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UNIVERSIDAD RAFAElLANDIVAR

fACULTAD DE INGENIERIA

TECNICO UNIVERSIT ~RIO

EN PRODUCCION-INDUSTRIAl

FORMACION DE UNA PLANTA DE EXTRACCION DE JUGO DE NARANJA

CARLOS ANTONIO lEU lFON

, Guatemala 1997

I. Introducci6n.

II. Objetivos.

INDICE

lit. Generalidades: del PrQducto.

3.1 Caracteristicas delJruto.

3.2 Valor nutritivo~

3.3 Variedades y epocas de produccion.

3.4 Rendimiento de jug,o S~gUR la variedad.

LV. AnaJrsis del Mercado.

V. Planta PrQcesadora.

5.1 Localizacion de la planta.

5.2 Materiales Requer,idos.

5.3' Maqulnaria y-Equipo.

5.4 Person~1.

VI. Descripci6n del pro,ceSQ de extracci6n del jugQ de naranja.

6. 1 Re~pcion-de-Ia-fruta.

6.2 Almacenamiento.

6.3- Lavado.

6.4 Refinacion.

6.5,Mezclado y-Azucarado.

6.6 Concentraci6n.

6'.7' Mezcla del -c_onceotrado.

6.8 C~mgeJado.

VII. ConcJusiones.

VIII. Bibliografia.

INTRODUCCION

La oaranja constituyeun fruto basico en la alimentaci6n del guatemalteco, por su alto contenido de minerales y vitaminas .

Dadas las condiciones de su cultivo y de quienes se dedican a el , es nece&ariodar-a-conocer nllevas tecniCCls paramejorar: su producci6n, ya que la cosechade naranja se vende como fruto durante la estaci6n de producci6n.

Et naranjo dulce es un cultivo originario de la China, Indochina y el Sureste de--Asia~ Su cultivo se ha e-xtendido a otras regiones donde- el· clim91 y la -composlci6n def suelo son aptos para su siembra.

De acuerdo con la_naranja es. dentro de tos productos de hortalizas y frutas, la segunda fuente natural de-vitamina C, cuyosbeneficiosse conocenen la actualictad.

EI tema de la naranja ha side desarrollado. en investigaciones que se refieren a~ su culUvo, la extracci6n del aceite esenciaJ obtenido de su cascalJl y el usa de productos quimicos para el control de plagas.

La-extracci6n del juga de naranja co.nstituye un. procedimiento benefis:ioso para la extracci6n del juga de naranja, constituye una actividad beneficiosapara aquellas personas 0 empresas que estaninteresadas-en inverttr en esta-industria.

PeJmite-establecer procedimientos_adecuados'PQra evaluar Ia-eficjenci~ de los metod os establecidos.

EI siguiente estudio considera la instalaci6n de una planta industrial para proctucir jugQ de nar-anja con~ntradQ proces,andQ {ruta fresca, principalmente de la variedad Vatencia.. Dicho producto se proyecta exportarlo al mercado ete los E&tados Vnisios de America.

La-expQrtaci6n-de juga de naranja puede ser un rengl6n importante para el desarrollo.agroindustrial en Guatemala.

En terminos generales fa mayoria de citricultores 10 componen pequenos y medianos productores, los·cuales trabajan con capitalpr.opio y algunas v~ees, logran financiamiento bancario para iniciar el cultivo.

OBJETIVOS

• Estudiar el proceso de extracci6n~det juga de narpnja.

• Analizar de los requerimientos de calidad, necesarios para obtener un

producto de calidad.

• ReaHzar un analisis det requerimiento del personal que se necesitariayara

la formacion de una planta de-extracci6n de- juga de- naranja.

• Profundizar en el proceso de produccion def jugo ,de~ naranja para obtener

mayor conocimientp .So,br~el mismo.

3.1 Caracteristicas del truto.

Los frutos son de forma oval, tienen de 5.7 a 9.5 cms. medidos~n su

diametro ecuatoriaL Soo de c,olor amarillo" anaranjado Q verde yamarillo en su

punto-de maduraci6n.

Las ,partes principales de la naranja y sus caracteristicas son:

• fl~vedo 0 I;picardio, cuyos constituyentes principales son: pigmentos,

carotenoides~ vitamin as y aceites esenciales.

• Albedo-0 Mesocarpio,_ compuesto principa1mente de: celuJosa,

carbohidratos solubles, protopectina, pectina, aminoacidos y vitaminas.

• Endocarpio 0 porci6n comestibles, compuesto por los-segm~ntos

cubiertos y los sacos dejugo. Los constitu¥entes del Endo_carpi9 son:

celutosa, propectina, pectina, a~ucares, aminoacidos, vitami~s C,

mi-ne(aJes y otros nulrientes.

E~ juga de--estEt-citrico, esrieo en ,carbQhidrato~ glucosa, ff~ctuOSa-. $ucrosa,Jicido citrico, vitamioa C , complejo de vitaminaB.- mineralesy mucbos atros nutrie,l'Ites.

3.2 Valor Nutritivo

EI fruto tiene un valor nutritivo, en su parte comestible, cuya-posici611es la siguiente:

Agua- &7.2 %

Calorias/100

Proteinas

Grasa

Carbohidratos

50

0.9%

0.2%

11 .. 2%

Sus componentes minerales son:

Calcio

F6sfoJQ­

Hierro

3 mg/100

23019/100

QAmg/100

En cuanto- a su contenidQ vitaflJinico

Vitamina_A

> T~min~

Riboflavma

Niacina

Acielo Asc6(bico

t~ U.1.

0.08 r:ngfjOOg.

0.03 mgl100g.

Q.02mgl100g.

4.9 mgl100 g.

3.3 Variedades y epocas de produ9cion

Las variedades y las temporadas de las naranjas en Guatemala.

VARIEDADES

Hamlin

Wasbington

VaJen~ia·

Tardfa

May-Jun-Jul-Ago-Sep-Oct-Nov-Dic-Ene-Feb.

xxxxxxxxxxxxxx -

DISTANCIA DE SlEMBRASEGUN. VARl~AD

Variedad Dis~~ncia

Hamlin Bm. X 8m

Valencia 8m X 10m

Tardia tOm X. .:12 m /

Washington 8m X . .-10 m

Jaffa em x 10m

3.4 Rendimienta de juga segun la varifJdad

Variedad

Jaffa

Valencia

Hamlin

Washington

En relaci6n aLpese total deHruto.

% da)ugo

45

43

27

18

En Gl.{atemala- $~g(Jn el C~n$o, Agropecuario N~cjonal. ( e~ ultimo r€~lizado por el Instituto Na~oDaL de Estadistica ) report6 que las-zonas ete producci6n de naranja corresponden a los departameptQs de:

E.scl!intfa ~4.3%

Izabal 1~.1%

Quetzaltenango t4.6%

Santa Rosa 14.5%

Suchitep-equez 08.5%

Guatemala Q7.2%

, San Marcos 1l5.4% ./

RetalhuJe~ Q2.9%

Otros- 04.5%

La.zona Sur-Occidental t~ne ala fecha I;Jntota~d~5-200 ~~~s en producci6n 0 sea 800,800pl~ntas.

Informaci6n relacionada con los citricos en. Guatemala, realizada por el Pro¥,ecto

Desarrollo de la Fruticultura del Programa MOSCAMED, reporta que. eneb, ana ,- '

1990 La producci6n de naranla fue de 74,282-T.M,

ANALI$IS DE~ MERCADO

Actualmente, en Guatemala se ha comenzado adesarroltar-lalndustria de la producci6n de juga de naranja, el cual es cORsumido en grandes cantidades dentro,del mercado interno y cuya demanda \(a en aumento.

La exportaci6n de la naranja como fnita fresca se realiza con los Pfises fronter~zos- como, Honduras,_ EI Salvador y parte Sur de M~xico. -

La formaci6n- de una planta de extracci6n de juga de naranja perrnitira acceso- a un mercado mas amplio-y estable- de la-producci60 de citric,os, Y9 que de esta-forma se Ie permitira at consumidor contar con rnejores_ opcio[1~s de' compra.

PLANTA PROCESADORA

5.1 Localizaci6n de la P-Ianta.

Un. aspecto importante de aste proceso es que laJruta debe ser procesada

entre tas· 8 y 10· hQras despue~ de realizado at .corte.

Es necesario contar con un centro de acopiO.con tas slgu~ntes

caracteristicas:.

Agua.

Energia etectrica.

Top.ografia aprQpiada.

Vias. de- acceso.

Combustibles.

Mana de. obra.

Medias de eomunicaci6n.

5.2 Materiales Requeridos.

A) Materia Prima.

La materia prima es lanaranja recrim cortada en su punto de madur~ci6n,

a la cual se Ie extrae el juga y posteriormente este es conceotrado. J

Se estima que de las variedades de naranja cultivadas en esta zoga se

puede extraer juga en un rango de 44-50% en p.eso, COrl un contenido de s6!idos

entre 1-1-12%.

De acuerdo a la eficiencja del proceso de concentraci6n de cada C9ja de

4Q8 kilos de naranja~ sa obtiene.n 3.54 kilos de. jug.o a 65 gradas. Brix.

A continuaci6n se presentan datos tecnicos·de la variedad Valenc.a, qI,Je es

la. mas utiUzClda.

VariedCld:

Peso. Pl=omedio-

% de jug 0

Cosec.ha por arbol

Rendimiento:

Valencia /

273 gf~mos

43

1:,000 unfdades

1 caja GOntieoe- un promedio de 150 unidades.

La densidad del juga concentrado a 65 grados Srix =-1-.358 kHo§lIitro.

b) Envases.

EI juga praducjdo (concentraday congelado) es envasado:en S8CO_S ~bles

de poUetilen~ los que a su... vez, son colocados..eR-barriles... daacerQinoxi.da.Qie de 55 galones de capac!dad . .

B emdo deljug..a hacia una.planta de. raconstituci6n y- envasado. final se hace en contenedores. refrigerados.

C) Etiquetas.

B producto en'lasado a granel, debe lJevar unaetiqueta, La cuat cont~dra

Is informacion sobrala-conceRtracion (grado Brix) (1) su peso y su procedencia.

(1) Grado Srix. TantO-PQf Ciento desucrosaen peso contenido en unasol,,!cion.

Tambien se refiere- al porcentaje de s6lidos- solubles...cantenidos

en unasoJucion.

5.3 Maquinaria y Equipo

Existen en el mercado companias especializadasen eJ proce~o de

extraccion de juga de naranja. Dichas companias ofrecen una plants- basica de

acuerdo a la cantidad de fruta fresca a procesar.

Equipo basico:

1) Equipo de manejo de fruta.

2) Extractores FMC Corporation.

3) Equipo de manejo de jugo.

4) Evaporador al vado.

5) Sistema de refrigeracion.

6) Sistema eit3ctrico.

EI diseno para la capacidad de la planta se basa en la operacion de un evaporador al vacio que remueve 9,000 kilos de agua/hora.

Esta capacidad de evaporacion permite procesar 540 cajas de fruta fresca/hora.

Se producen de 3780 a 4320 cajas de fruta fresca al dia.

La planta puede contar con equipo adicional el cual Ie permitira mejor aprovechamiento de los recursos secundarios.

Este equipo puede ser:

• Unidad de esencia en evaporador.

• Recuperacion de aceite de la cascara.

• Sistema de recuperacion de la pulpa.

• Sistema de cascara prensada.

• Sistema de procesamiento de alcohol.

Con esta planta se pueden trabajar otras variedades de citricos, tales como:

Mandarina, limon. toronja, lima.

5.4 Personal

Este requerimiento de personal es aplicable para empresas desde 40 trabajadores.

Con un turno normal de 8 horas,

A) Mano de obra directa.

La planta para su operaci6n requiere del siguiente personal, de acuerdo a cada secci6n:

Recepci6n de la fruta:

1 encargad.o de recepci6n y almacenamiento.

1 ayudante.

1 encargado-de lavado de jruta.

Producci60 de jugo:

4 seleccionadoras de fruta que va a extracci6n.

1 encargado de extractores.

1 ayudante.

1 encargado de evaporador.

2 ayudantes.

1 encargado de refrigeraci6n.

1 ayudante.

8) Mano de obra indirecta.

1 supervisor de planta.

1 encargado de control de ~idad .

1 encargadQ de bodega.

3 aYl.Idantes.

2 laboratorist~s.

1 encargadD de mantenimiento.

1 ayudante.

1 secretaria.

4 guardianes.

C) Administracion.

1 ger:ente-general.

1 secretaria de gerencia.

1 contador general.

2 auxiHares de contabilidad.

1 secretaria de contabi~dad.

t conse~,e.

1 mem~ajero~

O}Ventas.

1 supervisor de, vel'ltas.

2 yendedares..

DESCRIPCJ.ONDEL.PROCESO DE EXTRACCION DEL JUGO DE ~NJA

6.1 ~. deJruta.

La naranja recibida es sometida a un controt de calidad en la que. mediante Ufl- muestreo..estadistioo, se determina las caracteristicas fisicas y quimicas."de la variedad a procesar.

Las caracieristicas- fisicas quese inspeccionan son:

• eltamano,

• e1 grado. de maciyrez,

• los golpes, etc.

6.2 AJmacenamie!lto.

E~ almacenamiemo..deJafrutase hacaen dep6sitClS.- Ios...cuales d,eben tene( su.fi~ente ventiJaci6n y estar secciooacto-ioteriormeote, 10 queevitague la fruta del fondO- esta- sometida. a ex.ce.siva p~si6n.

Cad a dep6sito debe estar ldentificado-con la variedad- de- fruta que coO;tiene

-6.3 Lavado.

L~ fruta provEm.iente-de-losdep~es-semetida a unJavadQ. Es bre.vemente enjabonac:ta con agua que co.ntieoa dele rgente , re.streSlad,a me~ante agua apresi6n(atQruizaci6n); todo esto..se.hacapararemoyer Ia-su~ad.

Lafwtalavadaes Jtevada aJos@@cto(es...ctejugo, por ~i9 ete una bandatraRSportadora.

En este trayeeto sa remue\len.l~s cuelRo~ e~ue aun q.~dan (hQj~s, pedazas. c;lataUa) ~ naranjas ~ vayan n:w.y QCllP-eadas, Esta.o~~ci,6n se hace manualmeRte. At-finat cte-laband~uQ ~et.ecsipnado£-~utor:nattpo de taroano.

6.4 ExtraccJf)1t deJ~ugo.

En esta oper~ci6n se extrae el jugQ dela- nara.nja mediante: maqujparia disenada especific.ament~para est~ uso.

B des.arroilo de. esta industria en E$tado~ Unid~ Ile~a los fabricantes de. este tipo dEtmaquinaria ~disefiar..eQ..Ui}:tos...cad~v~-A1as avanzado9- y eficientes-

Las caracteristicas de estetipo de equipo;son:

• Lograr un ~yor rendimientQ en-Ia cantidad de lugo extrafdo de--cada

fruta;

• Log rat una mayor cantidad,de litrosextraid.os(hora;

• Lograr una mejor calictact cle jug..o. Esta-calidaclse,recono..ce p~r La menor

contaminaci6n de- semillas,...dEt pVlpa ~de c~ quapuedal!evar.

Los. extractores. en la act~ida(f eje.cutao las fuociones de. ~scorte?lar la naranja (pelarla},. e-xtraeLeJ jug.a~ separar.lacort~. las.--.S~tI.laay 1ap.lJlpade la fruta Y2...Qrocesada.

6.5 Reffnaci6n. \

Esta operaclOn tiene como ~rlncipaJ funci6n remover las semittas. peqazos de corteza (cascara) y Ia puI~o membrana con la ~e sa caotamin.6 eJ juga de nara$.dur&nte-la e-xtfacci6a.

Para lIevar a cabo esta operaci6n e.1 u...so d~refjriadores CiS .~ mas convenie.nte-. . Los refinadores..soD.-tamices da funcionamiento--contfnuo.

6.6 Mez.clado y A~uca.r;Jdo.

El jtlgp refiRClckt fiuye a tMques, mezc1adores-construidos--con acero inoxidable_ En estos tal1que.s s...e r..evis..an ro..s gractosJkix, ~idez y-otraS ~racteristicas.

En estaetapa,de la producci6n dejugg concetltrado.... puec:te agr8Q..ar~e un proQucto p~r~ ~~car~rlo y a~i.,.J09.rar un gf~do Brix.deseado Com(mmeq,te, se usa azu~r. El jUQo proctucido.... tie.ne un Bri~dEt 12 grados, e! cual pue.d~ ser pastellrizado, envasada y-vendido aLpQblico.

6~7 Concentracl6n.

EI jUgQda.naumjaeS-bamMado deltanque damezcladar y- pasaa traves de un intercambiador de calor para elevar su temperatU(a antes de lIevarlQ.. a los evaparadores..en dondELea.llev.ado..a unaooncenkaci6n deseada. En el Qa§o del juga concentrado as de 65 grad~ Brix.

EJ tipo de un evaporador al vacio que se usa para la' concentraci6{l del ju~es-enla actualidad, de- 6 etapas y 4 efectos. Durante la concentraciqn, el jugopaSCl. una. sola vez par cada etapa durante un nempa muy corto (cada uDidad puede evaporar de 9,000 a 36..000 Kg;/tJora). .,

Los evaporadores' operan a una temperatura de 93 grados 3...1 on w::ados Centigrados, par 10 que, simuttaneamente, se concentrs e1 juga, se pasteu9za y sa estabiliza la actividad enzimatica En. las UWmas etapas y efec\Ps, la temperatura cae a los 15 grados C. la cantidad deaceite esencial de 1a cascara de naranja que se mezcla 000 el jugQ durante la extraoci6n es. recupE;rada durante laconcentraci6n; ya ~e los evaporadores tienen accesorios p~ra la recuperaci6n del aceite y compuestos volatiles: las arOJTlas. '

. ,

6.8 Mezcla de concentrado.

EI concentrado que viene de los evaporadores, es recolectado en ·tanques de enfriam~nto, cuya temperatura se mantiene alrededor de -1 a t 4 graaos ' Centigrados.

6.9 Congela~

Finaknente, el juga producido a 45 grados Brix 0 a 65 grados BrJx, es envasado y congelad~ a -18 grados Centigrados~ para su comercializacion.

CONCLUSIONES

La extracci6n del juga de la naranja es una industria no explotada 10 cual debe ser aprovechadQ por particulares 0 empresas como una fuente contribuyente para el desarrollo agroindustrial en la linea de exportaci6n para Guatemala.

La industria deJ jugo de la naranja ofrece oportunidades de empleo tanto para mano de obra calificada como mano de obra no calificada, 10 que contribuiria a disminuir el desempleo a nivel nacional.

En el mercado interno, la demand a del juga de naranja es creciente por 10 que se hace necesario tos sistemas de produccion actual.

Una planta productora de jugo de naranja debe contar con los requerimientos- mrnimos y con la ubicaci6n adecuada para que la producci6n impUque beneficio, tanto al productor, como a tos trabajadores. y el consumidor.

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