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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE

AREQUIPA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS.

PRIMER EXAMEN DE DISEO DE

PLANTAS AGROINDUSTRIALES

NOMBRE: GUIOVANI

GOMEZ

CCALAHUILLE

CUI:20070679

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INDUSTRIALIZACIN DEL NCTAR COCONA

I. INTRODUCCION

La selva peruana cuenta con la mayor diversidad y disponibilidad de recursos naturales

existente en la tierra para un manejo racional. Hay una necesidad de considerar

seriamente el establecimiento de empresas que produzcan y comercialicen los

productos de la selva, y que orienten muy fuertemente hacia la obtencin de una

rentabilidad econmica, al mismo tiempo que obtengan una rentabilidad ambiental y

social positiva.

Lo que se busca es el mejor impacto ambiental y la conservacin de los recursos

naturales mejorando la eficiencia de las empresas y de esta manera mejorar su

competitividad.

La COCONA es un fruto conocido en el mercado capitalino, pero no es aprovechado de

una forma industrial; sin embargo la COCONA es un fruto apto para la elaboracin de

jugos y nctares. Tiene un Valor nutritivo aprovechable en la alimentacin humana; es

una buena fuente de energa, gracias a su alto contenido de carbohidratos; adems

aporta de grasa y minerales como calcio y Hierro. Tambin presentan buenos

contenidos de vitamina C que en pectinas, el volumen de jugo es de hasta 36cm3, la

pulpa y el muclago del fruto maduro son comestibles y se utilizan en la preparacin de

jugos y nctares.

La preferencia en el mercado actual ser un por productos procedentes de un manejo

sostenible, que no destruyan al medio ambiente y que adems contengan criterios de

equidad social. Dentro del aprovechamiento sostenible de los recursos, la tendencia se

orienta tambin hacia la creciente preocupacin por mitigar los impactos ambientales de

las actividades productivas agrcolas, pecuarias, forestales e industriales. Se trata de

promover el desarrollo de actividades que les permita acceder a otros recursos por la

va de un aumento de su poder adquisitivo y de su capacidad gestora.

II. OBJETIVO GENERAL

Determinar la factibilidad de la creacin de una empresa industrial, para promover la industrializacin y comercializacin de el nctar de COCONA, como

el fin de fomentar el desarrollo sostenible y las caractersticas naturales del

producto procesado, realizando un proceso en exento de conservantes y

aditivos, que agreden al medio ambiente y que permita el realce de las

propiedades del producto.

III. OBJETIVOS ESPECIFICOS

El lanzamiento al mercado del mercado de COCONA nos permitir:

Promover el consumo de esta fruta

Determinar la demanda potencial y los canales de distribucin para la comercializacin del producto.

Demostrar la viabilidad econmica y financiera.

Demostrar la viabilidad medioambiental y legal. Elaborar un estudio que definan los aspectos tcnicos que intervienen en el

proceso productivo.

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IV. ANALISIS DE LA MATERIA PRIMA: LA COCONA.

La cocona (Solanum Sessiflorum Dunal) pertenece a la familia solanaceae, la que

contiene entre 2000 a 3000 especies con formas arbreas, arbustivas, eepifutas y

trepadoras. La cocona es muy variable en cuanto a su tamao, forma, peso, contenido

qumico, etc. Estas variaciones son plenamente reconocidas en la localidad donde

existen.

Diagrama de Flujo N 1 - Procesos de Industrializacin del nctar cocona.

V. ANLISIS DE TECNOLOGAS

El anlisis de tecnologas es el conjunto de elementos que incluyen procesos,

maquinarias y equipos

a) RECEPCIN

Consiste en recibir del proveedor la fruta y depositarla en los cestillos de acuerdo a las

especificaciones entregadas de antemano por la empresa. El hecho de recibir implica la

aceptacin de lo entregado, es decir, la aceptacin de que la condicin del material est

de acuerdo con las exigencias de la empresa y su proceso.

b) SELECCIN - CLASIFICACIN

Se hace para separar las coconas sanas de las ya descompuestas o magulladas. Se

efectuar sobre bandas transportadoras, disponiendo de recipientes donde los

operarios puedan colocar las frutas descartadas. Los instrumentos para decidir cules

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frutas rechazar (dependiendo del color, aroma o dureza de la cocona) son en principio

la vista y el olfato de un operario y debe ser muy consciente de la responsabilidad de su

trabajo e influencia en la calidad del nctar.

c) LAVADO

Desinfeccin

Se inicia con un proceso de limpieza a medida que se acerca el momento de extraerle

la pulpa. El propsito es disminuir al mximo la contaminacin de microorganismos que

naturalmente trae en su cscara la cocona, con demrito de su calidad. Esta operacin

se puede realizar por:

Inmersin: Por lo general viene a ser un tratamiento previo a los otros lavados. En este

caso se debe cambiar constantemente el agua para evitar que a la larga se convierta en

un agente contaminante. Este mtodo se puede realizar en tinas.

Agitacin: En este caso la fruta es transportada a travs de una corriente de agua en forma continua.

Aspersin: Este es un lavado a cierta presin. Es el mtodo ms eficiente, se debe tener en cuenta la presin, el volumen y la temperatura del agua.

Para todos estos casos se debe agregar un desinfectante a base de cloro, sales de amoniaco, yodo. Para nuestro proyecto utilizaremos el lavado por aspersin

y como enjuague utilizaremos el hipoclorito de sodio (leja) a partir de solucin al

13%, por ser el desinfectante ms empleado, por su efectividad y bajo costo.

d) ENJUAGUE

Consiste en retirar los residuos de desinfectante a la fruta lavada mediante un enjuague

con agua potable. Se llevar a cabo en la misma lavadora y tambin ser por aspersin

con agua que corra y se renueve.

Figura1.Lavadora de frutas

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e) CORTE

En esta operacin se elimina el pednculo adherido al fruto, y se procede a cortar en

cuatro partes, de este modo es ms fcil sacar la pulpa. El corte se realizar mediante

cualquier instrumento cortante inoxidable y es completamente manual.

f) PREPARACIN DE LA PULPA

Es un proceso semiautomtico, en la que se logra la separacin de la pulpa de los

dems residuos como las semillas, cscaras y otros. El principio en que se basa es el

de hacer pasar la cocona cortada a travs de un tamiz. Esto se logra por el impulso que

comunica a la fruta, un conjunto de paletas (2 o 4) unidas a un eje que gira a velocidad

fija o variable. La fuerza centrfuga de giro de las paletas lleva a la masa contra el tamiz

y all es arrastrada logrando que el fluido pase a travs de los orificios del tamiz. Es el

mismo efecto que se logra cuando se pasa por un colador una mezcla de cocona que

antes ha sido licuada. Aqu los tamices son el colador y las paletas es la cuchara que

repasa la contra la malla del colador.

Se dispondr de una pulpeadora refinadora, utilizando paletas revestidas de goma,

con baja velocidad (360 400 rpm) y malla gruesa (5 mm). Con lo cual obtendremos

una pulpa acuosa de color amarillo que contienes semillas, algunas fibras y algunos

trozos de cscara.

g) REFINADO

Consiste en reducir el tamao de partcula de la pulpa, cuando esta ha sido obtenida

antes por el uso de una malla de mayor dimetro de sus orificios.El refinado se obtendr

en la misma despulpadora, solo que se le cambia la malla por otra de dimetro de orificio

ms fino. Para el proyecto utilizaremos la misma pulpeadora refinadora, con malla fina

(0.8 mm)

Figura.N 2 Mquina Pulpeadora Refinadora (360 900 rpm)

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h) HOMOGENIZACIN

Esta operacin tiene por finalidad uniformizar la mezcla de todos los ingredientes que

constituyen el nctar (Estabilizantes, cido Ctrico, Azcar, Agua y pulpa de cocona). Y

removerlos hasta lograr la completa disolucin de todos los ingredientes. Utilizaremos

el homogenizador de molino coloidal que nos permitir igualar el tamao de partculas.

Esta mquina permite moler el fluido al pasarlo por entre dos conos metlicos uno de

los cuales gira a un elevado nmero de revoluciones. La distancia entre los molinos es

variable, y se ajusta segn el tamao de partcula que se necesite.

Fig.3 Homogenizador de molino coloidal.

i) PASTEURIZACIN

Consiste en calentar el producto a temperaturas altas que provoquen la destruccin de

los microorganismos patgenos.

El nctar, despus del homogenizado, es llevado por una bomba centrfuga a un

intercambiador tubular, donde se inyecta vapor al nctar (un caldero pirotubular

generar vapor de agua). El caldero tendr un filtro ciclnico que retendr gran parte de

residuos slidos de CO2. (Ver Figura 5). Luego, por un conducto fluye la mezcla de

nctar y por otro el vapor de agua a 95C Sistema de inyeccin, Luego pasa por una

cmara de enfriamiento que se encuentra a una temperatura ambiente (enfriamiento

flash).

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Fig.5 Proceso de Pasteurizacin

Despus de pasteurizado, el nctar debe ser enviado en forma asptica a la mquina

envasadora asptica sin sufrir una post-contaminacin por ello no debe de haber fallas

en la instalacin, manejo, mantenimiento del proceso.

Fig.6.- Caldero Pirotubular, o de Tubos de Humo

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Figura 7- Interior del Caldero Pirotubular

Fuente: MARSA S.A.

Fig.8 - Interior del Caldero Pirotubular

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Figura 9- Filtro Ciclnico del Caldero Pirotubular

La temperatura y el tiempo escogidos para pasteurizar un nctar dependern de varios

factores como su pH, composicin, viscosidad y nivel de contaminacin inicial. A menor

pH, viscosidad y contaminacin, se requerir menor tiempo o temperatura de

pasteurizacin para disminuir el grado de contaminacin hasta niveles en los que no se

presentar rpido deterioro de la pulpa.

Desde el punto de vista de tratamiento trmico, para lograr pasteurizacin comercial los

alimentos se dividen en

Alimentos de Baja Acidez (ejemplo :leche) --------- pH > 4.5 Alimentos de Alta Acidez (ejemplo :cocona) ------- pH < 4.5

Los alimentos de alta acidez (pH < 4.5) pueden procesarse a temperaturas de 85-95C

durante 10 a 15 segundos7. En el presente proyecto se utilizarn estas temperaturas

para pasteurizar el nctar de cocona.

j) ENVASADO

Para el proceso de envasado utilizaremos el cartn Tetra Brik Aseptic. Una Mquina

Envasadora Asptica, va ser alimentada con los envases de cartn, los cuales vendrn

en rollos y tendrn impresos toda la informacin requerida); esta mquina se encarga

de dar forma, sellar y plegar la parte inferior del envase para que posteriormente se

realice la operacin de llenado. Luego de llenado, la mquina sella y le da un plegado

final

Figura 10. Cartn Tetra Pak

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k) EMBALADO

Para una mejor manipulacin y apilamiento, despus del envasado se proceder a

plastificarlos con lminas de Polietileno PVC termocontrable, atravesando por un tnel

de termo contraccin y se dispondrn en grupos de 6 y de 12 en cajas de cartn

corrugado.

l) ALMACENADO

Gracias al envasado asptico, el producto se podr almacenar a temperatura ambiente

por un largo perodo sin alterarse.

CONTROL DE CALIDAD

El programa integral de control de calidad incluir las siguientes operaciones:

Inspeccin de entrada de insumos para prevenir que materias primas o envases defectuosos lleguen al rea de procesamiento.

Seleccin de equipos que sean fcilmente desarmables con bordes redondeados y sin grietas.

Implementacin de equipos teniendo en cuenta la facilidad de limpieza. Control del proceso. Inspeccin del producto final.

Vigilancia del producto durante su almacenamiento y distribucin. Esta es un rea que

normalmente se descuida y que puede anular todo el trabajo anterior de control de

calidad.

Es importante sealar que para obtener un producto de buena calidad se tendrn en

cuenta las siguientes consideraciones:

Especificaciones para cada ingrediente y producto final que incluyan mediciones de

caractersticas qumicas:

pH. Acidez. Slidos solubles.

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La planta de produccin ser inspeccionada a intervalos regulares para:

Asegurar las buenas prcticas de elaboracin y de sanidad. Dar cumplimiento a las normas de la industria. Garantizar seguridad. Mantener el control ambiental. Promover la conservacin de energa.

Se presenta el Control de Calidad que ser implementado y aplicado en los procesos

productivos de elaboracin de nctar de cocona.

Diagrama 2. Flujo de Rendimiento de la cocona

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DETERMINACIN DEL EQUIPAMIENTO DE LA PLANTA

Se presentan el listado de los equipos y mquinas que sern utilizados en la Empresa

Industrial Procesadora y Comercializadora de Nctar Cocona.

EQUIPOS Y MQUINAS

EQUIPOS MVILES Y DE ALMACENAMIENTO

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HERRAMIENTAS DE LABORATORIO

EQUIPO DE ADMINISTRACIN

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CONSUMO DE ENERGA

La demanda de carga va ser 100 kw, el motivo es que las cargas en algn momento se

van a encender juntas y en el arranque se van a producir corrientes de hasta 3 veces la

carga nominal (picos de alta corriente), es por esto que se va demandar una carga mayor

a 40.93 Kw.

Tabla de Consumo de Energa

REQUERIMIENTO PETRLEO

El nico equipo que utilizar petrleo es el caldero pirotubular y si fuera necesario el

grupo electrgeno. El caldero consumo 30 litros por hora y el grupo electrgeno 15 litros

por hora.

4.7 Requerimiento de Agua El consumo de planta va ser de 4000 lt/hora (para la

lavadora, caldero, homogenizador, etc) haciendo un total de 26000 litros al da.

El consumo personal es de 50 lt y se va trabajar con 58 personas haciendo un total de

2900 lt al da.

Tabla de Requerimiento de Agua

Se ha construido un pozo con 10% del volumen de consumo diario, es decr 31.8 m.

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REQUERIMIENTO DE VAPOR

La nica mquina que va generar vapor es la caldera pirotubular o de tubos de humo

para el pasteurizador. Segn, los proveedores de mquinas y equipos para la industria

alimentaria, el requerimiento es de 600 lb/h de vapor y traducido a caballos a vapor

seran 17 que necesitaramos.

1 Caballo de Vapor ---------- 35 lb/h X = 17 Caballos de Vapor

X ----------600 lb/h

RENDIMIENTO DE EQUIPOS

En el mercado se ha seleccionado la maquinaria que con mayor eficiencia se adapte a

las lneas del proceso. A continuacin presentamos el rendimiento de los equipos que

vamos a utilizar en el proceso. Cabe mencionar que estos rendimientos han sido

proporcionados por empresas especializadas en la materia, como las que se encuentran

en el cuadro adjunto.

Tabla de Rendimiento de equipos

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DIAGRAMA DE OPERACIONES DEL PROCESO DE ELABORACIN DEL

NCTAR DE COCONA

En el diagrama 1.- se da a conocer operaciones, inspecciones y actividades

combinadas que se llevan a cabo durante el proceso de elaboracin del nctar de

cocona hasta la pasteurizacin.

DIAGRAMA 1.

En el diagrama 2. Se da a conocer las operaciones, inspecciones y actividades

combinadas desde el pasteurizado hasta el embalado del nctar de cocona de 1 litro.

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DIAGRAMA 2.

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DISTRIBUCIN DE PLANTA

Consiste en el orden fsico de los elementos industriales, vale decir materia prima,

maquinaria y hombre (puestos de trabajo de mano de obra directa). Adems incluye los

espacios necesarios para el movimiento del material y almacenamiento.

CLCULO DEL REA REQUERIDA

La frmula generalmente utilizada es la que corresponde a P.F. Gounchet que dice lo

siguiente:

S = Ss + Sg + Se

Donde:

S = Area total por cada elemento

Ss = Superficie esttica

Sg = Superficie de giro

Se = Superficie de evolucin

a) Superficie esttica (Ss)

Est definido por las dimensiones de la mquina o elemento a distribuir. Es

recomendable aproximar la figura del elemento o mquina distribuir a un rea definida

o conocida (cuadrado, rectngulo, etc.) es importante tener el plano de la mquina visto

de planta a fin de considerar proyecciones o puertas que se puedan abrir. Para los

operarios se considera una superficie esttica de 0,5m2.

b) Superficie de gravitacin (Sg)

Est definido por la superficie utilizada alrededor de los puestos de trabajo por el obrero

y por el material acopiado para las operaciones en curso.

Para el clculo de sta superficie, se tiene en cuenta el nmero de lados por donde se

utiliza la mquina o elemento. De esta manera obtenemos que:

Sg = Ss * n

Donde:

n = nmero de lados por donde opera la mquina o elemento.

c) Superficie de evolucin (Se)

Est definida como aquella superficie que hay que reservar entre los puestos de trabajo

para los desplazamientos del personal, de material, de mantenimiento y manutencin

(manejo de materiales y mantenimiento). Para calcular esta superficie se tiene en cuenta

la altura de las mquinas y elementos, as como tambin el tipo de manejo de materiales.

Se = (Ss + Sg) * K

Donde:

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K= Coeficiente de avance tecnolgico para el manejo de materiales y est definida de

la siguiente manera:

k = EM2*EE

Donde:

EM = Promedio de las alturas de los elementos mviles

EE = Promedio de las alturas de los elementos estticos.

EE = (Ss * N* h)

(Ss * N)

EM = (A * N* h)

(A * N)

Donde:

N = Nmero de mquinas o elementos a distribuir

Para el clculo de la superficie total requerida para el proyecto, consideramos los

clculos que se presentan en el cuadro que sigue.

Cuadro de clculos de los elementos estticos

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CLCULO DEL REA TOTAL

Aplicando el valor K a las maquinas determinamos el rea total, tal como apreciamos en

el cuadro N 4.3 Ah apreciamos que el rea total calculada para la produccin es de

121 m2. El rea total de la empresa es de 600 m, como se demuestra en el cuadro y

en los planos N 1 Distribucin de Planta, N 2 Disposicin de Mquinas y Equipos

en la Empresa y N 3 Disposicinde Mquinas y Equipos en el rea de Procesamiento.

Cuadro N 4.3

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PLANO N 1

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PLANO N 2

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PLANO N 3

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DIAGRAMA DE RECORRIDO

El diagrama de N 3, nos indica todas las operaciones, mostrando un recorrido de todos

los procesos, en la elaboracin del nctar de cocona de 1 litro y 0.25 litros.

Diagrama N 3

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VI. CONCLUSIONES

Hay una viabilidad comercial en el estudio del proyecto. Hay una viabilidad tcnica por que la tecnologa es accesible y no

contamina.

Los aspectos legales son favorables al proyecto.

VII. RECOMEDACIONES

Se recomienda antes de constituir disear la planta segn a espacio requerido

para procesar sin ningn tipo de inconveniente.

Realizar diversos estudios de mercado con otras frutas regionales exticas de

nuestra regin de Arequipa que an no se encuentren industrializadas.

El potencial de la cocona es amplio, tal que es as que no solo es utilizado en

jugos y nctares, sino tambin en mermeladas, helados, compotas y otras

golosinas.

Por lo tanto se recomienda analizar la posibilidad de industrializacin todos estos

productos.

VIII. BIBLIOGRAFIA

http://cybertesis.urp.edu.pe/urp/2008/perez_j/pdf/perez_j-TH.4.pdf