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• Mariela Andia Vasquez

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA

CURSO: Diseño de Reactores TEMA: Cinética de la reacción en la elaboración de yogurt DOCENTE: Ing. Rodolfo Pérez Méndez ALUMNOS:  Arcella Cuipa, Luis Mauricio  Bernal Fernández, Jesús Vidal  Bernedo Manrique, Sheila Sofía  Pacheco Meza, Carla Alessandra  Valero Ccacya, Esthefany Fely AREQUIPA – PERU 2019

DISEÑO DE REACTORES

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ÍNDICE ÍNDICE............................................................................................................................................ 2 1.

OBJETIVOS ............................................................................................................................. 3

2.

MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 3 CONCEPTOS FUNDAMENTALES................................................................................................. 3 I.

CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES DE FERMENTACIÓN: ........................................... 3

II.

MICROORGANISMO ...................................................................................................... 3

III.

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LA LECHE: ............................................................. 4

IV.

YOGURT ..................................................................................................................... 5

V.

MÉTODO DE OPERACIÓN .............................................................................................. 6

3.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ......................................................................................... 7

4.

RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS............................................................................ 8

5.

CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 8

6.

OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES .............................................................................. 8

7.

BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................ 8

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CINÉTICA DE LA REACCIÓN EN LA ELABORACIÓN DE YOGURT 1. OBJETIVOS Determinar la cinética de la reacción de fermentación láctica.

2. MARCO TEÓRICO CONCEPTOS FUNDAMENTALES I.

CLASIFICACIÓN DE LAS REACCIONES DE FERMENTACIÓN: a) Fermentación microbiana Es producida por microorganismos. El crecimiento microbiano conlleva a que la reacción se lleve a cabo de forma auto catalítica. Dentro de este tipo de fermentación hay 2 clases: 

Cultivos de tejidos (células vegetales y animales).



Reactores microbianos (cultivo de microorganismos).

b) Reacciones enzimáticas Producida por enzimas. Estas reacciones de fermentación se dividen en: 

Aeróbicas: Los microorganismos requieren oxígeno para sobrevivir. Por ejemplo: 𝑂2 + 𝐶6 𝐻12 𝑂6 → 𝐶𝑂2 + 𝐵𝐼𝑂𝑀𝐴𝑆𝐴



Anaeróbicas: Los microorganismos no requieren oxígeno para sobrevivir. Por ejemplo: 𝐶6 𝐻12 𝑂6 → 2𝐶2 𝐻5 𝑂𝐻 + 𝐶𝑂2 + 𝐸𝑁𝐸𝑅𝐺Í𝐴

II.

MICROORGANISMO Tradicionalmente se emplean las bacterías de especie Streptococcus thermophilus que es la encargada de transformar la leche mediante fermentación en yogurt y; en otros estudios utilizan bacterias como las zymomonas.

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Tabla 1. Datos bibliográficos para el mantenimiento de Streptococcus thermophilus.

2.1.

Condiciones de

Energía de mantenimiento

crecimiento

(g de célula) / ( g de sustrato * hora).

Anaeróbico

0.036

Aeróbico

0.022

Descripción de la bacteria Streptococcus thermophilus: Es anaerobia facultativa, puede vivir en condiciones de ausencia o presencia de oxígeno. Se clasifica como una bacteria ácido láctica (LAB en inglés o BAL). Streptococcus thermophilus se halla en productos fermentados lácteos como el caso de la leche. Es un probiótico (puede sobrevivir en el estómago).

III.

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LA LECHE: La composición de la leche variará de acuerdo a su origen. La tabla 2 proporciona datos generales de la composición de la leche: Figura 1. Estructura química de la leche

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Tabla 2. Composición química de la leche evaluada en 100 gramos.

IV.

YOGURT Es un lácteo fermentado cuyo proceso comprende en la fermentación de la lactosa de la leche obteniendo como producto metabólico al ácido láctico, en este proceso ocurre una baja de pH que provoca la precipitación de las proteínas de la leche, dándole una textura más viscosa y densa que es característica del yogurt. A continuación, mediante un diagrama de flujo se muestran dos procesos de producción del yogurt: La materia prima para la elaboración de este producto es generalmente leche de vaca, la cual es llevada a un proceso de pasteurización previo a la fermentación, siendo este proceso uno de los más importantes puesto que en esta etapa térmica se eliminará microorganismos patógenos para así asegurar la inocuidad de los que se necesitan para desarrollar la fermentación. Para realizar la fermentación, se debe adecuar las condiciones que proveerán el tipo de yogurt deseado.

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Figura 2. Biorreactor discontinuo para la elaboración de yogurt

V.

MÉTODO DE OPERACIÓN 1. BIORREACTOR DISCONTINUO

Los biorreactores son equipos que se pueden utilizar en plantas piloto o a nivel industrial para realizar diversos procesos y tratarlos. Se usan generalmente para cultivar microorganismos, para tratar aguas residuales y para realizar procesos fermentativos. Estos varían de forma, tamaño y dimensiones según el propósito de su uso. Para el proceso de fermentación de la leche se realiza el cultivo discontinuo (cerrado), en donde el volumen permanecerá contante con respecto al tiempo, debido a que inicialmente se acondicionan los nutrientes y los microorganismos necesarios para la obtención del yogurt, esta es considerada fase de latencia. Seguida la fase exponencial, en donde los microorganismos consumen todos los nutrientes hasta agotarlos, finalmente llegando a la fase estacionaria en donde se obtiene el producto deseado.

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Figura 3. Ejemplo de Biorreactor discontinuo.

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Elaboración de la incubadora: Materiales:     

Caja de tecnopor Termómetro Foco de 60 watts Socket para foco con su enchufe Envase para fermentar la leche

En la caja de tecnopor se hizo un orificio por el cual se pudo colocar el foco para que este mantenga la leche a 40 °C para hacer una fermentación láctica. Fermentación de la leche Materiales:   

Leche fresca de vaca Cultivo (yogurt natural) Cintas de Ph     

Se midió el Ph inicial de la leche luego Se pasteurizo la leche llevándola a unos 60 °C por media hora Se dejó enfriar la leche hasta unos 40 °C y se agregó el cultivo Se colocó en envase de leche dentro de la incubadora Se hizo un control de temperatura para que este se mantenga en 40°C por 8 horas  Se midió el Ph por un intervalo de dos horas

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Tabla 01: Ph en función del tiempo de fermentación Tiempo (horas) 0 2 4 6 8

Ph 3.2

4. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

5. CONCLUSIONES Se puedo determinar la cinética de la reacción de la fermentación del yogurt.

6. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES Se debe de usar un foco de 60 watts debido a que con este foco es posible mantener la incubación a 40°C, si se usa otro foco, la temperatura es mayor.

7. BIBLIOGRAFÍA  Bacterias

Genomas.

Streptococcus

thermophilus.

Recuperado

de:

http://www.ebi.ac.uk/2can/genomes/bacteria/Streptococcus_thermophilus.h tml  Bioquímica

del

Yogurt.

(Septiembre,

2015).

Recuperado

de:

https://vdocuments.mx/bioquimica-del-yogurt.html  Araneda, M. Leche y derivados. composición y propiedades. (Abril, 2018). Recuperado

de:

http://www.edualimentaria.com/leche-y-derivados-

composicion-y-propiedades

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 Bautista, L. (Julio, 2017). Preparación de yogurt enrriquecido en ácido lactobiónico como prebiótico. (Trabajo fin de Master). Universidad de Oviedo, España.

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