propuesta de diseño de una planta productora de harina de
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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería de Alimentos Facultad de Ingeniería
1-1-2003
Propuesta de diseño de una planta productora de harina de Propuesta de diseño de una planta productora de harina de
ahuyama ahuyama
José Antonio Duarte Moreno Universidad de La Salle, Bogotá
Rolando Rodríguez Muñoz Universidad de La Salle, Bogotá
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PROPUESTA DE DISEÑO DE UNA PLANTA PRODUCTORA DE HARINA DE
AHUYAMA.
JOSE ANTONIO DUARTE MORENO
43972018
ROLANDO RODRIGUEZ MUÑOZ
43972027
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERIA DE ALIMENTOS
BOGOTA D.C.
2003.
PROPUESTA DE DISEÑO DE UNA PLANTA PRODUCTORA DE HARINA DE
AHUYAMA.
JOSE ANTONIO DUARTE MORENO
ROLANDO RODRIGUEZ MUÑOZ
Tesis de grado para optar al titulo de Ingeniero de Alimentos
Director:
Dra. Lena Prieto Contreras
Ingeniera Química
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERIA DE ALIMENTOS
BOGOTA D.C.
2003.
Nota de aceptación:
_________________________
_________________________
_________________________
_________________________
______________________
Firma del director
Firma del jurado
Firma del jurado
Bogota DC. 15 de Enero de 2004.
AGRADECIMIENTOS
Los autores desean expresar sus agradecimientos a:
José Antonio Arias R. Gerente propietario de CAFELUZ S.A., por depositar su
confianza en los autores de este proyecto.
Lena Prieto Contreras. Ingeniera Química, por su valiosa dirección y gran
dedicación para lograr los objetivos propuestos.
Abraham Bello Sánchez, Gerente propietario de ABS Industrial; por su
experiencia y valiosos aportes para el desarrollo de este proyecto.
Facultad de Ingeniería de alimentos de la Universidad de la Salle, por su valiosa
colaboración y dedicación en la realización de este proyecto.
Diana Marcela Ocampo. Ingeniera de Alimentos, por sus aportes y oportuna
prestación de equipos indispensables para la consecución del proyecto.
Y a todos aquellos profesores, estudiantes y entidades que colaboraron con la
culminación de este proyecto.
A Dios por darme la segunda oportunidad
A mis padres por su apoyo incondicional
A mis amigos especialmente a Rolando y a Sandra
Por su amistad incondicional .
ANTONIO
A mis padres por su gran esfuerzo y dedicación
A Linda por su alegría y amor de hermana
A Peter por su espontaneidad
A Sandra por su compañerismo
A Antonio por darnos una lección de superación.
Rolando
CONTENIDO
Pág. INTRODUCCIÓN. 20
OBJETIVOS. 21
1. GENERALIDADES SOBRE LA AHUYAMA. 22
1.1 AHUYAMA. 22
1.1.1 Clasificación botánica y taxonómica. 23
1.1.2 Aspectos generales del cultivo. 24
1.1.3 Composición nutricional. 26
1.1.4 Perspectivas de industrialización. 27
1.2 HARINA DE AHUYAMA. 28
1.2.1 Características de la harina de ahuyama. 29
1.2.2 Etapas del proceso de elaboración. 31
1.3 DESHIDRATACION DE ALIMENTOS. 34
1.3.1 Características del deshidratador de bandejas. 36
2. ANÁLISIS DE RECURSOS PARA LA PLANTA. 38
2.1 UBICACIÓN GEOGRAFICA. 38
2.2 RECURSOS PARA EL PROCESO. 39
2.2.1 Materia prima. 41
2.2.2 Balance de materia. 42
2.2.3 Balance de energía. 43
2.2.4 Equipos. 44
2.2.5 Operaciones manuales. 58
2.2.6 Servicios industriales. 62
2.2.7 Necesidades de Control. 63
2.3 RECURSOS PARA LAS INSTALACIONES. 67
2.3.1 Áreas de procesamiento. 68
2.3.2 Áreas de almacenamiento. 70
2.3.3 Áreas de circulación de operarios. 71
2.3.4 Otras áreas. 73
2.3.5 Construcciones. 74
3. PROPUESTA DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA. 80
3.1 CONCEPTOS DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA. 80
3.1.1 Propósitos de la distribución en planta. 81
3.1.2 Factores que influyen en la distribución de planta. 82
3.1.3 Principios de la distribución de planta. 85
3.1.4 Tipos de distribución de planta. 86
3.2 METODO DE PRODUCCIÓN. 88
3.3 NECESIDADES DE CONSTRUCCIÓN. 95
3.4 PLANO GENERAL DE LA PLANTA. 98
4. EVALUACIÓN ECONOMICA. 101
4.1 CONCEPTOS DE ESTIMACIÓN ECONOMICA. 101
4.1.1 Generalidades sobre el Valor Presente Neto (VPN). 101
4.1.2 Definición de Tasa Interna de Retorno (TIR). 103
4.2 ANALISIS DE LA DEMANDA DE HARINA DE AHUYAMA. 103
4.2.1 Proyección de la demanda de los alimentos que requieren harina de
ahuyama. 104
4.2.2 Participación de la harina de ahuyama en la formulación de alimentos
relacionados. 108
4.2.3 Participación en el mercado. 111
4.3 ESTUDIO FINANCIERO DEL PROYECTO. 114
4.3.1 Análisis financiero con financiación. 119
4.3.2 Análisis financiero sin financiación. 120
CONCLUSIONES. 122
RECOMENDACIONES. 124
BIBLIOGRAFÍA. 125
ANEXOS
LISTA DE CUADROS.
Pág.
Cuadro 1. Clasificación taxonómica de la ahuyama. 24 Cuadro 2. Composición nutricional de la ahuyama. 27 Cuadro 3. Resultados de los análisis fisicoquímicos. 30 Cuadro 4. Resultados de los análisis microbiológicos. 31 Cuadro 5. Variables del proceso establecidas en la etapa de deshidratación
para el secador de bandejas. 33
Cuadro 6. Producción de ahuyama por departamento para el año 2002 . 41
Cuadro 7. Resumen del balance de materia para una producción diaria. 42
Cuadro 8. Rendimientos de harina de ahuyama. 43
Cuadro 9. Resumen del balance de energía para una producción diaria. 44
Cuadro 10. Resumen de materia y energía para el procesamiento por lote. 45
Cuadro 11. Criterios y datos para la especificación preliminar del equipo
bbbbbbbbbde secado. 46
Cuadro 12. Criterios y datos para la especificación preliminar del equipo
bbbbbbbbbde pelado. 48
Cuadro 13. Criterios y datos para la especificación preliminar del equipo
bbbbbbbbbde picado. 49
Cuadro 14. Criterios y datos para la especificación preliminar del equipo
bbbbbbbbbde molienda. 50
Cuadro 15. Criterios y datos para la especificación preliminar del equipo
bbbbbbbbbde servicio de vapor. 51
Cuadro 16. Capacidad de los equipos seleccionados. 58 Cuadro 17. Listado de tiempos por operación. 59 Cuadro 18. Listado de tiempos estándar por unidad. 59 Cuadro 19. Numero real de operarios. 61 Cuadro 20. Áreas de proceso y equipos. 69 Cuadro 21. Áreas de almacenamiento. 71 Cuadro 22. Áreas de circulación de operarios y materiales. 73 Cuadro 23. Porcentaje de participación de las áreas. 99 Cuadro 24. Datos estadísticos de producción anual en toneladas de mmmmmmalimentos que requieren harina de ahuyama. 103 Cuadro 25. Proyección de la demanda en toneladas de sopas deshidratadas nnnnnnnghde hortalizas. 1998-2008. 104
Cuadro 26. Proyección de la demanda en toneladas de mezclas de harinas ffffffffffffffffpara sopas. 105
Cuadro 27. Proyección de la demanda en toneladas de concentrados ñññññññññdeshidratados para salas.1998-2008 106 Cuadro 28. Porcentaje de participación de harina de ahuyama. 108 Cuadro 29. Participación de harina de ahuyama en toneladas para sopas ………………deshidratadas de hortalizas. 109 Cuadro 30. Participación de harina de ahuyama en toneladas para mezclas de harinas para sopas. 109 Cuadro 31. Participación de harina de ahuyama en toneladas para kkkkkkkkkkkconcentrados deshidratados para salsas. 110 Cuadro 32. Porcentaje de harina de ahuyama anual destinado para suplir
gggggggggcada industria. 110
Cuadro 33. Sopas deshidratadas de hortalizas. 111
Cuadro 34. Mezcla de harinas para sopas. 111
Cuadro 35. Concentrados deshidratados para salsas. 112
Cuadro 36. Proyección total de la demanda de harina de ahuyama en
hhhhhhhhhtoneladas. 113
Cuadro 37. Cantidad de ahuyama en toneladas aportada por el Quindío. 113
Cuadro 38. Inversiones iniciales del proyecto. 115
Cuadro 39. Capital de trabajo mensual. 116
Cuadro 40. Inversión inicial más capital de trabajo mensual. 117
Cuadro 41. Necesidades y rendimientos de materia prima y producto
ggggggggkterminado en kilogramos. 118
Cuadro 42. VPN y TIR del proyecto con y sin financiación. 121
Cuadro 43. Datos históricos de la producción de sopas deshidratadas
hhhhhhhhhde hortalizas. 162
Cuadro 44. Regresión de la producción de sopas deshidratadas de hortalizas 162
Cuadro 45. Datos históricos de la producción de mezclas de harinas
dddddddddpara sopas. 163
Cuadro 46. . Regresión de los datos de la producción de mezcla de harinas
mmmmmm para sopas. 163
Cuadro 47. Datos históricos de la producción de concentrados deshidratados nnnnnnnn para salsas. 164
Cuadro 48. Regresión de los datos de la producción de concentrados nnnnnnnMMdeshidratados para salsas. 164
Cuadro 49. Requerimientos mínimos de vertimiento a alcantarillado publico. 165
Cuadro 50. Datos estadísticos del cultivo de ahuyama en el Quindío. 166
Cuadro 51. Regresión de los datos de hectáreas cultivadas. 167
Cuadro 52. Proyección de las hectáreas cultivadas de ahuyama en el Quindío
1997-2008. 168
Cuadro 53. Proyección de los datos del rendimiento de cultivos. 169
Cuadro 54. Proyección total del cultivo. 170
Cuadro 55. Proyección de costos y gastos. 174
Cuadro 56. Obtención del precio de venta. 175
Cuadro 57. Flujo de caja durante la vida útil del proyecto con
Financiación. 176
Cuadro 58. VPN y TIR, con financiación. 177
Cuadro 59. Estado de perdidas y ganancias proyectado con financiación. 178
Cuadro 60. Balance general proyectado con financiación. 179
Cuadro 61. Indicadores financieros con financiación. 180
Cuadro 62. Flujo de caja durante la vida útil del proyecto sin
Financiación. 181
Cuadro 63. VPN y TIR, sin financiación. 182
Cuadro 64. Estado de perdidas y ganancias proyectado sin financiación. 183
Cuadro 65. Balance general proyectado con financiación. 184
Cuadro 66. Indicadores financieros con financiación. 185
LISTADO DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Ahuyama. 23
Figura 2. Diagrama de flujo a partir de pruebas realizadas en planta
nnnnnnnnpiloto. 40
Figura 3. Ficha técnica del deshidratador. 53
Figura 4. Ficha técnica del tanque. 54
Figura 5. Ficha técnica de la picadora. 55
Figura 6. Ficha técnica del molino. 56
Figura 7. Ficha técnica de la caldera. 57
Figura 8. Ahuyama pelada por método químico. 64
Figura 9. Ahuyama cortada y desemillada. 65
Figura 10. Harina de ahuyama. 66
Figura 11. Plano 2 (áreas de proceso). 76
Figura 12. Plano 3 (áreas de almacenamiento). 77
Figura 13. Plano 4 (áreas de circulación de operarios). 78
Figura 14. Plano 5 (áreas complementarias). 79
Figura 15. Demanda histórica y proyectada de sopas deshidratadas de
mmmmm hortalizas. 105
Figura 16. Demanda histórica y proyectada de mezclas de harinas para
bbbbbbbbbsopas. 106
Figura 17. Demanda histórica y proyectada de concentrados
nnnnnn deshidratados para salsas. 107
Figura 18. Proyección de las hectáreas cultivadas en el Quindío. 168 Figura 19. Proyección total del cultivo. 170
LISTADO DE DIAGRAMAS.
Pág.
Diagrama 1. Flujo de operaciones. 89
Diagrama 2. Flujo de proceso. 91
Diagrama 3. Flujo de proceso para el transporte de soda cáustica hacia el
bbbbbbbbbbtanque de pelado. 92
Diagrama 4. Flujo de proceso para el transporte de empaques hacia molino. 93
Diagrama 5. Recorrido de materiales. 94
LISTA DE ANEXOS.
Pág.
Anexo 1. Plano de ubicación de la construcción actual. 128 Anexo 2. Cálculos para el balance de materia. 129 Anexo 3. Cálculos para el balance de energía. 132 Anexo 4. Capacidad del deshidratador. 139 Anexo 5. Capacidad del tanque de pelado. 140 Anexo 6. Calculo de número de operarios. 141 Anexo 7. Cotización del temporizador. 144 Anexo 8. Cotización del deshidratador. 146 Anexo 9. Cotización del tanque de pelado. 149 Anexo 10. Cotización de la picadora. 152 Anexo 11. Cotización del molino. 154 Anexo 12. Cotización de la caldera. 156 Anexo 13. Cotización del transportador de rodillos. 159 Anexo 14. Cotización de las básculas. 161 Anexo 15. Regresión de la producción sopas deshidratadas mmmmmmde hortalizas. 162 Anexo 16. Regresión de la producción de mezclas de harinas nnnnnnnnnpara sopas. 163
Anexo 17. Regresión de la producción de concentrados b deshidratados bbbbbbbbbpara salsas. 164 Anexo 18. Disposiciones sanitarias sobre residuos líquidos. 165 Anexo 19. Cálculos para la proyección del cultivo de ahuyama en el nnnnnnnn Quindío. 166
Anexo 20. Plano 6. Plano general de la planta 172
Anexo 21. Cuadros resumen de evaluación económica. 174
20
INTRODUCCION
El departamento del Quindío se caracteriza por su gran variedad de cultivos,
destacándose el de las hortalizas, principalmente el de ahuyama. En el año 2002
se cultivaron 123 hectáreas con un rendimiento de 19825 kg / Ha. Debido a
factores como las perdidas poscosecha y la intervención de numerosos
intermediarios en el proceso de comercialización, se hace necesario desarrollar
proyectos encaminados a optimizar el aprovechamiento de las cosechas y mejorar
la calidad de vida del cultivador.
El proyecto que suple estas necesidades y que se ajusta al mercado de las
hortalizas procesadas en Colombia es la obtención de harina a partir de ahuyama.
En el país existen industrias que demandan este producto como ingrediente de la
formulación de los alimentos que ofrecen al consumidor, como son las dedicadas a
la elaboración de: sopas deshidratadas de hortalizas, mezclas de harinas para
sopas y concentrados deshidratados para salsas.
Estas razones le permitieron a un empresario residente en Armenia la posibilidad
de crear una empresa encaminada al procesamiento de las cosechas de ahuyama
provenientes de la región. Por tal motivo es indispensable proponer el diseño de
una planta productora de harina de ahuyama, teniendo en cuenta los factores que
influyen en su realización, tales como aspectos ingenieriles y análisis financiero con
el cual se evalúa la viabilidad del montaje de la planta.
21
OBJETIVOS.
Objetivo general
Realizar una propuesta de diseño de planta para el proceso productivo de harina
de ahuyama ( Cucúrbita máxima ).
Objetivos específicos
1. Definir el proceso mediante el cual se obtendrá harina de ahuyama a partir de
un deshidratado.
2. Realizar ingeniería básica del proceso seleccionado para el diseño de la planta.
3. Realizar un estudio financiero con el fin de evaluar la viabilidad del proyecto.
22
1. GENERALIDADES SOBRE LA AHUYAMA
Para realizar la propuesta de diseño de la planta productora de harina de
ahuyama, es necesario describir las generalidades relacionadas con la materia
prima. A continuación se destaca su clasificación botánica y taxonómica,
características fundamentales del cultivo y su valor nutricional. De igual manera se
presenta el resumen del estudio de la caracterización y obtención de harina de
ahuyama realizado anteriormente.
1.1 AHUYAMA
La ahuyama (Cucúrbita máxima) pertenece al género de las Cucúrbitas y figuran
entre las plantas de cultivo más antiguo en América, su continente de origen,
desde el noreste de Estados Unidos hasta el extremo norte de Suramérica. Es uno
de los frutos más grande que existe en la tierra llegando a alcanzar diámetros de
1 m y peso hasta de 50 kg.
Esta hortaliza ha sido consumida por los pueblos americanos desde hace varios
miles de años. En Colombia se hallan ejemplares desde el nivel del mar hasta los
3000 m de altura y por ser algunas de sus especies nativas del país, se dan
espontáneamente encontrándose a veces como malezas, así mismo, se
acostumbra a intercalarlos con el maíz, aunque a veces se siembra como
monocultivo.
En Colombia, a los frutos del género Cucúrbita se les da indistintamente el nombre
de Zapallo, Ahuyama, Calabaza o Calabacín, de acuerdo con algunas variaciones
23
con respecto a la forma, color del pericarpio y tamaño. Además se conoce con
los siguientes nombres extranjeros: Zuca (Italia); Abóbora (Portugal);
Calabasse (Francia); Squash o Pumpkin (Norteamérica). 1
1.1.1 Clasificación botánica y taxonómica. El género Cucúrbita comprende
cerca de 27 especies silvestres y 5 cultivadas, está caracterizado por tener un fruto
cuyas semillas están situadas en una cavidad bien definida. Las más corrientes de
este grupo son Curcubita mostacha, Curcubita pepo, Curcubita máxima y
Curcubita mixta.2
Los frutos tienen distintas formas variando desde los redondos, cilíndricos y
alargados e hinchados en uno de sus extremos, unidos al tallo por un pedúnculo
fuerte. El pericarpio en la mayoría de los casos es liso y en otros corrugado con
coloraciones que van desde el amarillo crema, verdosos pigmentados a verde
intenso con rayas blancas de distintos tamaños, grosores y largos. En la figura 1 se
presenta un tipo de ahuyama.
Figura 1. Ahuyama variedad Mexicana.
1 INSTITUTO COLOMBIANO AGROPECUARIO. Manual de asistencia técnica: Hortalizas: ................s.l :s.n. 2 GUZMÁN, Eduardo. Patilla, melón y pepino. Venezuela: Espasande, 1991. 150 p.
24
Al analizar su taxonomia, la ahuyama pertenece al grupo quinto de las hortalizas
que se caracterizan por sus frutos. En el cuadro 1 se presenta la clasificación
taxonómica de la variedad mexicana, la cual es utilizada como materia prima en la
obtención de harina.
Cuadro 1. Clasificación taxonómica de la ahuyama
(variedad Mexicana)
Reino Vegetal
Clase Dicotiledóneas
Orden Cucurbitales
Familia Cucurbitaceae
Genero Cucúrbita
Especie Cucúrbita máxima
Variedad Mexicana
Fuente: CAICEDO, Luis A. Horticultura...........
1.1.2 Aspectos generales del cultivo. La ahuyama (Cucúrbita máxima) se
cultiva principalmente en América desde el sur del continente hasta los Estados
Unidos. Algunos países productores son Australia, Nueva Zelanda, Inglaterra y
España. En Colombia, los departamentos más sobresalientes en la producción de
este fruto son Cundinamarca, Boyacá, Antioquia, Santander, Tolima y Valle del
Cauca. A continuación se describen los parámetros necesarios para el óptimo
desarrollo del cultivo.3
3 INSTITUTO COLOMBIANO AGROPECUARIO, Op. Cit., p.135-141.
25
Clima. Las especies de Cucúrbita máxima y Cucúrbita pepo se adaptan mejor
hasta los 2000 metros sobre el nivel del mar (msnm), o sea, en regiones con
temperaturas de 18 ºC a 30 ºC y con una precipitación promedio anual de 1000
mm a 2000 mm. La temperatura óptima para su crecimiento y desarrollo esta
alrededor de 25 ºC a 28 ºC.
Suelo. Esta planta prefiere los suelos orgánicos y profundos, ligeramente
ácidos, aunque tolera bien rangos de pH desde 4.5 a 7.5, el más apropiado esta
entre 5.5 y 6.5. la planta es muy poco exigente si de nutrientes se trata. En
relación con el estado del suelo, se ha reportado que siembras en suelos muy
compactos y húmedos disminuyen el desarrollo y rendimiento en Cucurbita
máxima
Siembra. La semilla se siembra directamente en el sitio definitivo, pues las
plántulas no soportan un cambio de lugar a raíz desnuda. La densidad de siembra
para la Cucúrbita máxima se genera al colocar entre 4 o 5 semillas por sitio y
espaciadas 2.5 m entre sí. A mayor altura sobre el nivel del mar las distancias
pueden reducirse pues su crecimiento no es muy vigoroso. Se requieren de 1 kg a
1.5 kg de semillas para cultivar una hectárea.
Cosecha. Esta se inicia entre los 90 y 120 días de la siembra, los frutos están
listos para cosechar cuando el zarcillo que esta sobre el pedúnculo del fruto se
seca y cuando sobre la cáscara verde aparece una mancha amarilla pálida en el
lado expuesto a la luz. El rendimiento es de 15000 kg a 20000 kg por hectárea.
Por otra parte, es muy importante que la ahuyama se coseche en un óptimo
estado de madurez y que no presente daños o perforaciones. El factor de calidad
más importante que exige el consumidor es su color amarillo intenso.
26
Almacenamiento del fruto. Se sugiere separar los frutos según su tamaño
y estado de madurez, apilarlos en dos capas sobre estibas acolchadas con paja
larga, si la producción es a gran escala se deben depositar en 5 o 6 capas. Las
condiciones ambientales de la bodega deben ser: temperatura constante de 12 ºC
y humedad relativa del 70%, además debe disponerse de una fuente de calor y un
sistema de ventilación para mantener estas variables durante el invierno4.
1.1.3 Composición nutricional. Este fruto como alimento es excelente,
teniendo en cuenta su alto contenido de vitamina A, (calculado entre 3000 U.I y
4000 U.I) y de otros minerales. Además, contienen fermentos que peptonizan la
albúmina soluble y la convierten en peptona soluble lo cual es de gran importancia
en la alimentación de personas que padecen enfermedades renales. Es de fácil
digestión y por ello forma parte integral de los alimentos procesados para niños5.
El Instituto Colombiano de Bienestar Familiar (ICBF) presenta la composición
nutricional de la ahuyama para el contenido de 100g (0,1 kg) de parte
comestible.(Ver cuadro 2).
4 GIACON, Vicente. Cultivo de hortalizas. Santiago de Chile: Universitaria, 1998. p. 300. 5 INSTITUTO COLOMBIANO AGROPECUARIO, Op. Cit., p.135.
27
Cuadro 2. Composición nutricional de la ahuyama
COMPONENTE CANTIDAD
Parte comestible 65 %
Kilocalorías 39 kcal
Agua 88.3 g (0.0883 kg)
Proteínas 0.9 g (9x 10-4 kg)
Grasa 0.4 g (4 x 10-4 kg)
Carbohidratos 8.4 g (0.0083 kg)
Fibra 1.1 g (0.0011 kg)
Cenizas 0.9 g (9x 10-4 kg)
Calcio 26 mg (2.6 x 10-5 kg)
Fósforo 87mg (8.7x 10-5 kg)
Hierro 0.3 mg (3x 10-7 kg)
Vitamina A 1.2 mg de retinol(1.2 x10-6 ) *
Tiamina 0.08 mg (8 x 10–8 kg)
Riboflavina 0.05 mg (5 x 10-8 kg)
Niacina 0.7 mg (7 x 10-7 kg)
Ácido ascórbico 4 mg (4x10-6 kg)
Fuente: Instituto Colombiano de Bienestar Familiar
1.1.4 Perspectivas de industrialización. La ahuyama se utiliza como
ingrediente en la elaboración de sopas y cremas instantáneas con mezclas de
vegetales y hortalizas deshidratadas, cubos para caldo y salsas. Las harinas de
ahuyama y de maíz se mezclan para la elaboración de panecillos y tortas.
* 168 mg de retinol equivalen a 560.000 UI
28
Este fruto es parte integral de los alimentos procesados para niños, especialmente
las compotas. También es conocido su uso como pulpa en la elaboración de
mermelada de zapallo, purés, dulces, pudines, glaseados y postres. Su jugo sirve
para la formulación de néctares, además, se puede conservar como trozos en
almíbar acidificados, en aceite y a manera de encurtido con ácido acético6 .
Los productos obtenidos del pelado y desemillado de la ahuyama (cáscara y
semillas) también tienen usos importantes, especialmente en la alimentación
animal, como forraje en el caso de la cáscara, mientras que de las semillas se
obtienen aceites y productos tostados que son una buena fuente de proteínas.
Las perspectivas de industrialización son buenas, debido a las tendencias actuales
de los consumidores por productos sanos, nutritivos y fáciles de preparar que
pueden ser obtenidos a partir de las hortalizas y sus mezclas. Un ejemplo diciente
de estos alimentos en crecimiento es el desarrollo de pasabocas (Snacks) a partir
de hortalizas deshidratadas, entre las cuales se encuentra el zapallo.7
1.2 HARINA DE AHUYAMA
En el mercado colombiano existe una gran cantidad de alimentos procesados que
requieren en sus formulaciones harina de mezclas vegetales a partir de
deshidratados, tal es el caso de las sopas y cremas instantáneas, cubos para
caldos, salsas, entre otros.
6 FRUTALES Y HORTALIZAS promisorias del Amazonas. Zapallo: generalidades.[En línea]. mmm[Lima, Perú], (citado en 4 septiembre de 2002). Disponible en Internet: www.ecuarural.gov.ec. 7 Ibid.
29
La harina de ahuyama se utiliza principalmente para aumentar la concentración de
sólidos solubles en alimentos deshidratados, además otorga aromas, sabores y
colores necesarios para aumentar la aceptabilidad de estos productos alimenticios
1.2.1 Características de la harina de ahuyama. En el trabajo de
investigación realizado por Beatriz Hennessey Forero y Luz Eliana Bohórquez8,
relacionado con la caracterización y obtención de harina de ahuyama, se escogió la
alternativa de deshidratación por medio de un secador de bandejas de aire
forzado, debido a su eficiencia y economía, descartando los métodos de secado al
sol en bandejas y en horno eléctrico.
La obtención de la harina de ahuyama permitió realizar pruebas reológicas,
fisicoquímicas y microbiológicas, las cuales determinan la calidad del proceso,
especialmente en las operaciones de secado y molienda. Los resultados de cada
prueba son descritos a continuación.
Resultados de pruebas reológicas. El resultado obtenido después de
utilizar el alveografo de Chopin confirmó que la masa no presentaba elasticidad ni
extensibilidad, lo cual se comprobó al insuflarle aire. No se establecieron datos
debido a que los equipos están configurados para trabajar con harinas con
suficiente proteína funcional.
Resultados de pruebas fisicoquímicas. Se estima que la humedad de la
harina de ahuyama es adecuada para su conservación y se encuentra dentro de
los limites permitidos por el ICBF para harinas, por otra parte, el promedio en las
cenizas determina el adecuado contenido de minerales, se presentó un bajo 8 HENNESEY, Beatriz y BOHÓRQUEZ, Eliana. Caracterización y obtención de harina a partir .. bbbbbb de ahuyama. Bogotá, 1997, 125 p. Tesis. (Ingenieras de Alimentos). Universidad de la Salle. zzzzzzzzFacúltad de Ingeniería de Alimentos
30
contenido de grasa y valores mínimos de proteína comparados con la harina de
trigo. Posee buena cantidad de fibra y un extracto seco con valores altos que
reitera la eficiencia del secado. En el cuadro 3 se muestran estos resultados.
Cuadro 3. Resultados de los análisis fisicoquímicos
ANÁLISIS
FISICOQUÍMICO
CANTIDAD (g/100
g)
Humedad 6.245
Extracto seco total 93.755
Cenizas 7.135
Nitrógeno 0.885
Proteína 5.550
Fibra 6.970
Grasa 1.620
Fuente HENNESSEY, Beatriz y BOHÓRQUEZ, Luz Eliana.
zzzzCaracterización y obtención de harina a partir de ahuyama
Resultados de las pruebas microbiológicas. En el cuadro 4, se establecen
los parámetros y resultados de las diferentes pruebas microbiológicas realizadas a
la harina de ahuyama. Estos resultados se encuentran en los limites normales
según la resolución 11488 de 1984 del Ministerio de Protección Social.
31
Cuadro 4. Resultados de los análisis microbiológicos
ANÁLISIS RESULTADOS UNIDADES
Recuento de mesófilos 23 x 10 UFC / g
Número más probable de coliformes
totales
Menor de 3 NMP/ g
Número mas probable de coliformes
fecales
Menor de 3 NMP/ g
Recuento de mohos Menor de 10 UFC / g
Recuento de levaduras 180 UFC / g
Recuento de estafilococo coagulasa
positivo
Menor de 100 UFC / g
Recuento de Bacillus cereus Menor de 100 UFC / g
Fuente: HENNESSEY, Beatriz y BOHÓRQUEZ, Luz Eliana. Caracterización y obtención de harina a partir de ahuyama.
1.2.2 Etapas del proceso de elaboración. Para realizar una adecuada
deshidratación de hortalizas y obtener productos terminados de óptima calidad, es
necesario seguir una serie de etapas sistemáticamente que van desde la limpieza,
acondicionamiento, deshidratación y almacenamiento.
A continuación se describen las etapas del proceso de elaboración de la harina de
ahuyama propuesto por las autoras del estudio mencionado9
Lavado. Los frutos son sometidos a un lavado exterior para retirar los
excesos de tierra y materiales extraños que puedan estar adheridas al pericarpio
de los mismos.
9 HENNESEY Y BOHÓRQUEZ, Op. cit ., p. 90-93
32
Pelado y desemillado. Estas operaciones se realizan manualmente, en
primer lugar se corta la ahuyama en varios trozos grandes para facilitar la
eliminación del pericarpio y partes dañadas, posteriormente se retiran las fibras y
las semillas adheridas a la pulpa con utensilios adecuados.
Fraccionamiento. Esta operación se realiza manualmente con el fin de
disminuir el tamaño y el grosor de los trozos que van a ser deshidratados para
aumentar el área de superficie de contacto y de esta manera facilitar la
transferencia de calor y de masa. El grosor de los trozos debe ser menor de 3 mm.
Deshidratado. Esta operación se realiza en un secador de bandejas
perforadas, que usa para tal fin una corriente de aire caliente forzado que se dirige
hacia las bandejas con los trozos de ahuyama, secándolos hasta obtener una
humedad final adecuada.
La investigación realizada10 ofrece información concreta sobre las variables
establecidas en la etapa de deshidratación en el secador de bandejas, indicadas en
el cuadro 5, para obtener una harina de ahuyama con humedad final de 8.33%.
Cuadro 5. Variables de proceso establecidas en la etapa de
deshidratación para el secador de bandejas
VARIABLE VALOR
Rango de temperatura 90 ºC – 100 ºC
Rango de flujo de aire 0.033 m3/s – 0.041 m3/s
Tiempo 2.5 h
Fuente HENNESSEY, Beatriz y BOHÓRQUEZ, Luz Eliana. Caracterización y obtención de harina a partir de ahuyama.
10 Ibid., p 110.
33
Molienda. Una vez obtenidas las hojuelas deshidratadas, se deben moler
para reducir su tamaño hasta uno mas fino similar al de la harina. El equipo a
utilizar es un molino de martillos o de discos.
Tamizado. La harina obtenida de la molienda es sometida a un tamizado para
obtener la granulometría adecuada para la formulación de los productos
alimenticios. Esta variable junto con la humedad son exigidas por la industria como
parámetros de calidad y aceptación de la harina.
Empacado. El empaque más apropiado para la harina de ahuyama son las
bolsas de polipropileno biorientado de alta densidad, el cual se caracteriza por su
impermeabilidad a la humedad, este factor, junto a unas condiciones de
almacenamiento adecuadas como lo son ambientes secos, frescos y protegidos de
la luz aumentan la vida útil del producto.
1.3 DESHIDRATACION DE ALIMENTOS
Un alimento deshidratado es aquel que por medio de la utilización de temperaturas
relativamente elevadas se le retira humedad con el fin de alargar su vida útil y
mejorar sus condiciones de almacenamiento. Para considerar la alternativa de
deshidratación de hortalizas es necesario realizar inicialmente balances de masa y
energía con el fin de establecer de una manera preliminar costos y utilidades del
proyecto.
Para dimensionar un sistema de deshidratación adecuado es necesario conocer el
contenido de humedad final requerido para lo cual son muy útiles las isotermas de
humedad en equilibrio del producto; que el producto sea almacenado durante
periodos relativamente largos antes de ser consumido es necesario reducir la
34
actividad del agua dentro del producto a un valor cercano o menor de 0,6 para la
mayoría de hortalizas, esto implica contenidos de humedad entre el 5 y 10%.11
Para que el proceso de secado se realice de una manera adecuada, es necesario
establecer las condiciones básicas del proceso, como son temperatura y humedad
relativa del aire de secado, flujo de aire requerido y tamaño de trozo que va a ser
deshidratado.
El comportamiento al secado de sustancias higroscópicas tales como los alimentos
es mucho mas complejo e incluso variable de un alimento a otro, este
comportamiento puede estudiares experimentalmente en diversos tipos de
secadores midiendo la perdida de peso de un producto sólido en el curso del
tiempo en función de diferentes para metros como velocidad, temperatura y
humedad del aire de secado.
La velocidad de cada una de las fases de secado depende en gran parte de las
características propias del alimento, un contenido elevado en agua acelera la
velocidad inicial del secado. Una concentración elevada de constituyentes
polímeros tales como proteínas, almidones y azucares amorfos aumenta la
proporción de agua ligada y prolonga la segunda fase de secado. Por el contrario,
las sales y azucares cristalizados y los lípidos absorben solo muy poco agua
entonces la primera fase de secado puede adquirir proporcionalmente mas
importancia.
La transferencia de vapor de agua durante la primera fase de secado es
directamente proporcional a la amplitud de la superficie del alimento, por lo tanto
dos medios cubos secaran 1,33 veces mas rápido que un solo cubo del mismo
11 BARBOSA Canovas, Gustavo. Deshidratación de alimentos. Zaragoza. Acribia. 2000, 279 p
35
peso. Durante la segunda fase de secado el fraccionamiento de los alimentos aun
favorece todavía mas la velocidad de secado.
Cuando el secado inicial es muy rápido(aire de secado que presenta una fuerte
diferencia entre la temperatura de bulbo húmedo y bulbo seco) el vapor de agua
puede eliminarse de la superficie del producto mas rápidamente que el que se
desplaza del centro del producto hacia la superficie. En estas condiciones originan
algunas veces una fuerte contracción de la capa superficial que opone una fuerte
resistencia al posterior paso del vapor.
Si el secado inicial es lento, la transferencia interna de materia del centro hacia la
superficie se hace bajo la forma de agua liquida y no de vapor de agua. Las
sustancias solubles en el agua, como sales y azucares, son arrastrados hacia el
exterior del alimento donde se concentran y terminan por cristalizar o formar una
capa pegajosa e impermeable que retarda considerablemente el paso de vapor
de agua.
Cuando un alimento se somete a deshidratación, se contrae en proporción a la
salida agresiva de agua fuera de las células. Algunos alimentos son
termoplásticos, sustancias que se funden o se ablandan al calor. Se producen
cambios de estado cristalino amorfo(azucares). Estos fenómenos originan el
pegado de los alimentos entre si y con las paredes de los aparatos
1.3.1 Características del deshidratador de bandejas.
Es el sistema más simple. Consiste en una cámara en cuyo interior se dispone de
una estructura soporte de las bandejas sobre las cuales se acomoda el material a
36
deshidratar. Las bandejas tienen superficie grande y espesor pequeño; pueden
ser o no perforadas de acuerdo con el tipo de flujo de aire.
El aire circula mediante un ventilador y se calienta mediante un adecuado sistema
calefactor. El problema más grande de este tipo de deshidratadores es obtener un
secado uniforme en los diferentes puntos de las bandejas de secado.
Se recomienda para la remoción de agua en cantidades pequeñas (1-20 tn) de
materiales, además se utiliza para prácticas piloto. Puesto que el proceso es
discontinuo, se utiliza por lo general para frutas y verduras.12
12 PEREZ, Jaime. Tratamientos Térmicos. Cali.: Universidad del Valle. 1997. 152-154 p
38
2. ANÁLISIS DE RECURSOS PARA LA PLANTA
Para definir la propuesta de distribución de la planta productora de harina de
ahuyama, es necesario realizar un análisis adecuado de los recursos básicos e
indispensables para llevarla a cabo.
Dentro de este análisis se encuentran los recursos relacionados con el proceso
productivo, en el cual se tienen en cuenta la materia prima, el equipo o
maquinaria involucrada, la mano de obra, los servicios industriales, así como los
controles durante el proceso.
Posteriormente es necesario evaluar los recursos para las instalaciones de planta
asociados con la ubicación geográfica, las áreas disponibles para: maquinaria,
almacenamiento, baños, vestieres, entre otras con el fin de proponer una
adecuada distribución, al igual que la adecuación de las obras civiles
fundamentales para el apropiado funcionamiento de cada una de las áreas
mencionadas.
2.1 UBICACIÓN GEOGRAFICA.
La instalación de la planta se encuentra en la zona industrial de la ciudad de
Armenia (Quindío), ubicada entre la vía principal que comunica al departamento
con el Valle del Cauca, la calle 50 y la carrera 14. Esta infraestructura cuenta con
dos vías principales de acceso, debidamente pavimentadas. Observar el plano 1,
en anexo 1. El área total disponible para la planta es de 270 m2, esta instalación
presenta las siguientes ventajas:
39
- Fácil acceso de vehiculos de carga para transporte de materia prima, insumos
y de producto terminado.
- Importantes vías de comunicación hacia el centro de la ciudad, zona de cultivo
y departamentos limítrofes.
- Fácil disponibilidad a los servicios públicos, como energía, gas, ACPM∗, agua y
alcantarillado; además de la conveniencia económica en estos, debido a su
ubicación en una zona industrial.
2.2 RECURSOS PARA EL PROCESO
Uno de los mas esenciales es la materia prima, en este caso la ahuyama variedad
mexicana; la cual debe cumplir con los parámetros de calidad presentados en el
numeral 1.1.2 (aspectos generales del cultivo - cosecha). Otro aspecto importante
consiste en los equipos destinados a operaciones involucradas en el proceso de
obtención de harina de ahuyama. En la figura 2 se muestran las actividades
principales en el proceso de elaboración.
Simultáneamente hay que considerar la mano de obra necesaria para labores
complementarias y de operación. Para el adecuado desempeño de estos recursos,
se debe disponer de un control sistemático durante el proceso así como la
necesidad de servicios industriales que integrados ofrecen la obtención de un
producto de óptima calidad.
∗ Siglas en español: Aceite Combustible Para Motores.
40
HARINA DE AHUYAMA
Figura 2 . Diagrama de flujo a partir de pruebas realizadas en planta piloto. GRUESOS
HOJUELAS DE AHUYAMA
AHUYAMA SIN SEMILLA NI FIBRA
HARINA DE AHUYAMA
HARINA DE AHUYAMA
HOJUELAS DESHIDRATADAS
RECEPCION
LAVADO
PELADO QUIMICO
MOLIENDA
TAMIZADO
EMPACADO
AHUYAMA
AGUA MAS IMPUREZAS
CASCARA MAS AGUA CON NaOH
AHUYAMA LIMPIA
AHUYAMA PELADA
DESEMILLADO
DESHIDRATADO AIRE CALIENTE
HARINA DE AHUYAMA EMPACADA
ALMACENAMIENTO
EMPAQUE
AIRE HUMEDO
AGUA
AGUA MAS NaOH
PICADO
41
2.2.1 Materia prima. El cultivo de ahuyama en Colombia se desarrolla
principalmente en los departamentos que conforman la región Andina, la cual tiene
los parámetros de clima y suelo adecuados para el buen rendimiento y calidad de
la producción. En el cuadro 6, se indican la producción nacional y rendimiento por
departamentos.
Cuadro 6. Producción de ahuyama por departamentos para el año 2002
DEPARTAMENTO HECTÁREAS.
CULTIVADAS
PRODUCCIÓN
(Toneladas)
RENDIMIENTO
(kg / Ha)
Santander 600 15.000 25.000
Valle del Cauca 562 10.845 19.297
Huila 458 8.515 18.583
Tolima 611 6.813 11.151
Antioquia 90 900 10.000
Quindío 123 2443 19.825
Cundinamarca 65 650 10.000
Cauca 25 300 12.000
N. de Santander 11 120 10.909
Fuente Asociación de horticultores y fruticultores de Colombia. (ASOHOFRUCOL)
La cantidad de ahuyama producida en el departamento del Quindío satisface
plenamente el requerimiento de materia prima anual para la planta que es de 273
toneladas.
42
2.2.2 Balance de materia. Para conocer la disponibilidad de materia prima, es
necesario plantear el balance de materia para una producción diaria de 82 kg de
harina de ahuyama. La cantidad de ahuyama mensual a procesar es de 22.77
toneladas, para la cual se dispondrá de la materia prima ofrecida por los cultivos
propios de la empresa, que cuenta con 4 hectáreas cultivadas, que producen 8
toneladas mensuales de esta hortaliza.
Para completar la cantidad mensual requerida se demandará la producción de
otros cultivos de la región. A continuación, en el cuadro 7 se resumen los
resultados del balance de materia, con entrada, salida y perdidas en porcentaje
con respecto a cada operación. Observar el diagrama y los cálculos en el anexo 2.
Cuadro 7. Resumen del balance de materia para la producción diaria de
82 kg harina de ahuyama.
OPERACIÓN ENTRADA (Kg) SALIDA (kg) PERDIDAS
(%) Kg
Recepción 1035 1035 0 0
Lavado 1035 1024.65 1 10.35
Pelado químico 1024.65 978.54 4.49 46.08
Desemillado 978.54 840 14.15 138.54
Picado 840 840 0 0
Deshidratado 840 84 90 756
Molienda 84 83.16 1 0.84
Tamizado 83.16 82.32 1 0.83
Empacado 82.32 82 0.39 0.32
El rendimiento del proceso se relaciona en el cuadro 8
43
Cuadro 8. Rendimientos de harina de ahuyama con respecto a materia
prima fresca y troceada.
ESTADO DE LA MATERIA
PRIMA
PORCENTAJE
DE RENDIMIENTO
Ahuyama fresca 7.92%
Ahuyama en trozos antes de
deshidratar
9.76%
2.2.3 Balance de energía. En un proceso productivo de deshidratación de
alimentos, se diferencian varias clases de energía indispensables para el desarrollo
de las operaciones involucradas. En el caso del proceso de obtención de harina de
ahuyama se pueden distinguir las siguientes cuatro clases de energía y su
aplicación en las diferentes etapas del mismo.
Las operaciones como: recepción, lavado, desemillado y empacado requieren
energía humana suministrada por seis personas para su ejecución; mientras que
las operaciones de deshidratación, picado y molienda demandan energía eléctrica
para el desempeño mecánico de los equipos destinados para estas operaciones.
Además, clases de energía como la térmica y la química son empleadas en tareas
que implican manejo de vapor y de combustibles para calentamiento de agua y
aire, en el caso del pelado químico y del deshidratado, respectivamente. En el
cuadro 9 se presenta un resumen de los resultados del balance de energía. Los
cálculos se muestran en el anexo 3.
44
Cuadro 9. Resumen de balance de energía para el procesamiento diario
de 82 kg de harina de ahuyama.
OPERACION TIPO DE
ENERGIA
CONSUMO CALOR
EMPLEADO
Recepción Humana -- --
Lavado Humana -- --
Producción de
vapor*
Química 1.24 gal de
ACPM
171841.12 kJ
Calentamiento de la
solución de NaOH*
Térmica 68.54 kg de
vapor
154705.98 kJ
Desemillado Humana -- --
Picado Eléctrica 1.398 kwh 5035.32 kJ
Funcionamiento del
ventilador**
Eléctrica 33.57 kwh 120852 kJ
Combustión de
ACPM **
Química 1.348 gal 186588 kJ
Calentamiento del
aire**
Térmica 1.348 gal 186588 kJ
Molienda Eléctrica 2.984 kwh 10742.4 kJ
Empacado Humana -- --
2.2.4 Equipos. En el proceso de obtención de harina de ahuyama, las
operaciones que requieren equipos son: el pelado, el troceado de la pulpa, la
deshidratación, la molienda, el tamizado y el empacado. Teniendo en cuenta los
* Destinado para el pelado químico de la ahuyama. ** Para la operación de deshidrado.
45
balances de materia y energía junto con los criterios de diseño13, se dimensionan y
se definen en sus correspondientes fichas técnicas. A continuación se presenta el
cuadro 10 donde se resume el balance de materia y energía para un lote de
producción de 27.33 kg de harina de ahuyama.
Cuadro 10 Resumen de balance de materia y energía para el
procesamiento de un lote de 27.33 kg de harina de ahuyama
EQUIPO ENTRADA(Kg) SALIDA
(Kg)
CONSUMO CALOR
EMPLEADO
Deshidratador
de bandejas
280 28 0.413 gal
de ACPM
57280.3 kJ
Tanque 341.55 kg 326.21 22.84 kg de
vapor.
51568.66 kJ
Picadora. 280 280 0.46 kwh 1678.44 kJ
Molino 28 27.72 0.99 kwh 3580.8 kJ
• Criterios de diseño para dimensionamiento de los equipos. Para lograr
el correcto dimensionamiento de los equipos es necesario tener en cuenta
variables especificas que se ofrecen a los proveedores con el fin de prediseñar los
mismos para obtener un desempeño eficiente de cada uno de estos en el proceso
y que se acoplen a las características requeridas para la obtención de un producto
final de optima calidad. A continuación se describen los criterios de diseño
correspondientes a cada uno de los equipos involucrados en el proceso de
obtención de harina de ahuyama. Los cálculos de los datos básicos para el
13 GAELD, Ulrich. Diseño y economía de los procesos para ingeniería química. México D.F. ñññññññMcGraw-Hill. 1986. 513 P
46
dimensionamiento de los equipos se encuentran en el anexo 3, correspondiente al
balance de energía.
• Deshidratador de bandejas. En el cuadro 11 se especifican los criterios
correspondientes para el dimensionamiento del deshidratador de bandejas
Cuadro 11. Criterios y datos para la especificación preliminar del equipo
de secado.
CRITERIO VALORES
Temperatura del aire de secado 70º C
Temperatura inicial del alimento 17º C
Requerimiento energético del equipo 57280.37 kJ
Flujo masico de aire 21.49 kg/min.
Área de bandejas. 1 m2
Dimensiones del equipo para 20
bandejas.
Largo: 3.6 m
Ancho: 1.2 m
Alto : 1.5 m
Características del alimento a
deshidratar
Sólidos en forma de cubo al calor
Tiempo de residencia 3 horas
Estos datos se dieron a conocer al proveedor el cual ofreció un deshidratador que
consta de veinte bandejas perforadas de 1 m2 de área, fabricadas en acero
inoxidable ubicadas en un cuarto de secamiento tipo armario completamente
modular. El aire es calentado en un intercambiador de calor tipo horizontal apto
para trabajar con ACPM o gas natural, el aire caliente pasa por un ventilador
centrífugo hacia las bandejas. El deshidratador esta acoplado con un termómetro
47
para el control visual de la temperatura y un termostato para el control automático
de la misma. El equipo cumple con los siguientes criterios de selección:
Facilidad de operación.
Fácil disponibilidad en el mercado nacional.
El tamaño ajustado a la capacidad de producción, ocupando un área de 12.88
m2 . Ver cuadro 20.
Economía debido a: materiales de construcción, combustión de ACPM como
fuente de calentamiento del aire y bajo consumo de energía eléctrica.
Facilidad y bajo costo de mantenimiento.
Seguridad ofrecida por la instrumentación de control de temperatura.
Además de estos criterios, se solicitó al proveedor la implementación de
modificaciones al equipo tales como el aumento del número de bandejas para
ajustarse a la capacidad de producción y el rediseño de la entrada de aire hacia
las bandejas por medio de deflectores. Observar ficha técnica del equipo en la
figura 3 y cotización en el anexo 8.
Capacidad del deshidratador: 14 kg / bandeja, para un total de 280 kg / lote.
La capacidad de las bandejas se determina con la cantidad de producto picado que
cubre una bandeja del deshidratador de planta piloto cuya area es de 956cm2 ,
luego estos resultados se escalaron a una bandeja de 1m2 (Ver cálculo de
capacidad en anexo 4).
• Tanque de pelado. Para el pelado de la ahuyama se utilizará el método de
pelado químico el cual requiere de un tanque preferiblemente orientado en forma
horizontal para facilitar la maniobrabilidad del operario. En el cuadro 12 se
48
especifican los criterios correspondientes para el dimensionamiento del tanque de
pelado de las ahuyamas.
Cuadro 12 . Criterios y datos para la especificación preliminar del equipo
de pelado.
CRITERIO VALORES
Tipo de serpentín De panel
Fluido que corre por el serpentín Vapor de agua
Presión del fluido 30 psi
Temperatura del fluido 100 ºC
Sustancia a calentar Disolución de NaOH
Temperatura de la sustancia 20 ºC
Una vez suministrados estos datos al proveedor se escogió el equipo suministrado
por JJ Industrial debido a: la experiencia en el pelado químico de frutas a nivel
industrial, el diseño eficaz del tanque que incluye un serpentín en la parte inferior
del mismo que esta en contacto con la solución de NaOH, permitiendo la
transferencia de calor necesaria para alcanzar el punto de ebullición en menor
tiempo y los bajos costos de mantenimiento.
Adicionalmente, se sugirió al proveedor la implementación de una rejilla en acero
inoxidable para la evacuación de las ahuyamas una vez peladas y la instalación de
un temporizador como sistema de control de tiempo de la operación. Observar
ficha técnica en la figura 4 y cotización en anexo 9.
Capacidad del tanque de pelado: 2 m3 para el pelado de 341.55 kg de
ahuyama por lote. Para obtener la capacidad del tanque, se tienen en cuenta el
49
peso promedio de los frutos, la asimilación del volumen de una ahuyama como un
paralelepípedo, en el cual están incluidos los espacios entre ahuyamas y espacios
entre ahuyama y equipo; además del volumen de agua desplazado por los frutos.
Ver anexo 5.
TIEMPO DE OPERACION: 10 minutos
Picadora En el cuadro 13 se muestran los criterios para el diseño de una
picadora de trozos de ahuyama para la obtención de cubos con un espesor de 1
cm .
Cuadro 13. Criterios y datos para la especificación preliminar del equipo
de picado.
CRITERIO VALORES
Diámetro máximo de los trozos
alimentados
0.07 m
Compatibilidad Sólidos pegajosos o cohesivos.
Intervalo de tamaño de quebrado Quebrado intermedio(dp) : 0.005m a
0.01 m
Consumo de potencia con materiales
suaves
1.5 hp
Con los datos suministrados al proveedor se seleccionó una picadora que dispone
de tres orificios por los cuales entran trozos largos de ahuyama, que son recibidos
por un plato giratorio de dos cuchillas accionado por motor eléctrico; además de
un disco acondicionado con malla para la formación de los cubos. Cuenta con un
eje en acero inoxidable, montado sobre rodamientos tipo chumacera y esta
provisto con tolva de salida del producto.
50
Para la selección de este equipo se tuvo en cuenta el procesamiento de los trozos
de ahuyama en cubos para facilitar el proceso de deshidratación, así como la
seguridad que proporciona al operario debido a que las cuchillas giratorias se
encuentran en un compartimiento seguro. El consumo de energía es bajo
teniendo en cuenta la rapidez con la cual se lleva a cabo la operación. Observar
ficha técnica en la figura 5 y cotización en anexo 10.
Capacidad de la picadora: 280 kg de ahuyama pelada y desemillada
Tiempo: 25 minutos
Molino. En el cuadro 14 se indican los criterios de diseño para un molino
para la disminución de tamaño de partícula de los cubos deshidratados de 0.006
m de espesor.
Cuadro 14. Criterios y datos para la especificación preliminar del equipo
de molienda.
CRITERIO VALORES
Diámetro máximo de los trozos alimentados 0.006 m
Compatibilidad Sólidos suaves
Intervalo de tamaño de quebrado Trituración fina(dp): 10µm
Consumo de potencia con materiales suaves 4 hp
Estos criterios se acomodan a un molino de martillos que contiene 32 martillos en
acero endurecido, acondicionado con una tolva para alimentación con dosificador y
una tolva de salida del producto hacia dos cribas en acero inoxidable.
Adicionalmente se tuvo en cuenta otros criterios para la selección del molino que
fueron: la capacidad acorde a la producción diaria de harina de ahuyama, el
51
número de martillos, la tamización simultanea debida a la incorporación de cribas,
la disposición de un recipiente colector de harina provisto de una válvula de
descarga para facilitar el empacado de la misma. Observar ficha técnica en la
figura 6 y cotización en anexo 11.
Capacidad del molino de martillos: 80 kg/hora.
Equipos complementarios.
Caldera. La caldera será utilizada para el suministro del vapor, destinado
para el pelado de las ahuyamas. En el cuadro 15 se indican los criterios para el
diseño del equipo de servicio de vapor.
Cuadro 15. Criterios y datos para el diseño preliminar del equipo de servicio de vapor.
CRITERIO VALORES
Relación máxima de vapor 2.34 kg/min
Caballos 4.87 BHP
Trabajo máximo de calentamiento 154705.98 kJ
Eficiencia del combustible 75%-80%
Fluido de servicio Vapor
Temperatura máxima del vapor 210 ºC
Presión máxima de vapor 18 bar
Tipo de combustible ACPM
Materiales de construcción de tubos Acero al carbón
Los criterios de selección mas relevantes para este equipo son: la cantidad
requerida de vapor, presión de diseño, presión de trabajo, temperatura de salida
necesaria, mantenimiento, selección de quemadores y equipos auxiliares,
52
aislamiento térmico, tipo de operación (automática) al igual que la capacidad
calorífica y características del combustible.
Otro factor importante en la selección es la experiencia en construcción, instalación
y mantenimiento de calderas industriales por parte del proveedor. Teniendo en
cuenta estos criterios se seleccionó una caldera industrial pirotubular vertical, la
cual fue prediseñada por la empresa Calderas y Prensas S.A. Observar ficha
técnica en la figura 7 y cotización en anexo 12.
Banda de rodillos. empleada para transportar las ahuyamas desde el lavado
hasta la sección de pelado químico, con una longitud de 1.5 m, 80 cm de ancho y
1 m de altura con inclinación de 10º; cabe anotar que las ahuyamas irán sobre
canastillas de plástico. El principal criterio de selección que se tuvo en cuenta para
escoger este sistema de trasporte, es la fácil operación del mismo, además de sus
bajos costos debido a que no utiliza motor para su funcionamiento, eficacia en el
transporte de canastillas y su fácil mantenimiento. Ver cotización anexo 13.
Básculas. se usará una báscula de piso para pesaje de la ahuyama en la
recepción con capacidad para una tonelada, al igual de una báscula electrónica
para pesaje de insumos con capacidad máxima de 15 kg. Para seleccionar las
básculas necesarias para la planta, se tuvo en cuenta la capacidad de cada una de
estas, la lectura rápida y precisa en el caso de la báscula de 15 kg que cuenta con
electro-componentes que cumplen con normas de metrologia, según Norma
Técnica numero 2031 de ICONTEC. Ver cotización en anexo 14.
53
Figura 3. Ficha técnica del deshidratador
NOMBRE DEL EQUIPO: SECADOR DE BANDEJAS (DESHIDRATADOR) FABRICANTE: ABS INDUSTRIAL LOCALIZACIÓN: PLANTA DE PRODUCCIÓN DE HARINA DE AHUYAMA, ARMENIA (QUINDÍO)
DESCRIPCIÓN DEL MOTOR
TIPO: ELÉCTRICO TRIFÁSICO MARCA: SIEMENS MODELO: 00103 POTENCIA: 5 Hp VOLTAJE: 220 V. FABRICANTE: INDUSTRIAS RAMFE LTDA
AÑO DE CONSTRUCCIÓN: 2003. OBJETIVO DEL EQUIPO EN EL PROCESO: Deshidratación de trozos de ahuyama
DESCRIPCIÓN DE DISEÑO
CAPACIDAD: 280kg/lote MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN: Lámina galvanizada calibre 18, lana mineral y lámina calibre 20 galvanizada. Dos puertas con cierre hermético
DIMENSIONES DEL EQUIPO
ALTO: 1.45m LARGO:2.5m__ PROFUNDIDAD: 1.10 m
ACCESORIOS
BANDEJAS: De 1m2, en ángulo de aluminio y angeo de acero inoxidable calibre 12.
COMPONENTES
VENTILADOR: Centrífugo, Con rotor de 22” de diámetro, montado sobre rodamientos tipo chumacera. INTERCAMBIADOR DE CALOR TIPO HORIZONTAL: Apto para trabajar ACPM o gas mediante quemador, cámara fabricada en lamina calibre 14 HR, extensión de chimenea, ruedas para movilización y sistema de dosificación de aire.
INSTRUMENTACIÓN DE CONTROL
Arrancador termo magnético para motor. RESPONSABLE DEL EQUIPO OBSERVACIONES ______________________________
54
Figura 4. Ficha técnica del tanque. NOMBRE DEL EQUIPO: TANQUE PARA PELADO QUÍMICO. FABRICANTE: J.J INDUSTRIAL LTDA LOCALIZACIÓN: PLANTA DE PRODUCCIÓN DE HARINA DE AHUYAMA, ARMENIA (QUINDÍO)
COMPONENTES Serpentín: MEDIO DE TRANSPORTE DEL VAPOR DESDE LA CALDERA, PARA EL CALENTAMIENTO DE LA SOLUCIÓN QUÍMICA. TUBERÍA DE 1” Canastilla: PARA LA FÁCIL EVACUACIÓN DE LA MATERIA PRIMA. FABRICADA EN ACERO INOXIDABLE, CALIDAD 304.
AÑO DE CONSTRUCCIÓN: 2003 OBJETIVO DEL EQUIPO EN EL PROCESO: Pelado químico de las ahuyamas.
DESCRIPCIÓN DE DISEÑO
Tanque horizontal, con entrada de vapor conducido por un serpentín y en cuyo interior se encuentra una canastilla de igual volumen, para retirar la ahuyama ya pelada. CAPACIDAD: 2 m3
MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN: Lamina en acero inoxidable, calidad 304, calibre 14.
DIMENSIONES DEL EQUIPO
ALTO: 1m LARGO: 2 m PROFUNDIDAD: 1m VOLUMEN DEL EQUIPO 2 m3
ACCESORIOS
Entrada de vapor de 1” Salida de condensado de 1” Temporizador. OBSERVACIONES RESPONSABLE DEL EQUIPO ____________________________
55
Figura 5. Ficha técnica de la picadora. NOMBRE DEL EQUIPO: PICADORA INDUSTRIAL DE VEGETALES FABRICANTE: ABS INDUSTRIAL LOCALIZACIÓN PLANTA DE PRODUCCIÓN DE HARINA DE AHUYAMA, ARMENIA (QUINDÍO)
. DESCRIPCIÓN DEL MOTOR
MARCA: SIEMENS MODELO: 00303 TIPO: ELÉCTRICO TRIFÁSICO. POTENCIA: 1.5 Hp VOLTIOS:220 V FABRICANTE: INDUSTRIAS RAMFE LTDA COMPONENTES plato giratorio de 2 cuchillas, tolva de salida de producto DIMENSIONES DEL EQUIPO DIAMETRO: 30” AREA : 1m2
AÑO DE CONSTRUCCIÓN: 2003 OBJETIVO DEL EQUIPO EN EL PROCESO: Procesar ahuyama en trozos adecuados para secar.
DESCRIPCIÓN DE DISEÑO
Con tres compartimientos para dirección del producto. Eje en acero inoxidable, montado sobre rodamientos tipo chumacera. Soporte al piso en ángulo se 1½” x 3/16 HR
CAPACIDAD: 224 kg/h. MATERIAL EN CONSTRUCCIÓN: Fabricada en acero inoxidable
RESPONSABLE DEL EQUIPO __________________________ OBSERVACIONES ___________________________
56
Figura 6. Ficha técnica del molino NOMBRE DEL EQUIPO: Molino de martillos, pulverizador FABRICANTE: ABS INDUSTRIAL LOCALIZACIÓN: planta de producción de harina de ahuyama, Armenia (Quindío)
DESCRIPCIÓN DEL MOTOR
MARCA: SIEMENS MODELO: 00203 TIPO: Eléctrico trifásico. POTENCIA: 4 Hp VOLTIOS:220 V FABRICANTE: industrias Ramfe Ltda
AÑO DE CONSTRUCCIÓN: 2003 OBJETIVO DEL EQUIPO EN EL PROCESO Reducción del tamaño de partícula, de los trozos deshidratados de ahuyama
DESCRIPCIÓN DE DISEÑO
Todo montado sobre chasis en ángulo de 2” x 3/16, con correas, poleas y guarda correas. CAPACIDAD: 80kg/h MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN Carcaza del molino en acero, rotor con eje de acero balanceado estática y dinámicamente
.COMPONENTES MARTILLOS: 32 martillos fabricados en acero endurecido CRIBAS: 2 Cribas en acero inoxidable TOLVAS: Una para alimentación con dosificador y otra para salida del producto. ARRANCADOR TERMOMAGNETICO PARA MOTOR
DIMENSIONES DEL EQUIPO
ALTO: 2.30 m AREA DEL EQUIPO 1 m2 ____________________________
OBSERVACIONES ___________________________ RESPONSABLE DEL EQUIPO ___________________________
57
Figura 7 . Ficha técnica de la caldera NOMBRE DEL EQUIPO: Caldera pirutubular vertical. Fabricante: calderas y prensas Año de construcción: 2003 Localización: cuarto de caldera de
la planta de producción de harina de
ahuyama, Armenia (Quindío)
Objetivo del equipo en el
proceso: suministro de vapor para
tanque de pelado
COMPONENTES Quemador para A.C.P.M
Motobomba para alimentación de
agua
Mac Donell ref 150 para control de
nivel de agua
Caneca de capacidad 55 galones de
ACPM con filtro
Tanque para condensados para 20
galones con sus respectivos
accesorios, flotador, termómetro,
nivel de agua caliente y filtro
DESCRIPCIÓN DE DISEÑO
CAPACIDAD: 5 BHP Producción de vapor: 173 lb a 212 ºF
Presión de diseño : 120 psi
Presión de trabajo : 90 psi
MATERIAL EN CONSTRUCCIÓN: Aislamiento térmico: en fibra de vidrio y lámina en acero inoxidable Tubería: acero al carbón sin costura expandida de 2”
CONTROLES DE SEGURIDAD
Honeywell: Protección control máximo de vapor Sensor relay: Protección control para llama. Combraco: válvula de seguridad para el vapor RESPONSABLE DEL EQUIPO OBSERVACIONES ____________________________
58
En el cuadro 16 se presenta un resumen de las capacidades de los equipos
seleccionados para el proceso de obtención de harina de ahuyama.
Cuadro 16. Capacidades de los equipos seleccionados para el proceso de
obtención de harina de ahuyama.
EQUIPO CAPACIDAD
Deshidratador de bandejas 280 (kg)
Tanque de pelado 341.55 (kg)
Picadora 280 (kg)
Molino de martillos 80 (kh)
caldera 5 (BHP)
2.2.5 Operaciones manuales. Dentro de este proceso existen etapas
importantes de adecuación de la materia prima que deben ser realizadas
manualmente para hacer mas eficientes estas operaciones. Para determinar el
numero de operarios, se tendrán en cuenta los siguientes pasos tomando como
unidad de producción diaria 82 kg de harina de ahuyama repartida en 3 lotes de
27.3 kg cada uno, en dos turnos de 6.5 horas de trabajo cada uno.
Listado de operaciones con su correspondientes tiempos. Estos están indicadas
en el cuadro 17.
59
Cuadro 17. Listado de tiempo estimado por operación.
Nº DE OPERACION OPERACIÓN TIEMPO ESTIMADO
1 Recepción y lavado 20 min
2 Pelado químico 30 min
3 Desemillado 69 min
4 Picado 75 min
5 Deshidratado 540 min
6 Molienda y tamizado 63 min
7 Empacado 15 min
Teniendo en cuenta el cuadro 17, se elabora el listado de operaciones con sus
correspondientes tiempos estandar por unidad, asi como las operaciones
precedentes para cada una. Este listado se presenta en el cuadro 18
Cuadro 18. Listado de tiempos estandar por unidad.
OPERACIÓN TIEMPO ESTANDAR
(minutos / unidad)
OPERACIÓN
PRECEDENTE
1 0.24 0
2 0.36 1
3 0.84 2
4 0.91 3
5 6.85 4
6 0.76 5
7 0.18 6
60
En el calculo del tiempo estandar (min/unidad) para cada operación se tiene en
cuenta la siguiente relación:
Tstd : To/Ud; donde:
Tstd: tiempo estandar.
To: tiempo estimado por operación
Ud: unidades diarias.
Como ya se indico anteriormente, la cantidad a producir diaria es de 82 kg en un
turno de 13 horas, por lo tanto se requiere saber el Numero Teórico de Operarios
(NTO), necesarios para cumplir con esta producción en el tiempo establecido.
Numero Teórico de Operarios(NTO)
Para hallar este Numero Teórico de Operarios, es indispensable definir variables
como:
• Tiempo de ciclo (TC): es el máximo tiempo que una unidad puede demorarse
en un Centro de trabajo (conjunto de operaciones similares entre si)14 y viene
dado por:
TC = TD/Q , donde :
TD = tiempo disponible en el periodo (turno de trabajo)
Q= cantidad a producir en un periodo.
Este resultado quiere decir que cada 9.96 minutos debe salir una unidad (kilo) de
la línea de producción.
14 CASTRO, William. Localización y distribución de instalaciones. Ibagué: El Poira. 1998. ...............238 p
61
• Sumatoria de tiempos estandar ( ΣTstd) : como su nombre lo indica es la
suma de los tiempos estandar por cada operación. Para la producción de harina de
ahuyama se toman los tiempos estandar indicados en el cuadro 18. Por lo tanto la
Sumatoria de tiempos estandar es igual a: 10.2 min
NTO = ΣTsdt/TC.
NTO = 1.02 personas Como este dato indica el numero de operarios teóricos, es necesario saber el
Numero Real de Operarios(NRO), para lo cual se tiene que agrupar las operaciones
cuya suma de tiempos no supere el valor del TC, con el fin de formar los Centros
de Trabajo (CT). Hay que indicar que en los centros de trabajo cuyo tiempo supere
el valor de TC el numero de operarios reales es de dos (2)15. Por el contrario en el
caso que el tiempo del Centro de Trabajo sea menor que el TC, el NRO será de
uno(1). En el cuadro 19 se indican el Numero Real de Operarios (NRO).
Cuadro 19. Numero Real de Operarios
CENTRO
DE TRABAJO
OPERACIONES TIEMPO TOTAL MIN/UNIDAD
(SUMATORIA DE LOS TIEMPOS
ESTANDAR DE CADA
OPERACIÓN)
NRO
1 1 y 2 0.66 1
2 3,4 Y 5 8.6 1
3 6 Y 7 0.94 1
TOTAL 3
De acuerdo con los resultados del cuadro anterior, ninguno de los tiempos en cada
Centro de Trabajo, superan el Tiempo de Ciclo (TC), por lo tanto en cada uno de
15 Ibid., p. 138.
62
estos el NRO es uno (1), obteniendo un total de Tres (3) operarios para la planta
.Cabe anotar que este personal será rotado en la planta para que cumplan diversas
funciones dentro de la misma
Los cálculos correspondientes, de cada una de las variables utilizadas para
determinar el numero teórico de operarios se presentan en el anexo 6.
2.2.6 Servicios industriales. A través del proceso de elaboración de harina de
ahuyama, se requieren los servicios básicos para el funcionamiento eficaz de los
distintos equipos utilizados para la consecución de un producto final. Por tal motivo
se hace imprescindible que estos servicios, empleados por la planta, sean de
optima calidad y además que la misma, cuente todo el tiempo con estos en el
transcurso de su operación. En seguida se trataran los distintos servicios
requeridos por la planta.
A.C.P.M. La planta dispone de este combustible gracias a la cercanía a
estaciones de servicio, ya que este combustible es indispensable para la
operación de equipos fundamentales como la caldera, que suministra vapor al
tanque de pelado y el intercambiador de calor, ubicado junto al deshidratador,
cuya función es calentar el aire mediante su combustión.
Acueducto y alcantarillado. Actualmente la construcción dispone de unos
servicios de optima calidad como los de acueducto y alcantarillado, que garantiza
la no interrupción de las operaciones que necesitan de estos. Además, cuenta con
un tanque de almacenamiento de agua con capacidad de 1 m3 .
Energía eléctrica. Debido a que la mayoría de los equipos destinados en el
proceso demandan gran cantidad de energía eléctrica, para su operación; es
63
primordial contar con fuentes de energía trifásica y monofásica a 220 V, de las
cuales dispone de forma completa la construcción actual.
2.2.7 Necesidad de control. Durante el proceso de elaboración de harina de
ahuyama, es conveniente aplicar ciertos controles en determinadas operaciones
para garantizar el optimo desempeño de estas etapas y por consiguiente la
consecución de un producto final con una excelente calidad. A continuación se
describen estos controles por etapas de proceso.
Recepción. pesar los bultos directamente sobre la bascula, selección de
ahuyamas según su estado fitosanitario, enviando los frutos con defectos para
mejorar su condición, solo se reciben frutos en optimo estado de madurez
identificado por su color amarillo intenso y una mancha amarilla pálida a un
costado del pericarpio.
Lavado. Debido a que la ahuyama es una hortaliza rastrera, su pericarpio
tiende a acumular partículas de tierra, que son fácilmente retiradas por chorro de
agua a presión, ofrecido por una manguera.
Pelado Químico. Las variables que deben manejarse en esta operación son
la concentración de Soda Cáustica (NaOH) de mínimo 2% y máximo 4% con
respecto al volumen de agua utilizado, la solución debe someterse hasta el punto
de ebullición, momento en el cual se introducen las ahuyamas enteras y limpias.
Además dispone de un temporizador ( ver cotización anexo 7) que esta conectado
a una válvula tipo solenoide que se encuentra situada en la tubería de suministro
de vapor y cuya función es cortar el flujo en el momento que termine el tiempo
64
destinado para la operación. La orden de cortar el flujo la da directamente el
temporizador, en el cual previamente se ha establecido el tiempo de pelado.
Simultáneamente cuenta con una alarma que le avisará al operario el momento en
el cual termina la operación para así evitar complicaciones causadas por descuidos
del mismo operario.
Una vez finalizado el tiempo de la operación, las ahuyamas son retiradas del
tanque y sometidas a un lavado con abundante agua a presión, con el propósito
de eliminar la cáscara y las posibles trazas de NaOH. Es imperativo la utilización
por parte de los operarios, de la dotación completa. Además, el tanque cuenta con
un temporizador para controlar el tiempo exacto de pelado. Observar foto de
producto terminado en figura 8.
Figura 8. Ahuyama pelada por método químico.
Fraccionamiento y Desemillado. Como esta es una operación manual, los
controles mas relevantes son fraccionar la ahuyama en trozos longitudinales,
además de las buenas practicas de manufactura por parte del operario. Los
desechos obtenidos deben ser depositados en canecas con tapa y en cuyo interior
65
habrán bolsas de polietileno que son retiradas de la planta una vez finalizada la
producción diaria. Observar figura 9
Figura 9. Ahuyama cortada y desemillada.
Picado. Los trozos deben ingresar en optimas condiciones de higiene. Debe
graduarse el disco giratorio de cuchillas para obtener cubos de espesores
estandarizados de aproximadamente de 5mm.
Deshidratado. Los principales controles que se aplican en esta operación
son:
Acomodación de cubos formando dos capas que serán removidas
periódicamente con el fin de lograr un secado uniforme.
Control de la temperatura de secado, teniendo en cuenta que debe ser de
70°C, la cual es controlada directamente en el intercambiador de calor, mediante
un termostato.
66
La humedad final de los trozos a secar debe estar cercana al 5% o 7%, que será
determinada en el momento de finalizar esta etapa. Para tal fin se necesitara un
detector de humedad de granos.
En esta etapa se tendrán en cuenta también las características de presentación
del producto final, que tienen que ver color y aroma similares a los originales de la
materia prima utilizada en el proceso.
Molienda y tamizado. En esta etapa el control mas relevante es la
obtención de una harina de optima calidad, cuya característica primordial consiste
en que está al pasar por un tamiz numero 35 presente una granulometría fina.
Observar figura 10
Figura 10. Harina de ahuyama.
Empacado. Para empacar la harina de ahuyama, se debe utilizar bolsas de 10
kg fabricadas en polipropileno biorientado con un mínimo de tres capas, de tal
forma que el producto final no tenga alteraciones de sus características
67
especialmente que su contenido de humedad no se altere con el transcurso del
tiempo de almacenamiento.
Almacenamiento. La rotación del producto es de máximo 15 días, tiempo en
el cual se debe almacenar la harina en un lugar fresco, seco y alejado de la luz.
Los bultos de harina se deben mantener a una distancia de 60 cm con respecto a
las paredes y colocados sobre estibas a 15 cm con respecto al piso, apilando
máximo 10 bultos.
Caldera. Para el correcto funcionamiento y para mantener unas óptimas
condiciones de seguridad, se deben controlar y verificar los siguientes aspectos:
que el encendido sea correcto, que el quemador complete su ciclo de encendido
perfectamente, verificar la temperatura de la chimenea, verificar que las presiones
indicadas por los manómetros en todos los puntos de control sean las fijadas por el
fabricante, comprobar que la presión del aire de atomización sea la correcta y por
ultimo mantener el área de la caldera limpia y despejada.
Además, cada tercer día se debe verificar que la trampa del calentador opere
correctamente y realizar la limpieza de los filtros del combustible; por otra parte,
cada ocho días se debe comprobar que no existan fugas de gases ni de aire,
verificar las empaquetaduras y que los interruptores termostáticos del calentador
del combustible operen a la temperatura a la que fueron calibrados.
2.3 RECURSOS PARA LAS INSTALACIONES.
Para una correcta distribución de planta es indispensable disponer de un área
general, dentro de la cual se deben establecer zonas destinadas a recepción,
68
proceso y almacenamiento; además de las designadas para labores
administrativas, así como las de servicios a los operarios como baños y vestieres.
Una adecuada definición y la armonía de este conjunto de áreas, junto con la
aplicación de los decretos establecidos para instalaciones industriales, permiten
que: el proceso sea dinámico; que la comunicación sea eficiente; que proporcionen
ahorros en áreas, tiempo, costos, materiales; además de la seguridad, bienestar y
motivación para los operarios.
2.3.1 Áreas de procesamiento. Las siguientes son las áreas destinadas para
desarrollar el proceso de elaboración de harina de ahuyama:
Área de recepción y lavado. Debido al volumen que ocupa la materia prima
y el medio de transporte (camión), se debe contar con un área de recepción y
lavado que permita un aseguramiento en el pesado y en la limpieza de la misma.
Esta zona debe estar acondicionada con su respectivos desagües alrededor de la
misma para evitar contaminación, así como también de un espacio prudente para
la bascula. Área total: 21.5 m2
Área de pelado. Un factor que hay que tener en cuenta para determinar esta
área es la ubicación del tanque de gran capacidad. Esta zona debe contar con
espacio suficiente para evacuar la materia prima pelada del tanque. Área total para
el tanque:10.8 m2
Área de fraccionamiento y desemillado. Se debe adecuar esta zona para
la ubicación de los mesones necesarios para cortar y desemillar la materia prima
proveniente del pelado, además de la correspondiente área de desechos orgánicos
provenientes de esta operación. Área para el mesón: 9.9 m2
69
Área de picado. Las factores mas indispensables para determinar esta área
son el espacio que ubica la picadora y la tolva de descarga del producto. Área total
para picadora: 4m2
Área de deshidratado. Se debe disponer de un área para la ubicación tanto
del intercambiador de calor como para el cuarto de secado. Área para
deshidratador 12.88 m2
Área de molienda y tamizado. Se debe tener en cuenta el área para la
ubicación del molino de martillos y sus correspondientes cribas al igual que una
escalera para facilitar la alimentación al molino. También se debe disponer del
espacio suficiente para la adecuación y operación de un sistema de
almacenamiento de la harina. Área total para el molino: 4.16m2
En el cuadro 20 se presenta un resumen con las áreas totales de procesamiento y
de equipos para cada operación del proceso de obtención de harina de ahuyama.
Cuadro 20. Áreas de proceso y de equipos
OPERACION ANCHO(m) LARGO(m) AREA EQUIPO m2 AREA
TOTAL(m2)
Recepción y
lavado
5 4.3 Bascula: 1 21.5
Pelado químico 3 3.6 Tanque : 2 10.8
Desemillado 3 3.3 Mesón: 4.14 9.9
Picado 2 2 Picadora: 1 4
Deshidratado 4.6 2.8 Deshidratador: 4.32 12.88
Molienda 1.6 2.6 Molino: 1 4.16
total 59.16
70
Ver distribución de estas areas en la figura 11 ( plano 2)
2.3.2 Áreas de almacenamiento. Se requieren dos áreas de
almacenamiento para la planta, las cuales son: un cuarto para insumos y otra para
producto terminado
Cuarto para almacenamiento de insumos: en este cuarto deben estar
incluidas 10 canecas cada una de 25 kg, además de los empaques y bascula para
el pesaje de la soda cáustica necesaria para cada lote. El área de este cuarto es de
14.52 m2
Cuarto para almacenamiento de producto terminado. Destinado para
almacenar aproximadamente 50 bultos de harina de ahuyama, cada uno con
capacidad de 10 kg y con rotación de máximo 15 días. Además, cuenta con
suficiente espacio para un posible aumento de la producción. Esta área es de 16.5
m2.
Oficina para jefe de producción. En esta oficina se encuentra
acondicionada con los muebles, enceres y equipos necesarios para que el jefe de
producción pueda controlar y vigilar el proceso, comunicarse con los demás
departamentos y desempeñar funciones especificas. Esta oficina tiene un área de
4m2
Cuarto de aseo. aquí se almacenan los diferentes implementos de aseo,
desinfectantes y detergentes, también cuenta con un lavamanos para el aseo de
los operarios dentro de la planta. Esta área es de 6. 6 m2.
71
En el cuadro 21 se muestra el resumen de las áreas totales para cada una de estas
áreas de almacenamiento.
Cuadro 21. Áreas de almacenamiento.
AREA ANCHO(m) LARGO(m) AREA
TOTAL(m2)
Almacenamiento 5 4.3 21.5
Oficina 2 2 4
Cuarto insumo 4.4 3.3 14.52
Cuarto de aseo 3.3 2 6.6
Total 41.62
Ver distribución de estas áreas en la figura 12 (plano 3.)
2.3.3 Área de circulación de operarios. En cada etapa del proceso se debe
considerar el área de operación de cada equipo, la de mantenimiento al igual que
el espacio entre construcciones y equipos y entre los mismos. De forma similar
deben definirse las áreas de circulación de personas, de materiales y de producto
terminado con el fin de evitar congestión, contaminaciones cruzadas y demoras en
el proceso. En la planta se tienen 5 áreas destinadas para la circulación de
materiales y operarios . Ver figura 13 (plano 4). Están distribuidas así:
• Área A: destinada para el traslado de la soda cáustica desde el cuarto de
almacenamiento hasta el tanque de pelado, para tal operación se requiere de un
corredor de dimensiones: 1m de ancho por 7 m de largo, para un área de 7 m2.
Área B.: reservada para la circulación de operarios al entrar a la planta, para
tal fin se dispone de un corredor ubicado entre los equipos y el cuarto de
72
almacenamiento, con dimensiones de 1m de ancho por 7 m de largo, para un área
de 7 m2..
Área C: destinada para el traslado de los empaques para la zona de molienda
desde el cuarto de insumos. Se dispone de un corredor ubicado entre la picadora y
el mesón de desemillado, con dimensiones de 2 m de ancho por 5 m de largo,
para un área de 10 m2.
Área D: destinada para el transporte de los bultos de harina ya empacados y
sellados hacia el cuarto de almacenamiento. Se requiere de un corredor ubicado
entre el cuarto de almacenamiento y la zona de molienda. Se cuenta con un
espacio de área de 12.87 m2, además este espacio será utilizado para ubicar otro
equipo de secado en el momento en el cual la producción de la planta aumente.
Área E: destinada para zona de maniobras, para transportar los bultos de
harina de ahuyama desde el cuarto de almacenamiento hasta la zona de despacho,
cuenta con un área de 2.6 m2
Área F: Pasillo destinado para el aseo de manos de los operarios dentro de la
planta y para evacuar y disponer con facilidad de los implementos del cuarto de
aseo. Cuenta con un área de 12.07 m2.
En el cuadro 22 se presenta un resumen con las áreas destinadas para circulación
de personas y materiales.
73
Cuadro 22. Áreas de circulación de operarios y materiales.
AREA ANCHO(m) LARGO(m) AREA m2
A 7 1 7
B 7 1 7
C 5 2 10
D 3.9 3.3 12.87
E 2 1.3 2.6
F 3.66 3.3 12.07
TOTAL 51.54
2.3.4 Otras áreas. Estas áreas se encuentran ubicadas en el exterior de la
planta con el propósito de evitar contaminación, riesgos por el manejo de
combustibles y posibles complicaciones con el manejo de equipos que trabajan con
presiones elevadas.
Cuarto de caldera. Destinado para la protección de la caldera, sus
accesorios y el tanque de condensados. Debe ser suficientemente amplio para
facilitar las labores de operación y mantenimiento. Su ubicación será cercana a la
planta con el fin de evitar gastos en tubería. El área total del cuarto es de 3m2
Baños y Vestieres. Esta área se encuentra cerca de la entrada principal a la
planta, unida con un corredor techado para evitar contaminación en el proceso
productivo. Consta de dos baños con lavamanos y un vestier en cada uno.
Comprendiendo un área de 4.5 m2 . Observar figura 14 plano general (plano 5) .
Almacenamiento de canastillas. Esta área esta ubicada en el exterior de la
planta, limitando con los cuartos de insumos y aseo, y será destinada para
74
almacenar las canastillas destinadas para el transporte de las ahuyamas. Cuenta
con un área de 7.7 m2
2.3.5 Construcciones. Las instalaciones actuales con las que se cuenta
presentan un estado inadecuado para el buen desarrollo del proceso productivo,
por tal motivo se hace necesario refraccionarlas y adaptarlas al decreto 3075 de
1997 del Ministerio de Salud, actual Ministerio de Protección Social. Ver
modificaciones en el numeral 3.2 del capitulo 3, en lo referente a necesidades de
construcción.
Este es el estado actual de las instalaciones:
Pisos y drenajes. La superficie del piso de la bodega destinada al proceso
productivo, esta construida en cemento y sin ningún tipo de baldosa ni de
recubrimiento apropiado. Dispone de dos drenajes, los cuales están destinados
para uso residencial.
Paredes. Las paredes en la actual construcción están elaboradas de bareque,
en el costado que colinda con la Calle 50 y de ladrillo prensado en el costado sur,
que limita con la vía al Valle. Sin embargo cuentan con una altura aproximada de 4
metros, que para el proceso, no presentarían inconvenientes.
Techos. El techo de la bodega esta conformado por una serie de tejas cuyo
material de construcción es cemento, además no cuenta con una canaleta para
evacuación de aguas lluvias. No se distinguen claraboyas, que suministren la
mínima iluminación a la bodega.
75
Ventanas y puertas. En la presente construcción, se cuenta con tres
puertas de acceso a la bodega directamente desde el exterior, principalmente en el
costado norte (Calle 50). Están fabricadas en madera y metal. Las cantidad de
ventanas es mínima, remitiéndose solamente a una, y además, esta no cuenta
con estructura de soporte, ni vidrio; por lo cual no evita la entrada de polvo, de
materiales extraños y de insectos.
Ventilación e iluminación. Teniendo en cuenta que la cantidad de ventanas
es reducida y que en el techo no hay claraboyas, la cantidad de iluminación y
ventilación es insuficiente, por lo que se hace necesario una remodelación total de
la bodega en estos aspectos.
76
Figura 11. Plano 2.( Áreas de proceso)
CONVENCIONES NUMERO DE AREA
NOMBRE
1 Recepción 2 Lavado 3 Pelado químico 4 Desemillado 5 Picado 6 Deshidratación 7 Medición de
humedad 8 Molienda y tamizado
3 4 5 6
8
7
2
1
77
Figura 12 . Plano 3. (Áreas de almacenamiento.)
CONVENCIONES NUMERO DE AREA
NOMBRE
1 Cuarto de insumos 2 Cuarto de aseo 3 Cuarto de
almacenamiento de producto terminado
4 Oficina de jefe de producción
1
3
4
2
78
Figura 13. Plano 4. (Áreas de circulación de operarios.)
CONVENCIONES NUMERO DE AREA
NOMBRE
A Pasillo insumos B Pasillo entrada
operarios C Pasillo empaque D Pasillo
almacenamiento E Pasillo
almacenamiento F Pasillo lavamanos.
A
B
E
D
F
C
79
Figura 14. Plano 5. (Áreas Complementarias.)
CONVENCIONES NUMERO DE AREA
NOMBRE
1 Cuarto de caldera 2 Cuarto de servicios
sanitarios 3 Almacenamiento de
canastillas
1
2
3
80
3. PROPUESTA DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA.
Una vez definido el proceso, los equipos, las áreas de trabajo e infraestructura
general de la planta, es necesario integrar estos factores con el propósito de lograr
un proceso productivo ordenado y sistemático, que cumpla con los objetivos
establecidos por una distribución de planta.
La propuesta de diseño de planta para la producción de harina de ahuyama, que
se plantea, cumple con los principios esenciales para lograr: una integración de
las áreas; minimizar espacios, trayectos y movimientos; el correcto avance del flujo
del proceso; ahorro en espacio horizontal; mantener la seguridad y comodidad
para los operarios y la fácil adaptación a los cambios del entorno.
El resultado de lo anterior, conlleva a obtener un producto final de optima calidad,
además de regular y economizar los costos de producción, para que el precio de
venta del producto terminado sea competitivo frente al exigido por el mercado.
3.1 CONCEPTOS DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA.
Dentro de las instalaciones existe gran variedad de maquinas, equipos,
materiales, personas cuya ubicación y organización física debe obtenerse de
acuerdo a un criterio de funcionalidad, flexibilidad y economía.
La distribución en planta, o de instalaciones, implica la ordenación física de
las áreas de producción, administración y de servicios integrándolas dentro
de un todo armónico y económico de tal forma que se obtengan los
81
mejores resultados en productividad seguridad y control para el empleado y
equilibrio en el medio ambiente
3.1.1 Propósitos de la distribución en planta
En una distribución de planta, la misión es lograr un orden de las áreas de
trabajo y de equipo, con el fin de que sea la más económica para la
empresa, al mismo tiempo que sea la más segura y la más satisfactoria
para los empleados. Un resultado de los propósitos de la distribución en
planta es obtener beneficios para la misma, que se traducen en la
reducción del costo de fabricación. A continuación se nombraran los
propósitos que se buscan en una distribución en planta14.
Aumento de la seguridad de los trabajadores.
Elevación de la moral y la satisfacción del empleado.
Incremento de la producción con los mismos recursos.
Disminución de los tiempos de espera.
Disminución del manejo innecesario de materiales.
Aumento en el uso de las maquinas y la optimización de la mano de
obra.
Reducción de los lotes de material en el proceso.
Reducción de los tiempos de fabricación.
Disminución del trabajo indirecto.
Facilidad de supervisión y control.
Disminución de la congestión durante el proceso.
14 CASTRO, William. Localización y distribución de instalaciones. Ibagué: El Poira. 1998. 238p.
82
Disminución del área ocupada.
Disminución del riesgo para el material o su calidad.
Flexibilidad al cambio.
3.1.2 Factores que influyen en la distribución de planta
El trabajo de distribución de planta, como cualquier otro trabajo de
ingeniería es fácil ó difícil de realizar dependiendo de la experiencia de la
persona quien realice esta tarea. Teniendo en cuenta lo anterior, existen
unos factores a considerar, que cuentan con alguna influencia directa sobre
la distribución, que no son mas que los diversos elementos implicados en
esta, como también las consideraciones que puedan afectar el orden de
estos elementos. Los factores que tienen influencia sobre cualquier
distribución son15:
Factor material. Se considera el factor más importante, dado que toda
instalación se ordena en función de convertir materias primas en producto
terminado. Así mismo hace presencia en todas las áreas de la empresa, la
forma como se procese el material define la secuencia de operaciones y la
organización de los equipos.
Factor maquinaria. Se debe tomar en cuenta además de las maquinas
y su posición en el proceso todos aquellos equipos de servicio, la forma y
tamaño de los equipos, los riesgos de su operación y métodos de
15 Ibid, p100-110.
83
producción de tal forma que se obtenga el máximo aprovechamiento de los
mismos.
Factor hombre. Debe ser ubicado y organizado dentro de la instalación
lo cual debe presentar condiciones favorables de iluminación, ventilación y
seguridad.
Factor movimiento. La tarea fundamental es reducir y eliminar el
movimiento innecesario ya que este consume parte de los recursos pero no
agrega valor al producto
Entonces se hace necesario hacer una revisión de los procesos que permita
detectar movimientos y traslados no necesarios con el ámbito de eliminarlos
y de esta manera de obtener ahorros en costos de mano de obra indirecta y
costos de operación de equipo de transporte y por supuesto un ahorro en el
espacio.
Factor espera. Como los productos en espera de acuerdo con los
modelos de costos, generan aumentos en los mismos se debe justificar
diseño y ubicación de puntos de espera (Bodegas, almacenes, espera de
productos en proceso) sobre las siguientes situaciones: que el punto de
espera se genere por la misma naturaleza del proceso o que el punto de
espera preste en servicio al proceso para que permita amortiguar las
variaciones de tiempo y acople las diferentes fases del proceso.
84
Factor edificio. Existen dos tipos de problema: el primero se presenta
cuando el edificio ya existe y por lo tanto se crea la necesidad de un
acoplamiento del proceso a la estructura existente o viceversa. El segundo
se presenta cuando el ingeniero diseña el edificio en función de las
necesidades del proceso y las áreas de servicio, este caso tiene la ventaja de
permitir planear o prever futuras expansiones sin causar mayor trauma a la
distribución existente.
Factor cambio. Una buena distribución debe tener la característica de
versatilidad y flexibilidad de tal forma que pueda absorber rápidamente los
cambios que impone el mercado la tecnología y la competencia. Por lo tanto
debe estar en capacidad de asimilar cambios de diseño, de cantidad, etc. o
de permitir una expansión sin mayores en el edificio y cambios existentes.
Factor ambiental y legal. Constituye un tema obligado a la hora de
establecer la estrategia de localización y distribución de una instalación.
La ignorancia de la ley o falta de conciencia ambiental, puede en un
momento dado detener el montaje y puesta en marcha del proyecto, lo cual
conllevaría a incurrir en sobrecostos por demora o un paro total del
proyecto.
Factor de servicio. Un buen modelo de distribución debe contemplar
aspectos como la instalación de servicios al personal así como el área de
servicio a la maquinaria y al producto.
85
3.1.3 Principios de la distribución de planta. Una buena distribución
de planta puede proporcionar muchas ventajas, que se derivan de la
aplicación eficaz de los objetivos. Sin embargo será imposible que se
consigan todas estas ventajas al mismo tiempo. Para ello se hace necesario
asimilar los objetivos como una serie de principios con los cuales se
lograrán alcanzar las metas propuestas.
A continuación siguen los seis principios de la distribución de planta16.
Principio de la integración en conjunto. Todos los elementos que
intervienen en una instalación, así como todas las áreas que la componen,
deben estar integradas en un solo engranaje con un objetivo común.
Principio de la mínima distancia recorrida. Se debe procurar
minimizar espacios trayectos y movimientos que retracen el normal avance o
el desarrollo de las tareas que se realizan. Con lo anterior se logra una
disminución del tiempo total de fabricación y ahorros importantes en el
espacio ocupado
Principio de la circulación. Las áreas se deben ordenar de tal forma
que se pueda lograr un avance de los productos desde su materia prima
hasta el producto terminado, así mismo las áreas de servicio deben
ordenarse en función de sus necesidades de cercanía ó relaciones para que
se agilice el flujo de información.
16 Ibid. , p 111-118
86
Principio del espacio público. Ahorrar el espacio horizontal
aprovechando hasta donde sea posible los espacios verticales, utilizando
artillos, estanterías, sótanos y en general métodos eficientes de almacenaje.
Principio de la seguridad y satisfacción. Una buena distribución de
planta debe ser segura y confortable para los empleados. Así mismo se sabe
que las condiciones favorables, de ventilación, iluminación, espacio etc
inciden apropiadamente en la buena labor del empleado.
Principio de la flexibilidad. Una buena distribución de planta debe
tener la capacidad de adaptarse rápidamente a las necesidades nuevas que
le imponen los cambios del entorno.
3.1.4 Tipos de distribución de planta. Antes de iniciar el ordenamiento
de los elementos de una instalación es importante comprender la naturaleza
del proceso de producción estableciendo claramente las relaciones de
movimiento y organización de hombre, maquinaria y materiales. Teniendo
en cuenta estas relaciones, los procesos de fabricación se dividen en tres
grandes grupos17: orientados al producto (producción en cadena),
orientados al proceso (producción intermitente) y por posición fija
(producción por proyectos).
Distribución por producto, cadena ó serie. Este modelo de
distribución se recomienda cuando el volumen de ventas es grande y estable
17 MUTHER, Richard. Distribución en planta: la ordenación racional de los elementos de producción industrial. 3 ed. España: Hispano Europea. 1977. p 27-41.
87
de tal manera que se asegure la continuidad de un mismo articulo o de unos
pocos artículos de características muy similares.
El volumen de producción permite entonces dedicar la instalación al fabril
procesamiento del producto, especializando los operarios y equipos en la
realización de tareas especificas y ordenando los recursos de acuerdo a la
secuencia de fabricación.
Una de las exigencias más importantes para el funcionamiento de este
modelo de fabricación esta en el esfuerzo constante en ingeniería de
métodos, a través de un análisis y simplificación de procesos y movimientos
en búsqueda de una mejora continua en productividad.
Por proceso ó función. Cuando la empresa se ve enfrentada a
manejar variedad de productos con pedidos intermitentes debido a la
naturaleza de su mercado, se debe obtener un modelo de distribución
departamentalizado, de tal forma que se logre un cierto grado de flexibilidad
de acuerdo a los cambios del proceso.
Departamentalizar un proceso consiste en agrupar las maquinas de acuerdo
con su especialidad. El problema aquí consiste en obtener un modelo que
minimice los cruces entre productos y el costo de manejo de materiales.
Por posición fija. Los sistemas de fabricación modular ó posición fija
se derivan de los conceptos de manufactura JAT (justo a tiempo) y su
88
funcionamiento se basa en aprovechar las mejores ventajas de la fabricación
en cadena y la fabricación por proceso.
Han sido adoptados como solución a las necesidades actuales de la industria
tales como responder rápidamente al cliente, disminuir inventario en el
proceso, simplificar la programación y control de
producción.
3.2 METODO DE PRODUCCIÓN.
Con los diagramas que se presentan en este capitulo, se puede observar el
comportamiento de las operaciones, los transportes necesarios, los controles y los
recorridos que se realizan en determinadas etapas del proceso para asegurar la
calidad final del producto.
En el diagrama de flujo de operaciones para producción de harina de ahuyama, ver
Diagrama 1, se establece el orden de las etapas del proceso, al igual que aquellas
que requieren control como el pelado químico y la deshidratación, también puede
observarse un control de humedad al finalizar la operación de deshidratación.
Así mismo, se precisa la entrada de insumos al proceso, tales como el NaOH en la
operación de pelado químico y el empaque en la operación de molienda y
tamizado, concluyéndose que el proceso de producción del primer lote de harina
de ahuyama registra un tiempo de 284. 08 min, mientras que los dos lotes
restantes, no incluyen el tiempo destinado a recepción y lavado, ya que estas
operaciones se realizan al inicio de la jornada diaria donde se tiene en cuenta el
total de la materia prima a procesar, por lo tanto, el tiempo para una producción
diaria, es de 812.24 min (13.57 horas).
89
Diagrama 1. Diagrama de flujo de operaciones Proceso: Producción de un lote de 27.7 kg harina de ahuyama
SIMBOLOS PROPUESTA
NUMERO TIEMPO(min) Diagrama: Antonio Duarte. y Rolando Rodríguez
1 0.083
Fecha de diagrama: Octubre 27 de 2003.
7 94
Propuesta X Método actual ___
2 190
Materiales. X Personas ___
TOTAL 10 284.08
21 MIN
1
2
1
4
6
2
5 7
RECEPCION
LAVADO
PELADO QUIMICO
PICADO
DESHIDRATACION
HARINA DE AHUYAMA
10 MIN
10 MIN
10 MIN
25 MIN
180 MIN
21 MIN
5 MIN
3 DESEMILLADO23 MIN
AHUYAMA EN TROZOS
1 %HUMEDAD0.083 MIN
EMPAQUE
NaOH 4%
AHUYAMA
90
En el diagrama de flujo de proceso para la producción de harina de ahuyama por
lote, ver diagrama 2, se indican los diferentes transportes necesarios para
mantener la fluidez de las etapas del proceso. El primer transporte ocurre en el
área de recepción al llevar manualmente las ahuyamas una vez pesadas hasta el
área de lavado, con una distancia de 2 m.
El segundo transporte se lleva a cabo desde el área de lavado hacia el tanque de
pelado, mediante una banda de rodillos de 2 m de longitud. El tercer y último
transporte ocurre desde el área de molienda y tamizado hasta el cuarto de
almacenamiento con una distancia de 7 m.
Por consiguiente, se concluye que al tener poco transporte de materia prima, la
distancia entre las áreas de proceso y complementarias, es la precisa para lograr:
la disminución de tiempos de espera y en recorridos, la reducción de la materia
prima acumulada y la reducción de los tiempos de fabricación.
Los diagramas 3 y 4, que indican el flujo de proceso de transporte de soda
cáustica y empaque respectivamente, muestran el manejo sistemático de cada uno
de estos insumos, iniciando con su almacenamiento, pesaje en el caso de la soda
cáustica y posterior transporte hasta sus correspondientes áreas de destino.
Destacando que el transporte de cada uno de estos, no se cruzan con la materia
prima, evitando contaminación y complicaciones de logística del proceso.
91
Diagrama 2. Diagrama de flujo de proceso
Nº ACTIVIDAD DISTANCIA
(m) TIEMPO
(min) OBSERVACIONES
1 Recepción
10 Auyama fresca
1 Transporte
2 5 De bascula a lavado
2 Lavado
10
2 Transporte
2 3 De lavado a tanque de pelado.
1 Pelado químico
10
3 Desemillado
23 En mesón grande
4 Picado
25
2 Deshidratación
180
1 Medición de humedad
0.083 En medidor de humedad de granos
5 Molienda
21 En molino de martillos
6 Tamizado
21 Se efectúa simultáneamente
7 Empacado
5
3 Transporte
2 10
1 Almacenamiento
Proceso: Producción de un lote de 27. 7 kg de harina de ahuyama
SIMBOLOS PROPUESTA
NUMERO TIEMPO(min) Diagrama: Antonio Duarte. y Rolando Rodríguez
1 0.083
Fecha de diagrama: Octubre 27 de 2003.
7 94
2 190 Propuesta X Método actual __ 3 18
1 Materiales. X Personas __
TOTAL 10 302.08
92
Diagrama 3. Diagrama de proceso para el transporte de soda cáustica hacia tanque de pelado.
Proceso Transporte de soda cáustica hacia el tanque de pelado
SIMBOLOS PROPUESTA
NUMERO TIEMPO(min)Diagrama: Antonio Duarte. y Rolando Rodríguez
0 0
Fecha de diagrama: Octubre 27 de 2003.
1 1
1 5 Propuesta X Método actual
1 2
1 Materiales. X Personas
TOTAL 4 8
No ACTIVIDAD DISTANCIA (m)
TIEMPO (min)
OBSERVACIONES
1 Almacenamiento
En canecas plásticas debidamente cerradas
1 Pesaje
5 Pesar 6.9 kg exactos
1 Transporte
3.5 2 Transportarla en bolsa plástica cerrada
1 Adición al tanque
1
93
Diagrama 4. Diagrama de proceso de transporte de empaque hacia área de molienda
No ACTIVIDAD DISTANCIA
(m) TIEMPO
(min) OBSERVACIONES
1 Almacenamiento En cajas de cartón, ubicadas sobre estibas
1 Transporte 11 3
1 Empacado 5 Bolsas de 10 kg, de polipropileno biorentado
Proceso: Transporte de empaque hacia el área de molienda.
SIMBOLOS PROPUESTA NUMERO TIEMPO(min)
Diagrama: Antonio Duarte. y Rolando Rodríguez
0 0
Fecha de diagrama: Octubre 27 de 2003.
1 5
0 0 Propuesta X Método actual __
1 3
1 Materiales. X Personas __
TOTAL 3 8
94
Diagrama 5. Diagrama de recorrido de materiales.
Proceso: Producción de 27.7 kg de harina de ahuyama
SIMBOLOS PROPUESTA
NUMERO TIEMPO(min) Diagrama: Antonio Duarte. y Rolando Rodriguez
1 0.083
Fecha de diagrama: Octubre 27 de 2003.
7 94
Propuesta X Método actual __
2 190
Materiales. X Personas __
TOTAL 10 284.08
CONVENCIONES AHUYAMA EMPAQUE
SODA CAUSTICA
95
3.3 NECESIDADES DE CONSTRUCCIÓN
En la industria alimentaría colombiana, existe una guía que ofrece los parámetros
para adecuar las instalaciones de planta y su infraestructura, con el propósito de
procesar, almacenar y distribuir adecuada e higiénicamente los alimentos. Tales
directrices se encuentran en el decreto 3075 de 1997 expedido por el Ministerio de
Protección Social. A continuación se determinan dichos parámetros para lograr un
diseño sanitario optimo de la planta deshidratadora de ahuyama.
• Abastecimiento de agua. La planta dispondrá de un tanque de
almacenamiento de agua con capacidad de 2000 L (2m3) disponible para el lavado
de materia prima, pisos, equipos e infraestructura en general, así como para la
producción de vapor e higiene de los operarios. Este tanque estará ubicado sobre
el área de recepción y lavado para lograr un fácil mantenimiento e inspección del
mismo.
• Disposición de residuos líquidos. Como se puede observar en el plano 2
de Áreas de proceso, la planta cuenta con rejillas sanitarias para la recolección y
disposición final de aguas residuales del proceso, las cuales cumplen con las
disposiciones sanitarias para aguas residuales. Ver anexo 18
• Disposición de residuos sólidos. Las materias sólidas orgánicas obtenidas
del procesamiento tales como semillas y cáscaras son empacadas en bolsas de
polietileno dentro de canecas plásticas, al finalizar el proceso son retiradas de la
planta y dispuestas en contenedores adecuados ubicados cerca de la vía principal.
96
• Instalaciones sanitarias. Los baños y vestieres de la planta están ubicados
en el exterior de la planta y cercanos a la puerta principal de acceso de operarios.
Cuentan con todos los requerimientos para la higiene de los mismos como son
agua potable, jabón, desinfectantes, toallas, sanitarios, lavamanos, entre otros.
Dentro de la planta se cuenta con lavamanos accionados con pedal cercanos a la
zona de procesamiento para la higiene de los manipuladores de alimentos.
• Pisos y drenajes. Los pisos de la planta estarán conformados por baldosas
para trafico pesado, serán completamente terminados, libres de hendiduras,
antideslizantes, impermeables, no absorbentes, no porosos y de fácil limpieza y
desinfección. Preferiblemente de color claro y fácil de demarcar para señalización y
seguridad de los operarios.
Los pisos de áreas húmedas como lavado y procesamiento tendrán una pendiente
del 3% para dirigir el agua hacia las rejillas de drenaje; mientras que los pisos de
áreas de almacenamiento tendrán inclinación del 1%. Se dispondrá de cuatro
sifones, uno por cada rejilla.
• Paredes. Las paredes de la planta estarán completamente terminadas en
pintura plástica de color blanco que ofrece resistencia, impermeabilidad y fácil
limpieza y desinfección; además, estarán libres de grietas y agujeros. Las uniones
de las paredes entre el piso y el techo serán de forma redondeada para evitar
acumulación de suciedad.
• Techos. La terminación del techo será similar a la de las paredes con pintura
plástica de color blanco, totalmente liso para evitar la acumulación de suciedad y
facilitar la limpieza y desinfección del mismo.
97
• Ventanas. Las ventanas que otorgan la iluminación en los cuartos de
almacenamiento, oficina y baños estarán construidas de forma tal que no permitan
la acumulación de suciedad, adecuadas con vidrios transparentes y divisiones para
seguridad y fácil limpieza. Además de estas características, las ventanas del cuarto
de almacenamiento de producto terminado serán adecuadas con vidrios tintados
para evitar la entrada de luz y protegidas con malla anti – insecto.
• Puertas. Las áreas de almacenamiento de insumos, cuarto de aseo, oficina y
cuarto de almacenamiento de producto terminado tendrán puertas de metal con
pintura final anticorrosiva de color blanco y de superficie totalmente lisa, no
absorbente y resistente, además contaran con cierre automático y una abertura
contra el piso de 1 cm.
Las puertas que se encuentran ubicadas en el exterior de la planta también serán
de metal con pintura final anticorrosiva y con una amplitud necesaria para efectuar
las operaciones de descarga de materia prima, entrada de operarios e insumos,
entrada al cuarto de caldera y al baño.
Iluminación. Para lograr una correcta iluminación para comodidad y
seguridad de los operarios, se dispondrá de luz natural por medio de claraboyas
transparentes de alta resistencia y durabilidad sobre la línea de proceso, así como
en el área de recepción y lavado. En horas nocturnas estas áreas serán iluminadas
por medio de lámparas horizontales con sistema de seguridad ubicadas sobre
cada área de proceso, pasillos y área de recepción y lavado. La intensidad de
estas lámparas será de 220 lux
Para las áreas restantes se contara con ventanas como se mencionó anteriormente
y de lámparas con una intensidad de 110 lux para iluminación nocturna. Se
98
instalaran dos lámparas en el área de almacenamiento de producto terminado,
mientras que la oficina, cuarto de insumos y aseo dispondrán de una lámpara.
Ventilación. La planta tendrá dos aberturas de ventilación en la pared
oriental de la misma, protegidas con malla anticorrosiva y de fácil instalación y
mantenimiento. La función de estas aberturas será prevenir la condensación del
vapor y facilitar la remoción del calor.
De igual forma se instalará un extractor construido en material anticorrosivo para
extraer de la planta los gases irritantes emitidos durante el pelado químico con
soda cáustica. Este dispositivo será ubicado en la parte superior de la pared que se
encuentra en la parte trasera del tanque de pelado.
3.4 PLANO GENERAL DE LA PLANTA.
Para establecer la ubicación de la planta dentro del lote destinado para tal fin, se
tuvo en cuenta las construcciones existentes correspondientes a parte
administrativa y pasillo de despacho, aprovechando estas áreas y tendiendo en
cuenta la configuración del lote, cuya entrada principal de encuentra ubicada sobre
la calle 50, se decidió construir la planta en la superficie correspondiente a la
bodega y patio frontal, la cual tiene un área de 230 m2 disponibles para la
construcción de la misma. Observar plano 1 en anexo 1.
Al observar el plano 6 anexo 20 (plano general de la planta), se pueden distinguir,
las áreas de proceso, complementarias, de servicios sanitarios y pasillos
mencionadas en el numeral 2.3, al igual que el área total de la planta
correspondiente a 167.52 m2 .
99
En el cuadro 23 se presenta el porcentaje de participación de estas áreas con
respecto a la superficie total de la planta.
Cuadro 23. Porcentaje de participación de las áreas.
AREA. AREA(m2) PORCENTAJE DE
PARTICIPACIÓN
Proceso. 59.16 35.31
Almacenamiento. 41.62 24.84
Circulación de
operarios
51.54 30.76
Otras áreas. 15.2 9.07
Total 167.52 100
Debido a que la vía de acceso y de salida de camiones, además de la zona de
recepción de materia prima que se realiza al costado noroccidental de la planta, se
determino establecer la distribución del, proceso en forma de U, para aprovechar
adecuadamente, el área disponible de construcción, las áreas administrativas
construidas, la zona de despacho, la superficie disponible para ubicación de
servicios sanitarios
Esta distribución presenta las siguientes ventajas:
Adecuada integración de las diferentes áreas.
Presenta facilidades de acceso a la planta tanto de los operarios como las
personas de la parte administrativa.
Presencia de pasillos amplios para la circulación de los operarios.
100
Facilidad para el mantenimiento de equipos y limpieza de las áreas que
ocupan.
Mantiene condiciones adecuadas de higiene dentro de la planta.
Permite la revisión permanente e integral de todos los equipos.
Seguridad para los operarios en caso de emergencia.
Evita el cruzamiento de materias primas, insumos y producto terminado.
Permite la evacuación eficaz de residuos líquidos y sólidos.
101
4. EVALUACIÓN ECONOMICA
Por medio de la evaluación económica se logra estimar la rentabilidad del proyecto
tomando la información ofrecida anteriormente para determinar los costos de
producción y operación. Para lograr una evaluación adecuada es preciso analizar la
demanda y oferta de la harina de ahuyama, así como la inversión inicial y el capital
de trabajo mensual. Estas variables son incluidas para determinar el Valor Presente
Neto y la Tasa Interna de Retorno para demostrar la viabilidad del proyecto.
4.1 CONCEPTOS DE ESTIMACIÓN ECONOMICA.
Para evaluar financieramente el proyecto del diseño de la planta, se tienen en
cuenta dos métodos sencillos y concretos (VPN y TIR). Estos métodos conforman
una base lo suficientemente firme, para determinar el comportamiento del costo
de inversión inicial del montaje de la planta en un tiempo futuro fijado, frente a los
posibles ingresos que se lograran en este tiempo. El resultados de estas
estimaciones, representa la utilidad final del inversionista, que esta traducida
como una tasa de interés ó como el dinero que obtiene luego de cada año de
operación de la planta.
4.1.1 Generalidades sobre el Valor Presente Neto (VPN). Una cantidad
futura de dinero convertida a su equivalente en valor presente tiene un monto de
valor presente siempre menor que el del flujo de efectivo real, debido a que para
cualquier tasa de interés mayor que cero, todos los factores P/F tienen un valor
102
menor que 1.0. Por esta razón, con frecuencia se hace referencia a cálculos de
valor presente, bajo la denominación de métodos de flujo de efectivo.18
Otros términos utilizados a menudo para hacer referencia a los cálculos de valor
presente son Valor Presente (VP) y Valor Presente Neto (VPN).
Independientemente de cómo se denominen, los cálculos de valor presente se
utilizan de manera rutinaria para tomar decisiones de tipo económico relacionadas.
Estos cálculos de VP pueden ser utilizados en proyectos únicos con una sola
variable o en aquellos donde existen dos alternativas o más. Para decidir la
viabilidad de estas alternativas deben tenerse en cuenta los siguientes parámetros:
Una alternativa. Si VP > 0, la tasa de retorno solicitada es lograda o excedida
y la alternativa es financieramente viable.
Dos alternativas o más. Cuando solo puede escogerse una alternativa (las
alternativas son mutuamente excluyentes), se debe seleccionar aquella con el VP
que sea mayor en términos numéricos, es decir, menos negativo o más positivo.
Indicando que si se trata de VP de costos se escoge el más bajo, y si es VPN de
flujo de efectivo neto se escoge el más alto.
En conclusión se considera el VPN como un método muy popular para la
evaluación de alternativas ya que futuros gastos o ingresos son transformados en
dinero equivalente hoy, es decir, todos los flujos de caja futuros asociados con una
alternativa son convertidos a valores de dinero presente.
18 BLANK, Leland. Ingeniería económica. 4 ED. México: McGrawhill.1998. p. 67-75
103
4.1.2 Definición de Tasa Interna de Retorno (TIR). La tasa interna de
retorno es una tasa de interés para un proyecto, que supone que todos los flujos
de caja positivos son reinvertidos a la tasa de retorno. Esta tasa nos indica cual
será la rentabilidad del proyecto en un horizonte de tiempo determinado, el cual
puede ser a 5 o 10 años.19
4.2 Análisis de la demanda de harina de ahuyama.
La harina de ahuyama es un producto destinado a industrias que se dedican a la
elaboración de sopas deshidratadas de hortalizas, mezclas de harinas para sopas y
concentrados deshidratados para salsas, en el cuadro 24 se muestra un resumen
estadístico de la producción de estos alimentos a nivel nacional.
Cuadro 24. Datos estadísticos de producción anual en toneladas de
alimentos que requieren harina de ahuyama.
AÑOS INDUSTRIA
1998 1999 2000
Sopas deshidratadas de
hortalizas.
1198.17 1501.57 1652.83
Mezclas de harinas para
sopas
1139.13 1106.18 1304.76
Concentrado
deshidratados para
salsas
212.97 192.30 235.88
Fuente: Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE)
19 Ibíd., p 76-78
104
4.2.1. Proyección de la demanda de los alimentos que requieren harina
de ahuyama.
Para determinar la cantidad de harina de ahuyama, requerida para los próximos 5
periodos, a partir del presente año, es necesario proyectar los datos estadísticos
nombrados en el cuadro 24. Para tal fin se realizaron regresiones lineales,
exponenciales, potenciales y logarítmicas a estos datos. La proyección de la
demanda se estimo para cada una de las industrias mencionadas.
Sopas deshidratadas de hortalizas. Los datos de proyección para este
alimento, se obtienen luego de establecer que la regresión que tiene el mejor
coeficiente de correlación, es la logarítmica. Ver regresión en anexo 16. En el
cuadro 25 en la figura 15 se presentan las cantidades estimadas hasta el año 2008
respectivamente.
Cuadro 25. Proyección de la demanda en toneladas de sopas
deshidratadas de hortalizas. 1998- 2008.
AÑO
PRODUCCIÓN (Tn)
1998 1198.17 1999 1501.57 2000 1652.83 2001 1577.26 2002 1670.18 2003 1746.10 2004 1810.29 2005 1865.90 2006 1914.94 2007 1958.82 2008 1998.50
105
Figura 15. Demanda histórica (1998-2000) y demanda proyectada (2001-2008) de sopas deshidratadas de hortalizas.
0
500
1000
1500
2000
2500
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
Años
Dem
anda
(T
n)
Mezcla de harinas para sopas. Los datos de proyección para este alimento,
se obtienen luego de establecer que la regresión que tiene el mejor coeficiente de
correlación, es la lineal. Ver regresión en anexo 16. En el cuadro 26 en la figura 16
se presentan las cantidades estimadas hasta el año 2008 respectivamente.
Cuadro 26. Proyección de la demanda en toneladas de mezclas de harinas para sopas.
AÑO PRODUCCION (Tn) 1998 1139.13 1999 1106.18 2000 1304.76 2001 1298.53 2002 1338.37 2003 1669.95 2004 1584.02 2005 1717.25 2006 2248.30 2007 1962.80 2008 2223.36
106
Figura 16. Demanda histórica (1998-2000) y demanda proyectada (2001-2008) de Mezcla de harinas para sopas.
0
500
1000
1500
2000
2500
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
Años
Dem
anda
(Tn)
Concentrados deshidratados para salsas. Los datos de proyección para
este alimento, se obtienen luego de establecer que la regresión que tiene el mejor
coeficiente de correlación, es la lineal. Ver regresión en anexo 17. En el cuadro 27
en la figura 17 se presentan las cantidades estimadas hasta el año 2008
respectivamente.
Cuadro 27. Proyección de la demanda en toneladas de concentrados deshidratados para salsas. 1998- 2008.
AÑO PRODUCCIÓN (Tn) 1998 212.97 1999 192.30 2000 235.88 2001 235.80 2002 223.22 2003 286.44 2004 276.49 2005 272.80 2006 364.26 2007 330.33 2008 338.15
107
Figura 17. Demanda histórica (1998-2000) y demanda proyectada
(2001-2008) de concentrados deshidratados para salsas.
050
100150
200250
300350
400
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
Años
Dem
anda
(Tn)
La proyección efectuada para las sopas deshidratadas de hortalizas indica una
tendencia logarítmica de crecimiento, pronosticando un aumento promedio de
12.62% a partir de 2003, mientras que para la mezcla de harinas para sopas
muestra una tendencia lineal de crecimiento, con un aumento promedio desde
2003 de 24.9%, presentándose algunos picos considerables en los años 2006 y
2008.
En cuanto a la proyección de los concentrados deshidratados para salsas se puede
indicar que su crecimiento es lineal similar al presentado por la industria de mezcla
de harinas para sopas, presentando un aumento del 15.29% desde el año 2003,
mostrando unos picos que cabe resaltar en los años 2003 y 2006.
108
4.2.2 Participación de la harina de ahuyama en la formulación de
alimentos relacionados.
Para estimar la demanda de harina de ahuyama para las proyecciones efectuadas
anteriormente, es necesario determinar el porcentaje de participación de esta
harina en la formulación de las sopas deshidratadas, mezclas y salsas. En el cuadro
28 se muestra el porcentaje de participación.
Cuadro 28. Porcentaje de participación de harina de ahuyama.
INDUSTRIA PORCENTAJE DE
PARTICIPACION
Sopas deshidratadas de
hortalizas
20%
Mezcla de harinas para sopas 15%
Concentrados deshidratados para
salsas
10%
Por lo tanto las cantidades requeridas de harina de ahuyama se pueden obtener de
la proyección de los alimentos relacionados, ofreciendo los siguientes resultados
para cada una de las industrias. En los cuadros 29, 30 y 31 se resume la
participación de harina de ahuyama en la formulación de: sopas deshidratadas de
hortalizas; mezcla de harinas para sopas y concentrados deshidratados para
salsas, respectivamente.
109
Cuadro 29. Participación de harina de ahuyama en toneladas para sopas
deshidratadas de hortalizas.
AÑO
PARTICIPACIÓN ( Tn)
1998 239.6 1999 300.31 2000 330.56 2001 315.45 2002 334 2003 349.22 2004 362.05 2005 373.18 2006 382.98 2007 391.76 2008 399.70
Cuadro 30. Participación de harina de ahuyama en toneladas para
mezcla de harinas para sopas.
AÑO
PARTICIPACIÓN (Tn)
1998 170.87 1999 165.92 2000 195.71 2001 194.78 2002 200.75 2003 250.49 2004 237.60 2005 257.58 2006 337.24 2007 294.42 2008 333.50
110
Cuadro 31. Participación de harina de ahuyama en toneladas para
concentrados deshidratados para salsas.
AÑO
PARTICIPACIÓN (Tn)
1998 21.30 1999 19.23 2000 23.59 2001 23.58 2002 22.32 2003 28.64 2004 27.65 2005 27.28 2006 36.43 2007 33.03 2008 33.82
Por ultimo, es necesario establecer el porcentaje de harina de ahuyama producida
en el primer año (21.64 Tn) que se destina para suplir la demanda de cada una
de las industrias mencionadas. Estos datos se obtuvieron teniendo en cuenta el
grado de participación de la harina de ahuyama en las formulaciones de los
productos mencionados. En el cuadro 32 se muestran los porcentajes
correspondientes a cada industria
Cuadro 32. Porcentaje de harina de ahuyama anual destinado para suplir cada industria
INDUSTRIA PORCENTAJE DESTINADO
(%)
Sopas deshidratadas de hortalizas 51.75
Mezcla de harinas para sopas 40.85
Concentrados deshidratados para salsas. 7.4
111
4.2.3 Participación en el mercado. Teniendo en cuenta los resultados de
las proyecciones anteriores y el porcentaje destinado de la producción anual para
cada industria, se estima el grado de participación que tiene la producción de
harina de ahuyama en las distintas industrias que requieren esta materia prima.
Continuación se muestran los cuadros 33, 34 y 35 donde se especifican las
cantidades requeridas por la industria y las cantidades ofrecidas, en el periodo
desde 2003 hasta 2008 .
Cuadro 33. Sopas deshidratadas de hortalizas
AÑO
CANTIDAD REQUERIDA(Tn)
CANTIDAD OFRECIDA(Tn)
1 349.22 11.20 2 362.06 11.61 3 373.18 11.97 4 382.99 12.29 5 391.76 12.57 6 399.70 12.82
Teniendo en cuenta este resultado, se estima que el porcentaje de participación
respecto a la cantidad requerida de harina de ahuyama por la industria de sopas
deshidratadas de hortalizas es de 3.2%.
Cuadro 34. Mezcla de harinas para sopas
AÑO CANTIDAD
REQUERIDA(Tn) CANTIDAD
OFRECIDA(Tn) 1 250.49 8.84 2 237.60 8.39 3 257.59 9.09 4 337.25 11.91 5 294.42 10.39 6 333.50 11.77
112
Asimilando este resultado, se determina que el porcentaje de participación
respecto a la cantidad requerida de harina de ahuyama por la industria de mezcla
de harinas para sopas es de 3.5 %.
Cuadro 35. Concentrados deshidratados para salsas.
AÑO CANTIDAD
REQUERIDA(Tn) CANTIDAD
OFRECIDA(Tn)1 28.64 1.60 2 27.65 1.55 3 27.28 1.53 4 36.43 2.04 5 33.03 1.85 6 33.82 1.89
Confrontando estos datos, se tiene que el porcentaje de participación respecto a la
cantidad requerida de harina de ahuyama por la industria de concentrados
deshidratados para salsas es de 5.59%.
Demanda total proyectada de harina de ahuyama. Una vez obtenidos
los resultados de la demanda de harina para cada industria, se realizo la
proyección de la harina de ahuyama total requerida, donde se estimo un
crecimiento anual del 3.25% de la producción de harina de ahuyama, durante los
6 años establecidos. En el cuadro 36 se muestra las cantidades anuales requeridas
por la industria a través de 6 periodos consecutivos.
113
Cuadro 36. Proyección total de la demanda de harina de ahuyama, en toneladas
PERIODODEMANDA PARA EL
PROYECTO (Tn) 1 21.648 2 21.549 3 22.590 4 26.229 5 24.808 6 26.487
Para suplir esta demanda, es necesario establecer cual será la cantidad de
ahuyama fresca necesaria, por lo tanto se estima la proyección del cultivo en el
departamento del Quindío. En el cuadro 37 se indica la proyección del cultivo de
ahuyma en el departamento del Quindío hasta el año 2008.
Cuadro 37. Cantidad de ahuyama en toneladas aportadas por el Quindío
(2003-2008)
AÑO PERIODO CANTIDAD(Tn) 2003 1 641 2004 2 2711.98 2005 3 837.74 2006 4 1110.68 2007 5 492.95 2008 6 1418.47
En el anexo 19 se indican la proyección del cultivo de ahuyama en el
departamento del Quindío.
114
4.3 ESTUDIO FINANCIERO DEL PROYECTO.
Reuniendo la información ofrecida relacionada con: la materia prima, capacidad de
producción, mano de obra, construcciones y transporte, se resume en cuadros
que permiten visualizar el comportamiento que tienen los rubros incluidos sobre la
viabilidad del proyecto representada en datos de VPN y TIR.
A continuación se presenta información relacionada con: presupuesto de inversión
del proyecto, capital de trabajo mensual, necesidades y rendimientos de materia
prima y producto terminado, proyección de costos y gastos, obtención del precio
de venta, flujo de caja, calculo de VPN y TIR, estado de perdidas y ganancias
además del balance total proyectado. Estos análisis se estiman teniendo en cuenta
si el proyecto es con o sin financiación. En el cuadro 38 se indican las inversiones
realizadas en el año 0, que conforman los activos fijos de la planta.
Inversiones iniciales. Las inversiones comprenden todo el capital necesario
para instalar la planta y su posterior operación. Esta inversión esta compuesta
primordialmente por los activos fijos de la planta donde se encuentra la
construcción civil de la planta propuesta, teniendo en cuenta los requerimientos
establecidos en el numeral 3.3 que tiene que ver con las necesidades de
construcción. El costo por metro cuadrado de la construcción es de $643.000, el
cual incluye pisos, muros y techos terminados, además de la iluminación completa.
Otras inversiones establecidas en el inicio del proyecto son las relacionadas con la
maquinaria indispensable para cumplir con los requerimientos de capacidad de
producción, siendo el mas importante el deshidratador, por ser el equipo principal
dentro de la operación de la planta, así mismo se establecen rubros relacionados
con parte administrativa y dotación necesaria para los operarios. En el cuadro 38
115
se indican las inversiones realizadas en el año 0, que conforman los activos fijos de
la planta.
Cuadro 38. Inversiones iniciales del proyecto.
UNIDADES UNIDAD VALOR. UNIDAD VALOR. TOTAL1.1.OBRAS CIVILES* 1 107.715.360 107.715.360 1.2.MAQUINARIA Y EQUIPO 51.025.377Tanque de pelado 1 7.000.000 7.000.000Bascula 1 1.500.000 1.500.000meson 1 1.500.000 1.500.000Picadora 1 4.000.000 4.000.000molino de martillos 1 5.500.000 5.500.000deshidratador 1 20.500.000 20.500.000Caldera 1 7.500.000 7.500.000Banda 1 1.508.000 1508000Temporizador 1 517.377 517.377Instalación de caldera 1 1500000 15000001.3.MUEBLES Y ENSERES 3.057.280Escritorios sillas 1 850.000 850.000Archivadores 1 150.000 150.000Computadores 1 1.600.000 1.600.000Teléfono 1 100.000 100.000Dotación 1 357.280 357.280TOTAL INVERSION 162.155.297
Capital de trabajo mensual. Relaciona los rubros mensuales adicionales a
las inversiones iniciales, que incluyen mano de obra, servicios y materia prima
para la operación de la planta. Se puede observar que el mas representativo es la
materia prima debido al gran volumen de ahuyama fresca que se requiere para
obtener la producción de harina de ahuyama establecida y a la funcionalidad y
calidad del empaque seleccionado. La mano de obra requerida labora en dos
turnos de 6.5 horas cada uno con el fin de prever el incremento de la producción, * Revista CONSTRUDATA, DICIEMBRE-FEBRERO 2003-2004.
116
por lo tanto existe la opción de aumentar a 8 horas de trabajo cada turno. El
cuadro 39 se relacionan estos costos.
Cuadro 39. Capital de trabajo mensual
UNIDADES UNIDAD VALOR. UNIDAD VALOR. TOTAL2.1 PERSONAL 3.200.0002.1.1 MANO OBRA DIRECTA 3.200.000Ingeniero de alimentos 1 800.000 800.000operarios 6 400.000 2.400.000 2.2.SERVICIOS 1.080.000ACPM 1 180.000 180.000Agua 1 200.000 200.000Energía 1 200.000 200.000Transporte 1 500.000 500.0002.3.MATERIA PRIMA 5.196.760Ahuyama 1 3.415.000 3.415.000Soda cáustica. 1 725.760 725.760Empaques 1 1.056.000 1.056.0002.4 MANTENIMIENTO DE EQUIPOS 1 400.000 400.000 TOTAL CAPITAL TRABAJO MENSUAL 9.876.760
Planteamiento de Financiación del proyecto. Una opción para conseguir
los recursos para cubrir la inversión inicial y el capital de trabajo mensual, es la
financiación del proyecto del 70%, por medio de Entidades Gubernamentales,
dedicadas a financiar proyectos agroindustriales, las cuales manejan una taza de
interés del 18 % efectivo anual, que equivale a la DTF mas 11 puntos. En el
cuadro 40 se relaciona el capital total de inversión y de capital de trabajo así como
la financiación establecida.
117
Cuadro 40. Inversión total más capital de trabajo mensual
TOTAL INVERSION Y CAPITAL TRABAJO
PORCENTAJE
VALOR
APORTE DE SOCIOS 30% 51.609.617
FINANCIACION 70% 120.422.640
TOTAL INVERSION 100% 172.032.057
Necesidades y rendimientos de materia prima y producto
terminado. Para determinar la cantidad de materia prima necesaria por año, es
necesario establecer el rendimiento de la harina de ahuyama respecto a la
cantidad de ahuyama fresca que se procesa diariamente. Este porcentaje fue
estimado en el balance de materia y fue establecido en 7.92%.(ver cuadro 8).
Finalmente se tiene, que el porcentaje en que aumenta la producción de harina
por año no es relevante (3.25 %), dato calculado anteriormente, lo que conlleva a
que la producción sea casi constante en el transcurso de los seis años en donde no
se presentan serios sobresaltos, lo que determina que en este tiempo no es
necesario aumentar planta de personal ni adquirir nuevos equipos. En el cuadro 41
se indican las necesidades de materia prima y producto terminado en un periodo
de seis años.
118
Cuadro 41. Necesidades y rendimientos de materia prima y producto
terminado, en kilogramos.
AÑO RENDIMIENTO
1
2
3
4
5
6
Materia prima día 1.035,00 1.030,68 1.080,41 1.254,45 1.186,49 1.266,79
Producto terminado día 82,00 81,63 85,57 99,35 93,97 100,33
Materia prima mes 22.770 22.675 25.930 30.107 28.476 30.403 Producto terminado mes 1.804 1.796 1.883 2.186 2.067 2.207 Materia prima año 273.240 272.100 311.157 361.281 341.708 364.835
Producto terminado año 21.648 21.549 22.590 26.229 24.808 26.487
Proyección de costos y gastos. En este punto se tienen en cuenta todos
los gastos tales como: administrativos, que tienen que ver con el pago de nomina;
financieros que son los relacionados con el pago del préstamo además de los
intereses por el mismo, la amortización y el abono a capital y costos de materia
prima y la depreciación.
Al analizar estos resultados se encuentra que, al terminar los seis años
proyectados se ha pagado el 60%, de la deuda, lo que indica que probablemente
en los 4 o 5 años siguientes el préstamo será cancelado en su totalidad. Además
hay que tener en cuenta la fijación de costos relacionados con materia prima por
kg, servicios y gastos laborales durante los seis años proyectados. En el cuadro 55
se encuentran relacionados los gastos mencionados.
Obtención de precio de venta. Para determinar el precio de venta y por
ende los ingresos totales al finalizar cada periodo, hay que tener en cuenta
aspectos como: costos y gastos relacionados en el numeral anterior, la producción
de harina de ahuyama anual, el precio de mercado que se mantiene estable en el
transcurso de los seis años además la utilidad esperada que también es estable.
119
Considerando estos rubros, se encontró que en los primeros tres periodos el precio
esta por encima del establecido en el mercado que es de $8.000., este resultado
se debe primordialmente a que la proyección de producción de harina de ahuyama
tiene muchas fluctuaciones y a que se esta empezando a pagar el préstamo,
donde el saldo y la cuota anual son altas.
Sin embargo en los tres años restantes, el resultado es mejor ya que se
disminuyen los gastos financieros y la capacidad de producción aumenta
constantemente, presentado una utilidad promedio de $540 pesos por kg en los
tres años, frente al precio del mercado, que es muy superior a la establecida en los
tres primeros años donde se encontró una perdida de $ 210 pesos por kg. En el
cuadro 56 se encuentran relacionados los resultados nombrados anteriormente.
4.3.1 Análisis financiero del proyecto con financiación. En este caso se
tiene en cuenta la opción financiada del proyecto en el cual solamente los socios
aportan un 30% del total de la inversión y el 70% restante esta relacionado con el
préstamo establecido. El análisis da resultados favorables especialmente
relacionados con el flujo de efectivo que indican que los gastos de capital de
trabajo y financieros son fácilmente cubiertos.
Estos resultados son justificados al confrontarlos con los indicadores financieros
donde se muestra que tanto el nivel de endeudamiento como la liquidez son
favorables en el transcurso del proyecto. Al interpretar estos resultados se tiene
que en el transcurso del mismo hay $1.48 para respaldar cada peso que debe el
proyecto y que este debe $0.47 por cada peso que tiene, representados en el pago
de las obligaciones financieras.
120
4.3.2 Análisis financiero sin financiación. En el caso que el inversionista
decida cubrir todo lo relacionado con los rubros necesarios para empezar el
proyecto, este igualmente es viable, independientemente de donde provengan los
recursos, donde la inversión inicial es alta. Sin embargo no se ve obligado a pagar
gastos financieros, conllevando a obtener una utilidad neta y un flujo de caja de
efectivo lo suficientemente amplio para cubrir gastos relacionados con capital de
trabajo sino que además tendrá la opción de invertir en otras alternativas.
Estos resultados también se ven resaltados en el análisis de los indicadores
financieros donde el nivel de endeudamiento y la liquidez aumentan
considerablemente respecto al proyecto financiado, en donde se tiene que por
cada peso que se debe se tiene un promedio de $3.9, para cubrirlo y que por cada
peso que se tiene representado en activos totales se debe $0.19, representados en
impuestos.
• Análisis de VPN y TIR. Estimando una rentabilidad a una tasa real del 12%
anual, se tiene que el VPN del proyecto financiado es adecuado para mantener una
viabilidad favorable con el fin de seguir cumpliendo con las obligaciones, de los
años siguientes, además es un aliciente al inversionista debido a que solamente
esta invirtiendo en el 30% de la inversión inicial. Por otro lado, la TIR del 136%
nos indica que la rentabilidad del proyecto en seis años es positiva y demuestra
que si al llevar el proyecto unos años mas, este será igualmente rentable para el
inversionista.
Al cubrir toda la inversión inicial sin financiación, el valor presente neto disminuye
junto con la tasa interna de retorno, debido a que el 100% del capital es aportado
por el inversionista. A continuación se resumen en el cuadro 42 estos valores con y
sin financiación.
121
Cuadro 42. VPN Y TIR del proyecto con y sin financiación.
PROYECTO CON
FINANCIACION
SIN
FINANCIACION
VPN 266.943.677 256.688.905
TIR 136% 54%
En el anexo 21, se relacionan los cuadros resumen correspondientes a la
evaluación económica, donde se ofrece información sobre flujo de caja, estado de
perdidas y ganancias, balance general e indicadores financieros, para el proyecto
con y sin financiación.
122
CONCLUSIONES
• La proyección del cultivo de ahuyama en el departamento del Quindío ofrece
una buena perspectiva para suplir los requerimientos de materia prima destinados
para la producción anual de harina de ahuyama, aprovechando hasta un 40% de
las cosechas que no eran rentables para la región.
• Las variables de proceso determinadas para la adecuada deshidratación de
ahuyama son la temperatura de secado estimada en 70 ºC y un tiempo de
residencia de 3 horas para secar trozos de ahuyama en forma de cubos definiendo
una capacidad máxima de 280 kg por lote.
• La operación de pelado químico mediante la concentración de Soda Cáustica al
4%, ofrece perdidas estimadas en 4.49%, con un tiempo establecido de 6
minutos.
• El tiempo estimado para obtener 82 kg de harina diarios es de 13 horas,
tiempo en el cual se dispone de 6 operarios divididos en dos turnos de trabajo de
6.5 horas cada uno, fomentando el empleo y desarrollo de la región.
• La harina de ahuyama obtenida bajo las condiciones establecidas en el proceso
propuesto cumple con los requisitos impuestos por la industria que requieren esta
materia prima como ingrediente en la formulación de sus productos. Estos
parámetros son humedad final del 7%, granulometría fina con dp de 10 µm,
además de características sensoriales similares a las de la materia prima fresca.
123
• Contando con una área disponible de 265.35m2 para el montaje de la planta, se
logro diseñar una infraestructura que comprende un área de 160.02 m2 ofreciendo
un ahorro en obras civiles, adecuada ubicación y aprovechamiento del área
administrativas y de despacho ya edificadas.
• La distribución de planta se define por posición fija orientada en “U” abierta a
la izquierda, cumpliendo con los principios de la distribución de planta e integrando
adecuadamente sus factores, logrando una armonía principalmente entre las
diferentes áreas, materia prima y operarios.
• En el aspecto ambiental la planta contribuye con la preservación del medio
ambiente ya que se rige por el decreto 1594 de 1984, sobre Disposiciones
Sanitarias sobre Agua, para el vertimiento de la solución de la soda cáustica;
además se dispone adecuadamente de los desechos orgánicos.
• Los resultados del análisis financiero permiten determinar que la instalación y
puesta en marcha de una planta productora de harina de ahuyama en el
departamento del Quindío, es un proyecto viable económicamente, generando un
VPN y una TIR favorables para el inversionista.
124
RECOMENDACIONES • El diseño de la planta productora de harina de ahuyama permite considerar la
posibilidad de deshidratar otras hortalizas cultivadas en la región, con el fin de
aprovechar el remanente de las mismas.
• Con los equipos propuestos existe la posibilidad de producir otra forma de
deshidratado en cubos o laminas que pueden ser materia prima para la
formulación de nuevos productos en el mercado de alimentos deshidratados.
• Es conveniente realizar pruebas de empaque con el propósito de comprobar
las ventajas ofrecidas por el mismo en el proceso.
• Aprovechando la calidad del producto terminado, es factible explorar mercados
internacionales debido a la gran aceptación de los alimentos deshidratados
especialmente de origen vegetal.
• Se recomienda la implementación de sistemas de calidad para lograr la
certificación requerida para la exportación de alimentos.
125
BIBLIOGRAFÍA
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2000. 279 p.
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CASTRO, William. Localización y distribución de instalaciones. Ibagué: El Poira.
1998. 238 p.
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Ministerio .
________.___________. Resolución 11488 de 1984: El ministerio.
_________. MINISTERIO DE AGRICULTURA. Estadísticas de cultivos de hortalizas:
El ministerio.
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Trabajo de grado(Ingeniero Químico). Universidad Santiago de Cali. Facultad de
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126
GAELD, Ulrich. Diseño y economía en los procesos de ingeniería química. México
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GIACON, Vicente. Cultivo de hortalizas. Santiago de Chile: Universitaria, 1998. p
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GUZMÁN, Eduardo. Patilla, melón y pepino. Venezuela: Espande, 1991. 150 p.
HENNESEY, Beatriz y BOHÓRQUEZ, Eliana. Caracterización y obtención de harina a partir de ahuyama. Bogotá, 1997, 125 p. Tesis (Ingenieras de alimentos). Universidad de la Salle. Facultad de Ingeniería de Alimentos.
INSTITUTO COLOMBIANO AGROPECUARIO. Manual de asistencia técnica:
Hortalizas. Sl. Sn: El instituto.
INSTITUTO COLOMBIANO DE BIENESTAR FAMILIAR. Tabla de composición
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MUTHER, Richard. Distribución de planta: la ordenación de los elementos de
producción nacional. 3 ed, España: Hispanoeuropea. 1997. p 27-41.
PUERTO LLANO. Tecnologías de la combustión. España: Universidad de castilla- La
Mancha. 1998. 382 p.
129
ANEXO 2
CALCULOS PARA BALANCE DE MATERIA
Corrientes precedentes del diagrama de flujo del balance de materia para un día
de producción.
1. B + A – C = D
(B)210 kg + (A)1035 kg – (C)(220.3 kg) = (D)1024.65 kg.
2. D + E – F = G
(D)1024.65 kg + (E)527.37 kg – (F)(573.45 kg) = (G)978.54 kg
3. G – H = I
(G)978.54kg – (H)138.54kg = (I)840kg
4. L = K – (K*1%)
(L)83.16 kg = (K)84 kg – (0.84 kg)
5. M = L – (L*1%)
(M)82.329 kg = (L)83.16 kg – (0.8316 kg)
Balance de sólidos totales.
Se establecieron perdidas en el deshidratado del 90% repartidas en agua y en
sólidos. Mediante cálculos se fijo que el porcentaje correspondiente a los sólidos es
del 45.28%, es decir 380.4 kg. La fracción de sólidos de la corriente de
perdidas(W), es igual a la fracción de la alimentación al deshidratador :
XJ =Xw =0.17
130
Teniendo en cuenta, que el producto deshidratado obtenido presente una
humedad del 7% , la fracción de sólidos para este es de : XK = 0.93. Por lo tanto
se plantea la siguiente ecuación para hallar la cantidad de deshidratado obtenido:
J(XJ) = K(Xk) + W(XW)
840 kg(0.17) = K(0.93) + 380.4 kg(0.17)
K = 84 kg de deshidratado.
Balance de humedad.
La fracción húmeda para la corriente de perdidas (W), es igual a la fracción de la
alimentación en el deshidratador, Yj = Yw = 0.83. Por consiguiente se plantea la
ecuación para calcular la cantidad de agua eliminada.
J(Yj) = K(Yk) + W(Yw) + Z(Yz)
840 kg (0.83) = 84 kg(0.07) + 380.4kg (0.83) + Z
Z = 375.588 kg de agua.
132
ANEXO 3
CALCULOS DEL BALANCE DE ENERGIA POR OPERACION
1. Pelado Químico.
Calor necesario para calentamiento de solución.(Qs)
Qs = mCp(Tv – Ts), donde:
m= Cantidad de solución a ebullir : 507kg
Cp= Calor especifico solución a 20ºC : 4.18Kj/kgºK
Tv = temperatura de vapor: 93ºC o 366ºK
Ts = temperatura de solución: 20ºC o 293ºK
Qs= 507kg*(4.18Kj/kgºK)*( 366ºK-293ºK)
Qs= 154705.98 kj
Tasa másica de vapor suministrado.(mv)
mv : Qs/λ, donde:
Qs= calor necesario para calentar la solución: 154705.98 kj
λ = calor latente de vaporización del agua a la temperatura de salida de la
caldera. (100ºC) = 2257 kJ/kg.
mv= 154705.98 kJ/2257 kJ/kg
mv= 68.54 kg/h de vapor.
133
Calor producido por la caldera.(Qc)
Qc: mv(Hv-Hi)/h, donde:
mv= cantidad de vapor suministrado por caldera: 68.54 kg/h
Hv: entalpia del vapor de agua a la presión de trabajo de la caldera (90 psi)=
159.98ºC : 2090.57 kJ/Kg
Hi : entalpia del agua a temperatura de 20ºC: 83.96 kj/kg
h= eficiencia de la caldera: 80%
Qc= 68.45kg/h*(2092.32 - 83.96kj/kg)/(0.80)
Qc = 171841.12 kj/h
Caballos de la caldera (BHPcaldera)
Si 1 BHP equivale a 35246.016 KJ/h, por lo tanto:
CCald : 171841.12 kJ/h(1BHP/35246.016 kJ/h)
CCald : 4.87 BHP.
Cantidad de combustible requerido por la caldera.(Wc)
Wc: Qc/Pcal, donde:
Qc =171841.12 kj/h
Pcal: potencial calorífico del A.C.P.M : 42697.2 kj/kg
Wc: (171841.12 kj/h)/(42697.2 kj/kg)
Wc: 4.02 kg/h de combustible
Volumen de combustible(ACPM)
ρA.C.P.M : 3.24 kg/gal
Vacpm : 4.02 kg/3.24 kg/gal.
Vacpm: 1.24 gal.
134
Calor de reacción en el pelado químico.
Para el pelado de las ahuyamas de prepara una solución al 4% de NaOH, por
tratarse de una base fuerte, esta reacción libera el Ion OH- y el cation Na+ de la
siguiente forma:
NaOH(s)
Teniendo en cuenta que al diluirse el NaOH se desprende calor, por lo tanto se
necesario calcula r el calor de reacción ∆Hr.
Para calcularlo se hace necesario determinar el calor de formación tanto de los
reactantes y reactivos.
SUSTANCIA CALOR DE FORMACION ESTANDAR
EN KJ/MOL
NaOH (s) -425.61
Na+ (ac) -240.1
OH- (ac) -230.0
CALCULO DE CALOR DE REACCION ∆HR.
∆Hr = ∑∆HfR -∑∆Hfr. , donde:
∆HfR: calor de formación de reactivos:
∆Hfr: calor de formación de reactantes.
Entonces,
H2O (l)Na + + OH-
135
∑∆Hfr = -230.0 kJ/mol + (-240.1kJ/mol) = - 470.1 kJ/mol
∑∆HfR = -425.61 kJ/mol.
∆Hr = - 470.1 kJ/mol – (-425.61 kJ/mol)
∆Hr = - 44.49 kJ/mol.
Ahora, como se utiliza 6.92 kg de NaOH el total de calor aportado por esta
reacción es:
6.92 kg de NaOH x (1000 g NaOH/1kg NaOH) = 6920 g de NaOH.
6920 g de NaOH x (1 mol de NaOH/40g) = 173 moles de NaOH.
∆Hr= 173 moles de NaOH x(-44.49 kJ/mol) = 7696.77 kJ
2. Picado.
Potencia del motor:
Pelectrica : V x A x Cosφ x √3
Pelectrica : 220 V x 4 A x 0.77 x √3
Pelectrica : 1173.363 W
Pelectrica : 1173.363 W (1 HP/746 W)
Pelectrica : 1.5 HP
Energía liberada por el motor (Qp)
Sabiendo que:
Potencia del motor: 1.5 HP
Tiempo de trabajo: 75 min =1.25 h
W: 1.5HP*(0.746 kw/1HP)*(1.25 h)
W: 1.39875 kwh.
136
Qm = 1.39875 kwh*(3.60 x 103 kj/1 kwh)
Qm = 5035.5 kj
3. Deshidratador.
Potencia del motor
Pelectrica : V x A x Cosφ x √3
Pelectrica : 220 V x 13 A x 0.77 x √3
Pelectrica : 3814.3 W
Pelectrica : 3814.3 W(1 HP/746 W)
Pelectrica : 5 HP
Energía liberada por el motor del ventilador.(Qv)
Sabiendo que:
Potencia de motor: 5HP
Tiempo de trabajo: 9 h.
W: 5HP*(0.746kw/1HP)*(9 h)
W: 33.57 kwh
Qv=33.57 kwh*(3.60 x 103 kj/1 kwh)
Qv = 120852 kj
Calor necesario para calentar el aire.(Qa)
Sabiendo que en pruebas realizadas en laboratorio para un tiempo de 100
minutos(1.66 h), el calor aportado por las resistencias eléctricas fue de 9.56 kwh.
El calor aportado en 9 h (tiempo que dura el secado en un día de producción) es
de:
137
Qa= 9h *(9.56 kwh/ 1.66 h)*( 3.60 x 103 kj/1 kwh)
Qa = 186588 kj.
Calor de combustión del combustible (Qt)
Teniendo en cuenta que el poder calorífico de un combustible(Pcal) es la entalpía
de reacción que se obtiene en un proceso de combustión, este valor tiene
características de entalpía y viene expresado por unidad de masa de combustible
quemado, por lo que se relaciona con el calor de reacción estándar de la
combustión. Por lo tanto el calor que desprenden los 4.37 kg de ACPM es igual al
calor que se necesita para calentar el aire, es decir:
Qt = Qa = 186588 kj.
Cantidad de combustible(Wc)
Wc : Qc/Pcal, donde:
Pcal: potencial calorífico del A.C.P.M : 42697.2 Kj/kg.
Qa: calor liberado por combustible
Wc= (186588 kj/42967 kj/kg)
Wc = 4.37 kg de ACPM
Volumen de combustible(ACPM)
ρA.C.P.M : 3.24 kg/gal
Vacpm: 4.37 kg/(3.24 kg/gal).
Vacpm: 1.348 gal.
138
4. Molienda.
Potencia del motor.
Pelectrica : V x A x Cosφ x √3
Pelectrica : 220 V x 10 x 0.77 x √3
Pelectrica : 2984 W
Pelectrica : 2984 W(1 HP/746 W)
Pelectrica : 4 HP
Energía liberada por el motor(Qm)
Sabiendo que:
Potencia de motor: 4 HP
Tiempo de trabajo: 1h
W = 4HP*(0.746 kw/1 HP)*(1h)
W= 2.984 kwh
Qm : 2.984 kwh*(3.60 x 103 kj/1 kwh)
Qm : 10742.4 kj
139
ANEXO 4. CAPACIDAD DEL DESHIDRATADOR.
Para determinar la capacidad del equipo en kg por lote, se realizo una prueba
piloto de la universidad en donde se considero lo siguiente:
1. Una vez obtenidos los trozos de ahuyama se colocaron en una bandeja con
dimensiones: 39 cm x 24.5 cm, para un área de 956cm2 o 0.0955 m2
2. La cantidad en kg de ahuyama, en forma de trozos que ocupa esta área es de
720 g
Teniendo en cuenta que cada bandeja del deshidratador seleccionado, tiene un
área de 1m2 ; la capacidad de cada una se estableció sabiendo que 720 g ocupan
una bandeja con dimensiones: 39cm x 24.5 cm, para un área de 956cm2 . Por lo
tanto se realiza la siguiente relación con el fin de saber la capacidad por bandeja
de 1m2 .
1m2 x (720 g/0.0955 m2) = 7200 g o 7.2 kg.
Para alcanzar una producción acorde con los requerimientos del balance de
materia, se determino colocar dos capas de trozos de ahuyama en cada bandeja,
obteniendo una capacidad de 14.4 kg por bandeja y teniendo en cuenta que el
equipo cuenta con un total de 20 bandejas, se tiene una capacidad de 280 kg de
ahuyama fresca en trozos por lote de producción.
140
ANEXO 5. CAPACIDAD DEL TANQUE DE PELADO
Teniendo en cuenta los datos obtenidos en el balance de materia para esta
operación se tiene que al tanque de pelado entran por 345 kg de ahuyama por
lote de producción, que equivalen a 70 ahuyamas de un promedio de 5 kg cada
una.
Para determinar la capacidad del tanque de pelado, se asimila la forma de la
ahuyama a un paralelepípedo, teniendo en cuenta que al tomar esta determinación
se incluyen los espacios que existen entre frutos y los espacios entre cada fruto y
las paredes del equipo. Para determinar el volumen verdadero de cada ahuyama,
se tomaron las medidas correspondientes a un fruto de 5 kg. Estos datos son:
Alto: 29 cm; Largo: 25 cm; Ancho: 23 cm
Si se tiene en cuenta el volumen de un paralelepípedo el volumen de cada
ahuyama es de 0.016675 m3 y por un total de 70 unidades el volumen es de:
1.16725 m3 .
Otro aspecto a tener en cuenta en el calculo de la capacidad es el agua que
desplazan las 70 ahuyamas, para tal fin se determino que por cada kg de peso se
desplaza un L de agua, por lo tanto la cantidad de agua desplazada es la mitad del
volumen que ocupan el total de ahuyamas, es decir: 0.5836 m3. . Teniendo en
cuenta tanto el volumen total de ahuyamas como el agua desplazada que
totalizan: 1.750 m3 , al cual se le suma un 20% de margen de seguridad se
establece un volumen total de 2 m3.
141
ANEXO 6.
Calculo de número de operarios.
Para determinar el número de operarios hay que tener en cuenta los siguientes
cálculos:
1. Tiempo estándar.
Tstd : To/Ud; donde:
Tstd: tiempo estándar.
To: tiempo estimado por operación
Ud: unidades diarias.
Por ejemplo, el tiempo estándar para la operación 1 será:
Tstd1: 20 min/82 unidades diarias;
Tstd1: 0.24 min / unidad.
2. Tiempo de ciclo (TC)
TC = TD/Q , donde :
TD = tiempo disponible en el periodo (turno de trabajo)
Q= cantidad a producir en un periodo.
Por lo tanto, para un turno de 13.61 horas y 82 kg de harina de ahuyama
producida diariamente, el Tiempo de ciclo(TC) es:
TC= 816.6 min/ turno( 13.61 horas)/82 unidades/turno
142
TC= 9.96 minutos por unidad
3. Sumatoria de tiempos estándar por unidad.
ΣTsdt= 10.2 minutos por unidad
4. Numero teórico de operarios
Ahora, con los anteriores datos podemos determinar el NTO para este proceso,
que viene dado por la ecuación:
NTO = ΣTsdt/TC.
NTO = 10.2 minutos por unidad/9.96minutos por unidad
NTO = 1.02
143
ANEXO 7.
COTIZACIÓN DEL TEMPORIZADOR
144
INDUSTRIAS ASOCIADAS LTDA. .Nit 860.451.201-9
CARRERA 27 No 13 – 95 TELEFONO: 3712999
BOGOTA D.C. OCTUBRE 16 DE 2003
Señor
Antonio Duarte
Ciudad
Respetado señor.
De acuerdo a su solicitud nos permitimos cotizar un sistema de temporización con
válvula para suministro de vapor:
ARTICULO
VALOR ($)
Válvula solenoide de ½” para vapor
166015
Temporizador digital con alarma
280000
TOTAL
446015
145
ANEXO 8.
COTIZACIÓN DEL DESHIDRATADOR DE BANDEJAS
148
ANEXO 9
COTIZACIÓN DEL TANQUE DE PELADO
151
ANEXO 10.
COTIZACIÓN DE LA PICADORA
152
ABS INDUSTRIAL ABRAHAM BELLO SÁNCHEZ CARRERA 113 No 26 A – 36
TELEFONOS: 4157816 – 4131235 FONTIBON – BOGOTA AGOSTO 27 DE 2003
Señor
Antonio Duarte
Ciudad
Respetado señor.
De acuerdo a su solicitud nos permitimos cotizar la fabricación de una picadora de
hortalizas con las siguientes características:
• Fabricada en acero inoxidable con un plato giratorio de dos cuchillas con un
diámetro de 30 cm, con 3 compartimientos para dirección del producto.
• Eje en acero inoxidable, montado sobre rodamientos tipo chumacera.
• Tolva de entrada de producto
• Tolva de salida del producto
• Soporte al piso en ángulo de 1 ½” x 3/16 HR
• Motor de 1.5 HP, trifásico
• Pintura anticorrosiva y final para soporte
VALOR $ 4.000.000
153
ANEXO 11.
COTIZACIÓN DEL MOLINO
154
ABS INDUSTRIAL
ABRAHAM BELLO SÁNCHEZ CARRERA 113 No 26 A – 36
TELEFONOS: 4157816 – 4131235 FONTIBON – BOGOTA AGOSTO 27 DE 2003
Señor
Antonio Duarte
Ciudad
Respetado señor.
De acuerdo a su solicitud nos permitimos cotizar la fabricación de un molino de
martillos pulverizador con las siguientes características:
• Capacidad aproximada de 80 kg / hora
• Carcaza de molino en acero
• Rotor con eje de acero balanceado estática y dinámicamente
• 32 martillos en acero endurecido
• 2 Cribas en acero inoxidable
• Tolva para alimentación con dosificador
• Tolva de salida del producto
• Montado sobre chasis en ángulo de 2” x 3/16
• Motor de 4 HP, trifásico
• Arrancador termo magnético para el motor
• Pintura anticorrosiva y final
VALOR: $ 5.500.000
155
ANEXO 12.
COTIZACIÓN DE LA CALDERA.
158
ANEXO 13.
COTIZACIÓN DEL TRANSPORTADOR DE RODILLOS
159
BANDAS & BANDAS RS LTDA. CALLE 13 No 21 – 35 TELEFONO: 2373206
BOGOTA D.C. OCTUBRE 16 DE 2003
Señor
Antonio Duarte
Ciudad
Respetado señor.
De acuerdo a su solicitud nos permitimos cotizar una banda transportadora para
canastillas con las siguientes características:
• Banda transportadora con mecanismo de rodillos
• Medidas: ancho 0.6 m y largo 2 m
• Angulo de inclinación graduable
• Soporte general en hierro.
VALOR $ 1.300.000
160
ANEXO 14.
COTIZACIÓN DE LAS BASCULAS
161
BASCULAS Y BALANZAS GUADALUPE BBG. .Nit 80.165.803-7
CALLE 13 No 24 – 19 TELEFONO: 2377032
BOGOTA D.C. OCTUBRE 16 DE 2003
Señor
Antonio Duarte
Ciudad
Respetado señor.
De acuerdo a su solicitud nos permitimos cotizar balanza y báscula que se sujetan
a las condiciones ofrecidas por su proyecto:
ARTICULO
VALOR ($)
Balanza gramera con capacidad de 15 kg marca Lexus
420.000
Báscula con capacidad de 1000 kg marca Iderna
1.900.000
TOTAL
2.320.000
162
ANEXO 15.
Regresión de datos históricos de la producción de sopas deshidratadas de
hortalizas.
El cálculo de estos datos es indispensable para saber la participación de la harina
de ahuyama producida respecto a la cantidad requerida por este tipo de industria.
Por lo tanto es necesario realizar la proyección de los datos especificados en el
cuadro 43, realizando una regresión, que en este caso la mejor es la logarítmica
con coeficiente de correlación: R2 : 0.9983. Los datos de la regresión se
encuentran en el cuadro 44.
Cuadro 43. Datos históricos de la producción de sopas deshidratadas de
hortalizas. En toneladas
AÑO PERIODO PRODUCCIÓN 1998 1 1198.17 1999 2 1501.57 2000 3 1652.83
Cuadro 44. Regresión de la producción de sopas deshidratadas de hortalizas.
AÑO PERIODO PRODUCCION1998 1 1198.171999 2 1501.572000 3 1652.832001 4 1577.262002 5 1670.182003 6 1746.102004 7 1810.292005 8 1865.902006 9 1914.942007 10 1958.822008 11 1998.50
163
ANEXO 16.
Regresión de datos históricos de la producción de mezclas de harinas para
sopas.
El cálculo de estos datos es necesario para saber la participación de la harina de ahuyama
producida respecto a la cantidad requerida por esta industria. Por consiguiente es
indispensable realizar la proyección de los datos detallados en el cuadro 45, realizando
una regresión, que en este caso la mejor es la lineal, pero con un coeficiente de
correlación alejado de 1, por lo que se aplica el procedimiento para estos casos. Los datos
de la regresión se encuentran en el cuadro 46.
Cuadro 45. Datos históricos de la producción de mezclas de harinas para sopas.
En toneladas.
AÑO PERIODO PRODUCCION1998 1 1139.131999 2 1106.182000 3 1304.73
Cuadro 46. Regresión de datos históricos de la producción de mezclas de
harinas para sopas. En toneladas.
AÑO PERIODO PRODUCCION PROMEDIO INDICE TENDENCIA PRONOSTICO 1998 1 1139.14 1183.36 0.96 1139.141999 2 1106.18 0.93 1106.182000 3 1304.76 1.10 1304.762001 4 1298.54 1309.49 0.99 1348.95 1298.542002 5 1338.38 1.02 1431.76 1338.382003 6 1669.95 1.28 1514.57 1669.952004 7 1584.02 1489.62 1.06 1597.38 1584.022005 8 1717.26 1.15 1680.20 1717.262006 9 2248.31 1.51 1763.01 2248.312007 10 1845.82 1962.802008 11 1928.63 2223.37
164
ANEXO 17.
Regresión de datos históricos de la producción de concentrados deshidratados
para salsas. En toneladas.
Al igual que en la anterior, el cálculo de estos datos es imperioso para saber la
participación de la harina de ahuyama producida respecto a la cantidad solicitada por esta
industria. Por consiguiente es indispensable realizar la proyección de los datos detallados
en el cuadro 47, realizando una regresión, que en este caso la mejor es la lineal, pero con
un coeficiente de correlación alejado de 1, por lo que se aplica el procedimiento para estos
casos. Los datos de la regresión se indican en el cuadro 48.
Cuadro 47. Datos históricos de la producción de concentrados deshidratados
para salsas. En toneladas.
AÑO PERIODO PRODUCCION
1998 1 212.98 1999 2 192.31 2000 3 235.88
Cuadro 48. Regresión de datos históricos de la producción concentrados
deshidratados para salsas. En toneladas.
AÑO PERIODO PRODUCCION PROMEDIO INDICE TENDENCIA PRONOSTICO1998 1 212.98 213.72 1.00 212.98 1999 2 192.31 0.90 192.31 2000 3 235.88 1.10 235.88 2001 4 235.80 231.11 1.02 236.63 235.80 2002 5 223.22 0.97 248.08 223.22 2003 6 286.44 1.24 259.53 286.44 2004 7 276.49 255.58 1.08 270.99 276.49 2005 8 272.81 1.07 282.44 272.81 2006 9 364.27 1.43 293.89 364.27 2007 10 305.35 330.34 2008 11 316.80 338.16
165
Anexo 18.
Disposiciones sanitarias sobre residuos líquidos.
Cuadro 49. Requerimientos mínimos de vertimiento a alcantarillado
público
pH 5-9
Temperatura ≤40ºC
Bases, ácidos, sustancias explosivas o
inflamables
Ausentes.
Sólidos sedimentables ≤10 ml/l
Usuario existente: remoción ≥50% en
carga.
Sólidos en suspensión para desechos
domésticos o industriales.
Usuario nuevo: remoción ≥80% en
carga.
Fuente: Ministerio de Salud, Decreto 1594 de 1984. Disposiciones sanitarias sobre
agua.
166
ANEXO 19.
Proyección del cultivo de ahuyama en el Quindío.
Para saber cual será la cantidad de ahuyama aportada pro el departamento de
Quindío, la cual es necesaria para determinar la cantidad disponible para el
proyecto, es indispensable proyectar los datos obtenidos sobre cultivo de ahuyama
en este departamento desde el año 1997 hasta el año 2002. En el cuadro 50 se
muestran los datos relacionados.
Cuadro 50. Datos estadísticos del cultivo de ahuyama en el Quindío.
PERIODO AÑO Ha.
CULTIVADASTONELADAS Tn/Ha
1 1997 41,4 1.282,0 30,97 2 1998 129,6 3.888,0 30,00 3 1999 44,2 1.326,6 30,01 4 2000 66,4 1.647,8 24,82 5 2001 34,6 842,5 24,35 6 2002 123,2 2.442,5 19,83
Fuente: Ministerio de Agricultura.
Inicialmente hay que tener en cuenta cada una de las variables relacionadas en el
cuadro 50. A cada una se le realiza la proyección correspondiente para saber los
datos futuros hasta el año 2008, de cada una. En el cuadro 52 y en la figura 18
se indican la proyección establecida para las hectáreas cultivadas.
167
Para determinar los siguientes resultados es necesario calcular la regresión para
los datos de hectáreas cultivadas indicadas en el cuadro 50. El resultado de esta
regresión se indica en el cuadro 51.
Cuadro 51. Regresión de los datos de hectáreas cultivadas.
AÑO PERIODO Ha. CULTIVADAS
PROMEDIO INDICE TENDENCIA PRONOSTICO
1997 1 41,4 73,233333 0,5653163
1998 2 129,6 1,7696859
1999 3 44,2 0,6035503
2000 4 66,4 0,9066909
2001 5 34,6 0,4724624
2002 6 123,2 1,682294
2003 7 87,8527 49,66
2004 8 92,0298 162,86
2005 9 96,2069 58,07
2006 10 100,384 91,02
2007 11 104,5611 49,40
2008 12 108,7382 182,93
En el calculo de los datos correspondientes al periodo (2003 – 2008), se aplico el
procedimiento utilizado para regresiones en las cuales el coeficiente de correlación
esta alejado de 1. En este caso la mejor regresión aplicada es la lineal.
168
Cuadro 52. Proyección de las hectáreas cultivadas de ahuyama en el
Quindío desde 1997 hasta 2008.
PERIODO AÑO Ha. CULTIVADAS
1 1997 41.4 2 1998 129.6 3 1999 44.2 4 2000 66.4 5 2001 34.6 6 2002 123.2 7 2003 49.66 8 2004 162.86 9 2005 58.07
10 2006 91.02 11 2007 49.40 12 2008 182.93
Figura 18. Proyección de las hectáreas cultivadas de ahuyama en el
Quindío desde 1997 hasta 2008.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
años
hect
area
s cu
ltiva
das
deah
uyam
a
169
Otros datos que hay que tener en cuenta son los relacionados con el rendimiento
expresado en toneladas de ahuyama por hectárea cultivada. Para determinar los
datos futuros es indispensable proyectar los antecedentes relacionados en el
cuadro 50. El resultado de la proyección se indica en el cuadro 53.
Cuadro 53. Proyección de los datos rendimiento de cultivos.
PERIODO AÑO Tn/Ha 1 1997 30.97 2 1998 30.00 3 1999 30.01 4 2000 24.82 5 2001 24.35 6 2002 19.83 7 2003 18.88 8 2004 16.65 9 2005 14.43
10 2006 12.20 11 2007 9.98 12 2008 7.75
En el cálculo de los datos correspondientes al periodo (2003 – 2008), se aplico el
procedimiento utilizado para regresiones en las cuales el coeficiente de correlación
es cercano a 1. En este caso la mejor regresión aplicada es la lineal, donde el
coeficiente de correlación es: R2 :0.899.
Una vez obtenidos los datos proyectados de hectáreas cultivadas y rendimientos
del cultivo es necesario estimar las toneladas, dispuestas por los cultivos del
Quindío desde 1997 hasta el 2008. En el cuadro 54 y en la figura 19 se indica la
proyección total del cultivo.
170
Cuadro 54. Proyección total del cultivo
AÑO PERIODO Ha. CULTIVADAS
TONELADAS Tn/Ha
1997 1 41.40 1282.00 30.97 1998 2 129.60 3888.00 30.00 1999 3 44.20 1326.60 30.01 2000 4 66.40 1647.75 24.82 2001 5 34.60 842.50 24.35 2002 6 123.20 2442.50 19.83 2003 7 49.66 671.00 18.88 2004 8 162.86 2711.98 16.65 2005 9 58.07 837.74 14.43 2006 10 91.02 1110.68 12.20 2007 11 49.40 492.95 9.98 2008 12 182.93 1418.47 7.75
Figura 19. Proyección total del cultivo.
0,00500,00
1000,001500,002000,002500,003000,003500,004000,004500,00
1995 2000 2005 2010
años
proy
ecci
on to
tal.
171
ANEXO 20
PLANO 6. PLANO GENERAL DE LA PLANTA
173
ANEXO 21
CUADROS RESUMEN DE EVALUACIÓN ECONOMICA
DESDE LA PAGINA 174 HASTA LA 185
174
RECEPCION LAVADO PELADO QUIMICO
DESEMILLADOPICADODESHIDRATADO
MOLIENDA TAMIZADO EMPACADO
1035 kg de ahuyama fresca AHUYAMA
1035 kg de ahuyama fresca
220.3 kg de impurezas + agua
527.37 kg de solución química al 4%
1024.65 kg de ahuyama fresca
573.45 kg de cáscara + sol. Quím.
978.54kg de ahuyama pelada
840 kg de ahuyama picada
138.54 kg de semilla y fibra
840 kg de pulpa
210 kg de agua
84 kg de deshidratado 7% humedad
B
A
C
D
E
F
G
H
IJ
Xk: 0.93 Yk_ 0.07
L M
Z = 357.528 kg de agua
W= 380.4 kg de sólidos Xw = 0.17 Yw = 0.83
83.16 kg de harina
1% perdidas
82.329 kg de harina
1% perdidas
A
PQ
K
ALMACENAMIENTO
EmpaqueO 82.329 kg de harina
empacada
175
Cuadro 55. Proyección de costos y gastos GASTOS FINANCIEROS AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6 Saldo inicial 120.422.440 115.302.723 109.261.457 102.132.763 93.720.905 83.794.912 72.082.240Abono capital 5.119.717 6.041.266 7.128.694 8.411.859 9.925.993 11.712.672Interés anual 18% 21.676.039 20.754.490 19.667.062 18.383.897 16.869.763 15.083.084Amortización 10 26.795.756 26.795.756 26.795.756 26.795.756 26.795.756 26.795.756vr.cuota fija anual -26.795.756 MATERIA PRIMA Ahuyama 273.240 272.100 311.157 361.281 341.708 364.835 Costo ahuyama/kg 150 150 150 150 150 150 Otros insumos 4.800.000 8.709.120 8.709.120 8.709.120 8.709.120 8.709.120Costo Total 45.786.000 49.524.048 55.382.674 62.901.269 59.965.318 63.434.327 DEPRECIACION Inversión inicial 162.155.297 162.155.297 145.939.767 129.724.238 113.508.708 97.293.178 81.077.649Depreciación anual 16.215.530 16.215.530 16.215.530 16.215.530 16.215.530 16.215.530Saldo depreciar 145.939.767 129.724.238 113.508.708 97.293.178 81.077.649 64.862.119Dep.acumulada 16.215.530 32.431.059 48.646.589 64.862.119 81.077.649 97.293.178 SERVICIOS 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 GASTOS LABORALES 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000
176
Cuadro 56. Obtención de precio de venta
ITEMS AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6 Materia prima 45.786.000 49.524.048 55.382.674 62.901.269 59.965.318 63.434.327 Servicios 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 Gastos laborales 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 Depreciación 16.215.530 16.215.530 16.215.530 16.215.530 16.215.530 16.215.530 Abonos a capital 5.119.717 6.041.266 7.128.694 8.411.859 9.925.993 11.712.672 Interés anual 21.676.039 20.754.490 19.667.062 18.383.897 16.869.763 15.083.084 Aporte socios (25%) 51.609.617 12.902.404 12.902.404 12.902.404 12.902.404 12.902.404 12.902.404 Total costos 142.499.690 146.237.738 152.096.364 159.614.959 156.679.008 160.148.017 Kgs/producidos 21.648 21.549 22.590 26.229 24.808 26.487 Costos/kgs 6.583 6.786 6.733 6.085 6.316 6.046 Utilidad esperada (30%) 1.975 2.036 2.020 1.826 1.895 1.814 Costo producción 8.557 8.822 8.753 7.911 8.210 7.860 Precio mercado 8.500 8.500 8.500 8.500 8.500 8.500 utilidad /perdida por kg producido -57 -322 -253 589 290 640 TOTAL INGRESOS 184.008.000183.166.500 192.015.000222.946.500210.868.000225.139.500
177
Cuadro 57. Flujo de caja durante la vida útil del proyecto con financiación. AÑO 0 1 2 3 4 5 6 Saldo caja año anterior 0 70.626.244 136.672.940 205.709.510 298.158.985 381.465.911INGRESOS Préstamo 120.422.440 0 0 0 0 0 0Aporte socios 51.609.617 0 0 0 0 0 0Ingresos Ventas 0 184.008.000 183.166.500 192.015.000 222.946.500 210.868.000 225.139.500Total ingresos 172.032.057 184.008.000 253.792.744 328.687.940 428.656.010 509.026.985 606.605.411 EGRESOS inversión 172.032.057 0 0 0 0 0 0 costo de ventas 45.786.000 49.524.048 55.382.674 62.901.269 59.965.318 63.434.327gastos laborales 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000Intereses anuales 21.676.039 20.754.490 19.667.062 18.383.897 16.869.763 15.083.084Abonos capital 5.119.717 6.041.266 7.128.694 8.411.859 9.925.993 11.712.672Servicios 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000Total egresos 172.032.057 113.381.756 117.119.804 122.978.430 130.497.025 127.561.074 131.030.083 Superavit / deficit 0 70.626.244 136.672.940 205.709.510 298.158.985 381.465.911 475.575.328saldo requerido caja 0 0 0 0 0 0 0Saldo final caja 0 70.626.244136.672.940205.709.510298.158.985381.465.911475.575.328
178
Cuadro 58. VPN y TIR, con financiación.
INGRESOS AÑO 0 AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6 Préstamo inversión 120.422.440 0 0 0 0 0 0Aporte socios 0 Ventas 184.008.000 183.166.500 192.015.000 222.946.500 210.868.000 225.139.500TOTAL INGRESOS 120.422.440 184.008.000 183.166.500 192.015.000 222.946.500 210.868.000 225.139.500 EGRESOS Inversión 172.032.057 Costo ventas 45.786.000 49.524.048 55.382.674 62.901.269 59.965.318 63.434.327Gastos administ y vtas 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000Intereses 21.676.039 20.754.490 19.667.062 18.383.897 16.869.763 15.083.084Abonos capital 5.119.717 6.041.266 7.128.694 8.411.859 9.925.993 11.712.672Servicios 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000TOTAL EGRESOS 172.032.057 113.381.756 117.119.804 122.978.430 130.497.025 127.561.074 131.030.083 FLUJO NETO -51.609.617 70.626.244 66.046.696 69.036.570 92.449.475 83.306.926 94.109.417VPN 12%266.943.077234.543.157 TIR 136% 136%
179
Cuadro 59. Estado de pérdidas y ganancias proyectado con financiación
AÑO 0 AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6 Ventas 184.008.000 183.166.500 192.015.000 222.946.500 210.868.000 225.139.500Costo ventas 45.786.000 49.524.048 55.382.674 62.901.269 59.965.318 63.434.327Utilidad bruta 138.222.000 133.642.452 136.632.326 160.045.231 150.902.682 161.705.173Gastos administrativos 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000servicios 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000Depreciación 16.215.530 16.215.530 16.215.530 16.215.530 16.215.530 16.215.530Utilidad operacional 81.206.470 76.626.922 79.616.797 103.029.702 93.887.152 104.689.644Gastos financieros 21.676.039 20.754.490 19.667.062 18.383.897 16.869.763 15.083.084utilidad antes impuesto 59.530.431 55.872.432 59.949.734 84.645.804 77.017.389 89.606.560Impuestos (30%) 30% 17.859.129 16.761.730 17.984.920 25.393.741 23.105.217 26.881.968Utilidad Neta 41.671.302 39.110.703 41.964.814 59.252.063 53.912.172 62.724.592
180
Cuadro 60. Balance general proyectado con financiación. ACTIVOS AÑO 0 AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6 Corrientes: Disponible 9.876.760 70.626.244 136.672.940 205.709.510 298.158.985 381.465.911 475.575.328 Total corriente 9.876.760 70.626.244 136.672.940 205.709.510 298.158.985 381.465.911 475.575.328 Activos fijos: Vehiculos, equipo, maquinaria 162.155.297 162.155.297 162.155.297 162.155.297 162.155.297 162.155.297 162.155.297 Depreciación acumulada 16.215.530 32.431.059 48.646.589 64.862.119 81.077.649 97.293.178 Total activos fijos 162.155.297 145.939.767 129.724.238 113.508.708 97.293.178 81.077.649 64.862.119 otros activos TOTAL ACTIVOS 172.032.057216.566.011266.397.178319.218.218395.452.164462.543.560540.437.447 PASIVOS corrientes Obligaciones financieras 120.422.440 115.302.723 109.261.457 102.132.763 93.720.905 83.794.912 72.082.240 Impuestos por pagar acumulados 17.859.129 34.620.859 52.605.779 77.999.521 101.104.737 127.986.705 TOTAL PASIVOS 120.422.440133.161.852143.882.316154.738.543171.720.425184.899.649200.068.945 PATRIMONIO capital 51.609.617 41.732.857 41.732.857 41.732.857 41.732.857 41.732.857 41.732.857 utilidad o perdida 41.671.302 39.110.703 41.964.814 59.252.063 53.912.172 62.724.592 Utilidad acumulada 41.671.302 80.782.004 122.746.818 181.998.881 235.911.054 TOTAL PATRIMONIO 51.609.617 83.404.159 122.514.861 164.479.675 223.731.738 277.643.911 340.368.502 TOTAL PASIVO Y PATRIMONIO 172.032.057216.566.011266.397.178319.218.218395.452.164462.543.560540.437.447
181
Cuadro 61. Indicadores financieros con financiación
INDICADORES FORMULA AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6 1. LIQUIDEZ 1.1. CAPITAL TRABAJO AC-PC -62.535.608-7.209.37650.970.967126.438.560196.566.262275.506.384 1.2. LIQUIDEZ AC/PC 0,5 0,9 1,3 1,7 2,1 2,4 3.1. NIVEL ENDEUDTO Total pasivos/activos totales 0,61 0,54 0,48 0,43 0,40 0,37 3.2.SOLVENCIA TOTAL Ptrimonio/ACTIVO FIJO 0,57 0,94 1,45 2,30 3,42 5,25 4. RENTABILIDAD 4.1.MARGEN BRUTO UTILIDAD utilidad bruta/vtas netas 75% 73% 71% 72% 72% 72% 4.2. MARGEN OPERACIONAL utilidad operativa /vtas netas 44% 42% 41% 46% 45% 46% 4.3.. MARGEN NETO DE UTILIDAD utilidad neta/vtas netas 23% 21% 22% 27% 26% 28% 4.4. RENDIMIENTO ACTIVO TOTAL utilidad neta/activo total 19% 15% 13% 15% 12% 12% 4.5.RENDIMIENTO DEL PATRIMONIOutilidad neta / patrimonio 50% 32% 26% 26% 19% 18% 5. SISTEMA DUPONT 5.1. RENTABILIDAD SOBRE VTAS utilidad neta /vtas 23% 21% 22% 27% 26% 28% 5.2. ROTACION ACTIVOS vtas /activos totales 0,85 0,69 0,60 0,56 0,46 0,42
182
Cuadro 62. Flujo de caja durante la vida útil del proyecto sin financiación.
AÑO 0 1 2 3 4 5 6 Saldo caja año anterior 0 97.422.000 190.264.452 286.096.778 405.342.010 515.444.691INGRESOS Prestamo 0 0 0 0 0 0 0Aporte socios 172.032.057 0 0 0 0 0 0Ingresos Ventas 0 184.008.000 183.166.500 192.015.000 222.946.500 210.868.000 225.139.500Total ingresos 172.032.057 184.008.000 280.588.500 382.279.452 509.043.278 616.210.010 740.584.191 EGRESOS Inversion 172.032.057 0 0 0 0 0 0 costo de ventas 45.786.000 49.524.048 55.382.674 62.901.269 59.965.318 63.434.327gastos laborales 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000Intereses anuales 0 0 0 0 0 0Abonos capital 0 0 0 0 0 0Servicios 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000Total egresos 172.032.057 86.586.000 90.324.048 96.182.674 103.701.269 100.765.318 104.234.327 Superavit / deficit 0 97.422.000 190.264.452 286.096.778 405.342.010 515.444.691 636.349.865saldo requerido caja 0 0 0 0 0 0 0Saldo final caja 0 97.422.000190.264.452286.096.778405.342.010515.444.691636.349.865
183
Cuadro 63. VPN y TIR del proyecto sin financiación.
INGRESOS AÑO 0 1 2 3 4 5 6 Préstamo inversión 0 0 0 0 0 0 0Aporte socios 0 Ventas 184.008.000 183.166.500 192.015.000 222.946.500 210.868.000 225.139.500TOTAL INGRESOS 0 184.008.000 183.166.500 192.015.000 222.946.500 210.868.000 225.139.500 EGRESOS Inversión 172.032.057 Costo ventas 45.786.000 49.524.048 55.382.674 62.901.269 59.965.318 63.434.327Gastos administ y vtas 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000Intereses 0 0 0 0 0 0Abonos capital 0 0 0 0 0 0Servicios 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000TOTAL EGRESOS 172.032.057 86.586.000 90.324.048 96.182.674 103.701.269 100.765.318 104.234.327 FLUJO NETO -172.032.057 97.422.000 92.842.452 95.832.326 119.245.231 110.102.682 120.905.173VPN 12%256.688.905 TIR 54%
184
Cuadro 64. Estado de pérdidas y ganancias proyectado sin financiación.
AÑO 0 1 2 3 4 5 6 Ventas 184.008.000 183.166.500 192.015.000 222.946.500 210.868.000 225.139.500Costo ventas 45.786.000 49.524.048 55.382.674 62.901.269 59.965.318 63.434.327Utilidad bruta 138.222.000 133.642.452 136.632.326 160.045.231 150.902.682 161.705.173Gastos administrativos 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000 38.400.000servicios 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000 2.400.000depreciación 16.215.530 16.215.530 16.215.530 16.215.530 16.215.530 16.215.530Utilidad operacional 81.206.470 76.626.922 79.616.797 103.029.702 93.887.152 104.689.644Gastos financieros 0 0 0 0 0 0utilidad antes impuesto 81.206.470 76.626.922 79.616.797 103.029.702 93.887.152 104.689.644Impuestos (30%) 30% 24.361.941 22.988.077 23.885.039 30.908.910 28.166.146 31.406.893Utilidad Neta 56.844.529 53.638.846 55.731.758 72.120.791 65.721.006 73.282.751
185
Cuadro 65. Balance general proyectado sin financiación. ACTIVOS AÑO 0 1 2 3 4 5 6 Corrientes: Disponible 0 97.422.000 190.264.452 286.096.778 405.342.010 515.444.691 636.349.865 Total corriente 0 97.422.000 190.264.452 286.096.778 405.342.010 515.444.691 636.349.865 Activos fijos: Vehiculos, equipo, maquinaria 162.155.297 162.155.297 162.155.297 162.155.297 162.155.297 162.155.297 162.155.297 Depreciación acumulada 16.215.530 32.431.059 48.646.589 64.862.119 81.077.649 97.293.178 Total activos fijos 162.155.297 145.939.767 129.724.238 113.508.708 97.293.178 81.077.649 64.862.119 otros activos TOTAL ACTIVOS 162.155.297243.361.767319.988.690399.605.486502.635.188596.522.340701.211.983 PASIVOS corrientes Obligaciones financieras 0 0 0 0 0 0 0 Impuestos por pagar acumulados 24.361.941 47.350.018 71.235.057 102.143.967 130.310.113 161.717.006 TOTAL PASIVOS 0 24.361.941 47.350.018 71.235.057102.143.967130.310.113161.717.006 PATRIMONIO capital 162.155.297 162.155.297 162.155.297 162.155.297 162.155.297 162.155.297 162.155.297 utilidad o perdida 56.844.529 53.638.846 55.731.758 72.120.791 65.721.006 73.282.751 Utilidad acumulada 56.844.529 110.483.375 166.215.132 238.335.924 304.056.930 TOTAL PATRIMONIO 162.155.297 218.999.826 272.638.672 328.370.429 400.491.221 466.212.227 539.494.977 TOTAL PASIVO Y PATRIMONIO 162.155.297243.361.767319.988.690399.605.486502.635.188596.522.340701.211.983
186
Cuadro 66. Indicadores financieros sin financiación.
INDICADORES FORMULA AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 AÑO 6
1. LIQUIDEZ 1.1. CAPITAL TRABAJO AC-PC 73.060.059142.914.434214.861.722303.198.042385.134.578474.632.8591.2. LIQUIDEZ AC/PC 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 3,93.1. NIVEL ENDEUDTO Total pasivos/activos totales 0,10 0,15 0,18 0,20 0,22 0,233.2.SOLVENCIA TOTAL Ptrimonio/ACTIVO FIJO 1,50 2,10 2,89 4,12 5,75 8,32 4. RENTABILIDAD 4.1.MARGEN BRUTO UTILIDAD utilidad bruta/vtas netas 75% 73% 71% 72% 72% 72%4.2. MARGEN OPERACIONAL utilidad operativa /vtas netas 44% 42% 41% 46% 45% 46%4.3.. MARGEN NETO DE UTILIDAD utilidad neta/vtas netas 31% 29% 29% 32% 31% 33%4.4. RENDIMIENTO ACTIVO TOTAL utilidad neta/activo total 23% 17% 14% 14% 11% 10%4.5.RENDIMIENTO DEL PATRIMONIO utilidad neta/patrimonio 26% 20% 17% 18% 14% 14% 5. SISTEMA DUPONT 5.1. RENTABILIDAD SOBRE VTAS utilidad neta /vtas 31% 29% 29% 32% 31% 33%5.2. ROTACION ACTIVOS vtas /activos totales 0,76 0,57 0,48 0,44 0,35 0,325.3 RENDIMIENTO DE LA INVERSION5.1 * 5.2 0,23 0,17 0,14 0,14 0,11 0,10