x hectárea x Año 5.2 toneladas Harina seca de semilla x hectárea x Año 1.9 toneladas

PESO DEL FRUTO 1,3 kilogramos. COMPOSICION DEL FRUTO

42 % es semilla (546 gramos).

58 % es fibra, cáscara leñosa y cutícula apergaminada. PESO DE LA SEMILLA 8.5 gramos COMPOSICION DE SEMILA

80 % es nuez comestible.

20 % es cáscara leñosa y cutícula apergaminada

17  

Cuadro Nº4 Composición química de la fruta de pan

Componentes Fruto crudo

Fruto cocido/asado

Fruto hervido

Fruto fermentado

Fruto en pasta

Agua (%) 63,8-74,3 59-70,3 67,5-73,6 67,3-71,2 20,8 Proteínas (g) 3,8 0,8-2,2 0,95-1,2 0,7 6,3

Hidratos de carbono (g) 77,3 25,7-37,6 24,5-30,3 27,9 67,7

Grasa (g) 0,71 0,11-0,39 0,24 1,13 2,2 Calcio (mg) 24 18-26,3 12,1-21,1 42 134 Potasio (mg) 352 — — 20-399 — Fósforo (mg) 90 42,7-91,7 27.3-37,9 — 164 Hierro (mg) 0,96 0,68-1,56 0,27-0,49 0,73-1,18 0,83 Sodio (mg) 7,1 2,4-5,3 — — —

Vitamina B1 (mg) 0,07-0,12 0,07-0,09 0,08 — 0,14 Vitamina B2 (mg) 0,2 0,06-0,1 0,05-0,07 — 0,12 Vitamina B3 (mg) 2,4 1,13-1,54 0,62-0,74 — 7,42 Vitamina C (mg) 22,7 1-2,6 2,9-3,2 abr-20 —

Fuente: http://www.Wikipedia.com

2.1.4.2 Valor nutritivo

(Wikipedia.com) “Son considerados un alimento energético porque contienen entre un

12 % de proteína y 37% de carbohidratos, son ricos en calcio, hierro, fósforo y niacina,

y en vitaminas C y B1. Todas las partes de la planta son utilizadas en la medicina

tradicional del Pacífico y del Caribe, especialmente el látex y las hojas.

El látex se emplea contra la ciática, la diarrea o la disentería; las raíces son purgativas y

maceradas, son utilizadas para usos dermatológicos; finalmente, la hoja se usa para

reducir la presión sanguínea y contra el asma. Los frutos secados se han hecho harina y

se han exportado a Barbados y Brasil con objeto de sustituir una parte de la harina de

trigo con harina de fruto de pan en la fabricación del pan. La combinación es más

nutritiva que la harina de trigo sola. La harina de la fruta de pan es mucho más rica que

la harina de trigo en lisina y otros aminoácidos esenciales. La harina se hierve, se

azucara, y se come como si fueran hojuelas de avena para el desayuno”.

18  

32.1.5. Componentes activos.

1. “Aminoácidos como la alanina, arginina, cistina, glicina, isoleucina,

lisina,leusina,metionina,fenilalanina,treonina,triptófano,valina, las cuales se encuentran

en las semillas crudas.

2. Ácidos: aspártico , glutamico presentes en las semillas crudas.

3. Vitaminas: Vitamina A y B (Niacina, Tiamina), caroteno, riboflavina, acido ascórbico

en sus semillas.

4. Grasas: lecitina presentes en semillas.

5. Fibra: se encuentra en sus semillas

6. Minerales: calcio, fosforo, hierro, los podemos encontrar en mayor proporción en las

semillas.

7. Carbohidratos

2.1.6. Principales usos de la fruta de pan.

(Ecoaldea.com – 2004) “El árbol del pan se encuentra estrechamente ligado al

desarrollo de la cultura oceánica, especialmente en la Polinesia, Melanesia, y

Micronesia. A continuación se detallan algunos usos tradicionales y actuales de la

especie:

2.1.6.1. Abono. La putrefacción de las hojas muertas en el suelo nutre las plantas que

crecen por debajo.

2.1.6.2. Estabilización del suelo. A menudo se emplea para estabilizar carenas de las

islas altas de la Micronesia.

                                                            3 http://www.ecoaldea.com.htm

19  

2.1.6.3. Jardines. Con la proliferación de la jardinería tropical, el árbol del pan se ha

convertido en una especie empleada frecuentemente, sobre todo por su hoja siempre

verde, y por la sombre que proporciona.

2.1.6.4. Refugio para animales. Con la gran cantidad de frutos que produce el árbol del

pan, éste se convierte en una excelente fuente de nutrición para los animales salvajes y

los pájaros de los bosques. Además, las hojas también son comestibles. Por otro lado,

sirve de nido para muchas especies de aves del Pacífico.

2.1.6.5. Ornamento. La buena apariencia del árbol del pan lo convierte en una planta

muy atractiva, con grandes hojas siempre verdes.

2.1.6.6. Frutos. Los frutos del pan producidos abundantemente por el árbol son muy

nutritivos. Son ricos en carbohidratos y son una buena fuente de vitaminas y minerales.

2.1.7 Mercado local de la fruta de pan. Actualmente la fruta de pan es muy poco

comercializada en nuestros mercados, se la puede encontrar cocinado en algunos

supermercados de país.”

2.2 Efectos de las altas temperaturas de deshidratación en los alimentos.

En el secado, un alimento pierde su contenido de humedad, lo cual da como resultado

un aumento en la concentración de nutrientes en la masa restante, las proteínas, grasas,

y carbohidratos están presentes en mayor cantidad por unidad de peso en los alimentos

secados que en estado fresco.

Según LARRAÑAGA et. al. (1998), “Entre las alteraciones que ocurren en los

alimentos cuando estos son sometidos a altas temperaturas en el proceso de secado

tenemos las siguientes:

• Puede aparecer pardeamiento no enzimático, con las consiguientes alteraciones

desfavorables de olor, color, sabor, valor nutritivo y capacidad de rehidratación.4

                                                            4 Conservación de Alimentos; Desrosier Norman; Primera edición; México; CECSA; Pág. 187,189.

20  

• Pérdidas nutricionales, de las vitaminas A y C por oxidación con aire caliente,

de la vitamina B1 por adición de sulfitos, o disminución de la lisina disponible

por pardeamiento.

• La deshidratación no garantiza la esterilidad. La destrucción de gérmenes es

baja y la inactivación enzimática, parcial. Por esta razón, con frecuencia se

somete al alimento a un precocido o pasteurizado”

2.2.1 Problemas técnicos de la deshidratación

a) (Mafart 1994:1996) “Riesgos técnicos de calidad del producto.- En cuanto a la

calidad nutritiva y sobre todo organoléptica, del producto tratado, puede provocar

pérdida de vitaminas, reacciones de pardeamiento, insolubilización más o menos

marcada de las proteínas. Si embargo la eliminación del agua puede tener un efecto más

específico por falta de selectividad: de partículas de aroma más volátil que el agua

tienden a ser disminuido o eliminados, sobre todo si el secado o la concentración se

realiza bajo vacío. Este efecto puede disminuir sensiblemente la calidad aromática de

productos y se puede limitar la pérdida de aromas escogiendo técnicas que emplean

temperaturas como la liofilización pero son las más costosas”

b) (Luh y Woodroof 1978:364)”Rehidratación.- la rehidratación de un producto

alimenticio deshidratado frecuentemente presenta dificultad. El proceso de rehidratación

después del secado no es un simple cambio del mecanismo de secado, no son solamente

algunos cambios irreversibles producidos por el proceso debido a que el agua es

reabsorbida, lográndose un severo estrés en las delicadas capas exteriores. Las

estructuras que ya han sido efectuadas o modificadas, no pueden volver a su

configuración original. Es imposible conseguir después de la rehidratación la textura o

turgencia de un vegetal fresco c) Consumo de energía.- si el sector industrial global

destina alrededor del 20% de consumo de energía en las operaciones de eliminación de

agua, el sector agroalimentario destina el 60% de su consumo energético al proceso de

secado. Ciertas técnicas de eliminación de agua son menos costosas en energía que en

21  

otras desgraciadamente, estas técnicas con frecuencia son las que más alteran la calidad

del producto.”

E = U + Ec + Ep

2.2.2. Empaque de los alimentos deshidratados.

Los huevos, la carne, la leche y las hortalizas ordinariamente son empacados en

recipientes de estaño, ocasionalmente puede ser empleado en cartón fibroso u otros

tipos de material aunque no son tan satisfactorios como el estaño; el último ofrece

protección contra insectos, pérdida o ganancia de humedad y permite el empacado con

un gas inerte.

Si los alimentos deshidratados empacados van a ser almacenados por un periodo

considerable de tiempo, es conveniente usar bajas temperaturas (12-15°C) en el

almacenamiento. Para almacenamiento prolongado de alimentos deshidratados se

requieren recipientes funcionales herméticamente sellados y resistentes a la penetración

de insectos, los requerimientos de empaques de los alimentos secados son especificados

del producto.

2.3. Cereales

2.3.1. Características.

Los cereales son considerados como una fuente importante de carbohidratos y

proteínas,5son consumidos a nivel mundial por sus distintos usos tanto en pastelería,

panadería y además para la elaboración de bebidas, entre otras. Alrededor del mundo el

avance tecnológico ha ido evolucionando rápidamente provocando estrés, exceso de

                                                            5 Desrosier Norman W., 1992:191 Enciclopedia Práctica de la Agricultura y Ganadería; Gispert Carlos; Edit. Océano; Barcelona; Pág.

22  

trabajo y presión constante, todo esto ha llevado a un cambio en el estilo de vida de las

personas, una de estas modificaciones ha sido la alimentación, es así que se ha buscado

la forma de hacer que el desayuno que es la base primordial de suministro de energía,

sea concentrado en un producto fácil de consumir y rápido de digerir, utilizando cereal

de fruta de pan como uno de los componentes básicos. En el presente trabajo

investigativo se ha considerado la forma de enriquecer el cereal de fruta de pan , con

chocolate que es un alimento muy importante y que posee además el 4.5% de proteínas,

de esta manera se podría elevar el contenido proteico del cereal La fruta de pan es

utilizada en sus diferentes etapas, ya sea como forraje para animales (ganado vacuno,

équido), y además como cereal para el consumo humano. Los cereales elaborados con

fruta de pan son ricos en proteínas y constituyen fuentes excepcionales de proteínas y

amino ácidos. En los últimos años se ha difundido mucho su uso en forma de cereales

para el desayuno, y forma parte de numerosos alimentos preparados. Es así que al

encontrar la proporción ideal entre fruta de pan y chocolate se logrará mejorar y

aumentar el contenido proteico del cereal de fruta de pan , consiguiendo de esta manera

que en el desayuno se consuma una fuente importante de proteína, llenando las

expectativas del consumidor final como son: el sabor, color, crujiencia y olor, entre las

principales.

2.3.2. Materias primas para la elaboración de cereal de fruta de pan.

2.3.2.1. Azúcar

El azúcar es un alimento sano y natural, se la extrae de la remolacha o de la caña de

azúcar. Es soluble en agua, incoloro e inodoro, pertenece al grupo de los hidratos de

carbono, que son los compuestos orgánicos más abundantes en la naturaleza, y

constituyen la mayor fuente de energía, la más económica y de fácil asimilación. El

azúcar proporciona una textura y sabor agradable a otros alimentos saludables que,

como los bizcochos, cereales, frutas, lácteo, infusiones, zumos, etc., están presentes en

23  

nuestra alimentación diaria. Se utiliza en la fabricación de confites, pasteles, conservas,

bebidas alcohólicas y no alcohólicas, y muchos otros alimentos.

Cuadro Nº5

Composición química del azúcar

Energía- Kcal. Agua - gr. Carbohidratos - gr. Ceniza - gr. Calcio - mg. Hierro - mg. 384  0,7  99,01  0,2  5  1 

Fuente: Enciclopedia Práctica de la Agricultura y Ganadería; Gispert Carlos; Edit. Océano; Barcelona; Pág. 751.

2.3.2.2. Chocolate.

El chocolate (náhuatl: xocolatl ) “Es el alimento que se obtiene mezclando azúcar con

dos productos derivados de la manipulación de las semillas del cacao: una materia

sólida (la pasta de cacao) y una materia grasa (la manteca de cacao). A partir de esta

combinación básica, se elaboran los distintos tipos de chocolate, que dependen de la

proporción entre estos elementos y de su mezcla o no con otros productos tales como

leche y frutos secos”.

Chocolate negro: “(llamado también chocolate fondant; chocolate amargo; chocolate

bitter; chocolate amer; chocolate puro): es el chocolate propiamente dicho, pues es el

resultado de la mezcla de la pasta y manteca del cacao con azúcar, sin el añadido de

ningún otro producto (exceptuando el aromatizante y el emulsionante más arriba

citados). Las proporciones con que se elabora dependen del fabricante. No obstante, se

entiende que un chocolate negro debe presentar una proporción de pasta de cacao

superior, aproximadamente, al 50% del producto, pues es a partir de esa cantidad

cuando el amargor del cacao empieza a ser perceptible. En cualquier caso, existen en el

mercado tabletas de chocolate negro con distintas proporciones de cacao, llegando

incluso hasta el 99%.

24  

Chocolate de cobertura: es el chocolate que utilizan los chocolateros y los pasteleros

como materia prima. Puede ser negro o con leche, pero en todo caso se trata de un

chocolate con una proporción de manteca de cacao de alrededor del 30%, lo que supone

el doble que en los otros tipos de chocolate. La cobertura se usa para conseguir un alto

brillo al templar el chocolate y porque se funde fácilmente y es muy moldeable.

Chocolate a la taza: es el chocolate negro (normalmente, con una proporción de cacao

inferior al 50%), al que se le ha añadido una pequeña cantidad de fécula (normalmente,

harina de maíz) para que a la hora de cocerlo aumente su espesor. Suele disolverse en

leche. Hoy en día, es posible encontrar también este chocolate en los comercios en

forma ya líquida.

Chocolate con leche: es el derivado del cacao más popular. Se trata, básicamente, de un

dulce, por lo que la proporción de pasta de cacao suele estar por debajo del 40%. No

obstante, buena parte de las más importantes marcas de chocolate producen tabletas de

chocolate con leche con proporciones de cacao inusuales, por encima incluso del 50%,

dirigidas tanto al mercado de los gourmets como al negocio de la pastelería. El

chocolate con leche, como su nombre indica, lleva leche añadida, en polvo o

condensada.

Chocolate blanco: estrictamente, no se trata de chocolate como tal, pues carece en su

composición de la pasta de cacao, que es la materia que aporta las propiedades del

cacao. Se elabora con manteca de cacao (por lo menos, el 20%), leche (en polvo o

condensada) y azúcar. Es un producto extremadamente energético y dulce (no posee

regusto amargo). Visualmente muy atractivo, es un elemento decorativo muy usado en

la repostería.

25  

Chocolate relleno: como indica la expresión, es una cubierta de chocolate (en

cualquiera de sus variantes y con un peso superior al 25% del total) que recubre frutos

secos (avellanas, almendras...), licores, frutas, etc., así como galletas tipo waffer.

El chocolate en polvo: tiene por objeto su disolución en leche. Se elabora con una

proporción de cacao que oscila entre un 25 y un 32%, y se presenta más o menos

desgrasado.

Existe también en polvo el llamado cacao puro, que ya no es propiamente chocolate

pues no lleva azúcar en su composición. Su contenido en grasa suele ser bajo, entre un 8

y 22%.

El cacao en polvo también es utilizado para la elaboración de otros productos como la

Ovomaltina. La Ovomaltina es una bebida suiza elaborada con cebada de malta, leche

espumosa, cacao, huevos y levadura.

El producto original era un polvo espeso, que mezclado con leche tibia o refresco, daba

como resultado una bebida de sabor ligeramente a chocolate. Mucho más tarde se

comenzó a producir subproductos de la Ovomaltina, como son las barritas de chocolate,

las bebidas de cereales, las barritas energéticas, helados”.(www.Tipos de chocolate.com

- 2009)

2.4. Operaciones unitarias que intervienen en el proceso.

2.4.1. Deshidratación o Secado.

La deshidratación es un proceso calórico que presenta ventajas sobre otros sistemas de

preservación de alimentos por su larga vida útil y la disminución en costos de

almacenamiento y transporte comparada con la de los productos frescos.

“La deshidratación implica el control sobre las condiciones climáticas dentro de una

cámara o el control de un micromedio circundante, los alimentos secados en una unidad

deshidratadora pueden tener mejor calidad que sus duplicados secados al sol.

26  

Obviamente, la deshidratación es un proceso más caro que el secado solar, los alimentos

secados por deshidratación pueden tener mayor valor monetario debido a la calidad.”

Los alimentos deshidratados son más concentrados que cualquier otra forma de

productos alimenticios preservados, ellos son menos costosos de producir, el trabajo

requerido es mínimo, el equipo de proceso es limitado, los requerimientos de

almacenamiento del alimento seco son mínimos y los costos de distribución reducidos.

Los diferentes parámetros que permiten regular la intensidad de estos fenómenos

(temperatura del producto, superficie de intercambio, humedad; temperatura, presión y

movimiento de los fluidos presentes en la atmósfera que rodea al alimento) depende de

la velocidad de deshidratación, la calidad del producto, el rendimiento energético del

secador, el costo de operación, entre otros. (Cheftel, 1976:202).

El principio básico en el cual se fundamenta la deshidratación es que a niveles bajos de

Humedad, la actividad de agua disminuye a niveles a los cuales no pueden desarrollarse

los microorganismos ni las reacciones químicas deteriorantes”.

2.4.2. Transferencia de calor en el secado.

La velocidad de suministro de calor al agua o al hielo lleva una relación directa con la

velocidad de secado, y tienen como única finalidad la de proporcionar sus calores

latentes a que en muchos de los casos máximos puede ser solo la eliminación de agua.

En el proceso de secado existen tres pasos fundamentales para que se origine la

transmisión de calor y estos son: convección, conducción y radiación. La importancia

relativa de cada uno varía de un secador a otro, predominando con frecuencia uno de

ellos hasta el punto de gobernar el proceso en conjunto.

27  

2.4.3. Velocidad de secado.

El secado es un proceso mediante el cual se elimina humedad de cualquier producto

alimenticio. Este proceso consiste en una serie de pasos que forman una curva en la que

se compara el secado con el tiempo de secado.

Gráfico Nº5

Velocidad de Secado

Fuente: Batty.1990

2.5. Tipos de secadores.

En una industria tan extensa y diversificada como la de la alimentación es de esperar

que se utilice un número elevado de diferentes aparatos de secado. Aunque los

principios básicos del secado se pueden aplicar a cualquier tipo de secadores, se

describirá a continuación algunos de los tipos, como:

28  

Cuadro Nº 6.

Tipos de secadores y alimentos en los que se utilizan.

Fuente: Desrosier Norman 1997

2.5.1. Secadores de bandeja

En los secadores de bandejas el producto alimenticio se extiende sobre bandejas en las

que tiene lugar la desecación. La calefacción se puede llevar a cabo mediante una

corriente de aire que pasa sobre la bandeja, por conducción en bandejas calefactoras,

por soportes calentados o por radiación desde superficies calientes. La mayoría de los

secadores de bandejas están calentados con aire que a la vez extrae el vapor.

29  

Gráfico Nº6

Esquema de un secador de bandejas

Fuente: http://www.doschivos.com/trabajos/tecnologia/803.htm

2.5.2. Rendimiento del secador.

El rendimiento de un secador se define en general como el cociente entre el calor que

teóricamente hubiera sido necesario para suministrar el calor latente de vaporización del

agua que se ha eliminado y el calor que en realidad se ha utilizado en el aparato.

Este rendimiento es útil para especificar el comportamiento en la práctica de un secador

y para comparar las distintas clases de secadores que pueden competir para ser

utilizados en una operación de secado en particular. Las eficacias térmicas globales

están comprendidas entre los siguientes valores para cada tipo de secadores:

• Secadores de tambor 35-80 %

• Secadores por atomización 20-50%

• Secadores por radiación 30-40 %

Después de haber suministrado la energía suficiente para vaporizar o sublimar la

humedad del alimento, debe establecerse algún modo de eliminar esta agua.

30  

2.6. Molienda.

Los términos trituración y molienda están asociados con el significado de subdividir en

mayor o menor cuantía, pero ninguno de los dos términos se utiliza sólo con un

significado preciso, aunque en general, moler significa una mayor subdivisión del

producto. (BADGER y BANCHERO, 1964).

2.6.1. Clasificación de la maquinaria de trituración y molienda.

Para BADGER y BANCHERO (1964), la única clasificación en la que pueden

establecerse limitaciones definidas de los grupos, es la división de trituradores bastos,

trituradores intermedios y molinos finos.

Los trituradores bastos se definen como aquellos tipos de maquinaria que pueden

desarrollarse para tomar, como alimentación, masas tan grandes como se desee. Los

molinos de finos se definen como aquellas máquinas que pueden dar un producto que

pase por el tamiz de 200 mallas. Los trituradores intermedios son aquellas máquinas que

ordinariamente no pueden tomar masas grandes como alimentación y no producen un

producto que pasa por el tamiz de 200 mallas.

2.6.1.1.Trituradores bastos.

a. Trituradores de mandíbulas (quebrantadores)

1. Blake

2. Dodge

2.6.1.2. Intermedios

a. De rodillos

b. De disco

31  

c. De muelas verticales

d. Desintegradores

e. De martillos.

2.6.1.3. Molinos finos

a. Centrífugos

1. Raymond

b. De piedras de molino

c. De rodillos

d. De bolas y de tubo

e. Molinos ultrafinos

2.6.3. Molinos de frotamiento por discos.

PERRY et. al. (1992), expresan que el molino de discos o fricción es un equivalente

moderno de los antiguos molinos de piedra. Las piedras se sustituyen por discos de

acero en los que se montan placas de molienda intercambiable ya sea metálicas o

abrasivas, que giran a velocidades mucho mayores, permitiendo con ello una gama

amplia de aplicaciones. Éstas máquinas tienen un lugar especial en la molienda de

materiales orgánicos resistentes, como la pulpa de madera y los granos de maíz. La

molienda se lleva a cabo entre las placas que pueden operar en plano vertical u

horizontal; uno o los dos discos giran y, cuando los dos lo hacen, la rotación se efectúa

en direcciones opuestas. El conjunto, que comprende un eje, los discos y las placas de

trituración, se denomina impulsor. El material de alimentación entra por un canal cerca

del eje, pasa entre las placas de molienda y se descarga en la periferia de los discos. Las

placas de molienda se sujetan a los discos por medio de pernos y la distancia entre ellas

es ajustable.

32  

En el mismo artículo se dice; que el molino de fricción Sprout-Waldron se produce en

modelos de uno o dos impulsores con discos de 48 a 122 cm de diámetro y cuyas

potencias ascienden a 1100 kW (1500 hp). Los molinos de dos discos se emplean para

la molienda de sustancias fibrosas y no fibrosas, el esponjado de materiales fibrosos, el

mezclado intensivo de polvos finos y la hidratación de materiales celulares. Se fabrican

en tres tamaños con diámetros de discos que van de 61 a 91 cm y potencias de 37 a 150

kW. ( PERRY et. al. 1992).

En general, los molinos de un solo impulsor se usan para los mismos fines que los de

dos impulsores, excepto que reciben una materia prima más gruesa, su gama de

reducción para un material dado es más limitada y ofrecen, correspondientemente,

salidas superiores con un gasto menor de potencia. ( PERRY et. al. 1992)

Gráfico 7

Molino de frotamiento de doble impulsor (Sprout, Waldron Companies)

Fuente: PERRY et. al. 1992. Manual del ingeniero químico. Tomo II. p. 8-50

33  

Cuadro Nº 7

Rendimiento de los molinos de frotamiento por discos

A: Molino de 8 in de un solo impulsor D: Molino de 20 in de dos impulsores B: Molino de 24 in de un solo impulsor E: Molino de 24 in de dos impulsores C: Molino de 36 in se un solo impulsor F: Molino de 36 in de dos impulsores

* : 2/20, o menor que tamiz Nº 2 y mayor que tamiz Nº 20 Fuente: PERRY et. al. 1992. Manual del ingeniero químico. Tomo II. p. 8-51

34  

2.7. Mezclado.

(PERRY et. al. 1992.)”El mezclado es el proceso según el cual varios ingredientes se

ponen en contacto, de tal forma que al final de la operación se obtenga un sistema

homogéneo. Se dice a veces que solo el consumo de energía eléctrica de un mezclador

proporciona una medida real del grado en que se ha completado una mezcla, porque se

necesita una cantidad definida de trabajo para mezclar las partículas del material dentro

del recipiente que lo contiene. En un proceso de mezclado se comienza agrupando los

componentes en un recipiente, pero separados como componentes puros. Si se toma una

pequeña muestra en cualquier punto del recipiente, estará compuesta casi

exclusivamente por un componente puro, siendo la frecuencia con que se encuentren los

componentes proporcional a las fracciones de estos en todo el recipiente, a medida que

tiene lugar la mezcla, las muestras contendrán cada vez más de los otros componentes

en proporciones muy próximas a las globales que los constituyen en todo el recipiente.

La mezcla completa se puede por ello definir como aquella situación en la que todas las

muestras contienen los componentes en las mismas proporciones.”

2.7.1. Mezcladores de Hélices

Los mezcladores de hélices proporcionan un medio poco costoso, sencillo y compacto,

para mezclar materiales en un gran número de casos. Su acción mezcladora se deriva de

que sus aletas helicoidales al girar empujan constantemente hacia delante, lo que para

todos los fines puede considerarse un cilindro continuo de material, aunque el

deslizamiento produce corrientes que modifican bastante esta forma cilíndrica.

Con sólidos con densidad muy diferentes a las de los líquidos, se tropieza con algunas

dificultades para impedir la sedimentación, ya que es prácticamente imposible dirigir la

corriente producida por la hélice a todas las partes del tanque. La situación de la hélice

dentro del tanque influye sobre la naturaleza de la mezcla producida El consumo de

energía de su motor varía entre 30/400V, 4.0 o 5.5 Kw, HP 5.5 o 7.5,en cuanto a su

capacidad se refiere puede ser de 40 a 100 litros por minuto. Por lo general este tipo de

35  

mezcladores son preparados para el mezclado de áridos con diferentes granulometrías,

con bajo nivel de humedad y volúmenes grandes.

Gráfico Nº 8 Esquema de un mezclador de hélice

Fuente: http://www.raferingenieri.com/productos/mezclador.htm

36  

CAPÍTULO III

METODOLOGÍA

3.1. Diseño o tipo de investigación.

Se aplicará el tipo de investigación Experimental – Relacional – No observacional.

3.1.1. Experimental.

Con este estudio investigativo se comprobó la causa y efecto entre las variables

dependientes e independientes llevando a cabo el desarrollo del objetivo planteado. Se

trabajará con dos tipos de hipótesis, a nivel de laboratorio tomando en cuenta los

factores de estudio.

3.1.2. Relacional.

Las variables se relacionan inversamente o directamente entre ellas, mostrando a través

del diseño experimental en donde se expondrá la relación causa-efecto en la obtención

de la crema dulce deshidratada.

3.1.3. No observacional.

Porque las variables utilizadas en la investigación no solo se observan sino que pudieron

ser utilizadas a conveniencia o necesidad de dicha investigación.

37  

3.2 Métodos de investigación

3.2..1 Método de síntesis.

En la investigación se realizará análisis tanto en la materia prima como en la crema lo

que permitirá reunir todas las partes de interés y poder llegar a los objetivos.

3.2.2. Método inductivo.

Porque se inicia con la observación de fenómenos particulares con el propósito de llegar

al conocimiento.

3.2.3. Método Estadístico.

Porque permite realizar el análisis de los datos para transformar en información y de allí

extraer resultados, conclusiones y recomendaciones.

3.3. Fuentes y técnicas de investigación.

Para la recolección de datos necesarios, y llevar a cabo esta investigación utilizaremos:

a) Fuentes secundarias tales como: libros, folletos, revistas.

b) Técnicas como: la revisión de literaturas, revisión de documentos, consultas a

expertos, trabajo de campo, Internet y fichas bibliográficas.

38  

3.4. Materiales, equipos, reactivos y materias primas.

3.4.1. Materiales.

• Pipeta

• Vasos de precipitación

• Agitador

• Tubos de ensayo

• Embases plásticos

• Termómetro

• Cajas petri

• Probetas

• Picetas

• Gradillas

• Morteros

• Papel filtro

• Papel aluminio

• Embudos

• Pinzas

• Crisoles

3.4.2. Equipos.

• Balanza analítica

• Estufa

• Equipo de digestión

• Mufla

• Soxhlet

39  

• Equipo de titulación

• Cocina industrial

• Incubadora

• Centrifuga

• Campana de absorción

• pH metro 

3.4.3. Reactivos Utilizados 

• Hidróxido de sodio

• Ácido clorhídrico

• Solución de lugol

• Agua destilada

• Éter de petróleo

• Agua esterilizada

• PDA(potato dextrosa agar)

• Agua de pectona

• Fósforo monobásico de potasio

• Fósforo dibásico de potasio

• Ácido sulfúrico

• Ácido perclórico

• Etanol

• Indicador de proteína

• Hidróxido de sodio

• Nitrato de plata

3.4.4. Materias primas utilizadas

• fruta de pan • chocolate en polvo • azúcar 

40  

3.4.5. Diagrama de flujo cualitativo para la elaboración de cereal de fruta de pan.

RECEPCION

DESPULPADO

SELECCION

LAVADO

COCCION

PELADO

1MOLIENDA

1SECADO

MEZCLADO

2SECADO

EMPACADO

Fruta pan

bagazo fruta pan

fruta pan sin bagazo m/p defectuosa

m/p buena – defec: agua agua

Impurezas fruta limpia agua vapor de agua

cascara fruta pelada

fruta cocinada

desperdicio masa para secado

vapor de agua solido

Chocolate T = Azúcar: Agua

mezcla

desperdicio vapor de agua

41  

3.4.6. Descripción del proceso.

Los cereales son considerados como una fuente importante de carbohidratos y proteínas,

son consumidos a nivel mundial por sus distintos usos tanto en pastelería, panadería y

además en la elaboración de bebidas.

3.4.6.1. Recepción.

Es considerado como uno de los factores más importantes ya que consiste en la llegada

de la materia prima la cual debe cumplir con el índice de madures indicado el cual es:

“Las frutas en madurez fisiológica presentan un color verde oscuro y los segmentos de

la cáscara se tornan más redondeados y lisos que las frutas inmaduras, manchas de látex

se pueden encontrar en la cáscara de frutas listas para cosechar. Al Amarillamiento de

la piel indica que el proceso de maduración ha comenzado”. (Department of Plant

Sciences, University of California, Davis, CA 95616)

3.4.6.2. Despulpado.

Es la operación en la que se logra la separación de las semillas de los demás residuos

como el bagazo.

3.4.6.3. Selección de semillas.

Se realiza la selección para sacar las semillas defectuosas y que sufren algún daño

durante el transporte y recolección de las mismas.

42  

3.4.6.4. Lavado.

Se lo realiza para eliminar residuos como suciedad, partículas extrañas, que pudieron

haber quedado luego del despulpado, se lo sumergirá en agua la cual debe ser potable

hasta que se encuentre totalmente libre de impurezas.

3.4.6.5. Cocción.

Se lo realiza para ablandar los tejidos y así poder extraer la parte interna de la semilla la

cual es la materia prima para la elaboración de nuestro cereal, esto se lo realizo a una

temperatura de 100 ºC por 30 minutos.

3.4.6.6. Pelado.

En esta operación se elimina la cáscara de las semillas en forma manual con el uso de

cuchillos sobre mesas de acero inoxidable, de manera que podamos obtener la pulpa

lista para el siguiente proceso.

3.4.6.7. Molienda.

Consiste en reducir la materia prima a partículas mas pequeñas; en este caso salen a

manera de pequeña hojuelas.

Cuadro Nº8

Granulometría de la pasta de fruta de pan

Peso gr Rendimiento %Peso inicial 120 100%Tamiz Nº 1 36 30%Tamiz Nº 2 65 54,16%Tamiz Nº 7 19 15,83%

Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008

43  

3.4.6.8. Primer Secado.

Se lo aplica para eliminar la mayor cantidad de agua presente en la fruta de pan

garantizando de esta manera la conservación del cereal.

Cuadro Nº 9

Parámetros de secado

MUESTRAS TEMPERATURA TIEMPO 1 60 2 2 60 3 3 60 4

4 70 2 5 70 3 6 70 4

7 80 2 8 80 3 9 80 4

Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008.

El cereal de fruta de pan ingresa con una humedad de 84.20%, se aplican las diferentes

temperaturas de secado, finalmente el cereal de fruta de pan sale con el 8% de agua. Se

utilizó a nivel de laboratorio una estufa con ventilación, para acelerar el proceso de

secado.

3.4.6.9. Mezclado.

Consiste en la unión del cereal con los demás aditivos como son: Chocolate en polvo,

azúcar.

44  

Cuadro Nº 10

Formulaciones para el cereal de fruta de pan saborizado con chocolate

Ingredientes formulación 1 formulación 2 formulación 3 % % %

Cereal de fruta de pan 70 60 50 Chocolate en

polvo 10 20 30 Azúcar 20 20 20

Fuente: Villavicencio Luis\UTE2008.

3.4.3.6.10. 2Secado

Consiste en la eliminación de la humedad, luego que sale del mezclador.

Cuadro Nº11

Granulometría del cereal de fruta de pan

Peso gr Rendimiento %Peso inicial 172,75 100%Tamiz Nº 1 34,39 19,19%Tamiz Nº 2 83,21 48,16%Tamiz Nº 7 53,05 30,83%

Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008

3.4.6.11.Empacado.

Finalmente se procede a empacar el cereal de fruta de pan en fundas herméticas a

temperatura ambiente (26ºC) para evitar su contaminación con el medio externo.

45  

3.6. Análisis bromatológico

Cuadro Nº 12

Análisis bromatológico de la fruta de pan saborizada con chocolate

Análisis % Humedad 8,2 Proteína 13,13 Grasa 5,74 Ceniza 3,8 Fibra 4,25

Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008

3.6.1. Análisis químico

Cuadro Nº 13.

Análisis químico de la fruta de pan saborizada con chocolate

% DE MATERIA SECA PPM

N P K Ca Mg S Cu Fe Zn Mn

2,1 0,2 1,3 0,47 0,12 0,09 10 112 39 8 Fuente: Agrolab. Laboratorio de análisis químico agropecuario

3.6.2. Análisis físico o sensorial

Cuadro Nº 14.

Análisis físico o sensorial de la fruta de pan saborizada con chocolate

Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008

PROPIEDADES RESULTADOS Olor Propio y fresco Color Café Sabor Propio y fresco Textura Crocante Empaque Bueno

46  

3.6.3. Análisis microbiológico del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate

Cuadro Nº 15. Análisis microbiológico de la fruta de pan saborizada con chocolate

Fuente: Agrolab. Laboratorio de análisis químico agropecuario

Discusión del análisis microbiológico

Se obtuvo como resultado del análisis microbiológico que el cereal saborizado con

chocolate, la ausencia de bacterias aerobias , mohos, levaduras; y coliformes. Mientras

que el recuento total de bacterias aerobios mesofilos resultado se encuentra por debajo

del límite máximo permitido por las normas INEN 2051 para granos y cereales. En lo

que se refiere al recuento de entero bacterias y Staphilococcus su resultado fue de

ausencia.

PARAMETROS DE IDENTIFICACION METODOLOGIA RESULTADOS

CRITERIO MICROBIOLOGICO

Recuento total de bacterias aerobios

mesofilos Recuento directo de

placas 60 <100 investigación de mohos y

levaduras Petrofilm <2 Ausencia investigación de entero

bacterias Recuento en placas

24-48 horas <2 Ausencia investigación de E. Coli Petrofilm <2 Ausencia

Recuento de Staphilococcus Petrofilm <2 Ausencia

47  

3.7. Diseño experimental. 3.7.1. Determinación del mejor tratamiento. Para determinar el mejor tratamiento en la obtención del cereal de fruta de pan se

aplicará un diseño de bloques completamente al azar (DBCA); con arreglo factorial A *

B (3*3); es decir que involucra 3 parámetros que son tiempo - temperatura de secado 3

repeticiones por cada tratamiento en total se obtuvo un total de 9 tratamientos. Para la

evaluación del mejor tratamiento se aplicó el programa de diseño experimental InfoStat.

3.7.2. Factores y niveles de estudio.

Cuadro Nº16

Factores y niveles de estudio

FACTORES NIVELES T=Temperatura T1=60ºC T2=70ºC T3=80ºC S=Tiempo S1=2 S2=3 S3=4

Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008

48  

3.7.3. Combinación de tratamientos.

Cuadro Nº16

Combinación de tratamientos

MUESTRAS TEMPERATURA TIEMPO 1 60 2 2 60 3 3 60 4

4 70 2 5 70 3 6 70 4

7 80 2 8 80 3 9 80 4

Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008

Cuadro Nº 17

Datos para el diseño experimental Fuente: Villavicencio Luis /UTE/2008

REPET TIEMPO (HORAS) TEMP (ºC)

% DE HUMEDAD

% PROTEINA %GRASA %FIBRA

1 2 60 3,74 15,26 6,32 5,49 1 2 70 2,98 14,85 6,81 6,31 1 2 8 1,2 12,14 6,43 8,89 1 3 60 3,58 14,55 5,36 6,17 1 3 70 2,82 14,74 6,62 7,39 1 3 80 1,56 14,32 5,95 9,65 1 4 60 3,34 13,75 5,68 5,9 1 4 70 2,79 14,88 6,53 8,26 1 4 80 1,76 13,77 6,41 9,33 2 2 60 4,21 15,08 6,41 5,65 2 2 70 2,99 14,77 6,77 6,69 2 2 80 1,4 11,81 6,71 9,07 2 3 60 3,48 14,36 5,67 6,66 2 3 70 2,85 14,59 6,43 7,58 2 3 80 1,48 14,44 6,16 9,56 2 4 60 3,21 13,9 6,41 6,68 2 4 70 2,77 14,77 6,52 8,56 2 4 80 1,69 13,74 6,32 9,54

49  

3.7.4. Resultados de los análisis realizados.

Tabla Nº 1 Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de humedad en el

secado de fruta de pan.

Variable N R² R²Aj CV % DE HUMEDAD 18 0,99 0,97 5,59 Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo III) F.V. SC gl CM F Valor p Modelo 14,14 13 1,09 49,27 0,0009 REPETICIONES 0,01 1 0,01 0,24 0,6486 TIEMPO (HORAS) 0,08 2 0,04 1,92 0,2599N/S TEMPERATURA (C) 13,35 2 6,67 302,39 <0,0001** TIEMPO (HORAS)*TEMPER.. 0,64 4 0,16 7,28 0,0402* REPETICIONES*TIEMPO 0,06 4 0,01 0,64 0,6613 Error 0,09 4 0,02 Total 14,23 17 Análisis.

Al analizar la tabla del ADEVA para la variable Humedad se obtiene la siguiente

información: Para los niveles T3S1, son altamente significativos por lo tanto se rechaza

la hipótesis nula de igualdad de tratamientos aceptándose la alternativa, es decir que la

temperatura si esta influenciando en el porcentaje de humedad del cereal. Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,19447 Error: 0,0221 gl: 4 REPETICIONES Medias n 1,00 2,64 9 A 2,00 2,68 9 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,30569 Error: 0,0221 gl: 4 TIEMPO (HORAS) Medias n 3,00 2,59 6 A 2,00 2,63 6 A 1,00 2,75 6 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,30569 Error: 0,0221 gl: 4 TEMPERATURA (C) Medias n 3,00 1,52 6 A

50  

2,00 2,87 6 B 1,00 3,59 6 C Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,79861 Error: 0,0221 gl: 4 TIEMPO (HORAS) TEMPERATURA (C) Medias n 1,00 3,00 1,30 2 A 2,00 3,00 1,52 2 A 3,00 3,00 1,73 2 A 3,00 2,00 2,78 2 B 2,00 2,00 2,84 2 B 1,00 2,00 2,99 2 B 3,00 1,00 3,28 2 B C 2,00 1,00 3,53 2 B C 1,00 1,00 3,98 2 C Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)

Prueba de Tukey para la interacción T3S1 (Tiempo - temperatura)

En la prueba de tukey al 5% se obtienen 6 rangos de significación, en el primer rango

como mejor tratamiento se encuentra el factor T3S1 (80ºC, 2H) con una media de

1,29% de humedad. El tratamiento no factible es T1S1 ( 60ºC, 2H) con una media de

4,09% de humedad, por lo que a este rango se produciría una proliferación de hongos o

algunos microorganismos no deseados.

Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 1,34126 Error: 0,0221 gl: 4 REPETICIONES TIEMPO (HORAS) TEMPERATURA (C) Medias n 1,00 1,00 3,00 1,29 1 A 2,00 1,00 3,00 1,31 1 A 1,00 2,00 3,00 1,51 1 A B 2,00 2,00 3,00 1,53 1 A B 1,00 3,00 3,00 1,70 1 A B C 2,00 3,00 3,00 1,75 1 A B C D 1,00 3,00 2,00 2,72 1 B C D E 1,00 2,00 2,00 2,76 1 B C D E F 2,00 3,00 2,00 2,84 1 B C D E F 2,00 2,00 2,00 2,91 1 C D E F 2,00 1,00 2,00 2,91 1 C D E F 1,00 1,00 2,00 3,06 1 D E F 2,00 3,00 1,00 3,24 1 E F 1,00 3,00 1,00 3,31 1 E F 2,00 2,00 1,00 3,50 1 E F 1,00 2,00 1,00 3,56 1 E F 1,00 1,00 1,00 3,86 1 E F

51  

Tabla Nº 2

Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de proteína en el secado de fruta de pan.

Variable N R² R²Aj CV % PROTEINA 18 0,51 0,00 7,73 Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo III) F.V. SC gl CM F Valor p Modelo 7,51 11 0,68 0,57 0,8041 TEMPERATURA (C) 6,54 2 3,27 2,71 0,1447N/S TIEMPO (HORAS) 0,84 2 0,42 0,35 0,7186N/S REPETICIONES 0,04 1 0,04 0,03 0,8693 TIEMPO (HORAS)*REPETI.. 0,03 2 0,02 0,01 0,9874 TEMPERATURA (C)*TIEMP.. 0,06 4 0,02 0,01 0,9996N/S Error 7,23 6 1,21 Total 14,74 17

Análisis

Los datos del análisis de varianza revelan para todos los factores que la diferencia es no

Significativa, por lo cual se acepta la hipótesis nula, es decir que el sometimiento

diferentes temperaturas de secado, no producen variaciones en el contenido de proteína

del cereal, para la obtención de un cereal de calidad.

Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 1,94461 Error: 1,2051 gl: 6 TEMPERATURA (C) Medias n 3,00 13,37 6 A 1,00 14,48 6 A 2,00 14,77 6 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 1,94461 Error: 1,2051 gl: 6 TIEMPO (HORAS) Medias n 1,00 13,99 6 A 3,00 14,14 6 A 2,00 14,50 6 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 1,26648 Error: 1,2051 gl: 6 REPETICIONES Medias n 2,00 14,16 9 A

52  

1,00 14,25 9 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 3,56708 Error: 1,2051 gl: 6 TIEMPO (HORAS) REPETICIONES Medias n 1,00 2,00 13,89 3 A 1,00 1,00 14,08 3 A 3,00 1,00 14,13 3 A 3,00 2,00 14,14 3 A 2,00 2,00 14,46 3 A 2,00 1,00 14,54 3 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 8,15218 Error: 1,2051 gl: 6 TEMPERATURA (C) TIEMPO (HORAS) REPETICIONES Medias n 3,00 1,00 2,00 12,98 1 A 3,00 3,00 2,00 13,28 1 A 3,00 3,00 1,00 13,32 1 A 3,00 1,00 1,00 13,32 1 A 3,00 2,00 1,00 13,61 1 A 3,00 2,00 2,00 13,72 1 A 1,00 1,00 2,00 14,16 1 A 1,00 3,00 1,00 14,34 1 A 1,00 1,00 1,00 14,36 1 A 1,00 3,00 2,00 14,48 1 A 2,00 1,00 2,00 14,52 1 A 2,00 1,00 1,00 14,57 1 A 2,00 3,00 2,00 14,65 1 A 1,00 2,00 2,00 14,67 1 A 2,00 3,00 1,00 14,74 1 A 1,00 2,00 1,00 14,88 1 A 2,00 2,00 2,00 15,00 1 A 2,00 2,00 1,00 15,12 1 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Análisis

Para validar esta investigación se aplicó la prueba comparativa de Tuckey al 5%

obteniendo 1 rango de significación; en el último rango como mejor tratamiento por ser

el valor más alto se encuentra la estrategia T1S2 (60ºC , 2H) con una media de 15.12%

de proteína el mismo que favorecerá en el valor nutritivo del cereal.

El CV del experimento fue de 7,73% el cual se considera adecuado para este tipo de

experimento a nivel de laboratorio.

53  

Tabla Nº 3 Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de grasa en el

secado de fruta de pan. Variable N R² R²Aj CV %GRASA 18 0,86 0,62 3,94 Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo III) F.V. SC gl CM F Valor p Modelo 2,36 11 0,21 3,47 0,0694 TEMPERATURA (C) 1,23 2 0,61 9,94 0,0125* TIEMPO (HORAS) 0,89 2 0,44 7,17 0,0256* REPETICIONES 0,09 1 0,09 1,50 0,2669 TIEMPO (HORAS)*REPETI.. 0,01 2 0,00 0,08 0,9232 TEMPERATURA (C)*TIEMP.. 0,14 4 0,04 0,58 0,6878 Error 0,37 6 0,06 Total 2,73 17

Análisis

Se procedió a realizar el análisis estadístico del contenido de grasa en la fruta de pan

aplicando un DBCA con arreglo factorial A*B, cuyos resultados se pueden observar en

la tabla Nº3 la misma que indica significación estadística entre tratamientos, por lo

cual se acepta la hipótesis alternativa y se rechaza la hipótesis nula, es decir que el

tiempo, temperatura; si afectan en el porcentaje de grasa.

Test : Duncan Alfa: 0,05 Error: 0,0617 gl: 6 TEMPERATURA (C) Medias n 1,00 5,98 6 A 3,00 6,33 6 B 2,00 6,61 6 B Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Duncan Alfa: 0,05 Error: 0,0617 gl: 6 TIEMPO (HORAS) Medias n 2,00 6,03 6 A 3,00 6,31 6 A B 1,00 6,58 6 B Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Duncan Alfa: 0,05 Error: 0,0617 gl: 6 REPETICIONES Medias n

54  

1,00 6,23 9 A 2,00 6,38 9 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Duncan Alfa: 0,05 Error: 0,0617 gl: 6 TIEMPO (HORAS) REPETICIONES Medias n 2,00 1,00 5,98 3 A 2,00 2,00 6,09 3 A B 3,00 1,00 6,21 3 A B C 3,00 2,00 6,42 3 A B C 1,00 1,00 6,52 3 B C 1,00 2,00 6,63 3 C Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Duncan Alfa: 0,05 Error: 0,0617 gl: 6 TEMPERATURA (C) TIEMPO (HORAS) REPETICIONES Medias n 1,00 2,00 1,00 5,66 1 A 1,00 3,00 1,00 5,73 1 A 1,00 2,00 2,00 5,74 1 A 3,00 2,00 1,00 5,95 1 A B 3,00 2,00 2,00 6,17 1 A B C 1,00 1,00 2,00 6,17 1 A B C 1,00 3,00 2,00 6,23 1 A B C 3,00 3,00 2,00 6,30 1 A B C 1,00 1,00 1,00 6,32 1 A B C 2,00 2,00 1,00 6,32 1 A B C 2,00 2,00 2,00 6,36 1 A B C 3,00 3,00 1,00 6,38 1 A B C 3,00 1,00 1,00 6,45 1 A B C 2,00 3,00 1,00 6,51 1 A B C 2,00 3,00 2,00 6,73 1 B C 3,00 1,00 2,00 6,74 1 B C 2,00 1,00 1,00 6,79 1 B C 2,00 1,00 2,00 6,97 1 C Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Análisis

Para validar el experimento se aplicó la prueba comparativa de Tuckey al 5%obteniendo

3 rangos de significación; en el primer rango como mejor tratamiento se encuentra la

estrategia T1S2 (60ºC,3H) con una media de 5,66% de grasa siendo un valor bajo y

aceptable; ya que brindará un buen aspecto al cereal.

55  

El tratamiento no conveniente por su alto contenido de grasa es T2S1 (70ºC,2H) con

una media de 6,97%.

El CV del experimento fue de 3,94% el cual se considera adecuado para este tipo de

experimento, a nivel de laboratorio.

Tabla Nº 4

Análisis de varianza para los datos experimentales del contenido de fibra en el secado de fruta de pan.

Variable N R² R²Aj CV %FIBRA 18 0,96 0,88 6,71 Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo III) F.V. SC gl CM F Valor p Modelo 34,55 11 3,14 11,89 0,0032 TEMPERATURA (C) 30,30 2 15,15 57,36 0,0001** TIEMPO (HORAS) 3,79 2 1,89 7,17 0,0257* REPETICIONES 0,24 1 0,24 0,90 0,3791 TIEMPO (HORAS)*REPETI.. 0,13 2 0,06 0,24 0,7945 TEMPERATURA (C)*TIEMP.. 0,09 4 0,02 0,09 0,9829 Error 1,58 6 0,26 Total 36,14 17 Análisis

En la tabla Nº4 se observa un ADEVA, que nos indica que existe alta significación

estadística en cuanto a temperatura, por lo que se acepta la hipótesis alternativa y

rechaza la hipótesis nula; pero en lo que se refiere a tiempo existe significación

estadística, en este caso se acepta la hipótesis alternativa y se rechaza la hipótesis nula. Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,91041 Error: 0,2641 gl: 6 TEMPERATURA (C) Medias n 1,00 6,18 6 A 2,00 7,47 6 B 3,00 9,34 6 C Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,91041 Error: 0,2641 gl: 6 TIEMPO (HORAS) Medias n 1,00 7,02 6 A 2,00 7,92 6 A B 3,00 8,05 6 B Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)

56  

Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,59293 Error: 0,2641 gl: 6 REPETICIONES Medias n 1,00 7,55 9 A 2,00 7,78 9 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 1,66999 Error: 0,2641 gl: 6 TIEMPO (HORAS) REPETICIONES Medias n 1,00 1,00 6,90 3 A 1,00 2,00 7,14 3 A 3,00 1,00 7,83 3 A 2,00 1,00 7,91 3 A 2,00 2,00 7,93 3 A 3,00 2,00 8,26 3 A Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05) Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 3,81659 Error: 0,2641 gl: 6 TEMPERATURA (C) TIEMPO (HORAS) REPETICIONES Medias n 1,00 1,00 1,00 5,49 1 A 1,00 1,00 2,00 5,58 1 A 1,00 3,00 1,00 6,21 1 A B 1,00 2,00 2,00 6,39 1 A B 1,00 2,00 1,00 6,50 1 A B 2,00 1,00 1,00 6,66 1 A B 1,00 3,00 2,00 6,92 1 A B 2,00 1,00 2,00 6,98 1 A B 2,00 2,00 1,00 7,66 1 A B 2,00 3,00 1,00 7,73 1 A B 2,00 2,00 2,00 7,79 1 A B 2,00 3,00 2,00 7,97 1 A B 3,00 1,00 1,00 8,54 1 A B 3,00 1,00 2,00 8,85 1 A B 3,00 3,00 1,00 9,55 1 B 3,00 2,00 1,00 9,58 1 B 3,00 2,00 2,00 9,62 1 B 3,00 3,00 2,00 9,89 1 B Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)

57  

Análisis

Para realizar una comparación entre los tratamientos y obtener el mejor se aplicó la

prueba de Tuckey al 5% obteniendo 2 rangos de significación; el tratamiento no

conveniente por poseer el valor más bajo es T1S1 (60ºC ,2H) con una media de 5,94%

de fibra. Aceptando el tratamiento T3S3 (80ºC,4H) por ser el valor más alto, con el cual

se obtiene un promedio del 9,89% de fibra.

El CV del experimento fue de 6,71% el cual se considera adecuado para este tipo de

experimento a nivel de laboratorio.

3.8. Formulación para determinar la mejor combinación de porcentaje entre el Cereal de fruta de pan – chocolate. En el cereal de fruta de pan saborizado con chocolate aplicado al mejor tratamiento. La aceptación del mejor porcentaje de chocolate el polvo se realizó en base a 3

formulaciones denominándolas de la siguiente forma:

formulación 1: 70 % de cereal de fruta de pan y 10 % de chocolate en polvo.

formulación 2: 60 % de cereal de fruta de pan y 20 % de chocolate en polvo.

formulación 3: 50 % de cereal de fruta de pan y 30 % de chocolate en polvo.

3.8.1. Determinación de la mejor formulación:

Con la finalidad de aplicar la propuesta en esta investigación se elabora el cereal de

fruta de pan saborizado con chocolate para saber su aceptabilidad con lo cual se

realiza la siguiente encuesta a 20 personas, el formato de la encuesta se puede apreciar

en el anexo Nº4 .

58  

CAPÍTULO IV

CÁLCULOS, RESULTADOS Y DISCUSIONES

4.1. Análisis de las encuestas.

4.1.1. Tabulación y gráfica de información de las encuestas

En los siguientes cuadros se puede apreciar los resultados de las encuestas en base al

color, olor, textura crujiente y sabor del cereal de fruta de pan saborizado con

chocolate.

Los parámetros de calificación son los siguientes:

Cuadro Nº19

Diseño del cuadro de calificaciones

PRODUCTO

Calificación F1 F2 F3

% # P % # P % # PREGULAR BUENO MUY BUENO EXELENTE

Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008

4.1.1

R

Anál

La m

para

acept

1.1. Olor.

Resultado e

Fuente:

lisis del grá

mejor alterna

el olor, se

tación del 5

02468

1012

RANREGULABUENO MUY BUEXELENTOTAL

Fuente: V

estadístico

Villavicenc

áfico Nº 9

ativa de las

e tiene com

55 %.

REGULAR

Formu

C

O

NGO %AR

UENO NTE

1Villavicencio

G

sobre el olo

cio Luis \UT

encuestas d

mo muy b

R BUEN

ulacion 1

59 

Cuadro Nº2

lor del cere

OLOR F1

% # P %20 445 930 6

5 100 20 1

o Luis \UTE

Grafico Nº

or del cerea

chocolate

TE 2008

del cereal de

bueno, para

NO MUY

FORMULACIO

20

eal

F2 % # P %

5 125 555 1115 3

100 20 1E 2008

9

al de fruta

e fruta de pa

la formul

Y BUENO

ON 2 Frm

F3 % # P

0 0 20 4 50 10 30 6

100 20

de pan sab

an saborizad

lación 2 la

EXELENTE

mulacion3

borizado co

do con choc

a cual tiene

on

colate

e una

4.1.1

R

Anál

La m

para

acept

1.2. Color.

Resultado e

Fuente:

lisis del grá

mejor alterna

el color, s

tación del 5

0

2

4

6

8

10

P

RANREGULABUENO MUY BUEXELENTOTAL

Fuente: V

stadístico s

Villavicenc

áfico Nº 10

ativa de las

se concluy

50 %.

REGULAR

Form

C

Puntuacion

NGO %AR

UENO NTE

1Villavicenci

G

sobre el col

cio Luis \UT

encuestas d

e como b

R BUEN

mulacion 1

60 

Cuadro Nº 2

nes del colo

COLORF1

% # P %5 1

45 925 525 500 20 1

io Luis \UT

Grafico Nº1

lor del cere

chocolate

TE 2008

del cereal de

bueno, para

NO MUY

Formulacion

21

or del cerea

F2 % # P %

5 150 1040 8

5 1100 20 1E 2008

10

eal de fruta

e fruta de pa

a la formul

Y BUENO

n 2 Form

al

F3 % # P

0 0 45 9 40 8 10 2

100 20

a de pan sab

an saborizad

lación 2 la

EXELENTE

ulacion 3

borizado co

do con choc

a cual tiene

on

colate

e una

4.1.1

R

Anál

La m

para

acept

1.3. Sabor.

Resultado es

Fuente: V

lisis del grá

mejor alterna

el sabor, s

tación del 6

02468101214

P

CALIFIREGULBUENOMUY BUEXELENTOTAL

Fuente: V

stadístico s

Villavicenci

áfico Nº 11

ativa de las

se concluye

65 %.

REGULAR

form

C

Puntuacion

ICACIONLAR O

UENO NTE Villavicenc

G

obre el sab

io Luis \UT

encuestas d

e como muy

BUEN

mulacion 1

61 

Cuadro Nº2

nes de sabo

SABORF1

% # P10 260 1225 5

5 1100 20

cio Luis \UT

Grafico Nº1

bor del cere

chocolate

E 2008

del cereal de

y bueno, pa

NO MU

formulacion

22

or del cerea

F2 % # P %

0 020 465 1315 3

100 20 1TE 2008

11

eal de fruta

e fruta de pa

ara la form

Y BUENO

n 2 formu

al

F3 % # P

5 120 430 645 9

100 20

a de pan sab

an saborizad

ulación 2 l

EXELENTE

ulacion 3

borizado co

do con choc

la cual tiene

on

colate

e una

4.1.1

R

F

Anál

La m

para

tiene

1.4. Textura

Resultado e

Fuente: Vill

lisis del grá

mejor alterna

el textura,

e una acepta

0

5

10

15

a.

Pu

CALIFIREGULBUENOMUY BUEXELENTOTAL

Fuente: V

stadístico s

avicencio L

áfico Nº 12

ativa de las

se concluy

ación del 60

REGULARForm

C

untuaciones

ICACIONLAR O

UENO NTE Villavicenc

G

sobre textu

Luis \UTE 2

encuestas d

ye como mu

0 %.

R BUmulacion 1

62 

Cuadro Nº 2

s de la textu

TEXTUF1

% # P5 1

45 935 715 3

100 20cio Luis \UT

Grafico Nº 1

ura del cere

chocolate

2008

del cereal de

uy bueno, e

ENO MFormulacion

23

ura del cer

URA F2

% # P %0 0

25 560 1215 3

100 20 1TE 2008

12

eal de fruta

e fruta de pa

en el caso d

MUY BUENOn 2 Formu

real

F3 % # P

0 015 350 1035 7

100 20

de pan sab

an saborizad

de la formu

EXELENulacion 3

borizado co

do con choc

ulación 2 la

TE

on

colate

a cual

63  

4.1.2. Elección de la mejor formulación del cereal de fruta de pan saborizado con

chocolate.

Considerando los resultados de las encuestas se establece que la mejor formulación es la

la cual contiene: 60% de cereal de fruta de pan , 20 % de chocolate en polvo y 20% de

azúcar , cuya valoración fue considerada como muy buena y la que mayor aceptación

para el consumidor.

4.2. Diagrama de flujo cuantitativo para la elaboración de cereal de fruta de pan saborizado con chocolate a nivel de laboratorio.  

RECEPCION

DESPULPADO

SELECCION

LAVADO

COCCION

PELADO

1MOLIENDA

1SECADO

MEZCLADO

2SECADO

EMBALADO

ALMACENADO

A:Fruta pan 0,812kg

C= bagazo 0,546 kg B: 0,812 kg fruta pan

D: 0,260 kg fruta pan

E= m/p defectuosa 0,015kg

F: m/p buena – defec: 0,245kg

G: 1000 ml agua agua 950ml Impurezas: 0,01kg H

I:fruta limpia: 0,235kg

J:1000 ml agua k= vapor de agua: 700 ml

M:cascara: 0,0685kg

N= fruta pelada:0,18274kg

L= fruta cocinada 0,270kg

O:desperdicio: 0,018 kg P=masa para secado:0,16474kg

Q: vapor de agua:0,11729 kg

S=solido:0,06545kg

V=cereal:0,10163kg

20%: Chocolate:

0.01309kg 20%: azúcar: T 0.01309kg 10% de agua: l 0.010kg

W=vapor:0,018kg

X: cereal seco:0,084 kg

64  

4.2.1. Diagrama de flujo cuantitativo para la elaboración de cereal de fruta de pan saborizado con chocolate a nivel piloto.  

RECEPCION

DESPULPADO

SELECCION

LAVADO

COCCION

PELADO

1MOLIENDA

1SECADO

MEZCLADO

2SECADO

EMBALADO

ALMACENADO

A:Fruta pan 1000kg

C= bagazo 674 kg B: 1000 kg fruta pan

D: 326 kg fruta pan

E= m/p defectuosa 18,77kg

F: m/p buena – defec: 307,23kg

G: 307 kg agua H: agua 274 kg I:fruta limpia: 340kg

J:340 kg agua k= vapor de agua: 273.5 kg

M:cascara: 103,10kg

N= fruta pelada: 295,89kg

L= fruta cocinada 399 kg

O:desperdicio: 26,30 kg P=masa para secado:269,5kg

Q: vapor de agua:232,8 kg

S=solido:36,66kg

V=cereal:59,98kg

20%: Chocolate:

7,40kg 20%: azúcar: T 7,40kg 10% de agua: 8,52kg

W=vapor:37,78kg

X: cereal seco:16,82 kg

65  

4.2.2. Balance de materia a nivel piloto para la obtención de cereal de fruta de pan

Balance de materia de la recepción: Base de cálculo = 1000 Kg/h

BALACE GENERAL

A=B

Balance de materia del despulpado:

BALANCE TOTAL. B=D+C C=67,4%*B C=674 kg de bagazo D=1000 – C D=326 kg de almendras.

RECEPCION

A=1000 kg de fruta de pan Ax=84.20 % de agua Ay=15,79 % de sólidos

B=1000 kg de fruta de pan Bx=84.20 % de agua By=15,79 % de sólidos

DESPULPADO C=67,4% bagazo Cx= (84,20 % de agua Cy= 15,79 % de sólidos

D=326 kg de almendras Dx=70 % de agua Dy=30% de sólidos

Datos Expe. 

B=1000 kg de fruta de pan Bx=84.20 % de agua By=15,79 % de sólidos

Datos Expe.

*32,6%: Almendras   *25,84%: Cascara   *74,16%: Nuez comestible *67,4%: Bagazo. 

Datos Expe. 

66  

Balance de materia de la selección:

Balance de materia del lavado:

BALANCE TOTAL.

G+F=H+I 307+307,3=274+I 614,3=274+I I=614,3-274 I=340,3

BALANCE PARCIAL DE SOLIDOS. (G*Gy)(F*Fy)=(H*Hy)(I*Iy) (307*0)(307,3*30%)=(274*3,84%)(340,3*Iy) 92,19=10,52+340,3*Iy Iy=92,19 –10,52/340,3 *100= Iy=24% SOLIDO Ix=100-26,6 = Ix= 76 % AGUA

SELECCION E=5,76% de fruta defectuosa Ex=70 % de agua Ey=30% de sólidos

F=307,3 kg de fruta buena Fx=70 % de agua Fy=30% de sólidos

D=326 kg de almendras Dx=70 % de agua Dy=30% de sólidos

Dato expe

Dato expe

E=5,76*D E=18.7 kg de fruta defectuosa.

BALANCE GENERAL F=D-E F=326-E F= 307,3 kg de fruta buena

Datos Expe. 

LAVADO

I= ? (340,3kg de almendras limpia) Ix= ? ( 73,23 % de agua) Iy= ? (26,6% de sólidos)

H=274 kg de agua Hx= 96,16 % de agua Hy= 3,84% de sólidos

G=307 kg de agua Gx=100 % de agua Gy= 0% de sólidos

Datos Expe.

Datos Expe.

F=307,3 kg de fruta buena Fx=70 % de agua Fy=30% de sólidos

Datos Expe.

67  

Balance de materia de la cocción:

BALANCE GENERAL. K=69,8*I K=237,5 kg de vapor L1=17,25*I L1=58,7 kg de agua abs. L=I+L1 L=340,3+58,7 L=399 kg de fruta cocinada Balance de materia del pelado:

BALANCE TOTAL.

M=25,84*L M=103.10 kg de cascara N=L - M N=399 – 103,10 N=295,9

BALANCE PARCIAL DE SOLIDOS. (I*Iy)(J*Jy)=(L*Ly)(K*Ky) (340.3*26,6%)(328*0%)=(399*15.72%)(237,5*Ky) 90,51=62,7+237,5*Ky Ky=90,51 – 62,7/237,5 *100= Ky=11,8% SOLIDO Kx=100-11.8 = Kx= 88,29 % AGUA   

BALANCE PARCIAL DE SOLIDOS. (L*Ly)=(N*Ny)+(M*My) (399*15.72%)=(295,89*Ny)+(103,10*25%) 62,7=295,89*Ny+25,77 Ny=62,7 – 25,77/295,89*100= Ny= 12.48% SOLIDO Nx=100-12.41 = Nx= 87.51 % AGUA

Datos Expe.

COCCION

I= 340,3kg de fruta limpia Ix= 73,23 % de agua Iy= 26,6% de sólidos

K= 69,8% de vapor K1= 12,95% de agua sobra Kx= ? (88,29 % de agua) Ky= ? (11,8% de sólidos)

J=340 kg de agua Jx=100 % de agua Jy= 0% de sólidos

Datos Expe.

L=399 kg de fruta cocinada L1=17,25% agua que absorbe las almendras Lx=84.28 % de agua Ly=15.72% de sólidos

PELADO M = 25,84% de cascara Mx= 75 % de agua My= 25% de sólidos

L=399 kg de fruta cocinada Lx=84.28 % de agua Ly=15.72% de sólidos

N= 295.89 kg sin cascara Nx=87.51 % de agua Ny=12.48 % de sólidos

68  

Balance de materia del molido:

Balance de materia del despulpado:

BALANCE TOTAL Q=86,4% * P Q=232,85 kg de vapor S = P – Q S = 269,51 – 232,85 S = 36,66 kg de torta seca

BALANCE GENERAL O=8,89*N O=26,39 kg de desperdicio P=N – O P=295,9 – 26,39 P=269,51

MOLIDO O= 8,89% desperdicio Ox= 87.4 % de agua Oy= 12.6 % de sólidos

P=269,51 kg de torta de fruta de pan Px=87.59 % de agua Py=12.41% de sólidos

N= (295,9 kg de nuez sin cascara) Nx= (87.59 % de agua) Ny= (12.41 % de sólidos)

PRIMER SECADO

Q= 86,4% kg vapor Qx= 100 % de agua Qy= 0 % de sólidos

P=269,51 kg torta de fruta de pan Px=87.59 % de agua Py=12.41% de sólidos

S= 36,66 kg de torta seca Sx= 8 % de agua Sy= 92 % de sólidos

Datos Expe.

Datos Expe.

Datos Expe.

69  

Balance de materia del mezclado:

Balance general

Z=S+V+X+Y Z=36,661+7,40+7,40+8,52 Z=59,98 kg de mezcla Balance de agua y solido (Z*Zy)=(S*Sy)+(V*Vy)+(X*Xy)+(Y*Yy) 59,98 Zy = 36,66*92%+7,40*90%+7,40*98%+8,52*0 59,98Zy =33,72+6,66+7,25 Balance de materia del despulpado:

BALANCE GENERAL Zb = 63% * 59,98 Zb = 37,78 Za = Z – Zb Za = 59,98 – 37,78 Za = 22,2 kg de cereal saborizado con chocolate.

MEZCLADO

Z= ? (59,98 kg de mezcla) Zx= ? (20,5 % de agua) Zy= ? (79,4 % de sólidos)

V=7,40 kg de chocolate polvo Vx=10% agua Vy=90% solido X=7,40 kg azúcar Xx=12% agua Xy=98% solido Y=8,52 kg agua

S= 36,66 kg de cereal Sx= 8 % de agua Sy= 92 % de sólidos

SEGUNDO SECADO

Z= 59,98 kg de mezcla Zx= 20,5 % de agua Zy= 79,4 % de sólidos

Zb= (63% de vapor) Zbx= 100 % de agua Zby= 0 % de sólidos

Za= 16,82 kg de cereal ZAx= 8 % de agua ZAy= 92 % de sólidos

59,98 Zy = 47,63 Zy=47,63/59,98= Zy = 0,34 * 100 = Zy = 79,4 % de solido Zx=100 – 34 = Zx= 20,5 % de agua

70  

4.3. Balance de energía en el secado a nivel de laboratorio.

Balance de materia experimental:

BALANCE TOTAL

A=B+C

A=0,082+0,098=0,180//

BALANCE DE SOLIDOS

B=A-C

B=0,180-0,098

B=0,082 Kg de cereal//

BALNCE DE AGUA

C=A-B

C=0,180-0,082

C=0,098kg de agua//

SECADO

A= 0.180 kg de mezcla Ax= 87,4 % de agua Ay= 12,6 % de sólidos

C= 0.098 kg de agua Cx= 100 % de agua Cy= 0 % de sólidos

B= 0.082 kg de cereal) Bx= 8 % de agua By= 92 % de sólidos

71  

4.3.1 Cálculo del coeficiente total de transferencia de calor a nivel laboratorio

4.3.1.1 Cantidad de calor teórico experimental

Los valores de Cp del agua y de sólidos son tomados del libro Fundamentos de la Ing.

De Alimentos, BATTY Pág. 104.

4.3.1.2 Calor práctico que absorbe el producto

1.10

15,7 747,31 )1,30

839,3 =756,8W

1109160

160

0,308  

0.0820,308

0,266  

0.0980,308

0,318  

0,92 1,38 0,08 4,18 

1,604

∆  

0,266 1,604

63,4 26,6  

15,7  

0,318 2348,7  

747,31  

110 7 1109  

7701

10001109  

853,9  

72  

4.3.1.3 Calor total de las paredes del secador.

• Calor que disipan las paredes laterales.

A 304.09 ºK las propiedades del aire para la transferencia de calor por convección según BATTY, en la tabla C9. p. 306, son:

Propiedades del aire a 304.09 ºk

1,99 10 1,1571

0,706 0,0266 º

35,18 26,7

2

35.18 26,72

30,9° 273,15 304,09°

1 

1304,65 0,00328 

Calculo de coeficiente isobárico

QF: 16,27 //

QID: 7,63 //

QA: 15,55 // QS: 25,31 //

QI:11,04 //

73  

Grashof

9,8 0,00328 35,18 26,7 1,157 0,221,9933 10

9,090 10

6,41 10

6,8

0,14 ,

0,14 6,41 10 ,

25,87

25,87 0,02660,22

3,12

• Calor que disipan las pared frontal.

A 310.95 ºK las propiedades del aire para la transferencia de calor por convección según BATTY, en la tabla C9. p. 306, son:

PROPIEDADES DEL AIRE A 310.95 ºK

2,03 10 1,0825

0,702 0,0282 º

0,22 0,185 

0,0407  

∆  

3,12 0,0407 35,18 26,7  

1,06 2 2,1211090,308

11000  

7,63 //

49  26,6  

2  

49 26,62  

37,8° 273,15 310,95°  

1 

1310,95 0,00321 

Calculo de coeficiente isobárico

74  

Grashof

9,8 0,00321 49 26,6 1,0825 0,272,1209 10

3,92 10

2,7 10

6,8

0,14 ,

0,14 2,7 10 ,

41,76

41,76 0,02820,27

4,36

• Calor que disipan la pared posterior.

PROPIEDADES DEL AIRE A 307,9 ºK

A 307.9 ºK las propiedades del aire para la transferencia de calor por convección según BATTY, en la tabla C9. p. 306, son:

2,03 10 1,0825

0,702 0,02818 º

0,27 0,175 

0,047  

∆  

4,36 0,047 49 26,6  

4,5211090,308

11000  

16,27 //

42,9  26,6  

2  

42,9 26,62  

34,5° 273,15 307,9°  

1 

1307,9 0,00324 

Calculo de coeficiente isobárico

75  

Grashof

9,8 0,00324 42,9 26,6 1,0825 0,372,03 10

7,6 10

5,3 10

7,7

0,14 ,

0,14 5,3 10 ,

52,27

52,27 0,028180,37

3,92

• Calor que disipan las paredes superior.

PROPIEDADES DEL AIRE A 310.45 ºK

A 310.45 ºK las propiedades del aire para la transferencia de calor por convección según BATTY, en la tabla C9. p. 306, son:

2,03 10 1,0825

0,702 0,0282 º

0,375 0,18 

0,0675  

∆  

3,92 0,0675 42,9 26,6  

4,3211090,308

11000  

15,55 //

48  26,6  

2  

48 26,62  

37,3° 273,15 310,45°  

1 

1310,45 0,00322 

Calculo de coeficiente isobárico

76  

Grashof

9,8 0,00322 48 26,6 1,0825 0,342,1209 10

7,6 10

5,35 10

7,72

0,14 ,

0,14 5,35 10 ,

52,43

52,43 0,02820,34

4,34

• Calor que disipa la pared inferior.

PROPIEDADES DEL AIRE A 305.5 ºK

A 305.5 ºK las propiedades del aire para la transferencia de calor por convección según BATTY, en la tabla C9. p. 306, son:

2,02 10 1,0864

0,702 0,0281 º

0,34 0,22 

0,0748  

∆  

4,34 0,0748 48 26,6  

7,0311090,308

11000  

25,31 //

38,06  26,6  

2  

38,06 26,62  

32,33° 273,15 305,5°  

1 

1305,5 0,00327 

Calculo de coeficiente isobárico

77  

Grashof

9,8 0,00327 38,06 26,6 1,0864 0,362,02 10

4,94 10

3,46 10

7,5

0,14 ,

0,14 3,46 10 ,

45,35

45,35 0,02810,36

3,53

4.3.1.4. Eficiencia del secado.

0,36 0,21 

0,0756  

∆  

3,53 0,0756 38,06 26,6  

3,0611090,308

11000  

11,04 //

100

100  

100778,1839,3 100  

7,29% 

853,9 7,63 16,27 15,55 25,31 11,04 

778,1 // 

78  

Calculo del coeficiente global de transferencia de calor.

0,055

∆

∆

756,80,055 63,43 26,68

374,6

4.3.2. Curva de secado.

Cuadro Nº 24

Datos experimentales para la curva de secado

TIEMPO

EN MINUT

OS

PESO HORN0

MAS MUESTRAEN KG

PESO

NETO

EN KG

KG DE AGUA

EVAPORADA

PERDIDA DE

HUMEDAD

PERDIDA DE

HUMEDAD

TOTAL KG

AGUA

CONT. HUM

Kg H2O Kg seca

VELOCIDAD DE SECADO Kg H2OHr / m2

0 3,13 0,18 15 3,12 0,17 0 0 0 0 0 30 3,11 0,16 0,01 0,01 0,09456 1,254 0 45 3,1 0,15 0,01 0,02 0,08456 1,121 1,08860 3,088 0,138 0,01 0,03 0,07456 0,989 0,52375 3,078 0,128 0,012 0,042 0,06256 0,830 0,27390 3,064 0,114 0,01 0,052 0,05256 0,697 0,278105 3,052 0,102 0,014 0,066 0,03856 0,511 0,187120 3,042 0,092 0,012 0,078 0,02656 0,352 0,128135 3,038 0,088 0,01 0,088 0,01656 0,220 0,044150 3,036 0,086 0,004 0,092 0,01256 0,167 0,019165 3,034 0,084 0,002 0,094 0,01056 0,140 0,017180 3,032 0,082 0,002 0,096 0,00856 0,114 0,015195 3,032 0,082 0,002 0,098 0,00656 0,087 0

Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008

79  

• Peso inicial de agua Peso inicial H2O = Peso de H2O eliminada + Peso H2O de la masa seca. Peso de H2O eliminada = Peso muestra húmeda – P muestra seca. Peso de H2O eliminada = 0,180 Kg – 0,082 Kg Peso de H2O eliminada =0,098 Kg

• Peso de agua de masa seca Peso de agua de masa seca = Peso masa seca * % de H2O masa seca Peso de agua de masa seca = 0,082 * 8% Peso de agua de masa seca = 0,00656Kg de agua Peso inicial H2O = P % de H2O + P H2O masa seca Peso inicial H2O = 0,098 Kg +0,0656 Kg Peso inicial H2O = 0,10456Kg de agua

• Peso de la muestra seca Peso de la materia seca = Peso producto seco – Peso del agua del producto seco. Peso de la materia seca = 0,082 Kg – 0,00656 Kg

Peso de la materia seca = 0,07544 Kg de materia seca

• Porcentaje de humedad inicial

100

0,104560,180 100

58,08%

80  

• Porcentaje de humedad final

%

100

0,00656

0,180 0,098100

8%

4.3.2.1. Perdida de humedad total.

XT = Peso inicial del agua – Pérdida de humedad

Cuadro Nº25 Pérdida de humedad total (XT)

TIEMPO EN H XT

PERDIDA DE HUMEDAD

HUMEDAD TOTAL

0,167 XT1=0,10456 0,02 0,08456 0,417 XT2=010456 0,03 0,07456 0,667 XT3=010456 0,042 0,06256 0,917 XT4=010456 0,052 0,05256 1,167 XT5=010456 0,066 0,03856 1,417 XT6=010456 0,078 0,02656 1,667 XT7=010456 0,088 0,01656 1,917 XT8=010456 0,092 0,01256 2,167 XT9=010456 0,094 0,01056 2,417 XT10=010456 0,096 0,00856 2,667 XT11=010456 0,098 0,00656

Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008

4.3.2.2 Contenido de humedad.

4.3.2.3 Velocidad de secado.

1 2

81  

Grafico Nº13 Curva de secado

Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008

Gráfico Nº 14

Velocidad de secado

Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Series1

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Series1

82  

4.3.2.5. Costo del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate

Cuadro Nº26

DETALLE CANTIDAD EN

KG

COSTO UNITARIO

USD/KG

COSTO TOTAL

USD COSTOS DIRECTOS CEREAL DE FRUTA DE PAN 22,21 0,1425 3,16CHOCOLATE 7,4 3,55 26,27AZUCAR 7,4 0,7 5,18COSTOS INDIRECTO EMPAQUE 250gr 88 0,007 0,62MANO DE OBRA 15ENERGIA 2SUBTOTAL       52,23UTILIDAD (50%)       26,11TOTAL       78,35Fuente: Villavicencio Luis \UTE 2008

COSTO POR ENVASE DE 250 gr: $0,84

83  

4.4 Diseño del secador. 4.4.1 Área de transferencia de calor a nivel piloto.

BALANCE TOTAL P=S+Q BALANCE PARACIAL DE SOLIDOS (P*Py)=(S*Sy) + (Q*Qy) (163,38*12.41%)=(S*92%) + (141,17*0) 20,27=S*92% S=20,27/92*100 S=22,21 kg de cereal Q= P – S Q=163,38 – 22,21 Q= 141,17 kg de agua QL Mv hfg

QL 141,17kgh 2348,7

kjkg

QL 331565,9kjh

1h3600seg 

QL 92,19kw

cp 0,92 1,38 0,08 4,18 

cp 1,604kj

kg  

QT Qs QL 1.30 

QT 111,06kw

QT 111,06kw1000w

1kw 111064,8w

QT 0,364kw 92,19kw)1,20

SECADO Q= ? (141.17 kg agua) Qx= 100 % de agua Qy= 0 % de sólidos

P=163,38 kg de fruta cocinada Px=87.59 % de agua Py=12.41% de sólidos

S= ? (22,21 kg de cereal) Sx= (8 % de agua) Sy= (92 % de sólidos)

∆  

Qs 22,21kg 1,604kj

kg 63,4 26,6  

Qs 1310,99kjh

1h3600seg 0,364kw 

84  

4.4.2 Flujo másico de aire

4.4.2.1 Cálculo de la humedad absoluta del aire que ingresa Wc

4.4.2.2 Cálculo de la humedad absoluta del aire que sale Wd

A=17,99 kg Sol=12,6% Agua=87,4% Tºc=26,6

D=aire Td=63,4 º C Hd=25% Wd=?

B=2,42 Sol=92% Agua=8% Tb=63,4ºC

C=aire Tc=26,6 ºC Hc=50% Wc=?

101 1,8885 

99,11  

3,777 ,  

3,777 0,50  

1,8885  

0,622  

0,6221,888599,11  

0,0118

101 5,995 

95,1  

23,39 ,

23,98 0,25  

5, 995  

0,622  

0,6225,99

95,005 

0,039

85  

Balance general

4.4.3 Cantidad de calor total del secador

163,38 22,21

141,17

163,8 0,874 0,0118 22,21 0,08 0,039

143,16 143,16 0,0118 1,77 0,039

143,16 0,0118 1,68 1,77 0,039

143,16 1,68 1,77 0,039 0,0118

139,7 0,0272

139,70,0272 5136,39

Balance de agua

163,8 22,21 5136,4 

5158,6 163,8 

4994,8  

Balance de aire que ing.

22,21 1,604 63,4 26,6 4994,8 1,0056 63,4 26,60,0118 2616,5 2552,3

141,17 2616,5 116,70

1310,9 4994,8 37 0,75 352,8

190217,511

3600 52,81000

52838,2 //

∆

∆

52838,2374,6 36,8

4

86  

4.5 Diseño del molino a nivel de planta piloto Datos experimentales I = amperaje 2.9 en vacio, en lleno 3.9 Motor = 220 V RPM = 1.722 ½ Hp 4.5.1 Cálculo de la potencia del motor P = potencia V = 110 V I amperaje = 3.9 Cos o = 0.9 P = V * I * cos o P = 110 * 3.9 * 0.9 P = 386.1 W * 1 Hp/746 = 0.51 Hp

0.040 0,16 386,1

En base a los datos del manual de Perry (gráfica de rendimiento de los desintegradores) se realiza una gráfica con los datos experimentales.

0.16 0,14 1,060 386,1

4.5.2 Datos del molino a nivel de fábrica.

19,742,204

11

60 0,72

MOLIDO O= ? (1,75 kg desperdicio) Ox= 87.4 % de agua Oy= 12.6 % de sólidos

P=17,99 kg de fruta molida Px=87.59 % de agua Py=12.41% de sólidos

N= (19,74 kg de fruta de pan) Nx= (87.59 % de agua) Ny= (12.41 % de sólidos)

Capacidad del molino M = 8.87 Kg T = 506.8 min * 1hr / 60 min = 8 h C = M / T C = 1.10 Kg / hr Capacidad vs. Potencia 1.10 Kg / hr vs. 386.1 W

87  

Según la gráfica de rendimiento del manual de Perry, se calcula que la potencia del

molino es 0.45 Hp.

0,72 2 1,45

4.5.3 Cálculo del diámetro del disco de frotamiento del molino Según Perry, R. en

el manual del ingeniero químico p.8-51

Molino de frotamiento por discos

Para tamiz menor a malla # 200

145 lbm/hr = 15 Hp = 50.8 cm

25 50,8

1458,75 .

4.5.4 Cálculo de la potencia del molino

15 hp 50,8cm

X 8,75cm

X=2,58 HP

4.6 Diseño del mezclador a nivel de planta piloto.

Balance general

Z=S+V+X+Y

Z=2,46+0,738+0,806+0.944

Z=4,95 kg de mezcla

145 50,8

25  

MEZCLADO

Z= ? (4,95 kg de mezcla) Zx= ? (66 % de agua) Zy= ? (34 % de sólidos)

V=0,738 kg de chocolate polvo Vx=10% agua Vy=90% solido X=0,806 kg azúcar Xx=12% agua Xy=98% solido Y=0,944 kg agua

S= 2,46 kg de cereal Sx= 8 % de agua Sy= 92 % de sólidos

88  

Balance de agua y sólidos

(Z*Zy)=(S*Sy)+(V*Vy)+(X*Xy)+(Y*Yy)

4,95 Zy = 2,46*92%+0,738*90%+0,806*98%+0,944*0

4,95Zy =0,26+0,664+0,789

4,95 Zy = 1,71

Zy=1,71/4,95=

Zy = 0,34 * 100 =

Zy = 34 % de solido

Zx=100 – 34 =

Zx= 66 % de agua

Capacidad de producción = 4,95 Kg / hr * 2 (parada)

Tiempo del mezclado = 5 min

Carga y descarga = 10 min

Tiempo total = 15 min

Base de cálculo = 60 min

Densidad del cereal de fruta de pan = 340 Kg / m3

Capacidad del equipo = 14 lit

Volumen del equipo = 0.014 m3 o 14 lit * 2 (factor de seguridad)

Volumen máximo del equipo = 28 lit

Altura del mezclador = 0.29 m

Diámetro del equipo = 0.35 m

4

0,35 0,294 0,0279 27,9

89  

4.6.1 Calculo de la potencia del agitador.

270160

2 1

28,27

2

5 0,175 28,27

2

61.18

61,181

1000 0,0611 2 0,122

0,1221

0,7457 0,164

El cálculo de la potencia del agitador es de 0.164 Hp, para lo cual se utilizará un motor de 0.5 Hp

90  

4.6.2. Diseño del secador, mezclador y molino

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL

DISEÑO: Luis Villavicencio

DIBUJO: Luis Villavicencio

APROBO: Ing. Bermudez

FECHA: julio 31 del 2009

ESCALA: 1:10

PLANO Nº: 1

VISTA: SECADOR DE

BANDEJAS

0,55

0,7m

1

2

3

4

5

6

SIMBOLOGÍA:

1.- Transformador de calor 2.- Chimenea

3.- Entradas de aire seco 4.- Ventilador

5.- Conducto de salida 6.- Bandeja

91  

0,80m 1 

2 

3

SIMBOLOGIA

1.- Control de velocidad 3.-Base

2.-Paleta 4.- Olla

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL

DISEÑO: Luis Villavicencio

DIBUJO: Luis Villavicencio

APROBO: Ing. Bermudez

FECHA: julio 31 del 2009

ESCALA: 1:10

PLANO Nº: 2

VISTA:

MEZCLADOR

0,295m

0,35m0,44m

0,295m 

92  

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL

DISEÑO: Luis Villavicencio

DIBUJO: Luis Villavicencio

APROBO: Ing. Bermudez

FECHA: julio 31 del 2009

ESCALA: 1:10

PLANO Nº: 3

VISTA: MOLINO DE

DISCO

0,20

0,75

1,20

8,33

1

2 3

4

5

6

7

8

SIMBOLOGIA 1.- Cono de alimentación 3.- Discos y placas de trituración

2.- Cuerpo del molino 4.- Bandeja recolectora

5.- Ubicación del eje principal 6.- Sistema de transmisión por poleas

7.- Motor 2,5 HP 8.-Base

93  

CAPITULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• El deshidratado de fruta de pan obtenido es una buena fuente de vitaminas y

minerales, lo que permite utilizarla como alimento básico en la dieta alimenticia

del ser humano.

• De los datos obtenidos del diseño experimental para el secado de fruta de pan

se concluye que el mejor tiempo y temperatura es de 80 ºC*2h, el mismo que

permite llegar a una humedad del 8 % con un 14% de proteína. En estas

condiciones el producto obtenido no sufre alteraciones de color olor y sabor,

además el bajo contenido de agua ayuda a la prolongación de la vida útil del

cereal de fruta de pan debido a que inhibe el crecimiento microbiano.

• Se determino a nivel de laboratorio la tecnología apropiada para la elaboración

del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate que fue aplicado a nivel

piloto.

• En base a los análisis microbiológicos que se realizaron al cereal de fruta de pan

saborizado con chocolate se obtuvieron valores que se encuentran dentro de los

rangos establecidos en las Normas Técnicas de Normalización INEN(2051:95),

por lo tanto se determinó que luego de 1 mes de almacenamiento, puede

permanecer estable, manteniendo así su calidad microbiológica.

• Con los datos de las pruebas organolépticas obtenidos de encuestas se concluye

que el porcentaje óptimo para la formulación de cereal de fruta de pan

saborizado con chocolate es del 60% de cereal de fruta de pan, 20% de

chocolate y 20 % de azúcar, que tiene una aceptación del 57%.

94  

• El equipo adecuado para el secado de esta fruta es el secador de bandejas debido

a que están calentados con aire que a la vez extrae vapor, facilitando un secado

más rápido, uniforme, y sobre todo existe una mayor distribución del calor en el

producto. Estos son relativamente baratos de construir y mantener, se los utiliza

sobre todo para secar frutas y vegetales.

• Para la molienda de la fruta de pan húmeda se utiliza un molino de discos por

frotamiento ya que permite obtener partículas finas las mismas que son idóneas

para obtener un producto homogéneo, la potencia del motor a usar es de 2.58

Hp.

• El rendimiento del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate es del 39,72

% esto se debe a que la fruta de pan tiene un porcentaje de humedad elevado y

además por que existen perdidas en el molido del producto, por haber realizado

en equipos a nivel experimental.

• El costo de producción del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate es de

0,89 dólares cada 250 gr. por tal motivo el producto esta al alcance de todos.

95  

5.2 Recomendaciones:

• En el secado de la fruta de pan a nivel de laboratorio se recomienda utilizar un

secador que cuente con un sistema de ventilación para acelerar el proceso, así

como también es útil dispersarlo sobre bandejas.

• A nivel industrial es recomendable usar un secador de bandejas en el cual

puede secarse mayor cantidad de producto en menor tiempo debido que el

material queda disperso en las bandejas y por ende disminuye costos.

• Para obtener mejores resultados se recomienda realizar una buena molienda,

para acelerar el proceso de secado y por ende obtener un mayor rendimiento de

cereal.

• El material de empaque deberá ser apropiado, resistente a la manipulación y que

ayude a mantener las características físicas y organolépticas del producto.

• Se recomienda realizar futuras investigaciones sobre nuevas técnicas de

procesamiento debido a que la fruta de pan es una fruta poco explotada y sería

bueno investigar mas afondo sus beneficios.

96  

BIBLIOGRAFÍA

1. Astiasaran A, Iciar./ (2000). Alimentos: Composición y propiedades. Edit.

2. Batty J, Clair./ (1990). Fundamentos de la Ingeniería de Alimentos. Compañía

Continental. México.

3. Bedoya B, Salvador./ (2003) Introducción a la Tecnología de alimentos.

Segunda edición. Edit. Limusa. México.

4. Biblioteca de consulta Microsoft Encarta.2007.

5. CECSA. México.

6. Cheftel J, Cheftel H./ (1976). Introducción a la Bioquímica y Tecnología de los

Alimentos. Edit. Acribia. Zaragoza-España.

7. Desrosier W, Norman./ (1997). Conservación de Alimentos. Primera edición.

8. Earie, R.L./ (1998). Ingeniería de los Alimentos: las operaciones básicas del

9. Galarza G, Fredy./ (2006). Crema deshidratada de chocho en el Instituto de

10. Grange, Cyril./ Conservas Alimenticias: frutas, hortalizas, volatería, carnes,

huevos y pescado. Edit. G. Gilli. Barcelona-España.

11. http://es.wikipedia.org/wiki/fruta de pan

12. http://www.agro.misiones.gov.ar/biblioteca/fruta de pan_desarrollo.htm

13. http://www.botanical-online.com/calabazas.htm

14. http://www.cipca.org.pe/cipca/informacion_y_desarrollo/agraria/fichas/fruta de

pan.htm

15. http://www.ecoaldea.com.htm

16. Investigación Tecnológica de la Escuela Politécnica Nacional; UTE Santo

Domingo de los Colorados. Quito

17. M.C.Graw-Hill. España.

18. Manual de Análisis de Alimentos, del “Laboratorio de Química”. Universidad

Tecnológica Equinoccial. Santo Domingo de los Tsáchilas.

19. Perry, Robert./ (1992). Manual del Ingeniero Químico Tomo V. Sexta edición.

México:M.C.Graw-Hill.

20. Potter N, Norman./ (1978). La Ciencia de los Alimentos. Edutex. Primera

edición. México.

21. procesado de los alimentos. Segunda edición. Edit. Acribia. España.

97  

22. Terranova./ (1995). Enciclopedia Agropecuaria, Producción Agrícola Tomo II.

Terranova Editores, Ltda. Santafé de Bogota, D.C., Colombia.

23. Velasco P, Karla./ (2008). Elaboración de un alimento balanceado para tilapias

en la etapa de engorde a partir de la harina de lombriz californiana (eisenia

foetida) como fuente proteíca. UTE Santo Domingo. Tesis.

24. Williams C, Karol./ (2008). Diseño de una planta piloto para la industrialización

de salprieta en el Carmen. UTE Santo Domingo. Tesis

98  

99  

Anexo Nº. 1 Fotografías del proceso de obtención de cereal de fruta de pan

RECEPCION DESPULPADO

SELECCIÓN Y LAVADO COCCION

PELADO MOLIDO

100  

1SECADO MEZCLADO

EMPACADO 2 SECADO

Anede pa

exo Nº. 2 Ran saborizad

Resultados ddo con choc

del análisis dcolate.

101 

de mineralees y bromaatológico deel cereal de fruta

102  

Anexo Nº. 3 Resultados del análisis microbiológico del cereal de fruta de pan saborizado con chocolate

103  

Anexo Nº. 4 Encuesta de aceptación del cereal saborizado con chocolate

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL Escuela de Ingeniería Agroindustrial

Buenos días La siguiente es una encuesta para establecer la aceptación entre las tres muestras presentadas (cereal de fruta de pan); como herramienta previa a la defensa de tesis.

Por favor analice cada una de ellas y marque con una X la calificación que ud considere.

CALIFICACION DEL OLOR:

CALIFICACION DE COLOR:

CALIFICACION FORMULACION1 FORMULACION2 FORMULACION3 REGULAR

BUENO MUY BUENO EXELENTE

CALIFICACION DEL SABOR:

CALIFICACION FORMULACION1 FORMULACION2 FORMULACION3 REGULAR

BUENO MUY BUENO EXELENTE

CALIFICACION DE TEXTURA:

CALIFICACION FORMULACION1 FORMULACION2 FORMULACION3 REGULAR

BUENO MUY BUENO EXELENTE

CALIFICACION FORMULACION1 FORMULACION2 FORMULACION3 REGULAR

BUENO MUY BUENO EXELENTE

CALIFICACION FORMULACION1 FORMULACION2 FORMULACION3 REGULAR

BUENO MUY BUENO EXELENTE

104  

Anexo 5. Norma INEN para los granos y cereales

105