UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL CAMPUS ARTURO …

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA EQUINOCCIAL

CAMPUS ARTURO RUIZ MORA

SANTO DOMINGO DE LOS TSACHILAS

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA

AGROINDUSTRIAL Y SISTEMAS DE GESTION

Tesis previa la obtención de titulo de

INGENIERO AGROINDUSTRIAL CON MENCIÓN EN ALIMENTOS

TEMA:

MERMELADA DE KIWI BAJA EN CALORÍAS UTILIZANDO ESTEVIA COMO

EDULCORANTE NATURAL POR CONCENTRACIÓN EN SANTO DOMINGO

2008.

Estudiante:

MICHAEL FRANCISCO RIBADENEIRA NARANJO

Directora de tesis

ING. KARINA CUENCA

Santo Domingo de los Colorados – Ecuador 24/02/ 2010

MERMELADA DE KIWI BAJA EN CALORÍAS UTILIZANDO ESTEVIA

COMO EDULCORANTE NATURAL POR CONCENTRACIÓN EN SANTO

DOMINGO 2008.

Ing. Karina Cuenca --------------------------------------

DIRECTORA DE TESIS

APROBADO

PRESIDENTE DEL TRIBUNAL -------------------------------------

MIEMBRO DEL TRIBUNAL -------------------------------------

MIEMBRO DEL TRIBUNAL -------------------------------------

Santo Domingo -------------------------- de ------------------------------------ 2010

Autor: Michael Francisco Ribadeneira Naranjo

Institución: Universidad Tecnológica Equinoccial

Titulo de tesis: MERMELADA DE KIWI BAJA EN

CALORÍAS UTILIZANDO ESTEVIA COMO EDULCORANTE NATURAL

POR CONCENTRACIÓN EN SANTO DOMINGO 2008.

Fecha: Marzo – Noviembre 2010

Del contenido del presente trabajo

se responsabiliza el autor

-----------------------------------------------------

Michael Francisco Ribadeneira Naranjo

DEDICATORIA

En el camino de nuestra vida tenemos tanto por recorrer, metas por cumplir, sueños por

alcanzar, con el apoyo, esfuerzo, dedicación y entrega incondicional de mis padres

Mauricio y Mariana, he culminado con una etapa más de mi vida es por eso que dedico

esta tesis a ellos ya que se han permitido que sea la persona que hoy por hoy soy llena

de valores y virtudes.

A mis hermanos que siempre supieron brindarme su cariño, respeto y apoyo de manera

directa o indirecta durante este trabajo y en mi vida.

A mis abuelitos Angelita y Floresmilo que fueron como mis segundos padres,

apoyándome y aconsejándome en todo momento para que yo siga adelante.

Michael

AGRADECIMIENTO

Si él no existiría; él fue quien me dio mi soplo de vida, el que me permitió conocer las

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

agradezco a Dios y a mi virgen del Quinche……. Cumplí mi promesa.

A mi familia, por su apoyo, confianza que siempre supieron brindarme y que ahora está

reflejada en esta tesis.

A esos dos amigos del alma que encontré en el camino y que siempre supieron cuidarme

y guiarme en estos cinco años aquellos que siempre supieron brindarme su amistad en

los momentos que más necesite Hugo y Fabián.

A mi directora de tesis Karina Cuenca, a los Ingenieros Olga Pérez, Elsa Burbano y

Daniel Anzules, Alejandro Bermúdez, 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.

RESUMEN

El objetivo de este trabajo fue implementar una tecnología de industrialización del kiwi

y la estevia para la elaboración de mermelada, con el fin de darle un uso diferente a

estas dos materias primas.

Con el fin de determinar los componentes nutricionales de la mermelada se realizo un

análisis nutricional y de minerales, obteniendo un aporte significativo de proteína

(8,75%), minerales como el nitrógeno, fosforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, hierro,

zinc, manganeso. Por lo que es recomendable incluir la mermelada de kiwi como parte

de la dieta de la población.

La tecnología consistió en someter primeramente el kiwi a un pelado para

posteriormente licuar. Luego se filtra para obtener jugo libre de bagazo y semillas, se

realiza la formulación se adiciona estevia, bicarbonato y pectina dependiendo del peso

de kiwi que entra al proceso, para finalmente someter a evaporación hasta llegar a los

65ºBrix. El producto final es envasado inmediatamente en envases de vidrio, para su

conservación es necesaria la refrigeración.

Con la tecnología aplicada en esta investigación se determino que los porcentajes

óptimos para obtener una mermelada de kiwi de calidad fue: 3% de Estevia, 0.05% de

Pectina, 0.5% de Bicarbonato sódico.

Para el control de calidad realizado en la mermelada de Kiwi con estevia se comparo los

resultados con las normas INEN vigentes, así el producto cumple con las normas

establecidas. Se realizo una prueba de estabilidad de seis meses, sin encontrar

microorganismos patógenos capaces de causar daño al consumidor.

Para determinar el mejor tratamiento de la presente investigación se realizo el diseño

experimental con arreglo factorial AxBxC mediante la cual se determino tres

tratamientos con valores acordes a los requeridos de esta investigación, en este sentido

realizamos pruebas de degustación para determinar el mejor tratamiento, estableciendo

al tratamiento 2 A3B1C1 ( 3% estevia, 0.05% pectina, 0.5% bicarbonato sódico).

El Balance de Masa realizado en el proceso de elaboración de mermelada, con un peso

de 58,8471 kg de mezcla total, se obtuvo 13,9762 Kg de mermelada. Lo anterior

permitió establecer un rendimiento de 23,75%.

La marmita para la concentración debe cumplir con las siguientes condiciones: 1.35 m

de diámetro interno, 0.8m de alto, 0.16m de aislante térmico, soporte 0.4m, construida

en acero inoxidable AISI 304. Posee una tapa desmontable para la limpieza en la cual

descansa el motor de 1 HP y el moto reductor de 60 r.p.m el cual está conectado a un

agitador de hélice marina de 0.38m de diámetro.

Accesorios: un manómetro de presión, un termómetro para control de la temperatura del

producto y otro para la temperatura del vapor generado por el producto, una válvula de

mediogiro para entrada de vapor de 1 pulg., una válvula de medio giro para entrada de

producto de 1 pulg., una válvula de descarga de aire de 1 pulg., una válvula de salida del

condensado de 1 pulg. y una válvula de seguridad de PSI.

ABSTRACT

The aim of this study was to implement technology industrialization of kiwi and stevia

to make jams, to give a different use for these two commodities.

To determine the nutritional components of the jam we studied nutrition and minerals,

getting a significant amount of protein (8.75%), minerals such as nitrogen, phosphorus,

potassium, calcium, magnesium, sulfur, iron, zinc, manganese.

So it is advisable to include kiwi jam as part of the diet of the population.

The technology was to first submit a peeled kiwi for later blending. Then filtered to get

free juice and seeds of bagasse, the formulation is done is added stevia, baking soda and

pectin, depending on the weight of kiwis that enters the process, to finally subdue

evaporation up to 65 ° Brix.

The final product is immediately packed in glass jars to preserve them is necessary

cooling.

With the technology involved in this investigation it was determined that the optimal

rates for a quality jam kiwi was: 3% of Stevia, 0.05% pectin, 0.5% sodium bicarbonate.

For quality control in the jam made with stevia Kiwi compare the results with existing

INEN standards, so the product meets the standards. We performed a stability test of six

months without finding pathogens capable of causing harm to the consumer.

To determine the best treatment of this research was conducted experimental design

with factorial arrangement whereby AxBxC three treatments was determined with the

required values according to this research, in this sense perform taste tests to determine

the best treatment, establishing the A3B1C1 treatment 2 (3% stevia, 0.05% pectin, 0.5%

sodium,bicarbonate).

The Mass Balance made in the preparation of jam, with a weight of 58.8471 kg of total

mix, got 13.9762 kg of jam.

The kettle for the concentration must meet the following conditions: 1.35 m internal

diameter, 0.8m high, 0.16m thermal insulation, support 0.4m, made of stainless steel

AISI 304. It has a removable lid for cleaning in which rests the 1 HP motor and 60-rpm

gearmotor which is connected to a marine propeller stirrer 0.38m in diameter.

Accessories: a pressure gauge, thermometer for temperature control of product and

another for the temperature of steam generated by the product, mediogiro valve for

steam inlet 1 ".,

A half turn valve for product entry 1 "., an air relief valve 1"., a condensate outlet valve

1, and PSI safety valve.

INDICE

Portada…………………….………………………………………………................................................i

Hoja de sustentación y aprobación de los integrantes del tribuna.................................ii

Hoja de responsabilidad del autor………………………………………..………….……………………..iii

Informe de aprobación del director del plan de titulación……………………….………………..iv

Dedicatoria………………………………………………………………………….……………………………..….v

Agradecimiento……………………………………………………………………………………………………..vi

Indicé……………………………………………………………………………………………………………………vii

Resumen………………………………………………………………………………………………………….…..xvi

Sumary…………………………………………………………………………….................................……xvii

CAPITULO I

INTRODUCCION

Pag:

1…. Problematización

1…. Problema

1…. Diagnostico

2…. Pronostico

2…. Control del pronóstico

2…. Formulación del problema

3…. Sistematización del problema

3…. Objetivos

3…. Objetivo general

3…. Objetivos específicos

4…. Justificación

4…. Justificación teórica

4…. Justificación metodológica

4…. Método experimental

4…. Justificación práctica

5…. Hipótesis

5…. Hipótesis alternativa

5…. Hipótesis nula

5…. Variable

5…. Variable independiente

5…. Variable dependiente

6…. Indicadores

6…. Marco conceptual

6…. Mermelada

6…. Ebullición

7…. Acidez

7…. Envasado

7…. Concentración

7…. pH

7…. Porcentaje

7…. Conservación

8…. Nivel o tipo de investigación

8…. Método de investigación

8…. Método experimental

8…. Método inductivo/ deductivo

8…. Método estadístico

8…. Fuentes y técnicas de investigación

9…. Población de la muestra

CAPITULO II

10… Generalidades del kiwi

11… Características taxonómicas

11… Características taxonómicas y origen

12… Requerimientos de clima y suelo

14… Porta injertos más utilizados a nivel mundial y en chile

14… Sistema de conducción más utilizada

15… Hábitos de crecimiento (vegetativo y reproductivo)

15… Requerimientos de polinización

16… Las enfermedades que lo afectan

17… Composición bromatológica del kiwi

17… Principales mercados

18… Variedades

19… Generalidades de la estevia

19… Composición física y química de la estevia

20… Composición bromatológica de la estevia

20… Usos

22… Operaciones unitarias

22… Filtrado

23… Evaporación

23… Conservantes químicos

23… Composición bromatológica y de minerales de la mermelada

de kiwi con estevia

24… Pectina

25… Marmitas

CAPITULO III

METODOLOGIA

27… Diseño o tipo de investigación

27… Laboratorio

27… Métodos de investigación

28… Técnicas de investigación

28… Consulta a expertos

28… Material bibliográfico y consultas en internet

28… Comprobación de la investigación (trabajo en laboratorio)

29… Desarrollo de la investigación

30… Diagrama de flujo cualitativo de la elaboración de flujo de la

mermelada de kiwi y estevia baja en calorías

31… Descripción del diagrama de flujo

31… Recepción

31… Selección

31… Pesado

31… Lavado

31… Pelado

32… Licuado

32… Filtrado

32… Formulación

32… Cocción

32… Envasado

33… Diagrama de flujo cuantitativo en la elaboración de

mermelada de kiwi con estevia

34… Materiales y equipos utilizados en la elaboración de la

mermelada de kiwi con estevia

34… Diseño experimental

35… Condiciones de prueba

35… Variables

35… Variables independientes

35… Variable dependiente

36… Indicadores y combinaciones

37… Interacciones

38… Análisis de la varianza para pH

38… Discusión de los resultados del análisis de pH

39… Prueba de tukey para el análisis de pH

39… Prueba de tukey para la variable % de pectina

40… Prueba de tukey para la variable % de bicarbonato

40… Prueba de tukey para la interacción de tukey para la

integración, % de estevia x % de pectina

41… Prueba de tukey para la interacción % estevia x

% bicarbonato

42… Prueba de tukey para la interacción % de pectina x

% bicarbonato

42… Prueba de tukey para la interacción % de estevia x

% de pectina x% bicarbonato

43… Tabla de adeva para la variable % de acidez

44… Prueba de tukey para la variable estevia……

45… Prueba de tukey para la variable % de pectina

45… Prueba de tukey para la variables % de bicarbonato


% de pectina


% de bicarbonato

47… Prueba de tukey para la variable % de pectina x

% de bicarbonato


% pectina x % bicarbonato

49… Tabla de adeva para la variable ºBrix

50… Prueba de tukey para la variable % de bicarbonato

50… Tabla de medias para la interacción % de estevia x

% de pectina x % bicarbonato

51… Control de calidad de la mermelada de kiwi1

51… Análisis físicos – químico

51… pH

52… Acidez

52… º Brix

52… Análisis bromatológico

52… Análisis microbiológico

52… Análisis de minerales

CAPITULO IV

CALCULOS, RESULTADOS Y DISCUCIONES

53… Análisis de las encuestas

53… Tabulación y grafica de la información

de las encuestas

53… Olor

53… Resultado estadístico sobre el olor de la mermelada

de kiwi con estevia

55… Color

55… Resultado estadístico sobre el color de la mermelada

de kiwi con estevia

56… Sabor

57… Resultado estadístico sobre el sabor de la mermelada

de kiwi con estevia

58… Aceptabilidad

58… Resultados estadísticos sobre la aceptabilidad

de la mermelada de kiwi con estevia

59… Elección del mejor tratamiento

59… Resultados de control de calidad de la mermelada

de kiwi

59… Análisis físicos – químico

60… Análisis bromatológico

61… Análisis Microbiológico

62… Análisis de minerales

63… Ficha de estabilidad

64… Discusión de la ficha de estabilidad

65… Balance de materia laboratorio

65… Balance de materia en la selección

65… Balance de materia en el lavado

66… Balance de materia en el pelado

67… Balance de materia en la formulación

68… Balance de materia en la concentración

69… Balance de energía en la pasteurización del jugo

69… Q del equipo ( marmita)

73… Determinación del coeficiente de transferencia de calor global

74… Balance de masa para la elaboración de mermelada de

kiwi endulzada con estevia

74… Balance en la selección

74… Balance en el lavado

75… Balance en el pelado

76… Balance en la formulación

77… Balance en la concentración

80… Dimensionamiento de la marmita

80… Volumen de la marmita

80… Calculo del espesor de la placa interna de la marmita

81… Calculo del espesor de la placa externa de la marmita

82… Calculo de la potencia requerida en el agitador

de la marmita

84… Requerimiento de masa de vapor de agua

en la marmita

84… Calculo de espesor de aislante térmico

en la marmita

86… Balance de costos

CAPITULO V

CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. Conclusiones…………………………………………………………...87

5.2. Recomendaciones……………………………………………………...89

INDICE DE TABLAS

Tabla Nº 1: Distribución de la superficie destinada a la producción de

Kiwi por región en chile (ha)…………………………………..12

Tabla Nº 2: Composición Bromatológica del kiwi…...……………...…...17

Tabla Nº 3: Exportaciones chilenas de kiwi por mercado.

Temporada 1998/99 (en cajas)………...………………..….….17

Tabla N° 4: Balance de costos……………………..………………….…...86

1

CAPITULO I

1.1.- Problematización

1.2.-Problema

La mayoría de las mermeladas poseen altos contenidos calóricos por la utilización de

azúcar refinado ya que es un compuesto dañino para el cuerpo humano si se lo consume

en exceso.

Actualmente las frutas son muy utilizadas en la elaboración mermeladas y jaleas, estos

productos tienen alta concentración de azúcar que por su sabor son ricos y por la alta

concentración de grados Brix es perjudicial para el cuerpo humano.

La estevia es un edulcorante natural que en la actualidad ha llamado la atención de los

investigadores ya que esta bajando el nivel calórico de todo producto elaborado con

edulcorante.

El kiwi es una fruta con alto contenido de vitamina C, minerales, fibra, H2O, además

vitaminas del complejo B como B1 y B3.

1.3.-Diagnostico

En la actualidad las mermeladas son consumidas por un alto porcentaje de personas y

debido al alto contenido de azúcar esta causando efectos negativos en el cuerpo

humano que son irreversibles.

2

Además al azúcar en la elaboración de mermeladas puede cristalizarse y dar una textura

defectuosa al producto final.

El kiwi es una fruta exótica nativa de Chile y se la esta introduciendo al Ecuador pero

no se ha realizado una investigación adecuada para la industrialización de esta fruta.

La estevia es poco conocida en nuestro país y no se la utiliza como edulcorante debido a

la falta de investigación de los efectos benéficos que producen en el cuerpo humano.

1.4.- Pronóstico

La falta de industrialización provocará que esta fruta no sea prosesada en Ecuador

debido al poco interés de comercialización de la fruta.

1.5.- Control del pronóstico

La utilización del kiwi en la elaboración de mermelada dará un mayor realce a los

cultivos y mejorará el nivel de vida de los agricultores; aumentará su producción en el

Ecuador dando como resultado plantaciones mas frecuentes.

Además la utilización de la estevia ayudará a fomentar la cultura de utilización de este

producto que es bajo en calorías y que esta ayudando a mejorar la calidad de vida de las

personas.

1.6.- Formulación del problema

- ¿De qué manera influye el porcentaje de kiwi, estevia y gelificante en la

elaboración de una mermelada de calidad?

3

1.7.- Sistematización del problema:

¿Qué tipo y porcentaje de gelificante se va usar?

¿Cómo influye el porcentaje de estevia en el valor calórico del producto?

1.8.- Objetivos

1.8.1.- Objetivo general

Elaborar una mermelada de kiwi con adición de estevia como edulcorante natural por

medio de concentración para obtener un producto bajo en calorías.

1.8.2.- Objetivos específicos:

- Caracterizar las materias primas

- Determinar los porcentajes óptimos de Kiwi, estevia y gelificante a utilizar en la

elaboración de la mermelada.

- Realizar pruebas de palatabilidad para determinar la calidad organoléptica de la

mermelada.

- Realizar la ficha de estabilización del producto.

- Determinar mediante pruebas de catación la mejor combinación del producto

- Realizar el diseño del equipo (marmita) para la elaboración de la mermelada.

4

1.9.- Justificación

Este proyecto se fundamenta en la elaboración de una mermelada de kiwi y estevia baja

en calorías el cual es un producto benéfico para la salud debido a que la estevia es una

planta que posee azucares naturales, y este no es utilizado en Ecuador industrialmente.

1.10.- Justificación teórica

Con la concentración disminuye la cantidad de agua del producto y se aumenta la

cantidad de sólidos hasta el punto que se de la gelificacion esto ocurre ya que aumenta

la concentración de azúcar al mismo tiempo en que disminuye la cantidad de agua para

la conservación. Este es uno de los pasos más importante en la elaboración de

mermelada. Este proceso no debe alargarse demasiado debido a la perdida de sabor y

color del producto resultante.

1.11.- Justificación metodológica

1.11.1. Método experimental

Se va a determinar las mejores variables para la obtención de una mermelada de calidad

y además la aplicación de encuestas para verificar la aceptación del producto,mediante

encuestas.

1.12.- Justificación práctica

Con la investigación de la elaboración de la mermelada de kiwi con estevia se aportará

al sector agroindustrial en la industrialización de las frutas tropicales como el kiwi y

edulcorante natural como la estevia en Santo Domingo de los tsachilas.

5

1.13.- Hipótesis

Mediante la aplicación de diferentes porcentajes de estevia y gelificante en la

mermelada de kiwi se lograra obtener una mermelada de calidad baja en calorías.

1.13.1.- Hipótesis alternativa

Mediante la aplicación de diferentes porcentajes de estevia y concentraciones se podrá

obtener una mermelada de kiwi baja en calorías.

1.13.2- Hipótesis nula

Mediante la aplicación de diferentes porcentajes de estevia y diferentes concentraciones

no se obtendrá una mermelada de kiwi baja en calorías.

1.14.- Variables

1.14.1.- Variable independiente

- Porcentaje kiwi

- Porcentaje de estevia

- Porcentaje de gelificante

1.14.2.- Variable dependiente:

- El poder calórico que va a tener el producto.

- pH = pH metro

- º Brix = refractómetro o brixómetro

- Acidez = titulación

6

1.15.- Indicadores

- °Brix.- Determina el porcentaje de azúcar en el producto.

- pH.- Determina la acidez del producto.

- Acidez.- Determina el exceso de iones de hidrógeno en la mermelada de kiwi y

estevia.

A= Estevia 1 %

2%

3%

B= Pectina 0.05%

0.10%

C= Bicarbonato sódico 0.5 %

1%

1.5%

1.16.- Marco conceptual

1.16.1. Mermelada

Es un producto semisólido hecho de no menos de 45 partes por peso de ingredientes de

jugo de frutas por cada 55 partes por peso de azúcar.

1.16.2. Evaporación

La evaporación tiene como finalidad aumentar la concentración de azúcar hasta un

punto en donde se de la gelificación.

7

1.16.3. Acidez

Es una medida de concentración de iones de hidrógeno en la mermelada.

1.16.4. Envasado

Es la etapa en la cual se introduce la mermelada dentro del envase de vidrio y deben ser

herméticamente selladas. La temperatura de la mermelada al salir del equipo es de 99

°C, y deja reposar 15 minutos para colocar la mermelada en los frascos a una

temperatura de de 50 °C que es optima para poder ser manipulada.

1.16.5. Concentración

Perdida de agua y por ende aumento de los sólidos en el producto. Se llegó a los 65°

Brix que es un valor óptimo en mermeladas.

1.16.6. pH

Término que indica la concentración de iones hidrógeno en una disolución.

1.16.7. Porcentaje

Es la fracción de un número entero expresada en centésimas.

1.16.8. Conservación

La conservación es mantener al producto en buen estado por el mayor tiempo posible

con la utilización adecuada de º Brix.

8

1.17.- Nivel o tipo de investigación

Se va utilizar la investigación de acuerdo al estudio que se va a realizar, el cual es tipo

experimental, para determinar los parámetros óptimos en la elaboración del producto.

1.18.- Método de investigación

Para desarrollar esta investigación utilizaremos los siguientes métodos:

1.18.1. Método Experimental

Para la realización del proyecto se debe de utilizar experimentaciones para obtener

resultados concretos y determinar parámetros óptimos para la elaboración de mermelada

1.18.2. Método Inductivo/ deductivo

Para dar los fundamentos teóricos desde lo general a lo particular y que permita aplicar

teorías o bases para la elaboración de la mermelada.

1.18.3. Método estadístico

Es muy necesario aplicar métodos que permitan cuantificar los resultados obtenidos de

los

Análisis. Con el diseño experimental se va a determinar los parámetros óptimos de

mezcla y concentración.

1.19.- Fuentes y técnicas de investigación

PRIMARIA: - Trabajo de laboratorio

- Información Bibliográfica

9

- Artículos publicados sobre el tema.

SECUNDARIAS: - Internet

- Folletos

TÉCNICAS:

Laboratorio.- Esta técnica se la emplea para determinar la calidad, aplicando parámetros

en el producto.

Encuestas.- La encuesta es usada para determinar la aceptabilidad del producto.

1.20.- Población de la muestra

La población para nuestra investigación son los estudiantes de la carrera de

Agroindustrias en la Universidad Tecnológica Equinoccial campus Santo Domingo.

N = Tamaño de la población N

e = símbolo error n =

n = Tamaño de la muestra e2(N-1)+1

100

n = = 80

0.05 (100 – 1) + 1

10

CAPITULO II

2.1.- Generalidades del kiwi:

El kiwi procede de una planta trepadora que recibe su mismo nombre y pertenece a la

familia de las Actinidiáceas, que incluye unos 300 árboles y arbustos, muchos de ellos

trepadores y ornamentales propios del hemisferio sur. A pesar de su aspecto externo

poco atractivo, se trata de un fruto muy sabroso, de interesantes propiedades nutritivas y

muy saludables. Es un fruto exótico que proviene de las laderas del Himalaya,

concretamente de China Continental. Nueva Zelanda, Brasil, Italia y Chile, son los

principales países productores.

Los KIWIS son los frutos de una enredadera (Actinidia chinensis) también llamada kiwi

o " grosellero de la China”. Pertenece a la familia de las actinidiáceas. Es una planta

dioica (existen árboles masculinos y arboles femeninos), arbustiva y trepadora de hasta

8 m de altura. Tallos leñosos por la parte inferior y más tiernos y volubles en la parte

superior, cuyos zarcillos se enganchan sobre el soporte. Hojas ovaladas, alternas,

largamente pecioladas. Flores femeninas de color blanco inicialmente, amarillo

posteriormente. Los frutos son bayas reunidas en racimos. Poseen la piel marrón

cubierta de pelos y tienen forma ovalada; su carne es verde y semillas pequeñas de color

negro están dispuestas en forma de círculo respecto al centro del mismo. El kiwi

procede de la zona de Zhejiang, situada al este de China y Taiwán donde los habitantes

de esta zona lo comían en estado silvestre. En un principio, su cultivo en la China se

desarrollaba en los huertos de árboles frutales, donde los kiwis eran plantados en la base

de los árboles que les servían de soporte.

Desde China los misioneros españoles la llevaron a nueva Zelanda en el año 1906. Es

una planta cuyo cultivo se adaptó muy bien en este país hasta el punto de convertirlo en

el mayor productor del mundo. Nueva Zelanda también le dio el nombre a la fruta

debido a que el color del Kiwi es muy parecido al color marronoso de la piel del fruto

11

del kiwi que, por otra parte, se alimenta de estos frutos. Desde Nueva Zelanda se fue

extendiendo prácticamente a todos las zonas del mundo que posean un clima cálido y

húmedo.

Hoy en día se cultiva con profusión en el sur de Europa y Estados Unidos (California) .

Otros productores importantes son Francia, Italia, Rusia, Australia, Chile, Inglaterra,

Egipto y España. En España, se puede encontrar en Galicia, con casi la mitad de la

producción española, y en Andalucía.

El kiwi lleva sólo 25 años en Chile y ha sido destinado principalmente a la exportación,

debido a la gran demanda del mercado internacional, compitiendo con países como

Nueva Zelanda, principal productor del hemisferio sur. Se ha posicionado en la

fruticultura nacional como una de las principales especies, incorporándose cada vez más

al mercado interno nacional. El objetivo de este trabajo es conocer las principales

características de la especie, su lugar de origen, algunas variedades e información acerca

del sistema de producción, tomando en cuenta todos los factores que influyen en éste,

como por ejemplo, sus requerimientos de clima, suelo, porta injertos, y sistema de

conducción para manejar el hábito de crecimiento (vegetativo y reproductivo) y que

permita optimizar el manejo de la especie. Se analizará la producción y exportación de

los últimos años de sus principales mercados, comparando el papel de Chile con los

demás países productores como Nueva Zelanda, U.S.A. e Italia. Por último, se

presentarán las principales líneas de investigación en el ámbito mundial.1

2.1.1.- Características taxonómicas

2.1.1.1 Características taxonómicas y origen

Familia: Actinicidaceae

Género: Actinidia

Especie: Actinidia deliciosa (A. Chevalier) C.F.Liang et A.R.Ferguson

1 Banchero (1989) Introducción a los Proceso de Ingeniería Química

12

Fue cultivado a baja escala por lo menos hace 300 años, pero hoy la mayoría de la

producción china, que alcanza 1.000 ton, proviene de Yang-Tse.

Existen aproximadamente veinte especies en el género Actinidia, la mayoría son

cultivadas por sus flores y sólo tres de ellas por sus frutos, siendo Actinidia deliciosa la

más conocida por la calidad de su fruto, el que es agradable y saludable, debido su alto

contenido de vitamina C y riqueza en proteínas, calcio, fósforo y fierro.

Esta especie, originaria de China, fue llevada a Nueva Zelandia en 1906, se cultivó y se

nombró "kiwifruit", mejorando las características del fruto. Luego en 1953, fue

introducida en Estados Unidos y Europa, donde tuvo una gran aceptación. En nuestro

país se estableció en 1974, principalmente para exportación, pero poco a poco ha

ingresado al mercado nacional dado por su calidad y ha pasado a formar parte del

consumo común en nuestro país.2

2.1.1.2.- Requerimientos de clima y suelo

Esta especie se introdujo en Chile para su desarrollo y para su explotación productiva en

una amplia zona del país estableciéndose perfectamente entre las regiones IV a X.

(Tabla N°1)

Tabla N° 1: Distribución de la superficie destinada a la producción de Kiwi por

región en Chile (ha).

I II III IV V RM VI VII VIII IX X TOTAL

0 0 0 236 889 1.100 2.139 3.888 230 43 24 8.549

Fuente: Colegio de Posgraduados, Campus Santiago, Chile

2 Hernandez .A. 1998 Produccion de kiwi

13

Dentro de los requerimientos climáticos, la Actinidia necesita un periodo de crecimiento

de alrededor de 240 a 260 días, en lo posible libre de heladas. Especial cuidado se debe

tener con heladas en otoño en huertos de 1 a 3 años, las cuales pueden destruir incluso

el 95% la parte aérea de algunas plantaciones.

El requerimiento de frío invernal es parecido al de un duraznero, entre 400 y 700 horas

de frío bajo 7°C en la variedad Hayward. En relación con las temperaturas altas se

desarrolla bien entre 30 y 45°C mientras tenga el riego necesario.

La humedad relativa del aire es un factor importante en esta especie, debido a que

pierde mucha agua por evapotranspiración, la que aumenta si la humedad relativa es

baja. Con humedad de 60 a 70% se produce un mayor crecimiento vegetativo, mientras

que con humedad relativa cercana a un 40% éste se tiende a detener. Con respecto al

viento, es muy importante su control, debido a que el daño que puede producir en brotes

y frutos puede llegar al 50% de la producción, además de pérdida de calidad que

implica rechazo para los mercados de exportación.

Las variedades masculinas o estaminadas se plantan entre 10% y 16% del total de

plantas del huerto. Las más utilizadas son las siguientes: Matua, que es una planta muy

vigorosa y prolífera, con botones florales color púrpura en grupos de a tres desde las

axilas de las hojas. Comienzan a florecer unos dos a cuatros días antes de la Hayward y

alcanza a cubrir todo el periodo de floración de ésta. Tomuri, por su parte, es una planta

vigorosa de floración intermedia. Este cultivar presenta botones florales en grupos de

tres a siete desde la axila de las hojas, comienza a florecer dos a cuatro días después de

Hayward asegurándose con ello la polinización de sus últimas flores. La variedad

californiana Chico Male, tiene polen de buena germinación y fecundación. Su floración

se inicia entre tres y cinco días antes que la Hayward y es muy abundante. Por su parte,

Nueva Zelandia, han realizado selecciones como M-51, M-52, M-54, M-56: que tienen

características sobresalientes con respectos a las anteriores3

3 Cuaterna CIREN – CORFEO 1998

14

2.1.1.3.- Porta injertos más utilizados a nivel mundial y en Chile.

En la utilización de porta injertos, lo más exitoso ha sido la utilización de la misma

especie. Los porta injertos usados pueden provenir de semillas o ser clonales; dentro de

los primeros se destacan las variedades "Bruno" y "Monty", mientras que los segundos

(obtenidos a partir de la propagación vegetativa) se encuentra el D1 Vitroplant®, el que

se ocupa especialmente para injertar la variedad Hayward.

2.1.1.4.- Sistema de conducción más utilizada

La plantación de kiwi necesita de un alambrado y una postación para soportar las

vigorosas plantas por muchos años. La postación debe hacerse en el primer año de

plantación. Muchos son los tipos de soportes que pueden usarse en una plantación de

kiwi. Cada uno tiene su mérito, por lo cual cada agricultor debe estudiar el sistema que

mejor se adapte a sus condiciones. Se mencionan sólo los más usados:

La CRUCETA o BARRA EN T, en este sistema consiste en colocar perpendicularmente

sobre un poste de 1,80 m a 2,10 m de largo, otro cruzado de 1,20 a 1,80 m de largo y 2

pulgadas de diámetro. Entre los postes verticales se colocan 2-3 alambres para formar

una pandereta y sobre las crucetas se colocan 3 alambres del n°12 fuertemente tensados,

sobre los cuales se fija la copa de la planta. Una variación introducida para controlar la

acrotonía del kiwi es la BARRA EN T ALADA, que tiene un alambre adicional ubicado

30 cm más afuera y 30 cm más debajo de cada extremo de la horizontal de 1,5 m para

fijar la parte terminal de los cargadores en posición inclinada hacia el suelo Este sistema

es muy común en California donde algunos agricultores lo han modificado dando un

ángulo a las crucetas permitiendo mayor luminosidad. La PÉRGOLA, por su parte

consiste en colocar cada 4,5-5,0 m, 3 soportes separados 3 m entre ellas y conectados

entre sí, en su parte superior por otro poste. Entre los postes exteriores del conjunto de

los tres, se tienden los alambres y sobre los cruzados 5 alambres tensos. Este sistema es

el más costoso y es popular en Nueva Zelanda, provoca ramas fructíferas bien

distribuidas sobre la pérgola y los frutos penden dándole mayor calidad y aparentemente

también mayor producción.

15

Se ha encontrado en condiciones óptimas que en pérgolas se puede llegar a producir 55

t/ha y 40-45 t en barra T en huertos de la VII región, pero normalmente estos huertos

producen 30-40 t/Ha

El sistema de tipo CERCA o ESPALDERA, el cual extraído de los sistemas de

conducción de la vid, ha sido el menos exitoso, este consta de un solo alambre,

colocado a 1,8 m. del suelo y su única ventaja consiste en que simplifica la poda y

disminuye la mano de obra, sin embargo, no obtiene buenos rendimientos en la

producción.

2.1.1.5.- Hábitos de crecimiento (vegetativo y reproductivo)

Esta especie es una liana o enredadera incapaz de auto soportarse. Su crecimiento

vegetativo se produce a partir de brotes indeterminados, mientras que su fructificación

se origina en brotes determinados. La brotación primaveral se produce desde yemas

laterales de ramillas o cargadores. También se produce brotación desde yemas latentes

en madera de mayor edad, cuyos brotes son dejados crecer para ser ocupados como

cargadores de la próxima temporada. Fructifica en el brote de la temporada originado

desde una yema mixta, con 3 a 7 nudos, generando en su extremo una inflorescencia

cimosa que produce 3 a 5 frutos. El cargador tiene 14 a 15 yemas, de las cuales se

producen brotes indeterminados y determinados, siendo estos últimos los que

fructifican.4

2.1.1.6.- Requerimientos de polinización

El kiwi es una planta dioica, es decir, posee plantas machos y hembras, por esta razón,

en el huerto se utiliza una planta macho cada 8 plantas hembras. El fruto del kiwi, como

regla general de todas las bayas con semillas, para obtener un máximo de calibre, debe

ser fecundado el máximo de óvulos posibles, lo que se obtiene con una buena

polinización.

4 Zuccherelli 1994 Ingerieria pecuaria del Ecuador

16

Las flores de kiwi son vistosas y, aunque no contienen néctar, son muy visitadas por

insectos debido a la calidad del polen, por lo cual su polinización es principalmente

entomófila. En Chile, se agregan de 9-12 colmenas por hectárea y se sabe que para

mayor seguridad de polinización se aconseja disponerlas en grupos de 3 a 6 colmenas

en forma homogénea dentro del huerto.

En caso que el clima no permita la actividad de las abejas existe una polinización

suplementaria, la que puede ser manual, la cual se realiza frotando las flores masculinas

en las flores a polinizar (femeninas) o asperjar con suspensiones de polen, anteriormente

extraído. El viento podría tener algún efecto debido a que el polen es liviano y seco,

pero las hojas hacen a esta forma de polinización insignificante.

2.1.1.7.- Las enfermedades que lo afectan

El kiwi puede ser atacado tanto por hongos como por bacterias, debido a la naturaleza

delicada del sistema radical y su desarrollo superficial, el kiwi puede ser fácilmente

atacado por Phytophthora, Verticillum y Fusarium. Esta enfermedad es frecuente y muy

grave, las hojas se desecan, los frutos quedan unidos a las ramas y se marchita,

determinando la muerte casi inmediata de la planta. La causa son estos hongos los

cuales penetran en el tronco, necrosando la zona cervical y luego pasando a las raíces.

Resulta evidente, por lo tanto, la necesidad de adoptar medidas preventivas basadas en

una correcta plantación y una adecuada nivelación. Dentro de las bacterias que afecta al

kiwi, se encuentra la Pseudomonas spp. La cual causa manchas necróticas en la hoja e

infecta el botón floral, provocando una muerte de pétalos, estambres y pistilo o

simplemente impidiendo la apertura del botón floral. Otros problemas que afectan a esta

especie principalmente en post-cosecha, con respecto a la calidad es la mancha de agua

(water stein) y los kiwis aplanados (misshappen); en relación a la condición del fruto

cabe destacar la falta de maduración, firmeza y pudrición hecho que es de suma

importancia dada su comercialización a granel.5

5 Church “Fundamentos de nutrición y alimentación de animales

17

2.1.1.8.- Composición bromatológica del kiwi

Composición por 100 gramos de porción comestible

Calorías 54,2

Hidratos de carbono (g) 12,1

Fibra (g) 1,5

Potasio (mg) 314

Magnesio (mg) 27

Provitamina A (mcg) 3

Acido fólico (mcg) 29,3

Vitamina C (mg) 94

Fuente : Colegio de Posgraduados, Campus Veracruz México

2.1.1.9.- Principales mercados

La producción chilena se destina principalmente a la exportación a Europa, seguida de

Norte América y Latinoamérica. La Tabla N° 3 muestra la distribución de destinos.

Tabla N° 3: Exportaciones chilenas de kiwi por mercado. Temporada 1998/99 (en

cajas).

Norte América Europa Lejano

Oriente

Medio

Oriente

Latino

América Total

8.208.074 11.393.963 1.382.706 115.248 6.726.709 27.826.700

Fuente: Colegio de Posgraduados, Campus Veracruz, México

18

2.1.1.10.- Variedades

Hayward: Se caracteriza por tener el fruto más grande y de calidad de exportación por

excelencia. Se han obtenido frutos de hasta 150 gramos. Tiene muy buena conservación

y, no obstante ser la variedad de menos rendimiento, actualmente es la más cultivada.

Monty: Fruta muy hermosa, pequeña caracterizada por sus estrías longitudinales y sabor

muy fino. Muy fructífera, empezando su producción en plantas de 2 años. Es una

variedad tan tardía como Hayward.

Bruno: Variedad notablemente productiva y precoz. Su conservación es menos

prolongada. El fruto es más alargado que el de otras variedades.

Abbot: De forma ligeramente piriforme, es de tamaño medio y la mas apreciada de N.

Zelandia para el consumo interno, también es la mas tempranera.

Le Sauvage: Por su perfume, dulzor, contenido de vitamina C, es la mejor variedad. No

obstante sus grandes cualidades como fruta no es buena para ser comercializada en

fresco por sus pequeños frutos, pero es recomendada para conserveria, confitería y

jugos.

H 16-A (Zespri Gold): establecida hace pocos años entre Santiago y Requinoa.

Summer Kiwi, Green Light y Early Green: corresponden a variedades cosméticamente

parecidas a Hayward pero de maduración más temprana.

Jintao: Variedad de pulpa amarilla de incorporación relativamente reciente en nuestro

país.

Kramer (Nueva Zelandia) y Clon 8 (Italia): selecciones de Hayward, ventajosos

respecto a este último debido a menor producción de frutos faciados, dobles y triples.

Chile posee el Clon 8 de Italia.

19

Baby kiwi (A. arguta): cultivada en Europa, Nueva Zelandia y Chile en bajas

cantidades. Posee buen sabor, fruta de 10 a 12 gramos con piel suave que no requiere

pelarse para comerla, resistencia al frio invernal y cosecha temprana.6

2.2 .- Generalidades de la estevia

La estevia es una planta originaria de la flora sudamericana que se criaba

espontáneamente en el hábitat semiárido de las laderas montañosas de Paraguay. La

estevia está aumentando su renombre fuera de la Union Europea después de haberse

probado a conciencia la ausencia de toxicidad, y en la mayor parte del mundo se

considera totalmente segura para el consumo humano.

Es una planta increíblemente dulce. El edulcorante (esteviósido), que se extrae de ella es

aproximadamente 300 veces más dulce que el azúcar, las hojas tiernas tienen un

agradable sabor a regaliz y se puede usar para reemplazar el azúcar refinado. En efecto,

las hojas contienen glucósidos de sabor dulce pero que no son metabolizables y

tampoco contienen calorías. La mayor parte de los glucósidos consisten en moléculas de

esteviósido. Las hojas secas son entre 20 y 35 veces más dulces que el azúcar.

La estevia se obtiene de un arbusto originario de Paraguay y Brasil que se utiliza desde

hace muchos años como endulzante natural. Las hojas de la planta son 30 veces más

dulces que el azúcar y el extracto unas 200 veces más.

2.2.1.- Composición física y química de la estevia

Las hojas secas de la estevia contienen un 42% aproximadamente de sustancias

hidrosolubles, además contiene proteínas, fibra, calcio, zinc, rutina, vitamina A y C.

La estevia también tiene aplicaciones cutáneas para solventar problemas como el acné,

la dermatitis, el eczema e incluso como mascarilla, y es con este fin con el que se puede

encontrar en Europa.

6 Ciren corfo 1988. Manual del cultivo de kiwi

20

Que la estevia sea una planta saludable radica, como hemos comentado, en que sus

hojas poseen una sustancia denominada esteviósido, lo que las hace que sean de 10 a 30

veces más dulces que el azúcar.

El sabor dulce se debe a los glicósidos de esteviol, principalmente al esteviósido y al

rebaudiósido A. Está constituida por una mezcla de por lo menos ocho glucósidos

diterpénicos (el glucósido es una molécula obtenida por condensación entre dos

monosacáridos, mientras que un terpeno es un lípido derivado del hidrocarburo

isopreno, que purificado es entre 100 hasta 300 veces más dulce que la sacarosa y que

por sus características físico-químicas y toxicológicas permite su inclusión en la dieta

humana para ser utilizada como un edulcorante dietético natural, sin efectos

colaterales).

2.2.2.- Composición Bromatológica de la estevia

Las hojas secas de la estevia contienen un 42% aproximadamente de sustancias

hidrosolubles, además contiene proteínas, fibra, calcio, zinc, rutina, vitamina A y C,

niacina, biotina, fosforo, calcio, magnesio, hierro, sodio, potasio, acido fólico, acido

pantoténico, acido acético, acido láctico, catecol, acido neoclorogénico.

2.2.3.- Usos

Se utiliza mucho en Japón y en Extremo Oriente como edulcorante, tanto en refrescos,

como en chicles, hasta para saltear las salsas. Los japoneses han realizado muchísimos

estudios clínicos sobre la estevia y su extracto, el esteviósido y aunque se ha

demostrado que es inocuo, está prohibido en la Union Europea, sin embargo se puede

adquirir en algunas herboristerías el material crudo en polvo.

Consultando multitud de estudios y con la experiencia de centenares de diabéticos que

la están consumiendo en Catalunya y el resto del Estado, se aprecia que es una planta

que regula el azúcar de la sangre, que reduce la presión arterial y que regula el aparato

digestivo en general.

21

También actúa favorablemente en muchas personas con ansiedad, reduce grasas en

personas obesas y es diurética. La dosis que suelen utilizar la mayor parte de personas

que han observado efectos beneficiosos es de 4 hojas tiernas, comidas directamente

antes o mientras se almuerza y 4 hojas más, antes o mientras se cena. Si no se dispone

de hoja tierna se puede preparar una infusión de hoja seca (una infusión por la mañana y

otra al atardecer).

Al comprobar la composición de hierbas, cosa que hago siempre para evitarme

sorpresas, observé que un pequeño porcentaje del compuesto era de una planta llamada

“estevia”, planta que yo desconocía hasta ese momento ya que en Europa no se

encontraba casi ningún libro sobre plantas medicinales en el que fuera descrita, por lo

que mi curiosidad me llevo a indagar y hacer preguntas sobre la misma, hasta saber con

que objeto se añadía a la tisana antes citada, comprobando que se usaba para paliar el

amargor de las otras plantas constitutivas de la fórmula, de por sí intensamente amargas,

y es de esta forma como entré en conocimiento de esta hierba maravillosa que por las

restricciones que imponen algunos Organismos Oficiales, es casi desconocida por el

gran público de los países europeos.

Las hojas también se utilizan como medicina.

De su primitivo hábitat en Paraguay, ha pasado a cultivarse en extensas áreas de todo el

mundo y de modo más extensivo en países como: Brasil, China, Japón, Corea,

Tailandia, Taiwán, Israel, etc., en estos países se utiliza como edulcorante en todo tipo

de alimentos y bebidas incluida la popular coca-cola, especialmente porque no parece

tener los efectos secundarios de otros edulcorantes y, además, no se descompone.

El principal glucósido de este vegetal usado comercialmente, se llama esteviósido. El

esteviósido no es un producto artificial obtenido en ningún laboratorio, es un extracto

totalmente natural de la hoja de la planta.7

7 Folleto Manuel Astudillo C. 2002 Estudio de la estevia en chile

22

2.3.- Operaciones unitarias

2.3.1.- Filtrado

El Filtrado es un método físico para separar mezclas. Consiste en hacer pasar una

mezcla de partículas sólidas de diferentes tamaños por un tamiz o colador. Las

partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz atravesándolo y las grandes

quedan retenidas por el mismo.

Es un método muy sencillo utilizado generalmente en mezclas de sólidos heterogéneos,

como piedras y arena, en la cual la arena atravesará el tamiz y las piedras quedaran

retenidas. Los orificios del tamiz suelen ser de diferentes tamaños y se utilizan de

acuerdo al tamaño de las partículas que contenga la mezcla.

El uso de estos tamices queda únicamente limitado por la pérdida de carga que

introducen, superior a la de las rejas. Existen básicamente tres tipos de tamices,

rotativos, estáticos y de escalera móvil.

Los tamices rotativos están provistos de una malla filtrante de eje horizontal, donde son

retenidos los sólidos y extraídos mediante rasqueta hasta el sistema de transporte.

Tienen una elevada pérdida de carga.

Los tamices estáticos poseen una malla filtrante de sección triangular con una

inclinación que va disminuyendo desde los 65º hasta los 45º para conseguir la

separación y extracción de los sólidos. Suelen ir precedidos de un bombeo dada su

elevada pérdida de carga y necesitan operaciones periódicas de limpieza manual.

Tamices de escalera y deslizantes están constituidos por mallas filtrantes fijas que

mediante determinados mecanismos elevan los residuos retenidos hasta la zona de

descarga. Poseen una pérdida de carga menor de 0,5 m.

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica

http://es.wikipedia.org/wiki/Mezcla

http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tamiz&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Colador

http://es.wikipedia.org/wiki/Poro

http://es.wikipedia.org/wiki/Piedra

http://es.wikipedia.org/wiki/Arena

23

Para el diseño del canal donde se ubican los tamices se siguen los mismos criterios

descritos para el desbaste con rejas.

2.3.2.- Evaporación

Es el proceso en el cual se pierde gradualmente la cantidad de agua presente en la fruta.

Este proceso se lo emplea en elaboración de mermeladas debido a debido a que al

disminuir la cantidad de agua en el producto aumenta el contenido de azúcar en el

producto final.

2.3.3.- Mermelada

La mermelada consiste en una mezcla de fruta y azúcar que por concentración se ha

vuelto semisólida. La mermelada es el producto elaborado con pulpa de fruta.

La elaboración de esta clase de productos, consiste en una rápida concentración de la

fruta mezclada con azúcar hasta llegar al contenido de azúcares de 65%, que

corresponde a un contenido en sólidos solubles de 68°Brix.

Durante la concentración, se evapora el agua contenida en la fruta. Los tejidos ablandan.

Por este ablandamiento, la fruta absorbe azúcar y suelta pectina y ácidos. A causa de la

presencia de los ácidos y de la elevada temperatura, ocurre la parcial inversión de los

azúcares en una mermelada de buena calidad, ácido hasta el 60% de la sacarosa debe ser

invertida.

Las mermeladas se pueden dividir en 2 clases, mermeladas cítricas y mermeladas de

otras frutas como albaricoque, durazno, pera, piña, membrillo.

2.3.4.- Composición bromatológica y de minerales de la mermelada de kiwi con

estevia.

Vitaminas A y C, proteínas y minerales tales como Nitrogeno, Fosforo, Potasio, Calcio,

Hierro, Zinc, Manganeso.

24

2.3.5.- Pectina

Se debe asumir que los jugos serán siempre deficientes en pectina, y complementar la

jalea con pectinas comerciales. La pectina es un grupo de sustancias derivadas de las

paredes celulares de las frutas. Cuando se disuelven en agua bajo condiciones

apropiadas estas pectinas forman geles.

Varias pectinas son producidas para fines de conservación, las cuales pueden ser

clasificadas como de gelificación rápida, gelificación lenta o por las libras de jalea

terminada que producirá una libra de pectina pura.

Las de gelificación rápida forman geles a temperaturas mayores que las de gelificación

lenta. Las de gelificación rápida son preferidas para mermeladas y conservas ya que

reducen la probabilidad de que el componente de fruta suba a la superficie antes de que

el gel endurezca. Para hacer jaleas frecuentemente se prefieren las de gelificación lenta

ya que una vez que la jalea ha adquirido cierta consistencia, aunque sin haber terminado

de endurecer, es menos probable que la manipulación de los frascos dañe la textura o

firmeza de la jalea. El valor del grado de la pectina se refiere a las libras de azúcar que

gelificará una libra de pectina. La pectina comercial más común es pectina de grado

150, lo que significa que con agua, azúcar para obtener 65 por ciento de sólidos y ácido

para alcanzar el pH óptimo, una libra de pectina producirá una jalea perfecta con 150

libras de azúcar. La pectina de grado 100 es también popular.

Las pectinas son identificadas cada vez con más frecuencia por su grado de metilación

(GM), aunque los términos gelificación lenta y gelificación rápida todavía son

ampliamente utilizados en la industria. Gelificación lenta se refiere a una pectina cuyo

GM se encuentra dentro de un rango de 60 a 65, mientras que gelificación rápida se

refiere a pectinas dentro de un rango de GM de 68 a 75.

Las pectinas de gelificación lenta se usan comúnmente para la producción comercial de

jaleas y alcanzan la máxima firmeza a un pH de 3,0 a 3,15. Las pectinas de gelificación

rápida se usan para mermeladas y conservas porque endurecen a temperaturas mayores,

25

antes de que los componentes de fruta floten a la parte superior del frasco, y alcanzan la

máxima firmeza a pH de 3,30 a 3,05.

Los límites superiores para una gelificación exitosa son pH 3,4 y pH 3,6 para pectinas

de gelificación lenta y gelificación rápida respectivamente.

El pH es también crítico en la determinación de la temperatura a la que las jaleas

gelifican. Con las pectinas de gelificación rápida la temperatura de gelificación puede

ser aumentada en aproximadamente 25°F al bajar el pH (haciendo más ácido) de pH 3,3

a pH 3,1. Las pectinas de gelificación lenta generalmente gelifican entre 50° y 60°F por

debajo que las pectinas de gelificación rápida en el rango de pH de 3,0 a 3,25.

Acidificar una jalea con pectina de gelificación lenta de un pH de 3,25 a un pH de 3,0

disminuye la temperatura de gelificación en aproximadamente 50°F.

2.3.6.- Composición de la pectina

La pectina en polvo está compuesta por ácidos urónicos 56%, galactosa 6.5%, arabinosa

5.6% y cantidades mínimas de ramnosa y xilosa.

2.3.6.- Marmitas

Es un sistema de calentamiento indirecto muy utilizado en la industria alimentaria, en

especial para el procesamiento de frutas y hortalizas. Consiste básicamente en una

cámara de calentamiento conocida como camisa o chaqueta de vapor, que rodea el

recipiente donde se coloca el material que se desea calentar.

El calentamiento de puede realizar de dos formas diferentes, una que consiste en hacer

circular el vapor a cierta presión por la cámara de calefacción, en cuyo caso el vapor es

suministrado por una caldera. Esta es denominada marmita de vapor. Otra manera es

26

calentar el agua que se encuentra en la cámara de calefacción por medio de resistencias

eléctricas. Esta es la denominada marmita eléctrica.

Usualmente la marmita tiene forma semiesférica y puede estar provista de agitador

mecánico y un sistema de volteo para facilitar la salida del producto. Se pueden

encontrar dos tipos de marmitas según sea abierta o cerrada. En la abierta el producto es

calentado a presión atmosférica, mientras que en la cerrada se emplea vacío. El uso de

vacío facilita la extracción de aire del producto por procesar y permite hervirlo a

temperaturas menores que las requeridas a presión atmosférica, lo que evita o reduce la

degradación de aquellos componentes del alimento que son sensibles al calor,

favoreciendo la conservación de las características organolépticas y el valor nutritivo de

la materia prima, con lo que se obtienen productos de mejor calidad.

27

CAPITULO III

Metodología

3.1.- Diseño o tipo de investigación

3.1.1.- Laboratorio

La presente investigación es de tipo experimental –no observacional – relacional porque

la investigación planteada experimentó la relación causa – efecto entre las variables y

porque se modifica las variables expuestas con el fin de llegar a ver resultados.

3.2.- Métodos de investigación

Los métodos empleados para la elaboración de la mermelada de kiwi con estevia son los

siguientes:

a) Análisis: Durante el proceso de elaboración de la mermelada de kiwi, baja en

calorías se realizó análisis el cual ayudó a comprobar si la mermelada estuvo en

óptimas condiciones para su consumo.

b) Síntesis: Este método sirvió para realizar conclusiones de la investigación.

También permitió relacionar ciertos parámetros para determinar cual de las

muestras, es la mejor para el consumo de las personas mediante el análisis de la

información recolectada.

c) Estadístico: Este método fue fundamental ya que en la investigación se recolectó

datos experimentales y éstos debieron ser cuantificados para determinar su

significancia estadística, mediante la aplicación del diseño experimental.

28

3.3 Técnicas de investigación

Para esta investigación se recurrió:

3.3.1 Consulta a expertos.

Para el desarrollo de la presente investigación se consulto a la doctora Martínez sobre

los tipos de análisis microbiológicos, Ingeniera Olga Pérez sobre el diseño

experimental, Ingeniero Caisaguano sobre métodos de cuantificación de azucares.

3.3.2. Material bibliográfico y consultas en Internet

La fuente del material bibliográfico fue la biblioteca de Universidad Tecnológica

Equinoccial, revistas y panfletos del Ministerio de Agricultura y ganadería de Santo

Domingo e investigaciones a través del internet a la FAO, INEC, Revista agropecuaria e

Información agroindustrial.

3.3.3. Comprobación de la investigación (trabajo en laboratorio)

La investigación se desarrollo en el laboratorio de química de la Universidad

Tecnológica Equinoccial en la cual se ha realizado análisis físico- químicos y

microbiológicos, así como los diferentes análisis de humedad, cuantificación de

azucares, acidez, pH, ºBrix, estabilidad del producto.

Las técnicas utilizadas para de determinación de estos análisis fueron felhing para la

cuantificación de azucares, la acidez se la determino por medio de titulación o acidez

titulable, el pH se lo determino utilizando el pHmetro y los ºBrix con el Brixometro.

29

Para los análisis físico-químicos se determino cuantificación de minerales, y para el

microbiológico se determino cuantificación de mohos, levaduras, determinación y

cuantificación de echericha coli y salmonella.

3.4.- Desarrollo de la investigación

Esta investigación se realizó en primer lugar la recopilación de la información que se la

puede obtener en la biblioteca de la universidad e internet.

Luego contando con la materia prima que es muy accesible encontrar el mercado local

como es el kiwi y estevia para la elaboración de la mermelada luego se procedió a

realizar sus respectivos análisis en el cual se determino pH, ªBrix y % de acidez

determinando el mejor tratamiento mediante cataciones y diseño experimental.

30

3.4.1 Diagrama de flujo cualitativo de la elaboración de mermelada de kiwi y

estevia baja en calorías

Kg de desecho

Kg kiwi rechazado

Litros de agua

Kg de cascara

Kg de agua

Kg de bagazo

Recepción

Pesado

Pelado

Licuado

Filtrado

Formulación

Selección

Lavado

Estevia, Pectina,

Bicarbonato

Kg agua evaporada

Cocción

Envasado

31

3.4.2. Descripción del diagrama de flujo:

3.4.2.1 Recepción

Esta etapa consiste en la recepción de la materia prima, a la cual se la revisa que este en

óptimas condiciones para su proceso, es decir sin ningún tipo de alteración lo cual

asegure al producto final (mermelada de kiwi con estevia) en buena calidad. El tiempo

de recepción del kiwi debe ser de máximo 15 minutos a una temperatura de 25°C para

evitar daños en la fruta.

3.4.2.2 Selección

Se realiza una selección de las frutas maduras, libre de golpes o dañadas a una

temperatura de 25 °C.

3.4.2.3 Pesado

En esta etapa se pesa la materia prima (kiwi y estevia) para un control para determinar

el rendimiento del producto.

3.4.2.4 Lavado

Lavar el kiwi con el fin de eliminar materiales extraños como: palos, hojas.

La cantidad de agua que se utiliza en este proceso es en relación 1 a 2, lo que significa 1

Kg de kiwi se lava en 2 kg de agua.

3.4.2.5 Pelado

Se retira la cascara del kiwi con ayuda de cuchillos de acero inoxidable para poderlo

licuar.

El tiempo de pelado debe ser rápido y la temperatura debe osilar entre 25 a 26 °C.

32

3.4.2.6 Licuado

Se coloca el kiwi en la licuadora y se procede a licuar con la adición de una determinada

cantidad de agua. El tiempo del licuado debe de cómo máximo de 40 segundos para

evitar que la semilla se triture y expulse un sabor amargo al jugo.

3.4.2.7 Filtrado

Se filtra el producto con ayuda de un cedazo para eliminar las partes sólidas tales como

semillas y obtener una pulpa mucho mas clara y libre de sólidos que pueden darle una

mala textura al producto final.

3.4.2.8 Formulación y evaporación

Por medio de un diseño experimental se determinó el mejor porcentaje de estevia,

pectina y

bicarbonato.

Estos parámetro permiten un mejor aprovechamiento de los indicadores tales como pH,

º Brix y % de Acidez.

Se somete a cocción hasta los 65 º Brix (optimo en mermeladas).

3.4.2.9 Envasado

Se procede a envasar en frascos de vidrio para su almacenado y su comercialización.

El envasado se lo realiza a los 15 minutos luego de la finalización de la evaporación

para que la temperatura del producto descienda hasta los 50 °C para poder manipular de

mejor forma.

33

3.4.3 Diagrama de flujo cuantitativo en la elaboración de mermelada de kiwi con

10kg de kiwi 0.18 kg desecho

9.82 kg de kiwi bueno

0.18kg rechazad

9.6 kg de kiwi

9.6 kg de kiwi pesado

20 litros de agua 20 litros de agua

9.427 kg de kiwi lavado

2.922 kg de cascara

Recepción

Pesado

Pelado

Selección

Lavado

34

6.505 kg de pulpa de kiwi

0.76 kg agua

7.26 kg de jugo de fruta

0.7 Kg de bagazo

Y semilla

6.56 kg de jugo de fruta

Estevia 0.17049 kg

Pectina 0.00028 kg

6.736 kg de mezcla Bicarbona 0.02842 kg

5.166 kg agua Hasta 65º Brix

Evaporada

1.57kg de mermelada

Envases de vidrio

Licuado

Filtrado

Formulación

Cocción

Envasado

35

3.4.5 Diseño experimental

En la presente investigación re realizaron 18 tratamientos para ello se requirió del

diseño experimental DBCA (diseño de bloques completo al azar) con arreglo factorial

AXBXC con dos replicas.

3.5 Condiciones de prueba

3.5. 1. Variables:

3.5.1.1.- Variables independientes:

A= Estevia 1 %

2%

3%

B= Pectina 0.05%

0.10%

C= Bicarbonato sódico 0.5 %

1%

1.5%

3.5.1.2.- Variable dependiente

El poder calórico que va a tener el producto.

PH = pH metro

º Brix = refractómetro o brixometro

Acidez = titulación ( ACIDO CITRICO )

36

3.5.2.- Indicadores y combinaciones

A= % de estevia

B= % de pectina

C= % de bicarbonato

A B C

A1B1C1 1 0.05 0.5

A1B2C1 1 0.10 0.5

A1B1C2 1 0.05 1.0

A1B2C2 1 0.10 1.0

A1B1C3 1 0.05 1.5

A1B2C3 1 0.10 1.5

A2B1C1 2 0.05 0.5

A2B2C1 2 0.10 0.5

A2B1C2 2 0.05 1.0

A2B2C2 2 0.10 1.0

A2B1C3 2 0.05 1.5

A2B2C3 2 0.10 1.5

A3B1C1 3 0.05 0.5

A3B2C1 3 0.10 0.5

A3B1C2 3 0.05 1.0

A3B2C2 3 0.10 1.0

A3B1C3 3 0.05 1.5

A3B2C3 3 0.10 1.5

Fuente: Ribadeneira , Michael/UTE 2009

37

3.5.3.- Interacciones

PH ºBrix % Acidez

I II I II I II

A1B1C1 4.08 4.06 61 63 1. 68 1.60

A1B2C1 4.30 4.25 65.6 64 1.58 1.54

A1B1C2 4.38 4.42 60.2 64 1.89 1.87

A1B2C2 4.60 4.51 61 61 1.17 1.20

A1B1C3 4.86 4.76 62 63 1.89 1.52

A1B2C3 4.91 4.71 64 64 1.22 1.19

A2B1C1 4.60 4.70 65 64 1.99 1.86

A2B2C1 4.51 4.67 65 60 1.89 1.89

A2B1C2 4.80 4.61 60 61 1.79 1.78

A2B2C2 4.71 4.60 62 63 1.89 1.89

A2B1C3 4.92 4.86 63 64 1.79 1.77

A2B2C3 4.97 5.01 66 65 1.94 1.94

A3B1C1 4.85 5.00 61 65 1.02 1.07

A3B2C1 4.14 4.26 65.4 63 1.17 1.16

A3B1C2 4.07 4.17 62.7 62 1.30 1.30

A3B2C2 4.01 3.91 61.5 64 1.34 1.32

A3B1C3 4.19 4.26 61.6 63 1.40 1.39

A3B2C3 4.25 4.19 63.4 62 1.40 1.38


38

3.5.4. Análisis de la varianza para pH

Variable N R² R²Aj CV

pH 36 0,97 0,94 1,7

Cuadro de Análisis de la Varianza (SC Tipo III)

F.V. SC gl CM F Valor p

Modelo 3,58 18 0,20 31,50 <0,0001

REP 0,00 1 0,00 0,18 0,6802ns

Estevia 1,34 2 0,67 106,02 <0,0001**

Pectina 0,03 1 0,03 5,13 0,0369*

Bicarb. 0,45 2 0,22 35,42 <0,000 **

Estevia*Pectina 0,27 2 0,14 21,76 <0,0001**

Estevia*Bicarb. 1,16 4 0,29 45,90 <0,0001**

Pectina*Bicarb. 0,08 2 0,04 6,63 0,0074**

Estevia*Pectina*Bicar. 0,24 4 0,06 9,59 0,0003**

Error 0,11 17 0,01

Total 3,69 35


3.5.4.1. Discusión de los resultados del análisis de pH

Del análisis de la tabla de ADEVA al 5 % para el tratamiento pH se deduce que todas

las variables e interacciones son altamente significativas por lo cual se rechaza la

hipótesis nula de igualdad de tratamiento y se acepta la hipótesis alternativa que dice

que al variar el porcentaje de estevia, pectina y bicarbonato se producirá cambios en

el pH de la mermelada de Kiwi.

39

Las repeticiones no son significados esto indica que existe control en las

condiciones de manejo en el momento de replicar el ensayo. El coeficiente de

variación general de todo el experimento es de 1,77%, valor aceptado como muy

bueno para condiciones de Laboratorio

3.5.4.2. Prueba de tukey para el análisis de pH

Prueba de tukey para la variable estevia

Test : Tukey Alfa: 0,05 DMS: 0,08324

Error: 0,0063 gl: 17

Estevia Medias n

3,00 4,28 12 A

1,00 4,49 12 B

2,00 4,75 12 C

Letras distintas indican diferencias significativas(p<=0,05)

40

Al haber diferencias altamente significativas entre los niveles del factor % de estevia

se realiza la prueba de significación de Tukey al 5%. En el primer rango se encuentra

3% de estevia con un promedio de pH 4,28, en el segundo rango el 1% de estevia con

un pH de 4,49 y en el tercer rango se tiene 2% de estevia con una media de de pH

4.75.

3.5.4.3.- Prueba de tukey para la variable % de pectina


Error: 0,0063 gl: 17

Pectina Medias n

2,00 4,47 18 A

1,00 4,53 18 B


Al haber diferencias altamente significativas entre los niveles del factor % de pectina

se realiza la prueba de significación de Tukey al 5%. En el primer rango se encuentra

0,10% de pectina con un promedio de pH 4,47 en el segundo rango el 0,05% de

pectina con un pH de 4,53.

3.5.4.4. Prueba de tukey para la variable % de bicarbonato


Error: 0,0063 gl: 17

Bicarb. Medias n

2,00 4,40 12 A

1,00 4,45 12 A

3,00 4,66 12 B

40

Al haber diferencias altamente significativas entre los niveles del factor % de

bicarbonato se realiza la prueba de significación de Tukey al 5%. En esta prueba se

obtiene dos rangos de significación. En el primer rango se encuentra 1,0% de

Bicarbonato con un promedio de pH 4,40 este tratamiento es igual que utilizar 0,5%

de bicarbonato con un promedio de 4,45 de pH, en el segundo rango esta 1,5% de

bicarbonato con un promedio de 4,66 de pH.

3.5.4.5. Prueba de tukey para la interacción de tukey para la integración, % de

estevia x % de pectina


Error: 0,0063 gl: 17

Estevia Pectina Medias n

3,00 2,00 4,13 6 A

3,00 1,00 4,42 6 B

1,00 1,00 4,43 6 B

41

1,00 2,00 4,55 6 B

2,00 2,00 4,75 6 C

2,00 1,00 4,75 6 C


En esta interacción el mejor tratamiento se obtiene con 3% de estevia y 0,10% de

pectina con un promedio de 4,13 de pH valor más cercano al recomendado para

mermeladas.

3.5.4.6. Prueba de tukey para la interacción % estevia x % bicarbonato


Error: 0,0063 gl: 17

Estevia Bicarb. Medias n

3,00 2,00 4,04 4 A

1,00 1,00 4,17 4 A

3,00 3,00 4,22 4 A

1,00 2,00 4,48 4 B

3,00 1,00 4,56 4 B C

2,00 1,00 4,62 4 B C D

2,00 2,00 4,68 4 C D

1,00 3,00 4,81 4 D E

2,00 3,00 4,94 4 E



42

En la prueba de Tukey al 5% para esta interacción se observa que el mejor tratamiento

se obtiene con 3% de estevia y 1% de Bicarbonato con un promedio de 4,04 de pH

3.5.4.7. Prueba de tukey para la interacción % de pectina x % bicarbonato


Error: 0,0063 gl: 17

Pectina Bicarb. Medias n

2,00 1,00 4,36 6 A

2,00 2,00 4,39 6 A

1,00 2,00 4,41 6 A B

1,00 1,00 4,55 6 B C

1,00 3,00 4,64 6 C

2,00 3,00 4,67 6 C



Para el caso de esta interacción se obtiene que el mejor tratamiento se alcanza con

0,10% de pectina y o,5% de bicarbonato con una media de 4,36 de pH

3.5.4.8. Prueba de tukey para la interacción % de estevia x % de pectina x%

bicarbonato


Error: 0,0063 gl: 17

Estevia Pectina Bicarb. Medias n

3,00 2,00 2,00 3,96 2 A

43

1,00 1,00 1,00 4,07 2 A

3,00 1,00 2,00 4,12 2 A B

3,00 2,00 1,00 4,20 2 A B

3,00 2,00 3,00 4,22 2 A B

3,00 1,00 3,00 4,23 2 A B

1,00 2,00 1,00 4,28 2 A B C

1,00 1,00 2,00 4,40 2 B C D

1,00 2,00 2,00 4,56 2 C D E

2,00 2,00 1,00 4,59 2 C D E F

2,00 1,00 1,00 4,65 2 D E F G

2,00 2,00 2,00 4,66 2 D E F G

2,00 1,00 2,00 4,71 2 D E F G

H

1,00 1,00 3,00 4,81 2 E F G

H

1,00 2,00 3,00 4,81 2 E F G

H

2,00 1,00 3,00 4,89 2 F G

H

3,00 1,00 1,00 4,93 2 G

H

2,00 2,00 3,00 4,99 2


En la prueba de Tukey al 5% de esta interacción se observa que el mejor tratamiento se

logra al utilizar 3% de estevia o,10% de pectina y 1% de bicarbonato con un promedio

de 3,96 de pH valor que se encuentra dentro los parámetros para la elaboración de

mermelada y se especifica en la norma NTC-285

3.5.4.9. Tabla de adeva para la variable % de acidez

44


%acidez 36 0,98 0,96 4,16



Modelo 3,19 18 0,18 42,34 <0,0001

REP 0,01 1 0,01 3,07 0,0978 NS

Estevia 2,16 2 1,08 257,44 <0,0001 **

Pectina 0,09 1 0,09 21,50 0,0002 **

Bicarb. 0,01 2 0,00 0,79 0,4719 *

Estevia*Pectina 0,48 2 0,24 56,92 <0,0001 **

Estevia*Bicarb. 0,22 4 0,06 13,31 <0,0001 **

Pectina*Bicarb. 0,05 2 0,03 6,48 0,0081 **

Estevia*Pectina*Bicar.. 0,17 4 0,04 10,27 0,0002**

Error 0,07 17 0,00

Total 3,26 35


Del análisis de la tabla de ADEVA al 5 % para la variable % de acidez se deduce que

todas las variables e interacciones son altamente significativas por lo cual se rechaza

la hipótesis nula de igualdad de tratamiento y se acepta la hipótesis alternativa que dice

que al variar el % de estevia, %de pectina y % de bicarbonato va a producir

cambios en el % de acidez de la mermelada de Kiwi.

3.5.4.10. Prueba de tukey para la variable estevia


Error: 0,0042 gl: 17

45

Estevia Medias n

3,00 1,27 12 A

1,00 1,53 12 B

2,00 1,87 12 C


3.5.4.11. Prueba de tukey para la variable % de pectina


Error: 0,0042 gl: 17

Pectina Medias n

2,00 1,51 18 A

1,00 1,61 18 B


3.5.4.12. Prueba de tukey para la variables % de bicarbonato


Error: 0,0042 gl: 17

Bicarb. Medias n

1,00 1,54 12 A

2,00 1,56 12 B

3,00 1,57 12 B


46




Bicarbonato con un promedio de 1,54% de acidez, en el segundo rango se encuentra

con 0,10% de bicarbonato con un promedio de 1,56% de acidez, este tratamiento es

igual que utilizar 1,5% de bicarbonato con un promedio de 1,57% de acidez.

3.5.4.13. Prueba de tukey para la interacción % de estevia x % de pectina


Error: 0,0042 gl: 17

Estevia Pectina Medias n

3,00 1,00 1,25 6 A

3,00 2,00 1,30 6 A

1,00 2,00 1,32 6 A

1,00 1,00 1,74 6 B

2,00 1,00 1,83 6 B C

2,00 2,00 1,91 6 C


3.5.4.14. Prueba de tukey para la interacción % de estevia x % de bicarbonato


Error: 0,0042 gl: 17

Estevia Bicarb. Medias n

3,00 1,00 1,11 4 A

3,00 2,00 1,32 4 B

47

3,00 3,00 1,39 4 B C

1,00 3,00 1,46 4 B C D

1,00 2,00 1,53 4 C D

1,00 1,00 1,60 4 D

2,00 2,00 1,84 4 E

2,00 3,00 1,86 4 E

2,00 1,00 1,91 4 E



En la prueba de Tukey al 5% para esta interacción se observa que el mejor tratamiento

se obtiene con 3% de estevia y 1% de Bicarbonato con un promedio de 1,11% de

acidez.

3.5.4.15. Prueba de tukey para la variable % de pectina x % de bicarbonato


Error: 0,0042 gl: 17

Pectina Bicarb. Medias n

2,00 2,00 1,47 6 A

2,00 3,00 1,51 6 A B

1,00 1,00 1,54 6 A B C

2,00 1,00 1,54 6 A B C

1,00 3,00 1,63 6 B C

1,00 2,00 1,66 6 C

Para el caso de esta interacción se obtiene que el mejor tratamiento se alcanza con

0,10% de pectina y 1% de bicarbonato con una media de 1,47% de acidez

48

3.5.4.16. Prueba de tukey para la interacción % de estevia x % pectina x %

bicarbonato


Error: 0,0042 gl: 17


3,00 1,00 1,00 1,05 2 A

3,00 2,00 1,00 1,17 2 A B

1,00 2,00 2,00 1,19 2 A B

1,00 2,00 3,00 1,21 2 A B

3,00 1,00 2,00 1,30 2 A B C

3,00 2,00 2,00 1,33 2 B C

3,00 2,00 3,00 1,39 2 B C D

3,00 1,00 3,00 1,40 2 B C D

1,00 2,00 1,00 1,56 2 C D E

1,00 1,00 1,00 1,64 2 D E F

1,00 1,00 3,00 1,71 2 E F G

2,00 1,00 3,00 1,78 2 E F G

2,00 1,00 2,00 1,79 2 E F G

1,00 1,00 2,00 1,88 2 F G

2,00 2,00 2,00 1,89 2 F G

2,00 2,00 1,00 1,89 2 F G

2,00 1,00 1,00 1,93 2 G

2,00 2,00 3,00 1,94 2 G

En la prueba de Tukey al 5% de esta interacción se observa que el mejor tratamiento se

logra al utilizar 3% de estevia o,10% de pectina y 1% de bicarbonato con un promedio

49

de 1,17% de acidez valor que se encuentra dentro los parámetros para la elaboración de

mermeladas y se especifica en la norma NTC-285

3.5.4.17. Tabla de adeva para la variable ºBrix


Brix 36 0,58 0,13 2,48



Modelo 56,40 18 3,13 1,29 0,3029

REP 0,36 1 0,36 0,15 0,7052 ns

Estevia 1,70 2 0,85 0,35 0,7106 ns

Pectina 6,59 1 6,59 2,71 0,1182 ns

Bicarb. 18,24 2 9,12 3,75 0,0448 *

Estevia*Pectina 0,24 2 0,12 0,05 0,9516 ns

Estevia*Bicarb. 8,79 4 2,20 0,90 0,4838 ns

Pectina*Bicarb. 0,90 2 0,45 0,18 0,8335 ns

Estevia*Pectina*Bicar.. 19,58 4 4,90 2,01 0,1382ns

Error 41,35 17 2,43

Total 97,75 35


Del análisis de la tabla de ADEVA al 5 % para la variable ºbrix se deduce que todas

las variables e interacciones no son significativas por lo cual se acepta la hipótesis

nula de igualdad de tratamiento y se rechaza a la hipótesis alternativa en dice que al

variar el % de estevia, %de pectina y % de bicarbonato va a producir cambios en el

los ºbrix de la mermelada de Kiwi.

Con excepción del bicarbonato que es significativo es decir que va cambiar los º brix

de la mermelada.

50

Las repeticiones no son significados esto indica que existe control en las

condiciones de manejo en el momento de replicar el ensayo .

El coeficiente de variación general de todo el experimento es de 2,48%, valor

aceptado como muy bueno para condiciones de Laboratorio

3.5.4.18. Prueba de tukey para la variable % de bicarbonato


Error: 2,4324 gl: 17

Bicarb. Medias n

2,00 61,95 12 A

3,00 63,42 12 B

1,00 63,50 12 B





Bicarbonato con un promedio de 63,50º brix, en el segundo rango se encuentra con

1,5% de bicarbonato con un promedio de 63,42ºbrix, este tratamiento es igual que

utilizar 1,0% de bicarbonato con un promedio de 61,95ºbrix.

3.5.4.19. Tabla de medias para la interacción % de estevia x % de pectina x %

bicarbonato


2,00 1,00 2,00 60,50 2

1,00 2,00 2,00 61,00 2

1,00 1,00 1,00 62,00 2

51

1,00 1,00 2,00 62,10 2

3,00 1,00 3,00 62,30 2

3,00 1,00 2,00 62,35 2

2,00 2,00 1,00 62,50 2

1,00 1,00 3,00 62,50 2

3,00 2,00 3,00 62,70 2

3,00 2,00 2,00 62,75 2

3,00 1,00 1,00 63,00 2

2,00 2,00 2,00 63,00 2

2,00 1,00 3,00 63,50 2

1,00 2,00 3,00 64,00 2

3,00 2,00 1,00 64,20 2

2,00 1,00 1,00 64,50 2

1,00 2,00 1,00 64,80 2

2,00 2,00 3,00 65,50 2


De la tabla de medias se obtiene que el mejor tratamiento para la elaboración de

mermeladas es 3% de estevia, 0,10% de pectina, o,5% de bicarbonato tratamiento en el

cual se alcanza un promedio de 64.20ºBrix dando contextura de mermelada.

3.6. Control de calidad de la mermelada de kiwi

3.6.1. Análisis físicos - químico

3.6.1.1. pH

Para medir el pH del producto se recurrió a la utilización del pHmetro

52

3.6.1.2. Acidez

Para medir la acidez de la mermelada de kiwi con estevia se recurrió a la metodología

de la titulación.

3.6.1.3. º Brix

Se utilizo el Brixometro con el cual se procedió a medir los grados Brix el cual nos dio

de 64º Brix

3.6.2. Análisis bromatológico

Humedad.- Se utilizo la técnica de secado en estufa.

Grasa.- Extracto etéreo 0.01 % de grasa

Proteína.- Para esta investigación se utilizó el método de Kyeldhal.

Ceniza .- Para realizar este análisis se utilizo la mufla.

3.6.3. Análisis Microbiológico

Los análisis a realizarse determinaran bacterias totales, coliformes fecales, estafilococus

y recuento de mohos y levaduras.

3.6.4. Análisis de minerales

Se determina minerales en muestra seca: N, Na, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, Zn, Mn .

53

CAPITULO IV

4.1. Cálculos, resultados y discusiones

4.1.1. Análisis de las encuestas

4.1.1.1. Tabulación y grafica de la información de las encuestas

En los siguientes cuadros se puede apreciar los resultados de las encuestas en base al

color, olor, sabor y aceptabilidad de la mermelada de kiwi con estevia baja en calorías.

4.1.1.1.1Olor

Puntuaciones del olor de la mermelada de kiwi con estevia

DIAGNÓSTICO M1 M2 M3

1.- Desagradable 4 0 4

2.- Aceptable 28 22 26

3.- Agradable 40 42 36

4.- Muy Agradable 8 16 14

-------- -------- ---------

80 80 80


54

4.1.1.1.1.1. Resultado estadístico sobre el olor de la mermelada de kiwi con estevia

OLOR

0

10

20

30

40

50

60

Muestra 1 muestra 2 muestra 3

Desagradable

Aceptable

Agradable

Muy Agradable


Análisis del grafico

La mejor alternativa de las encuestas de la mermelada de kiwi baja en calorías para el

olor, se concluye como agradable, en el caso de la formulación 2 la cual contiene el 3 %

de estevia, el 0.05% de pectina y el 0.5% de bicarbonato sódico, debido a que posee

mayor aceptación para el consumo.

55

4.1.1.1.2. Color

Puntuaciones de color para la mermelada de kiwi con estevia

DIAGNÓSTICO M1 M2 M3





-------- -------- ---------

80 80 80


4.1.1.1.2.1. Resultado estadístico sobre el color de la mermelada de kiwi con estevia

COLOR

0

10

20

30

40

50

60

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

Desagradable

Aceptable

Agradable

Muy agradable


56


La mejor alternativa de las encuestas de la mermelada de kiwi con estevia en cuanto al

color se concluye como agradable, en el caso de la formulación 2 es decir 3% de

estevia, 0.05% de pectina y 0.5% de bicarbonato sódico, debido a que posee mayor

aceptación para el consumo

4.1.1.1.3. Sabor

Puntuaciones de sabor de la mermelada de kiwi con estevia

DIAGNOSTICO M1 M2 M3





-------- -------- ---------

80 80 80


57

4.1.1.1.3.1. Resultado estadístico sobre el sabor de la mermelada de kiwi con

estevia

0

10

20

30

40

50

60

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

Desagradable

Aceptable

Agradable

Muy Agradable



La mejor alternativa de las encuestas de la mermelada de kiwi con estevia en cuanto al

sabor se concluye como agradable, en el caso de la formulación 2 es decir 3% de

estevia, 0.05% de pectina y 0.5% de bicarbonato sódico, debido a que posee mayor

aceptación para el consumo

58

4.1.1.1.4. Aceptabilidad

Puntuaciones de la aceptabilidad de la mermelada de kiwi con estevia

DIAGNOSTICO M1 M2 M3





-------- -------- ---------

80 80 80

4.1.1.1.4.1. Resultados estadísticos sobre la aceptabilidad de la mermelada de kiwi

con estevia

0

10

20

30

40

50

60

1er trim. 2do trim. 3er trim.

Desagradable

Aceptable

Agradable

Muy agradable

FUENTE: Michael Ribadeneira, 2010

59


La mejor alternativa de las encuestas de la mermelada de kiwi con estevia en cuanto a la

aceptabilidad es agradable, en el caso de la formulación 2 es decir 3% de estevia, 0.05%

de pectina y 0.5% de bicarbonato sódico, debido a que posee mayor aceptación para el

consumo.

4.2. Elección del mejor tratamiento

Para establecer el mejor tratamiento de la presente investigación se realizó el diseño

experimental con arreglo factorial AxBxC mediante la cual se demuestra tres

tratamientos con valores acordes a los requeridos de esta investigación, en este sentido

realizamos pruebas de degustación para determinar el mejor tratamiento, estableciendo

al tratamiento 2 A3B1C1 ( 3% estevia, 0.05% pectina, 0.5% bicarbonato sódico).

4.3. Resultados de control de calidad de la mermelada de kiwi

4.3.1. Análisis físico- Químico

3.3.1.1. pH

El pH del mejor tratamiento A3B1C1 fue de 4.8 que es un rango optimo en mermeladas

3.6.1.2. Acidez

La acidez fue determinada por titulación dando como resultado 1.02 en la primera

repetición y 1.07 en la segunda repetición.

3.6.1.3. º Brix

Los grados Brix de el producto fue de 61º Brix en la primera repetición y 65 º Brix en la

segunda repetición, alcanzando así los º Brix óptimos para mermeladas.

60

4.3.2. Análisis bromatológico y de minerales

61

4.3.3. Análisis microbiológico

62

4.3.3.1. Discusión de los análisis del control de calidad

De acuerdo a los análisis realizados a la mermelada de kiwi baja en calorías con estevia

como edulcorante natural, se deduce que el producto es apto para el consumo humano,

cumpliendo con los parámetros de higiene ya que existe ausencia de bacterias

patógenas y cumpliendo con los estándares de los parámetros que están dentro de la

norma NTC-285.

4.4. FICHA DE ESTABILIDAD

4.4.1. Discusión de la ficha de estabilidad

De acuerdo a los análisis se puede determinar que la mermelada de kiwi con estevia es

estable y apta para el consumo hasta los seis meses después de haberla elaborado ya que

hasta esta fecha el producto conserva sus características organolépticas, de higiene sin

presencia de microorganismos nocivos o patógenos y características nutricionales

propias del producto, luego de esta fecha el producto comienza a deteriorarse con la

aparición de moho en la parte superior del frasco.

65

4.5 Balance de masa para la elaboracion de mermelada de kiwi endulzada

con estevia

4.5.1 Balance en la selección

A = 10kg de Kiwi

A1= 13,5% Solidos

Totales

A2= 86,5% Agua

SELECCIÓN

B= 0,4kg kiwi malo

B1 = 14% de solidos totales

B2 = 86% de agua

C = kiwi bueno

C1= 13,48% Solidos Totales

C2= 86,52% Agua

4.5.1.1 Balance General

A = B + C

C = A - B

C = 10 - 0,4

C = 9,6 kg de kiwi bueno

4.5.1.2 Balance parcial de solidos totales

9,6(x) = 10(0,135) - 0,4(0,14)

9,6(x) = 1,35 - 0,056

x = 1,294/9,6

x = 13,48% de solidos totales

4.5.2 Balance en el lavado

C = 9,6Kg. kiwi bueno


C2= 86,52% Agua

D = 19,2kg Agua LAVADO E= 19,3728kg Suciedad

D1=0% Solidos T.

E1=0,89% Solidos T.

D2= 100%Agua

66

F = kiwi

F1= 11,85% Solidos Totales

F2= 88,15% Agua

4.5.2.1 Balance General

C +D - E = F

F = 9,6 + 19,2 - 19,3728

F = 9,4272kg de kiwi limpio

4.5.2.2 Balance de solidos totales

C +D - E = F

9,6(0,1348) + 19,2(0) - 19,3728(0,0089) = 9,4272(x)

1,29 - 0,172 = 9,4272(x)

x = 1,12/9,4272


4.5.3 Balance en el pelado

F = 9,4272Kg.kiwi bueno


F2= 88,15% Agua

PELADO

G = 2,922kg bagazo

G1 = 11%S.T

G2 = 89% Agua

H = Pulpa de kiwi

H1=% Solidos Totales

H2=% Agua

Balance General

F - G = H

H = 9,4272 - 2,922

H = 6,505kg de pulpa de kiwi

4.5.3.1 Balance de sólidos totales

6,505(x) = 9,4272(0,1185) - 2,922(0,11)

x = 1,117 - 0,321/6,505

x = 0,796 / 6,505 x = 12,23% de solidos totales

67

4.5.4 Balance en la formulación

H = 6,505Kg. Pulpa de kiwi

H1= 12,23%Solidos totales

H

2= 87,77% de Agua

I = 0,195kg DE Stevia

I1 = 92% de ST

I2 = 0,8% de agua

FORMULACION

J = 0,0163kg De pectina

J1 = 97% de ST

J2 = 0,3 % de agua L = Mermelada de kiwi

K = 0,0195kg A. cítrico L1 = 11,93% de solidos totales

K1 =97% ST

L2 = 88,07% de H2O

K2 = 0,3% de agua

4.5.4.1 Balance general

H + I + J + K = L

6,505 + 0,195 + 0,0163 + 0,0195 = L

L = 6,736kg de mezcla de kiwi


H + I + J + K = L

6,505(0,1223) + 0,195(0,92) + 0,0163(0,97) + 0,0195(0,97) = 6,736(x)

(x) 6,736 = 0,796 + 0,189 + 0,0158 + 0,0189

x = 1,0197/6,736 x = 15,14% de solidos totales

68

4.5.5 Balance en la concentración

L = 6,736Kg. Mezcla de Kiwi

L1= 15,14% Solidos Totales

L2= 84,86% Agua

EVAPORACION

M = 5,166 Kg de Agua

M1 = 0% de solidos totales

M2 = 100% de agua

N = Mermelada de kiwi

N1=% Solidos Totales

N2=% Agua

Balance General

L - M = N

6,736kg - 5,166kg = N

N = 1,57kg 4.5.5.1 Balance de solidos totales

6,736(0,1514) - 5,166(0) = 1,57 (x)

x = 1,02/1,57

x = 65% de solidos totales

4.5.6 Balance de materia en el envasado

N = 1.57 Kg Mermelada de Kiwi

51.57 Kg de Mermelada de kiwi

Balance general

N = O

1.57 kg = 1.57 kg de mermelada

Se necesita 6 frascos de vidrio de 275 gramos para envasar 1.57 Kg

4.6 Balance de energia en la pasteurizacion del jugo

69

Q3

Q1

Q6

Q4

Q4

Q5

Q2

Q1 = CALOR DE LA PARED VERTICAL

Q2 = CALOR DE LA PARED HORIZONTAL INFERIOR

Q3 = CALOR DE LA PARED HORIZONTAL SUPERIOR

Q4 = CALOR DEL PRODUCTO

4.6.1 Q del equipo

V = 108V

I = 7,1 Amp

P = 766,8 W

Q1 = h x A x (DT)

DATOS DEL AIRE

28 °C - °T DEL AMBIENTE

Prant = 0,708

Densidad = 1,1774 Kg/m3

Cp = 1,0057 KJ/Kg°C

K = 0,02624 W/m°C

Viscosidad = 1,983E-05 Pascal . S

70

Diametro = 0,27 M

Longitud = 0,22 M

Area = 0,169 m2

Tf = 54 °C

g = 9,8 m/s2

T= 28 °C

Ts = 80 °C

Nu =

C(Gr x

Pr)n

Gr = gß(Ts - T) r2 x L3

m2

Gr = 354247127

Gr x Pr = 250806966

Log10(Gr Pr) = 8,40

Log10(Nu) = 1,7

Nu.= 50,12

h = Nu x K

D

h = 4,87 W/m2°C

Q = h x A x (T1 - T2)

Q1 = 42,89 W

Q2 = h x A x (T1 - T2)

DATOS DEL AIRE

71


Prant = 0,708


Cp = 1,0057 KJ/Kg°C

K = 0,02624 W/m°C


Diametro = 0,22 m

Longitud = 0,3 m

Area = 0,0380

Tf = 69 °C

g = 9,8 m/s2

T= 28 °C

Ts = 110 °C

Nu = 0,14(GrPr)^0,333


m2

Gr = 1,109E+09

Gr x Pr = 784856924

Nu.= 128,2606

h = Nu x K

D

h = 15,30 W/m2°C

Q = h x A x (T1 - T2)

Q2 = 47,69 W

Q3 = h x A x (T1 - T2)

DATOS DEL AIRE

72


Prant = 0,708


Cp = 1,0057 KJ/Kg°C

K = 0,02624 W/m°C


Diametro = 0,27 m

Longitud = 0,22 m

Area = 0,057 m2

Tf = 64 °C

g = 9,8 m/s2

T= 28 °C

Ts = 100 °C

Nu = 0,14(GrPr)^0,333


m2

Gr = 413856018

Gr x Pr = 293010061

Nu.= 92,38

h = Nu x K

D

h = 8,98 W/m2°C

Q = h x A x (T1 - T2)

Q3 = 37,01 W

QT = 127,59 W

Q PRACTICO DEL PRODUCTO

= 639,21 W

73

Q4 = m x Cp X DT

DATOS DEL PRODUCTO

Se trabajo con el 50% de la cantidad obtenida en el balance de materia

CALOR SENSIBLE

masa = 0,785 Kg

Cp = 2,672 KJ/Kg°C

T1 = 110 °C

T2 = 28 °C

Qs = 1,57Kg x 2,672KJ/Kg°C x (110 - 28)°C

Qs = 343,99KJ x 1000J/14400s

Qs = 11,94 W

CALOR LATENTE

masa = 3,368 kg

hfg 110°C = 2230,2 KJ/Kg

Ql = m x Hfg

Ql = 2,583Kg x 2230,2KJ/Kg

Ql = 7511,31 KJ x 1000J/14400s

Ql = 521,62 W

Q4 = Qs + Ql

Q4 = 23,89W + 1067,13W

Q4 = 533,56 W

Eficiencia = Q Teorico x 100

Q

Practico

74

E = 533,56 W x100

639,21 W

E = 83,47 %

4.6.2 Determinacion del coeficiente de transferencia de calor global

Area de los frascos = 0,265 m2

DT = 82 °C

U = Q

A x DT

U = 29,46 W/m2°C

75

4.7 Balance de masa para la elaboracion de mermelada de kiwi endulzada

con estevia

4.7.1 Balance en la selección

A = 100kg de Kiwi

A1= 29,91%

Solidos Totales

A2= 70,09% Agua

SELECCIÓN

B= % kiwi malo

B1 = 29,91% de solidos totales

B2 = 70,09% de agua

C = kiwi bueno


C2= 70,09% Agua

A = B + C

B = A(0.04)

B =4Kg.

B = 4Kg. kiwi malo

C = A - B

C = 100Kg. - 4Kg.

C = 96Kg. kiwi bueno

4.7.2 Balance en el lavado

C = 96Kg. kiwi bueno

C1= 29,91%

Solidos Totales

C2= 70,09% Agua

D = Agua

LAVADO

E= Suciedad

76

E1=% Solidos T.

E2= %Agua

F = kiwi


F2= 70,09% Agua

4.7.2.1Balance parcial en el lavado

C +D - E = F

D = 2C

D = 192 Kg Agua

E2 = D

E2 = 192Kg.

4.7.2.2 Balance de la suciedad

E = E1 + E2

E1= C(0,0018)

E1 = 1,728Kg

E = 192 + 1,728

E = 193,728Kg

4.7.2.3 Balance de solidos Totales en el lavado

E + D - E = F

96(0,2991) + 192 (0) - 193,728(0,018) = 94,272(X)

28,7136 + 0 - 1,728 = 94,272(X)

X = 26,9856/94,272

X = 28,62% de solidos totales

77

4.7.3 Balance en el pelado

F = 94,272Kg.kiwi bueno

F1= 28,62%

Solidos Totales

F2= 71,38% Agua

PELADO

G = % bagazo

G1 = 11%S.T 77

G2 = 89% Agua

H = Pulpa de kiwi

H1=% Solidos Totales

H2=% Agua

4.7.3.1 Balance parcial del Bagazo

F - G = H

G = F(0,41)

G = 94,272(0,31)

G = 29,22Kg. Bagazo


65,05(x) = 94,272(0,2862) - 29,22(0,11)

x = 26,98 - 3,21/65,05

x = 23,77 / 65,05


H = 65,05 Kg. de pulpa de kiwi

4.7.4 Balance en la formulación

78

H = 65,05Kg. Pulpa de kiwi

H1= 46,4%Solidos totales

53,6% de

Agua

I = 3% DE Stevia

FORMULACION

J = 0,25% De pectina

K = 0,3% A. cítrico

L = Mermelada de kiwi

L1 = 11,93% de solidos totales

L2 = 88,07% de H2O

4.7.4.1 Balance general del

mezclado ral de la formulacion

H + I + J + K = L

4.7.4.2 Balance parcial de la stevia

I = H(0,03)

I = 65,05(0,03)

I = 1,95 Kg de stevia

4.7.4.2 Balance parcial de la Pectina

J = H(0,0025)

J = 65,05(0,0025)

J = 0,163Kg. Pectina

4.7.4.3 Balance parcial del Acido Citrico

K = H(0,003)

K = 65,05(0,003)

K = 0,195Kg. De Acido Citrico

79

4.7.4.4 Balance general

L = H + I + J + K

L = 67,36Kg. De Mezcla

4.7.4.5 Balance Parcial de solidos

H + I + J + K = L

65,05(0,464) + 1,95(0,85) + 0,163(1) + 0,195(1) = 67,36(x)

x = 32,2/67,36

x = 47,8% solidos totales

4.7.5 Balance en la concentracion

L = 67,36Kg.

Mezcla de Kiwi

L1= 47,8% Solidos Totales

L2= 52,2% Agua

79

EVAPORACIÓN

M

= 17,82

Kg de

Agua

N = Mermelada de kiwi

N1=% Solidos Totales

N2=% Agua


L - M = N

67,36kg - 17,82kg = N

N = 49,54kg

80

67,36(0,478) - 17,82(0) = 49,54 (x)

x = 32,2/49,54

x = 65% de solidos totales

U = 29,46 W/m2 °C del producto

masa = 67,36 Kg/h

Q = 14758,85 KJ / 3,6

Q = 4099,68 W

DT = 70 °C

A = Q/ U x DT

A = 1,99 m2

80

4.8. Dimensionamiento de la marmita

4.8.1. Volumen de la marmita

Datos :

V = Volumen 1.15 m

D = Diametro

h = Altura 0.8 m ( asumida )

D²

V = ---------- * π * h

4

V = 1.15 m² ( 1000 lts / hr + 15 % de espacio de cabeza )

1.15 mᶟ x 4

D = √----------------

π * 0.8 m

D = 1.35 m

4.8.2. Calculo del espesor de la placa interna de la marmita

P x D

t = ---------

4 x S

81

De donde :

t = espesor mínimo de la placa en pulgadas.

P = presión interna ( lbf / pulg² )

D = Diámetro medio del reciente en pulg.

S = Valor del esfuerzo de la placa en lbf/ pulg² ( normas API, Tabla UCS – 23 )

20 x 53.15

t = ----------------

4 x 2500

2.54 x 10¯² m 1000 mm

t = 0.11 pulg [---------------------] [-------------------]

1 pulg 1 m

t= 2.8 mm. 3 mm.

4.8.3. Calculo del espesor de la placa externa de la marmita.

2.6 X D x (H – 1) x G + CA

t = ----------------------------

E (21000)

De donde:

CA = margen de corrosión en mm. (1-2 mm. Dependiendo del ambiente circundante )

D = Diámetro interno del tanque en pies.

82

E = Eficiencia de la junta 0.85 cuando es radiografiado por zonas; 0.7 cuando no es

radiografiado.

G = densidad relativa del liquido a almacenar; en ningún caso menor a 1.

H = Altura en pies.

t = Espesor mínimo requerido de la placa en pulgadas.

2.6 x 4.43 ft. x (2.62 ft. – 1 ) x 1.063 + CA

t = -------------------------------------------------

0.7 x 21000

3.048x10¯¹m

t = 1.3x10¯ᶟ ft. [-------------------] = 3.96x10¯⁴ m

1 ft.

t = 3. 96x10¯⁴ m = 0.396 mm. + 2mm (CA) = 2.396 mm. 2.5 mm.

4.8.4. Calculo de la potencia requerida en el agitador de la marmita.

DATOS :

D = Diámetro 0.7 m.

N = Velocidad angular. 6.28 rad/seg. (50 r.p.m)

ᵹ = Densidad 1063 Kg / mᶟ

μ = Viscosidad. 14.5 gr/m x seg. = 0.011 kg/m x seg.

gc = Kg x m/ N x seg²

Calculo de numero de reinolds

D² x N x ᵹ

# Re = -------------------

μ

83

(0.7 m)² x 6.28 rad/seg x 1063 Kg/mᶟ

# Re = -----------------------------------------------------

0.0145 Kg/m x seg.

# Re = 2.25x10⁵

K = 0.32

Potencia requerida

DATOS :

P = potencia.

K = Factor de potencia.

ᵹ = Densidad.

N = Velocidad angular.

D = Diámetro de hélice (asumida en el diseño)

K

P = ------- ( ᵹ x Nᶟ x D⁵)

gc

0.32 6.28 rad

P = [--------------------][1063 Kg/mᶟ] [--------------------]ᶟ [0.38m]⁵

Kgxm/Nxseg² seg

P = 667.54 watts = 0.06675 Kwatts [1.341 HP/1Kwatts] = 0.895 HP.

84

4.8.5. Requerimiento de masa de vapor de agua en la marmita

Q = masa x calor latente de vaporización

102.7265 Kj/s

m = ----------------------------- = 0.04552 Kg/s [3600 s/1 hr] = 164 Kg/hr

2257 Kj/Kg

m =164 lt/hr [1 mᶟ/1000 lt] = 0.164 mᶟ/hr

4.8.6. Calculo de espesor de aislante térmico en la marmita

Datos :

Q

---- ≤ 13.96 w/m²

A

k= 0.036 w/mºC

dt = (28 – 87)ºC = - 59ºC

dx= Espesor del aislante determinado por tanteo.

Q

---- = -k dT/ dx

A

85

Q

---- = [-0.036 w/mºC] -59ºC

A -----------

0.16m

Q

---- = 13.27 w/m² ≤ 13.96 w/m²

A

dx= 0.16m

En la presente investigación se establece que la marmita tendrá las siguientes

dimensiones como se aprecia en el siguiente cuadro: 1.35 m de diámetro interno, 0.8m

de alto, 0.16m de aislante térmico, soporte 0.4m, construida en acero inoxidable AISI

304. Posee una tapa desmontable para la limpieza en la cual descansa el motor de 1 HP

y el moto reductor de 60 r.p.m el cual esta conectado a un agitador de hélice marina de

0.38m de diámetro.

Accesorios: un manómetro de presión, un termómetro para control de la temperatura del

producto y otro para la temperatura del vapor generado por el producto, una válvula de

mediogiro para entrada de vapor de 1 pulg., una válvula de medio giro para entrada de

producto de 1 pulg., una válvula de descarga de aire de 1 pulg., una válvula de salida del


1

2

4

6

3

5

7

9

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10

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4.9 Balance de costos:

Tabla Nº 4

Análisis de costos de la mermelada de kiwi con estevia

Materia prima e

insumos Unidad Cantidad

Precio

Unitario Precio Total

Kiwi Kg 100 0,2 20

Estevia Kg 1.7049 0.0166 (gr) 28.416

Pectina Kg 0.028 0.01(gr) 0.28

Bicarbonato Sódico Kg 0.2842 0.1(gr) 2,84

Frascos de vidrio Unid. 51 0,1 5.1

Energía Kw 4 0,1 0,4

Gas Kg. 1,5 0,5 0,75

Movilización 2 2

Subtotal 59.786

Utilidad 50% 29.893

Total costos 89.679

Fuente: Michael Ribadeneira Naranjo. 2010

El costo del producto de 275ml es de 1.76 dólares.

Con el balance de costos podemos determinar que el producto puede ser ser vendido a

un precio similar a la de las demás mermeladas existentes en el mercado con un costo

final de 1.76 dólares.

CAPITULO V

CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. CONCLUCIONES:

Al finalizar el presente trabajo de investigación se concluye lo siguiente:

Para la elaboración de mermelada de kiwi se debe utilizar fruta en madurez optima,

con textura suave color verde oscuro, olor agradable, sin golpes ni cortes. La estevia

debe ser pura y en polvo, sin humedad, para que la mermelada producida sea de

excelente calidad.

Con la tecnología aplicada en esta investigación se determino que los parámetros

óptimos de elaboración de mermelada es la combinación de tratamientos A3B1C1

que corresponde 3% de estevia, 0.05 de pectina y 0,5% de bicarbonato sódico en

base a la cantidad de fruta.

El tratamiento con mejor aceptación fue la muestra 2 ya que las personas

encuestadas dijeron que la muestra 2 tiene un muy buen sabor, color, olor así lo

determinan las encuestas en sus respectivas degustaciones, esto es un indicativo que

se la puede comercializar sin problema.

Para en control de calidad realizado en la mermelada de kiwi con estevia se

comparó los resultados con lo de la norma norma NTC-285, de lo cual el producto

obtenido cumple con los estándares establecidos.

El tratamiento que contenga mayor porcentaje de estevia fue el que mas agradó en

las degustaciones debido a que tuvo mejor sabor.

Al elaborar la mermelada de kiwi con estevia el rendimiento obtenido fue del

23.75% valor representativo a nivel de frutas exóticas en la elaboración de

mermeladas que es bajo. El rendimiento del producto fue de 23.75%.

Devido que para la elaboración del producto se utilizo estevia que es un edulcorante

natural que se lo puede emplear en la alimentación de personas diabéticas.

Se calculo el diseño de una marmita con capacidad de 100 Kg y sus dimensiones

son: 1.35 m de diámetro interno, 0.8m de alto, 0.16m de aislante térmico, soporte

0.4m, construida en acero inoxidable AISI 304. Posee una tapa desmontable para la

limpieza en la cual descansa el motor de 1 HP y el moto reductor de 60 r.p.m el cual

esta conectado a un agitador de hélice marina de 0.38m de diámetro, un manómetro

de presión, un termómetro para control de la temperatura del producto y otro para la

temperatura del vapor generado por el producto, una válvula de mediogiro para

entrada de vapor de 1 pulg., una válvula de medio giro para entrada de producto de

1 pulg., una válvula de descarga de aire de 1 pulg., una válvula de salida del


5.2. RECOMENDACIONES:

Una vez concluido este tema de investigación se recomienda.

Se debe tener mucho cuidado con la selección de la fruta, por sus características

externas, que no es fácil notar la maduración óptima para su cosecha, la que afectara

en el proceso de elaboración de la mermelada.

Tener en cuenta la temperatura de concentración ya que al adicionar el bicarbonato

sódico tomar un color y olor no deseado, perdiendo así sus características

organolépticas propias del producto.

Al momento de adicionar la estevia debe estar totalmente pulverulenta para evitar

grumos que pueden afectar la textura del producto.

El kiwi debe ser pelado al momento que se vaya hacer la mermelada ya que se oxida

muy rápidamente.

Se debe esterilizar los envases antes de envasar la mermelada ya que puede

contaminarse e influir en la durabilidad y calidad del producto.

Al momento de pesar las cantidades de estevia, pectina y bicarbonato sódico deben

ser exactos para que no influyan en el sabor del producto final.

BIBLIOGRAFIA:

Banchero (1989) Introducción a los Proceso de Ingeniería Química

Cuaterna CIREN – CORFEO 1998

CASP y ABRIL. 2003. Procesos de conservación de los alimentos. Segunda

edición. Editorial Mundi – Prensa España.

CLAIR. J. Batty. (1990). Fundamentos de la Ingeniería de los Alimentos.

Editorial Acribia. España.

Ciren corfo 1988. Manual del cultivo de kiwi

Church “Fundamentos de nutrición y alimentación de animales

Folleto Manuel Astudillo C. 2002 Estudio de la estevia en chile

Hernandez .A. 1998 Produccion de kiwi

LOMAS, María del Carmen. 2002. Introducción al cálculo de los procesos

tecnológicos de los alimentos. Editorial acribio. 1º edición. España.

Perry J, Manual del Ingeniero Químico

TIPPENS, Paúl. 1991. Física, Conceptos y aplicaciones. Mc GRAN Hill. 3º

edición. México.

TORO, C. & VILLANUEVA, G. 2003. Utilización de harina de morera en la

utilización de pollos de carne. Tesis de Ing. Agrop. UTEQ. Quevedo-Los Ríos.

Zuccherelli 1994 Ingerieria pecuaria del Ecuador

www.lamolina.edu.pe.

www.ciat.cgiar.org

www.engetecno.com.br.

www.consumer.es/alimentación.

http://www.lamolina.edu.pe/

http://www.ciat.cgiar.org/

http://www.engetecno.com.br/

http://www.consumer.es/alimentaci�n

ANEXO 1

Kiwi

ANEXO 2

PELADO DE LA FRUTA

ANEXO 3

FILTRADO

ANEXO 4

FORMULACION Y EVAPORACION

ANEXO 5

ETIQUETA

ANEXO 6

MERMELADA DE KIWI CON ESTEVIA

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