Este documento describe el balance de materia en el proceso de elaboración de queso. Se presenta la composición de la leche, queso y suero resultante. El balance muestra que del 100% de la leche, el 52.15% se convierte en queso y el 47.85% en suero. El queso contiene 79% de las proteínas y 93% de la grasa de la leche, mientras que el suero contiene el 21% de proteínas y 7% de grasa. Se incluye una ecuación y un ejemplo para calcular el rendimiento de queso

1. Balance de materia en proceso de elaboración de queso
5 SUERO
Agua:
Sal: Proteína:
4 Grasa:
2,5%
S.T.:
Lactosa -minerales:
Cuajo 3
PROCESO DE
CaCl 2
ELABORACION DE 6 QUESO
0,02% QUESO
Humedad:
Sal :
LECHE: 1 Proteína:
Grasa:
Lactosa -minerales:
Agua:100-12,1=87,9%
Proteína:3,1%
Grasa:3,4%
Lactosa -minerales:12-(3,1+3,4)=5,6%
ST: 12,1%
Dela balance de matera se tiene:
Leche Queso Fresco Lactosuero
Proteínas 3,1 kg 2,45 kg 0,65 kg
Grasa 3,4 kg 3,16 kg 0,24 kg
Lactosa 4,7 kg 0,2 kg 4,5 kg
Minerales 0,9 kg 0,5 kg 0,4 kg
-------------------------------------------------------------
12,1 kg 6,31 kg 5,79 kg
(100%) (52,15 %) (47,85%)
Proteínas: El 79% (caseínas) de las proteínas pasan al queso y el
21%(lactoglobulinas) pasan al lactosuero.
Grasa: el 93% de la grasa pasa al queso y el 7% pasa al lactosuero.
Cantidad de queso (sumatoria de caseína +grasa+ lactosa+ minerales +humedad) a
obtener:

2.   1,04  
  X H  . X S L  
 Q  
Q  G.k g   C.kc   S
X  X     Q


H

1  X SL  


 

Dónde:
Q = Rendimiento de queso
G = Porcentaje de grasa en la leche
C = Porcentaje de proteína en la leche
Kg = 0,93 (Porcentaje de grasa que se recupera al queso del total=93%)
Kc = 1,02 (se recupera cerca del 95% de las caseínas y el factor incluye
además el calcio y el fosfato asociados con la paracaseína)
XS = Fracción másica de sal añadida (cloruro de sodio) en el queso.
XH = Fracción másica de humedad en el queso.
Hfes= XH – 1,04/Q = 0,50 – 1,04/Q (fracción del agua en el queso, que puede
actuar como solvente para los sólidos del lactosuero)
SL= 0,065 (fracción de sólidos en el lactosuero libre de caseína y de grasa)
Ejemplo 1.
Se tiene 240 kg de leche fluida de vaca con 34 g/kg de materia grasa y 31
g/kg de proteína, y deseamos obtener un queso fresco con 50% de humedad y
2,5% de sal, ¿Cuál sería el rendimiento, la composición del queso y la composición
del lactosuero si la eficiencia de fabricación de queso fuera 100%?
En este caso,
G = 3,40 (kg de materia grasa en 100 kg de leche),
C = 2,45 (79% de 3,1 kg de proteína / 100 kg de leche)
Kg = 0,93 (porcentaje de la materia grasa recuperada al queso=93%)
Kp=0,79 (porcentaje de caseína en la proteína)
Kc = 1,02 (se recupera cerca del 95% de las caseínas y el factor incluye
además el calcio y el fosfato asociados con la paracaseína)
XH = 0,50 (Fracción de humedad en el queso= %H/100)
XS = 0,025 (fracción de sal en el queso,%Sal/100)
Hfes= XH – 1,04/Q = 0,50 – 1,04/Q (fracción del agua en el queso, que puede
actuar como solvente para los sólidos del lactosuero)
XSL= 0,065 (fracción de sólidos en el lactosuero libre de caseína y de grasa)
Q= Cantidad de queso kg/100 kg de leche.
Con lo anterior, procedemos a hacer un cálculo iterativo, asumiendo un valor
inicial de Q.

3. 
Q  G.k g   C.kc    X S  X H 

H fes . X S L Q

 
1  X SL 

La ecuación simplificada para cualquier cantidad de leche a usar es:
  1,04  
  X H   X SL  
 Q  
Q  G * k g   C * kc   s
X  X     Q
 H
1  X SL  
 

 

Datos de ingreso:
Cantidad de leche
Densidad de leche
Porcentaje de grasa
Porcentaje de proteína
Cantidad de humedad en el queso fresco
Cantidad de sal a agregar al queso
Cálculos previos
Xh= fracción másica de humedad= H/100
Xs= fracción másica de sal = S/100
Kg = 0,93 (se recupera el 93% de la materia grasa)
Salida
QUESO (Q)= kg de queso
SUERO= Leche-Queso-Sal
Composición del SUERO:
Pr ot * 1  kc
Proteina  *100
SUERO
Gras * 1  kg
Grasa  *100
SUERO
 Leche * X ST  QUESO *  Xh  Xs  
S .Ts .    *100
 SUERO 
Lactosa min eral.  S.T .  Pr oteina  grasa

4. Composición del QUESO:
Pr ot * 0,79
Proteina  *100
QUESO
Gras * kg
Grasa  *100
QUESO
Lactosamineral.  100  %H  %S  Proteina  Grasa
Programa en Matlab
Programa en Matlab
% Método de bisección
% EJERCICIO DE PRODUCCION DE QUESO FRESCO
% Ing. Alberto Luis HUAMANI HUAMANI
% Crear la salida
clear all
clc
disp(' ')
disp(' Ing. Alberto HUAMANI HUAMANI')
disp(' Ingeniería en Industrias Alimentarias')
disp(' CURSO DE TECNOLOGIA DE PRODUCTOS LACTEOS')
disp(' CALCULOS EN ELABORACION DE QUESO')
disp(' ')
fprintf('n');
ST=input('n Ingrese ST en la leche:n');
G=input('n Ingrese el porcentaje de grasa en la leche:n');
P=input('n Ingrese el porcentaje de proteína en la leche:n');
H=input('n Ingrese el porcentaje de humedad en el queso:n');
S=input('n Ingrese el porcentaje de sal en el queso:n');
fprintf(' it x1 x2 xr fxrn');
Xp=P/100;
Xg=G/100;
Xh=H/100;
Xs=S/100;
Xst=ST/100;
Kg=0.93;
Kc=1.02;

5. Kp=0.79;
Xsl=0.065;
x1=7;
x2=15;
error=0.001;
it=0;
fxr=1;
while abs(fxr)>error
xr=(x1+x2)/2;
fx1= -x1+ Kg*G+Kp*P+x1*(Xs+Xh+((Xh-(1.04/x1))*Xsl)/(1-Xsl));
fx2= -x2+ Kg*G+Kp*P+x2*(Xs+Xh+((Xh-(1.04/x2))*Xsl)/(1-Xsl));
fxr= -xr+ Kg*G+Kp*P+xr*(Xs+Xh+((Xh-(1.04/xr))*Xsl)/(1-Xsl));
fprintf('%3.0f %10.6f %10.6f %10.6f %10.6fn',it,x1,x2,xr,fxr);
if(fxr*fx2)>0;
x2=xr;
else
x1=xr;
end
it=it+1;
end
%Calculos finales
QUES=xr;
ren = (100/xr);
SUERO=100-QUES*(1-Xs);
Pr=P*((1-Kp)*100/SUERO);
Gr=G*(1-Kg)*100/SUERO;
STs = (100*Xst-QUES*(Xh-Xs))*100/SUERO;
lactm = STs-Pr-Gr;
Pro=P*Kp*100/QUES;
Gra=G*Kg *100/QUES;
Lactmi=100-H-S-Pro-Gra;
%Salida de resultados
disp('QUESO (kg):'), disp(QUES)
disp('El número de iteraciones es:'), disp(it)
disp('El RENDIMIENTO (kg leche/1 kg queso) es:'), disp(ren)
disp('LACTOSUERO (kg):'), disp(SUERO)
disp(' La COMPOSICION DE LACTOSUERO es:')
disp('Proteinas:'), disp(Pr)
disp('Grasa:'), disp(Gr)
disp('Solidos Totales (kg) es:'), disp(STs)
disp('Lactosa y mineral es:'), disp(lactm)

6. disp(' La COMPOSICION DEL QUESO es:')
disp('Humedad (%):'), disp(H)
disp('Sal (%):'), disp(S)
disp('Proteina (%):'), disp(Pro)
disp('Grasa (%):'), disp(Gra)
disp('Lactosa y minerales (%):'), disp(Lactmi)
Ing. Alberto HUAMANI HUAMANI
Ingeniería en Industrias Alimentarias
CURSO DE TECNOLOGIA DE PRODUCTOS LACTEOS
CALCULOS EN ELABORACION DE QUESO
Ingrese ST en la leche:
12.1
Ingrese el porcentaje de grasa en la leche:
3.4
Ingrese el porcentaje de proteína en la leche:
3.1
Ingrese el porcentaje de humedad en el queso:
50
Ingrese el porcentaje de sal en el queso:
2.5
it x1 x2 xr fxr
0 7.000000 15.000000 11.000000 0.696053
1 11.000000 15.000000 13.000000 -0.184428
2 11.000000 13.000000 12.000000 0.255813
3 12.000000 13.000000 12.500000 0.035693
4 12.500000 13.000000 12.750000 -0.074368
5 12.500000 12.750000 12.625000 -0.019338
6 12.500000 12.625000 12.562500 0.008177
7 12.562500 12.625000 12.593750 -0.005580
8 12.562500 12.593750 12.578125 0.001299
9 12.578125 12.593750 12.585938 -0.002141
10 12.578125 12.585938 12.582031 -0.000421
QUESO (kg):
12.5820
El número de iteraciones es:
11
El RENDIMIENTO (kg leche/1 kg queso) es:

7. 7.9478
LACTOSUERO (kg):
87.7325
La COMPOSICION DE LACTOSUERO es:
Proteinas:
0.7420
Grasa:
0.2713
Solidos Totales (kg) es:
6.9798
Lactosa y mineral es:
5.9665
La COMPOSICION DEL QUESO es:
Humedad (%):
50
Sal (%):
2.5000
Proteina (%):
19.4643
Grasa (%):
25.1311
Lactosa y minerales (%):
2.9047