PROCESOS QUIMICOSTRABAJO COLABORATIVO 2

GRUPO NÚMERO: 32569_41

Presentado por:NILSON GARCIA ABELLOCOD: 93409683

YESID FABIAN CASTELLANOS TORRES, CODIGO: 80.799.380JOSE ANTONIO GOMEZ, CODIGO:

DIANA MARCELA RICO, CODIGO:1118545372FRANCIA ELENA MENA C, CODIGO: 42.151.955

Presentado a: WILLIAM MOSQUERA 

(TUTOR)

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA -UNAD-ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA INDUSTRIALBOGOTA

2010

INTRODUCCION

Pertenece este trabajo a la realización del trabajo colaborativo numero dos del curso académico procesos químicos, el cual contiene una aplicación de todas las temáticas del curso de procesos químicos, demostrando así la importancia y aplicabilidad de los Procesos Químicos en la disciplina profesional que estamos ejerciendo.

En este trabajo se retoma el producto escogido en el colaborativo uno, es decir la mantequilla, a este producto se le han determinado los balances energéticos, determinación de Costos, Equipos necesarios, Tamaño de Planta, análisis de resultados y Conclusiones del trabajo.

Es necesario recordar el proceso de producción de la leche ya que en este trabajo se vuelve a tener en cuenta para poder sacar los costos de producción teniendo en cuenta el valor de las materias primas y utilización de maquinaria empleada en el proceso.

OBJETIVOS

Elaborar una investigación sobre la producción de un producto químico específico a escoger por parte del grupo colaborativo en el que realice una aplicación de todas las temáticas del curso de procesos químicos, demostrando así la importancia y aplicabilidad de los Procesos Químicos en su disciplina formativa.

Promover la participación en grupo a través de la plataforma para realizar un trabajo con las especificaciones dadas por el tutor.

Entregar un trabajo con las especificaciones dadas al pie de la letra, no con el fin de entregar un trabajo solamente, sino con la actitud y aptitud de responder como próximos profesionales.

FASE 2: Cálculo de Balances Energéticos, Determinación de Costos, Equipos necesarios, Tamaño de Planta, análisis de resultados y Conclusiones

El grupo presentara un documento que contenga la continuación del primer trabajo colaborativo donde desarrolle:

El cálculo de los balances energéticos necesarios para el proceso productivo en construcción, determine por completo los costos directos e indirectos de fabricación, calcule los equipos productivos y de apoyo necesarios, con lo anterior dimensione el tamaño aproximado y distribución de planta, el análisis financiero y el análisis de resultados de los dimensionamientos, su interpretación y conclusiones.

El documento debe contener:

Balances de energía (equipos energéticos necesarios para apoyo y producción) Dimensionamiento de planta (conocer el tamaño de la planta para los costos) Distribución de planta (conocer las áreas necesarias para buen desarrollo productivo) Proyección de planta piloto (Como base para optimizar la producción) Estructura de Costos (necesario para desarrollar el análisis financiero) Análisis Financiero (solo un análisis básico para determinar viabilidad y duración) Gráficas (claves para los análisis) Análisis de Resultados e interpretación.

Diseño de planta de producción de mantequilla.

PROCESOS

LECHE CRUDA Es recibida diariamente en cisternas isotérmicas, donde tras ser pesadas y recogida su documentación para establecer su trazabilidad, es sometida a los controles fijados: temperatura, acidez, estabilidad, composición, ausencia de antibióticos, etc.

Tras la descarga, se procede a la limpieza interna de las cisternas mediante la planta C.I.P. de recepción, cuyas concentraciones de limpieza son controladas periódicamente por Calidad.

INGREDIENTES DISTINTOS DE LECHE (Fermentos)

El resto de ingredientes utilizados distintos de la leche: fermentos lácticos, se recepcionan y verifican que cumplen las especificaciones acordadas con el proveedor. Tras la realización de las verificaciones correspondientes, los ingredientes son almacenados convenientemente hasta su utilización conforme a sus especificaciones de conservación. 

HIGENIZACIÓN DESNATADO

Se realiza una centrifugación de la leche: separación de la materia grasa (M.G.) en leche desnatada y nata, de forma que ajustando el % de M.G. mediante las mezclas correspondientes, se consigue "normalizar" o "estandarizar" tanto la leche como la nata hasta alcanzar el valor del % de M.G. deseado. La nata cruda se mantiene refrigerada almacenada en silos refrigerados hasta su utilización.

Todos los equipos: líneas, termizadores, centrifugas y silos, tras su utilización, son sometidos a los procesos de limpieza automática establecidos mediante la planta C.I.P., cuyas concentraciones de limpieza son controladas periódicamente por Calidad

PASTEURIZACIÓN

Para asegurar la eliminación de las bacterias patógenas, la nata se pasteriza utilizando temperaturas de pasterización para eliminar, junto a las bacterias, enzimas que pudieran causar sabores anómalos. El sistema automático informatizado de los equipos controla todos las etapas (tiempos, temperaturas, etc.), complementado por el autocontrol de los operadores y las inspecciones de Calidad, que a su vez verifica las correctas concentraciones de las disoluciones de limpieza.

ENFRIAMIENTO Y ALMACENAMIENTO. CRISTALIZACIÓN

Tras la pasterización, la nata sufre un proceso de cristalización: enfriamiento y almacenamiento en reposo en el que se busca la formación de los cristales de los diversos ácidos grasos del modo más favorable para obtener mantequilla blanda. Esto se consigue combinando la relación tiempo-temperatura de cristalización. 

BATIDO / MALAXADO

La nata sufre un proceso continuo de batido, operación por la cual se transforma la nata (emulsión de grasa en fase acuosa) en mantequilla (emulsión de agua en fase grasa). Para ello sufre un proceso continuo de amasado que facilitan la formación de los típicos "granos" de mantequilla. La grasa se agrupa alrededor de estos granos hasta conseguir una fase grasa continua, separándose de la leche desnatada.

Existe una segunda fase de amasado: malaxado, donde se regula la distribución de las gotas de humedad de toda la masa de la mantequilla y se produce una homogeneización total de la misma.

El proceso depende del % de materia grasa de la nata inicial y de la temperatura de amasado, siendo variable la velocidad del sistema de agitación para adecuarlo a las necesidades de fabricación.

Al final del malaxado se inyectan los fermentos ácidos y aromáticos preparados previamente que le darán las características organolépticas finales.

La dosificación de los fermentos se hace de forma controlada conforme a especificaciones dadas, de manera que regulando el fermento ácido se controla el pH de la mantequilla y regulando el aromático se controla el % de humedad.

Opcionalmente puede fabricarse mantequilla industrial "trazada" (marcada con un colorante a fin de que puedan ser controladas las subvenciones dadas a la misma), en cuyo caso se sustituye la inyección del fermento aromático por un colorante autorizado, beta caroteno el color de las zanahorias, en la dosis establecida, que previamente se habrá diluido en mantequilla fundida.

La mantequilla recién fabricada sale directamente a un depósito cerrado regulador dotado de tornillos agitadores que sirve para unificar la producción, sirviendo de tanque de almacenamiento desde donde se distribuye a las diferentes envasadoras. Todos los equipos: líneas, fermentadores y amasadoras, tras su utilización, son sometidos a los procesos de limpieza establecidos.

ENVASE Y CODIFICACIÓN

Existen distintos tipos de envasadoras en función de los diferentes formatos que fabrica:

- Microtarrinas: el sistema parte de una bobina de material plástico a la que tras aplicarse calor adquiere la forma de la microtarrina, llenándose de mantequilla y sellándose posteriormente mediante un film de aluminio. Existen dos formatos: 8,33 y 12,5 g.  La codificación se realiza por aplicación de calor en el fondo del envase

- Pastillas: la máquina dosifica y empastilla la mantequilla envolviéndola en papel de aluminio. Existen 3 formatos: 125, 250 y 500 g. 

    La codificación se realiza con tinta aplicada sobre el papel de aluminio

- Tarrinas: la máquina dispone de una plataforma circular con diferentes sectores que cumplen las siguientes misiones :tomar las tarrinas ya formadas, Imprimir en el fondo la fecha de fabricación/lote, dosificar y añadir la mantequilla, colocar y soldar una tapa de aluminio y cubrir con una tapa de plástico (a la que se adhiere una etiqueta comercial). Existen 3 formatos: 125, 250 y 500 g.

- Mantequilla industrial: el equipo pesa automáticamente la mantequilla, colocándola dentro de una bolsa de plástico que posteriormente se protege en cajas de cartón. (se utiliza indistintamente para formatos de 5, 10 (mantequilla trazada) y 25 Kg.

Todos los envases son codificados individualmente, ya sea por aplicación de calor en el fondo del envase o utilizando tintas, mediante el marcado de su fecha de consumo preferente y el lote de producción correspondiente lo que facilita en todo momento su trazabilidad. 

EMPAQUETADO Y PALETIZACIÓN

Las unidades de mantequilla envasada (pastillas, tarrinas y bolsa industrial) son condicionadas en cajas de cartón para facilitar su distribución comercial. y colocadas sobre europalets con una estructura predeterminada que asegura su estabilidad.

Una vez formados los palets, son marcados con una etiqueta de colocación automática, que contiene todos los datos útiles para tener perfectamente identificado al palet (tipo de muestra y formato, nº palet, día fabricación/lote, fecha de consumo preferente). Esta etiqueta lleva impresos también los datos en forma de código de barras que es utilizado para facilitar su lectura e identificación de forma automática.

ALMACENAMIENTO Y EXPEDICIÓN

Todos los palets, identificados individualmente con su código de barras, son introducidos en cámaras frigoríficas donde permanecen “retenidos” hasta que Calidad ha verificado que el producto cumple las especificaciones, procediendo entonces a cambiar al estado "liberado", dejando así libertad al Departamento de Expediciones para que efectúe las operaciones de carga en el momento que considere oportuno.

En función de los pedidos recibidos en fábrica, Expediciones establece las cargas de la mantequilla, dando su salida conforme a la fecha de fabricación. 

La expedición se realiza utilizando arcones isotermos o mediante vehículos de transporte a temperatura controlada.

BALANCES DE ENERGIA

La ley de la conservación de la energía establece que la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma (1° Ley de la Termodinámica). La velocidad a la que la energía (U, Ep, Ek) se transfiere a un sistema por los flujos de entrada, más la velocidad con la que entra en el sistema el Q y el W, menos la velocidad con la que se transporta al exterior del sistema dicha energía es igual a la velocidad de acumulación de la energía en el sistema.

Acumulación = Entradas - Salidas

Sistema: masa, material, unidad de un equipo, especificada arbitrariamente para los propósitos de un estudio. Deben definirse sus límites.

a. Abiertos ó con flujo: intercambio de masa.b. Cerrado ó sin flujo: no existe transferencia de masa.

Propiedades: cualquier característica del material que puede ser medida de forma directa o calculada cuando no se puede realizar directamente. Dependen de las condiciones del sistema en un momento determinado y no de lo que haya ocurrido anteriormente. Se dice que una propiedad es extensiva cuando su valor corresponde a la mayoría de los subsistemas en que se puede dividir el sistema principal. Intensiva es aquella propiedad cuyos valores no son aditivos y no varían con la cantidad que hayamos elegido para el estudio.

Estado: es un conjunto material con un determinado conjunto de propiedades en un momento dado. El estado del sistema no depende ni de la forma ni de la configuración del mismo sino sólo de las propiedades intensivas.

Calor: es la parte del flujo de energía total que se transfiere al sistema y que está provocado por diferencias de temperaturas entre el sistema y los alrededores. Se puede transferir de 3 formas:-Conducción.-Convección.-Radiación.

El criterio de signos: positivo cuando el sistema absorbe calor; negativo cuando desprende calor.

El flujo es de T1 y T2; T1>T2

Trabajo: el flujo de energía que surge como respuesta a cualquier cambio que no sea una diferencia de temperatura. Puede ser una fuerza, un torque o un voltaje.Tanto el trabajo como el calor se refieren sólo a cambios en el sistema pero no tiene sentido decir que un sistema contiene una determinada cantidad de calor. El criterio de signos es el mismo del calor.

Energía cinética: es la energía debida al movimiento del sistema con respecto a algún marco de referencia y considerando el sistema como un todo.

Energía potencial: es la energía debida a la posición del sistema en un campo potencial o bien la energía debida a alguna configuración de equilibrio.

Energía interna: es la energía debida al movimiento de las moléculas con respecto al centro de masas del sistema. Es también la energía debida a los movimientos de rotación y vibración, a las interacciones electromagnéticas y a las interacciones de sus componentes atómicas y subatómicas.

Entalpía: H = U + PV El cambio de entalpía y el incremento de energía interna depende solamente del estado inicial y final del sistema. Se dice que ambas son funciones de estado ya que no dependen del camino recorrido.

GRAFICAS PARA LOS ANALISIS

CAMBIOS EN LA CANTIDAD OFERTADA (Qo) Y EN LA CANTIDAD DEMANDADA (Qd) DE LA MANTEQUILLA

CASO PRÁCTICO SOBRE CAMBIOS EN LA CANTIDAD OFERTADA.- (Cambios en la función de la oferta).

La empresa ha decidido subir el precio de su producto (mantequilla) de s/3.80 a s/4.50. ¿Cómo reaccionaran los consumidores?

Interpretación.- Si aumenta el precio de la mantequilla entonces la cantidad ofertada de esta también AUMENTA, ya que a los productores les conviene colocar más de su producto en el mercado con un precio alto.

CASO PRÁCTICO SOBRE CAMBIOS EN LA CANTIDAD DEMANDADA (Cambios en la función de la demanda)

Si el precio de la mantequilla de la mantequilla disminuye. ¿Qué sucederá en el mercado?

Interpretación.-Si el precio de la mantequilla DISMINUYE, esto provocara un aumento en la cantidad demandada, debido a que se convierte en un bien aun más asequible.

FACTORES QUE AFECTAN LA OFERTA DE LA MANTEQUILLA

(Cambio de la función de la oferta)

PRECIO DE LAS MATERIAS PRIMAS.- Las materias primas de la mantequilla son las siguientes:

Crema de Leche Sal Colorante innato

CASO PRÁCTICO

Supongamos que sube el precio de la crema de leche. ¿Qué sucederá en el mercado con la oferta de la mantequilla? .Aumentara o Disminuirá. ¿Por qué?

Interpretación.- Como el precio se mantiene constante y lo que varia es un factor diferente a este, es decir el precio de las materias primas (crema de leche), ocurrirá entonces una disminución en la oferta del bien (cambio de la función), ya que al subir el precio de las materias primas aumentara también los costos de producción, lo que hará que se produzca menos.

TECNOLOGÍA

La tecnología es un factor que afecta la oferta de la mantequilla, hace diez años la tecnología que se le aplicaba a esta era muy deficiente, en la actualidad se una tecnología de punta para la fabricación de estas.

Veamos un ejemplo:

¿Qué sucederá en el mercado si la empresa cambia su tecnología obsoleta por tecnología automatizada?

Interpretación.-Si la empresa mejora en cuanto a tecnología se podrá observar un aumento en la oferta ya que con mejor tecnología se podrá producir en mayor cantidad, mejor calidad y mayor eficiencia.

DISPONIBILIDAD DE MATERIAS PRIMAS.-Cuando al elaborar la mantequilla hace falta un insumo o no se puede conseguir no se podrá llevar a cabo la producción.

CASO PRÁCTICO.-

¿Qué ocurre con la oferta si en la producción de mantequilla no hay suficiente mano de obra y carencia de materia prima?

Interpretación.-Como no hay suficientes recursos ni mano de obra, no se podrá producir adecuadamente, en consecuencia la oferta DISMINUIRA.

COMPETENCIA.- Es un factor importantísimo relacionado con las variaciones en la oferta del bien.

CASO PRÁCTICO:

¿Qué sucederá en el mercado si aumenta la competencia en la producción de mantequilla. Es decir existen muchas empresas que ofrecen este producto?

Interpretación.-Como la competencia ha aumentado en el mercado, esto provocara un cambio en la oferta, es decir que esta se mueva a la izquierda (DISMINUYE).

INTERVENCIÓN DEL ESTADO .-Las empresas productoras de este bien están obligadas a pagar IMPUESTOS para poder llevar a cabo su producción.

CASO PRÁCTICO:

¿Qué ocurre si el estado a decidido disminuir los impuestos a los productores de mantequilla?

Interpretación.-Como los impuestos se reducen, los productores podrán producir más ya que los costos de producción se reducen.

FACTORES QUE AFECTAN LA DEMANDA DE LA MANTEQUILLA

(Cambio de la función de la demanda)

INGRESO DEL CONSUMIDOR.-El ingreso esta referido al ingreso real y nominal que el consumidor posee, el primero se refiere al ingreso resultante de los valores y el segundo con lo que se puede adquirir.

CASO PRÁCTICO:

Supongamos que la mantequilla sea un bien INFERIOR ¿Qué sucederá con la demanda de este bien, Si el ingreso real de l consumidor DISMINUYE?

Interpretación.- Como el ingreso real el consumidor disminuye y el bien es INFERIOR entonces la demanda va a aumentar ya que si la capacidad adquisitiva es baja no podrá adquirir un bien de mejor calidad.

EQUIPOS UTILIZADOS EN LA ELABORACION DE LA MANTEQUILLA:

Los equipos utilizados para la elaboración de la mantequilla son muy variados. En la siguiente tabla encontramos un listado de los equipos que hemos seleccionado.

EquipoNº de

unidadesCambiadores de calor 12Mezcladores 11Separadores centrífugos 6Torre de secado 1Condensador barométrico 3Reactor de blanqueo 1Filtros-prensa 4Torre desodorizadora 1Separadores de nieblas 2Termocompresor 1Alimentador de partículas sólidas 5Torre de hidrogenación 1Votator 1Unidad refrigeradora 1Bomba de desplazamiento positivo

9

Envasadora 1Cinta transportadora 1

CAMBIADORES DE CALOR

Tienen la finalidad de regular la temperatura del aceite en las diferentes fases del proceso y pueden ser de diversos tipos, principalmente de placas y de haz tubular.Los primeros están constituidos por una serie de placas, con estampado especial, montadas una tras otra. Entre los espacios vacíos que deja libres el estampado pasa el fluido frio y el caliente permitiendo así un buen intercambio termico.

MEZCLADORES

Estos mezcladores son máquinas muy simples que tienen la finalidad de crear un íntimo contacto entre el aceite y los diversos reactivos. Dado que el sistema de trabajo es simple, diremos solamente que deben responder a las aiguientes exigencias:

- Poner en íntimo contacto el aceite y los reactivos sin formar emulsiones de difícil rotura;

- Mantener el contacto por un tiempo determinado, generalmente de 10 a 25 minutos.

- Disponer de un sistema de agitación fácilmente regulable.

- Existen estos tipos de mezcladores pero los utilizados en este proceso son de tipo, ya que las densidades del aceite con los reactivos permiten la fácil rotura de las moléculas para formar una mezcla homogénea.

SEPARADORES CENTRÍFUGOS

Las centrífugas están formados por platos cónicos múltiples que giran entorno a 6000 r.p.m. La mezcla de los líquidos no miscibles entra por el tubo central y desciende hasta la parte mas baja del primer disco, colocado en el fondo.Los dos líquidos se separan, por la acción de la fuerza centrífuga se separan por la acción de la fuerza centrífuga, al pasar a través de las perforaciones del disco.El componente mas pesado desciende por la cara superior del disco, mientras que el mas ligero asciende a lo largo de la cara, como puede observarse en la figura.

El líquido más pesado asciende a lo largo de la pared de la centrífuga y sale por su parte superior. El líquido mas ligero, a su vez, pasa por perforaciones colocadas en la parte superior de los discos y sale de la cámara de la centrífuga.

En los modernos separadores centrífugos tanto la alimentación de la suspensión como la descarga de los productos separados se efectúan bajo presión. En otros términos, toda la zona de separación, discos y tambor, trabajan a presión mas alta que la atmosférica. En estas condiciones se tiene la gran ventaja, en el caso concreto de los aceites y grasas, de evitar el contacto de la sustancia con el oxígeno del aire y al mismo tiempo se eliminan los peligros de formación de espumas en los discos, cosa que se produce fácilmente en las centrifugas con alimentación a boca abierta.

TORRE DE SECADO

Es una torre con un sistema de placas que hace caer el aceite hasta el fondo del equipo bajo la forma de una película de líquido para que junto a la alta temperatura y el vacío provocado, el agua se evapore de forma rápida.

La Figura 12 representa una columna desecadora continua.El funcionamiento del equipo de secado continuo es muy simple:La sustancia grasa a secar entra en el calentador A, donde llega a 70-80 ºC y pasa al deshidratador B, donde hay una presión absoluta de 50-70 mm Hg creada por el condensador barométrico C y la bomba de vacío D. En estas condiciones de temperatura y vacío, el agua se evapora rápidamente. La bomba E, extrae continuamente la sustancia grasa: una válvula de flotador garantiza un nivel constante en el interior del equipo.

FIG: 12. Columna desecadora.

CONDENSADOR BAROMÉTRICO

Para la condensación de los vapores y gases provenientes de las torres de secado, reactores de blanqueo y torres desodorizadoras, se utilizan condensadores barométricos, llamados así porque se colocan a una altura no inferior a la correspondiente a la presión atmosférica expresada en m.c.a., es decir, 10,30 m.

Normalmente se instalan a una cota de 11 metros.La Figura 13 representa un esquema de uno de estos condensadores.Por “A” entran los vapores, que van ascendiendo a medida que se van enfriando y condensando por el contacto con el agua fría que entra por “C” y que cae por los platos. El conducto “B” está conectado con la bomba de vacío y es por donde salen los gases incondensables.Las salidas “D” y “E” permiten evacuar el agua de refrigeración junto son los productos condensables, además de servir como un “sellado” para mantener el vacío en el interior del condensador barométrico.

FIG: 13. Condensador barométrico.

REACTOR DE BLANQUEO

Consta de un cilindro horizontal con un eje giratorio, que lo atraviesa de uno a otro extremo, dotado de paletas para provocar agitación. También dispone de una camisa externa calentada con vapor, para mantener la temperatura adecuada en la decoloración

FILTROS-PRENSA

Son unos separadores de líquidos y sólidos a través de filtración por presión. Utilizan un método simple y confiable para lograr una alta compactación. Son capaces de comprimir y deshidratar sólidos hasta obtener del 25% al 60% en peso de los lodos compactados. Tienen una capacidad que va desde 0,015 a 8,5 metros cúbicos. Se fabrican en acero inoxidable para nuestro caso concreto. Las placas filtrantes desmontables están hechas de polipropileno, y las mallas pueden

ser de tipo selladas, no selladas o membranas de alta resistencia. Cuentan con un sistema hidráulico-neumático que puede ser automático o semiautomático. También pueden ser calentados con vapor para filtrar productos con altos puntos de fusión.

TORRE DESODORIZADORA

Está formada por un cilindro envolvente vertical en cuyo interior están montados una serie de platos colocados en cascada unos sobre otros. En el centro de la columna un colector recoge los vapores de destilación que se desprenden de los platos. Cada plato tiene una serie de placas desviadoras que tienen por finalidad hacer recorrer un largo recorrido al producto a desodorizar.Todos los platos, excepto el último, están equipados con serpentines de vapor indirecto a alta presión (40 bar), inyectores de vapor directo u tubos de rebose.El plato más bajo no dispone de serpentín ni de inyector de vapor, estando provisto solamente de un conjunto de intercambiadores donde se efectúa un intercambio de calor entre el aceite desodorizado saliente y el aceite entrante.El esquema de esta torre y su funcionamiento pueden verse en el plano número 5 de la sección del mismo nombre de este proyecto.

SEPARADORES DE NIEBLAS

En las instalaciones desodorizadoras se trabaja a presiones absolutas muy bajas (4-6 mm Hg).A estas presiones el volumen del vapor inyectado alcanza valores muy elevados y por consiguiente la velocidad de paso en los colectores es alta.

A causa de esta velocidad es fácil que este vapor arrastre gotitas de aceite que deben ser recuperadas. Esta recuperación se efectúa con los separadores de nieblas.En muchas plantas se conectan varios separadores en serie con el fin de alcanzar una perfecta separación de los productos recuperables, que son siempre ricos en tocoferoles muy requeridos en la industria farmacéutica.La Figura 13 muestra la sección de uno de estos aparatos, donde “A” es la entrada de vapor, “B” es la salida de vapor, “C” es la salida de condensado y “D” es el relleno, que pueden ser anillos Raschig, por ejemplo.

FIG: 13. Separador de nieblas.

TERMOCOMPRESOR

Para conseguir las presiones absolutas de unos pocos milímetros de mercurio necesarias en la desodorización, y para evacuar el elevado volumen de vapor se hace necesario el uso del termocompresor.Este aparato es una bomba de presión que aprovecha la energía cinética desarrollada por el vapor al pasar de una presión alta a otra más baja.

FIG: 14. Termocompresor.

A: Entrada de vapor de alta presión.B: Entrada de gases del desodorizado.C: Salida de gases y vapor.

El vapor suministrado debe ser siempre seco, porque la presencia d agua en el vapor causa torbellinos en el difusor, con los consecuentes inconvenientes sobre el régimen de aspiración y, por tanto, sobre la presión en los aparatos. Por otra parte el agua condensada puede originar una corrosión rápida en el difusor y en el eyector. Se deben observar los filtros que se colocan antes de las toberas para estar seguros de su eficacia. Una obstrucción en estos filtros puede indicar una presión que no se obtiene en el eyector.Para el control de este equipo de alto vacío es muy útil instalar aparatos de medida antes y después de cada sección (termocomresor, eyector). Controlando estas presiones es fácil determinar su correcto funcionamiento.

ALIMENTADOR DE PARTÍCULAS SÓLIDAS

Es una máquina construida en acero inoxidable cuya función consiste en dosificar los ingredientes en polvo a la vez que facilita su incorporación a los tanques de mezcla. Está provisto de un tornillo sinfín que gira impulsado por un motor eléctrico y su velocidad puede ser regulada con un variador de frecuencia.

TORRE DE HIDROGENACIÓN

Es el punto clave donde se eleva el punto de fusión del aceite a base de la saturación de sus dobles enlaces y consecuente disminución del indice de yodo.Aquí se ponen en contacto las tres fases que intervienen en la reacción: aceite (líquido), hidrógeno (gas) y catalizador (sólido).Es un cilindro vertical con agitación interna y un intercambiador de calor de tipo serpentín para calentamiento o enfriamiento, según vaya transcurriendo la reación y conseguir asi una temperatura constante.

FIG: 15 TORRE DE HIDROGENACIÓN

VOTATOR

Están formados por un bastidor de acero inoxidable y un cilindro de congelación concéntrico, en cuyo interior hay un agitador con cuchillas. Lleva incorporados una entrada y una salida para el amoniaco (refrigerante) y un motor que mueve el agitador central, lo que permite que entre la suspensión agua-aceite y salga la margarina.

FIG: 16 Votator

UNIDAD REFRIGERADORA

Es uno equipo frigorífico cuya función es la de producir frío (necesario para la cámara de conservación de margarina y para el Votator).

BOMBA DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Totalmente construida en acero inoxidable AISI 216, está provista de un tornillo helicoidal que consigue el movimiento de un eje que va conectado a un motor. Tiene un variador de velocidad del eje que permite variar el caudal transferido.

FIG: 17 Bomba de desplazamiento positivo

Su función es la del llenado de los envases. Construida en un fuerte y ligero bastidor con todas las partes expuestas de acero inoxidable. Todo el equipo de llenado está diseñado siguiendo los más altos requisitos higiénicos. Los movimientos principales son mecánicamente sincronizados, mientras que los movimientos secundarios son neumáticos. El sistema de control incluye un microprocesador.

CINTA TRANSPORTADORA

Transporta los envases de margarina desde la envasadora hasta la sala de conservación. Las patas y la estructura están fabricadas en acero inoxidable y consta de un motor eléctrico que hace posible el movimiento de la cinta.

FIG 18 Cinta transportadora

NECESIDADES DE CALOR

DISEÑO DE INTERCAMBIADORES:

Intercambiador de placas para el desgomado:

Datos de cálculo:

Para el cálculo de los intercambiadores, tenemos que conocer las características de los fluidos, que son las siguientes:

leche Agua

M = 0,317 kg/sM = 0,120 kg/s

CP = 1970 Julios/kg.ºC CP = 4184 Julios/kg.ºCTfe = 18 ºC Tce = 95 ºCTfs = 70 ºC Tcs = ¿?

Calor necesario:

LLa leche viene del tanque de almacenamiento a una temperatura

aproximada de 18 ºC y para el desgomado necesitamos elevar esta temperatura hasta los 70 ºC.

El fluido calefactor que usaremos será agua a 95 ºC proviniente de la condensación del vapor de otros procesos.

Q = Calor intercambiado

M = Flujo másico

CP = Calor específicoT = Diferencia de temperatura entre la entrada y la salida del fluido

Q = 0,317 (kg/s) . 1970 (J/kg.ºC) . (70-18) = 32487,822 Wattios

Suponemos un rendimiento del intercambiador del 85 %, entonces el calor será:

32487,822/0,85 = 38220,967 Wattios

Cálculo del intercambiador:

Este cálculo consiste en hallar la superficie necesaria de intercambio para que la energía térmica pase de un fluido a otro.

K = Constante de transferencia térmica

S = Superficie de transferenciaTln = Media logarítmica de temperaturas entre los dos fluidos

Tce = Temperatura de entrada del fluido calienteTfs = Temperatura de salida del fluido fríoTcs = Temperatura de salida del fluido calienteTfe = Temperatura de entrada del fluido frío

Como no conocemos Tcs hacemos un balance térmico al fluido caliente:

38220,967 W = 0,120 kg/s . 4184 J/kg.ºC . (95 – Tcs)ºC

Tcs = 18,875 ºC

Tln = 7,196 ºC

Según el fabricante los intercambiadores tienen una K = 3489,1 Julio/m2.s.ºC

S = 38220,967 W/(7,196 ºC . 3849,1 J/m2.s.ºC) = 1,522 m 2

(1,522 m2)/(0,08 m2/placa) = 19 placas (PG 8/2)

Intercambiador de placas :

Datos de cálculo:

leche Agua

M = 0,310 kg/sM = 0,141 kg/s

CP = 1970 Julios/kg.ºC CP = 4184 Julios/kg.ºCTfe = 70 ºC Tce = 95 ºCTfs = 85 ºC Tcs = ¿?

Calor necesario:

Q = 0,310 (kg/s) . 1970 (J/kg.ºC) . (85-70) = 9160,500 Wattios

9160,500/0,85 = 10777,059 Wattios

Cálculo del intercambiador:

Balance térmico al fluido caliente:

10777,059 W = 0,141 kg/s . 4184 J/kg.ºC . (95 – Tcs)ºC

Tcs = 72,602 ºC

Tln = 5,495 ºC

S = 10777,059 W/(72,602 ºC . 3849,1 J/m2.s.ºC) = 0,562 m 2

(0,562 m2)/(0,08 m2/placa) = 7 placas (PG 8/2)

Intercambiador de placas para la leche en el lavado:

Datos de cálculo:

Leche Agua

M = 0,310 kg/sM = 0,115 kg/s

CP = 1970 Julios/kg.ºC CP = 4184 Julios/kg.ºCTfe = 85 ºC Tce = 95 ºCTfs = 93 ºC Tcs = ¿?

Calor necesario:

Q = 0,310 (kg/s) . 1970 (J/kg.ºC) . (93-85) = 4998,126 Wattios

4998,126/0,85 = 38220,967 Wattios

Cálculo del intercambiador:

Balance térmico al fluido caliente:

4998,126 W = 0,141 kg/s . 4184 J/kg.ºC . (95 – Tcs)ºC Tcs = 85,033 ºC

Tln = 0,478 ºC

S = 4998,126 W/(0,478 ºC . 3849,1 J/m2.s.ºC) = 3,524 m 2

(3,524 m2)/(0,6 m2/placa) = 6 placas (PG 16/7)

ANALISIS FINANCIERO

El análisis financiero dispone de dos herramientas para interpretar y analizar los estados financieros se denominan Análisis horizontal y vertical, que consiste en determinar el peso proporcional (en porcentaje) que tiene cada cuenta dentro del estado financiero analizado. Esto permite determinar la composición y estructura de los estados financieros.

CUENTA VALOR ANALISIS VERTCALCAJA 1000000 (1000000/20000000)*100=5%BANCOS 2000000 (2000000/20000000)*100=10%INVERSIONES 4000000 (4000000/20000000)*100=20%CLIENTES 2000000 (20000000/2000000)*100=10%INVENTARIOS 4000000 (4000000/20000000)*100=20%ACTIVOS FIJOS 6000000 (6000000/20000000)*100=30%DIFERIDOS 1000000 (1000000/20000000)*100=5%TOTAL ACTIVOS 20000000 100%Obligaciones financieras

18000000 (1800000/6000000)*100=30%

Proveedores 30000000 (3000000/6000000)*100=50%

Cuentas por pagar 1200000 (1200000/6000000)*100=20%Total pasivo 6000000 100%Aportes sociales 1000000 (1000000/14000000)*100=71,42%Utilidad del ejercicio 4000000 (4000000/14000000)*100=28,58%Total patrimonio 14000000 100%

Como se puede observar, el análisis vertical de un estado financiero permite identificar con claridad cómo está compuesto.

Una vez determinada la estructura y composición del estado financiero, se procede a interpretar dicha información. Para esto, cada empresa es un caso particular que se debe evaluar individualmente, puesto que no existen reglas que se puedan generalizar, aunque si existen pautas que permiten vislumbrar si una determinada situación puede ser negativa o positiva.

Se puede decir, por ejemplo, que el disponible (caja y bancos) no debe ser muy representativo, puesto que no es rentable tener una gran cantidad de dinero en efectivo en la caja o en el banco donde no está generando Rentabilidad alguna. Toda empresa debe procurar por no tener más efectivo de lo estrictamente necesario, a excepción de las entidades financieras, que por su objeto social deben necesariamente deben conservar importantes recursos en efectivo.

Las inversiones, siempre y cuando sean rentables, no presentan mayores inconvenientes en que representen una proporción importante de los activos.

Quizás una de las cuentas más importantes, y a la que se le debe prestar especial atención es a la de los clientes o cartera, toda vez que esta cuenta representa las ventas realizadas a crédito, y esto implica que la empresa no reciba el dinero por sus ventas, en tanto que sí debe pagar una serie de costos y gastos para poder realizar las ventas, y debe existir un equilibrio entre lo que la empresa recibe y lo que gasta, de lo contrario se presenta un problema de liquidez el cual tendrá que ser financiado con endeudamiento interno o externo, lo que naturalmente representa un costo financiero que bien podría ser evitado si se sigue una política de cartera adecuada.

Otra de las cuentas importantes en una empresa comercial o industrial, es la de Inventarios, la que en lo posible, igual que todos los activos, debe representar sólo lo necesario. Las empresas de servicios, por su naturaleza prácticamente no tienen inventarios.

Los Activos fijos, representan los bienes que la empresa necesita para poder operar (Maquinaria, terrenos, edificios, equipos, etc.), y en empresas industriales y comerciales, suelen ser representativos, más no en las empresas de servicios.

Respecto a los pasivos, es importante que los Pasivos corrientes sean poco representativos, y necesariamente deben ser mucho menor que los Activos corrientes, de lo contrario, el Capital de trabajo de la empresa se ve comprometido.

Algunos autores, al momento de analizar el pasivo, lo suman con el patrimonio, es decir, que toman el total del pasivo y patrimonio, y con referencia a éste valor, calculan la participación de cada cuenta del pasivo y/o patrimonio.

Frente a esta interpretación, se debe tener claridad en que el pasivo son las obligaciones que la empresa tiene con terceros, las cuales pueden ser exigidas judicialmente, en tanto que el patrimonio es un pasivo con los socios o dueños de la empresa, y no tienen el nivel de exigibilidad que tiene un pasivo, por lo que es importante separarlos para poder determinar la verdadera Capacidad de pago de la empresa y las verdaderas obligaciones que ésta tiene.

Así como se puede analizar el Balance general, se puede también analizar el Estado de resultados, para lo cual se sigue exactamente el mismo procedimiento, y el valor de referencia serán las ventas, puesto que se debe determinar cuánto representa un determinado concepto (Costo de venta, Gastos operacionales, Gastos no operacionales, Impuestos, Utilidad neta, etc.) respecto a la totalidad de las ventas.

CONCLUSIONES

Al ver el proceso de formación en el programa de ingeniería industrial, se encuentra, que podemos obtener las herramientas para tomar una determinación que consiste en que somos capaces de crear un negocio o empresa propia.

Sin importar cual sea el negocio o la empresa, podemos aplicarle la misma forma los balances de costos, distribución de planta y demás puntos de vista que tienen que ver con la ejecución de un proceso productivo.

Con la realización de este trabajo se obtuvo la experiencia de planear y presupuestar para que de esta forma se puedan tomar decisiones de tipo profesional, con la seguridad de que se ha hecho un estudio previo para ver la viabilidad del proyecto.

BIBLIOGRAFIA

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Hill

MC CABE. W. (1986) Operaciones Básicas en la Ingeniería Química, Mc Graw Hill

http://www.lechepascual.es/proceso_mantequilla.htm#mante_fermentos

http://www.monografias.com/trabajos58/mercado-mantequilla/mercado-mantequilla2.shtml

Química de los alimentos Ed. Alhambra.