Procesos integrados en la industria alimentaria / Sintesis

Descripción

Este libro proporciona al estudiante del ciclo formativo de grado superior en Procesos y Calidad en la Industria Alimentaria un compendio de conocimientos y ejercicios prácticos habituales en la conducción de los procesos productivos de la industria de los derivados lácteos, los vegetales, los productos cárnicos y los productos de la pesca.

En este texto, tanto los problemas existentes en la regulación de los procesos, como los derivados de la conducción del flujo de producción del alimento, son tratados de manera conjunta, con el objetivo de favorecer un entrenamiento viable en la detección de problemas en la planta de producción. Para ello, a los procesos estipulados de elaboración, según parámetros de seguridad y calidad alimentaria, se suman los conocimientos básicos en automatización y regulación de equipos y máquinas, presentes en la simulación del proceso productivo y, cómo no, en el día a día del trabajo del elaborador de alimentos.

PRESENTACIÓN ............................................................................................................................................................... 11

PARTE I

Control automátco de procesos

1. INTRODUCCIÓN AL CONTROL AUTOMÁTICO DE LOS PROCESOS

PRODUCTIVOS........................................................................................................................................................ 15

Objetivos.................................................................................................................................................................... 15

Mapa conceptual.................................................................................................................................................. 16

Glosario....................................................................................................................................................................... 16

1.1. El control automático ......................................................................................................................... 17

1.1.1. Automatización en la industria alimentaria .................................................................... 18

1.1.2. Tipologías de automatización ............................................................................................. 20

1.1.3. Jerarquía de automatización ............................................................................................... 20

1.2. Control de procesos y tipos de sistemas de control...................................................... 21

1.3. Control automático de los procesos productivos y simbología.............................. 22

1.3.1. Simbología básica de control............................................................................................. 22

1.3.2. Diagramas del proceso .......................................................................................................... 26

1.3.3. Diagramas de equipamientos ............................................................................................. 31

1.3.4. Simbología eléctrico-electrónica ...................................................................................... 33

1.4. Sistemas de control en lazo abierto y en lazo cerrado ............................................... 48

1.4.1. Control en lazo abierto .......................................................................................................... 48

1.4.2. Control en lazo cerrado......................................................................................................... 49

1.5. Componentes de un sistema de control ................................................................................ 52

1.5.1. Caracterización de los instrumentos ................................................................................ 52

1.5.2. Transductores ............................................................................................................................ 57

1.5.3. Elementos finales de control ............................................................................................... 60

Práctica 1.1. Simulación de un captador de caudal por turbina........................................... 65

Resumen ..................................................................................................................................................................... 65

Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 66

2. TECNOLOGÍAS DE CONTROL ANALÓGICAS Y DIGITALES......................................................... 69

Objetivos.................................................................................................................................................................... 69

Mapa conceptual.................................................................................................................................................. 70

Glosario....................................................................................................................................................................... 70

2.1. Tipos de control con regulación “todo o nada” y PID ................................................... 71

2.1.1. La regulación “todo-nada” .................................................................................................... 72

2.1.2. El controlador proporcional ................................................................................................ 73

2.1.3. El control PID.............................................................................................................................. 77

2.2. Autómatas programables o PLC ................................................................................................... 79

2.2.1. Historia del PLC ......................................................................................................................... 79

2.2.2. Descripción del PLC ................................................................................................................ 80

2.3. Soluciones escalables y SCADA .................................................................................................... 82

2.4. Álgebra de Boole. Funciones lógicas y puertas lógicas ................................................ 83

2.4.1. Sistemas de numeración ....................................................................................................... 83

2.4.2. Funciones lógicas ..................................................................................................................... 86

2.4.3. Álgebra de Boole ..................................................................................................................... 90

2.5. Lenguajes de programación. Aplicaciones y simulación .............................................. 93

2.5.1. Mnemónico ................................................................................................................................ 94

2.5.2. Diagrama de relé ...................................................................................................................... 94

2.5.3. Programación textural ............................................................................................................. 95

2.5.4. Programación por bloques de función FB ..................................................................... 96

2.5.5.

Sequential function chart (SFC) .......................................................................................... 96

Práctica 2.1. Simulación en PLC con lenguaje de contactos .................................................... 99

Resumen ..................................................................................................................................................................... 99

Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 99

PARTE II

Conducción y control de un proceso de elaboración

3. ELABORACIÓN DE PRODUCTOS ALIMENTICIOS DE LA INDUSTRIA LÁCTEA ................. 105

Objetivos.................................................................................................................................................................... 105

Mapa conceptual.................................................................................................................................................. 106

Glosario....................................................................................................................................................................... 106

3.1. Proceso de elaboración de productos lácteos y equipos de proceso ............. 107

3.1.1. Procesado de la leche ........................................................................................................... 107

3.1.2. Elaboración del queso .......................................................................................................... 109

3.2. Aplicación del APPCC al producto lácteo que se va a elaborar ............................. 112

3.3. Identificación de los automatismos de los equipos de proceso y de sus

componentes ........................................................................................................................................... 116

3.4. Materias primas lácteas y auxiliares de producción del producto lácteo

que se va a elaborar ............................................................................................................................ 118

3.5. Simulación del proceso de elaboración del producto lácteo con los

equipos de proceso ............................................................................................................................ 123

3.5.1. Simulación en planta piloto de elaboración................................................................. 123

3.5.2. Simulación en aula taller y laboratorio ............................................................................. 124

3.6. Subproductos lácteos obtenidos. Residuos y productos de desecho .............. 125

3.6.1. Subproductos lácteos ........................................................................................................... 126

3.6.2. Residuos y productos de desecho................................................................................... 126

3.7. Rendimiento y coste final del producto elaborado........................................................ 128

3.7.1. Rendimiento ............................................................................................................................... 128

3.7.2. Coste final del producto elaborado................................................................................. 129

Práctica 3.1. Fabricación de flan................................................................................................................. 132

Práctica 3.2. Elaboración de yogur ........................................................................................................... 134

Resumen ..................................................................................................................................................................... 136

Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 137

4. ELABORACIÓN DE PRODUCTOS ALIMENTICIOS DE LA INDUSTRIA CÁRNICA.............. 141

Objetivos.................................................................................................................................................................... 141

Mapa conceptual.................................................................................................................................................. 142

Glosario....................................................................................................................................................................... 142

4.1. Proceso de elaboración de productos de la industria de la pesca y equipos

de proceso ................................................................................................................................................ 143

4.2. Aplicación del APPCC al derivado cárnico que se va a elaborar ............................ 145

4.3. Caracterización de los automatismos de los equipos de proceso y de

sus componentes .................................................................................................................................. 149

4.3.1. Programa de secado ............................................................................................................... 149

4.3.2. Envasadora al vacío y con atmósfera controlada ........................................................ 151

4.3.3. Condiciones de una sala blanca ........................................................................................ 153

4.4. Materias primas de la industria cárnica y auxiliares de producción

del producto que se va a elaborar ............................................................................................ 154

4.4.1. Ingredientes, condimentos y aditivos.............................................................................. 154

4.4.2. La trazabilidad del elaborado de la industria cárnica ............................................... 154

4.4.3. Características nutricionales ................................................................................................. 156

4.5. Simulación del proceso de elaboración del producto de la industria cárnica

con equipos de proceso.................................................................................................................. 159

4.5.1. Simulación en planta piloto de productos cárnicos ................................................. 159

4.5.2. Simulación en aula taller y laboratorio ............................................................................. 160

4.6. Subproductos de derivados cárnicos obtenidos. Residuos y productos

de desecho ............................................................................................................................................... 161

4.6.1. Subproductos de derivados cárnicos obtenidos ...................................................... 161

4.6.2. Residuos y productos de desecho................................................................................... 163

4.7. Rendimiento y coste final del producto elaborado........................................................ 163

4.7.1. Rendimiento ............................................................................................................................... 163

4.7.2. Coste final del producto elaborado................................................................................. 164

Práctica 4.1. Acciones correctoras ........................................................................................................... 165

Práctica 4.2. Elaboración de un semicurado ...................................................................................... 166

Resumen ..................................................................................................................................................................... 169

Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 169

5. ELABORACIÓN DE PRODUCTOS ALIMENTICIOS VEGETALES ................................................... 173

Objetivos.................................................................................................................................................................... 173

Mapa conceptual.................................................................................................................................................. 174

Glosario....................................................................................................................................................................... 174

5.1. Proceso de elaboración de productos vegetales y equipos de proceso ........ 175

5.1.1. Fases en el proceso de la conserva vegetal .................................................................. 176

5.2. Aplicación del APPCC al producto vegetal que se va a elaborar ................................ 178

5.3. Caracterización de los automatismos de los equipos de proceso y de

sus componentes .................................................................................................................................. 181

5.3.1. Proceso térmico en una conserva vegetal ...................................................................... 181

5.3.2. Proceso de desecado en un cubito vegetal ................................................................. 183

5.4. Materias primas vegetales y auxiliares de producción del producto vegetal

que se va a elaborar ............................................................................................................................ 185

5.5. Simulación del proceso de elaboración del producto vegetal con equipos

de proceso ................................................................................................................................................ 190

5.5.1. Simulación en planta piloto de vegetales ...................................................................... 190

5.5.2. Simulación en aula taller y laboratorio ............................................................................. 192

5.6. Subproductos vegetales obtenidos. Residuos y productos de desecho ......... 193

5.6.1. Subproductos vegetales obtenidos................................................................................. 193

5.6.2. Residuos y productos de desecho................................................................................... 193

5.7. Rendimiento y coste final del producto elaborado........................................................ 194

5.7.1. Rendimiento ............................................................................................................................... 194

5.7.2. Coste final del producto elaborado................................................................................. 194

5.8. Características de calidad del producto vegetal elaborado ..................................... 196

5.8.1. En conservas .............................................................................................................................. 196

5.8.2. En producto deshidratado .................................................................................................. 197

Práctica 5.1. Escaldado de verduras ........................................................................................................ 198

Práctica 5.2. Confitura con pectina .......................................................................................................... 199

Práctica 5.3. Elaboración de un dado vegetal................................................................................... 201

Resumen ..................................................................................................................................................................... 204

Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 204

6. ELABORACIÓN DE PRODUCTOS ALIMENTICIOS DE PESCA ...................................................... 207

Objetivos.................................................................................................................................................................... 207

Mapa conceptual.................................................................................................................................................. 208

Glosario....................................................................................................................................................................... 208

6.1. Proceso de elaboración de productos de la industria de la pesca y equipos

de proceso ................................................................................................................................................ 209

6.2. Aplicación del APPCC al producto de pesca que se va a elaborar ...................... 210

6.3. Caracterización de los automatismos de los equipos de proceso

y de sus componentes ....................................................................................................................... 214

6.4. Materias primas de productos de pesca y auxiliares de producción

del producto que se va a elaborar ............................................................................................ 217

6.4.1. Exámenes sensoriales y físicos de la materia prima ................................................... 217

6.4.2. Aditivos e ingredientes.......................................................................................................... 218

6.5. Simulación del proceso de elaboración de productos de la pesca

y de la acuicultura ................................................................................................................................. 219

6.6. Subproductos vegetales obtenidos. Residuos y productos de desecho ......... 221

6.6.1. Subproductos obtenidos de la pesca y la acuicultura............................................. 221

6.6.2. Residuos y productos de desecho................................................................................... 222

6.7. Rendimiento y coste final del producto elaborado........................................................ 224

6.7.1. Rendimiento ............................................................................................................................... 224

6.7.2. Coste final del producto elaborado................................................................................. 224

Práctica 6.1. Preparado de pescado de V gama .............................................................................. 226

Práctica 6.2. Elaboración de agregado de pescado ..................................................................... 228

Resumen ..................................................................................................................................................................... 235

Actividades de autoevaluación ................................................................................................................... 236