Estudio de anteproyecto para la elaboracin de concentrados y jugo de tomatePOR EL

DR. PASCUAL SALMERNProfesor Adjunto de la Facultad de

SALMERNCiencias

OBJETO DEL TRABAJO Espaa ha perdido -de una forma prcticamente total, el mercado exterior de conservas de tomate. Las principales causas de esta prdida han sido: En primer lugar la disminucin de demanda de las conservas de tomate al natural pelado, frente a un creciente consumo en concentrados y jugos; tambin han influido las exigencias cada vez mayores en las calidades de estos productos. En segundo lugar la degeneracin cada vez mayor de las variedades de tomate cultivadas en nuestro pas, por carecer' de Estaciones Experimentales especficas que se ocupen de la seleccin y mejoramiento de semillas. Es de inters para nuestra patria, reconquistar los mercados exteriores de este tipo de conservas, no slo por suponer un aumento de divisas, sino tambin porque el cultivo del tomate puede realizarse en terrenos silceos y con agua de un contenido en cloruros que no es adecuada para otros tipos de cultivo; adems, como la mejor rotacin del cultivo de tomate es con el prado de alfalfa, esto nos supondra quintuplicar la extensin de terreno dedicado al cultivo de tomate en beneficio de la produccin de dicho pasto, lo que tendera a remediar, industrializando esta produccin de forraje, la escasez de piensos de nuestro pas. Pero para poner en marcha un plan de recuperacin de mercados, es necesario (puesto que se necesitan instalaciones costosas cuya amortiza-

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cin es cuantitativamente el segundo elemento determinante del costo) una proteccin de tipo estatal estableciendo cambios que estimulen la instalacin de este tipo de industrias, y creando organismos tcnicos que permitan una explotacin agrcola racional, una mejora de calidades y un aumento de producciones. Con el fin de resaltar los puntos.expuestos, hemos realizado en el presente trabajo un estudio de anteproyecto para la instalacin de una fbrica dedicada a la elaboracin de concentrados y jugo de tomate, con una capacidad de trabajo de 100.000 kgs. de tomate fresco por da.

Estudio de anteproyecto para la elaboracin de concentrados...

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CARACTERSTICAS DE LA MATERIA PRIMAOmitimos lo relativo al cultivo y enfermedades del tomate por haber sido ambos puntos extensamente tratados en un trabajo recientemente aparecido en estos Anales de la Universidad de Murcia, por P. HERNANsEZ y J. PASTOR (1), pudiendo citarse tambin por su inters el deP. BRUNELLI (2).

Por ello pasamos directamente a tratar de las caractersticas de inters industrial del tomate, as como de las variedades ms utilizadas y rendimientos obtenidos con un cultivo racional. Relacin entre el color del tomate y la temperatura Un buen color rojo es el factor ms importante para determinar la calidad y por lo tanto el precio de los tomates destinados a conserva. Para considerarlos del grado n." 1, en los Estados Unidos, se exige a los tomates que tengan un excelente color rojo en el 90 % de su superficie como mnimo. Cuando el color rojo en la superficie es mayor del 66 % y menor del 90 % de la misma, se clasifican en el n. 2. Si tienen menos del 66 % de la superficie de buen color rojo, se les clasifica de calidad inferior. Un lote de tomates que slo contenga un 7 % de la calidad n. 1, puede ser rechazado por la industria elaboradora. Hay tomates completamente maduros que no tienen color rojo. Su color puede ser anaranjado o amarillo, a estos tomates se les clasifica

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como de calidad inferior, aunque estn completamente maduros y no tengan defecto alguno. La razn para asignarles este grado tan bajo de calidad es que el color del producto enlatado depende del color natural de los tomates. Con los tomates que tienen menos de un 66 % de su superficie de buen color rojo, slo pueden elaborarse jugos de la clase C. Muchas personas creen errneamente, que los tomates con buen color se producen en tiempo muy caluroso, especialmente si estn expuestos a la accin de los rayos solares. Hay tres clases de pigmentos que son los que dan coloracin a los tomates: la clorofila (verde), el caroteno (amarillo) y el licopeno (rojo). La clorofila es el pigmento dominante hasta que los frutos alcanzan cierto grado de madurez. Si la temperatura se mantiene por debajo de 10 C la clorofila no se altera y los tomates conservan el color verde. Esa es la razn por la que los tomates no cambian de color cuando se les almacena en un ambiente refrigerado. Pero por encima de 10 C, si los tomates estn maduros, la clorofila se destruye y se desarrollan los otros pigmentos. Tanto el licopeno como el caroteno se desarrollan en tomates maduros, entre los 10 y los 30 C, pero por encima de los 30 C, el licopeno se escinde y se desarrolla slo el caroteno. Los tomates que maduran a temperaturas constantes mayores de 30" C toman un color anaranjado y no su color rojo, sin que jams lleguen a alcanzar las caractersticas para ser clasificados con el n. 1. Felizmente el licopeno vuelve a formarse cuando la temperatura baja de los 30 C ,y en esta fluctuacin normal de las temperaturas entre el da y la noche, los tomates adquieren licopeno, con la consiguiente pigmentacin roja de su superficie, aunque la temperatura exceda de los 30 C durante el da. En algunos experimentos efectuados en la Universidad de Cornell (New York), se cultivaron matas de tomate en grandes macetas en invernaderos con una temperatura de 26,6 C durante el da y 18C durante la noche. Cuando los frutos acusaron los primeros sntomas de madurez (adquirieron un matiz rosado), se trasladaron 40 plantas a otro invernadero con una temperatura 10 C mayor, otras 40 se mantuvieron a la temperatura original, y 20 se mantuvieron a 16,6C durante el da y 8,3 C durante la noche. Los Dres. W. B. ROBINSON y THEODORE WISHNETSKY, del Departamento de Ciencias Bromatolgicas de. aquella Universidad, realizaron los anlisis colorimtricos, determinando con toda exactitud el color de los tomates enteros y el del jugo con un aparato Hunter. Como era de esperar, la rapidez de la maduracin fu proporcional a la temperatura. En la temperatura mxima (36,6 C en el da y 28,3 C

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para la elaboracin

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en la noche), transcurrieron slo 6 das desde los primeros signos de madurez hasta la madurez completa. Los tomates madurados en la temperatura intermedia (26,6 C en el da y 18,3" C en la noche), fueron los q^ue tuvieron la mejor calidad, y todos ellos adquirieron un magnfico color rojo. Tardaron 9 das en su completa maduracin. Los frutos madurados en el invernadero ms fro (16,6 C en el da y 8,3 C -en la noche), necesitaron 15 das de maduracin para adquirir el color rojo. En este largo perodo, algunos frutos se volvieron muy blandos o se agrietaron y fueron vctimas de los mohos, hasta el punto que no se les pudo dejar en las matas.hasta llegar a la plena madurez. Pero los que se pudieron dejar en la mata durante el tiempo suficiente sin que se daasen, adquirieron finalmente un color rojo que permiti clasificarlos en el n. 1. El color es el factor ms importante en la determinacin de la calidad del tomate, y como la temperatura es el factor principal del color, vale la pena el mencionar 4 recomendaciones que pueden servir a los agricultores para mejorar el color de sus tomates. 1.' El trasplante temprano es de gran importancia. En general, los tomates ms tempranos se trasplantan despus que ha pasado el peligro de las heladas. Cuando ms pronto tenga lugar la cosecha, mayores son los rendimientos de las tomateras. 2." Las variadades de maduracin temprana dan frutos de gran calidad. As, en EE. UU. la variedad Red Jacket, produce tomates de excelente color y en grandes cantidades. 3." La aspersin oportuna de las tomateras, para protegerlas contra la desfoliacin, mejora indirectamente el color. Los tomates expuestos a los rayos directos del sol absorben ms calor qu los defendidos por un buen follaje. Mediciones de la temperatura mediante pilas termoelctricas han demostrado que los tomates expuestos a los rayos directos del sol tienen 9" C ms de temperatura que los tomates de la misma planta protegidos por las hojas. En un da corriente de verano la temperatura generalmente es de 23,8 a 29,4 C a la sombra durante varias horas, pero al sol es mucho mayor. Por consiguiente, los tomates no protegidos del sol recibirn una temperatura mayor de 30 C durante varias horas al da. Durante estos perodos se destruye el licopeno de los tomates y slo se desarrollan los carotenos. 4." La buena fertilizacin mejora la calidad y el. rendimiento de las tomateras. Cuando los tomates estn madurando, requieren grandes cantidades de elementos nutritivos, especialmente de nitrgeno y potasio. Estos elementos pasan desde las hojas a los frutos, y cuando la planta no pueda absorber del suelo una cantidad adecuada de ellos, las hojas mu-

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ren gradualmente. E n cambio si las tomateras h a n sido fertilizadas, pueden producir una mayor cosecha de frutos de calidad superior porque tienen hojas vigorosas. U n abonado superficial con nitrgeno y potasio en cantidades adecuadas, aplicado en el ltimo cultivo, mejora el rendimiento y la calidad de los tomates. 5."" La recoleccin debe hacerse en las primeras horas de la m a a n a . Variedades de tomate ms empleadas en conserva

Las variedades ms empleadas en Italia son: a). E n P a r m a : La Ladino di Pannocchia, de la que por seleccin se ha derivado la Pilastra y la Pancrazio; la Prospero, la Pierrete Ladino di Pannocchia, la Grosso Genovese, la Pierrette y la Perdigeon; que son variedades ptimas para la produccin de concentrados de tomate. b) E n Piacenza, sin embargo, predomina para la produccin de la conserva la Grosso Genovese, tambin denominada Nizzardo o Nostr'ano: mientras que para la produccin de tomate al natural pelado se cultivan la San Marzano y la Lampadina. Estas variedades se caracterizan por producir tomates de tamao reducido, lisos y de pulpa consistente. E n los Estados Unidos, en cambio, se utilizan las variedades de fruto graijde y liso, entre las que sobresalen: la Stone, Santa Clara Canner, Matchless, Paragan, Landreth, Coreless, Perfection, Favorite, Red Hock y Sucess. E n Argentina, las variedades ms empleadas son: Ciiyano, Pern, Santa Catalina, Poderosa Gigante y Pilense. Sobre las variedades espaolas no existe todava un estudio suficientemente sistemtico. Producciones controladas en el cultivo del tomate

Los rendimientos de las diversas variedades cultivadas y controladas por la Stazione Sperimentale per L'Industria delle Conserve Alimentari de Parma, en el ao 1952 (3), se resumen en la T a b l a \\ en la T a b l a II se expresan las condiciones del suelo en el que se cultiv, y en la Tabla III se resumen las condiciones meteorolgicas. Los resultados obtenidos h a n decidido- a la Stazione Sperimentale per L'Industria delle Conserve de Parma a preferir para la seleccin de semilla de tomate, destinado a la elaboracin de concentrados, las variedades Nostrano Grosso, Ladino di Pannocchia, Pearson, Export Wonder, Unic y Gouden Ster. E n la tabla I V se consignan los rendimientos obtenidos por la Esta-

TABLA I

localidad

Variedad

5

i iCultivo ooterior Trigo 5 Trigo Trigo

O

e

Abonado Qinico QmHa.foifato de Hocsof 3 Soperfoifoto 3

cm.

Dioi Siembro cnipleodoi en lo laFecho Xg/Ho bro nzo 21-22 de marzo 30 marzo 1 abril 27 de marzo 7,5 8

(OlllYO

B

IjS

" S

|JS

. 2

iJ1

iil1 1

Operaciones durante el cultivo

1-

li15 a 20 50901I0

1' 1w

1! =30,6

Escarda

Nostrano Vicop Grosso

35

300

Sulfato amolco 2,1 > Potiico 2,7 1,S Hitrofa Sdico

1S

60

25

{n lo

Aporcado Adorado

Cloruro potiico 2,4

Escardo

Gaione

Pierette

35

350

Sulfato amnico 1,8 Supcrfoffoto 7 Nitrato calcico 1,5 Sulfato potsico 3,25

7,5

14

110

30

2

Aporcodo dorado

Si

1 junio

2 agosto

47,2

Pannocchia

Ladino

37

300

Supcrfoifato

2

foifato de Ilueoi 2 Solfoto amnico 2,6 Foifoto de Huesos 6,5

7,5

15-20

1 3

Escardo

120

30

1

1

Aporcado Adorado

Si

1

24 ogoito

54,0

Colorno

Perdrgeon Stukesdalc Ficorazzi Coburgo Baltimora S. Morzana

5

Trigo

35

300

Cloruro potsico Nitrato calcico

3 1,3

30 de marzo 4 abril 4 abril 4 abril Sabril 8 abril 25 de marzo

Sulfato amnico 2,4

7,5

12

i1

Escardo

80

30

2

1 junio 2.3,6 23 6 22 6 23 6 22/6 4-10

7 agosto 3,8 10/8 3/8 10 8 9/8 28 ogoito

2

Aporcado Adorado

In lo

27,0

Sorbolo

1,4 2,8 2,8 1,4 18,4 tn.^ 315

Trigo Trigo Trigo Trigo Prado

35 35 35 35 35

Superfosfato

3 3 1,2

350

fotfoto Amnico Nitrato sdico

7,8 7,8 7,8 V,8 10,8

15 15 15 15 14

80 80 80 80 80

35 35 35 35 35

1 1 1 1 1

Escordo Aporcado Aclarado

'Tnlo

26,4 22,8 25,0 27,1 42,3

PiBMACampo c i pcrimentol del loftitato Tccoico

fosfato de Huesos, 6

Escardo

Rutgens

Trigo

36

300

Sulfoto potsico Sulfato Amnico

3 3

9

14

100

25

1

1

iporcodo Adorado

Si

44,9

TABLA

I[

Anlisis Altitud LOCALIDAD VICOP GAIONE COLORNO SORBOLO en m. 49 98 29 34 Soporte lo 3 15 10 3

Fisico-mecnico Tierra Finalo

de los campos Materia Orgnica'o

Controlados Calizao/

Humedadlo

Arcilla

7o49 44 16 28

p.H. 'o 27 21'8 40 34 7'51 7'41 7'50 7'43

o

99'7 98'5 99'0 99'7

2 2 1 2

6 12'2 13 13

16 20 29 23

TABLA

III

Datos suministrados AO 1952 MESABRIL

por el Observatorio Humedad.'o

Meteorolgico

de

Parma Observaciones

Decena I II III I II Il I II IIII

Presionen Temperatumm de Hg ra en C 754'2 756'9 755'6 75 r o 751'3 753'0 750'1 757'4 754'7 755'7 755'0 755'2 753'0 754'9 754'6 755'8 756'6 12'2 12'9 14'2 U'4 14'4 20'5 20'3 24'6 22'6 22'7 24'2 23'8 25'1 22'7 23-2 22'6 22'3

Lluvia en m.m. 2'0 23'8 2'8 63'8 62'0 14'2 18'8 12'8 25'6 18'8 l'O 5'0 9'5 l'S 7'6

MAYO

[JUNIO

[JULIO

'AGOSTO

i[ SEPTIEMBRE

11 III I II IIII

III

55 58 55 68 72 57 59 53 57 60 62 58 57 59 61 62 68

Viento dominante > > > > > > >

> . >

N/E V. m. > > SO/NE . > > -SO/SE . > SO;SE .

3'9 km.> > > >

3'8s

.>

> >

> S/SE

>

> 4'7 2'7 >

> . . s

4'6

.>

)

>

Se registra un gran temporal el da 28

Estudio

de anteproyecto

para la elaboracin

de

concentrados...

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cin de Horticultura de Valencia con distintas variedades de tomate (4) Con el sistema anrquico, que, en general, se emplea en el Levante espaol, los rendimientos medios suelen ser de 30.000 kgs. por hectrea.ENSAYOS DE ADAPTACIN Y RENDIMIENTO DE VARIEDADES DE TOMATE REALIZADOS EN LA ESTACIN DE HORTICULTURA DE VALENCIA DURANTE EL ANO 1957

TABLA IVDetalle de rendimientos por hectrea:

Kgs.San Marzano . . . Santa Catalina . T o n d a Sioux . . . Marglob Costoluto F . 55 . . Costulato P a n 20 F . Maraviglia Mercato. Costoluto genovese. 61.766 58.523 64.843 51.802 68.508 69.413 49.549 61.676

Kgs. Costoluto Firrete . . Tonda Pan Amrica . Valencia U. S. 89 U. S. 127 U. S. 250 Pearson Mendoza ' . 66.427 47.467 39.610 49.325 44.646 47.501 54.955 60.664

Cantidad de terreno en cultivo necesario para sostener una Fbrica de derivados de tomate con una capacidad de trabajo de 100 Tm. en 24 horas D e lo consignado en las Tablas I y IV deducimos que se debe considerar una produccin m n i m a por hectrea, cultivando en las adecuadas condiciones, de 45.000 kgs. por lo que para poder suministrar la materia prima necesaria para el trabajo de una fbrica de 100 T m . diarias durante una campaa de 3 meses (90 das), sera necesario plantar anualmente 200 hectreas de tomate. Como la rotacin ptiina del cultivo de tomate es con el prado de alfalfa (rotacin-septeal) y con el de cereales en e sistema denominado a 4 paos (trigo, cebada y barbechera), necesitaremos disponer en total, es decir, para la rotacin completa, de una cantidad de tierra que oscile entre 800 y 1.400 hectreas como mnimo. Debiendo combinar la plantacin de las variedades tempranas y tardas de mejores rendimien'tos al objeto de asegurar a la fbrica su abastecimiento en la forma ms constante posible.

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II INSTALACIN PARA LA PRODUCCIN DE CONCENTRADOS CON UNA CAPACIDAD DE 100 Tm. DE TOMATE EN 24 HORAS

TIPOS DE CONCENTRADOS DE TOMATE (5)

La concentracin del jugo de tomate da lugar a productos que reciben distintas denominaciones segn el grado de evaporacin que se alcance. Los principales tipos de concentrados que existen en el mercado son los siguientes: a) Salsa.Esta constituida por el jugo de tomate, cuyo volumen ha sido reducido a la mitad o a la tercera parte, y contiene un porcentaje de extracto seco (medido refractomtricamente) comprendido entre el 9,5 y el 20. b) Concentrado simple.Difiere de la salsa en su mayor concentracin, su extracto seco ha de estar comprendido entre el 22 y el 28 %. c) Concentrado doble.Su concentracin alcanza hasta un extracto seco mnimo del 28 % sin cloruros, pudiendo llevar del 2 al 3 % de sal. Por lo general, se envksa en caliente a 80-85 C y no se esteriliza, pues la densidad del producto obligara a realizar una esterilizacin muy prolongada que afectara a sus caracteres organolpticos. A lo sumo, se puede efectuar una breve esterilizacin de 10 minutos a 100 C, para esterilizar la lata y la conserva que est adherida a ella y que puede infectarse durante el envasado. d) Concentrado triple.En este producto, la concentracin se realiza hasta obtener un extracto seco no menor del 36 %. Para su preparacin es necesario seleccionar muy bien los tomates, buscando que estn bien maduros, sean ricos en jugo y con poca celulosa.

Estudio

de dnieprydi

pr t elaboracin

de cncentrdos..,

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e) Concentrado sxtupie.Este producto se prepara siguiendo la tcnica descrita hasta obtener un triple concentrado. Luego ste se coloca en capa fina y se procede a su desecacin, bien al sol o en secaderos de aire caliente, hasta obtener un producto que tenga un 60 % de extracto seco. D a d a la alta higroscopicidad de este producto, se acostumbra a envolverlo en papel parafinado o en celofn. El producto desecado artificialmente adquiere un color rojo ladrillo debido a la caramelizacin parcial de los azcares y. a la oxidacin del licopeno, adems la solubilidad del sxtuple concentrado es menor que la de los dems concentrados..EVOLUCIN TCNICA EN LAS INSTALACIONES PARA LA PRODUCCIN DE C O N C E N T R A D O S DE TOMATE

La autorizada pluma del ex-Director de la Stazione Sperimentale per L'Industria delle Conserve Alimentari de Parma, doctor F . EMANUELLE expone m u y bien este punto. E n estos ltimos aos, en la preparacin de algunas conservas de tomare, se han presentado fermentaciones en los concentrados, tanto en los envasados en barricas como los envasados en botes, fermentaciones que antes no se presentaban, o al menos no en la proporcin actual. Los concentrados introducidos en barricas presentaban rpidamente signos de alteracin V los botes presentaban bornbeos debidos a alteraciones biolgicas. Para precisar la causa y proporcin en que tenan lugar estos fenmenos, diremos que las partidas de concentrados enlatados presentadas a la Stazione, mostraban todas una alteracin debida a fermentaciones que se inician frecuentemente en la superficie, producidas por microorganismos del tipo de los Lactobacillus (Gram positivos, asporgenos, microaeroflicos y no termorresistentes) que producen una fermentacin lenta de los azcares. Las posibles causas de estos accidentes son: Temperatura de concentracin

E n los ltimos 20 aos se h a n realizado diversas modificaciones en las ins'ta.laciones de concentracin con el objeto de concentrar a la temperatura ms baja posible, con el fin de lograr una produccin continua de los concentrados y realizar un enlatado inmediato. Primeramente, se aument el volumen de la cmara de evaporacin de las bolas y se aument el dimetro de las tuberas de enlace de dichas

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bolas con las columnas de condensacin, al objeto de reducir las prdidas de carga, as como tambin para aumentar y hacer el vaco de una forma ms rpida. De este modo, las bolas, originariamente de forma esfrica, han sido alzadas por la adicin de un cuerpo cilindrico con objeto de aumentar la cmara de evaporacin; las tuberas del vaco, antes . de 15 a 20 cm. han sido posteriormente constl-udas de 35 a 40 cm; las bombas hidroneumticas fueron modificadas, perfeccionadas o sustituidas por condensadores baromtricos. Estas mejoras han hecho posible alcanzar un elevado vaco y lograr una temperatura de concentracin inucho ms baja. La temperatura de concentracin inferior a los 45-50" C, ha permitido obtener concentrados cuyas caractersticas organolpticas son mucho ms parecidas a las del tomate fresco, lo que significa una menor desnaturalizacin de los productos y la conservacin del bouquet, color, olor y sabor del tomate natural, asi como tambin la conservacin de algunos principios biolgicos (vitaminas) que anteriormente eran destruidos en una elevada proporcin. En este punto surge una pregunta: Los progresos realizados en este campo, han sido medidos en su justo valor en el sentido de haber previsto sus consecuencias sobre la buena conservacin de los concentrados? A este pregunta debemos responder, que no ha sido asi. Instalaciones a termocomprensin y a doble efecto

Siempre con el indicado criterio de tender a concentrar a'la ms baja temperatura y a lograr una produccin continua, se han aplicado en la industria las instalaciones a termocomprensin y a doble efecto. Con el primero se logra una economa de combustible y.de agua de condensacin del 40 %, al aprovechar el vapor desprendido a baja temperatura. Simultneamente con estos progresos, muchas instalaciones han ,sido completamente sustituidas por otras de ms moderna construccin en acero inoxidable, a cuyo metal ha sido atribuida errneamente la responsabilidad de algunos accidentes. Los progresos realizados, particularmente en el campo de la concentracin a baja temperatura y con una mayor rapidez, nos han conducido a la produccin de concentrados de mejor precio, menos desnaturalizados, ms frescos pero con una mayor propensin para las alteraciones biolgicas causadas por microorganismos y enzimas. Frente a los progresos realizados en la concentracin no se ha cuidado adecuadamente, la preparacin de los jugos, de forma que las operaciones de seleccin y lavado sean ms rigurosas, puesto que con estas bajas temperaturas de concentracin se obtiene una temperatura ptima para el desarrollo de ciertas especies de microorganismos.

Estudio de anteproyecto para la elaboracin de concentrados... Instalaciones de preparacin de los jugos

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El tomate es transportado a la fbrica en vasijas de madera de unos 25 a 40 kgs. de capacidad. La tendencia a disminuir el contenido de estas vasijas tiene por objeto procurar que el tomate llegue a la fbrica lo ms sano posible. Es necesario que el tomate sea cogido y transportado lo ms rpidamente a la fbrica y que en caso de estar el tomate infectado no aumente su infeccin en las vasijas; para ello es necesario que estos recipientes al ser vaciados seap lavados y esterilizados. N o consideramos que esta operacin sea de difcil ejecucin, puesto que el lavado de las vasijas puede ser realizado en forma continua sobre cintas transportadoras con chorros de agua a presin y esterilizadas con vapor, con SO2 o con disoluciones a base de cloro. D e esta forma habremos eliminado una grave causa de infeccin que repercute sobre la carga bacteriana de los jugos. Adems, el lavado y seleccin del tomate, como se realiza actualmente en muchos establecimientos, no es suficiente. Es indispensable un enrgico lavado y una cuidadosa seleccin, si se desea obtener productos de calidad y no se quiere incurrir en los inconvenientes reseados, que han producido graves trastornos en muchas industrias, que se h a n traducido en graves prdidas de tipo econmico. N o se debe olvidar que en la actualidad la exportacin de concentrados de tomate, requiere que estas operaciones sean efectuadas con un mayor cuidado del que hasta ahora se ha tenido. Qu solicita el extranjero? E n los Estados Unidos se fijan los siguientes lmites de contenido microbiano de acuerdo con los anlisis de HowARD: el 40 % de campos con hongos; 125 levaduras y esporas en un 1/60 de milmetro cbico y 100 millones de microorganismos. Para que estos lmites no se sobrepasen es necesario que las vasijas sean esterilizadas y que con el tomate se realice una cuidadosa seleccin y lavado. Pero el comprador extranjero desea tambin que no se emplee tomate podrido, un anlisis especfico realizado sobre los concentrados revela exactamente el estado del tomate en el m o m e n t o de su elaboracin. Todas las partes enfermas deben ser eliminadas con una cuidadosa seleccin y con este objeto es conveniente examinar tambin el estado de las pasadoras y refinadoras respecto al dimetro de los agujeros de los tamices, a la inclinacin relativa de las paletas y a su velocidad de rotacin, con objeto de eliminar aquellas partes del fruto que por pasar a travs de los agujeros de las refinadoras dan despus puntos negros en los concentrados. El empleo de las Brovatrice es de gran utilidad, puesto que permiten obtener un mayor rendimiento en jugo y mejoran el color, as como tambin protegen la conservacin de la vitamina C, por cuanto alejan el

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oxgeno que ha sido incorporado a, la masa por el vertiginoso movimiento que se produce en las pasadoras. Dado que la temperatura no tiene una influencia sensible sobre los caracteres organolpticos de los jugos de tomate antes de ser concentrados, se considera de utilidad elevar su temperatura al mximo dotando a las Brovatrice de un termo-regulador, con objeto de evitar un excesivo recalentamiento. Los jugos en las tinas de regulacin deben estar a una temperatura no inferior a los 60 C, con objeto de evitar que stas se conviertan en tinas de fermentacin. Hay que tener en cuenta que al introducir el jugo en las bolas o en los concentradores, ste no es estril a esta temperatura, y no hay que pensar en que la esterilidad se produzca en la concentracin. Esto poda suceder hace algn tiempo cuando la concentracin se verificaba a temperajturas comprendidas entre los 60 y 70 C, pero actualmente con la tcnica seguida en instalaciones usuales, en las que la temperatura de concentracin es de 50 C como mximo, no se puede pensar de modo alguno en el logro de la esterilidad; En experiencias en Parma, orientadas a la determinacin del punto de esterilidad de los jugos y concentrados, han demostrado que ordinariamente los concentrados introducidos en latas, con la tcnica normal de elaboracin, no son siempre estriles. Debido a la reaccin del medio (alta acidez), elevado contenido en azcares y elevada concentracin, no es posible el desarrollo de microorganismos. Es necesario que el jugo al introducirse en las bolas, est previamente esterilizado. Esto puede obtenerse sin ningn inconveniente, intercalando un intercambiador de calor (Pasteurizador tubular), entre las tinas y les aparatos de concentracin. Es necesario elevar los jugos a una temperatura de 90 a 95 C, sin que se produzcan alteraciones en los caracteres organolpticos ni transformaciones qumicas en los azcares. Como los jugos se encuentran en las tinas a unos 50 C, ser necesario suministrar por cada kg. de jugo, aproximadamente, otras 50 caloras (teniendo en cuenta las prdidas), por lo que se requieren como trmino medio, en el caso de una bola de 1,30 m. que evapore cada hora 600 kg. de agua, alrededor de 30.000 caloras, esto es (30.000/500) 60 kg. de vapor. Para una instalacin de 4 bolas sern necesarios 250 kg. de vapor. El haz tubular se construir en acero inoxidable y deber tener una superficie de transmisin de unas 1,5 veces mayor que la de las actuales Brovatrice, la capacidad til del haz tubular deber proyectarse de acuerdo con la primera carga de los aparatos de evaporacin. Como el haz tubular es el que eleva la temperatura del jugo, no se tendr elevacin del costo, por cuanto todo el calor suministrado al jugo es rpida-

Estudio

de anteproyecto

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de concentrados...

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mente utilizado en el concentrador, con la ventaja de obtener una evaporacin ms rpida, puesto que una parte del jugo introducido en la cmara de vaco se transforma de una forma automtica en vapor al encontrar las condiciones de baja presin adecuadas para esta evaporacin. Densidad aparente La solicitud frecuente de concentrados muy duros que permitan al revendedor introducir el producto en papel parafinado, hay que considerarla con cuidado para evitar el que al atender a este tipo de demanda no se den facilidades para realizar una posible mixtificacin por aguado. Es cierto que con el mejoramiento de las instalaciones, con la cuidadosa seleccin de variedades ideales para la produccin de concentrados, de alto residuo, con la seleccin de variedades ms azucaradas, con la introduccin de los separasemillas, con un mayor cuidado en las pasadoras y refinadoras se puede llegar a obtener productos con un 40 % de residuo seco y con baja densidad aparente, pei^o tambin es cierto que en estos productos tiene lugar con mayor facilidad el fenmeno de sinresis (esto es la separacin de la parte slida celulsica del jugo). Este fenmeno debe ser estudiado con atencin, especialmente porque los industriales se encuentran frente, a las exigencias de los comerciantes, y no debe aconsejarse en modo alguno el logro de estas demandas mediante adiciones que daaran la buena calidad del producto. Slo debe aconsejarse una adecuada seleccin de variedades, al objeto de emplear tomate de un alto contenido azucarado y con elevada proporcin de celulosa. . La adicin de tomate de la variedad San Marzano a los tpicos concentrados, es una prctica condenable, pero que algunas veces puede ser realmente necesaria, como sucede en Italia. La solucin radical, sera la venta de concentrados en embalajes originales cerrados, pero para llegar a esto, sera necesario que las condiciones de aprovisionamiento y precio de la hojalata fuesen ms ventajosas que en la actualidad. Los consejos que pueden darse a la industria se resumen del siguiente modo: 1.") Seleccin de las variedades de tomate adecuadas para la produccin de concentrados, teniendo presente la solicitud de una parte de los consumidores, aue prefieran concentrados de alta densidad aparente. 2.) Lavado y esterilizacin de los recipientes de transporte de tomate. 3.) Lavado y cuidadosa seleccin del tomate.

C-28

Pascual

Salmern

Salmern

4.) Empleo de los Brovatrice debidamente termorregulados a las ms altas temperaturas posible. 5.) Introduccin de una segunda refinadora. 6.) Uso de un precalefactor de jugo antes de la entrada de ste en las bolas, al objeto de llevarlo a una temperatura de unos 90 C. 7.) Continuar en las bolas con la tendencia de elevar el vaco al mximo posible, con objeto de tener las ms bajas temperaturas de concentracin; y 8.) Enlatado directo e inmediato. Siguiendo estas directrices obtendremos concentrados estriles y con caracteres organolpticos perfectos.

Enlatado Es una buena tcnica, la seguida por algunas industrias, de enlatar los concentrados directamente apenas terminada la concentracin. Para esto es necesario que los botes hayan sido previamente lavados y esterilizados con agua hirviendo o vapor, en estas condiciones, la h u m e d a d del bote no ejerce influencia sobre la conservacin de los concentrados. E n el caso de que esta prctica no fuese seguida con toda la produccin y hubiese que recurrir al inadecuado empleo de toneles, es necesario utilizar luego, las enlatadoras de concentrados. La temperatura a la que es necesario llevar la masa del concentrado vara de los 80 a los 90 C, dependiendo esto del estado de conservacin del producto, de su carga bacterian.i, de la poca del enlatado, del mayor o menor lavado de los botes vacos, y de que el enfriamiento de los botes llenos se realice al aire o con agua. Respecto a la hermeticidad de los botes hay que hacer constar, que este punto se ha descuidado bastante en la industria, sobre todo lo referente al engrampe cuidadoso de las latas. Adems, la prctica ha demostrado que el enfriamiento de los botes llenos en bao de agua produce prdidas sensibles, este inconveniente debe imputarse al hecho, de que no siendo los botes hermticos se produce entrada de agua al interior que infecta el producto y produce el bombeo. El enfriamiento en bao de agua rebaja rpidamente la temperatura de los botes e impide que la temperatura de la masa esterilice y anule el desarrollo de los grmenes, disminuyendo sensiblemente uno de los factores de la esterilizacin. Por esto es necesario m a n t e n e r la temperatura del bote durante un ciertQ tiempo.

Estudio de anteproyecto para la elaboracin de concentrados...E L COBRE Y LA VITAMINA C EN LAS CONSERVAS DE TOMATE

C-29

DELINDATI (7) estudia el contenido en vitamina C en los concentrados de tomate de diferente grado de concentracin y del jugo antes de concentrar, en funcin del contenido en cobre de los mismos, cuando se trabaja en una instalacin de acero inoxidable y en cobre. Los resultados de sus trabajos se resumen en las Tablas V y VI, y de ellos se saca en conclusin lo racional de las nuevas tendencias a construir todas las instalaciones en acero inoxidable al cromo-nquel del 18-8. F u Inglaterra (8), la que impuso condiciones un tanto severas, en lo que respecta al contenido de cobre en los concentrados de tomate, contenido que no deba superar a las 52 partes por milln, respecto al residuo seco. Otras naciones fijaron el lmite mximo en 100 partes de cobre por milln, pero el lmite es todava demasiado bajo, si se considera que un 25 % del mismo est ya contenido en el fruto por la absorcin de iones cobre procedente de los tratamientos anticriptogmicos, a pesar de ios ms cuidadosos lavados del tomate antes de su elaboracin. Utilizando solamente maquinaria de cobre, difcilmente se pueden obtener concentrados que contengan dicho metal en una cantidad inferior a las 120-130 partes por milln, pudindose llegar a un contenido de 250 p. p. m. Para controlar los distintos grados de corrosin sobre diferentes metales por los concentrados de tomate, h a n construido probetas perfectam e n t e taradas en peso y superficie y se h a n introducido en la masa de tomate en elaboracin, en los puntos crticos en que por efecto mecnico del movimiento del producto y por efecto del calor, son peores las condiciones de corrosin. Se ha controlado adems la influencia de la presencia de determinados metales sobre las conservas de tomate, introduciendo en ella cantidades dosificadas de citratos de algunos metales y examinando despus el producto, as como tambin se ha .comprobado despus de prolongados perodos de permanencia en las condiciones normales de temperatura ambiente. El objeto de estos ensayos fue, no solo determinar el efecto de los distintos metales sobre la calidad del producto, sino tambin establecer los lmites de tolerabilidad para indicios metlicos. Por lo que respecta al grado de corrosin de los diversos metales comprobados, se h a n obtenido los siguientes datos mnimos y m x i m o s :

A)

E n las bolas de concentracin: Cobre . Bronce. . . . . . . de 60 a 170 m g / decmetro cuadrado 100 a 140 m g /

TABLA V

Variacin

del contenido

en VitaminaB3 coDtcoidoi CD 100 3 Vit.C.tolol i c . Ascorbico-j-Ac. iicrbico dehidro oicorbco Acido

C en las instalaciones

en Acero

InoxidableConcentrado o lo salido de loi Bolosmg. contenido en 100 gm. Vit.C.totol Ac. Ascorbico-f-Ac. Ascorbico dehidrooscorbico Acido , 0

1-so

Tomle despus de lavadoCoDlcnido co Cobre Be|roctcen p.p.m. f.i. metrico Reiidoo MO cootcnidoi en 100 9. Acido Ascorbico t. t . Cootcntdo

h I de TomteRcidno Defroctomctrico Yit.t lotol sobre 5 7 o de. f . S.

Tugo deiput de PreconcentrorContenido en Cobre en p.^.m.S.l.

fieiidoo Befrocto mtrico

g . cooteoidoi eo 100 g s . Vt.C.totol Ac.Aicorbico+Ac. Aicrbico debidro oscrbico Acido

Vil.C. total totoliobre en Cobre ic.iscor5'/od. enp.p.a. bico-T i c . f.S, dehidro $. $. oicorbico

Yit.C lotol sobre 5 "/o de s.s.

Contenido en Cobre

Reiidoo Refracto-

il.C totolsobre

co p.p.m. s.s. mtrico

5 7.de s.s.

i19'84 12'15 9'01 12'07 9'11 |l2'43

1(0) 2(0) 3+ 4+ 5+

20 20 18 26 20

5 5 66'20

27 25 19 28 25

31 28 26 36 31

620 560 433 580 516

20 20 18 26 20

5 5 6 6 6

25 24 20 27 25

30 28 26 34 30

600 560 433 566 500

38 35 36 36 27

9 912 12 12

43 40 46 48 47

50 46 49 63 58

555 511 408 525 483

43 45 36 37 37

39 39 39 39 36

163 160 105 167 122

194 192 154 199 169

497 492 394 510 469

6

MEDIA. (o) (o) Nms. 1 y 2 se ha preparado en instalaciones de acero inoxidable con los haces tubulares y dobles fondos en cobre + + + Nms. 3, 4 y 5 se han instalaciones de acero inoxidable con solo el haz tubular en Cobre. "

TABLA VI

VariacinTomate despus de lovodoContado en Cobre Residno Defroctoen p.p.m. S.I. ntrico ng. contenidos co 100 gmi. Acido Vil. C Contenido

del contenido

en vitamina

C en las instalacioneslugo despus de Preconcentrormg contenidos en 100 grs Acido

en

cobre(oncentrodo a la solida de los Bolosmg conteflidoi en 100 gms Acid O Yit C totol sobre

Tugo de tomteResidoo ng contenidos en 100 gms Vil C total le- Ascorbico -f-Ac. Ascorbico dehidrooscbico Acido Vil.C totol sobre 5 7 o de s.s.

Contenido en Cobre

Residuo Refracto-

-s

Yit.C lotol total sobre en Cobre RefroctoAc. Ascor5 7 o de en p . p n . bico-(-Ac. mctrico Ascorbico dehidros. s. f. I. 0 oscrbico

en p p.B. s. s. mtrico

en Cobre Til C total RefroctoAc. Ascorenp p n . bico ~|-Ac. S 7 de rolrico s. s. s.s. Ascorbico dehidrooscrbico

Yit.C total sobre

Contenido

Residoo

Yit C totol Ac. Ascr5 "/o bico + lc. de s. s Ascorbico dehidro oscrbico

o -3

19 15 20 16 18

6 66'1 5'3 6'2

28 25 3237 .

33 32 38 41 35

550 533 622 773 564

44 28 30 35 28

6 6 65'3 6'2

20 19 20 28 20

30 26 30 28 27

500 433 500 528 435

55 61 48 59 67

12 12 10 10 12

48 26 48 51 45

50 45 57 54 48

417 375 570 540 400

103

39 39 36 393'2

103

126 115 103 128 122

323 294 286 328 327

41'27 44'84 54'02 57'57 4203

98 78150 110

85 89100

30

90

'

MEDIA. . 147'94

Estudio

de anteproyecto

para la elaboracin

de concentrados...

C-31

Estao. . . . 60 a 80 mg/ Nquel. . . . 25 a 50 mg/ Metal monel . 20 a JU mg Metal monel . /U a 30 mg/ B) En las' enlatadoras y pasteurizadoras y pasteurizadoras Cr^hro Af. 1 9 0 o 245 m o de 120 a 94.=; mg/ Cobre . Bronce. UU a 14U m g / Estao 100 a 120 mg/ Nquel. . . 50 a 120 mg/ Metal monel 25 a 60 m e /

La corrosin resulta ms acentuada en las enlatadoras y pasteurizadoras finales por la presencia de aire que acelera la corrosin. Durante los ensayos tambin se examin el aspecto adquirido por los metales en examen despus del tratamiento, y se observ que: El Cobre resulta atacado. El Bronce resulta atacado y ennegrecido. El Estao resultado atacado. El Nquel resulta ligeramente ennegrecido. El Metal monel resulta ligeramente ennegrecido. Por lo que respecta a la influencia del contenido de metales en el producto terminado, se ha comprobado lo siguiente: Ninguno de los metales introducidos en las conservas y salsas de tomate influyen de una forma sensible sobre el color de este producto a excepcin del cobre, cuyo efecto sobre el color empieza a notarse a una concentracin de 16 partes por milln, para ir oscureciendo con el aumento del contenido en aquel, que produce una tinta oscura. De todos modos se puede afirmar que hasta una concentracin de 50 partes por milln, este efecto no constituye, por lo que concierne al color, un obstculo para la comerciabilidad de los concentrados. Caus alguna sorpresa el comprobar que el hierro no ejerce influencia digna de tener en cuenta sobre el color del jugo. Menos fcil, porque depende de la sensibilidad individual, fu el examen del efecto de los metales contenidos en el jugo sobre el sabor del mismo. De todas formas y tomando como base la confrontacin de numerosas pruebas, se puede tambin establecer que slo el cobre ejerce una influencia definida sobre el sabor, siempre a concentraciones superiores a 16 partes por milln. Esta influencia resulta tanto ms sensible a medida que es ms alto el contenido en cobre. Concentraciones que alcanzan las 80 partes por milln, de nquel, cromo, hierro o estao, no influyen sobre el color ni el sabor de los productos que los contienen.

C-3ESTUDIO COMPARATIVO DE LAS PROPIEDADES

Pascual SalmernMECNICAS

SalmernDEL

Y TRMICAS DEL 18-8

COBRE

Y DEL ACERO INOXIDABLE

AL CROMO-NIQUEL

Las caractersticas de resistencia mecnica son las que se recogen en la Tabla VII para acero inoxidable y en la Tabla VIII para el cobre (9).TABLA VII

limite oparente MEIAl ESTADO AlEACIOH de (lasticidod en Kg/mm'

Rcsiitencio 0 la Traccin en Kg/mm^

Alargamiento en 7.

Reiilencio Kg/mm^

Acero Ino- Tratamiento con temxidable ple al agua austnico 1050 C

O'l de C. 18-20 Cr y 8 de Ni

20

60

40

14

T A B L A VIII

lmite aparente METAL de Elasticidad en Kg/mm'' Cobr recocido

Reiiitencia a lo Traccin en Kg/mm^ 21-24 45 50

Alargamiento nO/o

Reiiitencia 0 lo fleiin Kg/mm' 8-10 8-10 8-10

4-7

38' 10

Cobre Duro Laminado en Planchas Cobre Duro L a m i n a d o en Alambres

Los aceros al cronquel austenticos son completamente inoxidables por tener ms del 12 % de cromo, son extraordinariamente resistentes al ataque qiimico, pudiendo ser empleados slo hasta temperaturas de 400 C, pues si estos aceros se someten a temperaturas ms altas o se sueldan directamente se corre el riesgo de que se presente .una corrosin intercristalina, a consecuencia de producirse segregaciones de carburo; este inconveniente se evita empleando aceros de pequesimo contenido de carbono o por la adicin de aleaciones que impiden la segregacin de dicho carburo. Se sueldan bien a la autgena, o bien elctricamente pero siempre con varilla o electrodo de acero de la misma composicin y con tal que no contengan molibdeno.

Estudio

de anteproyecto

para la elaboracin

de concentrados...

C-33

Al estudiar comparativamente el cuadro de valores y caractersticas del acero inoxidable 'al cromo-nquel del 18-8, se saca en consecuencia que podemos clasificarlo como metal agrio, en cambio el cobre es un metal plstico, debido a que mientras el segundo presenta un lmite aparente de elasticidad de 4 a 7 kg/mm^ y una rotura de 45 a 50 kg/mm^, el primero tiene un lmite aparente de elasticidad de 20 kg/mm^, y una carga de rotura de 60 kg/mm^ La razn entre la carga de rotura y el lmite de elasticidad en el cobre es 8, y en el acero inoxidable es 3; lo que nos dice que para deformar y trabajar el cobre se necesita un esfuerzo mnimo de 4 a 7 kg/mm", y para trabajar y deformar el acero inoxidable de 20 kg/mm^ ; adems se puede moldear, sin llegar a romper, con ms facilidad el cobre que el acero inoxidable, lo que est de acuerdo con la prctica. Por tanto en la construccin de cualquier aparato y e^ concepto de mano de obra, tendremos que el costo ser de 2 a 3 veces superior para el acero inoxidable que para el cobre. Las principales y ms acreditadas marcas de acero inoxidable de estas caractersticas son: Nirosta K. A. (0,6 de Mn) U.S.S. 18-8 Allegheny m,etal Enduro K.A. 2 Circle L-23 Stainless U Duro Nirosta Stainless N Sterling Nirosta Rezistal K.A. 1 Sivyer 60 Bethdur 2 Acero V..2 A. (Casa Krupp) . Remanit 1.880 . . . . : . Remanit 1.880. S Phnix Adelweiz M.A.I.3 . Acero Staybrite 18-8 Stainless Ciad S t e e l . : U.S.A. )) Alemania Austria Inglaterra

c

. . . . . . . . . . . . .

Estas son las marcas de acero ms conocidas e indicadas para las Industrias Qumicas, Farmacuticas, de la Alimentacin, y, en general, en todas aquellas industrias que trabajan con cidos orgnicos, especialmen-

C-34:

Pascual

Salmern

Salmern

te si dichos cidos contienen grupos alcohlicos debido a que evitan la erosin, por su carencia de cobre, bajo contenido de nquel y elevada proporcin de cromo, ya que el indicado tipo de cidos orgnicos ejercen accin complejante sobre el cobre y los aceros pobres en cromo. Con relacin a su resistencia mecnica, se toma como coeficiente de trabajo para el acero inoxidable, a la traccin y comprensin un valor Ka 600 Kg/cm^ = 6 Kg/mm^ y para el cobre estos valores son Kc = 250 Kg/cm= = 2,5 Kg/mm^ En los recipientes esfricos, cuyas paredes estn sometidas a la accin de una presin exterior, el espesor de dicha pared se calcula por l frmula: Espesor = Re. p/2K Re es el radicf exterior de la esfera en cm p es la presin e Kg/cm^ K es el coeficiente de trabajo en Kg/cm^ El espesor viene dado en cm. Si se trata de tubos, el espesor de la pared de dichos tubos es calculado por la frmula: Espesor = Re. p/K donde Re es el radio exterior en cm, y el resto de las letras representa los mismos conceptos que en el caso anterior. (Se puede observar que el espesor de un recipiente cilindrico ha de ser doble que el de un recipiente esfrico del mismo radio trabajando ambos a la misma presin). La razn entre los coeficientes de trabajo del acero inoxidable con' relacin al cobre es: Ka/Kc = 6/2,5 = 2,4 es decir, que el acero inoxidable es 2,4 veces ms resistente que el cobre, y por tanto para un recipiente del mismo radio y para la misma presin de trabajo, es necesario 2,4 veces menos espesor en las chapas si son de acero inoxidable que si son de cobre. Como el peso especfico del cobre es 8,9, y 7,88 el del acero inoxidable, tendremos para una misma superficie (por ejemplo por metro cuadrado) que la diferencia de peso total por superficie, teniendo en cuenta la razn de espesores sera: Cobre = 2,2.8,9 = 17,58 Kg Acero ==1,0.7,8 = 7,8 Kg Razn =17,58/7,8 = 2,25

Estudio

de anteproyecto

para la elaboracin

de concentrados...

C-35

Lo que nos dice que por la diferencia de espesor entre un aparato de cobre y otro de acero, as como por la diferencia de peso'especfico entre estos dos metales, se tendra el mismo costo del aparato en cuanto a materia prima, pagando 2,25 veces ms caro el Kg de acero inoxidable que el de cobre (nos referimos al aparato en s, no a las tuberas, grifos y dems accesorios). Al comprobar las diferencias, desde el punto de vista de transmisin calorfica, entre el cobre y el acero inoxidable tenemos que el calor que atraviesa por hora la pared, se calcula por la frmula:Q=k.f (t,-t,) k = a, a, )^

donde ai y a^ son los coeficientes de conveccin entre los lquidos y el tabique. X es el coeficiente de conductividad del calor a travs de la pared, que para el cobre es de 320 cal/m^, y m. de espesor, y para el acero inoxidable vale de 40 a 50. f es la superficie de la pared en m^ t2 - ti es la diferencia de temperaturas entre los dos lquidos separados por la pared. 5 es el espesor de la pared en metros. El valor del coeficiente de transmisin de calor a, , para el vapor de agua es 10.000, para el agua hirviendo 6.000 y para el agua sin hervir de 500. La oscilacin de los valores de transmisin para el doble concentrado de tomate, que si se mide con relacin al aumento de temperatura del agua, ser a^ = 050/11,8 (por tener en el mismo tiempo una temperatura 11,8 veces menor), y si este valor lo deducimos por el tiempo necesario para alcanzar la misma temperatura que el agua, entonces, este tiempo es 18 veces mayor para el tomate, o sea que el valor de a2 sera el 8 0 % del anterior, es decir, a = 500/18 = 27,7. De donde deducimos un valor medio para aj de a^ = {a', + a'%) / 2 = (42,3 + 27,7) / 2 = 70/2 = 35 Tomando para nuestro clculo ai = 10.000 y a2 = 35, tendremos: k = l/(l/ai + l/a2 + m

para el cobre 8 = 2 , 2 ; para el acero 8 = 1 ^ = 320; X = 45 Luego para el cobre:

C-36

Pascual

Salmern

Salmern

k = 1/(1/10.000 + 1/35 + 2,2/320) = 1/(0,0001 + 0,0286 + 0,07) = = 1/0,0357 = 10.000/357 = -28. Y para el acero: k =. 1/(1/10.000 + 1/35 = 1/45) = 1/(0,0001 + 0,0286 + 0,0509) = = 1/0,509 = 10.000/509 = 79,65 Por lo tanto la transmisin total de Calor para el cobre por metro cuadrado y hora sera: Q = k. (t^-ti): t^-t, = .138,8-50 = 82,8 C Q = 28,0.92,8 = 2.318,4 Cal y oara el acero, la transmisin total de calor por hora y m^ ser: Q = k. ( t . - t , ) : t . - t , = 142,8 = 50 = 92,8 Q - 19,6.92,8 = 1.818,8 Cal La razn de las transmisiones del cobre al acero ser:' Razn - 2,318/1.818 = 7,275 Luego el rendimiento en evaporacin horaria de un aparato de cobre con calefaccin por vapor a 3 atm. con relacin a la evaporacin horaria de uno de acero trabajando a 4 atm. es un 27 % mayor para el primero que para el segundo. Si ambos aparatos con iguales caractersticas trabajasen con una misma presin en el vapor de calefaccin, o sea, que el de acero trabajase como el de cobre a 3 atm. = 132,8 C, en este caso, el calor total de transmifin en el aparatp de acero por hora y metro cuadrado de superficie sera: Q = k. {u-u): U-U = 132,8-50 =:: 82,8 Q = 19,6.82,8 = 7.662 Cal. Y la razn de transmisin sera: Razn = 2.318/1.622 = 1,43 De lo expuesto se deduce que para los aparatos de cobre, el rendi' miento oscila entre un 27 y un 43 % ms que para los de acero inoxidable de la misma superficie de evaporacin.

Estudio de anteproyecto para la elaboracin de concentrados...

C-37

EVAPORADORES A PRESIN REDUCIDA ( 1 0 )

En la preparacin de concentrados de tomate, la evaporacin a baja temperatura es indispensable para obtener productos de buena calidad. El costo de obtencin del vaco en los aparatos aumentar a medida que la presin absoluta sea ms baja por aumentar el consumo de agua de refrigeracin, pero al mismo tiempo a medida que se trabaja a una temperatura ms baja se puede obtener una mayor produccin horaria. El vaco mximo a emplear est determinado fundamentalmente por la temperatura del agua de enfriamiento, ya que para hacer posible la condensacin de los vapores es necesaria la existencia de un margen apreciable entre la temperatura de los vapores y la del agua. Cuanto ms prximas sean las temperaturas del agua y de los vapores, tanto mayor ser el consumo de agua, por ser indispensable la transferencia calorfica del vapor al agua en su condensacin. Tanto en el caso de los concentrados de tomate como en el de la obtencin de jugos de frutas concentrados, es necesario atender a la conservacin de las vitaminas, por lo que es aconsejable trabajar a la temperatura ms baja posible, bien recurriendo a condensadores refrigerados, o por medio de la termocompresin de los vapores a una presin a la que puedan ser condensados por el agua de refrigeracin. Transmisin del calor El calor se suministra al sistema de evaporacin, normalmente, por transmisin del vapor de agua al lquido a travs de una pared metlica de separacin. La transmisin del calor viene dada por la ecuacin: Q/e = A . H . At en la que Q es la cantidad de calor transmitida en el tiempo 6 ; A es la superficie de la pared transmisora; H el coeficiente mximo de transporte del calor, y At es la diferencia de temperatura entre el medio calefactor y el lquido. La razn Q/9 A determina la capacidad del evaporador y crece con el alimento de A, por lo que es muy til lograr un valor alto de Q/e A para el mantenimiento de At en los lmites de mxima utilidad. Tambin tiene gran importancia aumentar el valor del coeficiente de transmisin H.

C-38

Pascual

Salmern

Salmern

El mecanismo de la transmisin consiste en el paso del calor a travs de varias resistencias en serie: 1.) de la pelcula de agua producida por el vapor al condensarse sobre la superficie transmisora; 2.") de la pared slida transmisora; 3.) de la pelcula estacionaria del lquido en la parte de la disolucin a concentrar; 4.) de la resistencia debida a las partculas slidas que se depositan sobre la pared de la superficie transmisora en la parte de la disolucin. Estas resistencias se representan grficamente en la fig. 1. , ^l|

^

-yS'/=orr

/^x>.

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/o'vs

^z

evg/r?o/-/jriyr^ /^^^^y^/r

'/vry7 e/e e^rr-Zcr?

c/fr/j"'^'^ c/c^c^t El pedestal circular tiene una entrada para extraer el holln y a l van a parar uno o varios conductos de humo. El fuste lleva a veces, lo mismo que el pedestal, un revestimiento de arcilla refractaria en su palote inferior que le protege contra la accin de los gases calientes, disponindose en algunos casos un tubo interior a todo lo largo de la chimenea, separado de sta por una capa de aire que sirve de aislante. Frecuentemente se termina el fuste con una cornisa o adorno, debiendo entonces prolongarse el tubo liso unos 0,5 m por encima de la coronacin, para evitar la formacin de remolinos en la salida, que perjudicara el tiro. Las paredes de la chimenea comienzan en la boca con un espesor medio a un ladrillo corriente (de 15 a 25 cm) si se emplean ladrillos radiales, aumentando estos espesores 1 cm por cada metro de chimenea, resultando as trozos de fuste de 4 a 6 m de longitud cuyas paredes aumentan escalonadamente de espesor en medio ladrillo (5 a 6 cm) si se emplean ladrillos radiales. Hay que comprobar si las chimeneas construidas de esta forma tienen la suficiente estabilidad, para lo cual se establece la condicin de equilibrio, que da la frmula P. S. = G. R., en la que P representa la presin total del viento aplicada al centro de gravedad de la obra, S la distancia del centro de gravedad a la base, R el radio exterior de esta base, y G el peso de la chimenea. Si F es el rea de la proyeccin de la chimenea sobre la direccin del viento y ^ la presin de ste, sobre 1 m^ resulta para chimeneas circulares P = 0,67 p. F, dndose a p distintos valores segn la regin, aunque ordinariamente se toma de 125 a 150 kg/m. Los materiales de una chimenea trabajan por compresin bajo su propio peso y a flexin bajo la accin del viento, y por lo tanto, hay que comprobar, una vez hecho el proyecto, si no exceden los lmites de resistencia correspondientes a la fbrica de ladrillo.

Estudio de anteproyecto para la elaboracin de concentrados... Depuracin del agua

C-73

Nosotros suponemos que se dispone de un agua de unos 100 hidrotimtricos de dureza. Para el tipo de caldera elegido es indispensable que el agua est descalcificada, por lo que despus de comprobar las ventajas e inconvenientes, nos hemos decidido por un depurador de agua de permutitas, cuyo esquema se consigna en la figura 15. E n ste basta abrir 1 y 3 y cerrar 2 para que el agua pase por el aparato, se abre A y D y el aparato suministra agua totalmente descalcificada. U n a vez que h a n pasado 18.000 litros (aproximadamente en 7 horas) se procede a su lavado y regeneracin en la forma siguiente:

I r

AGUA I , DfSCAiC/f/CAA

CANh DIAGOE FiG. 15. Descalcificador de agua.

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Pascual

Salmern

Salmern

Se cierra A y D y se abre C y B para que salga el agua por el tubo de desage G, abriendo de vez en cuando para expulsar el aire del interior del aparato. Cuando el agua que sale por G es completamente limpia y cristalina, el lavado ha terminado y se cierra C y B. Durante esta operacin hay que colocar en el depsito de sal 50 kg de sal comn. Para realizar la regeneracin se abre H, J y F con objeto de introducir la sal en el interior del aparato, hay que vigilar cundo sale agua salada por F y dulce por K, lo que tarda aproximadamente 15 minutos, cerrando entonces H, J y F, se deja la solucin salina una media hora en el interior del aparato. Durante este tiempo se procede al lavado del depsito de sal abriendo la tapa del mismo y la vlvula H, haciendo que el aparato se llene de agua varias veces y vacindolo por medio de la vlvula /. Una vez limpio se cierra H e I y se deja el depsito a punto de llenar otros 50 kgs de sal para la prxima regeneracin. Para expulsar la sal se abre A y F para que vaya saliendo el agua salada por F y una vez que el agua que sale no tenga sabor salado y est a 0 hidrotimtricos (lo que se comprueba con el licor hidrotimtrico) se cierra F y abre D, quedando el aparato en condiciones de descalcificar otros 18.000 litros de agua. Como para regenerar 18.000 litros de agua de 100 hidrotimtricos franceses se necesitan 50 kgs de sal, a 0,50 ptas. supone un importe de 25 ptas., luego el costo de descalcificacin de 1 metro cbico de agua ser de 25/18 = 1,39 ptas., que hay que cargar al coste. Potencia calorfica de los principales combustibles

La potencia calorfica de los principales combustibles se recoge en la Tabla VIII.TABLA VIII(ombttible Potencia en Calorias Aire neceiario en m- c. Temperatura de inf.

Madera Turba Lignitos Hulla de Dortmund Hulla de Essen Hulla del Saar Hulla de Zwickau Hulla de Knigshtte Hulla de Neurode Hulla de Newcastle Antracita inglesa Antracita americana Cok Mazut

3500 4000 4000 8060 8325 6395 6647 6804 7441 8225 8152 7897 6500 10700

3'5 4'2 5'5 8'0 8'0 8'0 8'0 8'0 8'0 8'0 > 8'5 8'5 7'5 7'5

225 225 326 326 326 326 326 326 326 326 326 700

Estudio

de anteproyecto

para la elaboracin

de concentrados...

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El gas de gasgeno y gas de alto horno tienen unas potencias muy variables, pues dependen de su composicin. Las potencias calorficas de los principales carbones espaoles se retinen en la Tabla IX,TABLA IX

Claso A.Hullas secas y lignitosas Origen y clase Arnao Utrillas (lignito) A n c h a (Langreo) Puertollano Saus (Asturias) cok Potencia calorfica 5160 5600 7997 6000 8190

Clase B.Hullas, semigrasas de llama larga Imperial (Sama) Taja (Teverga) Adolfa (Laviana) L a J u s t a (Langreo) Mariana (Hieres) Clase C.Hullas grasas Espinos (Turn ) Bo (Aller) Santa Elisa (Blmez) . . . . S a n , J u a n de las Abadesas . . Villanueva del Ro 7460 8570 8640 8550 8655 8400 7620 7380 8470 8070

Clase D.Hullas semigrasas de llama corta Espiel (Menudo) San Adrin de J u a r r o s Orb (Falencia) S a n t a Rosa (Aller) Qviirs (Asturias) 8635 7060 8505 8470 8465

.

.

.

Clase E.Hullas magras y antracitosas Montaesa (Aller) Hullera Espaola L a Parrilla (Blmez) . . . . Guardo (Falencia) Cangas de Tineo 8560 8450 8500 8485 8460

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Pascual Salmern SalmernM T O D O DE TRABAJO Y DESCRIPCIN DE LA INSTALACIN (17)

El diagrama de trabajo de una lnea racionalmente dispuesta viene consignado en la figura 16. Vamos ahora a realizar algunas observaciones relativas al lavado del tomate y a su seleccin, que tienen una particular importancia en la produccin de concentrados. Lavado El lavado del tomate es necesario para liberarlo de la tierra adherida, de los desperdicios e insectos que pueden llevar aunque no por completo, de los hongos y grmenes. La antigua creencia de que el lavado perjudicaba a los concentrados era totalmente equivocada puesto que los mejora, no slo en lo referente a su carga de microorganismos sino tambin por lo que se refiere al color y aspectos de los productos terminados. Las impurezas minerales son debidas a un lavado no efectivo y un exceso de estas impurezas determina el que los productos sean clasificados de segunda calidad. Bien es verdad que si se trabaja con tomate machacado o roto, el lavado quitar una gran parte de las sustancias azucaradas, pero no se puede por esto condenar el lavado, ya que el tomate en estas condiciones no es adecuado para la elaboracin de concentrados. Por otra parte el tomate roto lleva siempre una gran cantidad de hongos, que el lavado eliminar en gran parte. Un tomate no lavado, dar un concentrado que se presentar en el anlisis por el mtodo de Howard cargado de hongos, levaduras y esporas de hongos, y bacterias; de la aplicacin del citado mtodo se obtienen suficientes datos para clasificar y determinar el estado higinico de la materia prima. Seleccin La legislacin italiana en el artculo 2. del Real Decreto de 8 de febrero de 1923, establece la prohibicin de elaborar concentrados con sustancias extraas, y con tomates enfermos o infectados qiie no sean adecuados para la alimentacin. Esta disposicin impone a los fabricantes el que realicen una seleccin con objeto de eliminar aquellos frutos que por cualquier causa no estn sanos o no sean aptos para la alimentacin. Para poder cumplir estos dos requisitos hemos decidido emplear primeramente 2 cintas transportadoras metlicas de seleccin, a continuacin 3 lavadores de frutas, uno con agua corriente, el segundo con un detergente no inico, y el tercero conteniendo un detergente germicida

FiG. 17.Lnea de prepai

TAB

CaractersticasCapacidad de fabricacin Yapor precito preciio Agua precisa m'/h

aproxitDistanc

A

B

100 T m 24'h

400

3

14'70

9'20

3

n de pulpa de tomate.X las de la D instalacin NOMENCLATURA Plano escogedor y de Lavado 1 Elevador 2 Grupo separador de semillas 3 Dept." para recoger el tomate triturado 4 Bomba elevadora del tomate triturado 5 Precalentador 6 Tamizadora 7 Refinadora 8 Depsito para recogida del jugo 9 Cuadro elctrico 10

1'90

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FiG. 25,Esquema de fabricacin de jugo de tomate.

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Pascual Salmern Salmern

IV FABRICACIN DE ENVASESMANUFACTURA DE LOS ENVASES DE HOJALATA (20)

La produccin industrial de los envases de hojalata se Hace por medio de maquinaria especial, y hay que hacer notar que de la buena construccin de los envases depende gran parte del xito de una buena conservacin. Tan delicado es este punto, que una conserva se alterar si el bote tiene en el borde del cuerpo una hendidura de una dcima de milmetro, o si en uno de los fondos, tiene una grieta causada por la prensa, o si el engrampe no est bien apretado. Otro punto que se debe tener en cuenta es la necesidad de trabajar con botes construidos en el momento y no con envases almacenados de una campaa para otra, que generalmente dan lugar a iin gran porcentaje de latas defectuosas, inconveniente que se elimina sometiendo los envases a la mquina automtica probadora. La fabricacin del envase ocupa las siguientes operaciones: Formacin del cuerpo En primer lugar hay que encuadrar la hojalata, con objeto que los rectngulos obtenidos coincidan perfectamente en sus extremos, eliminando as posteriormente los envases mal formados y los destros de fabricacin. Esta operacin se puede realizar por medio de tijeras a mano o por cizallas cortadoras simples o mltiples. Una vez realizado este primer trabajo, se procede a cortar los cuerpos de las latas, lo que se realiza con los mismos aparatos, cortando fajas

Estudio

de anteproyecto

para la elaboracin

de concentrados..^

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del mismo ancho que la circunferencia del bote. Las mquinas de gran produccin (cizallas mltiples rotatorias) pueden cortar hasta 75.000 cuerpos por da. Las fajas antes de ser redondeadas son despuntadas en los cuatro ngulos, de manera que la junta de los extremos del cuerpo sea pareja cuando se rebata la costura. Esto es esencial con objeto de evitar la superposicin de varias capas de hojalata en el punto de encuentro entre la soldadura del cuerpo y el pestaado de los fondos. Una vez cortado el cuerpo, se procede a efectuar el arrollado o formacin del mismo, operacin por la cual la lmina de hojalata toma forma cilindrica. Las mquinas para efectuar este trabajo pueden ser a mano o a motor; stas ltimas dan de 400'a 500 r. p. m. formando de 6 a 10.000 cuerpos/hora. Una vez formados el cuerpo, debe cerrarse mediante la unin de los dos extremos libres. Esta unin se puede realizar de tres formas, segn el uso a que se destinan los botes. Los botes de tamao reducido se acostumbra a soldarlos; los que han de contener sustancias pulverulentas o granos se acostumbra a engramparlos, y los de mayor volumen, que seusan para conservar lquidos, se engrampan o pestaan y se sueldan. La soldadura puede efectuarse a mano o haciendo correr el envase sobre un bao de aleacin de soldar, o tambin interponiendo una laminilla o tirita de estao que luego se funde con la llama. Como mordientes para la soldadura se usan la resina, el cloruro de cinc y otros preparados que se encuentran en el mercado. Como hemos dicho, en algunos casos se procede a pestaar o engrampar los recipientes. Esta operacin consiste en unir los bordes por medio de un repliegue de la misma hojalata (figura 26, a, b, c, d, e), obtenindose as un cierre fuerte capaz de resistir presiones o posibles golpes. Sin embargo, como cualquier defecto en el pestaado de la lata puede original la entrada de aire y por lo tanto la anulacin del proceso de esterilizacin, se elimina esta posibilidad haciendo, sobre el pestaado, una soldadura. Una vez formado el cuerpo, hay que aplicarle los fondos. Para esito es necesario que los bordes del cuerpo sean doblados en ngulo recto con la lnea del cuerpo del envase, lo que se realiza con mquinas adecuadas; de estas mquinas las hay automticas, en las cuales los cuerpos van en una tolva y la mquina los coloca entre los cilindros y los dobla. En esta operacin se producen a menudo pequeas hendiduras que, si no se reparan, traen como consecuencia la prdida del envase. Estas hendiduras se deben: a) a que la dobladora est mal regulada o los rodillos son defectuosos; b) a que la lata estaada no ha sido recocida, y c) a descuido del operario.

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Pascual

Salmern

Salmern

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