tesina castellano con visto bueno(para empastar)

I

UNIVERSIDAD INDGENA BOLIVIANA COMUNITARIA

INTERCULTURAL PRODUCTIVA QUECHUA

CASIMIRO HUANCA

CARRERA DE INGENIERIA EN INDUSTRIA DE ALIMENTOS

PRODUCCIN DE AGUA EMBOTELLADA Y OBTENCION DE AGUA

SABORIZADA EN LA PLANTA PROCESADORA DE LA UNIBOL-QUECHUA.

POSTULANTES:

Juan Ral Alans Jaldin

Eduwin Acarapi Crdenas

Richard Gustavo Cirque Alanoca

Ariel Osmar Secko Moreira

Isaac Condori Estrada

Asesor: Ing. Arturo Espinoza Meja M.Sc.

Chimor - Cochabamba - Bolivia

2013

TESINA PARA OPTAR EL

TTULO DE TCNICO SUPERIOR

DE INGENIERIA EN INDUSTRIA

DE ALIMENTOS

Produccin de agua embotellada y obtencin de agua saborizada en la planta procesadora de la Unibol-Quechua.

II

DEDICATORIA

A Dios que nos dio fuerza, perseverancia y voluntad para lograr vencer los

obstculos y culminar nuestra carrera.

A nuestra Madre Tierra por brindarnos la energa, la paz y la gran convivencia

entre todos sus hijos que nos permiti seguir adelante.

Con mucho cario a nuestros padres:

Eugenio Acarapi e Hilaria Crdenas.

Ral Alans y Fanny Jaldin.

Pastor Condori y Segundina Estrada.

Simn Cirque y Cecilia Alanoca.

Guido Secko y Sabina Moreira

Quienes nos educaron y realizaron el sacrificio en nuestra formacin

profesional.


III

AGRADECIMIENTOS

Queremos expresar nuestros sinceros agradecimientos a todas las personas e

instituciones que nos brindaron su apoyo y colaboracin en la presente tesina de

investigacin.

A la Universidad Indgena Boliviana Quechua Casimiro Huanca y en especial a

nuestra Carrera Industria de Alimentos por habernos formado profesionalmente.

A la Planta procesadora de alimentos por habernos dado la oportunidad de realizar

las practicas del presente trabajo de investigacin en el rea que result ser el

reflejo de la visin y misin productiva de la universidad.

Nuestro agradecimiento sincero al M.Sc. Ing. Arturo Espinoza Meja, por su apoyo

incondicional y asesoramiento que nos brind durante el presente trabajo de

investigacin y produccin; al Ing. Cecilio Sols Delgadillo, por su colaboracin

proporcionada a lo largo de la tesina; a la Ing. Nancy Quispe, por su colaboracin

en la preparacin de pruebas de anlisis sensorial; al Ing. Gualberto Lpez Duran,

por su apoyo e incentivo a seguir adelante y a la M.Sc. Lic. Gina B. Arias Quiroz,

por colaborar en la parte de la produccin de agua tratada.

De la misma manera, a la M.Sc. Lic. Fortunata Choquetiklla Juaniquira Exdirectora

de la Carrera Industria de Alimentos, por su gran esfuerzo en colaborar en el

funcionamiento y produccin de la planta procesadora de agua tratada.

Finalmente, al Lic. Arturo Serrano, por su asesoramiento y colaboracin en la

presente investigacin.

De la misma manea, queremos agradecer a nuestros compaeros de las distintas

carreras y en especial a los que estudian la Carrera Industria de Alimentos, as

como a todas aquellas personas que de una u otra manera colaboraron en la

ejecucin y conclusin del presente trabajo.


IV

INDICE DE GENERAL

Titulos._______________________________________________________________Pag.

INDICE DE CONTENIDO ..IV INDICE DE GRAFICO.............................................................................. V

INDICE DE TABLAS.................................................................................................................VI

INDICE DE CONTENIDO SIMBOLOGA Y ABREVIATURAS.....................................................................................IX

RESUMEN...................................................................................................................................XII

PREMBULO ................................................................................................................... XI

CAPTULO I QUERER ............................................................................................................ 1

1.1. IDENTIFICACIN DE NECESIDADES Y PRIORIZACIN ................... 2

1.2. DIMENSIN DE VALORES Y PRINCIPIOS .............................................. 2

1.3. OBJETIVOS ..................................................................................................... 3

1.3.1. Objetivo general ............................................................................................... 3

1.3.2. Objetivos especficos ........................................................................................ 3

CAPITULO II SABER .............................................................................................................. 4

2.1. FUNDAMENTO TERICO. .......................................................................... 5

2.1.1. Estandarizacin ................................................................................................ 6

2.1.2. Clasificacin de las aguas ................................................................................ 6

2.1.3. Tipos de equipos para el tratamiento de agua .................................................. 7

2.1.4. Metodos de desinfeccion del agua ................................................................. 10

2.1.5. Anlisis de la calidad del agua ....................................................................... 13

2.1.6. Caracteristicas del agua de mesa admisibles para el consumo...24 2.1.7. Caractersticas de la materia prima e insumos ............................................... 20

2.1.8. Evaluacin sensorial ....................................................................................... 22

CAPTULO III HACER ......... 24

3.1. METODOLOGA ........................................................................................... 25

3.1.1. Materiales y herramientas .............................................................................. 25

3.1.2. Procedimientos de experimentacion. .............................................................. 26

3.1.3. Evaluacin de datos y anlisis estadstico ...................................................... 33

3.1.4. Anlisis econmico ........................................................................................ 34

CAPTULO IV PODER... ...........35

4.1 RESULTADOS36 4.1.1 Resultados fisicoquimicos de agua de pozo y agua tratada

producida en la planta de procesos de la

UNIBOL..36 4.1.2. Concentracin optima de brix ...................................................................... 36

4.1.3 Concentracin ptima del saborizante manzana. ........................................... 37

4.1.4 Concentracin ptima del saborizante limn. ................................................ 40

4.1.5 Concentracin ptima de colorante para las aguas

saborizadas de manzana y limon. ....... ....42 4.1.6. Resultados finales de estandarizacin ............................................................ 48

4.1.7 Analisis economico de costos de produccion ................................................. 49

4.2 CONCLUSIONES .......................................................................................... 57

4.3 SATISFACCIN A PARTIR DE LA INVESTIGACIN .......................... 58

4.4 RECOMENDACIONES ................................................................................ 58

4.5 REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS .......................................................... 59

ANEXOS. ...61


V

NDICE DE GRAFICOS

Titulos._______________________________________________________________Pag.

Grafico 1: Diagrama de flujo de proceso de elaboracin de agua tratada..26

Grafico 2: .Esquema de la preparacin de muestras con colorantes tartrazina

y verde manzana...31

Grafico 3: Diagrama de produccin de agua saborizada32

Grafico 4: Porcentaje de personas que ponderan segn las concentraciones

del saborizante manzana....40

Grafico 5: Porcentaje de personas que ponderan segn las concentraciones

del saborizante limn...42

Grafico 6: Porcentaje de preferencia de las personas para las concentraciones

de los colorantes verde manzana y limn (tartrazina)..44

Grafico 7: Media de los porcentajes de preferencia de las personas para las

concentraciones de manzana y limn...47

Grafico 8: Porcentajes de preferencia de las personas para las aguas

saborizadas de manzana y limn.................49


VI

NDICE DE TABLAS

Titulos._______________________________________________________________Pag.

Tabla 1: Parmetros fisicoqumicos de agua de mesa.17

Tabla 2: Parmetros microbiolgicos de agua de mesa..18

Tabla 3: Lmites admitidos de los saborizantes..18

Tabla 4: Dosis mximas de empleo de edulcorantes...19

Tabla 5: Dosis mxima de colorantes19

Tabla 6: Concentraciones de saborizante de limon 29

Tabla 7: Concentraciones de saborizante manzana.30

Tabla 8: Resultados fisicoqumicos de agua de pozo y del agua

tratada producida en la planta de procesos UNIBOL..36

Tabla 9: Anlisis de varianza del factor concentracin de azucar para las

concentraciones 8Brix,9Brix,10Brix...37

Tabla 10: Comparacin de medias de ponderacin por el mtodo Tukey..37

Tabla 11: Media de las ponderaciones de cada concentracin

de saborizante manzana....38

Tabla 12: Anlisis de varianza del factor concentracin de saborizante

manzana para las concentraciones 0.03%, 0.04%, 0,05%....38

Tabla 13: Comparacin de medias de ponderacin por el mtodo Tukey..39

Tabla 14: Nmero de personas que ponderan segn las concentraciones del

saborizante manzana.39

Tabla 15: Media de las ponderaciones de cada concentracin de

saborizante limn.40

Tabla 16: Anlisis de varianza del factor concentracin de saborizante limn..41

Tabla 17: Nmero de personas que ponderan segn las concentraciones del

saborizante limn.41

Tabla 18: Resultados de la dilucion para las concentraciones de agua

saborizada de manzana .43

Tabla 19: Resultados de la dilucion para las concentraciones de agua saborizada

de limon....43


VII

Tabla 20: Nmero de personas que prefieren las concentraciones de los

colorantes.44

Tabla 21: % de personas que prefieren las concentraciones de los colorantes

durante la segunda repeticin.......45

Tabla 22: Porcentaje de preferencia de las personas para las concentraciones de la

colorante manzana en las dos repeticiones...................................................................45

Tabla 23: Anlisis de varianza del porcentaje de la preferencia de

las personas para la variable concentracin de colorante manzana...46

Tabla 24: Porcentaje de preferencia de las personas para las

concentraciones de los colorantes tartrazina (limn) en las dos repeticiones..46

Tabla 25: Anlisis de varianza del porcentaje de la preferencia

de las personas para la variable concentracin de colorante limn..46


VIII

SIMBOLOGA Y ABREVIATURAS

M = Micra

CASA= Centro de aguas y saneamiento ambiental.

UNIBOL= Universidad Indgena Boliviana

OMS = Organizacin Mundial de la Salud

UV= Ultra Violeta

IBNORCA= Instituto Boliviano De Normalizacin y Calidad

ANOVA = Anlisis de Varianza

UMSS= Universidad Mayor de San Simn

BPM = Buenas Prcticas de Manufactura

PPM = Partes por milln

= Variable de respuesta (valor de puntuacin) en la j-esima unidad experimental o la

aplicacin de i-esima concentracin.

= Corresponde a la media general de las variables de respuesta.

= Es el efecto fijo del factor cuantitativo i-esimo concentracin.

= Es un componente de error aleatorio de los residuos.

NaCl = Cloruro de sodio.

CaCl2 = Cloruro de calcio.

UFC/ml= Unidad formadora de colonias / mililitros.

NMP/ml= Nmero ms probable /mililitros.


IX

L= Litro.

03 = Ozono.

IVA= Impuesto de valor agregado.

Bs= Bolivianos.


X

RESUMEN

El presente estudio fue desarrollado en la planta procesadora de la carrera de industria

alimentos perteneciente a la UNIBOL-Quechua Casimiro Huanca. En dicha planta se

realiz el tratamiento del agua mediante un equipo de tratamiento (pre filtro, filtro por

carbn activado, intercambio por resina inica, Filtro por membranas finas, Luz Ultra

Violeta y ozonizado). La cual fue usada para elaboracin de agua saborizada. Para

controlar y determinar la calidad del agua se realizaron anlisis fisicoqumicos.

La produccion de agua saborizada fueron de dos sabores, manzana y limon, para los cuales

se determinaron una concentracion optima de saborizante y colorante buscando la mayor

preferencia en los consumidores

Segn la evaluacin sensorial, se pudo obtener las concentraciones de colorante y

saborizante para la elaboracin de agua saborizada donde cada producto debe tener la

siguiente formulacin: Agua saborizada de manzana ( 9oBrix; 0.008 %de colorante verde

manzana; 0.05 % de saborizante manzana y 0.05 % de cido ctrico), Agua saborizada de

limn (90Brix; 0.005 % de colorante tartrazina; 0.04 % de saborizante de limn; 0.05 % de

cido ctrico).

Se calcul la rentabilidad y anlisis de costos de la produccin para cada producto en

estudio. La estimacin del costo de produccin de agua embotellada, se calculo para 140

botellones con 20 L de agua tratada, donde se obtuvo el costo unitario de produccin de

11,08 Bs.

Para el costo de produccin de agua saborizada, se calculo para 140 botellones con 20 L,

donde se obtuvo el costo unitario de produccin para manzana 21,09 Bs. y limn 21,56

Bs.

Se obtuvo como resultado la produccin de 35 botellones de agua tratada por dia y una sola

produccion a la semana.


XI

PREMBULO

Si bien la visin del agua en la regin andina tiene particularidades de acuerdo a las

distintas culturas indgenas existentes, a la diversidad de reas ecolgicas, a las diferentes

ubicaciones de las cuencas y a los niveles de organizacin social, el agua es mucho ms

que un recurso hdrico, es fuente elemental de la vida en nuestra madre tierra. Con el agua

nuestras clulas viven y aunque es solo una molcula H2O, se lo ve con un ser vivo, con l

se dialoga, se le trata con cario, se le cra porque es parte de la vida, adems el dialogo de

dualidad entre los seres humanos y la naturaleza no estn separadas.

El agua proviene de la Wiraqucha, dios creador del universo, que fecunda la Pachamama

(madre tierra) y permite la reproduccin de la vida, la integracin de los seres vivos, la

articulacin de la naturaleza y de la sociedad humana. Es la sangre de la tierra y del

universo andino, se comporta de acuerdo a los ecosistemas, circunstancias y coyunturas,

sin seguir normas rgidas. Depende del tiempo, clima, y topografa. Es la recreacin de la

diversidad en el espacio y el tiempo, en las organizaciones comunitarias, en la

participacin de la poblacin, permitiendo la autodeterminacin de las comunidades, en

discusin y dialogo permanente con la naturaleza.

El agua sigue leyes naturales, de acuerdo a los ciclos estacionales y a las condiciones del

territorio. Su uso sustentable implica la generacin y aplicacin de conocimientos y

habilidades obtenidos durante siglos, as como la construccin de una infraestructura

hidrulica que permita cosechar y distribuir el agua. El agua es de todos y es de nadie.

Pertenece a la tierra y a los seres vivos, incluyendo al ser humano.

1

CAPTULO

I

QUERER


2

1.1. IDENTIFICACIN DE NECESIDADES Y PRIORIZACIN

Si bien el agua es un lquido esencial para todos los humanos y de vital importancia para el

empleo de elaboracin de diversos alimentos, bajo este concepto, la UNIBOL-Quechua

Casimiro Huanca, tiene entre sus necesidades el auto abastecimiento del agua, a la vez

usar este lquido esencial en la elaboracin de alimentos en las diferentes reas de

transformacin como: frutas, hortalizas, lcteos y cereales.

Por otro lado se observa una necesidad importante de tener una planta de tratamiento de

aguas que debe estar en funcionamiento adecuado, cumpliendo normas requeridas de

calidad e inocuidad del producto, para producir agua de mesa embotellada. La utilizacin

de agua de mesa tratada involucra una investigacin para la obtencin de productos

derivados de agua, como es el caso de agua saborizada que satisfaga al consumidor,

mediante mtodos que permita estandarizar la obtencin del mismo

En cuanto a la priorizacin del problema acorde al desarrollo de las necesidades se plantea

lo siguiente:

La obtencin de agua saborizada mediante la produccin y utilizacin de agua con

tratamiento con las normas requeridas de calidad para llegar a un producto inocuo

contribuyendo a la soberana alimentaria de la comunidad Universitaria

1.2. DIMENSIN DE VALORES Y PRINCIPIOS

La UNIBOL como una casa de estudios de formacin superior, donde se practica valores y

principios de convivencia en comunidad y a travs de la iniciativa del grupo de estudiantes,

se llev la presente investigacin en la comunidad universitaria, resolviendo las

necesidades para el vivir bien de la comunidad. Este esfuerzo permite la obtencin del

ttulo de Grado a nivel de Tcnico Superior en Industria de Alimentos, en reconocimiento a

la resolucin de necesidades planteadas.

Como un complemento a la presente investigacin, el grupo ha realizado actividades de

produccin de agua embotellada en la planta de tratamiento de agua, con el objetivo de

valorar la actitud productiva de la Carrera Industria de Alimentos, fortaleciendo la visin y

misin que tiene la UNIBOL-Quechua Casimiro Huanca


3

1.3. OBJETIVOS

1.3.1. Objetivo general

Producir agua embotellada y obtener agua saborizada en la planta procesadora

de la UNIBOL- QUECHUA

1.3.2. Objetivos especficos

Realizar el tratamiento del agua a travs de un equipo de tratamiento de agua (pre-

filtro, filtro por carbn activado, intercambio por resina inica, Filtro por

membranas finas, Luz Ultra Violeta y ozonizado).

Realizar el control de calidad fisicoqumica del agua tratada para las pruebas

experimentales de agua saborizada.

Determinar la ptima concentracin del saborizante y colorante para la obtencin

de agua saborizada.

Estimar el costo de produccin de agua embotellada y saborizada.


4

CAPITULO

II

SABER


5

2.1. FUNDAMENTO TERICO.

El agua tal como la conocemos es fundamental para la vida. Por fortuna la tierra est casi

inundada de agua ya que cubre el 71% de la corteza terrestre; sin embargo, en muchas

partes del mundo no es fcil obtener las cantidades necesarias de agua lo bastantemente

pura. (Owen, 1998).

La mayor parte de la tierra y los seres humanos dependen del agua dulce, aquella cuyo

contenido en sales es menor al 0.01% (100 ppm), pero sta se encuentra slo en un 3% del

total, del cual el 87 % se encuentra en los casquetes polares y glaciales que son

inaccesibles; y slo el 0.4 % es asequible. Ahora bien, la evaporacin de los ocanos y las

lluvias proveen sin interrupcin este pequeo porcentaje, por lo que el agua dulce es un

recurso renovable, pero esto est limitado por las cantidades que se mueven en el sistema

natural (depender de las lluvias). (Owen, 1998).

La distribucin de la lluvia no es uniforme, por eso existen zonas naturales (ecosistemas)

de exuberante vegetacin y zonas ridas. Esto demuestra que existen regiones naturales

con diferentes flujos de agua, que tienen que ser compartidos con los seres humanos para

sus diferentes usos (consumo, riego e industria). Por lo que hay una inevitable divisin del

agua, entre la biota natural y las necesidades del hombre. (Owen, 1998).

En general, el agua qumicamente pura no existe en la naturaleza, ya que en el agua existen

sustancias que estn disueltas o en suspensin que son introducidas durante su recorrido

natural del ciclo del agua (ciclo hidrolgico). Para el abastecimiento de agua al hombre y la

comunidad se emplean tecnologas de tratamiento de agua a partir de agua no potable, con

el fin de tener una fcil disponibilidad para beber y utilizar para la elaboracin de diversos

productos alimenticios. (Owen, 1998).

LIMITACIONES

Durante la realizacin de la experimentacin se tuvo las siguientes limitaciones:

No se realizaron pruebas con edulcorantes sintticos, se ha tratado de mantener el azcar

comn como es la sacarosa.


6

2.1.1. Estandarizacin

Se conoce como estandarizacin al proceso mediante el cual se realiza una actividad de

manera estndar o previamente establecida. El trmino estandarizacin proviene del

trmino estndar, aquel que refiere a un modo o mtodo establecido, aceptado y

normalmente seguido para realizar determinado tipo de actividades o funciones. Un

estndar es un parmetro ms o menos esperable para ciertas circunstancias o espacios y es

aquello que debe ser seguido en caso de recurrir a algunos tipos de accin. (Diccionario

ABC).

La estandarizacin se conoce tambin como globalizacin y uniformidad. La

estandarizacin trata de alcanzar ventajas competitivas por medio de la eficiencia en la

produccin. Existen muchos ejemplos de estandarizacin de los productos en los mercados

mundiales. Las bebidas refrescantes. Pepsi y Coke venden sus refrescos en todo el mundo

con muy pocos cambios. (Schnaars, 1993).

2.1.2. Clasificacin de las aguas

Las aguas para bebida se pueden clasificar en dos grandes grupos que son las Aguas

Potables de Consumo Pblico y las Aguas de Bebida Envasadas, que se dividen en agua de

mesa o agua mineral natural, agua de manantial y agua potable preparada. (Dorothy et. al,

2001).

a) Aguas Potables de Consumo Pblico.

Las Aguas Potables de Consumo Pblico son aquellas aguas no envasadas destinadas al

consumo humano directo o incorporadas a productos alimenticios industriales. (Dorothy et.

al, 2001).

Cumplen los requisitos sanitarios de ausencia de contaminacin microbiolgica,

parasitolgica y qumica. (Dorothy et. al, 2001).

b) Aguas de Bebida Envasadas.

Comprenden el agua de mesa o agua mineral natural, agua de manantial y agua potable

preparada. (Dorothy et. al, 2001).


7

c) Aguas de mesa o minerales naturales.

Son aquellas aguas envasadas que se pueden ingerir como bebida cotidiana. Segn la

Organizacin Mundial de la Salud (OMS) deben ser aguas no contaminadas sin

contaminaciones con microorganismos como son las bacterias, parsitos u otros

microorganismos patgenos y las distintas sustancias qumicas.

Deben proceder de una fuente subterrnea que broten de un manantial natural o perforado.

Pueden precisar tratamientos fsicos como la oxigenacin la decantacin o la filtracin para

la separacin de elementos naturales indeseables. Se permite su adicin o eliminacin de

anhdrido carbnico. Pero est prohibido el uso de sustancias propias para la desinfeccin o

modificacin de su contenido microbiano. (Dorothy et.al, 2001).

d) Aguas de manantial.

Son aquellas aguas potables de origen subterrneo que brotan espontneamente por medio

de un manantial o son extradas por el hombre. (Dorothy et. al, 2001).

2.1.3. Tipos de equipos para el tratamiento de agua

2.1.3.1. Filtro de arena de slice

El agua es filtrada a travs de estratos o capas de diversas profundidades de arena. El

tamao del grano que forma la cama de arena podra ser seleccionado cuidadosamente con

la finalidad de retener la gran cantidad de slidos suspendidos, excepto las partculas

relativamente pequeas. Esta filtracin lenta da buenos resultados de purificacin ya que el

agua pierde una gran cantidad de slidos suspendidos.

Caractersticas:

1.- El filtro de arena de slice (filtro mecnico de agua) es un tipo de filtro de acero

inoxidable de varias etapas cuyo dimetro es de 600 m m. Dentro de filtro existe arena de

slice de excelente calificacin y desempeo. La altura de la capa de filtro es mayor o igual

a 1200 mm Bajo condiciones normales de trabajo, la produccin total de agua es 4 m3/Hrs.


8

2.-La velocidad de diseo actual es de 10 m/h.

3.- La mquina est equipada con vlvula de lavado reverso, por consiguiente el lavado

manual inverso puede ser logrado. (Topling Machinery, 2006).

2.1.3.2. Filtro de carbn activado

Este proceso es actualmente uno de los mtodos ms seguros para purificar el agua de

beber y el agua mineral. El carbn activado absorbe la mayora de contaminantes disueltos

en el agua. El mecanismo fundamental de absorcin de agua a travs del carbn activado

es el Van der Waals de fuerza de atraccin electrosttica entre el absorbente y el

absorbido. El agua purificada a travs de este proceso tambin mejora su olor y su sabor.

2.1.3.3. Intercambiador de iones de sodio

El intercambiador de iones es utilizar el catin intercambiable como iones de sodio y de

iones de hidrgeno en la resina de intercambio inico para el intercambio de iones de

calcio y de iones de magnesio lo que reduce el contenido de iones de calcio y de magnesio.

Este proceso es llamado como ablandamiento del agua.

2.1.3.4. Filtro de precisin

El filtro de precisin, tambin conocido como Filtro de Cartucho, se utiliza para evitar que

las impurezas como las partculas entren en la bomba de alta presin y un mdulo de

membranas de smosis inversa. Los rangos de precisin de filtrado forma 0.10 m a 60 m

y est libre de fluctuacin por influencias de presin de alimentacin. Cuando la presin

diferencial de operacin de este filtro de seguridad est por encima de 0.07 Mpa, los

usuarios deben cambiar o limpiar los elementos filtrantes. La estructura de este filtro hace

que el reemplazo del elemento de filtro sea rpido. (Topling Machinery. 2006).

2.1.3.5. Filtro de membrana cermica de ultrafiltracin

El filtro de membrana cermica de ultrafiltracin es un tipo de equipo para purificar el

agua, utiliza el tratamiento de agua emplea una nueva tcnica de ultrafiltracin de fibra

hueca y tres grados de filtracin de pre-tratamiento para eliminar las impurezas en el agua

corriente. Microporos de ultrafiltracin que son ms pequeo de 0.01 m, puede filtrar,


9

completamente grmenes, moho, coloides y otras sustancias peligrosas en el agua. (Topling

Machinery, 2006).

2.1.3.6. Equipo de osmosis inversa

Los equipos de smosis inversa, tambin llamado equipo de RO, es el componente

principal en el sistema de purificacin de agua. Este equipo puede eliminar la mayora de

las sales inorgnicas, materia orgnica y microorganismos en el agua.

Durante el proceso de separacin, el equipo de RO cuenta con caractersticas de no cambio

de fase, alta tasa de desalacin, reducido tamao, fcil control automtico, y no produce

contaminacin del medio ambiente.

Principios Bsicos:

1. La membrana semipermeable tiene una permeabilidad selectiva. Esta membrana permite

la permeabilidad del agua pero no de la sal.

2. La diferencia de presin entre el compartimiento de salmuera y el compartimiento de

agua dulce (fresca) es mayor que el de la diferencia de presin de smosis, por lo que

puede conducir a que el agua se mueva desde el compartimiento de salmuera al

compartimiento de agua dulce.

3. La tcnica de smosis inversa se utiliza para eliminar las impurezas en el agua como los

iones inorgnicos, bacterias, virus, materias orgnicas y coloides, por lo tanto, una alta

calidad de agua purificada se puede obtener. (Topling Machinery, 2006).

2.1.3.7. Lmpara de luz u. v.

Los purificadores de agua por medio de luz ultravioleta (UV) destruyen ms del 99.9% de

bacterias, virus y grmenes patgenos que se encuentran en el agua. Ningn otro medio de

desinfeccin es tan efectivo como la luz UV. No cambia las propiedades del agua ni afecta

a quien la usa o bebe. (Ene maq,s.l.).


10

2.1.3.8. Tanque mezclador de ozono

Es un equipo de un material de acero inoxidable que realiza el tratamiento de agua

Mediante un tanque mezclador de ozono. Un generador de ozono conectado a la corriente

de 220 voltios (110 v), este generador produce una tensin elctrica cercana a los 6.000

volts, llamado efecto "Corona", que es el que produce tanto Iones Negativos como Ozono.

El equipo es una especie de tanque de acero inoxidable de oxidacin, cuyas dimensiones

son D 350 H 4000 mm. Un aireador de titanio de 5 um, en el interior del tanque puede

separar el ozono en diminutas burbujas para hacer contacto con el agua. La altura de la

columna de contacto con el agua es 3,5 m. El Ozono entra en el tanque desde la parte

superior, donde una toma de aire est acondicionada. De igual en su parte inferior, tambin

existe una salida de agua.

Es para mezclar completamente el agua y el ozono, por lo tanto, se logra el propsito de

esterilizacin, conservando la frescura y evitando la contaminacin secundaria de la

produccin de agua mineral pura. (Topling Machinery, 2006).

2.1.3.9. Tanque de agua

El tanque de agua est hecho de acero inoxidable 316 o 314. Su superficie interna ha sido

pulida y la rugosidad de la superficie es de Ra 0.4 m. Se puede elegir de acuerdo a la

calidad del agua local, alcantarillas sanitarias, indicador de lquido y mucho ms. El

Tanque de agua tiene una amplia aplicacin en la industria de elaboracin de alimentos y

bebidas. (Topling Machinery, 2006).

2.1.4. Mtodos de desinfeccin del agua

2.1.4.1. Desinfeccin solar

Existe un par de trabajos que postulan que buena parte del poder de desinfeccin de la

SODIS se debe a la accin fotoqumica. La radiacin ultravioleta tiene el poder de

aniquilar microorganismos y por ello se ha argumentado que la porcin ultravioleta que

acompaa a la porcin visible cuando se expone agua a la luz del sol sera la responsable

de la accin bactericida. Pero lo cierto es que la porcin realmente bactericida del

componente ultravioleta, que corresponde al rango del UV-C (100-280 nm), es la que


11

menos est presente en la radiacin solar y aun suponiendo que fuera suficiente para tener

algn poder de desinfeccin, se ha comprobado cientficamente que la mayora de los

materiales, incluso los transparentes a la luz solar, como el vidrio y el plstico, son casi

totalmente opacos a la radiacin ultravioleta. Esta es la razn por la cual, tal como se ver

en el captulo correspondiente, los tubos ultravioletas que se utilizan para la desinfeccin

estn encerrados en camisas protectoras de cuarzo, nico material que es verdaderamente

transparente a ese tipo de radiacin (el tefln, que se utiliza en algunos equipos es el nico

plstico parcialmente transparente). El resultado de este simple anlisis es que si se expone

agua a una radiacin escasa y adems se interpone un filtro prcticamente opaco a la

misma, entonces la capacidad desinfectante de esa radiacin es necesariamente nula o, en

el mejor de los casos, despreciable. El funcionamiento de la SODIS se basa en la

pasteurizacin, que es un proceso trmico. (Solsona, Mendez et al 2012).

2.1.4.2. Desinfeccin por cloracin

Vale en este punto aclarar el concepto de cloro activo que se utiliza a lo largo del

captulo. Cloro activo significa el porcentaje en peso de cloro molecular que aporta un

determinado compuesto en cualquier estado; lo que quiere decir que si una solucin tiene

10% de cloro activo, ello se debe a que se han burbujeado 10 gramos de cloro gas en 100

ml de agua y que el gas se ha absorbido totalmente y sin prdida en ella. La solucin tiene

entonces 10 g de cloro en 100 g de agua (ya que 100 ml son prcticamente 100 gramos) y

de all el 10%. La palabra activo

significa que ese cloro est listo para entrar en accin; est pronto y esperando para

atacar la materia orgnica o cualquier otra sustancia que sea oxidable por l.

El mtodo de desinfeccin con cloro y sus derivados se deber implementar en tres pasos

sucesivos, cada uno de los cuales variar, en mayor o menor grado, segn el producto que

se va a utilizar:

Paso 1: Evaluacin de la cantidad de cloro que se va a dosificar en la red

Paso 2: Preparacin de las soluciones de los productos no gaseosos

Paso 3: Calibracin del dosificador. (Solsona, Mendez et. al, 2002).


12

2.1.4.3. Desinfeccin por radiacin ultravioleta

El mecanismo de desinfeccin se basa en un fenmeno fsico por el cual las ondas cortas

de la radiacin ultravioleta inciden sobre el material gentico (ADN) de los

microorganismos y los virus, y los destruye en corto tiempo, sin producir cambios fsicos o

qumicos notables en el agua tratada.

Se cree que la inactivacin por luz ultravioleta se produce mediante la absorcin directa de

la energa ultravioleta por el microorganismo y una reaccin fotoqumica intracelular

resultante que cambia la estructura bioqumica de las molculas (probablemente en las

nucleoprotenas) que son esenciales para la supervivencia del microorganismo. Est

demostrado que independientemente de

la duracin y la intensidad de la dosificacin, si se suministra la misma energa total, se

obtiene el mismo grado de desinfeccin. (Solsona, Mendez et. al, 2002).

2.1.4.4. Filtracin lenta

Huisman & Wood describieron en 1974 el mtodo de desinfeccin por medio de la

filtracin lenta, como la circulacin del agua cruda a baja velocidad a travs de un manto

poroso de arena.

Durante el proceso, las impurezas entran en contacto con la superficie de las partculas del

medio filtrante y son retenidas, desarrollndose adicionalmente procesos de degradacin

qumica y biolgica que reducen la materia retenida a formas ms simples, las cuales son

llevadas en solucin o permanecen como material inerte hasta un subsecuente retiro o

limpieza.

El agua cruda que ingresa a la unidad permanece sobre el medio filtrante tres a doce horas,

dependiendo de las velocidades de filtracin adoptadas. En ese tiempo, las partculas ms

pesadas que se encuentran en suspensin se sedimentan y las partculas ms ligeras se

pueden aglutinar, lo que facilita su remocin posterior. (Solsona, Mendez et. al, 2002).

2.1.4.5. Ozonizacin

El ozono (O3) es un gas altropo del oxgeno. A la temperatura y presin del ambiente es

un gas inestable que se descompone rpidamente para volver a la molcula de oxgeno

(O2). Debido a esta caracterstica, no se puede almacenar o envasar, sino que debe

generarse in situ y usarse inmediatamente. Por lo general, la ozonizacin se utiliza cuando


13

se requiere su propiedad ms importante: su elevado potencial oxidante, que permite

eliminar los compuestos orgnicos que dan color, sabor u olor desagradables al agua y, al

mismo tiempo, cuando se desea inactivar los microorganismos patgenos del agua. Una

caracterstica importante de la ozonizacin es la ausencia de efecto residual, lo cual es un

beneficio porque si el ozono se mantuviese en el agua le dara un sabor desagradable, pero

a la vez es una desventaja, ya que, como se ha expresado, es necesario asegurar la calidad

del agua hasta que llegue al consumidor mediante algn efecto residual puede ser el

mtodo ms recomendable para la oxidacin de las sustancias orgnicas y desinfeccin

primaria, siempre que cuente con la adicin de un sistema de cloracin secundario para

mantener el efecto residual durante su distribucin. (Solsona, Mendez et. al, 2002).

2.1.5. Anlisis de la calidad del agua.

Cada da nuevas sustancias son emitidas al medio ambiente, lo que hace que la calidad del

agua no sea esttica, mas al contrario es dinmica. Por lo tanto ser necesario conocer la

composicin del agua, sus caractersticas fsicas, qumicas, biolgicas (microbiolgica e

hidrobiolgica) y radiactivas, o sea conocer su variabilidad tanto espacial como temporal,

con el fin de resguardar la salud humana, animal y vegetal como tambin brindar agua de

calidad a ser utilizada en la industria. (CASA, 1997).

La calidad del agua queda definida por su composicin, el conocimiento de los efectos que

pueden causar cada uno de los elementos que contiene o el conjunto de ellos permite

establecer las posibilidades de su utilizacin. Las caractersticas permisibles deseables

varan sustancialmente de acuerdo a las diferentes necesidades que se deben satisfacer.

(CASA, 1997).

Aguas de Consumo. Es aquella que puede consumirse en cualquier cantidad sin provocar

efectos perjudiciales a la salud, tampoco daa los materiales usados en la construccin de

los sistemas de dotacin de agua.

Todos los empleos del agua deben subordinarse a la necesidad del hombre de disponer de

un fluido sano para su consumo. (CASA, 1997).


14

Requerimientos bsicos para la potabilidad del agua:

Estar libre de organismos patgenos causantes de enfermedades.

No contener compuestos que tengan un efecto adverso, agudo o crnico sobre la

salud humana.

Ser aceptablemente clara (baja turbidez, poco color, etc.).

No salina.

Que no contengan compuestos que causen sabor y olor desagradables.

Que no causen corrosin o incrustaciones en el sistema de abastecimiento de agua y

que no manche la ropa lavada con ella.

Cada pas debe tener reglamentos, en los que se consideran los lmites de tolerancia que

una fuente para consumo debe satisfacer. (CASA, 1997).

2.1.5.1. Anlisis fisicoqumico

a) Anlisis fsico: Entre los parmetros fsicos que se analizan son el color, temperatura,

turbiedad, pH, conductividad, olor, sabor.

Color:

El color del agua se debe a la presencia de material orgnico (humus) o inorgnico

(metales) presentes en el agua en forma disuelta.

El color visible en el agua es el resultado de las diferentes longitudes de onda no

absorbidas por este medio o de las sustancias disueltas y particuladas presentes.

El color puede ser verdadero o aparente. El color verdadero se refiere al color

remanente una vez que el agua haya sido filtrada para eliminar el material en

suspensin. Este se debe principalmente a la materia orgnica disuelta o coloidal.

El color aparente incluye el color debido a sustancias en solucin y material en

suspensin.

Olor: El olor en el agua se debe a la presencia de sustancias hmicas, compuestos

orgnicos aromticos y algunas sales. En fuentes naturales el olor puede deberse a

la descomposicin de material orgnico y la actividad microbiana.


15

Sabor: Existe un dicho que dice: a lo que sabe huele, por lo que el sabor y el olor

se encuentran relacionados estrechamente. El sabor del agua se debe a sustancias

hmicas, orgnicas, sales y metales.

pH: El pH en aguas naturales se relaciona con la geologa del terreno por donde se

escurre el agua. Esta gobernado por el equilibrio carbnico. Los procesos

biolgicos (fotosntesis y respiracin), la turbiedad y la aireacin influyen en el pH,

debido a la variacin del contenido de dixido de carbono.

El pH es importante en la disolucin de minerales, ionizacin de cidos y bases, en

la especiacin de metales y la biodisponibilidad de los mismos.

La acidificacin o disminucin de pH del agua puede producir la hidrlisis de los

xidos de hierro hidratado con la consiguiente liberacin de muchos elementos

traza que pueden ser txicos para los organismos acuticos.

Conductividad: La conductividad es la expresin de la capacidad de una solucin

acuosa de transportar la corriente elctrica. Esta capacidad depende de la presencia,

concentracin, movilidad y valencia de los iones presentes y de la temperatura del

agua.

La conductividad est relacionada con el contenido de sustancias disueltas o

ionizadas presentes en el agua. Las soluciones inorgnicas son relativamente

buenas conductoras. Las sustancias orgnicas, en general, son poco conductoras.

Turbiedad: Es una propiedad ptica intrnseca de cada solucin, es una medida de

las propiedades de transmisin de la luz. Depende del tamao, forma e ndice de

refraccin de las partculas coloidales suspendidas en el agua. Estas materias

dispersan o absorben la luz impidiendo su transmisin.

No es posible obtener correlaciones directas entre la turbiedad y la concentracin de

slidos suspendidos. (CASA, 1997).


16

b) Anlisis qumico. Se considerarn los parmetros de alcalinidad, calcio, dureza y

cloruros, por considerarse los ms comunes en el agua.

Alcalinidad: Este parmetro juega un rol importante en la capacidad amortiguadora

del agua, es decir en la capacidad para resistir los cambios de pH cuando se agregan

o forman cidos o lcalis dentro del agua. Tambin juega un rol importante en el

proceso de coagulacin. Los parmetros que influyen significativamente en la

alcalinidad del agua son: los nutrientes, metales, cidos orgnicos y material

particulado.

En aguas naturales los bicarbonatos son la especie predominante en la alcalinidad.

Dureza: La dureza del agua se debe principalmente a la presencia de iones de

calcio y magnesio en el agua, pero tambin contribuyen a la dureza del agua la

presencia de metales. Las aguas duras reducen la toxicidad de muchos metales por

formacin de complejos carbonatados menos disponibles y/o antagonismo del

calcio.

Cloruros: Se debe a la disolucin de sales que contienen cloro en su composicin

tales como el NaCl, CaCl2, o la contaminacin del agua con residuos de riego con

agua salada de las carreteras para evitar el congelamiento, aguas servidas o

industriales. Debido a su gran movilidad puede transportarse hasta largas

distancias. (CASA, 1997).

2.1.6. Caractersticas del agua de mesa admisibles para el consumo

Segn las normas de IBNORCA NB 325002 sobre Bebidas analcohlicas las

caractersticas fisicoqumicas de agua de mesa, se indica en la siguiente tabla.


17

a) Caractersticas fisicoqumicas del agua de mesa

Tabla 1: Parmetros fisicoqumicos de agua de mesa.

SUSTANCIA

CONCENTRACIN

MXIMA ADMISIBLE

(mg/L)

Cobre 1

Manganeso 0,05

Plata 0,1

Aluminio 0,2

Zinc 5

Benceno 0,005

Trihalometanos totales 0,1

Arsnico 0,01

Bario 0,7

Cadmio 0,003

Cromo 0,05

Plomo 0,01

Mercurio 0,001

Selenio 0,01

Fluoruro como F-1 1,5

Nitratos 50

Nitritos 0,02

Cianuros 0,05

Sulfatos 250

Slidos totales disueltos 500

Cloruros 250

Hierro 0,3

Cloro libre 1

Fuente: IBNORCA NB 325002.


18

b) Caractersticas microbiolgicas del agua de mesa.

Tabla 2: Parmetros microbiolgicos de agua de mesa.

PARMETROS LIMITE TCNICA

Aerobios monofilos 20 UFC/ml Recuento en placa

Coliformes totales 0 UFC/ml Recuento en placa

< 3 NMP/ml Nmero ms probable

Pseudomonasaeruginosa < 1.0x100UFC/ml


19

Edulcorantes:

Tabla 4: Dosis mxima de empleo de edulcorantes.

EDULCORANTES DOSIS MAXIMA

420 sorbitol Ppm

421 manitol Ppm

950 acesulfame 800mg/Kg

951 aspartame 800mg/Kg

951 acido ciclamico 250mg/Kg

953 isomaltitol Ppm

954 sacarina 100mg/kg

955 sucralosa Ppm

Fuente: MAPRIAL.

Colorantes:

Tabla 5: Dosis mxima de colorantes.

COLORANTE DOSIS MAXIMA

Azorrubina 0 4 mg/Kg

Tartrazina 0 7,5 mg/Kg

Amarillo ocaso 0 2,5 mg/Kg

Azul brillante 0 12,5 mg/Kg

Ponceau 4R 0 4 mg/Kg

Rojo 40 0 7 mg/Kg

Fuente: MAPRIAL.


20

2.1.7. Caractersticas de la materia prima e insumos

2.1.7.1. Materia prima

El agua tratada producida en la planta de tratamiento de agua de la UNIBOL

QUECHUA Casimiro Huanca.

Azcar refinado.

El azcar refinado es el obtenido a partir de un azcar crudo por refinacin (afinado

del azcar bruto, purificado y cristalizado) hasta obtener un producto de color

blanco brillante que al disolverlo en agua da una solucin lmpida y de reaccin

neutra.

Es uno de los principales ingredientes utilizados en la industria alimentaria,

aportando su sabor dulce dando cuerpo al producto y suministrando 384 Kcal por

cada 100g azcar. (Madrid, 2001).

2.1.7.2. Aditivos

Los aditivos alimentarios segn las especificacin de las Normas del Codex Alimentario

son:

Acidulante (cido ctrico)

El acido citrico es un acido organico muy comun y frecuente en la naturaleza. Se

encontrar como producto del metabolismo de la mayoria de organismos, en el ciclo

de krebs, y formando parte de muchas frutas, especialmente en citricos, a las que

confiere su caracteristica acidez.

Comercialmente se encuentran como cristales monoclinicos inodoros,de sabor muy

acido muy soluble ala gua se utiliza como antioxidante , regula el pH para inhibir el

crecimiento microbiano.(Cubero et.al, 2002).

Colorantes tartrazina

La tartrazina es un colorante artificial ampliamente utilizado en la industria

alimentaria. Pertenece a la familia de los colorantes azoicos (los que contienen el grupo

azo N=N). Se presenta en forma de polvo y es soluble en agua; hacindose de color

ms amarillo cuanto ms disuelta est. Es incompatible con la lactosa y con el cido

ascrbico. Como colorante posee los cdigos E102 (Unin Europea). (Valderrama,

2005).


21

Colorante verde manzana

Colorante Verde Manzana Concentrado en Polvo Hidrosoluble. Ideal para la

coloracin y decoracin, soluble en agua, como colorante posee los cdigos E203.

(Valderrama, 2005).

Saborizante

Los saborizantes son preparados de sustancias que contienen los principios spido-

aromticos, extrados de la naturaleza (vegetal) o sustancias artificiales, de uso

permitido en trminos legales, capaces de actuar sobre los sentidos del gusto y

del olfato, pero no exclusivamente, ya sea para reforzar el propio (inherente

del alimento) o transmitir un sabor y/o aroma determinado, con el fin de hacerlo ms

apetitoso pero no necesariamente con este fin.

Suelen ser productos en estado lquido, en polvo o pasta, que pueden definirse, en otros

trminos a los ya mencionados, como concentrados de sustancias. (Valderrama, 2005).

Conservante benzoato de sodio

El benzoato de sodio, tambin conocido como benzoato de sosa o (E211), es

una sal del cido benzoico, blanca, cristalina y gelatinosa o granulada, de

frmula C6H5COONa. Es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol. La sal

es antisptica y se usa generalmente para conservar los alimentos.

Como aditivo alimentario es usado como conservante, matando eficientemente a la

mayora de levaduras, bacterias y hongos. El benzoato sdico slo es efectivo en

condiciones cidas (pH


22

2.1.8. Evaluacin sensorial

2.1.8.1. Clasificacin de las diferentes pruebas son:

a) Pruebas afectivas

Las pruebas afectivas, son pruebas en donde el panelista expresa el nivel de agrado,

aceptacin y preferencia de un producto alimenticio. (Carpenter R. et. al, 2009).

b) Pruebas de preferencia

Se emplean para definir el grado de aceptacin y preferencia de un producto determinado

por parte del consumidor. Para estas pruebas se requiere de un grupo bastante numeroso de

panelistas los cuales no necesariamente tienen que ser entrenados. (Carpenter R. et. al,

2009).

c) Prueba de preferencia pareada

En esta prueba se le presenta al panelista dos muestras codificadas y se le pide cul de las

dos muestras prefiere. Y para que sea ms representativa se le puede pedir que exponga

sus razones sobre la decisin tomada.

Ventajas

Fcil de organizar

Fcil de realizar

El anlisis estadstico es rpido

No requiere repeticin

Desventajas

Se obtiene poca informacin

Alta probabilidad de error

Magnitud de preferencia


23

Casos en los que se aplica

Desarrollo del producto

Reformulacin de un producto

Monitorizacin de la competencia

Control de calidad

Relacin proceso/formulacin/anlisis sensorial. (Carpenter R. et. al, 2009).

d) Escala hednica

Consiste en pedirle a los panelistas que den su informe sobre el grado de satisfaccin que

tienen de un producto, al presentrsele una escala hednica o de satisfaccin, pueden ser

verbales o grficas, la escala verbal va desde me gusta muchsimo hasta me disgusta

muchsimo. Entonces, las escalas deben ser impares con un punto intermedio de ni me

gusta ni y me disgusta. Y la escala grfica consiste en la presentacin de caritas o

figuras faciales.

Ventajas

La escala es clara para los consumidores

Requiere de una mnima instruccin

Resultado de respuestas con ms informacin

Las escalas hednicas pueden ser por atributos

Casos en los que se aplica:

Desarrollo de nuevos productos

Medir el tiempo de vida til de los productos

Mejorar o igualar productos de la competencia

Preferencia del consumidor. (Carpenter R. et al 2009).


24

CAPTULO

III

HACER


25

3.1. METODOLOGA

3.1.1. Materiales y herramientas

Los Materiales y equipos utilizados en la investigacin, son los que se detalla.

a) Equipos

Balanza analtica de capacidad de 300g.

Equipo de tratamiento de agua

Equipo generador de ozono(micro ozon 300 clear wter)

pH metro

Refractmetro

Cmara frigorfica

Selladora

b) Materiales

5 frascos de vidrio de 1000ml

6 vasos precipitados de 250ml

1 Esptula pequea

1 Esptula grande

1 pipeta de 1ml

1 pipeta de 10ml

1 Pro pipeta

1 Probeta de 1000ml

Vasitos desechables pequeos para la test de degustacin

20 tubos de ensayo

2 Gradillas de plstico

2 Matraz aforado de 100ml

1 Conservadora

c) Insumos

Azcar

Esencia de manzana


26

Esencia de limn

cido Ctrico

Colorante verde de manzana

Colorante tartrazina

3.1.2. Procedimientos de experimentacin.

3.1.2.1. Procedimiento de obtencin de agua tratada

Para el tratamiento de agua se realizo mediante las tecnologas de filtracin, intercambio de

iones, esterilizacin por radiacin ultravioleta y ozonizacin para garantizar la reduccin

de la dureza, eliminacin de la materia orgnica, slidos insolubles y destruccin de los

microorganismos presentes en el agua.

La descripcin de las etapas de diagrama de flujo de las lneas de agua purificada o tratada

se muestra en la siguiente figura:

Grafico 1: Diagrama de flujo de proceso de elaboracin de agua tratada

Fuente: Elaboracin propia. 2012


27

La descripcin de las etapas de diagrama de flujo de las lneas de agua purificada o tratada

son las siguientes:

a) Recepcin: el agua de pozo es transportada desde el pozo hasta el tanque

mediante una bomba de agua.

b) Almacenamiento primario: El agua es almacenada en un tanque de material

de construccin a una altura de 20 metros que tiene una capacidad aproximada

de 10000 L.

c) Pre filtrado: El agua del tanque entra al primer filtro, donde se eliminan

slidos que an quedan suspendidos en el agua.

d) Filtrado con carbn activo: En esta etapa se elimina los malos olores que

tiene el agua de pozo, debido al contenido de la materia orgnica.

e) Ablandado: El agua ya filtrada con carbn activado es introducida a un

ablandador de agua el que reduce las sales (Carbonatos de calcio, magnesio). El

principio de funcionamiento de los ablandadores consiste en el intercambio de

los iones disueltos calcio y magnesio por sodio a travs de una resina de

intercambio inico. Esta posee una capacidad especfica, la cual luego del

pasaje de un volumen determinado de agua se agota. Cuando se llega a este

punto, el cabezal automticamente comienza un proceso de regeneracin

(lavado de la resina con una solucin de cloruro de sodio) que hace retornar la

resina a sus condiciones originales.

f) Pulido: Despus de extraer las sales del agua con el ablandador se introduce al

pulidor de agua de una micra para lograr una mejor calidad de agua y eliminar

partculas de mayor tamao.

g) Filtrado por membranas finas: El agua es empujada por la presin que emite

el motor de bomba e introducida a una membrana con un paso ultra fino

(0,0001 micrn), que slo permite pasar las molculas de agua purificada con

elementos inorgnicos de menor tamao.


28

h) Esterilizacin por luz UV: El agua pasa por un nuevo sistema de esterilizacin

mediante el sistema de rayos ultra violeta que reduce la carga microbiana del

agua.

i) Almacenamiento secundario y Ozonizado: El agua es trasladada a un tanque

de 2000 L y posteriormente recibe un tratamiento a travs de un equipo

generador de ozono (O3), donde inicia su funcin de destruccin de

microorganismos, cuando se abre las vlvulas para realizar el envasado.

j) Envasado: Una vez tratada y purificada el agua es envasada en envases de 20

L. que han sido lavadas y desinfectadas previamente cumpliendo las buenas

prcticas de higiene.

k) Almacenamiento: El agua envasada es almacenada en los ambientes de

almacn de la universidad para su posterior distribucin.

3.1.2.2. Pruebas experimentales de agua saborizada

a) Determinacin de los grados Brix ptimo

Se determin la concentracin ptima de azcar tomando 3 muestras con diferentes

concentraciones.

Concentracin de 8 Brix



La concentracin ptima de azcar se determin mediante un anlisis sensorial y

estadstico.


29

b) Pruebas de saborizado ptimo

Las pruebas de saborizado del agua tratada con azucar y esencias de manzana y limn

fueron realizados mediante una evaluacin sensorial de preferencia en la residencia

universitaria de la Universidad Indgena Quechua Casimiro Huanca.

Preparacin de muestras con saborizante de limn.

Se preparo 3 muestras de soluciones con concentraciones diferentes, tomando en cuenta

los limites permitidos de saborisante limon por la importadora MAPRIAL quien

comercializa este tipo de insumos, las concentraciones preparadas fueron:

Tabla 6: Concentraciones de saborizante de limon

Concentraciones %

0.03

0.04

0.05

Fuente: MAPRIAL.

Los calculos de volumenes de saborisantes utilizados se encuentran en anexos.

Una vez preparada las muestras con diferentes concentraciones, se agrego al 0,05% de

cido ctrico, la cantidad de cido ctrico agregado se realiz mediante el siguiente clculo

:

Preparacin de muestras con saborizante de manzana

Se preparo 3 muestras de solucion, con concentraciones diferentes tomando en cuenta los

limites permitidos de saborisante manzana por la importadora MAPRIAL quien

comercializa este tipo de insumos, las concentraciones preparadas fueron:


30

Tabla 7: Concentraciones de saborisante manzana.

Concentraciones %

0.03

0.04

0.05

Fuente: MAPRIAL.

Una vez preparada las muestras con diferentes concentraciones, se agrego cido ctrico al

0,05%.

Anlisis sensorial

El anlisis sensorial se realiz mediante la tcnica de test de preferencia, debido a que el

mtodo se puede aplicar a jueces o degustadores no entrenados, para tal propsito se utiliz

las siguientes puntuaciones de calificacin:

1. Desagradable

2. Regular

3. Agradable (Hoja de test en anexos).

c) Preparacin de colorantes para agua saborizada de manzana y limn

Para la siguente prueba se preparo 10 muestras para el agua saborizada de manzana y 10

muestras para el agua saborizada de limn inicialmente se prepararon las soluciones

madres en matraces aforados de 100ml de la siguiente manera:

Se pes 0,1 g de colorante verde de manzana y 0,1 g de colorante de tartrazina en la

balanza analtica.

Se vaco el colorante de verde de manzana y tartrazina en los matraces aforados

enrrazandola a un volumen de 100 ml.

Esta misma se hizo una dilucion en 10 vasos precipitados de 100ml , agregandola a cada

uno la solucion. Empezando con un volumen de 1 ml de solucin colorante preparada en

el matraz aforado, y as de manera descendente se prosiguio con la adicion de 0,9ml,


31

0,8ml, 0,7ml, 0,6ml, 0,5ml, 0,4ml, 0,3ml, 0,2ml 0,1ml, de solucin de colorante y de la

misma manera para los 10 vasos de agua saborizada de limn.

Seguidamente la solucion diluida se vacio en una cantidad pequea a los 10 tubos de

ensayo para diferenciar con mas precision el color de las soluciones (verde manzana y

tartrasina).

La siguiente figura explica el proceso de preparacin de las muestras para el test de

preferencia de color.

Grafico 2: Esquema de la preparacin de muestras con colorantes tartrazina y verde manzana


Anlisis sensorial

El anlisis sensorial se realiz mediante la tcnica de test de preferencia de color con

jueces o degustadores no entrenados, donde el degustador eligio el color mas apropiado

para cada agua saborizada (hoja de test en anexos).


32

3.1.2.3. Proceso de obtencin de agua saborizada

Una vez estandarizada la obtencin de agua saborizada y definidas las concentraciones de

colorante y saborizante, se realiz una test de degustacin con 30 personas que permita

definir cul es el producto (agua saborizada con manzana o limn) ms aceptable por los

consumidores y la que se debera producir para iniciar el proceso de produccin.

El diagrama de flujo de las lneas de agua saborizada se muestra en la siguiente figura:

Grafico 3: Diagrama de produccin de agua saborizada



33

La descripcin de las etapas de produccin de agua saborizada se detallan en siguiente:

a) Recepcin de Agua Tratada: En esta etapa se realiz la recepcin de agua

tratada para la utilizacin de pruebas experimentales.

b) Dosificacin: Se realiz la adicin de Azcar, Ac. Ctrico, Conservante

(Sorbato de Potasio), saborizante (esencia de manzana o limn) y colorante

(tartrazina o verde manzana) en sus concentraciones ptimas

c) Pasteurizacin: En esta etapa se realiz la respectiva pasteurizacin de toda la

solucin.

d) Envasado: Envasado en botellones.

e) Enfriado: Se realiz un enfriado brusco del producto.

f) Almacenamiento: Se almaceno el producto en un ambiente adecuado segn la

fecha de produccin y para su posterior distribucin.

3.1.3. Evaluacin de datos y anlisis estadstico

La evaluacin de datos se realiz mediante grficas, diagrama de barras y un anlisis

estadstico mediante el anlisis de varianza, donde la variable de respuesta corresponde ser

los atributos sensoriales color y sabor con diferentes puntuaciones de preferencia.

La test de preferencia de las diferentes concentraciones de saborizante se utiliz tres

puntuaciones (1 desagradable, 2 regular y 3 agradable), y las comparaciones de muestras

mediante la medias de las puntuaciones, se utiliz la tcnica de Tukey con nivel confianza

de 95% y su nivel de significacin de 0,05%.

Para las diferentes concentraciones de colorante se utiliz dos puntuaciones (1 no me gusta

2 me gusta) y las comparaciones de muestras mediante la media de las preferencia (% de

personas que gustan), se utiliz la tcnica de Tukey con nivel confianza de 95% y su nivel

de significacin de 0,05%.

Para el anlisis estadstico se utiliz el sistema informtico minitab 15 y JMP 8.


34

a) Modelo estadstico

El modelo estadstico empleado fue el siguiente:

= variable de respuesta (valor de puntuacin) en la j-esima unidad experimental o la

aplicacin de i-esima concentracin.

=corresponde a la media general de las variables de respuesta.

=es el efecto fijo del factor cuantitativo i-esimo concentracin

=es un componente de error aleatorio de los residuos.

b) Pruebas de hiptesis

H0 = Las diferentes concentraciones de colorantes (verde manzana y tartrazina),

saborizantes (manzana, limn) y azcar (8Brix, 9Brix, 10Brix) son iguales por

lo tanto, no influyen en la preferencia de agua saborizada.

Ha = Las diferentes concentraciones de colorantes (verde manzana y tartrazina),

saborizante (manzana, limn) y azcar (8Brix, 9Brix, 10Brix) no son iguales por

lo tanto, influyen en la preferencia de agua saborizada.

3.1.4. Anlisis econmico

En la presente investigacin se realiz el estudio de gasto econmico para la produccin

unitaria, requerimientos, materiales, insumos, equipos, herramientas necesarios para la

produccin, tomando a estos como costos directos, costos indirectos y las depreciaciones

de los materiales y equipos.

a) Agua tratada embotellada de 20L.

b) Agua saborizada de manzana y limn embotellada de 20 L.


35

CAPTULO

IV

PODER


36

4.1 RESULTADOS

4.1.1 Resultados fisicoqumicos de agua de pozo y agua tratada producida en la

planta de procesos de la unibol.

Tabla 8: Resultados fisicoqumicos de agua de pozo y del agua tratada producida en la

planta de procesos UNIBOL.

PARAMETRO TECNICA UNIDADES

CONCENTRACION NORMA

BOLIVIANA

NB 512 Pozo Tratada

Ph ELECTROQUIMICO

7,37 5.48 6.5-9.0

TURBIEDAD NEFELOMETRICO NTU 30 0.10 5

CONDUCTIVIDAD ELECTROQUIMICO S/cm 123,85 7.07 1500

SOLIDOS TOTALES GRAVIMETRICO 180 C mg/L 168 6.00

CALCIO TITULACION - EDTA mg Ca++

/L 13,63


37

Tabla 9: Anlisis de varianza del factor concentracin de azcar para las concentraciones

8Brix,9Brix,10Brix

Fuente

Suma de

cuadrados

tipo III

Grados de

libertad

Media

cuadrtica F

Significacin

P valu

Concentracin 5,6 2 2,80 5,25 0,0119

Error 14.4 27 0,53

Total 20.0 29


La (tabla 9.) muestra que existe una diferencia significativa (P valu 0,05) en la variable

concentracin, por lo tanto es necesario hacer un anlisis de comparacin de medias entre

diferentes concentraciones utilizando el mtodo Tukey.

Tabla 10: Comparacin de medias de ponderacin por el mtodo Tukey.

Mtodo Concentracin N Subconjunto

1 2

DHS Tukey

8Brix 10 1,8

9Brix 10 2,6

10Brix 10 1,6


La (tabla 10.) muestra que estadsticamente, con una confiabilidad de 95%, la mejor

ponderacin de preferencia se obtienen con la concentracin de 9Brix, la cual ser usada

para las pruebas experimentales.

4.1.3 Concentracin ptima del saborizante manzana.

Mediante los valores de la ponderacin de cada persona y para cada concentracin se

determin la media de la ponderacin (1 desagradable, 2 regular, 3 agradable) como se

muestra en la siguiente tabla. (La tabla de valores se encuentra en la parte de anexos).


38

Resultados estadsticos para el agua saborizado de manzana.


de saborizante manzana

Concentracin Media Desv. Tp. N

0.03% 1,40 0,675 30

0.04% 2,17 0,602 29

0.05% 2,38 0,862 29

Total 1,98 0,830 88


A continuacin se presenta el resumen del anlisis de varianza (ANOVA), realizada para la

variable concentracin.

Tabla 12: Anlisis de varianza del factor concentracin de saborizante manzana para las

concentraciones 0.03%, 0.04%, 0,05%.

Fuente

Suma de

cuadrados

tipo III

Grados de

libertad

Media

cuadrtica F

Significacin

P valu

Concentracin 15,789 2 7,895 15,194 0,000

Error 44,166 85 ,520

Total 404,000 88


La (tabla 12) muestra que existe una diferencia significativa (P valu 0,05) en la variable

concentracin, por lo tanto es necesario hacer un anlisis de comparacin de medias entre

diferentes concentraciones utilizando el mtodo Tukey.


39

Tabla 13: Comparacin de medias de ponderacin por el mtodo Tukey

Mtodo Concentracin N Subconjunto

1 2

DHS Tukey

0.03% 30 1,40

0.04% 29 2,17

0.05% 29 2,38

Significacin 1,000 0,517


La (tabla 13) muestra que estadsticamente, con una confiabilidad de 95%, las mejores

ponderaciones de preferencia se obtienen con las concentraciones de 0.05% y 0.04% de

saborizante manzana.

Tabla 14: Nmero de personas que ponderan segn las concentraciones

del saborizante manzana

Ponderacin Concentracin (%)

0,03 0,04 0,05

3.agradable 3 8 18

2.regular 6 18 5

1.desagradable 21 3 6

Total 30 29 29



40

Grafico 4: Porcentaje de personas que ponderan segn las concentraciones del saborizante

manzana


Segn la figura (4), se muestra que el 62 % de las personas (18) indican que la muestra con

concentracin de 0,05% de saborizante a manzana es de mejor agrado.

4.1.4 Concentracin ptima del saborizante limn.

Resultados estadsticos para el agua saborizado de limn

Mediante los valores de la ponderacin se determin la media de cada concentracin

del saborizante limn como se muestra en la siguiente (tabla15).


de saborizante limn

Concentraciones Media Desv. Tp. N

0.03% 2,03 0,718 30

0.04% 2,17 0,874 30

0.05% 1,83 0,874 30

Total 2,01 ,828 90



41

El Anlisis de varianza para la variable concentracin del saborizante limn se muestra en

la siguiente (tabla 16).

Tabla 16: Anlisis de varianza del factor concentracin de saborizante limn

Fuente

Suma de

cuadrados

tipo III

Grados de

libertad

Media

cuadrtica F

Significacin

P valu

concentracin 1,689 2 0,844 1,239 0,295

Error 59,300 87 0,682

Total 425,000 90


La (tabla 16) muestra que no existe una diferencia significativa (P valu 0,05) en la

variable concentracin, por lo tanto las concentraciones son iguales, lo cual quiere decir,

cualquiera de las tres concentraciones pueden ser utilizadas para la preparacin de agua

saborizada de limn.

Tabla 17: Nmero de personas que ponderan segn las concentraciones

del saborizante limn

Concentracin (%)

0,03 0,04 0,05

Agradable 8 14 9

Regular 15 7 7

Desagradable 7 9 14



42

Grafico 5: Porcentaje de personas que ponderan segn las concentraciones del saborizante limn


La (figura 5) muestra que la concentracin de 0,04% es la que tiene mayor agrado con una

aceptacin del 47% de las personas.

4.1.5 Concentracin ptima de colorante para las agua saborizadas de manzana y

limn.

Para evaluar la aceptabilidad de la concentracin adecuada del colorante se trabaj con 25

personas, donde las 10 diferentes concentraciones finales de la dilucin fueron evaluadas

(tabla 18 y 19).


43

Tabla 18: Resultados de la dilucin para las concentraciones de agua saborizada de manzana.

Resultados de la dilucin para las concentraciones de agua saborizada de manzana

Muestras Concentracin Inicial(%) Proporciones

de la dilucin

Concentracin final (%)

1

0,1

0,1/100,1 0,001

2 0,2/100,2 0,002

3 0,3/100,3 0,003

4 0,4/100,4 0,004

5 0,5/100,5 0,005

6 0,6/100,6 0,006

7 0,7/100,7 0,007

8 0,8/100,8 0,008

9 0,9/100,9 0,009

10 1/101 0,010


Tabla 19: Resultados de la dilucin para las concentraciones de agua saborizada de limon.

Resultados de la dilucin para las concentraciones

de agua saborizada de limon

Muestras Concentracion Inicial de la

solucion madre(%)

Proporciones

de la dilucin.

Concentracin final (%)

1

0,1

0,1/100,1 0,001

2 0,2/100,2 0,002

3 0,3/100,3 0,003

4 0,4/100,4 0,004

5 0,5/100,5 0,005

6 0,6/100,6 0,006

7 0,7/100,7 0,007

8 0,8/100,8 0,008

9 0,9/100,9 0,009

10 1/101 0,010


a) Resultados estadsticos de coloracin para las aguas saborizadas de manzana

y limn de la primera repeticin.

Y para poder simplificar el anlisis de datos se eligi las concentraciones que tena

aparentemente una mayor aceptabilidad por el nmero o porcentaje de personas, como

se muestra en la siguiente (tabla 20.) y (figura 6).


44

Tabla 20: Nmero de personas que prefieren las concentraciones de los colorantes

Colorante Concentracin (%)

0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 0,01

Limn 5 3 2 2 4 5 1 3 0 0

Manzana 2 4 3 3 1 2 3 4 3 0


Grafico 6: Porcentaje de preferencia de las personas para las

Concentraciones de los colorantes verde manzana y limn (tartrazina)


Segn la (figura 6) y con respecto al colorante tartrazina (limn) se puede observar que las

concentraciones 0,001 %; 0,005%; y 0,006% son las que tienen mayor aceptacin para

colorear el agua saborizada de limn. Con respecto a la manzana se puede observar que

las concentraciones de 0,002 % y 0,008 % son las que tienen mayor aceptacin para

colorear el agua saborizada de manzana.

b) Resultados estadsticos de coloracin para las aguas saborizadas de manzana

y limn de la segunda repeticin

Una vez seleccionada las concentraciones aparentes de mejor aceptabilidad se continu

con la segunda repeticin, en el cual se trabaj con 11 personas para ver si


45

estadsticamente las concentraciones seleccionadas son de mayor preferencia (Tabla

21.).

Tabla 21: % de personas que prefieren las concentraciones

de los colorantes durante la segunda repeticin.

Manzana Limn

Concentracin(ppm) 0,002 0,008 0,002 0,005 0,006

Personas 2 9 2 6 3

%personas 18 82 18 55 27


c) Resultados estadsticos de coloracin para las aguas saborizadas de manzana

y limn en las 2 repeticiones.

Manzana

Tabla 22: Porcentaje de preferencia de las personas para las

Concentraciones de la colorante manzana en las dos repeticiones.

Concentracin (%)

Repeticin 0,002 0,008

1 17 17

2 18 82

Media 17 49



46

Tabla 23: Anlisis de varianza del porcentaje de la preferencia de las

Personas para la variable concentracin de colorante manzana.

Fuente Suma de

cuadrados tipo III

Grados de

libertad

Media

cuadrtica F Significacin

Concentracin 1012 1 1012 0,95 0,432

Error 2124 2 1062

Total 3136 3


Segn la (Tabla 23) de anlisis de varianza, estadsticamente las concentraciones de

colorante manzana son iguales (P valu 0,05), lo cual quiere decir que se puede utilizar

cualquiera de las dos concentraciones para la elaboracin de agua saborizada de manzana.

Limn

Tabla 24: Porcentaje de preferencia de las personas para las concentraciones de los colorantes

tartrazina (limn) en las dos repeticiones.

Concentracin (%)

Repeticin 0,002 0,005 0,006

1 21 17 21

2 18 55 27

Media 20 36 24


Tabla 25: Anlisis de varianza del porcentaje de la preferencia

de las personas para la variable concentracin de colorante limn.

Fuente

Suma de

cuadrados tipo

III

Grados de

libertad

Media

cuadrtica F Significacin

Concentracin 275,5 2 137,8 0,56 0,623

Error 741,6 3 247,2

Total 1017,2 5



47

Segn la (Tabla 25.) de anlisis de varianza estadsticamente las concentraciones de

colorante limn son iguales (P valu 0,05), lo cual seala que se puede utilizar cualquiera

de las tres concentraciones para la elaboracin de agua saborizada de limn.

Para elegir cul de las concentraciones resultaba ms aceptable por el consumidor, se

determin mediante la media del porcentaje de preferencia de las personas, como se indica

en la siguiente (Figura 7.).

d) Grafico estadstico de coloracin final para las aguas saborizadas de manzana

y limn

Grafico 7: Media de los porcentajes de preferencia de las personas para

las concentraciones de color de manzana y limn


A travs de la (Figura 7.) anterior se puede observar que la concentracin de 0,005 % de

colorante limn (tartrazina) es la ms preferida por las personas para obtener agua

saborizada de limn.

La concentracin de 0,008 % de colorante verde manzana es la de mayor preferencia por

las personas, en tal sentido para la elaboracin de agua saborizada de manzana.

0,0080,0060,0050,0020,001

50

45

40

35

30

25

20

concentracion

Media

limon

manzana

muestra

Medias de datos


48

4.1.6. Resultados finales de estandarizacin.

Segn la evaluacin sensorial, se pudo obtener las concentraciones de colorante y

saborizante para la elaboracin de agua saborizada. Donde a travs de un anlisis sensorial

por el grupo de personas que conforma la investigacin se eligi 9brix de concentracin

de azcar para todas las pruebas experimentales.

a) Agua saborizada de manzana.

9obrix

0,008% (m/v) de colorante verde

0.05 % (v/v) de saborizante

0.05 % (m/v) de cido ctrico

b) Agua saborizada de limn.

90brix

0,005% (m/v) de colorante tartrazina

0.04 % (v/v) de saborizante

0.05 % (m/v) de cido ctrico

c) Preferencia de agua saborizada de manzana y limn.

Una vez establecida la formulacin de los dos productos, se evalu el nivel de preferencia

de los consumidores por los productos elaborados, donde se realiz mediante la

degustacin de 29 personas.


49

Grafico 8: Porcentajes de preferencia de las personas para las aguas saborizadas de manzana y

limn


El 52% de las personas prefieren consumir agua saborizada de limn, pero tambin existe

una preferencia de 48% los que desean consumir agua saborizada de manzana.

4.1.7 Anlisis econmico de costos de produccin

4.1.7.1 . Produccin de agua tratada embotellada de 20 l.

Produccin Mensual

140 sifones de agua tratada de 20 Litros

Produccin Semanal. (1da laboral x semana)

35 sifones de agua de 20 Litros

N de trabajadores

5 operarios

agua saborizada

de manzana,

48%

agua saborizada de limon,

52%


50

Costos directos de fabricacin

Materia prima, insumos y materiales

Realizamos el clculo de costo de la materia prima, insumos y materiales necesarios

para la fabricacin del agua tratada.

Detalles Cantidad Precio (Bs) Total(Bs)

Tapas. (Unid) 140 0,5 70

Etiquetas. (Unid) 140 0,5 70

Sal granulado. (Kg) 5 10 50

Combustible (gas). (Unid). 1 24 24

Desinfectante (cloro). (Lt) 2 15 30

Detergente (ola).(Lt) 2 15 30

Total 274

Mano de obra

Para este volumen de produccin se requiere la participacin de 5 personas:

- 1 jefe de produccin

- 4 operarios.

Calculamos la remuneracin mensual que percibirn, considerando

4 das de trabajo mensual.

Donde se consider Bs 50 mensual. El monto mensual que percibirn, considerando los

das de trabajo mensual es 250 Bs

Total costos directos de fabricacin mensual. (Bs)

Presentamos el resumen de costos directos de fabricacin mensuales

Materia Prima e Insumos y materiales 274 Bs

Mano de obra 250 Bs

Total costos directos (Bs) 524 Bs


51

Costos indirectos de fabricacin

Depreciaciones

Equipos y materiales Cantidad Precio.

(Bs)

Costo.

(Bs)

Vida

til

(Aos)

Depreciacin

Anual Mensual

Botellones. (Unid) 140 60 8400 3 2800,00 233,33

Dispensores. (Unid) 140 20 2800 3 933,33 77,78

Guantes de goma. (Unid) 6 6 36 0,25 144,00 12,00

Trapeadores. (Unid) 1 15 15 1 15,00 1,25

Escoba. (Unid) 1 15 15 1 15,00 1,25

Secadores (trapos) (Unid) 1 5 5 1 5,00 0,42

Uniformes de trabajo

(delantal, barbijo, calatrava,

guardapolvo, botas de

agua). (Unid)

6 150 900 2 450,00 37,50

Jarra plstica (1L) 1 5 5 1 5,00 0,42

Olla. (Unid) 1 75 75 5 15,00 1,25

Cocina semi industrial (2

hornallas). (Unid)

1 200 200 10 20,00 1,67

Carrito transportador

inoxidable. (Unid)

1 500 500 10 50,00 4,17

Equipo de tratamiento de

agua. (Unid)

1 102515 102515 20 5125,75 427,15

Total 9578,08 798,17

En este caso la depreciacin mensual sera:

= 798,17 Bs/mes

Total costos indirecto de fabricacin mensual (Bs).

La empresa productiva genera mensualmente la siguiente relacin de gastos indirectos

Depreciacin mensual 798,17 Bs

Limpieza y desinfeccin. 50 Bs

Servicios (Luz, Agua y otros) 282,62 Bs

Total costos in

tesina castellano con visto bueno(para empastar)

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