ESTUDIO TECNOLÓGICO PARA LA ELABORACIÓN DE PELLETS...
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS ESTUDIO TECNOLÓGICO PARA LA ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS DE PANELA GRANULADA SABORIZADOS CON ESENCIA DE MARACUYÁ PARA LA EMPRESA DULCE CORAZÓN. TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA DE ALIMENTOS ESTEFANIA GABRIELA GUERRA BELTRÁN DIRECTOR: ING. YOLANDA ARGÜELLO Quito, Junio 2014
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
ESTUDIO TECNOLÓGICO PARA LA ELABORACIÓN
DE PELLETS CÚBICOS DE PANELA GRANULADA
SABORIZADOS CON ESENCIA DE MARACUYÁ
PARA LA EMPRESA DULCE CORAZÓN.
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERA DE ALIMENTOS
ESTEFANIA GABRIELA GUERRA BELTRÁN
DIRECTOR: ING. YOLANDA ARGÜELLO
Quito, Junio 2014
© Universidad Tecnológica Equinoccial, 2014
Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo ESTEFANÍA GABRIELA GUERRA BELTRÁN, declaro que el trabajo
aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para
ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias
bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de
Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional
vigente.
_________________________
Estefanía Guerra Beltrán
C.I. 172352957-2
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Estudio
tecnológico para la elaboración de pellets cúbicos de panela
granulada saborizados con esencia de maracuyá para la
empresa Dulce Corazón” que, para aspirar al título de Ingeniero/a en
Alimentos fue desarrollado por Estefanía Guerra, bajo mi dirección y
supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las
condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos
18 y 25.
___________________
Ing. Yolanda Argüello
DIRECTOR DEL TRABAJO
C.I.180162646-4
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a Dios, que
siempre me guió y mostró el camino
para alcanzar esta meta; a mi tío
Wenseslao Beltrán y abuelito Luis
Guerra que en paz descansen.
AGRADECIMIENTO
A Dios, a mi hermano Luis Alfonso Guerra de manera muy especial por ser
mi apoyo incondicional para conseguir esta meta, a mis padres Luis y Jessy
por alentarme siempre para seguir adelante y nunca rendirme, a mis
abuelitos Teresa, Gil y Maruja por confiar en mí, a mis tíos María Teresa,
Susana, Alfonso, Ximena y Sandra por su apoyo e interés en este proyecto;
y a mis amigos Janine, María José, Tatiana, Lorena, Diana y Emilio.
A la Facultad de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Tecnológica
Equinoccial y a mi Tutora Ing. Yolanda Argüello por su guía y dedicación.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
RESUMEN ..................................................................................................... xi
ABSTRACT ................................................................................................. xiii
1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................... 1
1.1. OBJETIVO GENERAL ....................................................................... 2
1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................. 2
2. MARCO TEÓRICO .................................................................................... 3
2.1. LA CAÑA DE AZÚCAR ...................................................................... 3
2.1.1. ORIGEN ....................................................................................... 3
2.1.2. CULTIVO ..................................................................................... 3
2.1.3. VARIEDADES .............................................................................. 4
2.1.4. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DEL JUGO DE CAÑA DE
AZÚCAR ...................................................................................... 5
2.1.5. SUBPRODUCTOS DE LA CAÑA DE AZÚCAR .......................... 5
2.2. PANELA ............................................................................................. 6
2.2.1. AGROINDUSTRIA PANELERA EN EL ECUADOR ..................... 8
2.2.2. PANELA VS. AZÚCAR REFINADA ............................................. 8
2.2.3. VALOR NUTRITIVO ..................................................................... 11
PÁGINA
ii
2.2.4. PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA PANELA GRANULADA . 12
2.2.4.1. Selección de cañas maduras ................................................. 12
2.2.4.2. Apronte y limpieza .................................................................. 13
2.2.4.3. Molienda ................................................................................. 13
2.2.4.4. Pre limpieza ........................................................................... 13
2.2.4.5. Clarificación ............................................................................ 14
2.2.4.6. Evaporación y Concentración ................................................ 14
2.2.4.7. Batido ..................................................................................... 15
2.2.4.8. Tamizado ............................................................................... 15
2.2.4.9. Empaque ................................................................................ 16
2.2.4.10. Almacenamiento .................................................................. 16
2.3. ADITIVOS ALIMENTARIOS PERMITIDOS PARA PANELA
GRANULADA ................................................................................. 17
2.3.1. ANTIAGLUTINANTES ............................................................... 17
2.3.2. REGULADORES DE ACIDEZ ................................................... 17
2.4. ADITIVOS AROMATIZANTES O SABORIZANTES ........................ 17
2.5. COMPACTACIÓN DE COMPUESTOS GRANULADOS ................. 18
3. METODOLOGÍA .................................................................................... 22
3.1. CARACTERIZACIÓN DE MATERIA PRIMA ................................... 22
3.2. ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS SABORIZADOS ............ 22
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iii
3.2.1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO ............................................... 22
3.2.1.1. Pesaje 1 .............................................................................. 23
3.2.1.2. Acondicionamiento con ácido cítrico ................................... 23
3.2.1.3. Saborizado y Mezclado ...................................................... 23
3.2.1.4. Pesaje 2 .............................................................................. 24
3.2.1.5. Compactación ..................................................................... 24
3.2.1.6. Cigüeñal ............................................................................. 25
3.2.1.7. Biela .................................................................................... 25
3.2.1.8. Pistón o corredera .............................................................. 25
3.2.1.9. Tolva de Alimentación ........................................................ 25
3.2.1.10. Matriz o molde .................................................................... 25
3.2.1.11. Torquímetro ........................................................................ 25
3.2.1.6. Secado ............................................................................... 26
3.2.1.7. Envasado ............................................................................ 27
3.2.1.8. Empacado........................................................................... 27
3.3. DISEÑO DEL EXPERIMENTO ........................................................ 29
3.3.1. HUMEDAD (%) .......................................................................... 29
3.3.2. SOLUBILIDAD (%) ..................................................................... 30
3.3.3. DESMORONAMIENTO (%) ....................................................... 30
3.4. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL .............................. 31
PÁGINA
iv
3.5. ANÁLISIS ESTADÍSTICO ................................................................ 31
3.6. ACEPTABILIDAD SENSORIAL ....................................................... 32
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS ............................................................... 36
4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA .............................. 36
4.2. ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS SABORIZADOS ............ 36
4.3. EVALUACIÓN DE LOS PELLETS ................................................... 41
4.3.1. HUMEDAD (%) .......................................................................... 41
4.3.2. SOLUBILIDAD (%) ..................................................................... 43
4.3.3. DESMORONAMIENTO (%) ....................................................... 44
4.4. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL .............................. 46
4.5. ACEPTABILIDAD ............................................................................ 47
4.5.1. APARIENCIA DEL PELLET CÚBICO ........................................ 47
4.5.2. SABOR A FRUTA DE LA BEBIDA REFRESCANTE ................. 48
4.5.3. APARIENCIA DE LA BEBIDA REFRESCANTE ........................ 49
4.5.4. ACEPTABILIDAD GLOBAL ....................................................... 50
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................... 53
5.1. CONCLUSIONES ............................................................................ 53
5.2. RECOMENDACIONES .................................................................... 55
PÁGINA
v
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................ 57
ANEXOS ....................................................................................................... 62
PÁGINA
vi
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Superficie cosechada (Has) de caña de azúcar en el Ecuador 4
Tabla 2. Composición nutricional del jugo de caña de azúcar 5
Tabla 3. Producción Mundial de Panela para el año 2002 7
Tabla 4. Valor nutritivo del azúcar refinado y la panela por cada 1000 g 9
Tabla 5. Valor Nutritivo de la Panela Granulada. 11
Tabla 6. Requisitos para comercialización de panela granulada 12
Tabla 7. Método utilizado para el análisis de Humedad (%) de
la panela granulada 22
Tabla 8. Diseño experimental para pellets cúbicos de panela
granulada saborizados 29
Tabla 9. Método utilizado para el análisis de Humedad (%)
de la panela granulada 31
Tabla 10. Humedad de Panela Granulada como Materia Prima 36
Tabla 11. Rendimientos del proceso de elaboración de pellets 37
Tabla 12. Humedad (%) posterior a cada etapa del proceso 38
Tabla 13. Pérdida de peso (%) de los tratamientos durante el secado 39
Tabla 14. Humedad (%) de los tratamientos de los pellets
cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de
maracuyá 41
Tabla 15. Solubilidad (%) de los tratamientos de los pellets
cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de
maracuyá. 43
PÁGINA
vii
Tabla 16. Desmoronamiento (%) de los tratamientos de los pellets
cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de
maracuyá. 45
Tabla 17. Análisis del contenido de Humedad (%) para
tratamientos E1P2CS y E2P2CS 47
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viii
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Caña de Azúcar Saccharum officinarum 4
Figura 2. Subproductos de la caña de azúcar 6
Figura 3. Diagrama de Flujo de la elaboración de panela
granulada y en bloque 10
Figura 4. Tableteadora 19
Figura 5. Máquina compactadora de pellets 24
Figura 6. Vista transversal del cigüeñal y sus ejes 26
Figura 7. Proceso de Elaboración de pellets cúbicos saborizados
con esencia de maracuyá 28
Figura 8. Humedad (%) posterior a cada etapa del proceso 39
Figura 9. Humedad (%) posterior a cada etapa del proceso 40
Figura 10. Humedad de los tratamientos de pellets con interacción
de la concentración de esencia, presión y aplicación
o no de secado. 42
Figura 11. Solubilidad (%) de los tratamientos de pellets con interacción
de la concentración de esencia, presión y aplicación
o no de secado 44
Figura 12. Desmoronamiento (%) de los tratamientos de pellets
con interacción de la concentración de esencia,
presión y aplicación o no de secado. 46
Figura 13. Análisis sensorial de la apariencia del pellet cúbico 47
Figura 14. Análisis sensorial del sabor a fruta de la bebida refrescante 48
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ix
Figura 15. Análisis sensorial de la apariencia de la bebida refrescante 49
Figura 16. Análisis sensorial de la aceptabilidad global del producto 50
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x
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO I 62
MÉTODOS UTILIZADOS PARA SABORIZAR PANELA GRANULADA
ANEXO II 63
COMPACTACIÓN DE PELLETS Y PRESIONES UTILIZADAS
ANEXO III 64
PROCESO DE ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS DE PANELA
GRANULADA SABORIZADOS
ANEXO IV 64
RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE HUMEDAD DE LOS PELLETS
SABORIZADOS
ANEXO V 66
ANÁLISIS DE SOLUBILIDAD DE PELLETS CÚBICOS SABORIZADOS
ANEXO VI 67
ENCUESTA PARA PRUEBA DE ACEPTABILIDAD
ANEXO VII 68
ANÁLISIS SENSORIAL DEL PRODUCTO FINAL
ANEXO VIII 68 FICHA TÉCNICA DE LA ESENCIA DE MARACUYÁ
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xi
RESUMEN
El objetivo de este estudio fue elaborar pellets cúbicos de panela granulada
saborizados con esencia de maracuyá para disolverlos en agua y obtener
una bebida refrescante; para este fin se diseñó y construyó una máquina
compactadora de acero inoxidable para panela granulada saborizada. Se
inició realizando pruebas preliminares para determinar el mejor método de
saborizado y el rango de presiones de la máquina compactadora a utilizar.
Luego se estructuró el proceso de elaboración de los pellets cúbicos y se
diseñó el experimento, se estudió el porcentaje de rendimiento durante el
proceso, el porcentaje de humedad después de cada etapa de producción y
el porcentaje de pérdida de peso de los pellets luego del secado. Después
de realizar el análisis estadístico se caracterizó el producto final con la
determinación del contenido de humedad, el porcentaje de solubilidad y el
porcentaje de desmoronamiento; y se envío a un laboratorio externo dos
muestras de los mejores tratamientos para hacer análisis de humedad,
requisito necesario de acuerdo a la NTE INEN 2332; posteriormente se
realizó una prueba de aceptabilidad del producto final donde se evaluó la
apariencia del pellet, el sabor a fruta y la apariencia de la bebida refrescante
y la aceptabilidad global, para lo cual se utilizó una escala hedónica de 0 a
10 donde 0 significa ”me disgusta muchísimo ” y 10 “me gusta muchisimo”.
Como resultados en pruebas preliminares se obtuvo que el mejor método de
saborizado fue el método por spray o atomizador, el rango de presiones de
la máquina compacadora para la producción de pellets era de 4 525 a 6 775
kPa. La etapa de menor rendimiento del proceso fue la compactación para
los tratamientos E1P2CS (1% esencia, 6 775 kPa, con secado) y E1P2SS
(1% esencia, 6 775 kPa, sin secado) debido a la menor cantidad de esencia
(lubricante) y mayor presión utilizadas. Los tratamientos con 2% de esencia
experimentaron el mayor incremento de contenido de humedad que fue del
94.7%, y en aquellos sometidos a secado la pérdida de esta variable fue en
promedio del 10.12%. Los pellets durante el proceso de secado perdieron en
promedio el 0.21% de peso; sin embargo los tratamientos con 2% de
xii
esencia tuvieron la menor pérdida de peso (0.17%) por la mayor presencia
de componentes orgánicos que al no ser fuente de agua no se evaporaron
en esta etapa. Se aplicó un diseño experimental AXBXC que tenía 3
factores: concentración de esencia con 1 y 2%, presión con 4 525 y 6 775
kPa, y aplicación o no de secado. En la evaluación del producto final se
determinó que para el contenido de humedad todos los tratamientos se
encontraban dentro de la NTE INEN 2332 (Humedad máxima de panela
granulada = 3%), para % solubilidad no se obtuvieron diferencias
significativas, todos los tratamientos tenían un % solubilidad del 91 al 95%; y
para % de desmoronamiento si se obtuvieron diferencias significativas, los
tratamientos con los menores valores para esta variable fueron: para la
concentración de esencia 1% el E1P2CS (1% esencia, 6 775 kPa, con
secado) y para la concentración de esencia 2% el E2P2CS (2% esencia, 6
775 kPa, con secado) con 0.050 y 0.065 % desmoronamiento
respectivamente. Con estos dos tratamientos se realizó la prueba de
aceptabilidad, para la cual no se obtuvieron diferencias significativas, pero se
obtuvo un valor de 7 sobre 10 en la escala hedónica, lo cual muestra que el
producto tiene aceptación en el mercado y les gusta a los consumidores. Se
decidió que el mejor tratamiento es el E2P2CS (2% esencia, 6 775 kPa, con
secado) ya que al tener una mayor concentración de esencia, se asegura
que el aroma a maracuyá del pellet perdure por más tiempo, contribuyendo a
alargar la la vida útil del producto.
xiii
ABSTRACT
The aim of this study was to develop cubic pellets granulated sugar flavored
with essence of passion fruit to dissolve in water and get a refreshing drink
and to this end we designed and built a compacting machine stainless steel
for flavored granulated sugar. It began conducting preliminary tests to
determine the best flavored method, the pressure range of the compacting
machine to use. The process of preparation of cubic pellets is then structured
and the experiment was designed, the yield percentage was studied during
the process, the moisture content after each stage of production and the
percentage weight loss of the pellets after drying. After statistical analysis the
final product was characterized with moisture content determination, the %
solubility and % breakdown for each concentration of essence. Two samples
of the best treatments were send to an external laboratory for moisture
analysis, necessary requirement according to the NTE INEN 2332; later a
test of acceptability of the final product was done, where we evaluated the
appearance of the pellet, the fruit flavor and appearance of the refreshing
drink, and the overall acceptability, using an hedonic scale of 0 to 10 where 0
means " I dislike very much" and 10 " I like a lot ". As results in preliminary
tests it was found that the best flavored method was the spray method, the
range of pressures of the compacting machine for pellet production was 4
525 to 6 775 kPa. The stage of lower yield of the process was the
compaction for treatments E1P2CS (1% essence, 6775 kPa, with drying) and
E1P2SS (1% essence, 6775 kPa, without drying) due to the smaller amount
of essence (lubricant) and higher pressure used. Treatments with 2%
essence experienced the greatest increase in moisture content with 94.7%;
and for those ones submitted to drying, the loss of this variable was 10.12%.
The pellets during the drying process lost on average 0.21% by weight,
however treatment with 2% of essence had the lowest weight loss (0.17%),
because of the high presence of organic components that are not a source of
water, so they cannot be evaporated at this stage. An experimental design
AXBXC was applied; which had 3 factors: Concentration of essence with 1
xiv
and 2 %, pressure 4 525 and 6 775 kPa, and drying application or not drying
application. In the evaluation of the final product it was determined that for
the moisture content all treatments were within the NTE INEN 2332 (
maximum moisture of granulated Sugar = 3 % ) , for % solubility no
significant differences were obtained , all treatments had a solubility of 91 %
to 95 %; and for % breakdown significant differences were founded,
treatments with the lowest values for this variable were: for the concentration
of 1% essence the E1P2CS (1% essence , 6 775 kPa , with drying ) and for
the concentration of 2% essence the E2P2CS (2% essence , 6 775 kPa ,
with drying ) with 0.050 and 0.065 % breakdown respectively. With these two
treatments acceptability test was performed, for which no significant
differences were obtained, but an average value of 7 out of 10 on the
hedonic scale was obtained, which shows that the product has market
acceptance and the consumers like it. It was decided that the best treatment
is the E2P2CS (2% essence, 6 775 kPa, with drying) and that having a
higher concentration of essence, ensures the pellet passion fruit aroma last
for longer, helping to extend the product life.
1. INTRODUCCIÓN
1
1. INTRODUCCIÓN
La panela en sus diferentes presentaciones constituye un alimento muy
importante en la dieta de los pueblos andinos y otros alrededor del mundo,
posee distintos nombres de acuerdo al lugar de donde se origina así:
chanchaca, piloncillo, raspadura, gur, etc. Su materia prima que es la caña
de azúcar Saccharum officinarum, es la principal fuente de sacarosa del
mundo, y representa un 70% del total de la producción de azúcar (Bolívar,
2005).
En el Ecuador el consumo de panela aumenta cada vez más, debido a las
propiedades nutritivas que ésta posee; la panela granulada y la panela en
bloque son las presentaciones más comunes de este producto. La mayoría
de unidades productivas de panela se encuentran situadas en áreas rurales
donde se elabora este producto de forma artesanal; lo que hace que en el
mercado formal e informal exista una alta competencia de este producto; y
para las empresas tecnificadas y organizadas como ”Dulce Corazón” resulta
difícil competir con los precios bajos que ofrecen estas pequeñas unidades
productoras que en la mayoría de los casos no cuentan con registros
sanitarios ni con instalaciones apropiadas para la producción de panela. Por
esta razón es necesaria una diversificación de este producto, dándole un
valor agregado atractivo para el cliente; de aquí nace la Panela Granulada
Saborizada con distintas esencias, y en presentaciones de cubitos o pellets
que se disuelven en agua, para obtener finalmente una bebida refrescante
de panela saborizada.
2
1.1. OBJETIVO GENERAL
Elaborar pellets cúbicos de panela granulada saborizados con esencia de
maracuyá solubles en agua para la obtención de bebidas refrescantes en la
empresa “Dulce Corazón”.
1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
- Determinar la mejor combinación de concentración de esencia,
presión y secado.
- Determinar el contenido de humedad del producto final y comprarlo
con normas de referencia.
- Determinar la aceptabilidad sensorial del producto final.
2. MARCO TEÓRICO
3
2. MARCO TEÓRICO
2.1. LA CAÑA DE AZÚCAR
2.1.1. ORIGEN
La caña de azúcar Saccharum officinarum, pertenece a la familia de las
gramíneas; es originaria de Nueva Guinea (8 000 a 15 000 años a.C.), luego
fue introducida a la China, India, Hawái, África Oriental, Madagascar, Medio
Oriente y el Mediterráneo; posteriormente su cultivo se difundió hacia las
islas del Atlántico, y fue Cristóbal Colón en su segundo viaje quien la
introdujo a América en 1 943 (Osorio, 2007).
2.1.2. CULTIVO
Esta Gramínea se cultiva en climas tropicales y cálidos donde la temperatura
oscila entre los 25 y 33° C, se adapta desde el nivel del mar hasta los 2 200
msnm; luego de la siembra el primer corte se hace de los 18 a 24 meses y
posteriormente se cosecha en ciclos de 3 a 4 meses (Subirós, 2000).
Posee un tallo macizo de 2 a 5 m de altura y su diámetro varía de 5 a 6 cm
como se ilustra en la Figura 1, éste contiene la mayor cantidad de
carbohidratos o azúcares de la planta que son extraídos industrialmente para
la obtención de sus principales derivados (melaza, cachaza, azúcar refinada,
panela, etc.) (Guerrero, 1999).
4
El cultivo de caña de azúcar en el Ecuador ha tenido un alza importante en
los últimos años como se muestra en la Tabla 1; al 2 011 la mayor
producción se da en la región Costa con 71 102 hectáreas cosechadas,
seguida de la región Sierra con 15 353; las provincias más representativas
son Guayas con 69 870 has, Loja con 7 798 has, y Cañar con 5 657 has
(INEC, 2011).
Tabla 1. Superficie cosechada (Has) de caña de azúcar en el Ecuador
(INEC, 2011).
2.1.3. VARIEDADES
Las variedades más comunes que se cultivan en el Ecuador son: POJ,
Cubana, Puerto Rico, Morada de Fruta, Campus Brasil; de las cuales las
más aptas para producción de panela son Puerto Rico, Campus Brasil y POJ
por su alto contenido de sólidos solubles, rendimiento y velocidad de
clarificación (Quezada, 2007).
2007 2008 2009 2010 2011
Total Nacional 96 817 97 165 106 825 106 928 86 455
Región Sierra 23 922 18 184 21 193 21 033 15 353
Región Costa 72 894 78 981 85 633 85 895 71 102
Figura 1. Caña de Azúcar Saccharumofficinarum
5
2.1.4. COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DEL JUGO DE CAÑA DE
AZÚCAR
En la Tabla 2 se muestra la composición nutricional del jugo de caña de
azúcar.
Tabla 2. Composición nutricional del jugo de caña de azúcar
Componente %
Agua 74.5
Azúcares 14
Fibra 10
Cenizas 0.5
Compuestos
Nitrogenados
0.4
Ácidos, Grasas y
Pectina
0.6
(Mosquera, Carrera, & Villada, 2007).
Los azúcares que contiene el jugo de caña son: sacarosa (12,5%), glucosa
(0,9%) y fructuosa (0,6%) (Mosquera et al., 2007).
2.1.5. SUBPRODUCTOS DE LA CAÑA DE AZÚCAR
De acuerdo a CORPOICA (2007), la caña de azúcar posee un alto contenido
de azúcares que varían principalmente por la variedad de la caña, la
temperatura y altitud de la zona de cultivo, las horas luz recibidas y el
tiempo de corte; consecuentemente debido a todos éstos factores los
subproductos de esta gramínea también varían en función de la
concentración de azúcares, es así que cañas con 22 % Sólidos Solubles son
utilizadas para la elaboración de azúcar refinada, panela, melaza, miel
6
hidrolizada, etc., y cañas con menores porcentajes de sólidos solubles son
utilizadas para la producción de aguardiente, de esta manera la
industrialización del jugo de caña sigue dos caminos, la fermentación y la
concentración de azúcares como se muestra en la Figura 2.
Figura 2. Subproductos de la caña de azúcar
2.2. PANELA
La panela es un producto que se obtiene de la concentración de azúcares
del jugo de caña, de acuerdo a la temperatura de punteo, °Brix finales de
las mieles y procesos posteriores a la concentración ésta puede dividirse
principalmente en: bloque y granulada. Está compuesta en mayor proporción
por sacarosa y en menor por azúcares invertidos (glucosa y fructuosa)
(Moreno, 2007).
7
Este producto, al igual que su materia prima, la caña de azúcar, se origina
en Nueva Guinea (8 000 a 15 000 años a.C.), luego fue introducida al resto
de países productores como parte de su cultura: India, Pakistán, China,
Filipinas, Nigeria, etc., y a América llegó junto con la colonización en 1 943.
De acuerdo al país o zona donde se produce, ésta toma varios nombres así
Papelón en Centro América, Piloncillo en México, Chancaca en Bolivia y
Perú, Raspadura en Ecuador, Gur en la India, Muscovado Sugar en
Filipinas, Black Sugar en Japón y Taiwan, Jaggery y Khandsari en el Sur de
Asia, etc., (Fedepanela, 2009).
Según estadísticas de la FAO 25 países alrededor del mundo producen
panela en sus diferentes presentaciones, la Tabla 3 indica la producción
mundial de panela para el año 2002; no se tienen cifras actualizadas en este
tema debido a que la FAO a partir del 2003 clasificó a la producción de
panela dentro del grupo “Caña de azúcar y cultivos azucareros NC”, lo que
dificultó la obtención de esta información (FAO & OMS, 2011).
Tabla 3. Producción Mundial de Panela para el año 2002
(FAO & OMS, 2011)
Puesto País Producción Año 2002 (ton)
1 India 7 214 000
2 Colombia 1 470 000
3 Pakistán 600
4 Myanmar 610
5 Bangladesh 298
6 China 400
7 Brasil 210
8 Filipinas 127
9 Guatemala 44
10 Mexico 37
11 Perú 28
12 Kenya 23
13 Honduras 21
14 Haití 21
15 Uganda 15
16 Nigeria 14
8
2.2.1. AGROINDUSTRIA PANELERA EN EL ECUADOR
La agroindustria panelera en el Ecuador no se encuentra totalmente
desarrollada a pesar de que forma parte importante de la cultura de los
ecuatorianos y de su dieta diaria, una muestra de aquello es que la
elaboración de este producto se realiza mayormente en áreas rurales en las
viviendas de los campesinos que viven de esta actividad; pocas son las
plantas de producción de panela granulada y en bloque que cumplen con
especificaciones de calidad y Buenas prácticas de Manufactura a diferencia
de Colombia, país de América Latina definido por la FAO como
representativo en esta actividad, ya que ocupa el segundo lugar en el mundo
en producción de panela luego de la India (Rodríguez, 2004).
A pesar de que la industria panelera en nuestro país no está siendo
explotada ampliamente, el Ecuador exporta panela a Italia, España,
Alemania, Holanda, Estados Unidos de América, Colombia y Egipto con un
total de 763 toneladas en el año 2 008, siendo Italia el país que más importa
panela de Ecuador con 292 toneladas al año (FAO & OMS, 2011).
2.2.2. PANELA VS. AZÚCAR REFINADA
La diferencia entre ambos edulcorantes radica principalmente en el proceso
de elaboración, apariencia y en el valor nutritivo; el proceso de elaboración
de azúcar refinada es mucho más complejo y extenso que el de panela.
La panela en cualquiera de sus presentaciones es más natural que el azúcar
blanco o refinado, según el Instituto Anboisse de Francia & CODEX (2010)
ésta aporta a la dieta una mayor cantidad de nutrientes como Vitaminas,
minerales, proteínas y monosacáridos como se indica en la Tabla 4.
Además de las diferencias de composición nutricional, también existen
diferencias de tipo organoléptico como color, la panela es café obscura y el
azúcar refinado es blanco; aroma, cada edulcorante tiene su propio olor y
9
sabor que se pueden diferenciar fácilmente; los cristales son mucho más
visibles en el azúcar refinado que en la panela, ya que en ésta última no se
lleva a cabo el proceso de centrifugación en el cual se separan los cristales
de la melaza como sucede para el azúcar blanco (Bolívar, 2005). La Figura 3
muestra los procesos de producción ambos productos.
Tabla 4. Valor nutritivo del azúcar refinado y la panela por cada 1000 g
COMPONENTE AZUCAR REFINADO PANELA
Sacarosa (g) 99.6 72 a 78
Fructuosa (g) 1.5 a 7
Glucosa (g) 1.5 a 7
Minerales
Potasio (mg) 0.5 a 1.0 10 a 13
Calcio (mg) 0.5 a 5.0 40 a 100
Magnesio (mg) 70 a 90
Fósforo (mg) 20 a 90
Sodio (mg) 0.5 a 0.9 19 a 30
Hierro (mg) 0.5 a 1.0 10 a 13
Manganeso (mg) 0.2 a 0.5
Zinc (mg) 0.2 a 0.4
Fluor (mg) 5.3 a 6.0
Cobre (mg) 0.1 a 0.9
Vitaminas
Provitamina A (mg) 2
Vitamina A (mg) 3.8
Vitamina B1 (mg) 0.01
Vitamina B2 (mg) 0.06
Vitamina B5 (mg) 0.01
Vitamina B6 (mg) 0.01
Vitamina C (mg) 7
Vitamina D2 (mg) 6.5
Vitamina E (mg) 111.3
Vitamina PP (mg) 7
Proteína (mg) 280
Energía (cal) 384 312
(Instituto Anboisse de Francia & CODEX, 2010)
10
Mieles
Gránulos panela
2.3. PANELA GRANULADA
Malla 2mm
RECEPCIÓN Y LIMPIEZA
Tallos maduros de caña de azúcar
LAVADO Agua
MOLIENDA Bagazo
PRELIMPIEZA Impurezas
CLARIFICACIÓN
EVAPORACIÓN
CONCENTRACIÓN
Floculantes Cachaza ° T: 75 - 85°C
° T: 90 - 100°C
70°Brix
Antiespumantes
° T: 118-122 °C
88 - 94 °Brix
° T: 125-128°C
96 - 98 °Brix
Panela en bloque Panela granulada
MOLDEO BATIDO
ENFRIAMIENTO ENFRIAMIENTO
TAMIZADO
EMPAQUE
PESAJE
10 - 15 min
ALMACENAMIENTO
DESMOLDE
EMPAQUE
PESAJE
ALMACENAMIENTO
Figura 3. Diagrama de Flujo de la elaboración de panela granulada y en bloque
(CORPOICA, 2007)
11
La norma INEN 2002 define a la panela granulada como el “Producto
obtenido por concentración de los jugos de caña de azúcar, hasta la
obtención de un jarabe espeso permitiendo a continuación que el jarabe se
solidifique y granule por batido”.
2.2.3. VALOR NUTRITIVO
La panela granulada está compuesta principalmente por carbohidratos o
azúcares de los cuales la sacarosa se encuentra en mayor proporción (80%)
y la glucosa y fructuosa en menor, éstos últimos son llamados azúcares
reductores o invertidos, y representan un mayor valor biológico en la
alimentación que la sacarosa; este producto es también fuente de vitaminas
y minerales importantes para la dieta diaria (Narváez, 2002).
En la tabla 5 se muestra el valor nutritivo de la Panela Granulada.
Componentes en 100 g
Carbohidratos (g) 97 Grasa (g) 0.35
Sacarosa (g) 89.5 Fibra (g) 0.01
Glucosa (g) 4.5 Ceniza (g) 1.7
Fructuosa (g) 4.5 Agua (g) 1.9
Proteína (g) 0.74 Energía (Cal) 378
Minerales (mg) Vitaminas (mg)
Potasio 535.0 Pro vitamina A 2.00
Calcio 170.0 A 3.80
Magnesio 29.0 B1 0.01
Fósforo 133 B2 0.06
Sodio 23 B5 0.01
Hierro 2.5 B6 0.01
Zinc 2.8 C 7.00
Cobre 0.6 D2 6.5
Flúor 5.3 E 111.3
Manganeso 0.2 PP 7.00
(Narváez, 2002)
Tabla 5. Valor Nutritivo de la Panela Granulada.
12
Los principales requisitos que la panela granulada debe cumplir para poder
ser comercializada de acuerdo a la Norma INEN 2002 son:
Tabla 6. Requisitos para comercialización de panela granulada
Requisito Min Max
Color T (550 nm) 30 75
Azúcar Reductor % 5.5 10
Sacarosa % 75 83
Humedad % -- 3
pH 5,9 --
(INEN, 2002)
Según Mujica et al (2008) la calidad de la panela depende de la variedad de
la caña y de la temperatura de punteo durante el proceso de concentración.
2.2.4. PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA PANELA GRANULADA
2.2.4.1. Selección de cañas maduras
La madurez de la caña depende de algunos factores como: la variedad, la
altura sobre el nivel del mar a la que es cultivada y la edad de cosecha. Para
la producción de panela se requieren cañas maduras que posean igual o
semejante concentración de azúcares en la base y en la parte terminal del
tallo; esto se conoce con el cálculo del índice de madurez para lo cual se
mide el % de sólidos solubles con un refractómetro de las dos partes del tallo
antes mencionadas; se divide el valor de la parte superior para el de la base;
si este resultado es menor a 0.95 es una caña inmadura, si está entre 0.95 y
1 es una caña madura adecuada para la producción de panela, y si es mayor
a 1 entonces la caña es sobremadura (Osorio, 2007).
13
2.2.4.2. Apronte y limpieza
Una vez seleccionadas las cañas, estas se cortan, recolectan y transportan
hacia el área de producción; a ésta última actividad se le denomina apronte;
luego las cañas se limpian con cepillos para disminuir las impurezas como
hiervas, tierra etc.; y dependiendo de la época del año incluso se las lava
para retirar el lodo presente en los tallos generado por el invierno (INVIMA,
2009).
2.2.4.3. Molienda
A través de la molienda se extrae el jugo de caña que tiene de 16 a 22 %
sólidos solubles, dentro de este proceso dependiendo del tipo de molino que
se utilice se obtienen porcentajes de extracción del 50 al 60%; el
subproducto que se obtiene es el bagazo el cual es sometido a procesos de
secado y sirve como combustible para los hornos paneleros (FUNAC-
ASCAPAM, 2002).
2.2.4.4. Pre limpieza
Consiste en la separación y eliminación de las impurezas gruesas presentes
en el jugo de caña a través de medios físicos a temperatura ambiente; para
esta operación se ha diseñado los prelimpiadores cuya función es separar
las impurezas del jugo por diferencia de densidades; así la tierra precipita al
fondo y lo más liviano como hiervas, insectos, etc. flotan en la superficie
(CORPOICA, 2007).
14
2.2.4.5. Clarificación
El jugo de caña luego de pasar por los prelimpiadores pasa a la primera
paila recibidora donde se lleva a cabo el proceso de clarificación que se
realiza para extraer las ceras, gomas, grasas o pigmentos que a través de
un calentamiento de 75 a 85 °C y la adición de sustancias floculantes o
mucílagos flotan en la superficie y toman el nombre de cachaza, esta es
retirada por medios físicos y se utiliza como alimento para animales. Las
sustancias floculantes o mucilagos pueden ser naturales como la yausabara
(planta angiosperma) o la corteza del balso y químicas o artificiales como la
cal o el hidrosulfito de sodio; el uso de éstas últimas se encuentra prohibido
de acuerdo a la legislación de algunos países (Quezada, 2007).
2.2.4.6. Evaporación y Concentración
El jugo de caña descachazado pasa a las siguientes pailas recibidoras
donde se lleva a cabo la evaporación a una temperatura de 90 a 100° C, en
esta operación el jugo de caña se convierte en miel la cual alcanza 70%
sólidos solubles.
En el proceso de concentración para panela granulada las mieles alcanzan
temperaturas de 125 a 128 °C y 98% sólidos solubles, y para panela en
bloque 118 a 122°C y 88% sólidos solubles; esta operación se realiza en las
ultimas pailas que se denominan pailas punteadoras, ya que es aquí en
donde las mieles llegan al punto final de concentración y tienen un pH de
5.8 (CORPOICA,1999).
Durante este proceso se suele adicionar antiespumantes que pueden ser
grasas o aceites vegetales que evitan el derramamiento de las mieles y que
éstas se adhieran a las paredes de las pailas recibidoras (FUNAC-
ASCAPAM, 2002).
15
Luego de la operación de concentración para panela granulada se procede a
realizar el batido y si se desea elaborar panela en bloque se realiza el
moldeo que consiste en pesar y depositar las mieles en moldes de diferentes
formas y materiales, se deja solidificar y enfriar para desmoldar y obtener
finalmente bloques de panela de distintas características de acuerdo a lo
requerido (INVIMA, 2009).
2.2.4.7. Batido
Una vez que las mieles han llegado al punto de panela granulada se retiran
del calor a recipientes denominados bateas donde se someten a un proceso
de batido intensivo e intermitente que dura de 15 a 20 minutos dependiendo
de la magnitud del lote que se esté procesando; normalmente en trapiches
de áreas rurales esta operación se realiza manualmente con dos operarios
utilizando grandes paletas, pero en plantas industrializadas de
procesamiento de panela granulada se utilizan máquinas con mecedores o
aspas que baten las mieles por tiempos y a velocidades estándar, lo que
permite obtener características constantes en todos los lotes de producción
como son el color, humedad y granulometría. Luego de este proceso se
enfría la panela granulada a temperatura ambiente manteniendo un batido a
velocidad media por aproximadamente 30 minutos, al observar la formación
de gránulos o cristales de panela y cuando la temperatura del producto
alcanza aproximadamente los 30 °C se procede a la siguiente operación
que es el tamizado (Osorio, 2007).
2.2.4.8. Tamizado
Durante este proceso la panela granulada termina el enfriamiento al pasar
por tamices de 2 mm de diámetro; granulometría establecida en la Norma
Técnica Ecuatoriana INEN 2002.
16
Los gránulos que no pasan por los tamices, es decir que tienen una mayor
granulometría debido probablemente a un batido deficiente se muelen,
tamizan y se vuelven a añadir al producto (Quezada, 2007).
2.2.4.9. Empaque
Para el empaque de panela granulada se debe considerar su
higroscopicidad. Según Macías, García & Galvis (1990) la panela granulada
es higroscópica, es decir que al estar expuesta al ambiente puede absorber
o perder humedad dependiendo de las condiciones climáticas del medio en
el que se encuentre; haciendo que esto disminuya o aumente su vida útil;
por esta razón el empaque de este producto es un punto crítico a controlar;
los materiales de empaque más adecuados para panela granulada son
aquellos de mayor barrera como los plásticos termoencogibles o el
polipropileno biorientado (CORPOICA, 1990).
2.2.4.10. Almacenamiento
La panela granulada una vez empacada debe ser almacenada en una
bodega donde la humedad relativa sea menor al 65% para evitar su fácil
deterioro; además que debe cumplir con las normas de Buenas Prácticas de
Manufactura como es el estar exenta de plagas de cualquier tipo, debe ser
exclusiva para almacenar producto terminado y no otro tipo de productos,
insumos o químicos (CORPOICA, 2007).
17
2.3. ADITIVOS ALIMENTARIOS PERMITIDOS PARA PANELA
GRANULADA
Un aditivo alimentario es una sustancia que se adiciona a los alimentos con
fines tecnológicos en cualquiera de las etapas del proceso productivo desde
la fabricación hasta el almacenamiento; no se consume como un alimento ni
constituye un ingrediente básico (CODEX, 1995).
Los aditivos alimentarios permitidos para panela granulada y sus límites
máximos de dosificación según el CODEX son:
2.3.1. ANTIAGLUTINANTES: Carbonato de Magnesio (1.5%), dióxido de
silicio amorfo (1.5%), silicato de calcio (1.5%).
2.3.2. REGULADORES DE ACIDEZ: Bicarbonato de sodio (1%), carbonato
de calcio (1%), ácido cítrico (0.3%), hidróxido de calcio (0.5%).
2.4. ADITIVOS AROMATIZANTES O SABORIZANTES
Son sustancias o mezclas de ellas que poseen propiedades aromáticas
capaces de proveer o incrementar el aroma y/o el sabor de los productos
alimenticios (Coultate, 2007). Éstos pueden clasificarse en Naturales o
Sintéticos; denominándose naturales a aquellos obtenidos por métodos
físicos, microbiológicos o enzimáticos a partir de materias primas de origen
animal o vegetal que se utilizan en la dieta humana y contienen sustancias
aromáticas; y sintéticos a aquellos obtenidos por procesos químicos. Los
aromatizantes naturales pueden ser: aceites esenciales, obtenidos por
arrastre de vapor; extractos por agotamiento en frío o en caliente con
disolventes permitidos; bálsamos, oleorresinas y oleogomorresinas,
obtenidos por exudación libre o provocada de algunas especies vegetales; y
las sustancias aromatizantes naturales aisladas por procesos físicos,
18
microbiológicos o enzimáticos a partir de materias primas aromatizantes
naturales. Los aromatizantes sintéticos son: idénticos a los naturales
obtenidos por aislamientos o síntesis química a partir de materias primas de
origen animal o vegetal; y los artificiales son aquellos que han sido obtenidos
por síntesis pero no a partir de productos de origen animal o vegetal sino a
partir de otros compuestos o sustancias químicas (Burns, 2003).
También existen los aromatizantes de reacción o de transformación que son
obtenidos en la industria por calentamiento a temperaturas de 180 °C por 15
minutos con un pH básico 8; otro tipo de saborizantes son los de Humo,
obtenidos generalmente a partir de maderas no tratadas como el pino y
sometidas a métodos de extracción como combustión controlada, destilación
seca o arrastre de vapor (MERCOSUR, 2013).
Los aditivos aromatizantes o saborizantes tienen varias presentaciones:
- Líquidos (soluciones o emulsiones)
- Sólidos (polvo, gránulos o tabletas)
- Pastosos
Su uso depende del tipo de producto que se desee saborizar o aromatizar,
además del costo que representa cada uno de ellos por los procesos a los
que han sido sometidos y por las materias primas de las cuales se originan
(Coultate, 2007).
2.5. COMPACTACIÓN DE COMPUESTOS GRANULADOS
Según Faustino (2002), la compactación o compresión es un incremento en
la densidad de las sustancias granuladas o polvos como resultado del
desplazamiento de aire de la fase sólida, provocando una deformación de
las partículas en su forma y volumen al estar sometidas a una fuerza
mecánica, el grado de deformación dependerá de las características del
19
material; para esta operación unitaria se utilizan algunos tipos de máquinas
como las tableteadoras en la industria farmaceútica para la producción de
comprimidos que aplican presiones desde 500 a 1 300 kPa; estas máquinas
pueden trabajar con uno o más punzones que ejercen presión sobre una
matriz o molde que contiene el granulado a ser comprimido como muestra la
Figura 4.
Figura 4. Tableteadora
Aguilar (2001) afirma que las características de un granulado para que
pueda ser comprimido son:
- Fluidez y Lubricación
- Resistencia mecánica
- Alta solubilidad en el solvente requerido (agua)
- Humedad 1 a 5%
- Uniformidad en el tamaño de Partícula (2 mm)
En la industria farmacéutica se utilizan excipientes (componentes sin
actividad farmacológica que promueven la estabilidad física, química y
20
biológica del fármaco) para hacer que el granulado cumpla con dichas
especificaciones (García, 1994). Algunos de éstos son:
Diluyentes: son hidrófilos y ayudan a conseguir una masa adecuada para la
compactación. Ej. Almidón, dextrosa, sulfato de calcio.
Desintegrantes: facilitan la desintegración del comprimido en agua o en los
jugos gástricos, aumentan la porosidad. Ej. Almidón de maíz o papa,
metilcelulosa, CO2, alginato de sodio.
Lubricantes: Disminuyen la fricción entre las partículas del granulado y las
partes de la máquina compactadora, algunos son de tipo hidrofóbico. Ej.
Celulosa microcristalina, ácido esteárico, estearato de magnesio.
Colorantes: Dan mejor aspecto al producto, lo identifican.
Saborizantes y edulcorantes: mejoradores de sabor. Ej. Sucralosa,
fructuosa, acesulfame, aspartame, etc.
2.5.1. POROSIDAD
Esta característica física de los gránulos depende de la forma, tamaño,
rugosidad de las superficies y forma de empaquetamiento de las partículas.
El grado de molienda, tamizaje y compactación del granulado son factores
importantes a considerar en la porosidad del producto final para poder
obtener comprimidos uniformes, resistentes a la manipulación y con el grado
de solubilidad necesario. Ésta también depende de la presión aplicada, ya
que a una mayor presión el comprimido es menos poroso y requiere más
tiempo para desintegrarse en agua o en los jugos gástricos (Faustino, 2002).
21
2.5.2. DEFECTOS DE LOS COMPRIMIDOS O TABLETAS
Según Cruz (2001) los defectos de los comprimidos por problemas
relacionados con el proceso (maquinaria y condiciones ambientales en el
área de producción) son:
Capeado: Cuando un segmento del comprimido se separa horizontalmente
luego de la compactación, debido a que puede existir aire atrapado en el
granulado, gránulos muy secos o muy húmedos, demasiado lubricante.
Fractura: El comprimido presenta grietas en su superficie, debido a que los
gránulos son muy grandes, excesiva presión aplicada.
Despostillamiento o desmoronamiento: Las aristas o bordes del
comprimido se desmoronan inmediatamente luego de la compresión o
durante el almacenamiento, las tabletas se presentan muy suaves y
fragmentables; se debe a que no se aplicó la suficiente presión y el
granulado tenía demasiada humedad, también puede deberse a gránulos
muy secos y demasiada presión aplicada.
Picado: Una pequeña cantidad del material se pega al punzón; se da
cuando el granulado está muy húmedo, poco lubricante, punzones con
monogramas o se colocó demasiado aglutinante en la formulación.
Variación de Peso: Puede darse por desajustes en la tableteadora,
dosificaciones inadecuadas, exceso de humedad de la formulación que hace
que éste no fluya de forma constante hacia la matriz, falta de lubricante.
2. METODOLOGÍA
22
3. METODOLOGÍA
3.1. CARACTERIZACIÓN DE MATERIA PRIMA
Se realizó el análisis de Humedad (%) a la panela granulada obtenida en la
empresa “Dulce Corazón” utilizando el método que señala la Tabla 7.
Tabla 7. Método utilizado para el análisis de Humedad (%) de la panela granulada
Análisis Método
Humedad (%) AOAC 925.10
Se utilizó esencia líquida aromática de maracuyá comercializada por “La
Casa del Químico” en Quito; cuya composición se muestra en el Anexo VIII.
3.2. ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS SABORIZADOS
3.2.1. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO:
Para la elaboración de los pellets cúbicos de panela granulada saborizados
con esencia de maracuyá se siguió el proceso detallado a continuación:
23
3.2.1.1. Pesaje 1
Se pesó la panela de granulometría 2 mm en una balanza marca CAMRY
con capacidad de 5000 g para establecer el total de panela granulada a
saborizar y en base a este dato calcular la cantidad de esencia necesaria
para el proceso de saborizado.
3.2.1.2. Acondicionamiento con ácido cítrico
Se adicionó ácido cítrico, aditivo permitido para este producto, en una
concentración del 0.3 % de acuerdo al Anteproyecto de Norma del Codex
para Panela (2012).
3.2.1.3. Saborizado y Mezclado
En pruebas preliminares se determinó que el mejor método para saborizar
panela granulada es el método por spray o atomizador ya que así se logra
una distribución uniforme de la esencia en la superficie del producto como se
muestra en el Anexo I; éste consistió en rosear sobre la panela un
determinado número de descargas de un spray que contiene esencia de
maracuyá; el número de descargas a rosear depende de la concentración de
esencia que se desee utilizar; tomando en cuenta que una descarga
representa 1ml de esencia. Las concentraciones de aromatizante utilizadas
se obtuvieron de la ficha técnica del proveedor (1% y 2%).
Luego de rosear cada descarga de esencia en la panela granulada, se
realizó un proceso de mezclado haciendo una remoción del producto
24
saborizado para distribuir uniformemente la esencia en toda la cantidad de
panela.
3.2.1.4. Pesaje 2
Se pesó la panela granulada para compactar un pellet cúbico en una
balanza marca CAMRY con capacidad de 5000 g.
3.2.1.5. Compactación
Para esta operación se diseñó y construyó una máquina compactadora de
acero inoxidable basada en el fundamento de máquinas biela pistón como se
muestra en la Figura 5 y el Anexo II.
Figura 5. Máquina compactadora de pellets
25
Las funciones de las partes de esta máquina se describen a continuación:
3.2.1.6. Cigüeñal: Transforma el movimiento circular uniforme en
movimiento rectilíneo.
3.2.1.7. Biela: Transmite el movimiento rectilíneo del cigüeñal al pistón
o corredera.
3.2.1.8. Pistón o corredera: Comprime la panela granulada saborizada
por medio de la fuerza transmitida desde el cigüeñal.
3.2.1.9. Tolva de Alimentación: Permite el ingreso de la panela a ser
comprimida.
3.2.1.10. Matriz o molde: contiene y moldea el producto en forma de
pellets cúbicos.
3.2.1.11. Torquímetro: aplica y mide el torque en el cigüeñal.
Para conocer la presión utilizada para comprimir los pellets cúbicos de
panela granulada se transformó el torque aplicado en fuerza con ayuda de la
ecuación [1] y [2] para posteriormente obtener la presión utilizando la
ecuación [3].
Dónde:
T= Torque
F= Fuerza ejercida por el pistón o corredera
D= Distancia desde el eje centrado o transmisor al eje excéntrico en el
cigüeñal como muestra la Figura 6.
[1]
[2]
26
Figura 6. Vista transversal del cigüeñal y sus ejes
Dónde:
P= Presión
F= Fuerza ejercida por el pistón o corredera
A= Área del pellet cúbico en la matriz o molde
En pruebas preliminares se determinó que las presiones a utilizar para
compactar la panela granulada serían 4 525 y 6 775 kPa.
3.2.1.6. Secado
Para los tratamientos en los que se aplicó esta operación se secó los pellets
utilizando una estufa de marca Memmet tomando como referencia el
parámetro utilizado por Lara, Poaquiza & Acuña (2010) de 40° C por 10 min
para mantener el aroma de la esencia adicionada.
[3]
27
3.2.1.7. Envasado
Se envasó el producto final en cajas con tapa de papel corrugado de 10,5
cm de largo x 6,5 cm de ancho y 2,3 cm de alto en las cuales se colocó dos
láminas de polipropileno biorientado; una en la base de cada caja y otra
sobre los pellets de panela antes de tapar.
3.2.1.8. Empacado
El empaque de las cajas de papel corrugado se realizó utilizando fundas
plásticas de polipropileno biorientado para evitar el ingreso de humedad y la
volatilización de la esencia.
3.2.1.9. Almacenamiento
Los pellets cúbicos de panela granulada envasados y empacados se
almacenaron a temperatura ambiente de aproximadamente 20° C y una
Humedad Relativa del 60 %.
28
Figura 7. Proceso de Elaboración de pellets cúbicos saborizados con esencia de maracuyá
La Figura 7 muestra el diagrama de flujo del proceso de elaboración de
pellets cúbicos de panela granulada saborizados, y se ilustra gráficamente
en el Anexo III.
29
3.3. DISEÑO DEL EXPERIMENTO
El proceso de evaluación de los pellets cúbicos saborizados con esencia de
maracuyá se describe a continuación.
Se utilizó un diseño AXBXC para identificar el efecto de los factores o
variables: concentración de esencia, presión de la máquina compactadora y
la aplicación o no de secado en los pellets cúbicos de panela granulada
saborizados con esencia de maracuyá, utilizando tres réplicas y dos niveles
para cada factor como muestra la Tabla 8.
Tabla 8. Diseño experimental para pellets cúbicos de panela granulada saborizados
Esencia (%) Presión (kPa) Secado Codificación
1
4 525 con E1P1CS
sin E1P1SS
6 775 con E1P2CS
sin E1P2SS
2
4 525 con E2P1CS
sin E2P1SS
6 775 con E2P2CS
sin E2P2SS
Las variables analizadas en el producto final fueron: Contenido de humedad
(%), Solubilidad (%) y Desmoronamiento (%); el total de los tratamientos
analizados fueron 8.
3.3.1. HUMEDAD (%)
Este análisis se realizó en un laboratorio externo utilizando el método de la
AOAC 925.10.
30
3.3.2. SOLUBILIDAD (%)
Para este análisis se utilizó una muestra de 2 pellets de 10 g cada uno, ésta
se introdujo en un vaso de precipitación con 250 ml de agua a 20°C, se
colocó el vaso en una plancha con agitación magnética marca CORNING
modelo PC- 620D a 150 rpm durante 2 minutos, tiempo en que se disuelven
dos cucharaditas (18 g) de azúcar según Montenegro, 2002. Se filtraron los
250 ml de la solución sobre un papel filtro Macherey-Nagel No. 4 de 185 mm
de diametro previamente tarado a 60°C por 30 minutos; se dejó escurrir por
12 horas y luego se secó el papel filtro con el residuo insoluble a 60°C por
30 minutos como lo muestra el Anexo V, se registró el peso del papel más el
residuo utilizando una balanza analítica marca Adventurer y se aplicó la
ecuación [4].
Para encontrar el % solubilidad se aplicó la ecuación [5]
3.3.3. DESMORONAMIENTO (%)
La muestra para este análisis fue 15 pellets envasados en una caja de papel
corrugado de dimensiones 10,5 cm de largo x 6,5 cm de ancho y 2,3 cm de
alto, empacada con una funda plástica de polipropileno biorientado, se
[4]
[5]
31
analizó el % desmoronamiento de los pellets sometidos a los distintos
tratamientos después de un período de almacenamiento de un mes en
condiciones controladas (T° ambiente: 20° C y Humedad Relativa promedio:
60 %); se registró el peso total inicial y final de los 15 pellets utilizando una
balanza analítica marca Adventurer. Para calcular este porcentaje se utilizó
la ecuación [6] citada por Montenegro (2002).
3.4. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL
Para la caracterización del producto final se realizó el análisis de Humedad
(%) de acuerdo a los requerimientos de la NTE INEN 2332, utilizando el
método descrito en la siguiente tabla.
Tabla 9. Método utilizado para el análisis de Humedad (%) de la panela granulada
Análisis Método
Humedad (%) AOAC 925.10
3.5. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Se utilizó el análisis de varianza ANOVA multifactorial para analizar el efecto
de la concentración de esencia, la presión y la aplicación o no de secado
sobre el producto final; además se aplicó la prueba de Tukey con un nivel de
[6]
32
significancia del 95% para determinar las diferencias significativas entre
tratamientos con el programa Statgraphics Centurion XV.
3.6. ACEPTABILIDAD SENSORIAL
La prueba de aceptabilidad se realizó a una muestra de 100 posibles
consumidores de panela granulada en un rango de edad de 10 a 80 años, de
ambos sexos, mediante una prueba hedónica con una escala de
aceptabilidad de 0 a 10 puntos, donde 0 significa ”me disgusta muchísimo” y
10 “me gusta muchísimo” como se indica en el Anexo VI y VII.
Los tratamientos seleccionados para realizar la prueba de aceptabilidad
fueron el E1P2CS (1% esencia, 6 776 kPa, con secado) y el E2P2CS (2%
esencia, 6 776 kPa, con secado), y se analizó si existen o no diferencias
significativas entre ellos.
El atributo que se analizó para el pellet fue la apariencia y para la bebida
refrescante de panela granulada saborizada se analizó el sabor a fruta, la
apariencia y la aceptabilidad global.
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
36
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
La Tabla 10 muestra el resultado del análisis de Humedad (%) de la Panela
granulada utilizada como materia prima.
Tabla 10. Humedad de Panela Granulada como Materia Prima
Análisis
Panela
granulada
Rangos según NTE INEN 2332
Min Max
Humedad (%) 1.150 ± 0.045 - 3
*n=3; ± Desviación estándar
La panela granulada que se utilizó como materia prima cumple con la
especificación de humedad de la NTE INEN 2332, y con el Anteproyecto de
Norma del Codex Alimentarius que indica que el límite máximo de humedad
es 5%.
4.2. ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS SABORIZADOS
Se estudió el porcentaje de rendimiento, el contenido de humedad (%)
después de cada etapa de este proceso y la pérdida de peso (%) de los
pellets durante el de secado.
37
4.2.1. RENDIMIENTOS DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE
PELLETS
En el proceso de saborizado no existe merma, ya que durante esta etapa se
adiciona esencia a la panela granulada y consecuentemente el rendimiento
aumenta, obteniendo un 101% para los tratamientos con 1% de esencia y un
102% para los tratamientos con 2% de esencia.
Según García (1994) la esencia actúa como un lubricante durante la
compactación de un granulado, esto se evidenció al obtener un mayor
rendimiento en los tratamientos con el porcentaje de esencia más alto (2%).
El menor rendimiento durante esta etapa se dio para los tratamientos
E1P2CS (1% esencia, 6775 kPa, con secado) y E1P2SS (1% esencia, 6775
kPa, sin secado) con un 6% de merma, ya que según Cruz (2001) cuando se
utiliza presiones muy altas para comprimir y granulados con porcentajes
bajos de humedad existen más residuos adheridos a la corredera que se
convierten en desechos porque deben ser removidos a través de la limpieza
de la máquina.
Para todos los tratamientos sometidos a secado se obtuvo un rendimiento
del 99% y una merma del 1% como muestra la Tabla 11.
Tabla 11. Rendimientos del proceso de elaboración de pellets
TRATAMIENTOS
RENDIMIENTO (%)
Saborizado Compactación Secado
E1P1CS 101.000 96.666 99.730
E1P1SS 101.000 96.666 **
E1P2CS 101.000 93.333 99.754
E1P2SS 101.000 93.333 **
E2P1CS 102.020 100.000 99.826
E2P1SS 102.020 100.000 **
E2P2CS 102.020 100.000 99.828
E2P2SS 102.020 100.000 **
** Tratamiento sin secado
38
4.2.2. ANÁLISIS DE HUMEDAD (%) POSTERIOR A CADA ETAPA DEL
PROCESO DE ELABORACIÓN DE PELLETS
La Tabla 12 muestra la humedad (%) al final de cada etapa del proceso
de elaboración de pellets saborizados; iniciando con una humedad de
1.15%; para los tratamientos con 1% de esencia el incremento del
porcentaje de humedad fue de un 54.7% mientras que para aquellos
con 2% de esencia fue del 94.7%; en la etapa de compactación la
humedad (%) se mantiene constante con respecto a la etapa anterior
que es el saborizado para todos los tratamientos como muestra la
Figura 8, lo que indica que la compactación es una operación unitaria
en la que el porcentaje de humedad no se ve alterado; y luego del
secado la pérdida de humedad para los tratamientos E1P1CS, E1P2CS,
E2P1CS y E2P2CS fue en promedio 10.12%.
Tabla 12. Humedad (%) posterior a cada etapa del proceso
*n=3; ± Desviación estándar ** tratamiento sin secado
TRATAMIENTOS
HUMEDAD (%)
Inicial Saborizado Compactación Secado Final
E1P1CS 1.150 ± 0.038 1.653 ± 0.042 1.653 ± 0.042 1.517 ± 0.045 1.517 ± 0.045
E1P1SS 1.150 ± 0.038 1.653 ± 0.042 1.653 ± 0.042 ** 1.653 ± 0.042
E1P2CS 1.150 ± 0.038 1.917 ± 0.055 1.917 ± 0.055 1.680 ± 0.026 1.680 ± 0.026
E1P2SS 1.150 ± 0.038 1.917 ± 0.055 1.917 ± 0.055 ** 1.917 ± 0.055
E2P1CS 1.150 ± 0.038 2.200 ± 0.020 2.200 ± 0.020 1.967 ± 0.025 1.967 ± 0.025
E2P1SS 1.150 ± 0.038 2.200 ± 0.020 2.200 ± 0.020 ** 2.200 ± 0.020
E2P2CS 1.150 ± 0.038 2.297 ± 0.006 2.297 ± 0.006 2.083 ± 0.042 2.083 ± 0.042
E2P2SS 1.150 ± 0.038 2.297 ± 0.006 2.297 ± 0.006 ** 2.297 ± 0.006
39
Figura 8. Humedad (%) posterior a cada etapa del proceso
4.2.3. PÉRDIDA DE PESO (%) PARA LOS TRATAMIENTOS SOMETIDOS
A SECADO
Los tratamientos sometidos a secado experimentaron en promedio una
pérdida de peso del 0.21% como muestra la Tabla 13.
Tabla 13. Pérdida de peso (%) de los tratamientos durante el secado
Tratamiento peso inicial peso final Pérdida de peso (%)
E1P1CS 9.399 ± 0.117 9.374 ± 0.116 0.270 ± 0.009 A
E1P2CS 10.282 ± 0.215 10.257 ± 0.213 0.246 ± 0.038 A
E2P1CS 10.688 ± 0.372 10.669 ± 0.370 0.174 ± 0.024 B
E2P2CS 10.844 ± 0.034 10.825 ± 0.036 0.172 ± 0.022 B *n=3; ± Desviación estándar
Para los tratamientos con aplicación de secado letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey =0,06633
40
Se observa que, si existen diferencias significativas en los tratamientos
sometidos a secado entre los que poseen el 1% y 2% de esencia como
muestra la Figura 9; ya que los tratamientos con 2% de esencia tienen
menor pérdida de peso que los del 1%; esto se debe a que durante el
proceso de secado se evapora únicamente el agua presente en el pellet y no
los componentes orgánicos no volátiles (grasa) que forman parte del
saborizante utilizado, y al existir mayor cantidad de estos componentes en
los tratamientos E2P1CS y E2P2CS, éstos pierden menos peso durante
este proceso; además si se analiza los tratamientos para una misma
concentración de esencia y diferentes presiones, el tratamiento con menor
pérdida de peso es el de mayor presión aplicada (E1P2CS, E2P2CS) debido
probablemente a que los gránulos de panela se encuentran más juntos,
haciendo que la superficie del pellet sea menos porosa que la de los
tratamientos con menor presión, lo que dificulta el ingreso de la corriente de
aire que permite la evaporación del agua del pellet.
Para los tratamientos con aplicación de secado letras mayúsculas diferentes denotan diferencias
significativas (P<0.05) y valor de Tukey =0,06633
Figura 9. Humedad (%) posterior a cada etapa del proceso
41
4.3. EVALUACIÓN DE LOS PELLETS
4.3.1. HUMEDAD (%)
La Tabla 14 muestra los resultados obtenidos para el contenido de humedad
de los distintos tratamientos y sus desviaciones estándar respectivas; se
observa que existen diferencias significativas entre todos los tratamientos.
Tabla 14. Humedad (%) de los tratamientos de los pellets cúbicos de panela
granulada saborizados con esencia de maracuyá
Esencia (%)
Presión (kPa)
Secado
Codificación
Humedad (%)
1
4 525 con E1P1CS 1.517±0.045Cdδ
sin E1P1SS 1.653±0.042BcƔ
6 775 con E1P2CS 1.680±0.026BdƔ
sin E1P2SS 1.917±0.055Acβ
2
4 525 con E2P1CS 1.967±0.025Cbβ
sin E2P1SS 2.200±0.020Aaα
6 775 con E2P2CS 2.083±0.042Bbα
sin E2P2SS 2.297±0.006Aaα
*n=3; ± Desviación estándar
La aplicación o no del secado influye significativamente en el incremento o
disminución del contenido de humedad en los pellets, tanto en la interacción
con la presión como con la concentración de esencia.
Para los tratamientos con una misma concentración de esencia y una misma
presión se observa que la aplicación o no aplicación de secado influye
Para el mismo porcentaje de esencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Para la misma presión letras minúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) Para la aplicación o no de secado letras griegas minúsculas denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey = 0.10143
42
significativamente en el contenido de humedad; ya que éste disminuye para
los tratamientos sometidos a secado.
Para el mismo porcentaje de esencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Para la misma presión letras minúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) Para la aplicación o no de secado letras griegas minúsculas denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey =0.10143
Figura 10. Humedad de los tratamientos de pellets con interacción de la concentración de esencia, presión y aplicación o no de secado.
Al comparar los tratamientos no sometidos a secado para una misma
presión, se observa que el contenido de humedad se incrementa al
aumentar la concentración de esencia del 1 al 2%; debido probablemente a
la presencia de alcoholes y ésteres que constituyen la composición del
saborizante utilizado y poseen contenidos de humedad menores al 0.1%
(Burns, 2003).
Dentro de los tratamientos sometidos a secado con una misma
concentración de esencia, el contenido de humedad para la presión de 4 525
kPa es menor que para 6 775 kPa, ya que según Faustino (2002) al utilizar
una mayor presión la superficie del pellet es menos porosa y de esta manera
la corriente de aire no ingresa fácilmente al pellet, reduciéndose así la
cantidad de agua evaporada en el producto.
43
Todos los tratamientos cumplen con los requisitos de contenido de Humedad
expresados en la NTE INEN 2332 y en el Anteproyecto de Norma del Codex
Alimentarius para panela, donde se indica que éste debe ser máximo del 3 y
5 % respectivamente. Al analizar la Figura 10 observamos que los
tratamientos con mayor contenido de humedad son el E2P1SS (2% esencia,
4 525 kPa, sin secado) y E2P2SS (2% esencia, 6 775 kPa, sin secado) con
2.20 y 2.27 % de humedad respectivamente.
La panela granulada es altamente higroscópica, es decir que puede ganar
humedad (adsorción) o perder humedad (desorción) dependiendo de las
condiciones del medio en el que se encuentre (Casp & Abril, 2003); esta
pérdida o ganancia de agua influye en el aumento o disminución de vida útil
de este producto.
4.3.2. SOLUBILIDAD (%)
La Tabla 15 muestra los resultados obtenidos para el porcentaje de
solubilidad de los distintos tratamientos y sus respectivas desviaciones
estándar; se observa que no existen diferencias significativas entre los
tratamientos.
Tabla 15. Solubilidad (%) de los tratamientos de los pellets cúbicos de
panela granulada saborizados con esencia de maracuyá.
Esencia (%) Presión (kPa) Secado Codificación Solubilidad (%)
4 525 con E1P1CS 91.489±2.297Aaα
1 sin E1P1SS 95.068±0.352Aaα
6 775 con E1P2CS 92.430±2.235Aaα
sin E1P2SS 92.664±3.350Aaα
4 525 con E2P1CS 94.761±0.546Aaα
2 sin E2P1SS 93.858±1.155Aaα
6 775 con E2P2CS 93.961±1.318Aaα
sin E2P2SS 95.675±0.690Aaα
*n=3; ± Desviación estándar
Para el mismo porcentaje de esencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Para la misma presión letras minúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) Para la aplicación o no de secado letras griegas minúsculas denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey = 5. 04481
44
La Figura 11 muestra que todos los tratamientos poseen valores dentro del
rango de 91 a 95 %, lo que significa una alta solubilidad en poco tiempo (2
minutos), siendo esto un factor muy importante que indica que el producto
satisface las necesidades de solubilidad.
Para el mismo porcentaje de esencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Para la misma presión letras minúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) Para la aplicación o no de secado letras griegas minúsculas denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey = 5. 04481
Figura 11. Solubilidad (%) de los tratamientos de pellets con interacción de la concentración de esencia, presión y aplicación o no de secado
4.3.3. DESMORONAMIENTO (%)
La Tabla 16 muestra los resultados obtenidos para el porcentaje de
desmoronamiento de los distintos tratamientos y sus respectivas
desviaciones estándar; se observa que si existen diferencias significativas
entre los tratamientos.
La concentración de esencia, la presión y la aplicación o no aplicación de
secado influyen significativamente en el porcentaje de desmoronamiento de
los pellets.
Para los tratamientos con una misma concentración de esencia y una misma
presión se observa que la aplicación o no aplicación de secado influye
45
significativamente haciendo que el porcentaje de desmoronamiento
disminuya para los tratamientos sometidos a secado.
Tabla 16. Desmoronamiento (%) de los tratamientos de los pellets cúbicos
de panela granulada saborizados con esencia de maracuyá.
Esencia (%) Presión (kPa) Secado Codificación Desmoronamiento (%)
4 525 con E1P1CS 0.105±0.004Cdβ
1 sin E1P1SS 0.150±0.004Acβ
6 775 con E1P2CS 0.050±0.002Ddδ
sin E1P2SS 0.128±0.006BbƔ
4 525 con E2P1CS 0.173±0.004Bbα
2 sin E2P1SS 0.188±0.008Aaα
6 775 con E2P2CS 0.065±0.004CcƔ
sin E2P2SS 0.164±0.005Baβ
*n=3; ± Desviación estándar
Existe una relación directa entre el aumento de la concentración de esencia
y % desmoronamiento ya que éste incrementa cuando la dosificación de
esencia también aumenta del 1 al 2 %, debido a que el pellet se vuelve más
frágil al tener una mayor humedad.
Tomando en cuenta únicamente las variables de presión y concentración de
esencia, se observa que % desmoronamiento aumenta con el incremento
de la dosificación del saborizante, y disminuye al aplicar una mayor presión.
La Figura 12 indica que en general los tratamientos que presentan menor
porcentaje de desmoronamiento son los sometidos a secado.
Los tratamientos con la mayor presión, 6 775 kPa, presentan un menor
porcentaje de desmoronamiento al igual que en el estudio realizado por
Montenegro (2002); y de éstos el E1P2CS (1% esencia, 6 775 kPa, con
Para el mismo porcentaje de esencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Para la misma presión letras minúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) Para la aplicación o no de secado letras griegas minúsculas denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey = 0.01632
46
secado) y E2P2CS (2% esencia, 6 775 kPa, con secado) son los que
presentaron la cifra más baja para esta variable y se seleccionaron para
realizar la evaluación sensorial.
Para el mismo porcentaje de esencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05). Para la misma presión letras minúsculas diferentes denotan diferencias significativas (P<0.05) Para la aplicación o no de secado letras griegas minúsculas denotan diferencias significativas (P<0.05) y valor de Tukey =0.01632
Figura 12. Desmoronamiento (%) de los tratamientos de pellets con
interacción de la concentración de esencia, presión y aplicación o no de
secado.
4.4. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL
El análisis de humedad de ambas muestras se indica en la Tabla 17, los dos
tratamientos cumplen con el límite de humedad máximo permisible (3%)
para panela granulada según la norma técnica ecuatoriana INEN 2332.
47
Tabla 17. Análisis del contenido de Humedad (%) para tratamientos E1P2CS y E2P2CS
Tratamiento Humedad (%)
E1P2CS* 1.680±0.026
E2P2CS* 2.083±0.042
*n=3; ± Desviación estándar *E1P2CS: Muestra de pellet de panela con 1% esencia, con secado y 6 775 kPa. *E2P2CS: Muestra de pellet de panela con 2% esencia, con secado y 6 775 kPa.
4.5. ACEPTABILIDAD
4.5.1. APARIENCIA DEL PELLET CÚBICO
Los posibles consumidores evaluaron que tan uniformes se veían las aristas
del pellet cúbico, su color, textura y tamaño.
Letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS
Figura 13. Análisis sensorial de la apariencia del pellet cúbico
A A
48
La Figura 13 indica que para este atributo no existen diferencias
significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS que obtuvieron puntajes
promedio de 7.56 y 7.71 respectivamente dentro de la escala hedónica de 10
puntos, valores muy cercanos entre sí que indican que la apariencia de este
producto les gusta a los consumidores .
4.5.2. SABOR A FRUTA DE LA BEBIDA REFRESCANTE
Se evaluó el sabor a maracuyá de la bebida refrescante, una solución al
15% de pellets cúbicos de panela granulada, concentración sugerida por
Montenegro (2002).
Letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS
Figura 14. Análisis sensorial del sabor a fruta de la bebida refrescante
La Figura 14 indica que no existen diferencias significativas entre las
muestras E1P2CS y E2P2CS para este atributo, las cuales obtuvieron
valores promedio de 6.78 y 7.17 respectivamente; sin embargo algunos
A A
49
consumidores comentaron que la muestra E1P2CS tenía un sabor un tanto
insípido frente a la E2P2CS, también expresaron que se utilice otros sabores
no solo a frutas sino también a plantas medicinales. Ambas muestras se
encuentran dentro del rango aceptable en la escala hedónica de 10 puntos.
4.5.3. APARIENCIA DE LA BEBIDA REFRESCANTE
Para este atributo se evalúo la turbidez y color por parte de los
consumidores de la bebida refrescante de panela granulada saborizada. De
acuerdo a Recio (2002) cuando un producto presenta turbidez, es
considerado inaceptable por algunos de los consumidores; sin embargo la
turbidez y el color oscuro son atributos característicos de una solución de
panela granulada a cualquier concentración, debido a la presencia de sólidos
en suspensión como gomas y mucílagos que no han sido eliminados en un
proceso de refinación.
Letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS
Figura 15. Análisis sensorial de la apariencia de la bebida refrescante
A A
50
La Figura 15 indica que no existen diferencias significativas entre las
muestras E1P2CS y E2P2CS para este atributo; los promedios obtenidos
son 6.88 y 6.97 respectivamente. Algunos consumidores comentaron que no
les gusta mucho la apariencia de la bebida refrescante por su color café
oscuro y su turbidez; sin embargo como se mencionó anteriormente éstas
características son propias de una solución de panela granulada, pero se
podrían implementar métodos y procedimientos de clarificación para obtener
soluciones menos turbias y más claras que sean más agradables
visualmente al consumidor.
4.5.4. ACEPTABILIDAD GLOBAL
Para este atributo se evaluaron olor, color, sabor y textura del producto final.
La Figura 16 indica que no existen diferencias significativas entre las
muestras E1P2CS y E2P2CS que obtuvieron calificaciones promedio de
6.93 y 7.34 respectivamente; valores que muestran que al consumidor le
gusta el producto.
Letras mayúsculas diferentes denotan diferencias significativas entre las muestras E1P2CS y E2P2CS
Figura 16. Análisis sensorial de la aceptabilidad global del producto
A A
51
A pesar de que no se obtuvieron diferencias significativas en el análisis
sensorial del producto se decidió que el mejor tratamiento es el E2P2CS, ya
que éste al contener un 2% de esencia asegura que el aroma permanezca
por mayor tiempo en el producto, conociendo que la esencia adicionada es
líquida y puede volatilizarse fácilmente en condiciones de altas temperaturas
y altas humedades relativas; de esta manera se asegura que la vida útil del
producto se mantenga.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
53
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
La mejor combinación de factores: esencia (%), presión y aplicación o no
de secado para obtener pellets que mantengan su aroma y forma durante
el almacenamiento y tengan alta solubilidad en agua es 2% esencia, 6
775 kPa, con secado.
El contenido de humedad del mejor tratamiento E2P2CS es 2.08%, el
cual cumple con la NTE INEN 2332 para panela granulada.
El producto tiene aceptación en el mercado de acuerdo a la prueba de
aceptabilidad realizada en la que se obtuvo un puntaje de 7.34 sobre 10.
A menor concentración de esencia (lubricante) y mayor presión de la
máquina, se obtuvo menor rendimiento en el proceso de compactación
por residuos de panela granulada adheridos al pistón y matriz.
El contenido de humedad promedio con el que se obtuvo un mayor
rendimiento durante la compactación fue de 2.13%, que pertenece a los
tratamientos saborizados con un 2% de esencia.
La presión utilizada influyó directamente en la pérdida de humedad y
peso durante el proceso de secado.
La concentración de esencia adicionada influyó en la pérdida de peso
durante el secado.
La adición de esencia aumenta significativamente el contenido de
humedad del pellet, ya que éste incrementó en un 54.7% y 94.6% para 1
y 2% de esencia respectivamente.
54
La reducción del contenido de humedad luego del proceso de secado fue
en promedio del 10.12%; sin embargo tanto los tratamientos sometidos a
secado y los que no se sometieron a secado presentaron humedades
finales que se encuentran dentro del límite máximo permisible (3%) de
acuerdo a NTE INEN 2332.
El porcentaje de solubilidad de todos los tratamientos en agua fría a 20°
C se ubicó entre el 91 y 95% en un tiempo de 2 minutos, lo cual indica
una alta solubilidad en poco tiempo.
Una mayor presión aplicada en combinación con secado hicieron que el
pellet tenga un menor porcentaje de desmoronamiento, manteniendo
uniformes sus aristas durante el almacenamiento.
55
5.2. RECOMENDACIONES
Realizar pruebas utilizando otros saborizantes como hierbas aromáticas,
café, chocolate, etc. para ofrecer diversidad de panela saborizada al
consumidor.
Estudiar el costo beneficio de utilizar empaques de diferente naturaleza
como polipropileno perlado o aluminiado para aumentar la vida útil del
producto.
Realizar estudios de estabilidad del producto en ambientes con mayor
humedad relativa a temperaturas altas para conocer la vida útil real del
producto en condiciones extremas.
Investigar un método de clarificación o pretratamiento de la panela
granulada para reducir la turbidez de la bebida refrescante.
Estudiar la influencia de la humedad en la solubilidad, desmoronamiento
y el rendimiento en el proceso de compactación de panela granulada.
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57
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Universidad Estatal a Distancia.
ANEXOS
62
ANEXOS
ANEXO I
MÉTODO DE SPRAY O ATOMIZADOR PARA SABORIZAR PANELA GRANULADA
Medición del volumen de una descarga del atomizador
63
ANEXO II
COMPACTACIÓN DE PELLETS Y PRESIONES UTILIZADAS
Máquina compactadora de Pellets cúbicos
Pellets cúbicos compactados a dos presiones
4525 kPa
6775 kPa
64
ANEXO III
PROCESO DE ELABORACIÓN DE PELLETS CÚBICOS DE PANELA GRANULADA SABORIZADOS
Pesaje 1 Acondicionamiento con Ac. Cítrico Saborizado
Mezclado Pesaje 2 Compactación
Secado Envasado Empaque
65
ANEXO IV
RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE HUMEDAD DE LOS PELLETS SABORIZADOS
66
ANEXO V
ANÁLIS DE SOLUBILIDAD DE PELLETS CÚBICOS SABORIZADOS
Agitación Magnética Filtrado de la solución
Secado y Pesado del Papel filtro con el residuo insoluble
67
ANEXO VI
ENCUESTA PARA PRUEBA DE ACEPTABILIDAD
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
ENCUESTA PARA PRUEBA DE ACEPTABILIDAD DE CUBITOS DE PANELA GRANULADA SABORIZADOS
CON ESENCIA DE MARACUYÁ
Nombre: Fecha: Edad:
Por favor indique su aceptabilidad de los siguientes atributos en la escala de 0 a 10 donde 0 significa “me disgusta muchísimo” y 10 “me gusta muchísimo”.
Atributo
Muestras #
………………….. …………………..
Apariencia del cubito
Muestras #
………………….. …………………..
Sabor a fruta de la bebida refrescante
Apariencia de la bebida refrescante
Aceptabilidad Global
¿Compraría usted este producto? SI…………….. NO……………….
Comentarios
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………
MUCHAS GRACIAS POR SU COLABORACIÓN
68
ANEXO VII
ANÁLISIS SENSORIAL DEL PRODUCTO FINAL
69
ANEXO VIII
FICHA TÉCNICA DE LA ESENCIA DE MARACUYÁ
