ESTUDIO DE COSTOS Y RENDIMIENTO DE LA SALCHICHA FRANKFURT Y SALCHICHON CERVECERO PRODUCIDOS EN LA PLANTA DE CARNES DEL ICTAUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA BASADOS EN CONCEPTOS DE INGENIERIA DE ALIMENTOS Mara Cristina Gutierrez y Juan Manuel Corredor Director del Proyecto: Zoot. M.Sc. Jairo Humberto LpezINGENIERA DEL PROYECTO3.1. DIAGRAMAS DE ELABORACIN 3.1.1. SALCHICHA FRANKFURT

MOLIDOmi = 10 kg mf = 9.6 kg t = 858,66Sg Ti = -7C Tf = -2C

PICADOmi = 11,9624 kg mf = 11,8233 kg t = 180 Sg Ti = -2C Tf = 3,33C

AHUMADO- SECADO mi = 10.50 kg mf = 9,5966 kg t = 1800 Sg Ti = 3,33C Tf = 22C

EMBUTIDOmi = 11,8233 kg mf = 10.50 kg t = 241,66 Sg Ti = 3,33C Tf = 3.33C

ESCALDADOmi = 9,5966 kg mf = 10.75 kg t = 1500Sg Ti = 22C Tf = 72C

ENFRIADOmi = 10,75 kg mf = 10.75 kg t = 2400Sg Ti = 72C Tf = 17C

3.1.2. SALCHICHON CERVECERO

MOLIDOmi = 10 kg mf = 9.7 kg t = 774,66Sg Ti = -7C Tf = 2C

MEZCLADOmi = 12.0624 kg mf = 12.033 kg t = 900 Sg Ti = -2C Tf = 0C

AHUMADOmi = 10.7366 kg mf = 10.1133 kg t = 2700 Sg Ti = 5.33C Tf = 22C

EMBUTIDOmi = 12.033 kg mf = 10.7366 kg t = 148.66 Sg Ti = 0C Tf = 5.33C

ESCALDADOmi = 10.1133 kg mf = 10.5033 kg t = 2700Sg Ti = 22C Tf = 72C

ENFRIADOmi = 10.5033 kg mf = 10.5033 kg t = 3600Sg Ti = 72C Tf = 17C

3.2. BALANCE DE MATERIA 3.2.1. SALCHICHA FRANKFURT

Adicin de condimentoy aditivos

003

001 MO-01

002

PI-01

004 EM-01

005 AH-01Prdida

006 MA-01Prdida

007

Prdida

Prdida

Ganancia

4%

1,18%

11,17%

8,58%

12%

Equipos: MO-01: Molino PI-01: Picadora EM-01: Embutidora AH-01: Ahumador MA-01: Marmita FIG. No 8. Proceso de elaboracin de Salchicha Frankfurt. LINEA INGREDIENTES 1. Carne de res 2. Carne de Cerdo 3. Sal 4. Condimentos y Aditivos 5. Nitrito 6. Hielo 001 8,000 2,000 002 7,680 1,920 0,240 0,120 2,4 E-3 2,000 003 004 7,590 1,897 0,237 0,118 2,37 E-3 1,976 11,820 005 6,740 1,685 0,210 0,105 2,1 E-3 1,755 10,497 006 6,160 1,540 0,210 0,105 007 6,900 1,720 0,210 0,105

2.1 E -3 2,1 E-3

1,576 9,593

1,81 10,743

3.2.2. SALCHICHN CERVECERO

Adicin de condimento y aditivos

003

001 MO-01

002

AM-01

004 EM-01

005 AH-01Prdida

006 MA-01Prdida

007

Prdida

Prdida

Ganancia

3%

0,24%

10,71%

5,80%

1.8%

Equipos: MO-01: Molino AM-01: Mezcladora EM-01: Embutidora AH-01: Ahumador MA-01: Marmita FIG. No 9. Proceso de elaboracin de Salchichn Cervecero.

LNEA INGREDIENTES 1. Carne de res 2. Grasa 3. Sal 4. Condimentos y Aditivos 5. Nitrito 6. Agua

001 8,000 2,000

002 7,760 1,940

003

004 7,740 1,935 0,239 0,119 2,39 E-3 1,990 12,025

005 6,910 1,727 0,213 0,1062,13 E-3

006 6,510 1,630 0,213 0,106

007 6,620 1,660 0,213 0,106

0,240 0,120 2,4 E-3 2,000

1,674 10,735

2,13 E-3 2,13 E-3 1,655 1,718 10,116 10,291

3.2.3. ANALISIS DEL BALANCE DE MATERIA

La prdida total en los procesos de molido, picado, mezclado y embutido, se deben a que parte de la masa crnica queda adherida en las paredes internas del equipo. Estos porcentajes son normales ya que la masa crnica inicial es de 10 Kg, y para un proceso a mayor escala estas prdidas en porcentaje sern menores, ya que se trabaja con mayor cantidad de materia prima y por baches, es decir, es una relacin inversamente proporcional.

En el proceso de ahumado la prdida se debe a la evaporacin del agua, por exposicin del producto a una temperatura de 50-55C durante 2700 sg.

Para Girard (1991), El ahumado en caliente puede comenzar a los 30 35C, para terminar a los 50 - 55C, e incluso a los 75 - 80C.

La ganancia obtenida en la operacin de escaldado, se debe en gran parte, a la hidratacin de la tripa ya que en el ahumado ha prdido humedad debido a la evaporacin.

Tabla No. 4 Cuadro comparativo de prdida y ganancia en el proceso PROCESO Salchicha Salchichn Observaciones Frankfurt Cervecero MOLIDO - 4% - 3% Prdidas mayores en salchicha Frankfurt debido al dimetro de los orificios del disco. PICADO - 1,8% MEZCLADO - 0,24% EMBUTIDO - 11,17% - 10,71 Perdidas similares AHUMADO - 8,58% - 5,8% La prdida es mayor en Salchicha Frankfurt debido a: Mayor superficie de contacto Mayor permeabilidad de la tripa celulosica de la salchicha ESCALDADO + 12% + 1,8% La ganancia es mayor en Salchicha Frankfurt debido a: Mayor superficie de contacto Mayor permeabilidad de la tripa celulosica de la salchicha

3.2.4. CONCLUSION DEL BALANCE DE MATERIA Las prdidas totales de masa en los procesos son normales comparadas con el rango de prdida en la industria crnica (15 - 17%) (Carulla y Cia S.A.), ya que las prdidas totales en Salchicha Frankfurt fueron del 13% y en Salchichn Cervecero del 17%.

3.3. BALANCE DE ENERGA

3.3.1. AUDITORIA ENERGETICA Con la realizacin de la auditoria energtica se pretende establecer los tipos de consumo de energa y hacer una clasificacin de las mismas.

3.3.1.1. AUDITORIA DE CONSUMO DE ENERGIA ELECTRICA

Para la realizacin de la auditora elctrica se deben identificar los equipos y obtener su consumo de energa en Kw-hr, as como tambin, establecer la eficiencia de cada equipo que interviene en el proceso.

Para obtener el consumo en Kw-hr, de los equipos se debe tomar un valor promedio del historial de costos de energa requerida para el proceso de por lo menos un ao.

Debido a que el instituto es parte de la Universidad Nacional, este paso no se puede realizar, por lo tanto se debe asumir que el consumo del equipo es el de la potencia del motor.

Y por ltimo para obtener la eficiencia de cada equipo se debe establecer un factor de potencia que est estipulado en la ficha tcnica del equipo. El costo por consumo de energa elctrica se calcula as: C.T = P x FP x T x C Donde: P = Potencia FP = Factor de potencia T = Tiempo C = Costo del Kw-hr

Tabla No.5

Consumo de energa elctrica del MOLINO Salchicha Salchichn

Frankfurt Cervecero Potencia (Hp) 1 1 Factor de Potencia 0,78 0,78 Tiempo Operacin(hr) 0,24 0,22 Costo del Kw-hr ($)* 114,00 114,00 Costo Total ($)/Bache 15,80 14,28 * FUENTE: Departamento de servicios generales U-N.

Tabla No .6 Consumo de energa elctrica de la MEZCLADORA Salchicha Salchichn

Frankfurt Cervecero Potencia (Hp) 2 Factor de Potencia 0,76 Tiempo Operacin(hr) 0,25 Costo del Kw-hr ($)* 114,00 Costo Total ($)/Bache 32,30 * FUENTE: Departamento de servicios generales U-N.

Tabla No.7

Consumo de energa elctrica de la PICADORA Salchicha Salchichn

Frankfurt Cervecero Potencia (Hp) 6 Factor de Potencia 0,76 Tiempo Operacin(hr) 0,05 Costo del Kw-hr ($)* 114,00 Costo Total ($) 19,38 * FUENTE: Departamento de servicios generales U-N

Tabla No.8

Consumo de energa elctrica de la EMBUTIDORA Salchicha Salchichn

Frankfurt Cervecero Potencia (Hp) 1.5 1,5 Factor de Potencia 0,86 0,86 Tiempo Operacin(hr) 67,12 E -3 41,29 E-3 Costo del Kw-hr ($)* 114,00 114,00 Costo Total ($)/Bache 7,36 4,53 *FUENTE: Departamento de servicios generales U-N.

Tabla No.9 Consumo de energa elctrica del AHUMADO-SECADO Salchicha Salchichn

Frankfurt Cervecero Potencia (Hp) 1.5 1 Factor de Potencia 0,78 0,78 Tiempo Operacin(hr) 0,50 0,75 Costo del Kw-hr ($*) 114,00 114,00 Costo Total ($)/Bache 66,70 74,60 * FUENTE: Departamento de servicios generales U-N.

3.3.1.1.1.COSTO TOTAL POR CONSUMO DE ENERGIA ELECTRICA

SALCHICHA FRANKFURT C.T.C.E.E = 15,814 + 19,38 + 7,36 + 66,7 C.T.C.E.E = $ 109,25 /Bache

SALCHICHON CERVECERO C.T.C.E.E = 14,28 + 32,30 + 4,53 + 74,60 C.T.C.E.E = $ 125,71/Bache

3.3.1.2. AUDITORIA DE CONSUMO DE ENERGIA CALORICA

3.3.1.2.1. CONSUMO DE ENERGIA CALORICA PARA SALCHICHA FRANKFURT Y SALCHICHON CERVECERO La auditora de consumo de energa calrica tiene como fn determinar el calor necesario para llevar el producto de una temperatura de 22C a una temperatura de 72C, teniendo en cuenta el calor especfico y la masa de cada uno de los productos.

Para determinar el consumo de energa calrica se utiliza la siguiente ecuacin:

Q = m x Cp x T Donde: Q = Calor como consumo de energa calrica m = Masa en Kg de producto Cp = Calor especifico del producto T = Gradiente de temperatura Tabla No. 10. Consumo de energa calrica para Salchicha Frankfurt y Salchichn Cervecero. Salchicha Masa (kg) Cp (KJ/Kg C) T CCalor(KJ/bache)

Salchichn Cervecero 10.1133 3.2734 50 1655.244

Frankfurt 9.5966 3.2784 50 1573.074

3.3.1.2.2. CONSUMO DE ENERGIA CALORICA DEL AGUA EN LA MARMITA

Base de Clculo : 1hr Q = m x Cp x T Q = 150 Kg x 4.18 (KJ/Kg) x (85-15) C Q = 43890 (KJ/hr)

3.3.1.2.3. CONSUMO DE ENERGIA CALORICA DE LA MARMITA

0,73 mt 0,64 mt 0,08 mt

0,30 mt

0,10 mt

FIG No 10. Dimensiones de la marmita de la planta piloto de carnes del ICTA-UN.

Masa de la marmita 1. Area del tanque 1.1. Area del cilindro a) Desarrollo del cilindro D= Donde : D = Desarrollo del cilindro = dimetro del cilindro D= x 0.64 mt D= 2.01 mt x

b) Area del Cilindro A= D x h Donde A = Area del cilindro D = Desarrollo o Base del cilindro h = Altura A = 2.01 mt x 0.38 mt A= 0.764 mt

1.2. Area de la superficie del sector esfrico A = (2 x x r x h ) + ( x a x r) Donde a= h x (2r - h)

A = ( 2 x x 0,32 mt x 0,1 mt) + ( x 0,232 mt x 0,32 mt) A = 0,4346 mt

1.3. Area total del tanque A = 0,764 mt + 0,4346 mt A = 1,19 mt

2. Area de la camisa 2.1. Area del cilindro a) Desarrollo del cilindro D = x 0,73 = 2,29 mt

b) Area del cilindro A = 2,29 mt x 0,30 mt A = 0,688 mt

2.2. Area de la superficie del sector esfrico de la camisa A = 0,5171 mt

2.3. Area total de la camisa A = 1,2051 mt

3. Volumen de la soldadura 3.1. Desarrollo de la soldadura D = x 0,64 mt D = 2,01 mt

3.2. volumen de la soldadura V=AxE

Donde V = Volumen de la soldadura A = Area E = Espesor de la soldadura V=Dxhx E 2

Donde h = Altura de la soldadura

V = 201 cm x0.5cm x 0,5 cm 2 V = 25,125 cm

4. Area total de la Marmita AT = At + AC Donde AT = Area total de la marmita At = Area del tanque AC = Area de la camisa A = 1,19 mt + 1,20 mt A = 2,39 mt

5. Volumen del tanque V=AxE donde A = Area del tanque (1,19 mt = 11900 cm) E = Espesor de la Lamina (Lamina calibre 14 = 0,189 cm) V = 11900 cm x 0,189 cm V = 2249,1 cm

6. Masa del tanque m=Vx

Donde V = Volumen del tanque = Densidad del acero inoxidable AISI 304 (8,02 gr / cm) m = 2249,1 cm x 8,02 gr cm m = 18037,7 gr x 1 lb 453,6 gr m = 39,76 lb

7. Volumen de la camisa V=AxE

donde A = 1,20 mt x 10000 cm mt A= 12000 cm V = 12000 cm x 0,189 cm V = 2268 cm

8. Masa de la camisa m=Vx m = 2268 cm x 8,02 gr x 1 lb cm 453,6 gr m = 40,1 lb

9. Masa de la soldadura m=Vx m = 25.125 cm x 8,02 gr x 1 lb cm 453,6 gr m = 0,44 lb

10. Masa total de la marmita m = mt + mc + ms donde mt = Masa del tanque mc = masa de la camisa ms = masa de la soldadura

m = 39,76 lb + 40,1 lb + 0,44 lb m = 80,30 lb

11. Consumo total de energa calrica en la marmita

Q = m x Cp x T Q = 80,3 lb x 0,12 BTU x (230 - 59) F lb F Q = 1647,76 BTU x 1,0551 KJ = 1738,55 KJ 1 BTU hr

3.3.1.2.4. CONSUMO TOTAL DE ENERGIA CALORICA

3.3.1.2.4.1. SALCHICHA FRANKFURT

QT = QAM + QM + QSF Donde QAM = Calor consumido por el agua en la marmita QM = Calor consumido por la marmita QSF = Calor consumido por la salchicha Frankfurt (1573,074 KJ para un bache que dura 0,4166 hr por lo tanto 3776 KJ / hr).

QT = 43890 KJ + 1738,55 KJ + 3776 KJ hr hr hr QT = 49404,55 KJ hr

3.3.1.2.4.2. SALCHICHON CERVECERO

QT = QAM + QM + QSC Donde QSC = Calor consumido por el salchichn cervecero (1655,24 KJ para 0,75 hr, por lo tanto 2207 KJ / hr) QT = 43890 KJ + 1738,55 KJ + 2207 KJ hr hr hr QT = 47835,55 KJ hr

3.3.1.3. AUDITORIA DE PERDIDAS DE ENERGIA MECANICA

3.3.1.3.1. PERDIDAS EN TUBERIAS

Segn GILES (1967), generalmente los clculos de prdidas en tuberias se realizan con la ecuacin de continuidad, que es una consecuencia del principio de conservacin de la masa. Para un flujo permanente la masa del fluido que atraviesa cualquier seccin de una corriente de fluido, por unidad de tiempo, es constante. Estas prdidas se calculan as:

1 x A1 x V1 = 2 x A2 x V2

Donde = Densidad del vapor A = Area de la tubera V = Velocidad del flujo de vapor Obtenindose las velocidades, puede emplearse la ecuacin de Bernoulli:

Z1 g + V1 + P1 1 = Z2 g + V2 + P2 2 2 2 Donde Zg = Energa potencial (Altura x Gravedad) V = Energa cintica ( 1 /2 de V) 2 P = Trabajo de flujo (Presin x Volumen especfico) Para determinar la presin a la entrada de la marmita.

Para poder calcular las prdidas de energa mecnica en la lnea de conduccin de vapor se deben tener los instrumentos de medicin adecuados, con los cuales no se cuenta, imposibilitando as, aplicar el mtodo que se mencion anteriormente.

Adicional a esto el estado en que se encuentra la lnea de vapor, como son el alto nivel de corrosin y de depsito calcreo, no permite realizar clculos de

prdidas por coeficientes de flujo, coeficiente de rozamiento y velocidad real del flujo. En consecuencia, el calculo se realiz de la siguiente manera:

3.3.1.3.1.1. PERDIDAS EN TUBERIA AISLADA CON FIBRA DE VIDRIO En la planta piloto la tuberia aislada, para conduccin de vapor, tiene dos dimetros diferentes como se ve en la tabla No 11.

Tabla No 11. Datos de la tubera aislada para conduccin de vapor *** Tubera No 1 Fibr.de vidrio Tubera No 1 3,25 2,5 0,023 72,485 Tubera No 2 2 1,625 26,2 25,935 13,580 Fibr.de vidrio Tberia No 2 2,75 2 0,023 25,935

Dimetro ext. 2,5 (Pulg) Dimetro int. 2,125 (Pulg) 26,2 K(BTU/hrftF) Longitud (ft) 72,485 Area (ft) 47,443 *** Tubera SCHEDULE 60

RT = 1 x Ln ( ex / int) K Donde RT = Resistencia trmica K = Conductividad trmica Ln = Logaritmo Natural ex = Dimetro exterior

int = Dimetro interior Q=2x xLx T RT Donde

Q = Calor perdido en tubera aislada. L = Longitud T = Gradiente de temperatura RT = Sumatoria de resistencias trmicas

TUBERIA No 1 1. Resistencia trmica de la tubera No 1 RT = 1 x Ln (2,5 / 2,125) 26,2 BTU/ hr ft F

RT = 6,203 x 10 -3 hr ft F BTU 2. Resistencia trmica de la fibra de vidrio de la tubera No 1 RT = 1 x Ln (3,25 / 2,5) 0,023

RT = 11,41 hr ft F BTU

3. Prdida de calor en tubera No 1 Q = 2 x x 72,485 ft x (278,6 - 64,4) F (6,203 x 10-3 + 11,41) hr ft F / BTU Q = 8545,27 BTU hr TUBERIA No 2 1. Resistencia trmica de la tubera No 2 RT = 1 x Ln (2 / 1,625) 26,2 RT = 7,925 x 10-3 hr ft F BTU

2. Resistencia trmica de la fibra de vidrio de la tubera No 2 RT = 1 x Ln (2,75 / 2) 0,023 RT = 13,846 hr ft F BTU 3. Perdida de calor en tubera No 2 Q = 2 x x 25,935 ft x (278,6 - 64,4) F (7,925 x 10-3 + 13,846) hr ft F / BTU

Q = 2519,5 BTU hr Perdida total de calor en tuberia aislada QT = QT1 + QT2 Donde QT1 = Calor perdido en la tubera No 1 QT2 = Calor perdido en la tubera No 2 QT = 8545,27 BTU + 2519,5 BTU hr hr QT = 11064,77 BTU hr

3.3.1.3.1.2. PERDIDAS EN TUBERIA DESNUDA Hace referencia a la tubera de conduccin de vapor que no tiene recubrimiento o aislante Tabla No 12. Datos de la tubera de conduccin de vapor Tubera No 1 * Tubera No 2 * Tubera No 3 ** 2,5 2 0,75 2,125 26,2 72,485 47,443 1,625 26,2 25,935 13,580 0,5 26,2 4,920 0,966

Dimetro ext. (Pulg) Dimetro int. (Pulg)K(BTU/hrftF)

Longitud (ft) Area (ft)

* Tubera SCHEDULE 60 ** Tubera en hierro galvanizado

RT = 1 x Ln ( ex / int) K Q= T RT Donde T = Gradiente de temperatura Rc = Donde h = Coeficiente de transferencia de calor (Perry P, 10-11) A = Area Rc = Resistencia trmica por conveccin 1 . hxA

TUBERIA 1

1. RT =

Ln (2,5 / 2,125) 2 x x 26,2 x 12,2

RT = 8,092 x 10-5 hr ft F BTU

2. RC = 1 / (3 x 7,985)

RC = 41,745 x 10-3 hr ftF BTU

3. QT =

(230 - 50) F 8,092 x 10-5 + 41,735 x 10-3

Q = 4303,55 BTU hr

TUBERIA 2 1. RT = Ln (2 / 1,625) 2 x x 26,2 x 11,48

RT = 1,1 x 10-4 hr ft F BTU

2. RC = 1 / (3 x 6,011) RC = 5,54 x 10-2 hr ftF BTU

3. QT =

(230 - 50) F 1,1 x 10-4 + 0,0554

Q = 3242,66 BTU hr TUBERIA 3 1. RT = Ln (0,75 / 0,75) 2 x x 26,2 x 4,92

RT = 5 x 10-4 hr ft F BTU

2. RC = 1 / (3 x 0,966) RC = 0,345 hr ftF BTU 3. QT = (230 - 50) F 5 x 10-4 + 0,345

Q = 520,98 BTU hr

Q Total = Q Tubera cubierta + Q Tubera desnuda Q Total = 11064,77 + 8067,19 Q Total = 19131,96 BTU hr

3.3.1.3.2. PERDIDAS EN ACCESORIOS Segn Giles (1967), En accesorios se halla una prdida de carga media que tiene un valor significante de valor. Para evaluar estas prdidas (PCM), se necesitan:

Valores de velocidad (V), a la que transita el flujo de vapor. La constante de prdida de carga media (K). Prdidas de carga en accesorios.Se utiliza la siguiente ecuacin: PCM = K x V 2g

Como se dijo anteriormente estos clculos se imposibilitan debido a la falta de instrumentos utilizables para estos fines tales como el tubo de Pitot (Que mide la velocidad a la cual transita el vapor).

De la misma forma para hallar prdidas en tubera entrante se utiliza la siguiente ecuacin: K x (V1 - V2) 2g Con la que se obtienen las prdidas por ensanchamiento gradual.

Debido a que no se cuenta con los instrumentos necesarios para realizar dichas mediciones y que, segn Perry (1992), Los datos sobre prdidas por friccin de accesorios y vlvulas son escasos, se asumen dichas prdidas despreciables.

PERDIDAS TOTALES DE ENERGIA MECANICA QT = Q Tubera + Q Accesorios QT = 19131,96 BTU + 0 hr QT = 19131,96 BTU x 1,0551 KJ hr 1 BTU QT = 20186,131 KJ hr

3.3.1.3.3. PERDIDADAS DE CALOR POR CONVECCION Y RADIACION EN LA SUPERFICIE DE LA MARMITA

Q = A x Fsl x te Donde A = Area del cilindro sin camisa Fsl = Factor de prdidas en superficie a 185F (Ver Anexo No 6) te = Tiempo de exposicin de la superficie

Area del cilindro Desarrollo D= x D = x 0,64 mt D = 2.01 mt

Area A=bxh A = 2,01 mt x 0,08 mt A = 0,1608 mt = 249,11 Pulg

Prdidas en el cilindro Conveccin Q = A x Fsl x te Q1 = 249,11 Pulg x 0,153 Watt x 1 hr pulg Q1 = 38,1135 W-hr

Radiacin Q = A x Fsl x te x E Donde E = Emisitividad de calor del acero (Ver Anexo No 6).

Q2 = 249,11 Pulg x 0,153 Watt x 1 hr x 0,17 pulg Q2 = 6,48 Wat -hr

Prdida en la camisa

Q = A x Fsl x te Q3 = 4744,48 Pulg x 0,35 Watt x 1 hr pulg Q3 = 1660,57 W-hr

Radiacin Q = A x Fsl x te x E Q4 = 4744,48 Pulg x 0,35 Watt x 1 hr x 0,17 pulg Q4 = 8,34 Wat-hr

Prdida total PTotal = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 PTotal = 249,11 + 6,48 + 1660,57 + 8,34 Ptotal = 1924,5 W-hr = 6928,2 KJ hr

3.3.1.4. REQUERIMIENTO DE VAPOR

3.3.1.4.1. Para suplir prdidas de calor en tuberas, accesorios y marmita. Los requerimientos de vapor hacen referencia al vapor que se necesita para llevar a temperatura de 72C el producto. Este vapor es suministrado por la caldera a la marmita pasando por un distribuidor como lo muestra la figura

75 PSI

45 PSI

CALDERA

DISTRIBUIDOR

MARMITA

El vapor sale de la caldera a una presin de 75 psi y a una temperatura de 137C, llega al distribuidor con presin de 45 psi, y sigue hacia la marmita, durante su recorrido ocurre un cambio de presin y este debe ser reportado por un manmetro a la entrada de la marmita. Posteriormente se determinan las entalpias (Hlg), en las tablas de vapor, con las presiones de salida del distribuidor y de entrada a la marmita, se realiza un promedio de estas y se utiliza la siguiente ecuacin:

Q = Fm x

Donde Q = Prdidas de calor en tuberias, accesorios y conveccin y radiacin en la marmita. Fm = Flujo msico de vapor = Entalpia promedio de la mezcla liquido-vapor

Debido a la falta del manmetro para determinar la presin a la entrada de la marmita se asumi la presin a la salida del distribuidor, igual a la de la entrada de la marmita, y se promediaron las entalpias a 75 psi y 45 psi.

Fm = Q Q = Q marmita + Q energa mecnica Q = 6928, 2 KJ + 20186,131 KJ hr hr Q = 27114,331 KJ / hr

(45-75 psi) = 916,625

BTU / lb = 2132,17 KJ / Kg

Fm = 27114,331 KJ / hr 2137,17 KJ / Kg

Fm = 12,72 Kg /hr = 28 lb / hr de vapor

3.3.1.4.2. Para realizar el proceso

3.3.1.4.2.1. Salchicha Frankfurt

Q = Q marmita + Q agua + Q Salchicha Frankfurt Q = 1738,55 + 43890 + 3776 Q = 49404,55 KJ / hr

Fm = 49404,55 KJ/hr 2132,17 KJ/Kg Fm = 23,17 Kg / hr = 50,97 lb / hr

3.3.1.4.2.2.Salchichn cervecero Q = Q marmita + Q agua + Q Salchichn cervecero Q = 1738,55 + 43890 + 2207 KJ / hr Q = 47835,55 KJ / hr Fm = 47835,55 KJ/hr 2132,17 KJ/Kg

Fm = 22,435 Kg / hr = 49,36 lb / hr

3.3.1.5.EFICIENCIA DEL VAPOR EN EL PROCESO

3.3.1.5.1. Salchicha Frankfurt

CALDERA

SALCHICHA F. = 50,97 lb/hr

Prdidas =

28 lb /hr

MARMITA

Eficiencia

FmTotal = Fm Salchicha F. + Fm Prdidas FmTotal = 50,97 lb + 28 lb hr hr FmTotal = 78,97 lb/hr % Eficiencia = Fm Salchicha F. x 100 FmTotal % Eficiencia = 50,97 lb/hr x 100 78,97 lb/hr

% Eficiencia = 64,54 %

3.3.1.5.2. Salchichn Cervecero

CALDERA

Salchichn C. = 49,36 lb/hr

Prdidas

= 28 lb /hr

MARMITA

Eficiencia

FmTotal = Fm Salchichn C. + Fm Prdidas FmTotal = 49,36 lb + 28 lb hr hr FmTotal = 77,36 lb/hr % Eficiencia = Fm Salchicha F. x 100 FmTotal % Eficiencia = 49,36 lb/hr x 100 77,36 lb/hr % Eficiencia = 63,80 %

3.3.1.6. CONSUMO DE COMBUSTIBLE EN LOS PROCESOS

La caldera funciona con ACPM para generacin de vapor.

3.3.1.6.1. Consumo de ACPM en el proceso de elaboracin de Salchicha Frankfurt

Consumo ACPM = Gal/hr consumidos por la caldera x Fm Salchicha F. lb/hr de vapor que genera la caldera Consumo de ACPM = 16.4 gal/hr x 78.97 lb/hr 2070 lb/hr Consumo de ACPM = 0.625 Gal/hr de ACPM Costo de ACPM = Consumo de ACPM x Precio $/Gal Costo de ACPM = 0,625 Gal x ($845,97) hr Costo de ACPM = $529 para generar 78,97 lb/hr de vapor

3.3.1.6.2. Consumo de ACPM en el proceso de elaboracin de Salchichn Cervecero Consumo de ACPM = 16.4 gal x 77,36 lb/hr 2070 lb/hr Consumo de ACPM = 0.613 Gal/hr de ACPM Costo de ACPM = Consumo de ACPM x Precio $/Gal Costo de ACPM = 0,613 Gal x ($845,97) hr Costo de ACPM = $518 para generar 77,36 lb/hr de vapor

Para que la caldera comience a generar vapor el agua debe alcanzar su punto de ebullicin. A las condiciones de esta caldera el proceso tiene un tiempo de duracin de 40 min aproximadamente, tiempo en el cual consume 10,9 Gal de ACPM.

10,9 Gal x ($845,97 / Gal) = $9221

Este costo no repercute en forma considerable en los costos finales de la Salchicha Frankfurt y el Salchichn cervecero, debido a que se distribuye en

el total de procesos que impliquen gastos de vapor, no solo en la planta piloto de carnes, sino tambin en la de vegetales y en la de leches.

3.3.2. ANALISIS DEL BALANCE DE ENERGIA

Del estudio de energa se pudo deducir que: 1. Se tienen unas prdidas de vapor seco del 35,46% para Salchicha Frankfurt, y 35,3% para Salchichn Cervecero , causadas por el deterioro en la lnea de conduccin, por el alto estado de corrosin y residuos calcreos que reducen el rea de conduccin de vapor al 50%, adems de las prdidas por la tubera desnuda.

2. Los elementos de control (Vlvulas de alivio, trampas, cheques, manmetros) en su gran mayora no estn funcionando, razn pr la cual no se puede tener certeza de las verdaderas condiciones de operacin de todo el equipamento, de donde se deduce que si presentara una falla (obstrucciones, bajas de presin, altos niveles de condensado), no sera fcil establecer las medidas correctivas a tomar para aliviar dichas averas o en un momento dado una medida correctiva para mantener el sistema en condiciones ptimas de operacin.

3. Debido al mal estado en que se encuentra toda la lnea de conduccin de vapor, se tiene un sobrecosto de operacin en la caldera del 35%

aproximadamente, ya que estas prdidas las tiene que suplir la caldera con el fin de generar el vapor necesario para todos los equipos, traducindose esto en un mayor consumo de combustible y de horas de operacin de la caldera y por ende de todo el conjunto elctrico (Ms Kwhr).

4. Igualmente el material aislante de la tubera (Fibra de vidrio), en unos tramos no existe, y en otros, esta se encuantra descompuesta, generando as una prdida de calor.

5. No existen los elementos de control y verificacin que permitan tener un nivel de condensacin bajo para el vapor seco dentro de la lnea, lo que se traduce en un mayor consumo de agua que alimenta a la caldera.

3.3.3. CONCLUSIONES

El sistema de generacin de vapor de las lneas de conduccin se encuentran en estado muy avanzado de desgaste por lo cual se deduce que los costos de operacin siempre sern superiores al costo nominal.

El estado de las lneas de conduccin y de todos sus elementos de control se encuentran muy deteriorados, ocacionando as una prdida ms y afectando la eficiencia de trabajo de los equipos que se traduce en sobrecostos y presenta altos riesgos de seguridad ya que una tubera con ms de veinte aos de uso puede fallar en cualquier momento y causar un accidente con consecuencias lamentables para el personal que labora en este lugar.

3.4. ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS

El objetivo bsico de realizar el estudio de tiempos y movimientos, es poder llevar un estricto control de la produccin, mediante el cronmetro, de los tiempos que conlleva todas y cada una de las etapas de elaboracin del producto, desde el inicio del proceso hasta obtener el producto terminado, buscando la forma ms gil, cmoda y organizada de hacer la labor en la planta.

Con la realizacin del estudio de tiempos y movimientos se busca poder determinar las fallas que se presentan en la elaboracin de Salchicha Frankfurt y Salchichn Cervecero, que ocasionan un bajo rendimiento en el proceso productivo, y de acuerdo a esto, poder crear nuevas pautas y desarrollar nuevas ideas, para poder obtener como resultado una mayor eficiencia en el desarrollo de la produccin.

En este estudio es indispensable tener en cuanta aspectos que estn relacionados con la distribucin y diseo de equipos en planta, condiciones de trabajo, aprovechamiento de materia prima y mano de obra, ya que analizando todos estos aspectos nos llevan a determinar una mejora tanto en los mtodos de trabajo como en la produccin. Con el estudio de tiempos y movimientos en unin con el anlisis de distribucin en planta, se busca la forma de hacer ms gil y cmoda la labor dentro de la planta ayudando as a elevar la produccin, la seguridad dentro de la misma, y por ende bienestar laboral. Esto podra lograrse eliminando algunas fallas en la distribucin de la planta, corrigiendo malas instalaciones, aportando ms equipos y utensilios que faciliten en parte el trabajo de cada operario, logrando una mayor organizacin y mayor comodidad laboral, como se expreso anteriormente. El estudio de tiempos y movimientos se divide en dos partes: Trabajo analtico Trabajo constructivo

3.4.1. Trabajo anlitico Se desarrollo as: Se buscaron todos los movimientos intiles para prescindir de ellos Se estudi cmo el trabajador (operario calificado), hace cada movimiento elemental y con la ayuda de un cronmetro se seleccion el mtodo ms apropiado y rpido para realizar las operaciones. Se describi, registr y clasific, cada movimiento elemental con su tiempo correspondiente.

3.4.2. Trabajo constructivo

Se seleccionaron aquellas series de movimientos ms apropiados para realizar un trabajo definido. El anlisis de un trabajo y sus elementos casi siempre revela el hecho de que muchas de las condiciones en que se desarrolla dicho trabajo son defectuosas; por ejemplo que las herramientas empleadas son inadecuadas, que la maquinaria utilizada necesita mantenimiento o sustitucin o que las condiciones de trabajo no son las adecuadas. Un conocimiento obtenido en esta forma conduce frecuentemente a realizar un trabajo constructivo de gran valor, a la normalizacin de las normas de trabajo, a las condiciones de trabajo y al descubrimiento de nuevos mtodos.

De acuerdo con lo anterior, y teniendo en cuanta que en cada uno de los baches realizados se procesaron 10 Kg de Salchicha Frankfurt, y 10 Kg de Salchichn Cervecero, los siguientes: datos obtenidos en el estudio, fueron los

3.4.3. Tiempos y Movimientos para la Salchicha Frankfurt

3.4.3.1. Molido

Tabla No. 13. Tiempos y movimientos en el proceso de molido para salchicha frankfurt. (En minutos).ACTIVIDAD DESCRIPCION TIEMPO 1 TIEMPO 2 TIEMPO 3 TIEMPO PROMEDIO

Corte Carne Molido

de En trozos 4,32 Los trozos carne introducen molino de se 14,25 al 50,04 14,50 4,85 14,18 4,74 14,31

3.4.3.2. Picado

Tabla No 14. Tiempos y movimientos en el proceso de picado para salchicha frankfurt. (En minutos).ACTIVIDAD DESCRIPCION TIEMPO 1 TIEMPO 2 TIEMPO 3 TIEMPO PROMEDIO

Transporte Manual de carne. (en recipiente) Picado

0,33

0,32

0,25

0,30

Subiendo-bajando el eje de cuchillas adicionando condimentos y 3 aditivos hasta obtener textura deseada.

3

3

3

3.4.3.3. Embutido

Tabla No 15. Tiempos y movimientos en el proceso de embutido para salchicha frankfurt. (En minutos).ACTIVIDAD DESCRIPCION TIEMPO 1 TIEMPO 2 TIEMPO 3 TIEMPO PROMEDIO

Transporte Manualmente de masa (en recipientes) carnica Embutido Porcionad o

1,00

0,91

1,16

1,02

Sistema hidralico 4,00 En cilindros de 14cm aprox. (forma manual) 7,40

4,08 8,60

4,00 8,30

4,02 8,10

3.4.3.4. Ahumado- Secado

Tabla No 16. Tiempos y movimientos en el proceso de ahumado para salchicha frankfurt. (En minutos).ACTIVIDAD DESCRIPCION TIEMPO 1 TIEMPO 2 TIEMPO 3 TIEMPO PROMEDIO

Transporte Manualmente salchicha (en recipientes) Ahumado Con aserrin.

5,00 30

5,30 30

4,90 30

5,06 30

3.4.3.5. Escaldado

Tabla No 17. Tiempos y movimientos en el proceso de escaldado para salchicha frankfurt. (En minutos).ACTIVIDAD DESCRIPCION TIEMPO 1 TIEMPO 2 TIEMPO 3 TIEMPO PROMEDIO

Transporte En el carro del salchicha ahumador Escaldado Hasta 72C

2,60 24,50

2,40 25,00

2,70 25,50

2,56 25,00

3.4.4. Tiempos y Movimientos para el Salchichn cervecero

3.4.4.1. Molido

Tabla No 18. Tiempos y movimientos en el proceso de molido para salchichn cervecero. (En minutos).ACTIVIDAD DESCRIPCION TIEMPO 1 TIEMPO 2 TIEMPO 3 TIEMPO PROMEDIO

Corte Carne Molido

de En trozos Los trozos de carne se introducen al molino

4,20

5,00

4,38

4,53

12,50

13,40

12,83

12,91

3.4.4.2. Mezclado

Tabla No 19. Tiempos y movimientos en el proceso de amasado para salchichn cervecero. (En minutos).ACTIVIDAD DESCRIPCION TIEMPO 1 TIEMPO 2 TIEMPO 3 TIEMPO PROMEDIO

Transporte Manual de carne. (en recipiente) Mezclado Por medio de un brazo que gira sobre un eje.

0,30 14,96

0,21 14,91

0,29 15,11

0,29 15,00

3.4.4.3. Embutido

Tabla No 20. Tiempos y movimientos en el proceso de embutido para salchichn cervecero. (En minutos).ACTIVIDAD DESCRIPCION TIEMPO 1 TIEMPO 2 TIEMPO 3 TIEMPO PROMEDIO

Transporte Manualmente de masa (en recipientes) carnica Embutido

0,90

0,95

0,92

0,92

Sistema hidrulico 2,50

2,45

2,48

2,48

3.4.4.4. Ahumado- Secado

Tabla No 21. Tiempos y movimientos en el proceso de ahumado para salchichn cervecero. (En minutos).ACTIVIDAD DESCRIPCION TIEMPO 1 TIEMPO 2 TIEMPO 3 TIEMPO PROMEDIO

Transporte Manualmente salchicha (en recipientes) Ahumado Con aserrin.

4,05 45

4,10 45

4,05 45

4,06 45

3.4.4.5. Escaldado

Tabla No 22. Tiempos y movimientos en el proceso de Escaldado para salchichn cervecero. (En minutos).ACTIVIDAD DESCRIPCION TIEMPO 1 TIEMPO 2 TIEMPO 3 TIEMPO PROMEDIO

Transporte En el carro del salchicha ahumador Escaldado Hasta 72C

1,80 43,00

1,60 42,50

1,65 49,50

1,68 45,00

3.4.5. ANALISIS DEL ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOS

En el estudio de tiempos y movimientos se observa una buena coordinacin entre el operario y el proceso ya que este es una persona que ha trabajado durante muchos aos en la planta, adquiriendo as experiencia y un ritmo standar de trabajo. Si la planta empezara a producir 100 Kg por da, el operario no tendra ningn problema en acoplarse a la nueva produccin.

La nueva distribucin en planta (ver Anexo 1 y 2), requiere a la vez la compra de nuevos equipos para la buena realizacin del proceso. El molino debe quedar en el sitio en el que se encuantra.,Se partir de este

como referencia. Se deben reemplazar la mezcladora existente, por una mezcladora para carnes, y la picadora por una cutter respectivamente ya que estas son las mquinas apropiadas para realizar los procesos, y as gastar el tiempo real que conllevan estas operaciones. El cutter debe estar ubicado en forma diagonal al molino, igualmente la mezcladora y la embutidora, formando un tringulo en estos tres procesos (Salchicha Frankfurt = Molindo + Mezclado + Embutido; Salchichn cervecero = Molido + Cutteado + Embutido), y as no tener cruce de actividades y evitar movimientos intiles en el proceso y por lo tanto tener un ahorro considerable de tiempo y energa.

3.4.6. CONCLUSION

Si el operario realiza las actividades en una forma standar, y se hace el cambio de los equipos respectivos, as como la adecuacin de la lnea de proceso, no se presentar ningn problema en el momento que se desee aumentar la produccin.

BIBLIOGRAFIAADRIAN, J. Y FRAGNE, R. La ciencia de los alimentos de la A a la Z. Acribia. Zaragoza, Espaa. 1990. p, 12,138. ARANGO, C.M. Calidad industrial de la carne. Control de produccin y formulacin de productos crnicos a mnimo costo. Universidad Nacional de Colombia. Santafe de Bogot. 1993. p 2-3, 7,13. BAUMEISTER, T. Manual del ingeniero mecnico. McGraw-Hill. Mxico. 1992. p, 4-20 - 4-30, 4-58 FORREST, J. et. al. Fundamentos de la ciencia de la carne. Acribia. Zaragoza, Espaa. 1979. p, 344. GILLES, R. Mecnica de los fludos e hidrulica. McGraw-Hill. Mxico. 1985.p, 108-110, 116, 134. GIRARD, J. Tecnologa de la carne y de los productos crnicos. Acribia. Zaragoza, Espaa. 1991. p, 35, 37, 60, 95, 126-128, 139, 142-144, 232-243. GRANET, I. Termodinmica. Prentice-Hall. Mxico. 1988. p, 600-603, 612-622. GUTIERREZ, L. Decisiones financieras y costo del dinero en economas inflacionarias. Norma. Bogot. 1990. p, 86-90, 117, 334. HAVES, G. Manual de datos para ingeniera de alimentos. Acribia. Zaragoza, Espaa. 1992. p, 35-37. ICONTEC. Norma Colombiana 1325. Industrias alimentarias. Productos crnicos procesados (no enlatados). tercera revisin. Sf sp. LAWRIE, R. Ciencia de la carne.Pergamon Press. New York. 2nd de. 1974.p 81, 90-110, 232. MIRANDA,R. Importancia del comportamiento de las protenas crnicas durante el almacenamiento y la industrializacin. Revista alimentaria. Tcnica en alimentos y bebidas.No. 8 Santafe de Bogot D.E. 1984. p 22-25. PAXHIA, J., PARRICH J.R. Effect of postmortem storage on titin and nebulin in pork and poultry light and dark muscles. Journal of food science.Vol 53.No 6. 1988. p, 1587-1589.

PERRY, R. Manual del ingeniero qumico. McGraw-Hill. Mexico. 1992. p, 2-660 - 2-670, 3-158 - 3178, 4-45 - 4-55, 5-20 - 5-25, 5-41, 6-38 - 6-91, 11-3 - 11-5, 25-13 - 25-18, 25-41 - 25-51. PRICE, S. La ciencia de la carne y de los prodcutos crnicos. WH Freeman and Co. San Francisco. 1971. sp. RANKEN, M.D. Manual de industrias de los alimentos. Acribia. Zaragoza, Espaa. 1993. p, 1-4, 9-15. RESTREPO, D. Apuntes sobre transferencia de calor y formulacin de productos para la asignatura Tecnologa de carnes. Universidad Nacional de Colombia, Seccional Medelln, Facultad de Agronoma. 1987. p, 12-26. RUST, E. R. Sausage and processed meat manufacturing. Ami center for continuing education. American meat institute. 1977. p, 274. SHIELD, C. Calderas, tipos, caractersticas y sus funciones. Continental. Mxico. 1992. p, 18-24. SPIRAX SARCO. Curso de vapor. Santafe de Bogot. 1990. p, 3, 67-69. WATLOW ELECTRIC. General engineering data. Lackland road. st Louis. p, 379, 412-433. WIRTH, F. et. al. Tecnologa de los embutidos escaldados. Acribia. Zaragoza, Espaa. p,45-49,52-54. ZAHURUL, H., JACKEN, L. Y KINSELLA, J. Emulsifying properties of food proteins: Bovine micellar casein. Journal of food science. Vol 53, No 4. 1988. p, 1107, 1108.

RESUMEN ESTUDIOS DE COSTOS Y RENDIMIENTOS DE LA SALCHICHA FRANKFURT Y SALCHICHON CERVECERO PRODUCIDOS EN LA PLANTA DE CARNES DEL ICTA-UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA BASADOS EN CONCEPTOS DE INGENIERIA DE ALIMENTOS. Por: Mara Cristina Gutirrez Campos Juan Manuel Corredor Duarte. Director del Proyecto: Zoot. M.Sc. Jairo Humberto LpezOBJETIVOS GENERALEstablecer los principales parmetros tcnicos y econmicos involucrados en dos procesos productivos de la seccin de procesamiento de carnes del Instituto de Ciencia y Tecnologa de Alimentos (ICTA) de la Universidad Nacional de Colombia, basndose en conceptos de ingeniera de alimentos.

ESPECIFICOS Identificar los procesos de elaboracin de Salchicha Frankfurt y Salchichn Cervecero. Definir, estandarizar y programar los procesos de fabricacin de Salchicha Frankfurt y de Salchichn Cervecero, identificando los procesos unitarios y efectos en los flujos de materia y energa, determinando presiones, caudales y flujos de temperatura que intervienen en el proceso. Determinar la subutilizacin de equipos en el proceso mediante clculos tericos y experimentales. Determinar los costos de todos los materiales e insumos involucrados en dichos procesos.

INTRODUCCIONActualmente en Colombia la industria de los derivados crnicos a pesar de desarrollar sus productos con calidad no aplica en forma generalizada tcnicas ingenieriles y de control de procesos que le permita estimar costos de materiales e insumos que se involucran en el proceso y a la vez optimizar el rendimiento que pueden alcanzar dichos productos.

Siendo el ICTA-UN, una unidad acadmica interfacultades con reconocida experiencia investigativa y docente, se hace necesario el control de los procesos all desarrollados, por ello es prioritario aplicar las tcnicas ms avanzadas en Ingeniera de Alimentos, y as proveer el puente para un proceso ms tcnico-ingenieril con el fin de poder ofrecer a la comunidad universitaria y al sector productivo todos los resultados relacionados con consumos energticos y flujos de materia de forma tal que puedan programarse las inversiones y las acciones administrativas de la forma ms eficaz posible.

GENERALIDADES

RESEA HISTORICA DE LA PLANTA PILOTO DE CARNES ICTA-UNEn 1967 la Universidad Nacional decide hacer una reorganizacin y reestructuracin fsica incorporando las instalaciones para el rea de Ciencias Agropecuarias y las plantas piloto de leches, vegetales y carnes, mas un punto de venta. En 1969, la Universidad Nacional procede a determinar las necesidades bsicas. En 1970, se da comienzo a la construccin de las edificaciones y se inician gestiones para la adquisicin e importacin de los equipos donados por Holanda. Simultneamente se piensa en la creacin del INSTITUTO DE CIENCIA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS (ICTA) como parte de la estructura acadmica de la Universidad y con el fin de aportar a la docencia y a la investigacin. En 1977, se plantean necesidades y prioridades en materia de recursos para el Instituto. Actualmente la planta piloto de carnes, cuenta con los equipos donados por Holanda mas una embutidora adquirida en 1995.

CLASIFICACION DE LOS PRODUCTOS CARNICOSSegn la ley 09 de 1979 del Ministerio de salud y la norma 1325 del ICONTEC, los productos crnicos se clasifican en: Productos procesados cocidos dentro de los que se encuentran la salchicha frankfurt y el salchichichn cervecero, que son los productos elegidos para el desarrollo de esta investigacin. Productos procesados crudos dentro de los cuales estn los productos crudos frescos y los productos crudos madurados. Productos procesados enlatados.

FABRICACION DE PRODUCTOS CARNICOSLas materia bsicas utilizadas para la fabricacin de los productos crnicos son: Carne de res, carne de cerdo, grasa dorsal , agua, condimentos, aditivos permitidos y empaque.

PROCESO DE ELABORACION DE EMBUTIDOSEste proceso se lleva a cabo mediante la utilizacin de equipos como: molino, picadora (para el caso de la salchicha frankfurt), mezcladora (para el salchichn cervecero), embutidora, marmita y ahumador. El molino: Favorece la extraccin de las protenas miofibrilares y disminuye el tamao de las carnes (para salchicha frankfurt el dimetro de orificio del disco es de 2mm y para el salchichn cervecero de 8mm). Cutteado: Aqu se elabora la mezcla de los ingredientes de la salchicha frankfurt. Mezclado: Se elabora la mezcla de los ingredientes del salchichn cervecero pero a diferencia de la salchicha que es una pasta fina , el mezclado en el salchichn permite que la pasta sea gruesa y al corte se pueden diferenciar las carnes aadidas a dicha mezcla. Embutido: La pasta se lleva a la embutidora en donde atravs de una boquilla la mezcla se introduce a presin dentro de una tripa de celofn calibre 24 para la salchicha y una tripa fibrosa PKX 50 para el salchichn.

Ahumado-Secado: El producto se lleva a una cmara en donde la operacin se realiza conjuntamente hasta alcanzar temperatura de 22C, aqu se consigue la formacin de la piel del producto y con el ahumado se adquieren caractersticas organolpticas propias de la salchicha frankfurt y salchichn cervecero, adems de prolongar la vida til del producto gracias a la accin de los cidos orgnicos del humo. Escaldado: Se hace en una marmita enchaquetada que contiene agua a 85C. El producto debe llegar a temperatura de 72C. Enfriamiento: Se utiliza para realizar el choque trmico y de esta forma eliminar microorganismos, favorecer la vida til del producto y permitir que se retire con facilidad la envoltura.

TRANSFERENCIA DE CALOREl calor se entiende como una forma de la energa y la transferencia de calor como un flujo de energa trmica. La transferencia de calor se da en tres formas: por conveccin (natural y forzada) por conduccin y por radiacin).

DIAGNOSTICO DE LA PLANTA PILOTO DE CARNES

DESCRIPCION Y UBICACION DE EQUIPOS E INSTALACIONES ACTUALESEl ICTA cuenta con tres plantas piloto (Carnes, Vegetales y Leches), un laboratorio de control de calidad para anlisis microbiolgicos y pruebas fisicoqumicas de alimentos. Especficamente la planta piloto de carnes tiene las siguientes secciones : Sacrificio de aves, Sacrificio de bovino, ovino y porcino, Corte y deshuese y procesamiento de productos crnicos. Instalaciones Pisos En granito con dilataciones en vidrio, lavables, no absorbentes. Paredes : Enchapadas hasta una altura de 2.15mt con baldosn blanco de 10cm X 10cm, de fcil limpieza. Redes elctricas : Cables calibre 10 y 12, a una altura de 3mt del piso, con servicio trifsico y monofsico. No estn aisladas del rea de proceso. Tubera: Para los servicios de vapor, agua caliente y agua fra se encuentran en mal estado ya que esta tubera tiene ms de 20 aos de funcionamiento y solo se han hecho reparaciones pequeas sin tener en cuenta que este tipo de tubera con el tiempo forma un residuo calcreo proveniente de de la falta de tratamiento del agua que llega a la caldera. Cuarto de calderas y caldera: El ICTA cuenta con dos calderas que suministran el vapor para todos los procesos all realizados y la distribucin de toda la tubera mas los instrumentos de control. Se observan escapes del vapor y del agua que transita por estas tuberas, adems no se cuenta con un buen drenaje y cuando se presentan fuertes lluvias el lugar se inunda. Las calderas son de tipo pirotubular .

DIVISION DE AREASLa planta cuenta con secciones definidas de almacenamiento de materias primas crnicas, adems de una seccin de empaque y almacenamiento de producto terminado facilitando as el manejo del proceso y evitando posibles contaminaciones (ver anexo No. 1 ). En la seccin de proceso se encuentran dos lavamanos en acero inoxidable con un sistema de flujo de agua de pedales para agua caliente y agua fra . Uno de los lavamanos se encuentra en el rea de elaboracin de producto y el otro en el rea de tratamiento trmico (ver anexo No. 1)

El rea de tratamiento trmico est separadas fsicamente del rea de proceso mejorando las condiciones sanitarias. La caldera se encuentra alejada del rea de proceso, en un cuarto ubicado en la parte inferior de la planta.

DISTRIBUCION EN PLANTALa distribucin en planta se observa en el anexo No. 1 .

INGENIERIA DEL PROYECTODiagramas de elaboracin y balances de materia. Salchicha Frankfurt . Ver anexo No. 2 Salchichn cervecero. Ver anexo No. 3

ANALISIS DEL BALANCE DE MATERIALa prdida total en los procesos de molido, picado, mezclado y embutido, se deben a que parte de la masa crnica queda adherida en las paredes internas del equipo. Estos porcentajes son normales ya que si se piensa en un proceso continuo dicho porsentaje de prdidas sera el mismo ya que se trabaja con mayor cantidad de materia prima y por baches, es decir, es una relacin inversamente proporcional. Ver anexos No. 2 y 3 donde se observan las prdidas y ganancia en el proceso.

CONCLUSIONlas prdidas totales de masa en los procesos son normales comparadas con el rango de prdida en la industria crnica (15-17%), ya que las prdidas totales en Salchicha frankfurt fueron del 13% y en el salchichn cervecero del 17%.

BALANCE DE ENERGIA

AUDITORIA ENERGTICASe pretende establecer los tipos de consumo de energa y hacer una clasificacin de las mismas. Auditoria de consumo de energa elctrica Para la realizacin de la auditora elctrica se deben identificar los equipos y obtener su consumo de energa en Kw-hr, as como tambin establecer la eficiencia de cada equipo que interviene en el proceso. Los resultados son:EQUIPO MOLINO MEXCLADORA PICADORA EMBUTIDORA AHUMADOSECADO TOTAL $ 109,25 125,71 19,.38 7,.36 66,70 4,53 74,60 SALCHICHA FRANKFURT 15,80 SALCHICHON CERVECERO 14,28 32,30

AUDITORIA DE CONSUMO DE ENERGA CALRICAConsumo de energa calrica para salchicha frankfurt y salchichn cervecero.

La auditora de consumo de energa calrica tiene como fin determinar el calor necesario para llevar el producto de una temperatura de 22 C a una temperatura de 72 C, teniendo en cuenta el calor especfico y la masa de cada uno de los productos. Los resultados son :SALCHICHA FRANKFURT S. FRANKFURT S.CERVECERO AGUA MARMITA TOTAL(KJ/h) 43890,00 1738,55 49404,55 3776,00 2207,00 43890,00 1738,55 47835,55 SALCHICHON CERVECERO

AUDITORIA DE PRDIDAS DE ENERGA MECNICAPara poder calcular las prdidas de energa mecnica en la lneas de conduccin de conduccin de vapor se deben tener los instrumentos de medicin adecuados, con los cuales la planta no cuenta, imposibilitando as, aplicar la ecuacin de Bernoulli (continuidad) que es una consecuencia del principio de conservacin de la masa. En consecuencia se realiz as: En tubera aislada: QT = 11064,77 BTU/hr En tubera desnuda: QT = 8067,19 BTU/hr En accesorios: QT= 0 BTU/hr Por conveccin y radiacin en la superficie de la marmita: Conveccin: Q = 1909, 68 KJ/hr Radiacin: Q = 14,82 KJ/hr

REQUERIMIENTO DE VAPOR EN EL PROCESOPara suplir prdidas de calor en tubera, accesorios y marmita: FM = 28 lb/hr de vapor Para realizar el proceso: FM (s. frankfurt) = 50,97 lb/hr de vapor FM (s. cervecero) = 49,36 lb/hr de vapor

EFICIENCIA DEL VAPOR EN EL PROCESOPara el proceso de elaboracin de salchicha frankfurt: %Ef = 64,54% Para el proceso de elaboracin de salchichn cervecero: %Ef = 63,80% Consumo de combustible en los procesos: En la elaboracin de salchicha frankfurt: Consumo de ACPM = 0,625gal===>$519 para generar 78,97 lb/hr de vapor En la elaboracin de salchichn cervecero: Consumo de ACPM =0,613gal ===>$518 para generar 77,36 lb/hr de vapor.

ANALISIS DEL BALANCE DE ENERGIADe todo lo anterior se deduce que: 1. Se tienen unas prdidas de vapor seco de 35,46% para S. Frankfurt, y 35,3% para S.Cervecero, causadas por el deterioro en la lnea de conduccin, por el alto estado de corrosin y residuos calcreos que reducen el rea de conduccin de vapor al 50%. 2. Los elementos de control (vlvulas de alivio, trampas, cheques y manmetros) en su gran mayora no estn funcionando, razn por la cual no se puede tener certeza de las verdaderas condiciones de operacin de todo el equipamento, de donde se deduce que si presentara una falla (obstrucciones, bajas de presin, altos niveles de condensado), no sera fcil establecer las medidas correctivas a tomar para aliviar dichas averas o en un momento dado una medida correctiva para mantener el sistema en condiciones ptimas de operacin. 3. Debido al mal estado en que se encuentra la lnea de conduccin de vapor, se tiene un sobrecosto de operacin en la caldera del 35% aproximadamente, ya que estas prdidas las tiene que suplir la caldera con el fin de generar el vapor necesario para todos los equipos, traducindose esto en un mayor consumo de combustible y de horas de operacin de la caldera y por ende en todo el conjunto elctrico (ms Kw-hr).

CONCLUSIONESEl sistema de generacin de vapor de las lneas de conduccin se encuentran en estado muy avanzado de desgaste por lo que se deduce que los costos de operacin siempre sern superiores al costo nominal. El estado de las lneas de conduccin y todos sus elementos de control se encuentran muy deteriorados, ocasionando as una prdida ms y afectando la eficiencia de trabajo de los equipos que se traduce en sobrecostos y presenta altos riesgos de seguridad ya que una tubera con ms de veinte aos de uso puede fallar en cualquier momento y causar un accidente con consecuencias lamentables para el personal que labora en este lugar.

ESTUDIO DE TIEMPOS Y MOVIMIENTOSEl objetivo bsico de realizar el estudio de tiempos y movimientos, es poder llevar un estricto control de la produccin. mediante el cronmetro, de los tiempos que conlleva todas y cada una de las etapas de elaboracin del producto, desde el inicio del proceso hasta obtener el producto terminado, buscando la forma ms gil , cmoda y organizada de hacer la labor en la planta . Aqu se tienen en cuenta los aspectos que estn relacionados con la distribucin y diseo de equipos en planta, condiciones de trabajo, aprovechamiento de materia prima y mano de obra ya que se lograr una mejora tanto en los mtodos de trabajo como en la produccin. El estudio de tiempos y movimientos se divide en dos partes: Trabajo analtico: En donde se detectan todos los movimientos intiles para prescindir de ellos, se estudia el mtodo ms adecuado (con ayuda de cronmetros) para realizar las operaciones y se describe , registra y clasifica cada movimiento elemental con su trabajo correspondiente. Trabajo constructivo: Se seleccionan las series de movimientos ms apropiadas para realizar un trabajo definido; este anlisis casi siempre revela el hecho de que muchas de las condiciones en que se desarrolla dicho trabajo son defectuosas; por ejemplo que las herramientas empleadas son inadecuadas, que la maquinaria utilizada necesita mantenimiento o sustitucin o que las condiciones de trabajo no son las adecuadas.

ANALISISEn este estudio se observ una buena coordinacin entre el operario y el proceso ya que el operario es una persona que ha trabajado durante muchos aos en la planta, adquiriendo as experiencia y un ritmo standard de trabajo. Si la planta empezara a producir 100 Kg por da, el operario no tendra ningn problema en acoplarse a la nueva produccin. La nueva distribucin en planta (ver anexo No. 1 y No. 5), requiere a la vez la compra de nuevos equipos para la buena realizacin del proceso.

CONCLUSIONSi el operario realiza las operaciones en forma standard, y se hace el cambio de los equipos respectivos, as como la adecuacin de la lnea de proceso no se presentar ningn problema en el momento que se desee aumentar la produccin.

COSTOSEl objetivo de esta seccin es determinar el beneficio econmico que pueda trae al Instituto los cambios sugeridos en cuanto a lnea de produccin se refiere. Para esto es necesario tener una proyeccin del estado de prdidas y ganancias y un flujo neto de caja. Para este caso especfico la proyeccin se realiz para 10 aos. Los resultados se presentan en el anexo No. 4

ANALISIS DE COSTOSUna de las principales funciones de hacer una evaluacin de costos de un proyecto es determinar si dicho proyecto entrega un mximo de utilidades a largo plazo. Como se puede observar en el anexo No. 4 se hace una proyeccin para el ao 2005 obtenindose un flujo neto de caja de $3.443.125,69. Si se compara la tasa de inters de oportunidades (TIO) de 48,24% con la tasa interna de retorno (TIR) de 128% se observar que el proyecto es rentable, aunque vale la pena aclarar que el ICTA-UN, con el proyecto la que busca es mejorar su lnea de proceso, con el fin de hacer mejoras en el campo investigativo, dejando en segundo plano el campo comercial . Sin embargo se pretende que con las reformas sugeridas y comercializacin del producto se puedan solventarlas inversiones necesarias para la realizacin de las investigaciones. Cabe decir, que se trabaj con el 21% de inflacin para la proyeccin financiera.

BIBLIOGRAFIAADRIAN J y FRAGNE R. La ciencia de los alimentos de la A la Z. Acribia. Zaragoza Espaa. 1990 p12, 138. BAUMEISTER T, Manual del Ingeniero mecnico. McGraw-Hill Mexico 1992 p 4-20, 4-58, 4-70. GIRARD, R Tecnologa de la carne y de los productos crnicos, Acribia. Zaragoza Espaa.1991,p,35, 37, 60, 95, 126-128, 139, 142-144, 232-243. GRANET, I termodinmica .Prentice-Hall.Mxico 1988 p, 600-603, 612-622. HAVES,G. Manual de datos para ingeniera de alimentos. Acribia.Zaragoza, Espaa, 1992 p, 35-37, 102. PAXHIA,J,PARRICH J,R, Effect of postmortem storage on titin and nebulin in pork and poultry light and dark muscles. Journal of food science. Vol53 NO. 6 1988 p, 1587-1589. PERRY, R. Manual del ingeniero qumico. McGraw-Hill Mxico.1992 p, tomo I ,III, IV. Sp. RESTREPO, D. Apuntes sobre transferencia de calor y formulacin de productos para la asignatura Tecnologa de carnes", Universidad Nacional de Colombia, Seccional Medelln, Facultad de Agronoma. 198. p, 12-26. RUST, E, Sausage and processed meat manufacturing. Ami centerfor continuing education. American meat institute. 1977 , p, 274. WATLOW ELECTRIC.General engineering data Lackland road. st Louis 1993 p 379, 412-433. ZAHURUL, H, JACKEN Y KINSELLA, J, Emulsifing propierties of food proteins: Bovine micellar casein. Journal of food science Vol 53 No.4. 1988 p, 1107, 1108.