UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTNFACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCIN Y SERVICIOSESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA

TTULO DEL PROYECTODISEAR UN SISTEMA AUTOMATIZADO PARA EL TRATAMIENTO Y ENVASADO DE ACEITUNA EN COCACHACRA

MODALIDAD: Proyecto de Investigacin

AUTORES:

FLOREZ MOLLEPAZA LUIS FELIPE 20083277CALCINA HUANCA YHAN KARLO 20082420

ASESOR: Ing. Nancy Orihuela Ordoez

CURSO:

Diseo Electrnico 2

FECHA:

Arequipa, 06 diciembre 2014

Informacin General del Proyecto

Ttulo del proyectoDisear un sistema automatizado para el tratamiento y envasado de aceitunas en Cocachacra.

ParticipantesLuis Felipe Florez MollepazaYhan Carlo Calcina Huanca

Grupos de investigacin participantesninguno

Lnea(s) de investigacin

Duracin del proyecto (Meses)4 meses

Costo Total del proyecto

Entidad(es) que financianninguno

Persona responsable del proyecto

NombreLuis Felipe Florez Mollepaza

Institucinninguna

Nivel de formacin ms altoestudiante

Correo electrnicoluisfelipe_sc31@hotmail.comTelfono997395934

FIRMA

Evaluacin del anteproyecto

Fecha de recepcin (dd/mm/aaaa)08/12/2014Fecha de evaluacin (dd/mm/aaaa)

Resultado

AprobadoDevuelto para correccionesRechazado

Cdigo del proyectoNmero de acta

Observaciones

FIRMAS

3

21

TABLA DE CONTENIDO

INFORMACION GENERAL DEL PROYECTO 2DESCRIPCION DEL PROYECTO1. Titulo.. 42. Problema42.1. Contexto y caracterizacin del problema 42.2. Formulacin del problema. 53. Objetivos del proyecto. 53.1. Objetivo General. 53.2. Objetivos Especficos. 54. Justificacin.. 55. Marco teorico preliminar. 66. Resultados y productos esperados del proyecto106.1. Medios de difusin. 136.2. Identificacin y caracterizacin de la innovacin propuesta137. Diseo metodolgico.. 138. Consideraciones ticas.. 709. Cronograma (anexo)7110. Otros Clculos..7311. Anlisis de riesgos8012. Bibliografa.82ANEXO 2 OTROS ANEXOS.84

Descripcin del Proyecto1. Ttulo Disear un sistema automatizado para el tratamiento y envasado de aceitunas en Cocachacra.2. Problema2.1. Contexto y caracterizacin del problemaEn la actualidad la fermentacin de los productos vegetales, especialmente las aceitunas negras, as como otros productos como rocoto, pimiento, apio, ajes, etc. En la provincia de Arequipa (Cocachacra) siguen un patrn de elaboracin tradicional, en dichas fermentaciones el producto de partida se manipula de manera que ello permita el desarrollo en las salmueras de un micro biota espontnea no inoculada, dependiendo la calidad de fermentacin de los microorganismos presentes. En una fermentacin espontnea modelo, las bacterias lcticas, los lacto bacilos vienen a ser la flora predominante al final del proceso, el desarrollo de esta especie bacteriana en las salmueras de fermentacin se considera esencial para la conservacin de las olivas, ya que produce la cantidad de cido hictico necesaria para que dicha conservacin sea efectiva, pero el desarrollo de una fermentacin de este tipo es imposible de predecir debido a una serie de factores internos y externos como: la variedad de fruto, porque condiciona la clase y disponibilidad de nutrientes necesarios, el proceso utilizado para el control de la temperatura y de otros fenmenos fsicos y qumicos que intervienen en cada uno de los procesos, la climatologa, tanto del crecimiento del fruto como de la fermentacin, la flora bacteriana presente inicialmente en el fruto como durante la fermentacin,etc.2.2. Formulacin del problemaEn varias hectreas de la provincia de Islay (Cocachacra) se recolectan aproximadamente 900 kilos de aceitunas negras pero por falta de mano de obra calificada y de equipos no sofisticados no se llega a una buena eficiencia en la elaboracin y produccin y posteriormente queda un porcentaje de aceitunas mal procesadas, como la elaboracin de aceituna de mesa se realiza artesanalmente el tiempo es un factor en contra ya que se requiere un mejor mtodo para el proceso en la elaboracin, especialmente en el proceso de fermentacin que es el proceso en el cual las aceitunas llegan a un nivel donde es ptimo para el consumo y tiene que someterse a un control de calidad para posteriormente ser vendidos.En la actualidad, la industria de la aceituna en Arequipa constituye una actividad econmica en crecimiento muy importante. La mayora de las empresas que se dedican a esta actividad, utilizan el mtodo tradicional y emprico de procesamiento, obedeciendo a criterios subjetivos de la persona que lo lleva a cabo; bajo estas condiciones, la calidad del producto final no es uniforme y en muchos casos se produce el deterioro de los frutos en cantidades nada despreciables, con la prdida econmica que ello supone. Por esta razn con el presente estudio se pretende brindar una alternativa de fermentacin, dando la informacin necesaria para dirigir adecuadamente una fermentacin mediante la inoculacin de un cultivo de Lactobacillus plantarum. 3. Objetivos del proyectoDisear un sistema Automatizado para el proceso de cocido y fermentacin de la aceituna negra realizando un control de temperatura mediante la tcnica de intercambio de calor.

3.1. Objetivo General:

Disear un sistema automatizado para el tratamiento y envasado de aceitunas en Cocachacra.

3.2. Objetivos Especficos:

- Determinar la concentracin porcentual inicial optima de adicin de cloruro de sodio en la salmuera para una ptima fermentacin- Determinar el nivel inicial de pH ptimo para el desarrollo del Lactobacillus plantarum. - Determinar la temperatura ideal para no desarrollar microorganismos que no sean parte de la fermentacin - Controlar los procesos de cocido y fermentacin en todo el tratamiento de la aceituna.

4. JustificacinEl siguiente trabajo de investigacin se realiza con el fin de mejorar la eficiencia en la produccin artesanal de aceitunas de mesa, de optimizar los procesos de cocido y fermentacin y de fomentar el desarrollo econmico de los agricultores en la provincia de Cocachacra.

Social: La mayora de los agricultores de la provincia de Cocachacra se han acostumbrado a realizar los procesos artesanalmente, no obteniendo una ptima ganancia de sus productos y no compitiendo en el mercado con las aceitunas tacneas por el tiempo que se demoran mayormente en el proceso de fermentacin, por lo cual hay un mal control en los procesos afectando la produccin y bajndole su costo ya que el fruto no cuenta totalmente con todas sus propiedades nutritivas.

Econmico: En la produccin de aceitunas negras se podra decir que es una actividad rentable ya que a diferencia de otros productos no se necesita mucha inversin solo agua, abono y un control las plagas, ya que esta planta vive por muchos aos y tiene una produccin por mata de aproximadamente 50 Kg. Los precios de mercado van aumentando de acuerdo al estado de madurez, mejor textura y tamao de la aceituna.

Geogrfico: Los terrenos arenosos y ligeros son los que mejor responden en el cultivo del olivo, Se ha calculado que el total de arcilla y cal que contengan estos terrenos debe ser del 10% aproximadamente. Si esta suma fuera superior al 20% su adaptacin al terreno sera dificultosa. En el Per, la mayor parte de produccin de aceitunas se encuentra en la ciudad de Tacna en segundo lugar se encuentra la ciudad de Arequipa y otras ciudades como Ica, etc.

5. Marco terico preliminar

5.1. Aceituna

La ACEITUNA es el fruto de un rbol de la familia de las oleceas, originario de la cuenca Mediterrnea.La aceituna proviene del rabe alzagluna u oliva del latn oliva, viene siendo empleado en la alimentacin humana desde los tiempos ms remotos.

5.2. Caractersticas de la aceituna

La aceituna es una drupa oval y carnosa ms o menos alargada segn la variedad, de unos 12 a 30 mm de largo y 12 a 20 mm de dimetro; alcanzando un peso promedio de 16 gramos aproximadamente.El fruto se compone de piel, pulpa, hueso y almendra.

PARTES DEL FRUTO DEL OLIVO

Partes del frutoPorcentaje (%)

Epicarpio (piel)1-2 %

Mesocarpio (parte carnosa del fruto)63-86 %

Endocarpio (hueso)10-30 %

Almendra2-6 %

Fuente: www.aceitedeoliva.comLa piel de la aceituna es rica en pigmentos vegetales (antocianinas) y en sustancias voltiles que otorgan a la aceituna su aroma peculiar.

La pulpa es rica en fibra vegetal y en sustancias grasas llamadas triglicridos (hasta el 26%de su peso) las aceitunas contienen cantidades significativas de:

Caroteno : 0,76 0,82 mg/100g Vitamina A : 0,09 -0,18 mg/100g Vitamina B1 : 0,03 0,08 mg/100g Vitamina B2 : 1,1 2,9 mg/100Adems contiene pequeas cantidades de vitamina E; en cuanto a minerales, el calcio es el ms abundante aunque contiene tambin cantidades apreciables de potasio, hierro y fosforo.Otros componentes menores en la aceituna son: Polisacridos, en su mayor parte de sostn. Destacan: celulosa, hemicelulosa, lignina, y pectina. Azucares solubles, como glucosa adems fructuosa y sacarosa. Compuestos fenlicos y tocoferoles

5.3. Estudios nutricionales de la aceituna5.3.1. Caractersticas nutricionales de las aceitunas de mesaLas aceitunas estn compuestas en su mayora por agua y su aporte calrico est en torno a 150 caloras por 100 gramos. El contenido de fibra de la aceituna de mesa se sita en los 2,6 gramos por cada 100 gramos de porcin comestible y de 1,73 gramos por cada 100 kcal, por lo que segn la reglamentacin sobre el etiquetado N1924/2010 del Parlamento Europeo y del Consejo del 20 de diciembre de 2010, puede considerarse Fuente de Fibra. Las aceitunas de mesa contribuyen a cubrir las CDR (Cantidad Diaria Recomendada) de fibra, que son 30 gramos.

En cuanto a la grasa, su proporcin suele ser del 20%. El cido graso ms abundante es el cido oleico: 82%, seguido del palmtico: 13%, linoleico (Omega-6): 5%, esterico: 3%, linolnico (Omega-3): 1%, y palmitoleico: 1%. Se pueden observar oscilaciones en estos datos dependiendo de la madurez de la aceituna.

Adems, aporta hidratos de carbono y protenas en pequeas cantidades, en concreto 1 gramo y 0,8 gramos por cada 100 gramos, respectivamente. Una cantidad de 25 gramos de aceitunas (7 aceitunas) aporta 0,28 gramos de sodio aproximadamente. En menor proporcin contienen otros minerales como el calcio, potasio, magnesio, hierro, fsforo y yodo.

En cuanto a las vitaminas, la aceituna de mesa aporta pequeas cantidades de vitaminas del grupo B y liposolubles como la provitamina A y la E, siendo estas dos ltimas de accin antioxidante.5.3.2. Importante fuente de vitamina ELa vitamina E es un nutriente antioxidante que refuerza el funcionamiento del sistema inmune y protege las clulas del cuerpo, en particular las del cerebro, los pulmones y los glbulos rojos, de posibles daos. 5.3.3. Grasas saludables para el coraznLa mayora de las grasas de las aceitunas negras son mono insaturadas, saludables para el corazn. Las aceitunas son una de las mejores fuentes de grasas mono insaturadas. Segn las pautas dietaras para los estadounidenses de la U.S. Department of Agriculture Dietary (Departamento de Agricultura de Estados Unidos) para una salud ptima, la grasa que consumes debe provenir de alimentos ricos en grasas mono y poli insaturadas, ya que stas bajan los niveles de LDL o colesterol "malo", y aumentan los niveles de HDL o colesterol "bueno".5.3.4. Cuntas aceitunas consumir al da?La recomendacin diaria para un adulto sano es de unos 25 gramos de aceitunas al da, es decir, 7 aceitunas aproximadamente. Esta cantidad podra disminuirse en caso de sobrepeso o hipertensin, o aumentarse en el caso de que los requerimientos energticos y minerales sean ms elevados como en el caso de los deportistas.5.3.5. Composicin nutricionalPromedio de Aceituna Verde y Aceituna Negra (100 gramos de porcin comestible)

Fuente: Instituto de la Grasa de Sevilla. Consejo Superior de Investigaciones Cientficas. Valores de Etiquetado Nutricional 2010.

5.4. Tipo de envase para la aceituna

Los envases se pueden disear para conseguir una estabilidad mayor a la oxidacin. Hay tres factores importantes para escoger los materiales de los envases:

La luz: los envases deben ser opacos, o sino conservarlos en la oscuridad. La aireacin: se debe evitar el contacto del aceite con el aire. La temperatura: los envases tienen que estar lejos de las fuentes de calor. Los metales: evitar el contacto con los metales como el cobre, hierro, etc. Ya que actan como catalizadores acelerando los procesos de oxidacin.

5.4.1. Vidrio opaco o bien vidrio transparente

Es un envase caro pero higinico y seguro de todos, su inconveniente es la fragilidad en el transporte.

5.4.2. Latas y Tetra Brik

Responden muy bien a los requisitos exigidos para ser buenos envases de aceitunas, su mayor inconveniente es que al no verse la aceituna puede crear algo de desconfianza en el consumidor.

5.4.3. Envases de Pet y de polietileno de alta densidad

Son ms permeables a la luz y al aire y por tanto el envasado de aceituna debe consumirse pronto o bien guardarlos en caja de cartn al abrigo de la luz y el calor.

5.4.4. La tcnica a usar

La tcnica empleada para el proceso de fermentacin de la aceituna negra es usada en la mayora de las plantas de procesamiento en la regin de Tacna para nuestro proyecto usaremos una adaptacin de la tcnica de Intercambio de calor para una optimo proceso de fermentacin, ya que nuestro proceso se va a desarrollar de la forma anaerbica.

Para dirigir y controlar todo el proceso de la fermentacin, se recomienda el descenso inicial del pH, ya indicado, unido al mantenimiento de una temperatura adecuada, 22-25 C, durante, al menos, unos 30 das, utilizando si es preciso un intercambiador de calor. Asimismo, es conveniente aadir un cultivo puro de bacterias lcticas o, en todo caso, se puede utilizar salmuera madre de otros fermentadores que se encuentren en activa fermentacin lctica y cuyo valor de pH sea inferior a 4,5 unidades, lo que implica la ausencia de los bacilos Gram-negativos. Igualmente, si es necesario, se aade materia fermentable para completar la fermentacin y conseguir un buen valor de pH final.

6. Resultados y productos esperados del proyecto

6.1. Material y Mtodos Las aceitunas estudiadas han sido de la variedad sevillana, recolectadas en la campaa 2010 en la provincia de Cocachacra (Islay). Los ensayos se han realizado experimentalmente en fermentadores de PVC de 10 litros de capacidad, provistos de doble cierre para evitar su contacto con el aire y conteniendo cada uno de ellos 6 Kg de aceituna y 3,5 litros de salmuera. Durante todo el proceso se han mantenido en cmaras a 25 C. Fueron cinco las experiencias llevadas a cabo: a) Experiencia A:Uso de salmuera inicial del 3%, con incremento de la misma hasta el 7% y correccin de pH a 4,5 con ac. Actico al mes del inicio del proceso fermentativo. b) Experiencia B:

Reutilizacin de salmuera del 7 % y ajuste del pH a 4,5 desde el inicio del proceso fermentativo.

c) Experiencia C:

Utilizacin de salmuera al 7 % y acidificacin de la misma mediante ac. Lctico y ac. Actico hasta un pH 3,5.

d) Experiencia D:

Uso inicial de salmuera al 7 % con pH 4,5 y suministro discontinuo de aire 0,25 L/h. Lc (litros por hora y litro de capacidad) durante 8 horas al da (150 das). e) Experiencia E: Uso inicial de salmuera al7 % y ajuste de pH a 4,5 con ac. Actico (lote control). Se han realizado las correcciones correspondientes en cada uno de los tratamientos para mantener las condiciones 7 % de NaCl y pH 4,5 a lo largo del proceso.

6.1.1. Muestreo y controles La toma de muestras se realiz con instrumental estril previa homogeneizacin del contenido de los fermentadores con agitadores estriles. Los parmetros fsico-qumicos para el seguimiento del proceso fermentativo han sido: pH mediante pHmetro modelo Basic 20 (CRISON), acidez titulable valorando 10 ml de salmuera con solucin NaOH 0,1N (titulador Titraton -CRISON) y concentracin de sal (densimetra). Los anlisis microbiolgicos se han llevado a cabo sobre en la salmuera y los grupos microbianos estudiados han sido: microorganismos aerobios mesfilos totales. 6.1.2. Resultados y discusin Como se puede observar en la figura 2, la evolucin y los recuentos de la microbiota aerobia y de las levaduras son muy similares durante todo el proceso y en la mayora de las experiencias efectuadas. Esto significa que el grupo microbiano predominante en este tipo de elaboracin son las levaduras, coincidiendo con estudios realizados con otras variedades de aceitunas espaolas.A medida que progresa el proceso fermentativo, las diferencias en los recuentos de las 5 experiencias realizadas tienden a reducirse por lo que el tiempo sera un factor de regulacin y homogeneizacin de la fermentacin. En la experiencia A, se observa, por la baja graduacin de la salmuera al inicio de la fermentacin, un rpido desarrollo de la microbiota aerobia alcanzando 9,00 Log UFC/mL tras un mes de fermentacin. Este hecho se puede explicar por el crecimiento de enterobacterias que a los 30 das alcanzan recuentos superiores a las 7,00 Log UFC/mL. Es la nica experiencia en la que se detecta este grupo microbiano. El pH aumenta mientras que la acidez no experimenta incremento alguno, quizs porque las enterobacterias se comportan como microorganismos proteolticos. El efecto de los acidificantessobre el crecimiento microbiano se hace patente en la experiencia C con los recuentos ms bajos durante todo el estudio (