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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA

PRODUCCIÓN

Ingeniería en Alimentos

BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA

Tema:

BEBIDAS GASEOSAS

Profesora:

Mirella Bermeo

Integrantes:

Ivonne Buenaño ApolinarioKarina Cadena TacleKatherine Macías TorresJorge Luis Villacis

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

PROCESO ELABORACION BEBIDAS GASEOSA

AGUA TRATATADA

AGUA BLANDA

ELABORACION JARABE

CARBONATACIÓN

DIOXIDO DE CARBONO

PRUEBAS DEL PRODUCTO

EQUIPOS PROCESO ELABORACION BEBIDAS GASEOSA

DIAGRAMA BLOQUES Y DE EQUIPO

PROCESO EMBOTELLAMIENTO

EQUIPOS PROCESO EMBOTELLAMIENTO

PRUEBAS DE ENVASE

DIAGRAMA BLOQUES Y DE EQUIPO

En este trabajo de investigación daremos a conocer todo acerca del proceso de fabricación de las bebidas gaseosas, desde la materia prima hasta su embotellamiento. También tendrán el diagrama

tanto de flujo como el de bloques del proceso.

Al finalizar con la lectura de este trabajo usted sabrá como se hace el proceso de la obtención del agua tratada, la elaboración de los jarabes, las maquinarias que se utilizan en el proceso, el

producto terminado en sí.

Esperando satisfacer toda inquietud del lector, a continuación el desarrollo de la investigación.

PROCESO DE FABRICACIÓN DE BEBIDAS GASEOSAS

El proceso de fabricación comienza con la recepción de las materias primas. Las materias primas básicas son: agua, azúcar, saborizantes, concentrado.En los casos del agua debe seguir un tratamiento, para así a asegurarles los requisitos mínimos dependiendo de cada establecimiento.El agua es sometida a procesos de tratamiento y purificación mediante sistemas de cloración, floculación y filtración por lechos de arena y carbón activado, a través de los cuales se obtiene la materia prima para la elaboración del jarabe y la bebida.

PROCESO OBTENCIÓN DEL AGUA TRATADA

1ra Parte.- Se agrega Sulfato de Aluminio para aglomerar las sustancias de naturaleza orgánica presentes en suspensión en el agua, tales como el bicarbonato de calcio y el magnesio; principalmente, luego se sedimenta.

2da Parte.- En esta parte el sedimento se elimina mediante purgas continuas, que suelen hacer en periodos de 3 horas.

3ra Parte.- Aquí el agua está tratada, pero con algunas impurezas principalmente de naturaleza gaseosa. Luego, pasa por filtros de arena y carbón activado; el filtro de arena cumple la función de retener todas las partículas que quedan en el agua, el filtro de carbón activado cumple la función de retener todas las sustancias de naturaleza gaseosa como el cloro residual, la eliminación del mal olor y sabor; finalmente el agua pasa por el filtro pulidor que retiene partículas de cualquier tipo que no hayan sido eliminadas. En algunas empresas pasan por tres o más filtros de arena y carbón para así asegurar la inocuidad del producto.

PRUEBAS DEL AGUA 

Sabor y Olor.- No debe tener ningún olor ni sabor; porque, origina en la bebida un sabor censurable.

Turbidez.- Debe tener como máximo 5.0 P.P.M.; ya que, origina sabor censurable y decoloración en la bebida. 

Algas y protozoo, levadura y mohos.- No debe tener ninguno; ya que, origina además de sabor censurable en la bebida, sedimento y deterioro.

Alcalinidad.- Máximo 50 P.P.M.; porque, neutraliza el ácido de la bebida.

ABLANDAMIENTO DEL AGUA

Existe otra línea de utilización del agua extraída; en esta zona, esta, es desmineralizada por completo mediante intercambio iónico. Luego, es filtrada por tanques que contienen en su interior, capaz de resina zeolita, las que retienen las sales y minerales que se encuentran en el agua; esta resina se regenera periódicamente con retro-lavados de sal industrial.El agua ablandada es usada en el lavado de envases de plástico y vidrio, y en los calderos para la obtención de vapor de agua, esto evita incrustaciones en las tuberías de las máquinas.

Esta agua es reutilizada en algunas fábricas, en especial el área de embotellamiento.

EQUIPOS DE PRUEBA

Equipo probador de agua. 1 Probador de aplicación adecuada. 1

ELABORACIÓN DE JARABES

Es la operación más importante. El fin fundamental es el de elaborar el jarabe terminado en diferentes sabores según los estándares de calidad y sanidad especificados ya que representa el principal insumo para la preparación de la bebida.En una embotelladora se destina una sala separada a la mezcla del jarabe. Está provista de tanques mezcladores y de almacenamiento, y generalmente está situada en el segundo piso a efecto de que el jarabe pueda correr por su propio peso a la embotelladora. El agente edulcorante usual es el azúcar de caña. Para preparar el jarabe se pone la cantidad necesaria de agua, previamente tratada, en un tanque mezclador provisto de agitador mecánico; agitando sin cesar, se añade poco a poco la cantidad necesaria de azúcar. Los tanques son de gran tamaño debido a la cantidad de producción requerida; teniendo el de mayor capacidad: 3600 galones.Luego que se disuelve el azúcar se agregan el saborizante, color, ácido y preservativo. Después de mezclar muy bien todos los ingredientes, se pasa el jarabe por un colador fino de alambre mónel o de acero inoxidable. Si el jarabe debe contener pulpa de frutas, se cuela antes de añadirle la pulpa.Finalmente el jarabe se deja reposar por 12 horas como mínimo para luego ser transportado mediante tuberías a la línea de embotellado.

DIÓXIDO DE CARBONO Y CARBONATACIÓN

La carbonatación se mide en volúmenes. A 60°F, el agua disuelve un volumen igual de dióxido de carbono medido a la presión atmosférica. Esto se denomina un volumen. La solubilidad está en razón directa de la presión, pero reduce según aumenta la temperatura.

El gas carbónico para bebidas gaseosas debe ser lo más puro posible y enteramente inodoro.

DIÓXIDO DE CARBONO

El dióxido de carbono es un compuesto químico formado por la combinación de 1 átomo de carbono con 2 átomos de oxigeno; existe en la naturaleza en cualquiera de los 2 estados de la materia (solido, liquido y gaseoso), según las condiciones de la temperatura y presión.

Es un gas pesado, incoloro, inodoro y relativamente inactivo. No es corrosivo, forma parte de la atmosfera y es esencial para la vida de las plantas. No es dañino a la vida animal, a menos que este desaloje el oxigeno. En forma de gas, es mas pesado que el aire, lo que ocasiona que se asienta en el piso. Al entrar en contacto con la mezcla de jarabe y agua, produce la carbonatación de la bebida y le da sabor “picante” o gaseoso.

PRUEBAS DEL PRODUCTO

Concentración o densidad del jarabe (Brix).- En esta prueba se mide la densidad del azúcar en el jarabe. Su determinación debe ser precisa, para cumplir con las especificaciones. Para esto, las mediciones se realizan tomando, al azar, botellas envasadas cada cierto tiempo, en este caso son cada 30 minutos: se hace uso de un densímetro y un termómetro Fahrenheit. Primero se elimina el gas de la muestra, agitando constantemente, y luego; el liquido, es vertido en una probeta, en la que se introduce un densímetro y un termómetro; con estas mediciones, y haciendo uso de una tabla preestablecida se determina la densidad o brix. Carbonatación.- La carbonatación es el proceso mediante el cual el agua absorbe determinada cantidad de gas de CO2 (dióxido de carbono) al estar en contacto. A 60oF (15.6oC) y presión atmosférica, el agua absorberá una cantidad de CO2, igual a su volumen, que se conoce como “volumen de carbonatación”. El grado de carbonatación está influido por dos condiciones: la temperatura a la cual se encuentre el agua y la presión a la cual se encuentre el CO2; a menor temperatura se encuentra el agua, mayor será su absorción y retención de dióxido de carbono, en cambio, un aumento de presión en el gas a una temperatura dada significara un aumento en el grado de absorción y retención. Existe

una relación directa entre el grado de carbonatación y el sabor de la bebida terminada. A una bebida que le falta CO2, le falta también parte de su sabor y comúnmente se le describe como “floja”.Por el contrario, cuando una solución ha absorbido todo el CO2 que puede retener a una determinada presión y temperatura, se dice que esta “saturada”. Finalmente, si después se reduce la presión o se aumenta la temperatura, entonces la solución contendrá mas gas del que puede retener, y entonces se le llama “sobresaturada” en este caso, parte del gas se desprenderá de la solución, hasta que llegue nuevamente a su punto de saturación.Cuando una botella cerrada con bebida carbonatada se calienta, la presión sube en el espacio libre que está arriba del líquido, hasta llegar a su punto de saturación, entonces ya no escapa mas CO2 de la bebida, debido a que se encuentra en estado de equilibrio. Si se le quita la tapa rápidamente a la botella, la presión del gas saldrá inmediatamente; la bebida estará entonces sobresaturada, debido a la disminución de presión; en ese momento las burbujas del gas se elevaran a la superficie provocando espuma, y si la botella ha sido agitada, se formara espuma rápidamente.

CARBONATACIONDIOXIDO DE CARBONO

Requisitos Fisicoquímicos De Las Aguas Gaseosas Con Sabor

CARACTERÍSTICAS MINIMO MÁXIMOGrado Brix (porcentaje de sólidos solubles como sacarosa. 8.0 15.0

Alcohol en porcentaje en volumen a 15.56 ºC 0% 0.5%

Dióxido de carbono (anhídrido carbónico) en volumen de gas absorbido por cada volumen de agua.

1.0 volumen 5.0 volúmenes

Acidez expresada en gramos de ácido cítrico anhídrido por cada 100 cm3 de muestra.

0.003 0.5

PH 2.4 4.5

EQUIPOS:

TANQUES DE JARABE O ALMACENAMIENTO

Tanques de acero inoxidable los cuales sirven para guardar los jarabesutilizados para la elaboración de la gaseosa y también se utilizaran lostanques para el almacenamiento del agua tratada para la elaboración degaseosa.

MEZCLADOR DE BEBIDAS

La mezcladora de bebidas se diseña para la precisión de proporción de agua,jarabe y dióxido de carbono; acelerar el tiempo de carbonización, garantizando buen efecto de mezcla de bebidas. Aplicable para la mezcla de varios tipos de bebidas, como gaseosa, jugos.

BANDAS TRANSPORTADORAS DE LLENADO

Son bandas transportadoras las cuales ayudan en el proceso de elaboración degaseosas, ellas se encargar de transportar las botellas para llevarlas a lamaquina lavadora de botellas y después llevarlas a llenadora y tapadora. Estáhecha en acero inoxidable.

FILTRO DEL JARABEEl filtro de jarabe se aplica principalmente a eliminar impurezas de jarabe. Al filtrarse, el jarabe es claro y/o transparente, sin olor desagradable.

ESTERILIZADOR ULTRAVIOLETA Procedimiento físico, que no altera la composición química, ni el sabor ni el olor del agua. La seguridad de la desinfección U.V. está probada científicamente y constituye una alternativa segura, eficaz, económica y ecológica frente a otros métodos de desinfección del agua.

FRACTOMETROEsta herramienta se utiliza después de haber sacado el gas de las bebidas para poder medir los grados brix.

PIE DE REYEs una herramienta manual que se utiliza para medir la altura de llenado de las botellas con la gaseosa, para que lo suministrado cumpla lo acordado en cada medida.

MAQUINARIAS Tanque de jarabe primario. 1 Filtro del jarabe. 1 Esterilizador ultravioleta. 1 Tanque de pre-lavado. 1 Tanque de jarabe final. 3 Tanque mezclador de bebidas concentradas. 1 Bomba y sistemas de tuberías sanitarias. 1

EQUIPOS DE PRUEBA Probador de carbonatación. 1 Probador de gas CO2 puro. 1 Probador de porcentaje agua/jarabe. 1 Probador de aplicación adecuada. 1

RESUMEN PROCESAMIENTO DEL JARABE

1) Azúcar disuelto, jarabe simple o corriente, y agua (el cual ha sido depurado y tratado químicamente) son mezclados en el tanque del jarabe.

2) El jarabe simple es filtrado y esterilizado en el esterilizador ultravioleta.3) Luego, el jarabe esterilizado es bombeado al tanque de abastecimiento final donde se

añadirá la bebida base concentrada y el agua depurada.4) Finalmente, el jarabe es conducido al carbo-refrigerador para su carbonatación y

enfriamiento. Una vez que ha sido enfriado, queda listo para su embotellado.

FASE: TRATAMIENTO DEL AGUA

FASE: LIMPIEZA EMPAQUE

FASE: PREPARACION DE LA BEBIDA

PROCESO DE EMBOTELLADO

BOTELLAS RETORNABLES.

1.  Las botellas vacías son recicladas en cajas y colocadas en palets. Carretillas elevadoras transportan los palets al despaletador donde se descargan las cajas. Luego, las cajas son enviadas al descajonador el cual obtiene las botellas desde las cajas.

2. Una vez que las botellas entran a la máquina lavadora, las cajas son transportadas al almacén de cajas.

3. Después de lavadas, las botellas limpias pasan a través de un registrador y luego son   llenadas, tapadas y codificadas.

4. El producto final codificado es transportado y enviado para su encajonamiento (gavetas plásticas o canastas), completando el proceso de empaque.

BOTELLAS Y LATAS NO RETORNABLES.

1. Las botellas o latas no retornables son transportadas por una espátula desde la manufacturera.

2. Después de ser descargadas, son enjuagadas con agua purificada. 3. Las botellas o latas limpias son transportadas para su proceso de llenado. Después de ser

llenadas las botellas son tapadas, o en el caso de las latas, doblemente cocidas. Antes de ser empaquetadas en cajas de cartón y plastificadas respectivamente, las latas o botellas son calentadas a punto de rocío para mantener la superficie seca.

4. Algunas bebidas, tal como los jugos son pasteurizadas. En este caso, el proceso de calentamiento será omitido.

5. Los productos calentados o pasteurizados son codificados y pasados a través de un detector del nivel de llenado el cual rechazará cualquier producto no llenado a los niveles adecuados.

6. Finalmente, los paquetes de botellas son recubiertas de plástico y son cargadas en palets. Entre el proceso de empaquetado y cargado, balanzas o detectores de cajas llenas son usados para controlar

empaques inadecuados. Después de ser cargados, los productos quedan listos para su comercialización.

Despale tizado Se efectúa en una máquina despaletizadora que saca las cajas llenas de botellas vacías y las coloca en las transportadoras de fajas.

Desencajonado Este proceso se realiza en una máquina que saca las botellas de las cajas y las coloca en los transportadores de botellas vacías para que sean conducidas a la lavadora de botellas. Las cajas van por su correspondiente transportador y son conducidas a las lavadoras de cajas.

LAVADO DE ENVASES 

Todos los envases retornables que van a ser llenados pasan por una rígida inspección antes de ingresar a la lavadora de botellas en cambio los envases no retornables que son hechos en fábrica pasan por un enjuague.

Inspección Electrónica de Botellas.Las botellas vacías lavadas pasan por una inspección electrónica una por una para verificar que estén aptas para el llenado.

PRUEBAS DE ENVASES

Causticidad.- No debe haber ningún residuo de sosa cáustica en la botella lavada.

Residuo de detergente.- No debe tener.

Temperatura de soluciones.- Verifica que la temperatura en la lavadora sea la adecuada para no tener problemas de choque térmico cuando la botella entre a la llenadora.

Suciedad y mohos.- Se hace pruebas con azul de metileno para descartar su presencia.