59562257-CD-0068
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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL ESCUELA DE INGENIERÍA APLICACIÓN DE PRODUCCIÓN MÁS LIMPIA EN UNA INDUSTRIA EXTRACTORA DE ACEITE DE PALMA AFRICANA PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO DE LA ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL AUTOR: GUSTAVO ADOLFO REINOSO HIDALGO DIRECTOR: ING. BOLIVAR IZURIETA Quito DM, Abril 2006
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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
ESCUELA DE INGENIERÍA
APLICACIÓN DE PRODUCCIÓN MÁS LIMPIA EN UNA INDUSTRI A EXTRACTORA DE ACEITE DE PALMA AFRICANA
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENI ERO QUÍMICO DE LA ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
AUTOR: GUSTAVO ADOLFO REINOSO HIDALGO
DIRECTOR: ING. BOLIVAR IZURIETA
Quito DM, Abril 2006
© Escuela Politécnica Nacional 2006 Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo, Gustavo Adolfo Reinoso Hidalgo declaro que este trabajo es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. La Escuela Politécnica Nacional puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
___________________________ Gustavo Adolfo Reinoso Hidalgo
CERTIFICACIÓN
Certifico que el siguiente trabajo fue realizado en su totalidad por el Sr. Gustavo Adolfo Reinoso Hidalgo como requerimiento parcial a la obtención del título de Ingeniero Químico
___________________________ Ing. Bolívar Izurieta
TABLA DE CONTENIDOS
RESUMEN 1
PRESENTACIÓN 3
1. CAPÍTULO 1 : FUNDAMENTO TEÓRICO 5
1.1 Conceptos Básicos De Producción Más Limpia 5 1.2 Esquema de implementación de Producción Más Limpia 7
1.2.1. Fase I: Organización 7
1.2.2. Fase II: Auditoría Inicial.- Ejecución
de balances de masa y energía 8
1.2.3. Fase III: Identificación y selección de las
opciones de mejora del proceso 9
1.2.4. Fase V: Evaluación técnica, económica
y ambiental de las opciones viables de mejora 10
1.2.5. Fase VI: Informe 10
1.3 Descripción de obtención del aceite de palma africana 12
1.3.1. Recepción de materia prima 24
1.3.2. Proceso de cocción o esterilización 24
1.3.3. Proceso de desgranado 27
1.3.4. Proceso de digestión y prensado 28
1.3.5. Proceso de clarificación, recuperación y secado 30
1.3.6. Proceso de extracción de palmiste y
separación de fibra 32
1.3.7. Proceso de generación de vapor 33
1.4 Caracterización del aceite rojo de palma 34
2. CAPÍTULO 2 : PARTE EXPERIMENTAL: Metodología del es tudio 38
2.1. Organización.- Formación del grupo de trabajo, descripción y
diagrama de flujo del proceso de obtención de aceite
de palma africana por parte de la extractora 38
2.2. Auditoría Inicial.- Definición de la línea base, balances de
masa y energía 38
2.3 Identificación y selección de las opciones de mejora viable 41
2.4 Evaluación técnica, económica y ambiental de las opciones de
mejora seleccionadas 41
2.5 Informe 42
3. CAPÍTULO 3: Resultados obtenidos durante el desarrollo
del proyecto 43
4. CAPÍTULO 4: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 103 BIBLIOGRAFÍA 108 ANEXOS 111
ANEXO 1: Diagrama de implantación y Diagrama de flujo 112 ANEXO 2: Cálculo de balances de masa y energía 115
ANEXO 3: Cálculos de pérdidas de calor por convección natural y por
radiación, Cantidad de calor y de tiempo ahorrados por
aislamiento de componentes durante el proceso de cocción. 146
ANEXO4: Lista de precios oficiales del aceite rojo de palma,
palmiste y palma africana 155
ANEXO 5: Formularios de control diario de materia prima,
suministros, combustibles y lubricantes; gráfico de aceite
existencia de aceite rojo de palma de primera y segunda
calidad en tanques de almacenamiento 157
ANEXO 6: Capacidades de tanques metálicos de la extractora 164 GLOSARIO 166
LISTA DE TABLAS
TABLA
1.1 Ejemplos de cultivos productores de aceites vegetales,
contenido de aceite y rendimiento 13
1.2 Exportaciones ecuatorianas de aceite crudo de palma; Año 2000
Miles de dólares 15
1.3 Exportaciones ecuatorianas de aceite crudo de palma; Año 2001
Miles de dólares 15
1.4 Exportaciones ecuatorianas de aceite refinado de palma; Año 2000
Miles de dólares 15
1.5 Exportaciones ecuatorianas de aceite refinado de palma; Año 2001
Miles de dólares 16
1.6 Superficie, producción y rendimiento de palma africana ecuatoriana 18
1.7 Principales países productores de palma africana 19
1.8 Valores máximos de parámetros de calidad fijados por ANCUPA
y por las industrias compradoras de aceite rojo de palma para
no generar castigo económico al aceite que se está vendiendo 34
3.1 Densidad del aceite de primera calidad y densidad aparente del
palmiste 56
3.2 Características de componentes analizados para determinar
pérdidas calóricas 65
3.3 Datos necesarios para el cálculo de pérdidas calóricas
por convección natural 65
3.4 Pérdidas calóricas por convección durante el proceso
de cocción 66
3.5 Datos necesarios para el cálculo de pérdidas calóricas
por radiación 66
3.6 Pérdidas calóricas por radicación 67
3.7 Datos necesarios para el cálculo de pérdidas calóricas por
refrigeración de agua lluvia 67
3.8 Pérdidas por refrigeración de agua lluvia 67
3.9 Pérdidas calóricas totales estimadas durante el proceso de
cocción en época de verano 68
3.10 Pérdidas calóricas totales estimadas durante el proceso de
cocción en época de invierno 68
3.11 Calor necesario para la cocción de la materia prima;
tiempo de cocción: 1.16 hr 70
3.12 Energía necesaria durante el proceso de cocción de la
materia prima; tiempo de cocción: 1.16 hr 71
3.13 Costos de material de aislamiento requerido 72
3.14 Costo total de aislamiento de la tubería 78
3.15 Costo total de aislamiento del distribuidor de vapor 80
3.16 Número de capas de aislante para autoclaves 81
3.17 Costo de aislamiento de autoclaves 82
3.18 Ahorros de calor y energía obtenidos por el aislamiento
térmico de los componentes durante el proceso de cocción;
tiempo de cocción: 1.16 hr 82
3.19 Pérdidas de calor, costo por calor perdido, calor ahorrado
por aislamiento, costo de aislamiento 83
3.20 Datos necesarios para el análisis económico de la
opción de mejora: aislamiento de tubería de vapor,
distribuidor de vapor y autoclaves 84
3.21 Análisis Flujo de caja descontado del proyecto
considerando la opción de mejora de aislamiento
de tubería de vapor, distribuidor de vapor y autoclaves 86
3.22 Indicadores económicos de la opción de mejora: aislamiento
de tubería de vapor, distribuidor de vapor y autoclaves 87
3.23 Costo de equipos de centrifugación 96
3.24 Datos para el análisis económico de la opción de mejora:
cambio de sistema de clarificación 98
3.25 Consumo de vapor en el proceso de clarificación 99
3.26 Análisis Flujo de caja descontado del proyecto considerando
la opción de mejora de: cambio de sistema de clarificación 100
3.27 Indicadores económicos de la opción de mejora: cambio de
sistema de clarificación 101
3.28 Indicadores económicos de la opción de mejora: cambio de
sistema de clarificación con 1300 toneladas de fruta procesadas
por mes 102
A2-1 Capacidades calóricas de compuestos 126
A3-1 Datos necesarios para cálculo de números adimensionales (autoclaves) 150
A3-2 Datos necesarios para cálculo de números adimensionales (distribuidor) 150
A3-3 Datos necesarios para cálculo de números adimensionales (tubería) 151
A3-4 Datos necesarios para cálculo de números adimensionales (autoclaves) 152
A3-5 Datos necesarios para cálculo de ahorros de calor 153
A3 – 6 Calor, energía y dinero ahorrado por el aislamiento de los componentes 153
A4-1 Precios oficiales de tonelada de aceite rojo de palma, año 2005 156
A4-2 Precios oficiales de tonelada de palmiste, año 2005 156
A4-3 Precios de tonelada de palma africana, año 2005 156
A6-1 Capacidades de tanques metálicos 165
SIGUE……………
LISTA DE GRÁFICOS
GRÁFICO
3.1 Porcentaje de extracción mensual de aceite rojo de primera 59
3.2 Porcentaje de palmiste mensual 60
SIGUE………..
LISTA DE FIGURAS
FIGURAS
1.1 Esquema de implementación de Producción Más Limpia 11
1.2 Porcentaje de participación del aceite crudo de palma en
el PIB del Ecuador 14
1.3 Racimo de fruta de palma africana 17
1.4 Grano de fruta de palma africana 17
1.5 Estructura del grano de fruta de palma africana 18
1.6 Esquema tradicional de obtención de aceite rojo de palma 23
1.7 Sistema de distribución de vapor para el autoclave 25
1.8 Autoclave utilizada para cocción de fruta, de 8 toneladas de capacidad 25
1.9 Descarga de fruta cocinada en un autoclave vertical 26
1.10 Desgranadora 27
1.11 Sistema digestión-prensado de capacidad: 3 toneladas
de mezcla agua-aceite-palmiste y fibra procesadas por hora 29
1.12 Tanques de clarificación de capacidad de procesamiento de
4.5 toneladas de licor de prensa por hora; método tradicional 31
1.13 Tanques de recuperación de aceite, de capacidad de procesamiento
de 33.6 toneladas de lodos por hora; método tradicional 32
1.14 Decantador horizontal para recuperación de aceite,
método moderno 32
1.15 Rompetortas (separación fibra – palmiste) 33
1.16 Caldero para la generación de vapor de 5000 Kg de vapor por hora 34
1.17 Variación del precio internacional por tonelada de
aceite de palma 35
3.1 Espesor óptimo de aislamiento o punto de equilibrio
entre el costo de aislamiento y el costo de calor perdido 72
3.2 Esquema de extracción de aceite rojo de palma mediante
el uso de un decantador horizontal 91
3.3 Equipo necesario para extracción de aceite con el uso
de decantador horizontal 92
3.4 Esquema de extracción de aceite rojo de palma mediante
recuperación de aceite en lodos 94
3.5 Equipo necesario para extracción de aceite con el uso de
decantador horizontal y recuperación en lodos 95
1
RESUMEN
El presente trabajo consiste en la aplicación de los principios fundamentales de
Producción Más Limpia en una industria extractora de aceite rojo de palma africana,
con el objetivo de generar una propuesta de implementación de un programa en su
proceso productivo, aumentando su eficiencia y desempeño.
Igualmente trata de minimizar los desperdicios y optimizar los recursos utilizados
durante el proceso productivo con el fin de poder cumplir las exigencias ambientales
fijadas por las autoridades pertinentes.
Se identificaron veinte opciones de mejora durante el desarrollo del proyecto, de las
cuales dos fueron las escogidas para su análisis más profundo, debido a su impacto
significativo en el proceso productivo. La primera opción de mejora analizada fue el
aislamiento de la tubería que conduce el vapor del caldero hasta los autoclaves donde
se realiza el proceso de cocción. Esto se hizo con objeto de minimizar las pérdidas de
calor por radiación y convección. La segunda opción de mejora analizada fue el
cambio del sistema tradicional de clarificación y recuperación de aceite rojo de palma,
por un sistema continuo, utilizando un decantador horizontal y una centrífuga, para
incrementar el porcentaje de extracción, minimizar las pérdidas de aceite rojo de
palma durante el proceso y disminuir el consumo de agua y de vapor.
La evaluación económica, técnica y ambiental de la propuesta que se presenta,
permitirá a la gerencia de la extractora decidir si implementa o no las acciones
correctivas propuestas, con el objeto de alcanzar las metas planteadas inicialmente.
2
Durante los cinco meses de desarrollo del proyecto, se logró un incremento del
porcentaje de extracción de aceite rojo de palma de 20% a 21.5%, y del porcentaje de
extracción de palmiste desde 8% a 9.3%, así como la optimización de suministros,
lubricantes y combustibles utilizados durante el proceso productivo, los mismos que
permitieron un ingreso de 21,465 USD para la extractora.
3
PRESENTACIÓN
El cultivo de palma africana y el procesamiento de sus frutos, son actividades
productivas importantes para las industrias de extracción de aceite, porque obtienen el
aceite rojo de palma, que es una de las materias primas para la fabricación de jabones,
detergentes, ceras, aceites vegetales comestibles, margarinas e incluso para la
obtención de biodiesel1.
Por sus aplicaciones en la industria, el aceite rojo de palma, ha tomado importancia
económica relevante. Por esto, son varias las industrias extractoras que han sido
creadas durante los últimos 15 años en el país. Los réditos económicos que se
obtienen de la extracción del aceite rojo de palma, son considerables, siempre y
cuando se maneje de forma adecuada el proceso productivo, es decir, si se logra
optimizar el uso de materia prima, suministros, agua y energía, evitando de ésta
manera la generación de desechos y desperdicios, que representen pérdidas
económicas para la empresa.
El proceso de extracción de aceite rojo de palma, es un proceso productivo que afecta
al medio ambiente cuando no se controla cada una de las operaciones que lo
constituyen.
Las razones que se mencionan constituyeron los fundamentos para emprender el
trabajo que aquí se presenta. La Producción Más Limpia se utilizó porque es una
estrategia preventiva, mundialmente aceptada, que minimiza la generación de
desperdicios y desechos, aumentando con ello la eficiencia y competitividad la
empresa que la adopta.
1 Biodiesel: Combustible biodegradable que se obtiene mediante la reacción de una grasa o un aceite (usualmente vegetal) con un alcohol, en presencia de un catalizador. Se obtiene el éster del acido graso que resulta ser el biodiesel, y gracias a un proceso de destilación, se puede obtener glicerina y ácidos grasos como subproductos. No posee compuestos aromáticos ni azufre, por lo que es una alternativa atractiva para reemplazar al diesel extraído del petróleo*
*Nacional Biodiesel Borrad; 1998; Biodiesel Production; http://www.biodiesel.org/pdf_files/fuelfactsheets/Production.PDF (27/03/2006)
4
En este caso el proyecto se desarrolló en una industria extractora de aceite rojo de
palma africana localizada en la población de la Concordia.
Antes de comenzar el trabajo se realizó una auditoria del proceso para establecer una
línea base y poder, a partir de ésta, encontrar opciones de mejora que permitan la
implementación de las acciones correctivas necesarias para incrementar la eficiencia
del proceso productivo.
Hubo gran receptividad por la aplicación de Producción más Limpia en la empresa
debido a su baja eficiencia operativa, la misma que provoca una disminución del
margen de utilidad así también por la contaminación ambiental generada. Estos fueron
los justificativos para emprender en un plan de Producción más Limpia, que también
se requería para cumplir las regulaciones ambientales locales y nacionales, y para
fortalecer la empresa, tornándola más competitiva y eficiente.
5
CAPÍTULO 1: FUNDAMENTO TEÓRICO
1.1 Conceptos Básicos De Producción más Limpia.- [1]
La Producción Más Limpia, se considera una estrategia de prevención tanto en los
procesos productivos, como en los productos obtenidos. Se utiliza con el objeto de
disminuir o minimizar los riegos para el hombre y el medio ambiente. Se la considera
también como un sistema de gestión, para mejorar los procesos productivos,
incrementando la productividad y competitividad.
Por tratarse de una herramienta preventiva la Producción Más Limpia, resulta ser una
inversión. Esto se debe a que permite minimizar la generación de desperdicios gracias
a la optimización en el uso de materias primas y suministros, así como disminuir los
consumos de energía y de agua.
La aplicación de Producción Más Limpia permite que la empresa cumpla con las
normativas locales, regionales y nacionales en cuanto a lo ambiental. Adicionalmente
permite que la industria sea más competitiva. Esto se debe a que al optimizar de
manera adecuada sus procesos productivos, se logre producir con calidad y con costos
operativos menores a las empresas que no trabajan con sistemas de Producción Más
Limpia.
Económicamente, un programa de Producción más Limpia, permite disminuir los
costos en cuanto a remediación y tratamiento de desechos, porque la mejora de los
procesos productivos hace que disminuya la generación de desechos y que se requiera
menor remediación.
6
En cuanto al tema ambiental existe también una gran ventaja, puesto que resulta más
simple hacer un control de desperdicios antes de que se produzcan, es decir, prevenir
su generación en la fuente, antes que tomar acciones cuando ya se los tiene como
descargas en los procesos.
A pesar de las ventajas que tiene la Producción Más Limpia, es común encontrar
resistencia por parte de la gerencia de las empresas, para adoptarla como una política
de empresa.
La aplicación de Producción Más Limpia conlleva la toma de medidas que pueden ser
muy simples, como por ejemplo:
• Emplear materias primas no tóxicas y de mejor calidad, para evitar la
generación de sustancias tóxicas que afecten al medio ambiente y al personal
que trabaja en la empresa.
• Reciclar agua y demás materiales del proceso productivo, para permitir un
adecuado ahorro económico y así evitar los problemas de acumulación de
desperdicios sólidos y tratamientos de efluentes líquidos
• Recuperar energía que pueda desperdiciarse, y reutilizarla, para poder utilizar
menos energía, combustibles, etc.
7
En ocasiones es necesario hacer cambios más profundos, como por ejemplo:
• Rediseñar el producto,
• Cambiar la tecnología de producción
• Cambiar equipos de proceso.
Como resultado del estudio del proceso productivo, en ocasiones se requieren
inversiones considerables con tiempos largos de recuperación de la inversión. Esto,
sin embargo, es más la excepción que la regla, ya que en la mayoría de los casos las
inversiones son modestas, los retornos altos y las recuperaciones rápidas.
De todos modos, a diferencia de las inversiones y de los costos de remediación, que
no producen ningún retorno, las inversiones que se efectúan en Producción Más
Limpia siempre producen retornos dentro de tiempos que son usualmente más cortos
que largos.
1.2 Esquema de implementación de Producción más Limpia
La estructura para la implementación de Producción más Limpia se detalla a
continuación:
1.2.1 Fase I: Organización
En ésta fase la empresa crea, organiza y prepara un equipo de trabajo, que debe
funcionar permanentemente para poder implementar mejoras de manera continua.
8
El equipo debe estar formado por personal, que pueda aportar con información y datos
técnicos del proceso, con información de los inventarios de suministros, materia
prima, etc., que puede ser proporcionada por el jefe de bodega y por una persona con
conocimientos en Producción más Limpia, que debe dirigirlo.
El equipo de trabajo debe cumplir varias tareas, como por ejemplo el de tener el
diagrama del proceso, la distribución en planta y la tecnología de los procesos de la
empresa.
1.2.2 Fase II: Auditoría Inicial.- Ejecución de balances de masa y energía
Posteriormente a la organización del equipo de trabajo, se debe realizar una Auditoría
Inicial, para obtener la línea base del proceso; durante el transcurso de la misma se
debe observar cómo funciona el proceso productivo antes de tomar cualquier medida
correctiva.
Durante la ejecución de la Auditoría Inicial se debe analizar cada operación del
proceso productivo de manera exhaustiva. Esto es necesario para que se puedan
proponer opciones de mejora del proceso con fundamento.
El equipo de trabajo debe realizar una cuantificación de las entradas y salidas de cada
operación del proceso productivo. Esto es necesario para poder contabilizar la
cantidad de materias primas e insumos que entran al proceso, y la cantidad de
productos y desperdicios que salen del proceso.
Para los fines de establecer el balance de materiales es necesario llevar a cabo
cuantificaciones físicas, e incluso estimaciones, para poder reunir la información
necesaria acerca del proceso de producción
9
1.2.3 Fase III: Identificación y selección de las opciones de mejora del proceso
Consiste en determinar donde están los problemas técnicos en el proceso de
producción. Algunos ejemplos son:
• Pérdidas de materiales,
• Generación de desechos,
• Falta de control en entradas o en salidas,
• Ineficiencias.
La identificación de las opciones de mejora es el resultado de una buena auditoría
inicial, sin omisiones de detalles que, por más pequeños que parezcan, pueden incidir
considerablemente la eficiencia del proceso de producción.
El equipo de trabajo debe realizar un análisis de todas las opciones de mejora que se
hayan identificado, y debe seleccionar las que tengan la mayor factibilidad de
implementación de acuerdo a las inversiones que requieran y a la facilidad relativa de
implementarlas.
10
1.2.4 Fase V: Evaluación técnica, económica y ambiental de las opciones viables de
mejora
Durante ésta fase, se deben evaluar las opciones escogidas en la Fase anterior, para
categorizarlas con respecto a su factibilidad técnica, al impacto ambiental que pueden
producir y de su viabilidad económico - financiera.
1.2.5 Fase VI: Informe
Finalmente el equipo de trabajo debe realizar un informe para la gerencia de la
empresa, que describa el trabajo realizado y puntualice sus conclusiones y resultados
del trabajo realizado. Para el informe sirve que la gerencia pueda tomar las decisiones
que estime del caso.
A continuación se presenta un diagrama de bloques que resume de forma gráfica las
fases anteriormente descritas.
11
FASE I:ORGANIZACIÓN(Grupo de Trabajo)
FASE II:AUDITORÍA INICIAL
BALANCE DE MATERIALES
FASE III:IDENTIFICACIÓN Y SELECCIÓN DE OPCIONES DE MEJORA
FASE IV:EVALUACIÓNDE MEJORAS VIABLES
Técnica
Económica
Ambiental
FASE V:INFORME
Figura 1.1: Esquema de implementación de Producción más Limpia
12
Como el presente trabajo, considera la aplicación de un Plan de Producción Más
Limpia, en una industria extractora de aceite rojo de palma africana, se considera
necesario mencionar la palma africana y el proceso utilizado para la extracción del
aceite rojo.
1.3 Descripción de obtención del aceite de palma africana: [2], [3], [5], [6]
La palma africana o Elaeis Guinnensis, pertenece al grupo de las palmáceas. Es una
palmera que alcanza hasta 20 metros de altura y que produce racimos de una fruta de
color rojizo, café y negro.
La palma africana requiere de suelos ricos en humedad, con precipitaciones
constantes. Los niveles de precipitación necesarios para una buena producción de
racimos de fruta son de 1750mm a 2000mm de agua anuales. Por esto es común
sembrarla en zonas tropicales. La capacidad de retención de agua que posee la palma
africana, gracias a la acción de sus raíces, es de 130mm de agua, lo que le permite
mantener la producción de racimos aún en épocas de verano, que es cuando los
niveles de precipitaciones disminuyen.
Las temperaturas más adecuadas para el cultivo de palma son de 23ºC a 27ºC. En éste
rango se obtienen los rendimientos más altos de producción de racimos por palmera.
Nativa del continente africano, ésta palmera se ha introducido en todos los
continentes, porque tiene una importancia económica considerable, ya que de los
frutos de los racimos que produce, se puede extraer un aceite que puede ser
industrializado para distintos usos.
13
Tabla 1.1: Ejemplos de cultivos productores de aceites vegetales, contenido de aceite
y rendimiento 1
Cultivo Tejido con aceite Contenido de aceite %
Rendimiento (Ton aceite /ha sembrada)
Palma de aceite* Mesocarpio 49 3.39 Nabo Semilla 38 0.54 Girasol Semilla 38 0.42 Palmiste Almendra o nuez 49 0.40 Soya Semilla 18 0.35 Coco Copra 60 0.34 Cacahuete** Semilla 50 0.22 Algodón Semilla 16.5 0.13
Nota: * Palma aceitera; ** Cacahuate con cáscara
Se puede extraer dos tipos de aceite:
• Aceite rojo (mesocarpio)
• Aceite blanco o aceite de palmiste (nuez)
El aceite rojo de palma, es usualmente empleado en la elaboración de aceites
vegetales comestibles, por su alto contenido de Vitamina E, tocoferoles y
tocotrienoles, y de Vitamina A cuando no se lo refina; también se lo utiliza para
producir margarinas obtenidas por procesos de hidrogenación del aceite, y para la
producción de jabones, velas y ceras.
El aceite blanco o aceite de palmiste también es materia prima para la elaboración de
jabones que producen excelente espuma debido a su alto contenido en ácido laúrico,
1 ANIAME; Palma de aceite en el sureste de mexicano; http://www.portal.aniame.com/uploads/palmadeaceiteenelsure_61a49.pdf (27/01/2006)
14
también se lo emplea en la elaboración de aceites comestibles y margarinas.
Figura 1.2: Porcentaje de participación del aceite crudo de palma en el PIB del Ecuador 1
A pesar de que la producción de aceite rojo de palma no incide de manera
considerable en el PIB del país como es el petróleo, del banano y del camarón, no se
puede despreciar su contribución al PIB y su importancia por sus distintas
aplicaciones industriales, y porque representa un negocio que genera réditos
económicos interesantes.
En la actualidad se considera que el aceite de palma ha tomado relevante importancia,
al igual que el resto de aceite vegetales, ya que se ha empezado a utilizarlo en la
obtención de Biodiesel. Esta aplicación del aceite se torna adecuada en países donde
no se cuenta con reservas de petróleo, y donde los combustibles deben importarse.
1 ARMENDARIZ, Oscar (Superintendencia de Bancos y Seguros) ; 09/08/2002; Sectorial Palma Africana; https://www.superban.gov.ec/downloads/articulos_financieros/sector%20palma%20africana.pdf (27/01/2006)
15
El aceite de palma se exporta desde en Ecuador como aceite crudo, y como aceite
refinado
Tabla 1.2: Exportaciones ecuatorianas de aceite crudo de palma; Año 2000
Miles de dólares 1
PAÍS Toneladas métricas
% USD %
Reino Unido 13,836.0 96.5 3,776.4 95.3
Colombia 468.3 3.3 171.4 4.3
México 33.4 0.2 14.2 0.4
TOTAL 14,337.7 100.0 3,962.0 100.0
Tabla 1.3: Exportaciones ecuatorianas de aceite crudo de palma; Año 2001
Miles de dólares 2
PAÍS Toneladas métricas % USD. MILES %
Colombia 223.7 85.25 176.2 90.6
Bélgica 38.6 14.71 18.1 9.3
Estados Unidos 0.1 0.04 0.1 0.1
TOTAL 262.4 100.0 194.4 100.0
Tabla 1.4: Exportaciones ecuatorianas de aceite refinado de palma; Año 2000
Miles de dólares 3
PAÍS Toneladas métricas % USD. MILES %
Colombia 2,537.4 57.60 1,361.8 61.4
Venezuela 1,102.0 25.00 385.7 17.4
Perú 433.6 9.80 251.5 11.3
Panamá 333.5 7.60 220.7 9.9
TOTAL 4,406.5 100.0 2,219.7 100.0
1, 2, 3 ARMENDARIZ, Oscar (Superintendencia de Bancos y Seguros) ; 09/08/2002; Sectorial Palma Africana; https://www.superban.gov.ec/downloads/articulos_financieros/sector%20palma%20africana.pdf (27/01/2006)
16
Tabla 1.5: Exportaciones ecuatorianas de aceite refinado de palma; Año 2001
Miles de dólares 1
PAÍS Toneladas métricas % USD %
Panamá 119.4 3.30 85.5 4.1
Colombia 2,478.3 68.20 1,436.0 69.7
Venezuela 950.7 26.20 503.9 24.5
México 85.3 2.30 35.3 1.7
TOTAL 3,633.7 100.0 2,060.7 100.0
Al igual que otras especies vegetales que poseen importancia económica, se han
realizado estudios de genética en la palma africana. Esto ha permitido que se logren
obtener variedades mejoradas de la palmera, para obtener racimos de fruta con mayor
tamaño que permiten extraer de sus frutos, mayores cantidades de aceite. Se han
obtenido variedades que pueden generar mayor cantidad de racimos por ciclo
productivo.
Una vez finalizado el ciclo productivo, que dura quince días, el racimo se encuentra
lista para ser cosechado y luego procesado en las industrias extractoras de aceite.
La palma africana comienza la producción de racimos a los cinco años de haber sido
sembrada, por ello es importante para los palmicultores tener cultivos de distintas
edades, que le permitan obtener una producción continua durante varios años.
El tiempo de producción de racimos es hasta de 25 años, sin embargo es durante el
período comprendido entre los 8 y 15 años de edad de la palma, en donde produce la
mayor cantidad de racimos del tamaño más grande (30 a 40 Kg de peso), pudiendo
obtenerse también la mayor cantidad de aceite posible.
1 ARMENDARIZ, Oscar (Superintendencia de Bancos y Seguros); 09/08/2002; Sectorial Palma Africana; https://www.superban.gov.ec/downloads/articulos_financieros/sector%20palma%20africana.pdf (27/01/2006)
17
Una vez transcurridos 15 años, la manutención de una plantación no resulta rentable
debido a los altos costos de fertilización, fumigación y de mano de obra que se
requieren para realizar la cosecha. Es por esto que una vez sobrepasado este lapso se
debe eliminar la vieja plantación y proceder a la resiembra.
Figura 1.3: Racimo de fruta de palma africana 1
Figura 1.4: Grano de fruta de palma africana 2
1,2 RIEGER, Mark; Marzo 2005; Mark´s fruit crops; http://www.uga.edu/fruit/oilpalm.htm (17/08/2005)
18
Figura 1.5: Estructura del grano de palma africana 1
En el Ecuador se pueden encontrar plantaciones de palma africana en las zonas
aledañas a poblaciones como Quinindé, La Concordia, La Unión, La Independencia,
Joya de los Sachas en el oriente, en la vía Santo Domingo-Quevedo y en los últimos
tiempos, en zonas aledañas a San Lorenzo en la provincia de Esmeraldas.
Tabla 1.6: Superficie, producción y rendimiento de palma africana ecuatoriana 2
AÑO SUPERFICIE SEMBRADA
(Ha.)
SUPERFICIE SEMBRADA
ACUMULADA (Ha.)
SUPERFICIE COSECHADA
(Ha.)
PRODUCCIÓN FRUTA DE
PALMA (Ton)
RENDIMIENTO Ton / Ha
1996 6,693 103,233 87,421 901,685 10.31 1997 10,452 113,686 92,177 1,016,550 11.03 1998 10,000 123,686 96,540 1,154,272 11.96 1999 10,020 133,706 103,233 1,310,654 12.70 2000* 10,044 14,375 113,686 1,339,400 11.78 2001* ND ND 123,686 ND ND 2002* ND ND 133,706 ND ND
* Estimaciones ND No disponible
1 BERGERT, Daniel; 2000; “MANAGEMENT STRATEGIES OF ELAEIS GUINEENSIS (OIL PALM) INRESPONSE TO LOCALIZED MARKETS IN SOUTH EASTERN GHANA, WEST AFRICA” ;Michigan, United States of North America (17/08/2005) 2 ARMENDARIZ, Oscar (Superintendencia de Bancos y Seguros); 09/08/2002; Sectorial Palma Africana; https://www.superban.gov.ec/downloads/articulos_financieros/sector%20palma%20africana.pdf (27/01/2006)
19
Varios países a nivel mundial producen la palma africana, y entre ellos el Ecuador,
porque posee las condiciones óptimas para su cultivo. Los 10 países que más palma
africana producen a nivel mundial se presentan en la Tabla 1.7
Tabla 1.7: Principales países productores de palma africana 1
PAÍS % MUNDIAL DE PRODUCCIÓN Malasia 44 Indonesia 34 Nigeria 6 Tailandia 3 Colombia 2 Costa de Marfil 1 Ecuador 1 Camerún 1 Congo 1 Ghana 1 Otros 6 TOTAL 100
Se puede observar que la producción de la palma africana es monopolizada por
Malasia e Indonesia que poseen el 78% de la producción mundial.
Algunas son las variedades de palma africana que se cultivan a nivel mundial. Sin
embargo, tres son las que merecen tomarse en cuenta por su rendimiento en aceite.
A continuación se mencionan las características de las tres variedades consideradas
por los palmicultores e industrias extractoras de aceite como las más representativas.
1 RIEGER, Mark; Marzo 2005; Mark´s fruit crops; http://www.uga.edu/fruit/oilpalm.htm (17/08/2005)
20
• Variedad pisífera.- Ésta variedad genera frutos sin palmiste, es decir
compuestos únicamente por pulpa.
La pulpa es rica en aceite rojo, sin embargo ésta variedad no es rentable para
una plantación. Los frutos de ésta variedad se consideran “hembras estériles”,
los racimos que se generan durante los primeros años no constituyen materia
prima idónea para la extracción de aceite, porque las industrias extractoras no
compran ésta variedad de fruta por su rápido proceso de maduración.
Ésta variedad se utiliza comúnmente para realizar hibridaciones con la
variedad dura, y generar la variedad conocida comúnmente en el agro como
“tenera”.
• Variedad dura.- Los frutos generados por ésta variedad de palma africana
poseen un tamaño de palmiste grande y una cantidad de pulpa pequeña, lo cual
no resulta beneficioso para un proceso de extracción de aceite rojo.
La cantidad de aceite que puede obtenerse de ésta variedad, oscila entre el
17% y el 18% de extracción (Ver Glosario), lo cual no es rentable para una
extractora de aceite.
Sin embargo, estas características son beneficiosas para la producción de
aceite de palmiste por el tamaño de palmiste que tiene ésta variedad. De lo
dicho anteriormente se debe recordar que, de todos modos, la extracción de
aceite de palmiste está relacionada con la extracción de aceite rojo. Esto se
debe a que el palmiste es un subproducto del proceso de extracción de aceite
rojo.
21
La mayoría de plantaciones de palma africana de ésta variedad, son producto
de una resiembra con frutos de la variedad tenera (que es rica en aceite). Esta
situación es característica de la palma africana, ya que los frutos de una
variedad rica en aceite generan palmas con frutos que poseen menor cantidad
de aceite cuando se realiza una resiembra.
Algunas extractoras, usualmente las más grandes, adquieren ésta variedad de
los palmicultores pequeños, como una estrategia para abarcar la mayor
cantidad posible de clientes, monopolizando el mercado de palma africana.
• Variedad tenera.- Es la variedad ideal para la extracción industrial de aceite
rojo de palma, ya que la cantidad de pulpa es la más grande entre las tres
variedades, y el tamaño del palmiste es el más pequeño. El porcentaje de
extracción es el más alto entre todas las variedades y usualmente varía entre el
20% y 25% de extracción. Por ésta razón es la variedad más cotizada por la
cantidad de aceite de sus frutos.
Usualmente ésta variedad se importa desde Costa Rica, porque Costa Rica
posee una variedad “tenera” muy parecida a la variedad que se siembra en
Malasia, sin embargo ésta variedad ha sido adaptada a condiciones climáticas
del continente americano.
A pesar de que el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias
(INIAP) ofrece semillas certificadas, producidas en sus viveros, es común que
los grandes palmicultores, que son generalmente dueños de las extractoras de
aceite más importantes, importen las semillas.
22
El proceso de extracción de aceite rojo de palma, es un proceso físico en el que no se
utiliza ningún tipo de sustancias químicas porque es un aceite para consumo humano
El esquema básico para la obtención del aceite se puede observar en la Figura 1.6
23
Recepción y calificación de materia prima
Cocción(autoclaves)
Desgranado
Digestión oMalaxación de granos
1000 Kg de racimos
1330 Kg racimos cocidos
Granos de fruta878 Kg
Racimos sin fruta452 Kg
Vapor y agua63 Kg
Prensado
Aceite+Agua+Fibra+Palmiste941 Ton
Torta de prensaFibra + palmiste706 Kg Licor de prensa
562 Kg
Clarificación
Secado
Almacenamiento de aceite
Recuperación
Aceite ( % de humedad)217 Kg
Aceite de primera210 Kg
Aceite, Agua yLodos815 Kg
Aceite recuperado65 Kg
Efluentes delProceso750 Kg
Separación de palmiste y fibra
Almacenamiento de palmiste
Palmiste83 Kg
Generación de vapor (Caldero)
Fibra a quemar420Kg
Agua
Vapor
Vapor624 Kg
Agua405 Kg
Figura 1.6: Esquema tradicional de obtención de aceite rojo de palma
24
1.3.1 Recepción de materia prima.-
El proceso productivo comienza con la recepción de la materia prima.
Toda la materia prima que ingresa a la extractora pasa por un proceso de selección y
calificación adecuadas, para asegurar que la calidad del producto final sea buena.
Luego de una adecuada selección pasa a ser pesada en báscula y posteriormente
transportada hasta la zona de almacenamiento de materia prima, desde donde es
cargada en los autoclaves para el proceso de cocción.
1.3.2 Proceso de cocción o esterilización.-
Los autoclaves trabajan con vapor vivo, que ingresa por un sistema de tubos
perforados que actúan como distribuidores de vapor. Esto permite la cocción, que se
produce mediante el contacto directo de la materia prima con el vapor.
El proceso de cocción consta de tres etapas:
• Desalojo, o “purga”, del aire que se encuentra en el autoclave, que se realiza
mediante la inyección, por uno o dos minutos, de vapor, que se descarga a la
atmósfera de forma inmediata.
• Inundación del autoclave con vapor hasta alcanzar la presión adecuada, que
usualmente se encuentra entre 30 y 40 psig.
• Cocción de la fruta por un tiempo determinado, que depende de la materia
prima que se procesa. Por ser la variedad tenera ideal para la extracción de
aceite, el tiempo total del proceso de cocción suele durar entre 55 minutos y 1
hora, a contarse desde la purga de aire.
25
Figura 1.7: Sistema de distribución de vapor en el autoclave
Figura 1.8: Autoclave de 8 toneladas de capacidad para cocción de fruta,
26
Los autoclaves utilizadas para el proceso de cocción, pueden ser de tres tipos:
• Verticales.- Se los llama verticales por su posición, como se muestra en la
Figura 1.9 (A). Sus capacidades usualmente son de alrededor de 7 toneladas de
materia prima. Son tanques cilíndricos con mayor diámetro que altura. Poseen
un sistema de vaciado mecánico, en el cual los autoclaves son acostados por
un sistema de cadenas, para descargar la fruta cocinada hacia el proceso de
desgranado. Estos autoclaves permiten un mayor ahorro de espacio en planta
que los inclinados y los horizontales.
A)
B)
C)
Figura 1.9: Descarga de fruta cocinada en un autoclave vertical
27
• Inclinados.- Este tipo de autoclaves son los utilizados por la extractora
analizada durante el desarrollo del proyecto. Por su posición, el vaciado de los
autoclaves debe ser realizado por dos o tres obreros, quienes provistos con
palas proceden a descargar la fruta cocida desde los autoclaves hacia la
desgranadora. No se las utiliza comúnmente puesto que el proceso de vaciado
es complicado y lento.
• Horizontales.- Son túneles o cámara de longitudes de 20 metros o más, por
dentro de los cuales se inyecta vapor para cocinar la materia prima, la misma
que circula por el túnel mediante un sistema de coches.
1.3.3 Proceso de desgranado.-
Luego de que los racimos son cocidos, pasan a un sistema de desgranado mecánico
mediante el que se separan los granos de fruta de los racimos.
Figura 1.10: Desgranadora
Como producto del desgranado se obtienen los racimos sin fruta y los granos de fruta.
Los granos desprendidos de los racimos cocinados son transportados por un tornillo
28
helicoidal, hasta un sistema de transporte por cangilones, el cual se encarga de
llevarlos hasta los digestores o malaxadores.
Cuando el proceso de desgranado no es eficiente, o cuando el proceso de cocción no
fue el adecuado, es común encontrar granos de fruta residuales en los racimos que
salen del proceso de desgranado, siendo necesario el reciclarlos al proceso, para poder
aprovechar la mayor cantidad posible de granos de fruta.
Cuando este reciclado es necesario, se lo debe realizar a la brevedad posible ya que no
deben dejarse que los racimos con frutos a la intemperie, porque los racimos
acumulan humedad rápidamente, lo que facilita la descomposición de la fruta y el
consiguiente incremento del porcentaje de acidez.
1.3.4 Proceso de digestión y prensado.-
Una vez que los granos de fruta se alimentan a los digestores, se los somete a la
acción de aspas o hélices metálicas, que los desintegran. Los frutos desintegrados se
tratan mediante una corriente de vapor, para formar una mezcla viscosa compuesta
por fibra, aceite, agua y palmiste, la misma que posteriormente se carga al sistema de
prensado.
29
Figura 1.11: Sistema digestión-prensado de capacidad: 3 toneladas de mezcla viscosa
agua–aceite-palmiste y fibra procesadas por hora
El tiempo de residencia por grano de fruta en los malaxadores o digestores, es de
aproximadamente 10 minutos. La mezcla viscosa agua-aceite-palmiste y fibra que se
forma en los tanques digestores es alimentada al sistema de prensas de tornillos
helicoidales.
La capacidad de las prensas que son los equipos más lentos, define la capacidad de
procesamiento de una extractora. En esta operación se extrae el aceite en bruto
también llamado licor de prensa, que contiene el aceite rojo de palma.
Las prensas utilizadas por las extractoras, son prensas de tornillo helicoidal. Estos
aparatos están dotados de canastas metálicas que retienen a la fibra, el palmiste y
restos de nuez, que, a su vez, permiten el paso de la mezcla aceite-agua-lodo, que se
conoce comúnmente como licor de prensa.
30
1.3.5 Proceso de clarificación, recuperación y secado.-
El licor de prensa obtenido pasa al sistema de clarificación, en donde se obtiene el
aceite rojo de palma crudo con un porcentaje de humedad de entre 3% y 5%, por ello
es necesario que pase por un proceso de secado.
Adicionalmente del proceso de clarificación, se obtiene una corriente líquida
compuesta por agua en mayor parte, aceite y lodos, la misma que pasa a un sistema de
recuperación, con el objetivo de extraer el aceite que no pudo obtenerse en el proceso
de clarificación.
Existen dos formas de realizar los procesos de clarificación y recuperación. El
primero es mediante el sistema tradicional, el mismo que consiste en una serie de
tanques metálicos, donde se deja sedimentar el licor de prensa, para que por diferencia
de densidad y por inmiscibilidad, se separen aceite, agua y lodos. Este método
tradicional se realiza por paradas, y requiere de tanques metálicos de capacidades
mayores a 15 toneladas de mezcla aceite, agua y lodos.
Éste método provoca pérdidas de aceite, que queda atrapado en las corrientes de lodos
residuales.
Un método moderno, que se utiliza actualmente en la mayoría de las industrias
extractoras, emplea decantadores y separadores centrífugos. En estos separadores el
proceso de separación y recuperación de aceite es, gracias a la acción de fuerza
centrífuga, mucho más rápido que en el proceso tradicional. Éste método es el más
adecuado para una industria extractora, porque siendo continuo, aumenta la capacidad
31
de procesamiento de la extractora, y porque las pérdidas de aceite durante el proceso
son mínimas.
Independientemente del proceso que se utilice, se debe secar el aceite. Esto se debe
hacer para poder cumplir con los estándares de calidad. Para este fin se puede emplear
secadores de vacío, intercambiadores de placas y tanques metálicos con serpentines de
calentamiento.
Figura 1.12: Tanques de clarificación de capacidad de procesamiento de 4.5 toneladas
por hora de licor de prensa; método tradicional
32
Figura 1.13: Tanques de recuperación de aceite, de capacidad de procesamiento de
33.6 toneladas de lodos por hora; método tradicional
Figura 1.14: Decantador horizontal para recuperación de aceite, método moderno1
1.3.6 Proceso de extracción de palmiste y separación de fibra.-
La torta que se obtiene del proceso de prensado, se somete a la acción de aspas
metálicas para poder romperla. La fibra que se obtiene se alimenta al caldero como
combustible para la generación de vapor.
1 WESTFALIA SEPARADOR INDUSTRY; “Process Stages, Systems and Equipment for the Palm Oil Industry”;
http://www.westfalia-separator.com/en/products/industry_oilfat.htm (17/08/2005)
33
Éste proceso de quema de fibra es común también en los ingenios azucareros,
permitiendo el ahorro de combustibles como el diesel, bunker o de gasolina.
La fibra y el palmiste se someten a la acción de un compresor. La fibra es arrastrada
hasta un ciclón, en donde se recuperan las partículas más finas, para finalmente ser
alimentada al caldero mediante un tornillo helicoidal para ser quemada. El palmiste
no es arrastrado por la acción del compresor sino que por su peso cae hasta otro
compresor, el mismo que lo envía hasta el cuarto de almacenamiento
Figura 1.15: Rompetortas (separación fibra – palmiste)
1.3.7 Proceso de generación de vapor.-
En una industria extractora de aceite de palma africana, la generación de vapor es
fundamental, porque se utiliza durante todo el proceso productivo, sin importar el
método utilizado para la extracción de aceite.
34
Figura 1.16 Caldero para la generación de vapor de 5000 Kg de vapor por hora.
1.4 Caracterización del aceite rojo de palma
El aceite obtenido se vende a industrias dedicadas a la fabricación de aceites
comestibles y de diversos tipos de jabones. Esto significa que el aceite es materia
prima de otras empresas, y debe cumplir con especificaciones fijadas por las empresas
que compran el aceite rojo de palma. A continuación se muestran los valores máximos
permisibles
Tabla 1.8: Valores máximos de parámetros de calidad fijados por ANCUPA y por las
industrias compradoras de aceite rojo de palma para no generar castigo económico al
aceite que se está vendiendo1
PARÁMETRO VALOR MÁXIMO % de Acidez 3.5
% de Humedad 0.2 % de insolubles 0.1
1 Tomado de los boletines oficiales emitidos por ANCUPA desde Enero de 2005 hasta Noviembre de 2005
35
La Asociación Nacional de Cultivadores de Palma Africana (ANCUPA) y su Fondo
de Exportación de Aceite Rojo de Palma (FEDAPAL), es la organización que fija el
precio de fruta (materia prima) y de aceite rojo de palma (producto) en dólares por
tonelada. La fijación de los precios se hace tomando en cuenta el precio internacional
del aceite. FEDAPAL realiza un subsidio al precio de la tonelada de aceite rojo de
palma, que es de prácticamente 100 USD por tonelada, sobre el precio internacional
del aceite.
Figura 1.17: Variación del precio internacional por tonelada de aceite de palma 1
Los parámetros que se muestran en la Tabla 1.8 definen la calidad del aceite rojo de
palma que se está vendiendo. A continuación se detalla cada uno de ellos
• % de Acidez.- Un buen aceite posee un bajo porcentaje de acidez. Dicho
porcentaje de acidez es referido a la cantidad de ácido palmítico libre presente
en el aceite. Es decir resulta de la división entre el peso de ácido palmítico y el
36
peso de aceite multiplicado por 100. El valor máximo permisible es de 3.5%
de acidez.
Valores superiores a 3.5%, generan un castigo económico en el precio del
aceite y valores inferiores al 2% de acidez son premiados dependiendo de la
industria que compra el aceite.
• % de Humedad.- Se refiere a la cantidad de agua presente en una cantidad de
aceite, y resulta de la división entre el peso de agua y el peso de aceite
multiplicado por 100. Está íntimamente ligado con el proceso de secado y de
su eficiencia depende que el aceite posea alta o baja humedad. Se establece
que un buen aceite tiene un % de humedad inferior al 0.2%. Del mismo modo
que la acidez, valores superiores generan castigos en el precio de la tonelada
de aceite.
• % de Insolubles.- Éste parámetro está referido al peso de sólidos presentes en
el aceite expresado como porcentaje, usualmente se refiere a los sólidos
suspendidos en el aceite. El límite máximo es de 0.1%, lo que depende del
proceso de clarificación.
Como se ha indicado, estos parámetros guardan estrecha relación con el proceso
de producción, y con la calidad de la materia prima, que tiene especial incidencia
en el porcentaje de acidez, que es el parámetro más controlado por la industria.
1 ARMENDARIZ, Oscar (Superintendencia de Bancos y Seguros) ; 09/08/2002; Sectorial Palma Africana; https://www.superban.gov.ec/downloads/articulos_financieros/sector%20palma%20africana.pdf (27/01/2006)
37
La incidencia del sol, de la humedad y de la manera como se manipula la fruta, afecta
directamente al grado de conservación de la materia prima en almacenamiento. El sol
y la humedad permiten una rápida maduración de la fruta, sin embargo, mientras
mayor sea el grado de maduración, la fruta tendrá mayor cantidad de ácido palmítico
libre y mayor será su porcentaje de acidez.
El maltrato de la fruta en los campos de cosecha también afecta la calidad del aceite.
La incorrecta manipulación provoca usualmente contaminación por contacto con la
tierra, por ruptura de los granos de fruta, e incluso presencia de cuerpos extraños
como metales, piedras o ramas, los mismos que generan un castigo en el precio que
las extractoras pagan por la fruta.
Estos factores inciden en el precio que se paga por la materia prima. Esto es
especialmente importante durante la temporada de invierno, porque la cantidad de
fruta ofertada por las plantaciones durante esta estación es algo más del doble de la
producida durante los meses de verano, provocando una sobreoferta que en sí ya
implica un precio de venta menor al precio que el agricultor recibe en invierno, y el
riesgo para el productor de almacenar la fruta y afectar con ello la calidad del aceite.
38
CAPÍTULO 2: PARTE EXPERIMENTAL.- Metodología del es tudio
2.1 Organización.- Formación del grupo de trabajo, descripción y diagrama de
flujo del proceso de obtención de aceite de palma africana por parte de la
extractora
Se formó el grupo de trabajo y se le asignó sus respectivas responsabilidades. La
extractora analizada utiliza el proceso de extracción tradicional, con un sistema de
clarificación por lotes. Las fases del proceso ya fueron descritas en el Capítulo 1, en la
Figura 1.7
2.2 Auditoría Inicial.- Definición de la línea base, balances de masa y energía
El presente proyecto, se realizó en una extractora de aceite rojo de palma africana que
ha funcionado por más de 30 años en el sector de la Concordia, en un sitio localizado
entre las provincias de Pichincha y Esmeraldas, próxima a la ciudad de Santo
Domingo de los Colorados.
Para poder realizar la auditoría inicial, se dividió a ésta fase del proyecto en tres
etapas:
• Control de materias primas, suministros e insumos
• Control de producto terminado y subproductos obtenidos
• Estudio del proceso de producción
39
Con el objeto de conocer el estado inicial de la extractora, se entrevistaron a los
obreros de la planta, los que aclararon algunos aspectos acerca de su operación, los
parámetros del proceso, y proporcionaron información acerca del estado en el que se
encontraban los equipos y acerca del estado del proceso productivo como tal. La
información proporcionada por el personal, fue corroborada posteriormente, mediante
visitas a la planta, y mediante fotografías y anotaciones textuales, que se mencionan
en el Capítulo 3.
Para poder efectuar los balances de masa y energía necesarios, se realizaron algunos
correctivos en el proceso de producción, que permitieron definir de manera adecuada
los flujos másicos requeridos. Adicionalmente se procedió a diseñar formularios y
gráficos de control para determinar las entradas y salidas más importantes en el
proceso de producción. Se diseñaron también formularios para controlar los gastos en
insumos para el proceso de producción. Los formularios y diagramas diseñados son
presentados en el Anexo 5.
Dichos formularios y gráficos son:
• Formulario de control de producción diaria
• Formulario de control de pedidos de suministros, combustibles y lubricantes
• Formulario de control del proceso de cocción de materia prima
• Formulario de informe de producción mensual
• Gráfico de nivel de aceite de primera calidad en tanques de almacenamiento
V.S Toneladas de aceite almacenado
• Gráfico de nivel de aceite de segunda calidad en tanques de almacenamiento
V.S Toneladas de aceite almacenado
40
Se totalizaron los datos de los formularios de control de producción diaria, y se cruzó
esta información con la contenida en los tickets generados por la báscula durante el
día. Se relacionó esta información con el programa de contabilidad que se usa en la
empresa para establecer de la manera más real la cantidad de materia prima en la
planta al comienzo y al final de cada día de trabajo.
Para el caso del cierre de balance del aceite de primera, se tomaron las dimensiones de
los tanques de almacenamiento (diámetro y altura), definiendo así la capacidad
volumétrica de almacenamiento de cada uno de ellos. El porcentaje de extracción
(Ver Glosario) que relaciona el peso de aceite obtenido y el peso de materia prima
expresado en porcentaje. Esta fue la razón por la que se necesitó establecer la
densidad del aceite que se obtiene durante el proceso.
Para establecer la densidad del aceite, se encontró que la manera más adecuada era la
de relacionar una cantidad de masa de aceite, con el volumen que ésta ocupa.
Para determinar la cantidad de aceite en tanques de almacenamiento, se midió el nivel
del aceite con una varilla metálica graduada y con el uso del gráfico de nivel de aceite
en tanques de almacenamiento V.S Toneladas de aceite almacenado (Ver Anexo 5),
se obtenía el dato de aceite requerido.
(Las capacidades de los tanques de la planta pueden observarse en el Anexo 6)
En el caso del palmiste se adoptó una metodología similar, estableciendo primero una
densidad aparente. Para los fines consiguientes se relacionó una masa conocida de
palmiste, con su volumen.
41
La cantidad de aceite de segunda, se estimó de la misma manera que para el aceite de
primera.
2.3 Identificación y selección de las opciones de mejora viable.-
Posteriormente a la obtención de los resultados de la auditoría inicial, se procedió al
análisis de los puntos críticos hallados por el grupo de trabajo, obteniéndose una lista
de opciones de mejora.
Se analizó las opciones de mejora que se consideró que podían ser implementadas
inmediatamente por no requerir de una inversión significativa. Se aplicó un sistema de
gestión en la extractora, basado en la creación de formularios de control que permitió
identificar los puntos críticos del proceso.
2.4 Evaluación técnica, económica y ambiental de las opciones de mejora
seleccionadas
Para poder realizar las evaluaciones de las opciones seleccionadas, se tuvieron en
cuenta los siguientes aspectos:
• Aspecto Técnico.- Se tomaron en cuenta los siguientes criterios para la
evaluación:
� Factibilidad de encontrar en el mercado industrial, los equipos
necesarios para implementar la opción de mejora considerada.
� Factibilidad de encontrar en el mercado industrial los insumos y la
tecnología necesaria para implementar la opción de mejora
considerada.
42
� Factibilidad de realizar la instalación en planta de los equipos y
tecnología requerida para implementar la opción de mejora
considerada
• Aspecto Económico-Financiero.- Se consideraron los siguientes indicadores
financieros:
� Tasa interna de retorno (TIR)
� Valor actual neto (VAN)
� Retorno sobre la inversión
• Aspecto Ambiental.- Para estimar el impacto ambiental que generaría la
opción de mejora considerada, se tomó en cuenta el siguiente criterio:
� Cumplimiento de la normativa ambiental vigente para el sector donde
opera la extractora
2.5 Informe
Una vez obtenida toda la información recopilada, se elaboró un informe que contiene
un análisis del estudio realizado y los resultados obtenidos
43
CAPÍTULO 3: Resultados obtenidos durante el desarrollo del proyecto
3.1 Descripción y diagrama de flujo del proceso de obtención de aceite de palma
africana por parte de la extractora
El diagrama de flujo del proceso y el diagrama de implantación, se muestran en el
Anexo 1
3.2 Auditoría Inicial.- Definición de la línea base, balances de masa y energía.
Gracias a la auditoría inicial que se realizó en una primera fase, se pudo constatar la
situación de la extractora antes de aplicar el plan de Producción Más Limpia,
situación que se describe a continuación.
Se pudo observar que la inversión en equipamiento para la planta, entrenamiento del
personal y optimización del proceso productivo, no habían sido considerados
prioritarios por los dueños de la extractora lo que resultó en un funcionamiento poco
eficiente.
3.2.1 Control de materias primas, suministros e insumos.-
Se encontró que no existía un control adecuado, de materias primas ni de suministros
e insumos, lo que afectaba la economía y la operación de la planta y producía la
generación de desperdicios y de subproductos indeseables como el aceite rojo de
segunda.
44
Se encontró que no se ponía énfasis en la calificación de la materia prima ni tampoco
en la selección de la misma, en ocasiones se recibía la fruta sin someterla a un proceso
de calificación, especialmente en época de verano donde la producción de racimos en
las plantaciones disminuye. La fruta se la recibía y almacenaba en la zona de carga de
autoclaves (Z-1; Anexo 1), separándola únicamente en dos tamaños de racimo y por el
tiempo de madurez de la fruta.
En el Capítulo 1, se mencionó acerca de los efectos negativos que provocan el sol, la
humedad y la inadecuada manipulación de la fruta en la calidad del aceite rojo de
palma. En el caso de la extractora se encontró que estos factores no se tenían muy en
cuenta lo que causaba que la calidad del producto obtenido no se ajustase a los
parámetros que exigen las industrias que lo utilizan como materia prima. (Ver
capítulo 1 – Caracterización del aceite rojo de palma).
Del mismo modo, al final de cada mes, no se tenía la precaución de separar la fruta
correspondiente al nuevo mes, de aquella que se tenía almacenada y pertenecía al mes
terminado. Ésta situación impedía estimar el % de extracción de una manera correcta,
distorsionando su valor. Se afectaba también el estado financiero y productivo en el
que se encontraba la extractora mes a mes, puesto que no se tenía en inventario exacto
de materia prima ingresada mensualmente. En ocasiones el contador de la empresa, se
viese en la obligación de hacer estimaciones y suposiciones respecto de los
inventarios de materia prima, productos, subproductos, suministros e insumos, para
poder cerrar los estados financieros al final de cada mes.
45
Se encontró que no se llevaba un registro adecuado de pedidos, y que no se contaba
con un inventario actualizado de bodega para conocer el stock existente de
suministros e insumos.
Se encontró que ésta falta de control, causaba problemas con diversos materiales
como por ejemplo electrodos para soldar, los que se estropeaban en bodega, o se
compraban innecesariamente, aún cuando se contase con un stock suficiente en
bodega. Igual situación con guantes, y escobas para recoger los granos de fruta que se
encontraban en la zona de almacenamiento de materia prima.
Inversiones innecesarias en suministros, insumos y combustibles, provocaban que los
costos de fabricación se incrementen sin ningún control.
El combustible y los lubricantes tampoco se controlaban, de tal modo que en
ocasiones el tractor encargado de cargar con materia prima las autoclaves, se quedaba
sin combustible y se tenía que parar el proceso temporalmente hasta poder abastecerlo
con combustible, el mismo que tenía que ser adquirido en la gasolinera más cercana,
que se encontraba a por lo menos unos 15 o 20 Km. de la extractora, puesto que no se
tenía un control adecuado de su inventario.
El tractor de la extractora no se encontraba en las mejores condiciones debido al
tiempo que lleva funcionando (más de 20 años). En varia ocasiones, los daños en el
mismo, provocaban que el proceso de carga de autoclaves se tenga que realizar
manualmente, afectando los tiempos de producción y empleando el personal de
planta, en actividades que no le eran propias.
46
3.2.2 Control de producto terminado y subproductos obtenidos.-
Como se puede apreciar del diagrama de flujo del Anexo 1, al final del proceso de
extracción de aceite rojo de palma se obtienen:
1) Aceite rojo de palma (de primera calidad)
2) Palmiste o nuez
3) Aceite rojo de palma (de segunda calidad)
Aceite rojo de palma (de primera calidad).-
Se encontró que no se contaba con un control adecuado de producto terminado. El
porcentaje de extracción era obtenido únicamente contabilizando la cantidad de
aceite despachado en tanqueros por mes, sin tener en cuenta el aceite que sobraba en
los tanques de almacenamiento A-1, A-2 y A-3 (Anexo 1). También se encontró que
tampoco se realizaba un control periódico del porcentaje de acidez, porcentaje de
humedad y de porcentaje de insolubles en el producto final, para comprobar el
correcto funcionamiento del proceso productivo.
Se encontró que en varias ocasiones, las guías de despacho se enviaban sin consignar
estos parámetros de calidad, a pesar de que el precio de la tonelada de aceite rojo de
palma se fija de acuerdo al valor de los mismos como se indicó en el Capítulo 1.
47
Palmiste.-
Se encontró que el palmiste obtenido era almacenado en un cuarto y que sin embargo
tampoco se tenía un control adecuado que permitiese conocer la cantidad de palmiste
en bodega. El porcentaje de palmiste durante el mes de mayo fue inferior al valor
promedio (8% - 10%), lo cual demostraba que se estaba perdiendo palmiste, y
evidentemente esto afectaba en la parte económica de la extractora.
Se constató también la presencia de animales de granja como gallinas y cerdos que
ingerían el palmiste. Esto, además de atentar contra la inocuidad alimentaria impedía
que se pudiese mantener un exacto control del palmiste obtenido en el proceso.
Aceite rojo de palma (de segunda calidad).-
Este subproducto, que se obtiene cuando el proceso de extracción o de recuperación
de aceite de primera calidad no es eficiente, se lo considera como un “desperdicio”
del aceite de primera. En éste caso se constató que tampoco se llevaba un control de la
producción mensual de aceite de segunda, ya que sólo se lo almacenaba hasta
venderlo.
Se constató que este descontrol causaba perjuicios a la empresa porque, cotizándose a
la mitad del precio que se obtiene por el aceite de primera, no se debía dejar de
contabilizar, porque para producirlo se incurría, de todas maneras, en costos de
materia prima, suministros, insumos y mano de obra.
48
3.2.3 Descripción del proceso productivo.-
Se realizó un diagrama de flujo del proceso y un diagrama de implantación. Esto se
hizo para poder analizar cada unidad proceso y conocer como estaba funcionando
cada bloque productivo.
Zona de almacenamiento de fruta y carga de autoclaves.-
La zona de recepción de fruta no cuenta con una cubierta que evite la acción del sol y
la humedad en temporada de invierno, a pesar de que los efectos de estos factores son
conocidos.
La zona de almacenamiento de materia prima debería ser completamente de cemento
para evitar que la fruta se maltrate o esté en contacto con impurezas como tierra,
piedras o algún cuerpo extraño que afecte la calidad del aceite o que incluso
provoque daños en cualquiera de los equipos de la planta.
La pista de la extractora no cuenta con éstas características físicas, y es de topografía
irregular, situación que afecta la calidad de la materia prima por el maltrato que recibe
la fruta durante su manipulación. Éste problema afectó incluso el estado del tractor de
la planta, que en ocasiones dañaba su pala a causa de las irregularidades del terreno.
Los socios de la empresa plantearon hace más de un año la completa cementación de
la zona de almacenamiento de materia prima. Esto no se pudo llevar a cabo hasta la
fecha, a causa de la estación invernal del año 2004 y porque no se pensaba que el
estado de la zona de almacenamiento de materia prima constituía un serio problema
49
para el proceso productivo. Tampoco se ha podido hasta la fecha recubrirla. Esto no
solo afecta a la materia prima, sino también al proceso de cocción, puesto que los
autoclaves están expuestos a la lluvia, lo cual afecta la eficiencia térmica durante la
cocción, porque aumenta las pérdidas de calor. Esto provoca que durante la época de
invierno, los tiempos de cocción tengan que ser mayores, lo que afecta la capacidad
de procesamiento.
Autoclaves y desgranadora.-
Uno de los procesos más importantes en la extracción de aceite rojo de palma
africana, es la cocción de los racimos de fruta, ya que un adecuado proceso de
cocimiento permite separar más fácilmente los granos de fruta de los racimos.
Durante la ejecución del proyecto, se encontró que la extractora contaba inicialmente
con dos autoclaves con capacidades de 8 toneladas de materia prima, para racimos
con pesos entre 35 y 40 Kilogramos. Los autoclaves tenían un tiempo de uso de más
20 años, que fueron diseñados y construidos para 10 años de funcionamiento según
las especificaciones del fabricante.
Se pudo observar que el desgaste producto de los ciclos de calentamiento era
evidente. En atención a los años de uso y al desgaste consiguiente, la gerencia
informó que su política era que la máxima presión de operación sea de 45 psig.
Se determinó, durante la auditoria preliminar, que el vapor fugaba por las juntas, entre
las tapas y el cuerpo de los autoclaves, porque los empaques de neopreno y el material
mismo de los autoclaves, se encontraban muy desgastados.
50
También se encontró que las válvulas de seguridad ya no cumplían con su función de
liberar vapor cuando la presión en el autoclave sobrepasa el límite de diseño. Esto se
concluyó cuando se observó que los sellos de seguridad de la válvula estaban rotos y
que las válvulas funcionaban simplemente como desfogue de vapor. No existía
seguridad alguna en caso de que la presión en los dos autoclaves pudiera sobrepasar
los límites máximos de presión.
Se constató, durante la auditoria preliminar que las tuberías de conducción de vapor,
el distribuidor de vapor y los autoclaves no disponían de aislamiento térmico. Ésta
falta de aislamiento, provocaba pérdidas de calor, que se indican en las Tabla 3.9 y
Tabla 3.10
A pesar de que el caldero tiene una capacidad de generación de 5000 Kg/h de vapor
saturado de 100 Psig, los tiempos de cocción de la fruta se encontraban entre 1:20 hr.
y 1:25 hr. cuando el rango usual como se vio en el Capítulo 1 para fruta de la variedad
tenera que es con la que cuenta la extractora, está entre 55 min. a 1 hora.
Es necesaria una buena cocción en autoclaves, para evitar pérdidas de fruta en racimo
luego del desgranado y para que el proceso de digestión de fruta sea más rápido y
fácil de realizar. Se encontró que los problemas en los autoclaves provocaban tiempos
demasiado largos de cocción y pérdidas de fruta en racimo porque el proceso de
cocción era ineficiente.
Se encontró que el la zona de almacenamiento de materia prima, permanecía un
autoclave de 6 toneladas que no había sido instalado, a pesar de haber sido adquirido
51
hace un año atrás. El clima de la región costa del Ecuador es conocido por su efecto
corrosivo sobre superficies metálicas, y con el pasar del tiempo era evidente que éste
autoclave, estaba sufriendo los estragos de dicha corrosión.
El proceso de desgranado era el adecuado, se daba el tiempo necesario para permitir
la separación física de los granos de fruta del racimo. Sin embargo al final del proceso
no se tenía la precaución de realizar una limpieza diaria en la desgranadora. Bajo
inspección se comprobó que en las paredes laterales de la misma, se depositaban
capas de fibra y pedazos de fruta que con el pasar del tiempo generaban un ascenso en
la acidez de la fruta lo que impactaba directamente en el porcentaje de acidez del
aceite obtenido, porque cada final de mes se realizaba limpieza de planta y esos
desperdicios eran alimentados nuevamente al proceso productivo.
Todos los racimos con fruta residual, eran recirculados al proceso de cocción cada
semana, sin tener en cuenta el ascenso de acidez.
Los racimos sin fruta, actúan a manera de esponjas, como ya se dijo absorben
humedad y se descompone fácilmente por tratarse de un producto orgánico. Por tal
motivo es adecuado evitar en todo lo que se pueda que entren en contacto con la fruta
fresca cuando ha sido almacenado por mucho tiempo especialmente en condiciones
inadecuadas.
52
Digestores, prensas y tanque pulmón.-
Se encontró que toda la fruta que del proceso de desgranado se enviaba hacia los
digestores mediante un sistema de transporte por cangilones, para su distribución a los
tanques digestores. La fruta ingresaba al tanque digestor y se añadía vapor y agua en
ocasiones para formar una mezcla viscosa compuesta de agua, aceite, fibra y palmiste
que luego se enviaba a las prensas.
Se encontró que las prensas en la extractora constituyen el cuello de botella de la
planta, y que se contaba con dos prensas (P-1 y P-2, ver Anexo 1) que procesaban 3 y
7 toneladas de mezcla agua, aceite, fibra y palmiste por hora respectivamente. No se
realizaban análisis de pérdidas de aceite en la fibra a la salida del proceso de
prensado, lo que impedía controlar la eficiencia y correcto funcionamiento de éste
proceso.
Se encontró que el tanque pulmón (TP, ver Anexo 1) contaba con un sistema de
flotador que activaba una bomba de succión cuando el tanque se llenaba, enviando
todo el licor de prensa al sistema de clarificación.
Rompetortas y ciclón.-
Se encontró que el funcionamiento del rompetortas o tornillo sin fin, que separaba la
torta de prensado en palmiste y fibra se encontraba defectuoso y que el constante
golpe de las aspas con la estructura del mismo, provocaba perforaciones por donde se
perdía fibra y palmiste.
53
El precio de compra del palmiste por parte de las industrias procesadoras del palmiste,
varía en función de las impurezas que tenga el palmiste que se recibe. En el caso de la
extractora, el palmiste almacenado en P1-A contenía aún residuos de fibra por el
defectuoso sistema de separación entre fibra y palmiste.
El funcionamiento del ciclón Ci-1, que recupera las partículas más finas de fibra y
luego las alimenta al hogar del caldero para su combustión era deficiente. Esto se
concluyó después de constatar la presencia de fibra en el aire que salía del ciclón,
provocando una contaminación en el medio ambiente evidenciada en la acumulación
de fibra sobre los tanques de almacenamiento de aceite y de palmiste, incluso en el
edificio donde funcionaban las oficinas de la extractora.
Esta deficiencia puede ser causada por la existencia de perforaciones en la estructura
del ciclón.
Clarificadores, secadores y sistema de recuperación.-
Estos tres procesos permiten obtener el producto final que es el aceite de primera y el
aceite de segunda.
Se constató que las tuberías por donde circulaban el vapor, el aceite y los efluentes
líquidos tenían fugas que provocaban pérdidas de energía, pérdidas de producto, y
contaminación del medio ambiente. Esto último se evidenciaba por el ensuciamiento
de la planta, que era evidente.
Se encontró que los tanques de clarificación requerían de cambios en tuberías y
fijación de los serpentines de vapor y que las fugas en tuberías se reparaban utilizando
pedazos de caucho y tela, y no con la instalación de tuberías nuevas. Se constató que
54
existían cuatro tanques de clarificación, de los que solo funcionaban tres, esto impedía
procesar mayor cantidad de licor de prensa y obtener por lo tanto mayor cantidad de
aceite por unidad de tiempo.
Se encontró que los tanques de secado eran ocho en total, y que sin embargo sólo
funcionaban cinco, lo que disminuía la capacidad de secado. Esto hacía que el aceite a
secar permaneciese en tanques clarificadores hasta tener tanques de secado libres,
incrementando su acidez y haciendo que el secado sea ineficiente por la urgencia de
procesar mayor cantidad de aceite en menor tiempo.
En época de invierno los tanques de recuperación (R-1, R-2 y R-3; Anexo 1) así como
las piscinas de sedimentación (PS-1 y PS-2 Ver Anexo 1), son también los procesos
que definen la producción, por su capacidad limitada y porque requieren tiempos de
sedimentación de 1 o 2 días para poder recuperar aceite. La cantidad de fruta que
ingresa al proceso durante invierno es el doble de la que se procesa durante la época
de verano.
El tanque florentín, únicamente se usaba para recibir los efluentes líquidos del
proceso de cocción en autoclaves y descargarlos a la piscina de recuperación 3 (PS-3
Ver Anexo1). Todo el aceite obtenido en PS-3 se devolvía al sistema de clarificación
cada 3 o 4 días, tiempo en el cual se llenaba la piscina de recuperación, sin tener en
cuenta el % de acidez con el que contaba dicho aceite.
Se encontró que las piscinas de lodos recogían únicamente los lodos residuales del
proceso y las descargas líquidas tanto del proceso, y las resultantes de la limpieza de
55
la planta. Se constató que el aceite recuperado de dicho proceso, que se consideraba
como aceite de segunda, se almacenaba en clarificación hasta tener un cliente.
Finalmente los lodos eran sometidos a oxidación natural, para finalmente descargarlos
al río.
También se observó falta de seguridad de personal y de la planta. Los trabajadores no
contaban con ropa adecuada para su trabajo ni tampoco con material de seguridad
como botas de cuero, protectores visuales, protectores auditivos, extintores, y líneas
de agua en caso de incendios.
Los dos únicos extintores de la planta, situados en las oficinas, no tenían ya la
suficiente presión para ser utilizados en caso de un incidente, y tampoco se contaba
con un botiquín médico
Gracias al desarrollo de los formularios de control, se pudo determinar de forma
adecuada los flujos de ingreso de materia prima y las salidas de producto y
subproductos del proceso, y se pudo llevar un control adecuado de pedidos de
suministros, combustibles y lubricantes.
Las memorias de cálculo, y el diagrama de implantación con todos los flujos
obtenidos del balance de masa y energía, se muestran en los Anexos 1 y 2.
De las determinaciones realizadas para hallar la densidad del aceite de primera y la
densidad aparente del palmiste, se obtuvieron los siguientes valores:
56
Tabla 3.1: Densidad del aceite de primera calidad y densidad aparente del palmiste
Producto Densidad [Ton / m3]
Aceite de primera calidad 0.95 Palmiste o nuez 0.79
El aceite de segunda es un subproducto que se obtuvo en bajas cantidades (menos de
800 Kg de aceite de segunda por mes), luego de aplicar un control más eficiente del
proceso productivo.
3.3 Identificación y selección de opciones de mejora.-
Gracias a la auditoría inicial, se encontraron los puntos críticos del proceso, que luego
de su análisis permitieron identificar las siguientes opciones de mejora:
1. Control diario de recepción, almacenamiento y calidad de materia prima que
ingresa a la extractora.
2. Control diario de la cantidad de aceite rojo de palma de primera.
3. Control diario de la cantidad de palmiste.
4. Control diario de la cantidad de aceite rojo de palma.
5. Control de cantidades de suministros, químicos, insumos, combustibles y
lubricantes necesarios para el correcto funcionamiento de equipos de la planta.
6. Aislamiento térmico de las tuberías de vapor, desde el caldero hasta el distribuidor
de vapor (D-1), y del distribuidor de vapor a las autoclaves
7. Instalación y puesta en marcha del autoclave en desuso situado la zona de
almacenamiento de materia prima
57
8. Revestimiento con pintura reflectiva del distribuidor, de la tubería que va del
caldero a los autoclaves y de los autoclaves para disminuir las pérdidas de calor
por radiación y convección como una medida temporal.
9. Aislamiento térmico de autoclaves, distribuidor de vapor y tubería de distribución
de vapor.
10. Reemplazo del sistema Rompetortas – Compresor que permite separar la fibra del
palmiste
11. Reemplazo del ciclón para recuperar la fibra
12. Instalación de medidores de nivel en los tanques de almacenamiento de aceite rojo
de palma de primera y de segunda.
13. Colocación de una escala de altura en el cuarto de almacenamiento de palmiste
14. Reparación de tanques de secado y de clarificación, para aumentar la capacidad de
recuperación de aceite
15. Cambio de tuberías perforadas para evitar fugas de vapor, de aceite y de efluentes
líquidos durante el proceso productivo
16. Cambio del sistema de clarificación y recuperación por un sistema continuo de
centrifugado
17. Limpieza diaria de cada bloque de producción.
18. Reemplazo de empaques y válvulas de seguridad en los autoclaves
19. Análisis diario de porcentaje de acidez , porcentaje de humedad y porcentaje de
insolubles del aceite rojo de palma (de primera) obtenido
20. Aprovisionar al personal de la empresa con ropa de trabajo y con equipos de
protección personal de seguridad como protectores auditivos, guantes, botas,
gafas, etc.
58
El sistema de gestión aplicado desde los primeros días de desarrollo del proyecto,
permitió obtener resultados inmediatos como por ejemplo el incremento del
porcentaje de extracción de aceite y del porcentaje de extracción de palmiste.
La primera acción tomada durante el desarrollo del proyecto fue el control diario
de materia prima y de producto terminado. Esto permitió conocer exactamente la
cantidad diaria de aceite rojo de palma y de palmiste, que se producía, y la
estimación de los porcentajes de extracción de una forma más real, y no el
obtenido únicamente por las guías de remisión. Antes de la implementación de las
mejoras de Producción Más Limpia, el porcentaje de extracción que manejaba la
empresa antes del inicio del proyecto era de 19.5% a 20% para el aceite rojo de
palma y de 7% a 8% de palmiste. Luego de comenzar a implementarse el control
diario de producción el valor del porcentaje de extracción llegó al 21.5% para
aceite rojo y 9.3% para el palmiste. El incremento en ambos porcentajes le
permitió a la empresa un ingreso adicional por concepto de ventas de 21,465USD.
59
Porcentaje de extracción
20,14 20,13 20,05 20,13
21,59
21,25
21,52 21,54
21,04
19,00
19,50
20,00
20,50
21,00
21,50
22,00
Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre
Mes del año
Por
cent
aje
de e
xtra
cció
n
Gráfico 3.1: Porcentaje de extracción mensual de aceite rojo de primera
60
Extracción de palmiste
7,958,60
7,92 8,26
5,80
11,47 11,11
8,84
6,11
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre
Mes del año
Pal
mis
te o
bten
ido
(Ton
)
Gráfico 3.2: Porcentaje de palmiste mensual
61
Producto del control realizado en insumos, combustibles y lubricantes, se logró un
nivel adecuado de gastos, que permitió un ahorro económico de cerca de 400 USD
durante los cinco meses de desarrollo del proyecto.
Se procedió a la instalación de la autoclave en desuso, con lo cual se pudo
incrementar la capacidad de procesamiento de la planta.
Como una medida temporal, se recubrieron los autoclaves, el distribuidor de vapor y
la tubería que va desde el caldero hasta las autoclaves, para disminuir las pérdidas que
se experimentaban durante el proceso de cocción. Los resultados fueron inmediatos;
el tiempo de cocción empleado antes de usar el revestimiento se encontraba entre
1h 15min y 1h 20min. Luego de la aplicación del revestimiento el tiempo de cocción
se estableció en 1h 10min. A pesar de ésta medida, el tiempo de cocción para éste tipo
de fruta aún se encontraba por encima del rango usual utilizado por las industrias
extractoras, que es entre 55 min y 1 hora.
El control del nivel de palmiste en el cuarto de almacenamiento, facilitó mucho el
control diario de éste subproducto, ya que se pudo realizar un cálculo del volumen de
palmiste almacenado, y usando la densidad aparente, se pudo conocer la cantidad de
toneladas de palmiste extraído cada día.
Se realizaron cambios de tuberías de vapor y de descargas de efluentes como la del
sistema de cocción, para evitar fugas de producto, fugas de vapor, y para evitar
contaminar el medio ambiente.
62
Otro punto crítico solucionado fue el de la limpieza de la planta. Se planificó
limpiezas diarias de los equipos de la planta por parte de los trabajadores de la misma,
y un día de mantenimiento a la semana, para realizar una limpieza total de la planta.
Esto permitió disminuir un el porcentaje de acidez del aceite extraído, ya que se evitó
que aceite de acidez elevada proveniente de las piscinas de recuperación, los racimos
mal cocidos con varios días de descomposición y los restos de fruta en digestores y
desgranadora sean procesados con materia prima fresca
Los problemas más sencillos se solucionaron con aplicación de control en los bloques
productivos, sin embargo se encontró dos puntos críticos de producción, que podían
mejorar el proceso de producción.
3.4 Evaluación técnica, económica y ambiental de las opciones de mejora seleccionadas
Las opciones de mejora seleccionadas fueron:
• Aislamiento de tubería de vapor desde el caldero a las autoclaves, distribuidor
de vapor y autoclaves
• Cambio del sistema tradicional de clarificación y recuperación de aceite, por
un sistema de centrifugación
A continuación se detalla el análisis de cada una de las opciones de mejora
mencionadas.
63
3.4.1 Aislamiento de tubería de vapor desde el caldero a las autoclaves,
distribuidor de vapor y autoclaves
Las pérdidas energéticas en una industria como la de extracción de aceite de palma,
suelen ser considerables cuando no se tiene la precaución de realizar el debido
aislamiento de tuberías y de ciertos equipos, los mismos que por estar construidos con
materiales de alta conductividad térmica, como son aleaciones metálicas, facilitan la
pérdida de calor de manera notable, por tratarse de excelentes conductores térmicos.
En el caso de la extractora, se realizó el análisis de las pérdidas de calor en los
siguientes sitios:
• Tubería de vapor desde el caldero hasta los autoclaves
• Distribuidor de vapor
• Autoclaves
El análisis se realizó en ésta sección del proceso, puesto que se trata de la zona donde
se genera el vapor y se lo transporta hacia uno de los procesos más importantes del
proceso, como es la cocción de la fruta.
Los autoclaves se consideraron porque cuando se realizó la auditoria preliminar se
constató que no estaban aislados térmicamente, y porque se conoce que, siendo la
temperatura de la superficie desnuda del orden de los 150 oC, el gradiente de
temperatura entre la superficie del autoclave y el medio ambiente justifica que las
perdidas por convección y por radiación deban considerarse como importantes.
64
Además, de lo indicado, debe considerarse que, durante la época de invierno, las
precipitaciones en la zona, que son frecuentes, “refrigeran” los autoclaves,
produciendo pérdidas de energía calórica adicionales a las que se han mencionado.
La consideración de las pérdidas mencionadas es importante porque, a una tasa de
circulación de vapor constante, toda pérdida de calor hacia el medio ambiente produce
una disminución del calor disponible para la cocción de la fruta, causando un aumento
en el tiempo del proceso de cocción. Esto produce una disminución en la
productividad del proceso, medida en toneladas de fruta procesada por día. Esta
disminución en la productividad de la fruta cocinada, produce, a su vez, una
disminución en la productividad de la operación de extracción del aceite.
A esta merma en la capacidad de procesamiento, debe añadirse el aumento de la
acidez de la fruta causado por la intemperie y la humedad de la lluvia invernal, debido
al incremento en el tiempo de espera antes del proceso de cocción, que se origina a su
vez, en las pérdidas de energía calórica de los autoclaves, lo que afecta la calidad del
producto final.
Por las razones mencionadas se consideró que el aislamiento térmico de los
autoclaves, y la colocación de una estructura techada sobre los mismos constituiría
una opción razonable, porque mejoraría la eficiencia térmica del proceso y la
productividad de toda la operación.
En base a estas consideraciones, se realizaron los cálculos correspondientes, para
estimar la pérdida de calor por los fenómenos de convección, de radiación y por
65
refrigeración de agua lluvia, que se puede considerar como un fenómeno de
convección natural.
Tabla 3.2: Características de componentes analizados para determinar pérdidas
calóricas
Componente Geometría Material Longitud
[m]
Diámetro
[m]
Área
[m2]
Autoclave
(8 toneladas de capacidad) Cilindro
Hierro
fundido 13 1.50 61.26
Autoclave
(6 toneladas de capacidad) Cilindro
Hierro
fundido 9 1.60 45.23
Distribuidor de vapor Cilindro Hierro
fundido 2.45 0.46 3.54
Tubería Cilindro Hierro
fundido 25 0.0762 5.98
Pérdidas por convección:
Se consideró que la convección ocurre de forma natural
Tabla 3.3: Datos necesarios para el cálculo de pérdidas calóricas por convección
natural
Componente Nu Gr hc [W/m2 K]
Autoclave (8 toneladas de capacidad) 321.28 2.40E+10 6.42
Autoclave (6 toneladas de capacidad) 342.7 2.91E+10 6.43
Distribuidor de vapor 224 8.14E+9 7.35
Tubería 20.34 3.14E+6 8.54
Nota: El cálculo de los números adimensionales Nu y Gr así como el coeficiente hc se muestran en el Anexo 3
66
Como resultado de los cálculos se obtuvieron los siguientes resultados:
Tabla 3.4: Pérdidas calóricas por convección durante el proceso de cocción
Componente Calor perdido
[KW]
Calor perdido
[Kcal / hr]
Autoclave (8 toneladas de capacidad) 41.29 35,509.40
Autoclave (6 toneladas de capacidad) 30.54 26,264.40
Distribuidor de vapor 5.72 4,919.20
Tubería 5.74 4,936.40
TOTAL 83.29 71,629.40
Nota: El cálculo del calor perdido por cada elemento analizado se muestra en el Anexo 3
Pérdidas por radiación:
Para el caso de la radiación fue necesaria la determinación de los siguientes
parámetros para el cálculo del calor perdido:
Tabla 3.5: Datos necesarios para el cálculo de pérdidas calóricas por radiación1
Componente FF FE
Autoclave (8 toneladas de capacidad) 1 0.6
Autoclave (6 toneladas de capacidad) 1 0.6
Distribuidor de vapor 1 0.6
Tubería 1 0.6
1 MONTENEGRO, Lucía; “Transferencia de calor I”; Escuela Politécnica Nacional; Ecuador; Septiembre 2000, pg. 114
67
Tabla 3.6: Pérdidas calóricas por radiación
Componente Calor perdido
[KW]
Calor perdido
[Kcal / hr]]
Autoclave (8 toneladas de capacidad) 39.65 34,094.70
Autoclave (6 toneladas de capacidad) 29.72 25,560.92
Distribuidor de vapor 5.67 48,77.92
Tubería 0.012 9.89
TOTAL 75.05 64,543.00
Nota: El cálculo del calor perdido por cada elemento analizado se muestra en el Anexo 3
Pérdidas por refrigeración de agua lluvia:
Se consideró que éste fenómeno ocurre a manera de convección natural y solo en los
autoclaves ya que son los únicos componentes que no se encuentran protegidos por la
cubierta de zinc de la planta y se encuentra expuestos a la acción de la lluvia.
Tabla 3.7: Datos necesarios para el cálculo de pérdidas calóricas por refrigeración de
agua lluvia
Componente Nu Gr hc [W/m2 K]
Autoclave (8 toneladas de capacidad) 2,424.5 1.99E+11 404.1
Autoclave (6 toneladas de capacidad) 2,584.3 2.41E+11 403.8
Nota: El cálculo de los números adimensionales Nu y Gr así como el coeficiente hc se muestran en el Anexo 3
Tabla 3.8: Pérdidas por refrigeración de agua lluvia
Componente Calor perdido
[KW]
Calor perdido
[Kcal / hr]
Autoclave (8 toneladas de capacidad) 2,846.84 2,448,282.40
Autoclave (6 toneladas de capacidad) 2,100.80 1,806,688.00
TOTAL 4,947.64 4,254,970.40
Nota: El cálculo del calor perdido por cada componente analizado se muestra en el Anexo 3
68
En resumen, la estimación del calor perdido durante el proceso de cocción en época
de verano, cuando no hay presencia de lluvia será:
Tabla 3.9: Pérdidas calóricas totales estimadas durante el proceso de cocción en época
de verano
Componente Calor perdido
[KW ]
Calor perdido
[Kcal / hr ]
Autoclave (8 toneladas de capacidad) 80.94 69,608.40
Autoclave (6 toneladas de capacidad) 60.26 51,823.60
Distribuidor de vapor 11.39 9,795.40
Tubería 5.75 4,945.00
TOTAL 158.34 136,172.40
Nota: El cálculo del calor perdido por cada elemento analizado se muestra en el Anexo 3
Tabla 3.10: Pérdidas calóricas totales estimadas durante el proceso de cocción en
época de invierno
Componente Calor perdido
[KW ]
Calor perdido
[Kcal / hr ]
Autoclave (8 toneladas de capacidad) 2,927.78 2,517,890.80
Autoclave (6 toneladas de capacidad) 2,161.06 1,858,511.60
Distribuidor de vapor 11.39 9,795.40
Tubería 5.75 4,945.00
TOTAL 5,105.98 4,391,142.80
Nota: El cálculo del calor perdido por cada elemento analizado se muestra en el Anexo 3
Si se analiza la cantidad de energía necesaria para la cocción de la fruta, se tendría:
69
( )*:
. .
. .
Energía H K P m Q W
donde
H Entalpíaquesaledel sistema Entalpíaqueentraal sistema
K ECineticaquesaledel sistema ECineticaqueentraal sistema
P E Potencial quesaledel sistema E Potencial queentraal siste
= − ∆ +∆ +∆ + −
∆ = −∆ = −∆ = −
�
( )**
vapor
vaporvapor perdido por
ma
Q Flujonetodecalor queinfluye en el sistema
W=Trabajo
Se puede despreciar K, P y W
Se tendrá:
E que será la energía acumulada por la fruta durante la cocción= H m Q
E Lp m Q
=
∆ ∆
∆ = − ∆ +
∆ = +�
6
9
:
10002.174*10 * 0.624 * * 158.34
*1.167 1
1.16*10
convección yradiación
cocción fruta
cocción
Elcalor paralacocciónduranteépocadeveranoserá
J Tonvapor Kg vaporQ m KW
Kgvapor Tonderacimos hr Tonvapor
JQ
Tonderac
= +
=
6
9
* 158.34*
:
10002.174*10 * 0.624 * * 5,106
*1.167 1
1.16*10 **
fruta
cocción fruta
cocción
m KWimos hr
Mientrasque paraépocadeinviernoserá
J Tonvapor Kg vaporQ m KW
Kgvapor Tonderacimos hr Tonvapor
JQ
Tonderacimos hr
+
= +
= 5,106frutam KW+
La masa de fruta a cocinar será 8 toneladas o 6 toneladas, dependiendo del autoclave
utilizado, de tal modo que durante el verano:
70
6
8
66
8
1 8601.16*10 *8 * 158.34 *
* 4.186 1 *
2,353,085.92
6
1.16*10
fruta
cocción
cocciónautoclave ton
fruta
cocciónautoclave ton
m Ton deracimos
KJ Kcal KcalQ Ton deracimos KW
Ton deracimos hr KJ KW hr
KcalQ
hr
m Ton de racimos
KJQ
Ton d
=
= +
=
=
=
6
1 860*6 * 158.34 *
* 4.186 1 *
1,798,857.54cocciónautoclave ton
Kcal KcalTon de racimos KW
eracimos hr KJ KW hr
KcalQ
hr
+
=
Durante el invierno se tendrá:
6
8
66
8
1 8601.16*10 *8 * 5,106 *
* 4.186 1 *
6,608,073.52
6
1.16*10
fruta
cocción
cocciónautoclave ton
fruta
cocciónautoclave ton
m Ton deracimos
KJ Kcal KcalQ Ton deracimos KW
Ton deracimos hr KJ KW hr
KcalQ
hr
m Ton de racimos
KJQ
Ton de
=
= +
=
=
=
6
1 860*6 * 5,106 *
* 4.186 1 *
6,053,845.14cocciónautoclave ton
Kcal KcalTon de racimos KW
racimos hr KJ KW hr
KcalQ
hr
+
=
Tabla 3.11: Calor necesario para la cocción de la materia prima;
tiempo de cocción: 1.16 hr
Calor necesario [KW]
Calor necesario [Kcal / hr] Componente
Verano Invierno Verano Invierno Autoclave
(8 Ton capacidad) 3,898 7,683 3,353,085.92 6,608,073.53
Autoclave (6 Ton capacidad)
2,091 7,039 1,798,857.54 6,053,845.14
71
Tabla 3.12: Energía necesaria durante el proceso de cocción de la materia prima;
tiempo de cocción: 1.16 hr
Energía necesaria [KW -hr]
Energía necesaria [Kcal] Componente
Verano Invierno Verano Invierno Autoclave
(8 Ton capacidad) 4,523 8,913 3,889,579 7,665,365
Autoclave (6 Ton capacidad)
2,426 8,166 2,086,674 7,022,460
Es importante realizar un aislamiento térmico de los componentes analizados, porque
como se puede observar en las Tablas 3.9 y 3.10, las pérdidas de calor no son
despreciables, si las comparamos con el calor necesario para la cocción de la fruta.
A continuación se presenta el cálculo del espesor óptimo de aislamiento para los
componentes analizados anteriormente.
Cálculo del espesor óptimo para los elementos analizados:
El espesor óptimo de aislamiento es un mínimo que depende de dos funciones: La
una, que es directamente proporcional al espesor; y la otra, que es inversamente
proporcional al costo por concepto de calor perdido. Como se puede observar en la
figura siguiente.
72
Figura 3.1: Espesor óptimo de aislamiento o punto de equilibrio entre el costo de
aislamiento y el costo de calor perdido
Se realizaron los respectivos contactos con industrias fabricantes o importadoras de
material para aislamiento de tuberías de vapor y para autoclaves. A continuación se
presentan los costos del material de aislamiento:
Tabla 3.13: Costos de material de aislamiento requerido
Empresa
Cañuelas de fibra de vidrio 91 cm de largo x 1 in de
espesor ; 3 in de diámetro interno
Cañuelas de fibra de vidrio 91 cm de largo x 1 in de espesor ; 5 in de
diámetro interno
Planchas Flex up 8 m de largo x 1.20 m de
ancho; 1 in de espesor
La Llave S.A 9.29* USD / cañuela 11.64** USD / cañuela 187.77* USD / plancha
La Ferretera Cia. Ltda.
9.29* USD / cañuela 10.94** USD / cañuela
- -
*sin hoja de aluminio de 0.5mm de espesor; ** con hoja de aluminio
73
Costo de energía calórica.- El costo de la energía calórica se expresa en dólares por
Kcal. Para su cálculo, se ha definido la cantidad de fibra quemada durante el proceso
de producción mediante el balance de masa. Si se la relaciona con su calor de
combustión y el costo para extraerla se tendrá el costo de la energía calórica.
1 17
0.42
31 ( ) 3.1 (1 10 )
0.42 *3.1 1.302
KJCalor decobustión
g
tonfibraFibra quemada
tonracimoston ton
racimos procesados promedio día hdia h
tonfibra tonracimos tonfibrafibra quemada por hora
tonracimos h h
=
=
= = =
= =
No se cuenta con los costos exactos de extracción de fibra, sin embargo se conoce que
de 1 tonelada de materia prima se extrae 0.42 toneladas de fibra. Es decir que el costo
de extracción de fibra se puede aproximar como el 42% de los costos totales de
extracción.
costo total fabricación =905,000USD/año
costo extrac. fibra = 42% del costototal fabricación
costo extrac. fibra = 0.42*905,000USD/año
costo extrac. fibra = 380,100USD/año
Teniendo en cuenta que se trabajan 310 días por año y 10 horas por día:
1,000,000 1 11.302 *17 * * * 43,125.56
122.61 4.186
2.31 5
0.019 0.019
860
costo extrac. fibra=122.61USD/h(12meses;26días;10horas)
tonfibra KJ g h Kcal Kcal
h g ton USD KJ USD
USDE
KcalUSD USD
Kcal KW h
=
= −
= =−
1 NATIONAL LIBRARY OF MEDICE AND THE NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH; Junio 2001; “Calculation of gross energy in pet foods: new data on heat combustion and fibre analysis in a selection of foods for dogs and cats”; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=11686783&dopt=Abstract (13/03/2006)
74
1. Espesor óptimo de aislante para la tubería.-
Longitud de tubería: 25 m
Diámetro de tubería: 3 in = 0.00762 m
Temperatura al interior de la tubería =140 ºC
Temperatura al exterior de la tubería = 25 ºC
La expresión de calor transferido a través de un cilindro en el sentido radial es:
(3.1)1
ln2
[º ]
[º ]
º
[ ]
[ ]
[ ]
Tc Tfq
re
kL ri
Tc Temperatura caliente C
Tf Temperatura fría C
Kcalk Conductividad térmica
mh C
L longitud del cilindro m
re radioexterno m
ri radio interior m
π
−=
==
=
===
Para el caso de un aislante se define por:
(3.2)1
* ln2
Tc Tfq
ren
kL ri
n númerodecapas deaislante
π
−=
=
Para la fibra de vidrio se tiene que k = 0.0674 W/m ºC = 0.058 Kcal / m h ºC 1
1 MILLS, Anthony; “Transferencia de Calor”, 1995, Editorial IRWIN, España pg 860; tabla A3
75
El calor perdido por capa de aislante y por cañuela de aislante ( 91cm )será:
140º
25º
0.058º
0.91[ ]
2.5[ ] 0.0635[ ]
1.5[ ] 0.0381[ ]
(140 25)º
1 0.0635[ ]* ln
0.0381[ ]2 0.058 *0.91[ ]
º
74.65
Tc C
Tf C
Kcalk
m h C
L m
re in m
ri in m
Cq
mn
mKcalm
mh C
Kcalq
n h
π
==
=
== == =
−=
=
El calor por unidad de área queda definido por:
2
2
2
(3.3)
2 2
2 *( ) 2 *0.91*(0.0635 0.0381)
0.145
74.65
0.145
514.83
externa internaaislante
aislante
aislante
aislante
A AA
A reL riL
A L re ri
A m
Kcal
n hq
A m
q Kcal
A n m h
π ππ π
= −= −= − = −
=
=
=
76
La extractora trabaja 310 días por año, y cada día de trabajo es de 10 horas. Si
realizamos el cálculo de costo del calor perdido por unidad de área se tendría:
1 2
1 2
514.83 10 310 0.019* * *
1 1 860
35.25
Kcal h días USDCosto
n m h día año Kcal
USDCosto
n m año
=
=
El tiempo de vida útil del aislante es de 5 años, por lo que el costo del aislante
será:
2 2
2
2
2 2
1*9.29 * *64.1
0.145
64.1
*5
12.82
aislante
USD caño USDCosto n n
caño m m
USD
mCosto n
años
USDCosto n
m año
= =
=
=
El costo global por aislamiento de la tubería será:
1 2
2
(3.4)
35.2512.82*
total
total
Costo Costo Costo
USDCosto n
n m año
= +
= +
77
Para hallar el espesor óptimo, se deriva la expresión Costo = f (n), con respecto a
n. Si se iguala a cero ésta derivada, se puede obtener el valor de n que es el
número de capas de aislante.
2
0 (3.5)
35.2512.82 0
35.25
12.821.65 2
dC
dndC
dn n
n
n capas capas
=
= − + =
=
= =
La segunda derivada deberá dar un valor mayor a cero para que el costo sea el
mínimo:
2
2
2
2 3
2
2
0 (3.6)
35.252*
0
0
C
n
C
n nn
Ces decir C es mínimo
n
∂ >∂∂ =∂
>∂∴ >∂
Lo más adecuado es proteger la capa externa del aislante con un material como el
aluminio, por lo que para aislar la tubería se necesitarían dos cañuelas por cada 91
cm de longitud, es decir una cañuela interna de fibra de vidrio para un diámetro de
3 in y una externa que tenga una hoja de aluminio para un diámetro de 5 in. De
este modo el costo total del aislamiento de la tubería será:
Para 25 m de tubería se requieren 28 cañelas de 0.91 m
Costo total de aislamiento = 28 cañuelas*(9.29USD/cañuelas+11.64USD/cañuelas)
Costo total de aislamiento = 586.04 USD
78
Tabla 3.14: Costo total de aislamiento de la tubería
Longitud
de tubería
(m)
#Cañuelas sin
Aluminio
(para diámetro 3in)
#Cañuelas con
Aluminio
(para diámetro 5in)
Costo total de
aislamiento
(USD)
25 28 28 586
2. Espesor óptimo de aislante para el distribuidor de vapor.-
Se procede de la misma forma que para la tubería, sin embargo se utilizan planchas de
flex up, para realizar el aislamiento.
Longitud del distribuidor = 2.45 m
Diámetro del distribuidor = 0.92 m
Temperatura al interior =135 ºC
Temperatura al exterior = 25 ºC
Según la ecuación 3.2, se tendrá para éste caso:
1,827.31 Kcalq
n h
=
El calor por unidad de área será:
79
2
2
2
2 *( ) 2 *2.45*(0.4854 0.46)
0.391
1,827.31
0.391
4,673.42
aislante distribuidor
aislante
aislante
A A
L Longitud del distribuidor
A L re ri
A m
Kcal
n hq
A m
q Kcal
A n m h
π π
==
= − = −
=
=
=
El costo de la energía perdida por unidad de área y tiempo será:
1 2
1 2
4,673.42 10 310 0.019* * *
1 1 860
320
Kcal h días USDCosto
n m h día año Kcal
USDCosto
n m año
=
=
El costo del aislante será:
2 2
2
2
2 2
1*187.77 * *480.23
0.391
480.23
*5
*96.04
aislante
USD plancha USDCosto n n
plancha m m
USD
mCosto n
años
USDCosto n
m año
= =
=
=
El costo total en este caso será:
1 2
2
32096.04*
total
total
Costo Costo Costo
USDCosto n
n m año
= +
= +
80
El número de capas de aislante será:
2
0
32096.04 0
320
96.041.8 2
dC
dndC
dn n
n
n capas
=
= − + =
=
= =
Tabla 3.15: Costo total de aislamiento del distribuidor de vapor
Longitud del
distribuidor
(m)
# Planchas flex up
8m de largo x 1.20 m de ancho; 1 in de
espesor
Costo total de
aislamiento (USD)
2.45 2 375.54
3. Espesor óptimo de aislante para autoclaves:
Se procede de igual forma que para el distribuidor de vapor, teniendo en cuenta los
siguientes datos:
Longitud de Autoclaves:
• (2) 8 Toneladas de capacidad = 13m
• (1) 6 Toneladas de capacidad = 9m
Diámetro de Autoclaves:
• (2) 8 Toneladas de capacidad = 1.50m
• (1) 6 Toneladas de capacidad = 1.60m
81
Área de autoclaves:
• (2) 8 Toneladas de capacidad = 61.26m2
• (1) 6 Toneladas de capacidad = 45.23m2
Área de planchas flex up = 9.60 m2
Número de planchas necesarias para cubrir las autoclaves:
• 8 Toneladas de capacidad = 61.26 m2 / 9.60m2 = 6.5 = 7 planchas
• 8 Toneladas de capacidad = 61.26 m2 / 9.60m2 = 6.5 = 7 planchas
• 6 Toneladas de capacidad = 45.23 m2 / 9.60m2 = 5 planchas
De tal modo que el número de capas de aislante necesarias para el aislamiento serán:
Tabla 3.16: Número de capas de aislante para autoclaves
Componente # Planchas flex up
8m de largo x 1.20m de ancho; 1 in de espesor
(1) Autoclave (8Ton de capacidad) 3
(1) Autoclave (6Ton de capacidad) 3
82
El costo total del aislamiento de las tres autoclaves será:
Tabla 3.17: Costo de aislamiento de autoclaves
Componente
# Planchas flex up
8m de largo x 1.20m de ancho;
1 in de espesor
Costo total de
aislamiento (USD)
(2) Autoclave (8Ton de capacidad) 42 7,886.34
(1) Autoclave (6Ton de capacidad) 15 2,816.55
TOTAL 10,702.89
Finalmente el costo global por el aislamiento será:
586 375 10,702
11,664
total tubería distribuidor autoclaves
total
total
Costo Costo Costo Costo
Costo USD USD USD
Costo USD
= + += + +=
A continuación, se presentan los ahorros de calor, energía y dinero, obtenidos por el
aislamiento térmico de los componentes analizados
Tabla 3.18: Ahorros de calor y energía obtenidos por el aislamiento térmico de los
componentes durante el proceso de cocción;
tiempo de cocción: 1.16 hr
Componente Calor ahorrado
[Kcal / hr]
Energía ahorrada
[Kcal] Tubería 693.2 804.11
Distribuidor 476.00 552.16 (2) Autoclave (8 Ton capacidad) 3,272.00 3,795.52 (1) Autoclave (6 Ton capacidad) 1,367.00 1,585.72
TOTAL 5,808.2 6,737.51 Nota: Los cálculos de los calores y energías ahorrados por aislamiento se presentan en el Anexo 3
83
Tabla 3.19: Pérdidas de calor, costo por calor perdido, calor ahorrado por
aislamiento, costo de aislamiento
Q* perdido [Kcal / hr]
Costo de Q perdido
[ USD/hr]
Componente
Verano Invierno Verano Invierno
Q ahorrado
por aislamiento [Kcal / hr]
USD/ año ahorrados
por aislamiento
Inversión en
aislamiento [USD]
Tubería 4,945.00 4,945.00 0.11 0.11 693.2 46.5 586
Distribuidor 9,795.40 9,795.40 0.22 0.22 476.00 32.60 375
(2)Autoclaves (8ton)
139,216.80 5,035,781.60 3.1 55.63 3,272.00 224.09 7,886
(1) Autoclave (6ton)
51,823.60 1,858,511.60 1.1 41.06 1,367.00 93.62 2,817
TOTAL 205,780.80 6,909,033.60 4.5 97 5,808.2 396.81 11,664 Nota: * Q = Calor ; Costo de energía = 0.019 USD / 860 Kcal
EVALUACIÓN TÉCNICA, ECONÓMICA Y AMBIENTAL DE LA PROPUESTA
Aspecto Técnico.- Se aplicaron los siguientes criterios para la evaluación:
� Factibilidad de encontrar en el mercado industrial, los equipos necesarios para
implementar la opción de mejora considerada.
� Factibilidad de encontrar en el mercado industrial los insumos y la tecnología
necesaria para implementar la opción de mejora considerada.
� Factibilidad de realizar la instalación en planta de los equipos y tecnología
requerida para implementar la opción de mejora considerada
Luego de realizar las respectivas consultas en varias casas comerciales que venden
suministros para la industria, se encontró que en el mercado ecuatoriano se cuenta con
el stock suficiente de todo el material requerido para el aislamiento propuesto.
Adicionalmente se pudo comprobar que las instalaciones de la extractora analizada,
84
permiten la colocación del material de aislamiento en cada uno de los componentes
analizados. En base a lo anterior, su concluye que es factible técnicamente la
implementación la opción de mejora considerada.
Aspecto económico-financiero.- Los criterios de evaluación fueron:
� Tasa interna de retorno (TIR)
� Valor actual neto (VAN)
� Retorno sobre la inversión
Para poder definir los valores de los indicadores financieros mencionados, se procedió
a fijar los parámetros necesarios para realizar el respectivo análisis.
Tabla 3.20: Datos necesarios para el análisis económico de la opción de mejora:
aislamiento de tubería de vapor, distribuidor de vapor y autoclaves
Tasa anual de inflación, en porcentaje 4 Tasa de impuesto a la renta, en porcentaje 25 Depreciación anual (inversión/vida útil) 2,328.97 Comienzo del proyecto 2006 Terminación del proyecto 2011 Vida útil del equipo (años) 5 Préstamo bancario (USD) 0 Ton de fruta procesadas/mes 1,006.00 Ton de fruta procesadas/año 12,072.00 % Extracción 21 Ton de aceite/año 2,535.12 % palmiste 8.3 Ton de palmiste/año 1,001.97 Precio de aceite USD / Ton 440 Precio de palmiste USD / Ton 30 Precio de materia prima USD / Ton 74.8
85
La extractora actualmente procesa 31 toneladas de fruta por día en promedio. Durante
la época de invernal, se llegan a procesar hasta 60 toneladas de fruta por día. Sin
embargo se puede considerar que el promedio mensual de la extractora está en 800
toneladas de fruta por mes.
Se estima que el aislamiento térmico propuesto, generará un ahorro de 10 minutos1
durante el proceso de cocción, permitiendo alcanzar rangos normales de cocción para
la fruta de variedad tenera, que es con la que cuenta la extractora y que deberían ser
de 1 hora a 55 minutos.
Dicha disminución del tiempo de cocción permitirá procesar mayor cantidad de fruta
por día. Si tenemos en cuenta que se trabajan 4 ciclos de cocción por día en verano y
de 6 a 8 ciclos de cocción durante el invierno, y que el ahorro durante el proceso de
cocción se estima en 10 min, se podría procesar uno o dos ciclos de cocción
adicionales dependiendo de la época del año. Si estimamos un aumento de 8 toneladas
de materia prima procesadas por día, mensualmente serían 206 toneladas y por año
2,496 toneladas
De tal modo que las toneladas mensuales de fruta procesadas gracias al aislamiento
térmico y al ahorro de energía que se logra con este, serán 1,006 toneladas, y
anualmente 12,072 toneladas, como se muestra en la Tabla 3.20
En base a éstas consideraciones se realiza el analiza económico siguiente
1 Las memorias de cálculo del ahorro de tiempo en el proceso de cocción se encuentran en el Anexo 3
86
Tabla 3.21: Análisis Flujo de caja descontado del proyecto considerando la opción de mejora de aislamiento de tubería de vapor,
distribuidor de vapor y autoclaves
Año 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Año de operación 0 1 2 3 4 5 Inversión a realizarse -12,000.00 Ingresos por ventas 234,568.08 234,568.08 234,568.08 234,568.08 234,568.08 Costo de producción 184,905.60 184,905.60 184,905.60 184,905.60 184,905.60 Dividendos de amortización de préstamo 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Ingresos operativos 49,662.48 49,662.48 49,662.48 49,662.48 49,662.48 Dividendos de depreciación 2,400.00 2,400.00 2,400.00 2,400.00 2,400.00 Utilidad bruta 49,662.48 49,662.48 49,662.48 49,662.48 49,662.48 Impuesto a la renta (25% de la utilidad bruta) 12,415.62 12,415.62 12,415.62 12,415.62 12,415.62 Participación de utilidades para los obreros(15% ) 5,587.03 5,587.03 5,587.03 5,587.03 5,587.03 Flujo neto (utilidad neta) -12,000.00 31,659.83 31,659.83 31,659.83 31,659.83 31,659.83
87
Con estas cifras de producción, se llevó a cabo el perfil económico - financiero, y se
obtuvieron los resultados que se consignan a continuación:
Tabla 3.22: Indicadores económicos de la opción de mejora: aislamiento de tubería de
vapor, distribuidor de vapor y autoclaves
Indicador Valor Tasa interna de retorno 263 %
Valor actual neto 73,733.65USD Nota: Los valores obtenidos para la tasa interna de retorno y el valor actual neto, fueron obtenidos mediante las
fórmulas respectivas, utilizadas por el programa Microsoft Excel 2003.
La tasa interna de retorno (TIR), posee un valor alto como se observa en la
Tabla 3.22, y al ser una medida de la rentabilidad de una inversión, en este caso el
aislamiento térmico, es de esperar su inmediata aplicación por las ganancias que de
ella se pueden obtener.
El valor actual neto (VAN) por ser positivo está indicando que el capital invertido ha
sido recuperado y se ha obtenido un beneficio adicional, en éste caso posee un valor
mucho mayor a lo invertido, es decir hay un beneficio considerable si se realiza éste
proyecto.
El retorno de la inversión es durante el primer año de implementación de la opción de
mejora considerada, es decir que el retorno de la inversión es a corto plazo.
Aspecto Ambiental.- Si realizamos una evaluación ambiental, un aislamiento térmico
de los componentes analizados, permitirá aprovechar de mejor manera la energía que
se está empleando durante el proceso productivo. El ahorro de calor por el aislamiento
sería de 5,808.2 Kcal/h.
88
Adicionalmente se debe mencionar que ésta opción de mejora resulta beneficiosa para
el personal de la extractora, puesto que les permitirá trabajar más cómodamente,
porque el calor desprendido en los autoclaves será menor. Podemos afirmar que es
factible ambientalmente
3.4.2 Cambio del sistema tradicional de clarificación y recuperación de
aceite, por un sistema de centrifugación
El proceso tradicional de clarificación y recuperación de aceite rojo de palma, se basa
en la separación de aceite, agua y lodos, por diferencia de pesos, es decir, se alimenta
las mezclas de éstos tres componentes, a tanques metálicos aprovisionados de
serpentines de vapor o camisas de calentamiento, donde se los deja reposar para que
naturalmente se separen en tres fases.
La fase superior esta compuesta por el aceite rojo de palma, el mismo que cuenta con
una humedad relativamente baja (3% - 5%). Sin embargo es necesario un proceso
posterior de secado, para eliminar la mayor cantidad de agua presente en el aceite, con
el objetivo de cumplir con las especificaciones exigidas por las industrias
procesadoras de aceite rojo de palma.
La fase intermedia está compuesta por agua, una cierta cantidad de aceite y partículas
de tierra, fibra o restos de nuez. Ésta fase junto con la fase inferior, compuesta en su
mayoría por tierra y una pequeña cantidad de aceite, son enviados al sistema de
recuperación, donde se repite el mismo proceso.
89
Éste sistema tradicional, convierte al proceso productivo en un proceso por lotes o de
tipo batch, lo cual se vuelve un problema especialmente en épocas de invierno, donde
la cantidad de materia prima almacenada, no puede esperar mucho tiempo para ser
procesada.
La tendencia actual en las extractoras de aceites vegetales como el de oliva, el de
palma, el de ricino, etc. es el de convertir sus procesos productivos, en proceso de tipo
continuo, ya que se logra eliminar los llamados tiempos muertos y se logra procesar
mayor cantidad de materia prima, para obtener mayor producto en menor tiempo.
Sin dejar a un lado la separación por diferencia de pesos, las industrias extractoras, se
han inclinado por equipos que aceleren el proceso de separación, en este caso las
máquinas centrífugas.
En el mercado nacional no se pueden encontrar éstas máquinas, por ello es necesario
realizar importaciones. Las empresas dedicadas a la investigación, han desarrollado
procesos específicos, para mejora la extracción del aceite, siendo los más utilizados
dos procesos principalmente:
• Uso de un separador de tres fases luego del proceso de prensado
• Recuperación de aceite de lodos de clarificación mediante centrifugación
90
1. Uso de un separador de tres fases.-
Para éste caso, las empresas utilizan en equipo llamado decantador horizontal o super
decanter, el mismo que permite realizar un separación del licor de prensa, en tres
corrientes:
• Aceite ( 98% pureza)
• Agua (0.7% aceite)
• Lodos (10-12% aceite)
Las dos corrientes de desecho, pueden ser descargas fuera del proceso, sin ningún
riesgo de contaminar. En el caso de los lodos, pueden ser utilizados por los dueños de
las plantaciones de palma africana, como un abono orgánico.
El licor de prensa que se obtiene, pasa por un sistema de tamices vibratorios, donde se
eliminan las impurezas sólidas más grandes (fibras, restos de nuez). La corriente que
sale del tamiz, pasa a un sistema para eliminar la arena. Puede usarse un ciclón o un
tanque desarenador.
La corriente líquida en almacenada en un tanque con calentamiento a temperatura
mayor que 95 ºC.
Finalmente la corriente con temperatura mayor a 95 ºC es alimentada al decantador
horizontal en donde se extraen aceite, agua y lodos por separado. Es necesario realizar
un secado del aceite extraído, porque contiene un 2% de humedad.
A continuación se puede observar el diagrama de flujo del proceso anteriormente
descrito:
91
Figura 3.2: Esquema de extracción de aceite rojo de palma mediante el uso de un decantador horizontal
92
Figura 3.3: Equipo necesario para extracción de aceite con el uso de decantador horizontal
93
2. Recuperación de aceite de lodos residuales.-
Éste sistema utiliza parte del sistema tradicional de clarificación. El licor de prensa
obtenido, es diluido con agua y alimentado a un tanque clarificador, en donde se
separa por gravedad a la corriente, extrayendo por la parte superior al aceite rojo de
palma, el mismo que es enviado a un tanque de almacenamiento temporal.
Por la parte inferior del tanque de clarificación se descarga la mezcla de agua, lodos y
aceite residual al separador horizontal de dos fases, que usualmente es el super
decanter, pero calibrado para generar dos corriente únicamente.
Allí se recupera una cierta cantidad de aceite, que es enviado al tanque de
almacenamiento temporal de aceite. La mezcla de agua y lodos que sale del separador
puede ser descargada fuera del proceso, sin temor a tener pérdidas de aceite grandes.
Finalmente el aceite extraído se envía a secado y luego a almacenamiento.
94
Figura 3.4: Esquema de extracción de aceite rojo de palma mediante recuperación de aceite en lodos
95
Figura 3.5: Equipo necesario para extracción de aceite con el uso de decantador horizontal y recuperación en lodos
96
En ambos casos se utiliza un super decanter y una centrífuga para purificar el aceite
que se obtiene. De los dos procesos posibles se ha escogido el primer método,
básicamente porque se cuenta con un tamiz vibratorio ya adquirido, pero almacenado
en bodega.
Adicionalmente, el tanque desarenador y el tanque con sistema de calentamiento
pueden ser adaptados con los tanques del antiguo sistema de recuperación de aceite
con los que cuenta la extractora. Únicamente se debería adquirir el decantador
horizontal, la centrífuga para purificar el aceite, y un ciclón para eliminar arena.
Tabla 3.23: Costo de equipos de centrifugación
Empresa Costo
Super decanter (USD)
Costo Centrífuga purificadora
(USD) Westfalia 127000 33800 Alfa Laval S.A 130000 50000
Nota: La información obtenida para estos equipos fue consultada vía correo electrónico a las empresas antes citadas
97
EVALUACIÓN TÉCNICA, ECONÓMICA Y AMBIENTAL DE LA PROPUESTA
Aspecto Técnico.- Se aplicaron los siguientes criterios para la evaluación:
� Factibilidad de encontrar en el mercado industrial, los equipos necesarios para
implementar la opción de mejora considerada.
� Factibilidad de encontrar en el mercado industrial los insumos y la tecnología
necesaria para implementar la opción de mejora considerada.
� Factibilidad de realizar la instalación en planta de los equipos y tecnología
requerida para implementar la opción de mejora considerada
Las casas comerciales extranjeras consultadas (Alfa Laval S.A, Westfalia), aseguraron
que cuentan con el stock suficiente de todo el material requerido para la instalación y
puesta en marcha del nuevo sistema de clarificación. Las instalaciones de la extractora
analizada cuentan con el espacio necesario para la instalación de dicho sistema, por lo
que en base a lo anterior, su concluye que es factible técnicamente la implementación
la opción de mejora considerada.
Aspecto económico-financiero.- Los criterios de evaluación fueron:
� Tasa interna de retorno (TIR)
� Valor actual neto (VAN)
� Retorno sobre la inversión
Los datos necesarios para el análisis económico se presentan a continuación:
98
Tabla 3.24: Datos para el análisis económico de la opción de mejora: cambio de
sistema de clarificación
Adicionalmente se debe tener en cuenta que:
• La instalación de éste sistema de extracción de aceite permitirá un incremento del
porcentaje de extracción de aceite, puesto que se tienen mínimas pérdidas de
aceite tanto en los lodos residuales como en los efluentes líquidos del proceso
tradicional. Las industrias que venden éstos equipos aseguran una extracción de
25% para fruta tenera de cepa asiática.
Para el caso de la fruta tenera que se encuentra en América, se sabe que no tienen
la misma cantidad de aceite que la asiática. Se asegura un incremento de
extracción de hasta 23%. Éste valor que se menciona, es función de la eficiencia
Tasa anual de inflación, en porcentaje 4 Tasa de impuesto a la renta, en porcentaje 25 Depreciación anual (inversión/vida útil) 17,000.00 Comienzo del proyecto 2006 Terminación del proyecto 2016 Vida útil del equipo (años) 10 Préstamo bancario 170,000.00 Tiempo para pagar el préstamo (años) 10 Ton de fruta procesadas/mes 1,006.00 Ton de fruta procesadas/año 12,072.00 % Extracción 23 Ton de aceite/año 2,776.56 % palmiste 8.3 Ton de palmiste/año 1,207.20 Precio de aceite USD / Ton 440 Precio de palmiste USD / Ton 30 Precio de materia prima USD / Ton 74.8 Tasa de interés bancario, en porcentaje 12 Cuotas semestrales para pago del préstamo 34,571.65 Cuotas anuales para pago del préstamo 69,143.29
99
tanto en el proceso de cocción, como en el proceso de digestión-prensado en
donde se suele tener pérdidas de aceite en fibra.
En el caso de la extractora analizada, las pérdidas de aceite en torta de prensado,
están dentro de los rangos normales, es decir, no mayor al 5% de aceite en la trota
de prensado. Bajo éstas condiciones sería real un incremento del porcentaje de
extracción hasta valores de 23%, siempre y cuando se sigan las especificaciones
dadas por las industrias fabricantes de éstos equipos.
• El incremento del porcentaje permitirá obtener mayor cantidad de aceite por
tonelada de materia prima y evidentemente mayores ingresos por ventas.
Adicionalmente, se tendrá un ahorro en el consumo del agua y vapor utilizados en
el proceso productivo. Se habla de un ahorro de hasta 50 %. Del análisis del
balance de masa y energía de la extractora, se pudo determinar que el consumo de
agua, clarificación y recuperación de aceite es:
Tabla 3.25: Consumo de vapor en el proceso de clarificación
Ton H2O consumidas / Ton racimos Ton H2O consumidas / día 0.515 22.7
Nota: La cantidad de agua se refiere al consumo de vapor y de agua como tal
• Se ha realizado el análisis de ésta opción de mejora, teniendo en cuenta que el
aislamiento térmico se ha llevado a cabo.
En base a éstas consideraciones, se realizó el correspondiente análisis económico:
100
Tabla 3.26: Análisis Flujo de caja descontado del proyecto considerando la opción de mejora: cambio de sistema de clarificación
Año 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Año de operación 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Inversión a realizarse -170,000.00
Ingresos por ventas 106,233.60 106,233.60 106,233.60 106,233.60 106,233.60 106,233.60 106,233.60 106,233.60 106,233.60 106,233.60
Costo de producción 1,001,252.37 1,001,252.37 1,001,252.37 1,001,252.37 1,001,252.37 1,001,252.37 1,001,252.37 1,001,252.37 1,001,252.37 1,001,252.37
Div. de amortización de préstamo 29,642.75 29,642.75 29,642.75 29,642.75 29,642.75 29,642.75 29,642.75 29,642.75 29,642.75 29,642.75
Ingresos operativos 76,590.85 76,590.85 76,590.85 76,590.85 76,590.85 76,590.85 76,590.85 76,590.85 76,590.85 76,590.85
Dividendos de depreciación 17,000.00 17,000.00 17,000.00 17,000.00 17,000.00 17,000.00 17,000.00 17,000.00 17,000.00 17,000.00
Utilidad bruta 59,590.85 59,590.85 59,590.85 59,590.85 59,590.85 59,590.85 59,590.85 59,590.85 59,590.85 59,590.85
Imp. a la renta (25% de utilidad bruta)
14,897.71 14,897.71 14,897.71 14,897.71 14,897.71 14,897.71 14,897.71 14,897.71 14,897.71 14,897.71
Participación de utilidades (15% ) 6,703.97 6,703.97 6,703.97 6,703.97 6,703.97 6,703.97 6,703.97 6,703.97 6,703.97 6,703.97
Flujo neto (utilidad neta) -170,000.00 37,989.17 37,989.17 37,989.17 37,989.17 37,989.17 37,989.17 37,989.17 37,989.17 37,989.17 37,989.17
101
Tabla 3.27: Indicadores económicos de la opción de mejora: cambio de sistema de
clarificación
Indicador Valor Tasa interna de retorno 18 %
Valor actual neto 39,863.63USD Nota: Los valores obtenidos para la tasa interna de retorno y el valor actual neto, fueron obtenidos mediante las
fórmulas respectivas, utilizadas por el programa Microsoft Excel 2003.
La tasa interna de retorno (TIR), no posee un valor demasiado alto, de todos modos
simboliza la rentabilidad de la inversión, que si bien es cierto no es tan elevada como
en el caso anterior, no es despreciable.
El criterio del valor actual neto (VAN), demuestra sin embargo, que se logra recuperar
la inversión, y se obtiene un beneficio económico adicional.
El retorno de la inversión, es al cabo de 10 años, es decir a largo plazo.
Es necesario mencionar que resulta beneficioso para una extractora el procesar la
mayor cantidad de fruta por día en cuanto les sea posible. El sistema de centrifugado
para reemplazar a la clarificación tradicional, rinde mejores resultados en extractoras
que logran disminuir los costos de producción, y sobretodo en aquellas que logran
procesar cantidades superiores a las 1200 Toneladas de fruta por mes. Sería
beneficioso para la extractora, que a la par de implementar ésta opción de mejora, se
preocupe por recuperar los proveedores de fruta que perdió durante el año anterior, los
mismos que le permitían procesar cantidades mayores a las 1300 toneladas de fruta
por mes. Si se logra llegar a dichas cantidades de fruta procesadas por mes, se podrán
obtener bajo dichas condiciones mejores resultados que darán indicadores económicos
como los mostrados en la Tabla 3.28:
102
Tabla 3.28: Indicadores económicos de la opción de mejora: cambio de sistema de
clarificación con 1300 toneladas de fruta procesadas por mes
Indicador Valor Tasa interna de retorno 60 %
Valor actual neto 367,659.80USD Nota: Los valores obtenidos para la tasa interna de retorno y el valor actual neto, fueron obtenidos mediante las
fórmulas respectivas, utilizadas por el programa Microsoft Excel 2003.
Aspecto Ambiental.- Ésta opción de mejora un ahorro del 50% en el consumo de agua
y de vapor. Esto es importante puesto que el agua utilizada por la extractora, proviene
de un río que pasa junto al terreno de la extractora.
Los efluentes líquidos del proceso de extracción, tienen concentraciones de aceite de
hasta 1% en peso. Dichos efluentes pasan a las piscinas de recuperación de aceite y
finalmente se desechan, con concentraciones de aceite entre 0.2mg/lt y 0.3 mg/lt,
cumpliendo con la NORMA DE CALIDAD AMBIENTAL Y DE DESCARGA DE
EFLUENTES: RECURSO AGUA1, (para aguas de uso doméstico y para aguas de uso
agrícola), emitida por el Ministerio de Medio Ambiente de la República del Ecuador.
Los restos sólidos del proceso pueden ser utilizados por los dueños de las plantaciones
de palma africana ya que a diferencia del proceso clásico de clarificación, los
desechos sólidos del proceso de centrifugación salen con una humedad baja, lo cual
permite un fácil traslado.
Finalmente el espacio que se ahorra, así como la cantidad de tanques metálicos
utilizados disminuye, lo cual beneficia al medio ambiente, puesto que al final del
tiempo de vida útil de los tanques utilizados por el sistema tradicional de extracción
de aceite, se tiene un serio problema para desecharlos.
1 MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE DEL ECUADOR; 30 de julio de 1999; “Norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes: recurso agua” (15/05/2006)
103
CAPÍTULO 4: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• El grado de madurez de la fruta incide en el porcentaje de acidez del aceite que se
obtiene durante el proceso productivo.
• La acidez, el porcentaje de humedad y el porcentaje de insolubles deben ser,
respectivamente, menores a 3.5%, 0.2%, y 0.1% para que el proceso pueda
considerarse eficiente
• El consumo de agua, que es igual a 0.5 toneladas/tonelada de racimo, podría
reducirse a la mitad, si se implementara la tecnología propuesta.
• Las pérdidas de calor son de alrededor de 2 X 105 Kcal/h durante el verano y 6 x 106
Kcal/h, durante el invierno.
• Las pérdidas de calor alargan el proceso de cocción en 20 minutos
aproximadamente
• Para que el sistema de clarificación propuesto sea rentable es necesario procesar
más de 1200 toneladas de fruta por mes
• Se recomienda aislar térmicamente los autoclaves, el distribuidor de calor, el
caldero y la tubería de distribución de vapor para disminuir las pérdidas de calor
en del proceso productivo,
• Se recomienda la implementación de un sistema de clarificación continuo como el
propuesto en las páginas..... para aprovechar la calidad de la fruta que recibe la
extractora para incrementar el porcentaje de extracción de 21% a 23%
Con formato
Con formato
Con formato
Con formato
Con formato
Con formato
Con formato: Numeración yviñetas
Con formato
Con formato
Con formato
Con formato
Con formato
Con formato
Con formato
Con formato
Con formato: Numeración yviñetas
Eliminado: <#>La auditoría inicial que se realiza en la fase
Eliminado: ¶
Eliminado: <#>Es de suma importancia realizar un control
Eliminado: ¶
Eliminado: (véase páginas....)¶
Eliminado: Es importante controlar rigurosamente los Eliminado: .
Eliminado: (ver páginas...)¶
Eliminado: <#>La generación de vapor en una industria extractora Eliminado: ¶
Eliminado: .....¶
Eliminado: Se recomienda aislar térmicamente los autoclaves, el Eliminado: Las
Eliminado: las pérdidas de calor
Eliminado: durante
Eliminado: en del
Eliminado: el
Eliminado: proceso
Eliminado: de cocción
Eliminado: productivo,¶<#>¶Eliminado: ¶
Eliminado:
Eliminado:
Eliminado: <#>no son despreciables,
Eliminado: ¶
Eliminado: <#>Es necesario proteger los autoclaves con una Eliminado: ¶
Eliminado: debe
Eliminado: de la mejor forma
Eliminado: con la que cuenta
... [4]
... [5]
... [6]
... [7]
... [8]
... [18]
... [9]
... [10]
... [2]
... [11]
... [20]
... [15]
... [1]
... [12]
... [19]
... [22]
... [17]
... [13]
... [21]
... [14]
... [16]
... [23]
... [3]
... [24]
104
• Se recomienda evaluar a diario los índices: de acidez, de humedad, y de
insolubles, así como la cantidad de producto terminado y materia prima
almacenados,
• Se recomienda mantener relaciones cordiales con el personal de proceso, porque
de ellos depende, en gran medida, la implementación exitosa del Plan de
Producción Más Limpia.
• Se recomienda que se reemplace el tractor con que se cuenta en la extractora,
básicamente porque se ha convertido en una fuente de gasto significativa en el
proceso productivo, por su alto costo de mantenimiento y porque en ocasiones
provoca que el proceso de carga de autoclaves tenga que ser realizado
manualmente, evitando que se explote al máximo la capacidad de producción de
la empresa.
• Se recomienda también un reemplazo de los dos autoclaves de 8 toneladas de
capacidad con los que se cuenta, puesto también cumplieron su tiempo de vida
útil, y al operar bajo presiones de 40 psi, resultan ser un verdadero peligro para los
trabajadores de la planta, e incluso para las mismas instalaciones de la extractora
• Finalmente se debería invertir más en la seguridad del personal que trabaja en
planta. Al no poseer las garantías necesarias como ropa de trabajo adecuada,
protección visual como gafas, protección auditiva, guantes y extintores colocados
estratégicamente, es lógico esperar que el trabajador esté desmotivado y temeroso
Con formato: Sangría:Izquierda: 0 cm, Tabulaciones: 0.63 cm, Lista contabulaciones + No en 1.88 cm
Con formato: Numeración yviñetas
Con formato
Con formato
Con formato
Con formato
Con formato
Eliminado: <#>. Al poseer una variedad de fruta con alto contenido de aceite resulta importante incrementar la eficiencia de los procesos de clarificación y recuperación de aceite. En ese sentido, la implementación de un sistema de clarificación continuo como el propuesto, permitiría un incremento en el porcentaje de
Eliminado: <#>¶<#>Para que el sistema de Eliminado: <#>Es necesario asegurarEliminado: <#>procesar
Eliminado: <#>cantidades superiores aEliminado: <#>más de
Eliminado: <#>las
Eliminado: <#>1200
Eliminado: <#>Toneladas
Eliminado: <#>toneladas de fruta por mesEliminado: <#>, que permitan sea rentable el cambio del sistema Eliminado: <#> ¶¶Eliminado: <#>Es importante que la gerencia de una empresa Eliminado: ¶
Eliminado: <#>Uno de los objetivos de la Producción Más Eliminado: <#>Se recomienda
Eliminado: <#>recomienda realizar evaluaciones Eliminado: <#>evaluar a diario los índices: de acidez, de humedad, Eliminado: <#>periódicas, luego de haberse aplicado un programa Eliminado: ¶
Eliminado: Es
Eliminado: recomendable
Eliminado: una relación
Eliminado: que trabaja en el
Eliminado: productivo
Eliminado: son
Eliminado: los que conocen más acerca del proceso y pueden Eliminado: un
Eliminado: ¶
Eliminado: <#>Se recomienda realizar un estudio para el Eliminado: <#>¶<#>¶
... [34]
... [29]
... [28]
... [27]
... [26]
... [36]
... [25]
... [37]
... [31]
... [39]
... [30]
... [40]
... [33]
... [41]
... [32]
... [42]
... [38]
... [43]
... [35]
... [44]
105
de trabajar, lo cual le impide poner toda su atención en el proceso productivo, lo
cual suele ser causa de que un proceso productivo se vuelva lento e ineficiente.
108
BIBLIOGRAFÍA
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AMBIENTE (PNUMA); Febrero 1999; “Producción Más Limpia”; Primea
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http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&l
ist_uids=11686783&dopt=Abstract (13/03/2006)
111
ANEXOS
112
ANEXO 1: Diagrama de implantación y Diagrama de flujo
113
ANEXO 1.1: Diagrama de implantación
114
ANEXO 1.2: Diagrama de flujo del proceso de extracción de aceite rojo de palma
115
ANEXO 2: Cálculo de balances de masa y energía
116
ANEXO 2.1 BALANCE DE MASA DEL PROCESO PRODUCTIVO
1. Sistema de cocción por autoclaves.-
Corriente C:
En la piscina de recuperación PR-1, se recogen 27.2 m3 de efluente de las autoclaves
(capacidad total de la piscina), cuando se han procesado 88 toneladas de racimos de
fruta, de tal modo que 1 tonelada de racimos:
3327.2
1 0.3188
mTon racimos m
Tonracimos∗ =
La densidad calculada para dicho efluente es de 0.95 ton/m3 así:
117
3 30.95
0.31
0.295
MasaDensidad
Volumen
Ton Masa
m m
TonCorrienteC
Ton racimos
=
=
=
El aceite recuperado de la piscina PR-1 es de 100 Kg por piscina llenada de tal modo
que:
1100
1000% 100
25.84
% 0.34%
% 99.66%
TonKg Aceite
KgAceiteencorrienteC
Ton
AceiteencorrienteC
Agua
∗= ∗
=
=
Corriente B:
Se procedió a pesar racimos de fruta al azar antes de la cocción, se los marcó y
procedió a la cocción, para poder conocer la ganancia de peso por absorción de agua
obteniendo:
Peso antes de la cocción: 15 Kg
Peso después de la cocción: 20 Kg
118
Se observó que la ganancia en agua era de 5 Kg por racimo, de tal modo que:
20
15
5
% 75%
% 25%
Peso racimococinado Kg
Pesode granos de fruta raquis Kg
Pesodeagua Kg
Granos Raquis
Agua presente
=
+ =
=
+ =
=
Para determinar la cantidad de agua en la corriente:
100 25* 0.33
75 100
1 0.33 1.33
Tondecorriente B Tondeagua Tondeagua
Ton racimos Tondecorriente B Ton racimos
TonCorriente B Ton racimos ton deagua
Ton racimos
=
= + =
Corriente V:
2 2
02
0.33 0.294
0.624 (130 )
H O H OV B C
V Ton Ton
Tonde H OV C
Ton racimos
= +
= +
=
119
Determinación de la composición de los racimos:
Conociendo que:
Peso antes de la cocción: 15 Kg
Peso después de la cocción: 20 Kg
Se observó que la ganancia de agua durante el proceso de cocción era de 5 Kg de
Agua por racimo. Adicionalmente se pesó un mismo volumen (Caneca de 18.927 lt.),
con granos de fruta antes y después del proceso de cocción, de tal modo que se
obtuvo:
Peso de granos de fruta antes de la cocción: 13 Kg
Peso de granos de fruta después de la cocción: 16 Kg
Gracias a éste análisis se obtuvo que la ganancia en agua por parte de los granos de
fruta fue de 3 Kg. En porcentaje el agua en la fruta cocida representa el 18.75%, si
relacionamos peso de agua y peso total de granos de fruta.
Adicionalmente cuando se cocinó el racimo entero y se sometió al proceso de
desgranado se pudo obtener:
20
sin 6.8
20 6.8 13.2
Pesode racimo Kg
Pesode racimo fruta Kg
Pesode granos Kg
=
=
= − =
120
De tal modo que:
22
18.7513.2 * 2.5
100
Kg H OKg de granos de fruta Kg de H O presentes enlos granos
Kg de granos de fruta=
Es decir que de los 5 Kg que gana el racimo durante la cocción, 2.5 Kg de agua van a
los granos de fruta y 2.5 Kg van al racimo sin fruta. Se deduce entonces que:
20
sin 4.3
10.7
5
Pesode racimococido Kg
Pesode racimo fruta Kg
Pesode granos Kg
Pesodeagua Kg
=
=
=
=
De tal modo que podemos calcular la composición de un racimo de fruta de la
siguiente manera:
15
sin 4.3
10.7
10.7% *100 71.3%
15
4.3% sin *100 28.7%
15
Pesode racimonococido Kg
Pesode racimos fruta Kg
Pesode granos Kg
Kg granosGranos
Kg racimo
Kg granosRacimo fruta
Kg racimo
=
=
=
= =
= =
121
Mientras que la composición del racimo cocido será:
20
sin 6.8
13.2
13.2% *100 66%
20
6.8% sin *100 34%
20
15% *100 75%
20
5%
Pesode racimonococido Kg
Pesode racimo fruta Kg
Pesode granos Kg
Kg granosGranos
Kg racimo
Kg granosRacimo fruta
Kg racimo
Kg granosFruta
Kg racimo
Kg graAgua
=
=
=
= =
= =
= =
= *100 25%20
nos
Kg racimo=
Quedando definidas las corrientes F y B.
122
2. Sistema de desgranado.-
Corrientes Fr y R:
661.33 * 0.878 ( )
100
341.33 * 0.452
100
Ton granos cocinados Ton granos cocinadosTon racimoscocinados Fr
Ton racimos cocinados Ton racimos cocinados
Ton granoscocinados Ton granoscocinaTon racimoscocinados
Ton racimos cocinados
=
= ( )dos
RTon racimos cocinados
Así las corrientes serán:
123
3. Sistema Digestión – Prensado:
Corriente L:
El licor de prensa es depositado en el tanque pulmón TP-1. Por determinación
experimental se observó que 8 toneladas de racimos procesados llenan la capacidad
del tanque, la misma que es de 4.5 Toneladas de licor de prensa, así:
4.5 1* 0.788
8 0.713
0.563
Tonlicor de prensa Ton deracimos nococidos Tondelicor de prensa
Ton deracimos nococidos Tonde granos nococidos Tonde granos nococidos
Ton delicor de prensa
Tonracimos
=
=
124
Corriente V1:
Para éste cálculo se conoce que el vapor tiene temperatura de 130 ºC. Adicionalmente
se puede aproximar, que la temperatura de la corriente Fr es de 30 ºC. Se hace ésta
suposición porque la fruta que sale del proceso de desgranado se almacena
temporalmente, para luego ser transportado por un sistema de cangilones hasta los
digestores. Éste proceso de transporte permite que los granos de fruta cocidos,
disminuyan su temperatura.
Si aplicamos los principios básicos de transferencia de calor, podemos afirmar lo
siguiente:
130º* * *granos granos vapor C
Calor ganado por los granos Calor cedido por el vapor
m Cp T m Lp
=
∆ = −
Es también conocido que el calor específico (Cp) de una sustancia, es función de la
temperatura, y una variación en la misma provoca cambios en la capacidad calórica.
No se cuenta con datos de capacidad calórica de la fruta de la palma africana. Es
necesario entonces realizar otra aproximación.
125
La composición de la fruta de la palma africana, es función de su variedad como se
pudo observar en el Capítulo 1. En éste caso para la variedad tenera1 se sabe que:
% 25%
% 14%
% 61%
Aceite
Palmiste
Fibra
=
=
=
Asumimos que Fibra + Palmiste son celulosa en su mayoría, por lo que la capacidad
calórica de ésta mezcla será la de la celulosa. Para aceites vegetales se tiene la
expresión siguiente2:
1 Valor estándar usado a nivel mundial para fruta tenera [4], [5], [6] 2 Ecuación tomada de Perry, “Perry´s Chemical Engineer´s Handbook”; Sixth Edition, pg 3-146, tabla 3-205
( )15º
25º
Cal ACp B t
gr C d
A y B Coeficientes tabulados
d densidad aceitea C
t Temperatura deseada
= + −
=
=
=
126
Los valores obtenidos de Cp, para la celulosa y el aceite rojo de palma, no varía en el
rango de temperatura bajo el cual se está trabajando (130ºC y 30ºC).
Tabla A2-1 : Capacidades calóricas de compuestos Compuesto Cp [cal/gr ºC]
Celulosa 0.32 Aceite 0.5
Nota: Datos tomados de Perry, “Perry´s Chemical Engineer´s Handbook”; Sixth Edition, pg 3-146, tabla 3-205
De tal modo que la capacidad calórica de la fruta será:
(0.25*0.5 0.75*0.32)º
0.37º
fruta aceite aceite celulosa celulosa
i
fruta
fruta
Cp X Cp X Cp
X Fracciónen peso
CalCp
gr C
CalCp
gr C
= +
=
= +
=
Cumpliendo con el balance calórico, se tendrá:
130º
6130º
* * *
2.174*10 519.35
0.878 *0.37 *(30 130)º *519.35º
0.063
granos granos vapor C
C
vapor
vapor
m Cp T m Lp
J CalLp
Kg gr
ton fruta Cal CalC m
ton racimos gr C gr
tonvaporm
ton racimos
∆ = −
= =
− = −
=
127
De tal modo que:
Con un balance de masa en la prensa se tendrá:
0.941 2 0.504 0.562
2 0.125
toncolada tontorta prensa ton licor prensacorrienteV
ton racimos ton racimos ton racimos
tonvaporcorrienteV
ton racimos
+ = +
=
Las corrientes serán:
128
4. Sistema de clarificación y recuperación .-
Para éste balance de masa, se tienen los siguientes datos:
129
Corriente F y Corriente Agua:
La capacidad de los tanques de clarificación es de 15.5 Ton de licor de prensa + agua,
por cada 16 toneladas de fruta procesada, es decir:
15.50.968
16
Tonlicor prensa Tonlicor prensa
Ton racimos Ton racimos=
La corriente de agua será:
22 0.968 0.562
22 0.406
Tonlicor prensa H O Tonlicor prensaCorriente H O
Ton racimos Ton racimos
Ton H OCorriente H O
Ton racimos
+= −
=
Corriente P:
20.0065 0.21 0.217
Ton H O Ton aceite Ton aceite
Ton racimos Ton racimos Ton racimos
+ =
130
Corriente D:
0.968 0.217
20.751
F A P D
Tonlicor prensa Ton aceiteD
Ton racimos Ton racimos
Ton H O lodosD
Ton racimos
+ = +
= −
+=
Corriente R3:
0.10.00113
88
Ton aceite Ton aceite
Ton racimos Ton racimos=
Corriente E2:
2 3
22 0.00113 0.751
22 0.752
E R D
Ton aceite Ton H O lodosE
Ton racimos Ton racimos
Tonaceite H O lodosE
Ton racimos
= +
+= +
+ +=
Corriente R2:
0.2 2* 0.0014
2 144
Tonaceite piscinas Tonaceite
piscinas Ton racimos Ton racimos=
131
Corriente E3:
3 2 2
23 0.752 0.0014
23 0.753
E E R
Tonaceite H O lodos TonaceiteE
Ton racimos Ton racimos
Tonaceite H O lodosE
Ton racimos
= +
+ += +
+ +=
Corriente R1:
0.50.0625
8
Ton aceite Tonaceite
Ton racimos Ton racimos=
Corriente E1:
1 1 3
21 0.0625 0.753
21 0.815
E R E
Tonaceite Tonaceite H O lodosE
Ton racimos Ton racimos
Tonaceite H O lodosE
Ton racimos
= +
+ += +
+ +=
Se definen de éste modo todas las corrientes:
132
Clarificación
Capacidad:
15.5 Ton / 16 Ton racimos
Recuperación
Piscinas de
sediemntación
Recuperación final
Corriente F0.562 Ton licor de prensa / Ton racimos
130ºC
Corriente P0.217 Ton aceite+H2O / Ton racimos
3% humedad90 ºC Corriente R1
0.0625 Ton Aceite / Ton racimos
Corriente E10.815 Ton aceite +
H2O + lodos / Ton racimos
Corriente E30.753 Ton aceite +
H2O + lodos / Ton racimosCorriente R20.0014 Ton Aceite / Ton racimos
Corriente E20.752 Ton aceite + H2O + lodos / Ton racimos
Corriente D0.751 Ton H2O + lodos / Ton racimos
Corriente R30.00113 Ton Aceite / Ton racimos
Corriente Agua0.406 Ton H2O / Ton racimos
25 ºC
5. Sistema de secado.-
Mediante ésta operación, se procura que el aceite rojo extraído tenga una humedad de
0.2% o menos, por lo tanto el balance de masa sería:
133
Con un balance de agua en el sistema se puede definir la cantidad de agua evaporada:
2 2 2
2
2
* *
2 20.03*0.217 0.002*0.2104
20.00608
evap
evap
evap
H O H O H O
H O
H O
X Corriente F Corriente X Corriente P
Ton H O Ton H OCorriente
Ton racimos Ton racimos
Ton H OCorriente
Ton racimos
= +
= +
=
6. Sistema rompetortas – ciclón .-
Del proceso de prensado, se obtiene una torta de prensado, la misma que contiene
fibra y palmiste. Como se observó en el Capítulo 1, existe un rompetortas, el mismo
que se encarga de desintegrar la torta formada en el prensado.
134
La mezcla fibra y palmiste pasan por un sistema de separación mecánico, el palmiste
se almacena y la fibra pasa al ciclón para luego ser transportada hasta el caldero para
su incineración, como sustituto de combustibles como diesel, bunker o gasolina.
Una pequeña cantidad de palmiste es quemada en el caldero, para evitar una
combustión muy rápida de la fibra. Incluso en ocasiones se alimenta una pequeña
cantidad de racimos sin fruta.
El palmiste quemado en el caldero es de aproximadamente 1% del total de palmiste
obtenido. Considerando éstos detalles, se tendrá:
Rompetortas
Corritente F
Corriente MMezcla fibra + palmiste
Compresor
Corriente PtPalmiste
Ciclón
Fibra + aire
Aire limpio de partículas
Caldero
Corriente AFibra para quemar
Compresor
Almacenamiento
de
palmiste
Corriente P8.3 Ton palmiste/ 100 Ton racimos
Corriente QPalmistepara quemar1% Corriente P
135
Corriente P:
8.30.083
100
Ton Palmiste Ton Palmiste
Ton racimos Ton racimos=
Corriente Q:
1%
0.01*.083 0.83
CorrienteQ Corriente P
Ton Palmiste Kg PalmisteCorrienteQ
Ton racimos Ton racimos
=
= =
Corriente Pt:
0.083 0.00083
0.084
Corriente Pt Corriente P CorrienteQ
Ton Palmiste Ton PalmisteCorriente Pt
Ton racimos Ton racimos
Ton PalmisteCorriente Pt
Ton racimos
= +
= +
=
Corriente A:
Se sabe que de 1 tonelada de racimos se extrae actualmente en la extractora:
136
21
100
8.4
100
Ton AceiteAceite
Ton racimos
Ton PalmistePalmiste
Ton racimos
=
=
De tal modo que para la fibra se tendrá:
21 1* 0.294
100 0.713
8.4 1* 0.117
100 0.713
1 0.294
Ton Aceite Ton racimos Ton AceiteAceite
Ton racimos Ton granos Ton granos
Ton Palmiste Ton racimos Ton PalmistePalmiste
Ton racimos Ton granos Ton granos
Fibra Ton granos Tonaceite
= =
= =
= − 0.117
0.589
Ton palmiste
Ton fibraFibra
Ton granos
−
=
La composición de la fruta será:
% 29.4%
% 11.7%
% 58.9%
Aceite
Palmiste
Fibra
==
=
Así la corriente A quedará definida por:
0.7130.589 * 0.42
1
Ton fibra Ton granos Ton fibra
Ton granos Ton racimos Ton racimos=
137
Corriente M:
0.084 0.42
0.504
Corriente M Corriente Pt Corriente A
Ton Palmiste Ton fibraCorriente M
Ton racimos Ton racimos
Ton Palmiste fibraCorriente M Corriente F
Ton racimos
= +
= +
+= =
138
ANEXO 2.2 : BALANCE DE ENERGÍA DEL PROCESO PRODUCTI VO
Es importante definir las corrientes de vapor dentro de cada bloque productivo,
porque es necesario conocer el consumo de vapor en todo el proceso productivo, así
también como los condensados generados.
1. Sistema de clarificación:
En éste caso el licor de prensa proveniente del sistema de digestión y prensado,
ingresa al proceso de clarificación con una temperatura de 60ºC. Es una corriente
líquida compuesta por aceite, agua y lodos. Teniendo en cuenta la cantidad de aceite
que se obtiene durante el proceso su composición será:
2
2
0.562
0.21
0.562 0.21
20.352
licor prensa
H O lodos
H O lodos
Tonlicor prensaCorriente
Ton racimos
TonaceiteAceiteobtenido
Ton racimos
Tonlicor prensa TonaceiteCorriente
Ton racimos Ton racimos
Ton H O lodosCorriente
Ton r
+
+
=
=
= −
+=
0.21% *100 37.3%
0.562
0.352 2% 2 *100 62.7%
0.562
acimos
Ton aceiteAceite
Tonlicor
Ton H O lodosH O lodos
Tonlicor
= =
++ = =
139
El balance calórico determina:
2 2
2 2
2
* * * * *
* *
0.373*0.5 0.º
licor prensa licor prensa H O H O vapor vapor
licor prensa aceite aceite H O H O
licor prensa
Calor ganado por el licor prensa Calor ganado por H O Calor cedido por el vapor
m Cp T m Cp T m Lp
Cp X Cp X Cp
CalCp
gr C
+ =
∆ + ∆ = −
= +
= +
2
6
627*1º
0.814 3405.31º º
1 4186º º
(0.562)*3405.31 *(60 90)º (0.406)*4186 *(25 90)º *2.174 10º º
20.0722
licor prensa
H O
vapor
vapor
Cal
gr C
Cal JCp
gr C Kg C
Cal JCp
gr C Kg C
J J JC C m x
Kg C Kg C Kg
Ton H Om
Ton racimos
= =
= =
− + − = −
=
De tal modo que:
140
2. Sistema de recuperación
La mezcla proveniente del sistema de clarificación que se encuentra bajo la capa de
aceite, es alimentada a éste sistema.
Del mismo modo que para la clarificación, se utiliza la composición de la corriente
que ingresa al sistema, para poder calcular su capacidad calórica, puesto que con el
balance calórico se obtendrá:
141
2
2
0.816
0.062
0.816 0.062
20.753
%
mezcla
H O lodos
H O lodos
Ton mezclaCorriente
Ton racimos
TonaceiteAceiteobtenido
Ton racimos
Tonmezcla TonaceiteCorriente
Ton racimos Ton racimos
Ton H O lodosCorriente
Ton racimos
Aceite
+
+
=
=
= −
+=
2 2
0.062*100 7.6%
0.816
0.753 2% 2 *100 92.4%
0.816
* * *
* *
mezcla mezcla vapor vapor
mezcla aceite aceite H O H O
mezc
Tonaceite
Tonmezcla
Ton H O lodosH O lodos
Tonmezcla
Calor ganado Calor cedido por el vapor
m Cp T m Lp
Cp X Cp X Cp
Cp
= =
++ = =
=
∆ = −
= +
6
0.076*0.5 0.924*1º º
0.962 4026.93º º
(0.816)*4026.93 *(85 90)º *2.174 10º
20.0075
la
mezcla
vapor
vapor
Cal Cal
gr C gr C
Cal JCp
gr C Kg C
J JC m x
Kg C Kg
Ton H Om
Tonracimos
= +
= =
− = −
=
142
0.816 Ton aceite +H2O + Lodos / Ton racimos
85 ºC
0.0075 Ton H2O / Ton racimos130ºC
0.0075 Ton vapor / Ton racimos130ºC
Recuperación
0.753 Ton aceite +H2O + Lodos / Ton racimos
90 ºC
0.062 Ton Aceite / Ton racimos90 ºC
3. Sistema de piscinas de sedimentación.-
En éste caso el efluente del sistema de recuperación está compuesto en mayor parte
por agua, de tal modo que podemos decir que las propiedades físicas de la corriente
son las propiedades del agua sin que se cometa un error considerable. De éste modo se
tendrá:
( )
2
6
* * *
4186º
0.753 *4186 *(80 90)º *2.174 10º
20.0145
mezcla mezcla vapor vapor
mezcla H O
vapor
vapor
Calor ganado Calor cedido por el vapor
m Cp T m Lp
JCp Cp
Kg C
J JC m x
Kg C Kg
Ton H Om
Tonracimos
=
∆ = −
= =
− = −
=
143
0.753 Ton aceite +H2O + Lodos / Ton racimos
80 ºC
0.0145 Ton H2O / Ton racimos130ºC
0.0145 Ton vapor / Ton racimos130ºC
Piscina
Sedimentadora
0.752 Ton aceite +H2O + Lodos / Ton racimos
90 ºC
0.00135 Ton Aceite / Ton racimos90 ºC
4. Almacenamiento de aceite.-
Durante el proceso productivo, el aceite se mantiene en almacenamiento a 100 ºC, por
lo que el gasto de vapor será:
6
* * *
0.5 2093º º
0.21 *2093 *(90 100)º *2.174 10º
20.002
aceite aceite vapor vapor
aceite
vapor
vapor
Calor ganado aceite Calor cedido por el vapor
m Cp T m Lp
Cal JCp
gr C Kg C
Ton aceite J JC m x
Ton racimos Kg C Kg
Ton H Om
Tonracim
=
∆ = −
= =
− = −
=os
144
5. Sistema de secado.-
En éste caso la corriente F está formada mayormente por aceite rojo de palma, por lo
que podemos aproximar el Cp de la corriente como si fuera el Cp del aceite, así se
tendrá:
145
6
* * *
0.5 2093º º
0.21 *2093 *(90 130)º *2.174 10º
0.0081
aceite aceite vapor vapor
aceite
vapor
vapor
Calor ganado aceite Calor cedido por el vapor
m Cp T m Lp
Cal JCp
gr C Kg C
Ton aceite J JC m x
Ton racimos Kg C Kg
Tonvaporm
Ton ra
=
∆ = −
= =
− = −
=cimos
146
ANEXO 3: Cálculos de pérdidas de calor por convección natural y por
radiación, Cantidad de calor y de tiempo ahorrados por aislamiento de
componentes durante el proceso de cocción.
147
Pérdidas por convección.-
1. Autoclaves:
Las pérdidas por convección se definen por la ecuación:
2
2
* *( ) ( 3 1)
[ ]
[ ]
[ ]
c c c c f
c
c
c
f
Q h A T T A
Wh Coeficientedeconvección
m K
A Área deconvección m
T Temperaturacaliente K
T Temperatura fría K
= − −
=
=
=
=
Área de convección:
• Autoclave de 8 toneladas de capacidad = 61.26 m2
• Autoclave de 6 toneladas de capacidad = 45.24 m2
148
Cálculo del coeficiente de convección natural:
Es necesario definir que:
* *( 3 2)cL h
Nu Ak
= − 1
Para poder calcular el número adimensional Un, se pueden utilizar dos expresiones:
1/ 4 3 9 2
1/3 9 12 3
0.53*( * ) 10 10 ( 3 3)
0.126*( * ) 10 10 ( 3 4)
Nu Gr Pr si GrPr A
Nu Gr Pr si GrPr A
= < < −
= < < −
Para los números adimensionales Gr y Pr, se tiene:
* 3 2 * 34
2 2
5
* * *( ) * * * *( )( 3 5)
*Pr ( 3 6)
T g L T g LGr A
CpA
k
β β δυ µ
µ
∆ ∆= = −
= −
1 MILLS, Anthony; “Transferencia de Calor”, 1995, Editorial IRWIN, España pg. 265 2,3 Montenegro, Lucía; “Manual de Transferencia de Calor”, Ecuador; Septiembre 2000; pg. 61, Tabla Nº 24, Sección convección 4,5 MILLS, Anthony; “Transferencia de Calor”, 1995, Editorial IRWIN, España, pg. 273
149
1
2
*
3
1/ [ ]
[ ]
9.8
[ ]
film
pared ambiente
T K
T T T K
mg
s
L Longitud característica m
KgDensidad del aire
m
KgViscosidad del aire
ms
JCp Capacidad calórica del aire
Kg K
k Conductividad térmica del aire
β
δ
µ
−=
∆ = −
=
=
=
=
=
= W
mK
Todas las propiedades físicas en las expresiones anteriores de los números
adimensionales, son las propiedades del aire, evaluadas a Tfilm, es decir el promedio
entre la temperatura ambiental y la temperatura caliente del objeto analizado. Bajo
éstas condiciones, se tienen los siguientes datos:
150
Tabla A3 – 1: Datos necesarios para cálculo de números adimensionales (autoclaves)1
Propiedad Autoclaves de 8 toneladas
Autoclaves de 6 toneladas
Tpared [ºC] 130 130 Tambiente [ºC] 25 25
Tfilm [ºC] 77.5 77.5 L* [m] = diámetro 0.75 0.8
∆T [K] 105 105 δ [Kg/m3] 1.012 1.012
β [K -1] = 1/ Tfilm 2.85E-3 2.85E-3 µ [Kg/ms] 20.54E-6 20.54E-6
Cp [J/Kg K] 1007 1007 k [W/mK] 0.03 0.03
Pr 0.69 0.69
2. Distribuidor de vapor:
Del mismo modo que para las autoclaves, se requiere de las propiedades físicas del
aire, evaluadas a Tfilm
Tabla A3 – 2: Datos necesarios para cálculo de números adimensionales (distribuidor)2
Propiedad Distribuidor de vapor Tpared [ºC] 135
Tambiente [ºC] 25 Tfilm [ºC] 80
L* [m] = diámetro 0.92 ∆T [K] 160
δ [Kg/m3] 1.003 β [K -1] = 1/ Tfilm 2.83E-3 µ [Kg/ms] 2.066E-5
Cp [J/Kg K] 1007 k [W/mK] 0.03018
Pr 0.69
1,2 MONTENEGRO, Lucía; “Transferencia de calor I”; Ecuador; Septiembre 2000, pg. 11; tabla 14: propiedades térmicas de gases
151
Con el uso de las ecuaciones A3-1 hasta A3-6, se calculan las pérdidas de calor por convección
3. Tubería proveniente del caldero hasta las autoclaves: Se procede del mismo modo que para los dos casos anteriores con los siguientes datos
Tabla A3 – 3: Datos necesarios para cálculo de números adimensionales (tubería) 1
Propiedad Tubería Tpared [ºC] 137.4
Tambiente [ºC] 25 Tfilm [ºC] 81.2
L* [m] = diámetro 0.0762 ∆T [K] 112.4
δ [Kg/m3] 0.99 β [K -1] = 1/ Tfilm 2.82E-3 µ [Kg/ms] 2.07E-5
Cp [J/Kg K] 1007 k [W/mK] 0.0302
Pr 0.69 Pérdidas por radiación.-
Para el cálculo de pérdidas por radiación se tiene la siguiente expresión:
4
2 4
2
* * * *( ) ( 3 7)
[ ]
[ ]
[ ]
r r e F c f
r
e
F
c
f
Q A F F T T A
WConstantede Stephan Boltzmann=5.67E-8
m K
A Área de radiación m
F Factor deemisividad
F Factor de forma
T Temperatura caliente K
T Temperatura fría K
σ
σ
= − −
=
=
=
=
=
=
1 MONTENEGRO, Lucía; “Transferencia de calor I”; Ecuador; Septiembre 2000, pg. 11; tabla 14: propiedades térmicas de gases
152
Pérdidas por refrigeración de agua lluvia
Se procede de igual manera que para las pérdidas por convección, con las mismas expresiones. Tabla A3 – 4: Datos necesarios para cálculo de números adimensionales (autoclaves)1
Propiedad Autoclaves de 8 toneladas
Autoclaves de 6 toneladas
Tpared [ºC] 130 130 Tambiente [ºC] 15 15
Tfilm [ºC] 72.5 72.5 L* [m] = diámetro 0.75 0.8
∆T [K] 115 115 δ [Kg/m3] 963.15 963.15
β [K -1] = 1/ Tfilm 2.89E-3 2.89E-3 µ [Kg/ms] 25.3E-4 25.3E-4
Cp [J/Kg K] 1804 1804 k [W/mK] 0.125 0.125
Pr 35.8 35.8
Calculo del calor ahorrado por aislamiento: Según la ecuación 3.2 :
1* ln
2
Tc Tfq
ren
kL ri
n númerodecapas deaislante
π
−=
=
1 MONTENEGRO, Lucía; “Transferencia de calor I”; Escuela Politécnica de Ecuador; Ecuador; Septiembre 2000, pg. 11; tabla 14: propiedades térmicas de gases
153
Y teniendo en cuenta los siguientes datos:
Tabla A3 – 5: Datos necesarios para cálculo de ahorros de calor
Parámetro Autoclaves
8 Ton 6 Ton Distribuidor de
vapor Tubería de
vapor Tc [ºC] 130 130 135 140 Tf [ºC] 25 25 25 25
k [Kcal / m h ºC] 0.058 0.058 0.058 0.058 re (m) 0.83 0.87 0.51 0.178 ri (m) 0.75 0.8 0.46 0.0381 L (m) 13 9 2.45 25
n 3 3 2 1
El calor y la energía ahorrados por el aislante serán: Tabla A3 – 6: Calor, energía y dinero ahorrado por el aislamiento de los componentes
Componente Calor ahorrado
[Kcal / hr]
Energía ahorrada
[Kcal]
USD ahorrados
por día
USD ahorrados por año
Tubería 693.2 804.11 0.15 46.5 Distribuidor 476.00 552.16 0.11 32.60
(2) Autoclave (8 Ton capacidad) 3,272.00 3,795.52 0.72 224.09 (1) Autoclave (6 Ton capacidad) 1,367.00 1,585.72 0.30 93.62
TOTAL 5,808.2 6,737.51 1.27 396.81 Cálculo de tiempo ahorrado durante el proceso de cocción por aislamiento de
componentes.-
Es necesario mencionar que la cubierta de los autoclaves con techo de zinc deberá ser
realizada, si se quiere tener buenos resultados con el aislamiento térmico propuesto.
Las planchas de zinc necesarias para la cubierta ya se encuentran adquiridas, solo se
154
necesita su instalación. Bajo éste criterio se puede estimar el tiempo ahorrado durante
el proceso de cocción, de la siguiente manera:
vapor
•
vapor perdido
6vapor a140ºC
Para6 toneladas de fruta:
Kcal(1)Calor para cocción =1,798,857.54
h
Para hallar el nuevo tiempo de cocción consideramos:
Calor para cocción = Lp * m +Q
JLp =2.145*10
Kg
Calor para cocción = 6 3
vapor cocción
65
cocción
J Kg vapor2.145*10 * 0.624*10 *6 +158.34 KW
Kg Ton de racimos*t
8.03*10 KJCalor para cocción = +5.7*10
t h
KcalCalor ahorrado por aislamiento=5,808.2
h(2)Calor para cocción luego del aislami
ento propuesto=Calor para cocción-Calor ahorrado
Kcal Kcal(2)Calor para cocción con aislamiento=1,798,857.54 -5,808.2
h hKcal
(2)Calor para cocción con aislamiento=1,793,049.34h
Igualando(1)con(2)
1,793,049.34
[ ]
65
cocción
66
cocción
cocción
Kcal 4.186 KJ 8.03*10 KJ* = +5.7*10
h 1Kcal t h
KJ 8.03*106.93*10 = KJ
h t
t =1.158 h
Los tiempos de cocción se encontraban entre 1 hora 20 minutos y 1 hora 10 minutos.
El ahorro en tiempo de cocción será:
cocción sinaislamiento
cocción aislamiento
t 1.33h (1hora 20 minutos)
t 1.158 h (1hora 10 minutos)
Ahorro en tiempo de cocción = 10 minutos
−
−
=
=
155
ANEXO 4: Lista de precios oficiales del aceite rojo de palma, palmiste y palma africana
156
Tabla A4-1: Precios oficiales de tonelada de aceite rojo de palma, año 2005 Mes del año Precio USD / Ton Aceite **
Enero 468 Febrero 462 Marzo 446 Abril 489.5 Mayo 453 Junio 445 Julio 456 Agosto 456 Septiembre 459
** Precio oficial de aceite rojo de palma con 3.5% de acidez, 0.1% de humedad y 0.1% insolubles Fuente: Boletines oficiales de la Asociación Nacional de Cultivadores de Palma Africana (ANCUPA)
Tabla A4-2: Precios oficiales de tonelada de palmiste, año 2005
Mes del año Precio USD / Ton palmiste** Enero 37 Febrero 37 Marzo 37 Abril 37 Mayo 37 Junio 37 Julio 37 Agosto 32 Septiembre 32
** Precio oficial de palmiste Fuente: AGROINSA
Tabla A4-3: Precios de tonelada de palma africana, año 2005
Mes del año Precio USD / Ton Fruta** Enero 93.5 Febrero 94.86 Marzo 75.82 Abril 83.215 Mayo 77.01 Junio 75.65 Julio 77.52 Agosto 77.52 Septiembre 78.03
** Precio oficial de palma africana variedad tenera Fuente: Boletines oficiales de la Asociación Nacional de Cultivadores de Palma Africana (ANCUPA)
157
ANEXO 5: Formularios de control diario de materia prima, suministros,
combustibles y lubricantes; gráfico de aceite existencia de aceite rojo de palma
de primera y segunda calidad en tanques de almacenamiento
158
ANEXO 5.1: Control de producción diaria
HOJA DE CONTROL DE PRODUCCIÓN DIARIA
FECHA: __________
1. Nivel de aceite en los tanques de almacenamiento:
Tanque 1 Tanque 2 Tanque 3
Inicial: (m) ________ _________ _________ Hora: ______ Final: (m) ________ _________ _________ Hora: ______
2. Aceite en recuperación: Tanques de Secado: (aprox.) __________ Ton Piscinas de recuperación: (aprox.) __________ Ton
3. Nivel de palmiste en cuarto de almacenamiento: Inicial: (escala)__________ Hora: ______ Final: (escala)__________ Hora: ______
4. Cantidad de fruta en patio: Inicial: (aprox.) __________ ollas Hora: ______ Final: (aprox.) __________ ollas Hora: ______
Ollas trabajadas en el día: _________
Elaborado por: ______________
159
ANEXO 5.2: Control de pedidos de suministros, combustibles y lubricantes
PEDIDOS DE SUMINISTROS, LUBRICANTES Y COMBUSTIBLES
FECHA DESCRIPCIÓN PEDIDO POR AUTORIZADO POR
160
ANEXO 5.3: Control de proceso de cocción de materia prima
CONTROL DE AUTOCLAVES
HORA DE
FECHA OLLA Nº INICIO DE COCCIÓN FINAL DE COCCIÓN
_______________________ Firma del Responsable
161
ANEXO 5.4: Formulario de informe de producción mensual
INFORME DE PRODUCCIÓN MENSUAL
ITEM CANTIDAD Fruta comprada (Ton) Fruta procesada (Ton) Ollas Trabajadas Aceite Despachado (Ton) Aceite Recibido (Ton) Aceite Producido (Ton) Palmiste despachado (Ton) Palmiste recibido (Ton) % De extracción de aceite ( recepción) % De extracción de aceite (producción) % De extracción de palmiste
162
ANEXO 5.5.1: Gráfico para conocer la cantidad de aceite rojo de primera calidad en tanques de almacenamiento
Cantidad de aceite rojo de primera calidad en almacenamiento
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
Toneladas de aceite almacenado
Niv
el d
e ac
eite
en
tanq
ue (
m)
163
ANEXO 5.5.2: Gráfico para conocer la cantidad de aceite rojo de segunda calidad en tanques de almacenamiento
Cantidad de aceite rojo de segunda calidad en almacenamiento
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Toneladas de aceite almacenado
Niv
el d
e ac
eite
en
tanq
ue (
m)
164
ANEXO 6: Capacidades de tanques metálicos de la extractora
165
Tabla A6-1: Capacidades de tanques metálicos Cantidad Tanque Volumen (m3) Masa (ton)
2 Aceite de primera 45.75 43.69 1 Aceite de segunda 23.4 22.35 3 Clarificación pequeños 4.7 4.5 2 Clarificación grandes 6.8 6.5 8 Secadores 1.05 1 2 Recuperación pequeños 9.64 9.2 1 Recuperación grande 15.88 15.16 1 Digestor pequeño 2.07 1.97 1 Digestor grande 2.41 2.3 2 Piscinas de sedimentación 39.21 37.44 1 Tanque pulmón 4.73 4.5
166
GLOSARIO
% de extracción.- Relación matemática definida por la expresión:
( )% *100
( )
Aceite producido TonExtracción
Materia primautilizada Ton=
% de humedad.- Definida como la cantidad de agua presente en el aceite, expresada
matemáticamente por la relación:
% *100Agua contenida en muestra deaceite
HumedadMuestra deaceiteanalizada
=
% de acidez.- Parámetro que define la calidad de un aceite, definido por la cantidad de
ácido palmítico libre ( CH3(CH2)14COOH ) en el aceite, y definida por la relación:
*0.1*25.6%
ml de NaOH utilizadoAcidez
gr demuestra deaceite=
% de insolubles.- Se define como la cantidad de impurezas o sólidos no solubles en
una muestra de aceite, se define por la expresión:
%Insolubes *100gr Sólidos presentes
gr Muestra deaceiteanalizada=
167
Guías de despacho.- Documento generado por la extractora, en donde se detalla
información del aceite despachado a las industrias refinadoras de aceite. En éste
documento consta:
• Información de la industria a donde se envía el aceite (Nombre, RUC,
Dirección, Teléfono).
• Información del tanquero utilizado para el despacho (Sellos numerados en las
tapas, nombre del chofer, placas del tanquero).
• Información del aceite despachado (Peso despachado en toneladas, % de
acidez, % de humedad, % de insolubles).
% de palmiste.- Relación matemática entre la cantidad de palmiste producido y la
materia prima utilizada. Se define por la expresión:
( )% *100
( )
Palmisteobtenido TonPalmiste
Materia primautilizada Ton=
Acidez.- Presencia de ácido palmítico. Parámetro que define la calidad de un aceite
comestible.
Torta de prensado.- Residuo sólido que se obtiene luego del proceso de prensado,
compuesto por fibra y palmiste.
168
Licor de prensa.- También conocido como aceite primario. Producto líquido que
proviene del proceso de prensado y que después de pasar por el sistema de
clarificación y secado permite obtener el aceite rojo de palma.
Puntos críticos de producción.- Conocidos así en sistemas de producción limpia, a los
problemas o inconvenientes presentes dentro de un proceso productivo.
Página 103: [1] Eliminado gg 29/05/2006 15:50:00
La auditoría inicial que se realiza en la fase inicial de un Plan de Producción Más
Limpia es tal vez la fase más importante de la aplicación del plan, puesto que
permite al grupo de trabajo, tener una muy buena idea de cómo se está manejando el
proceso productivo, y sus respectivos subprocesos. El balance de masa y energía se
convierte entonces en la herramienta más importante para que la auditoría inicial sea
exitosa, puesto que permite observar las pérdidas energéticas, pérdidas de aceite,
zonas donde se afecta la calidad del producto, excesos en el consumo de agua, y
demás problemas que se pueda tener durante el proceso de extracción.
Página 103: [2] Con formato CIQ 31/05/2006 11:38:00
Color de fuente: Negro
Página 103: [3] Eliminado gg 29/05/2006 15:58:00
Es de suma importancia realizar un control minucioso de la fruta que ingresa al proceso
productivo, especialmente del grado de madurez, puesto que el porcentaje acidez del
aceite que se obtiene dependerá en gran parte de la condición en que llega la fruta
Página 103: [4] Con formato CIQ 31/05/2006 11:38:00
Color de fuente: Negro, Sin Resaltar
Página 103: [5] Con formato CIQ 31/05/2006 11:40:00
Sangría: Izquierda: 0 cm, Tabulaciones: 0.63 cm, Lista con tabulaciones + No en 1.88 cm
Página 103: [6] Con formato CIQ 31/05/2006 11:39:00
Fuente: Sin Negrita, Color de fuente: Negro, Sin Resaltar
Página 103: [7] Con formato CIQ 31/05/2006 11:39:00
Fuente: Sin Negrita
Página 103: [8] Con formato CIQ 31/05/2006 11:39:00
Fuente: Sin Negrita
Página 103: [9] Con formato CIQ 31/05/2006 11:39:00
Fuente: Sin Negrita, Color de fuente: Negro
Página 103: [10] Con formato CIQ 31/05/2006 11:38:00
Color de fuente: Negro
Página 103: [11] Eliminado gg 29/05/2006 16:02:00
Es importante controlar rigurosamente los parámetros de acidez, humedad e insolubles
presentes, porque permiten determinar las fallas e ineficiencias de los distintos
bloques de producción del proceso productivo
Página 103: [12] Eliminado gg 29/05/2006 16:09:00
La generación de vapor en una industria extractora de aceite rojo de palma es
fundamental para el proceso productivo. A pesar de que existen nuevas tecnologías
como la centrifugación, para ahorrar el consumo de agua y vapor en la recuperación
del aceite rojo de palma, sigue siendo indispensable tanto para el sistema de
autoclaves como para la digestión y prensado de la fruta.
Página 103: [13] Con formato CIQ 31/05/2006 11:40:00
Sangría: Izquierda: 0 cm, Con viñetas + Nivel: 1 + Alineación: 1.25 cm + Tabulación después de: 1.88 cm + Sangría: 1.88 cm, Tabulaciones: 0.34 cm, Lista con tabulaciones + No en 1.88 cm
Página 103: [14] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:32:00
Se recomienda aislar térmicamente los autoclaves, el distribuidor de calor, el caldero y
la tubería de distribución de vapor para disminuir
Página 103: [15] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:32:00
productivo,
Página 103: [16] Con formato CIQ 31/05/2006 11:40:00
Sangría: Izquierda: 0 cm, Tabulaciones: 0.63 cm, Lista con tabulaciones + No en 1.88 cm
Página 103: [17] Cambio gg 29/05/2006 16:18:00
Numeración y viñetas con formato
Página 103: [18] Cambio CIQ 31/05/2006 11:34:00
Numeración y viñetas con formato
Página 103: [19] Con formato CIQ 31/05/2006 11:40:00
Sangría: Izquierda: 0 cm, Con viñetas + Nivel: 1 + Alineación: 1.25 cm + Tabulación después de: 1.88 cm + Sangría: 1.88 cm, Tabulaciones: 0.63 cm, Lista con tabulaciones + No en 1.88 cm
Página 103: [20] Eliminado gg 29/05/2006 16:11:00
no son despreciables, 205,780.8,909,033.60por lo que resulta importante realizar
trabajos de aislamiento térmico, para evitar que el proceso de cocción tenga que
realizarse por tiempos prolongados, que eviten el procesamiento de una mayor
cantidad de fruta por día.
Página 103: [21] Con formato CIQ 31/05/2006 11:40:00
Sangría: Izquierda: 0 cm, Tabulaciones: 0.63 cm, Lista con tabulaciones + No en 1.88 cm
Página 103: [22] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:34:00
Es necesario proteger los autoclaves con una cubierta, para evitar que las pérdidas
de calor durante las épocas de invierno afecten de manera considerable el proceso de
cocción.
Página 103: [23] Con formato CIQ 31/05/2006 11:38:00
Fuente: Negrita, Color de fuente: Negro
Página 103: [24] Con formato CIQ 31/05/2006 11:38:00
Color de fuente: Negro
Página 104: [25] Eliminado gg 29/05/2006 16:23:00
. Al poseer una variedad de fruta con alto contenido de aceite resulta importante
incrementar la eficiencia de los procesos de clarificación y recuperación de aceite.
En ese sentido, la implementación de un sistema de clarificación continuo como el
propuesto, permitiría un incremento en el porcentaje de extracción hasta el 23% y
adicionalmente un incremento en la capacidad de procesamiento de la extractora,
siempre y cuando se cuente con la suficiente cantidad de materia prima.
Página 104: [26] Con formato CIQ 31/05/2006 11:40:00
Sangría: Izquierda: 0 cm, Tabulaciones: 0.63 cm, Lista con tabulaciones + No en 1.88 cm
Página 104: [27] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:35:00
Para que el sistema de clarificación propuesto (páginas ...) sea rentable es necesario
Página 104: [28] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:34:00
Es necesario asegurar
Página 104: [29] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:34:00
cantidades superiores a
Página 104: [30] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:34:00
toneladas de fruta por mes
Página 104: [31] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:34:00
, que permitan sea rentable el cambio del sistema tradicional de clarificación a uno de
tipo continuo. Para ello sería importante mantener la cartera de proveedores con la
que cuenta la extractora y tratar de recuperar a los proveedores que dejaron de
entregar su fruta durante el 2005
Página 104: [32] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:34:00
Página 104: [33] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:34:00
Es importante que la gerencia de una empresa esté siempre en contacto con el grupo de
trabajo mientras se desarrolle el Plan de Producción Limpia, no solo porque se crea
un clima de trabajo y confianza adecuados, sino porque se pueden ir observando
resultados parciales concretos cuando se aplican correctivos pequeños. Será mucho
más sencillo para la gerencia tomar una decisión en menor tiempo, si ya conoce
sobre los trabajos realizados, y los resultados parciales que se obtienen antes de la
presentación de la propuesta final.
Página 104: [34] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:35:00
Uno de los objetivos de la Producción Más Limpia, es la mejora continua, por ello se
Página 104: [35] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:35:00
recomienda realizar evaluaciones
Página 104: [36] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:35:00
evaluar a diario los índices: de acidez, de humedad, y de insolubles, así como la
cantidad de producto terminado y materia prima almacenados,
Página 104: [37] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:35:00
periódicas, luego de haberse aplicado un programa de Producción Más Limpia,
para continuar analizando nuevas opciones de mejora, que permitan a la
empresa aumentar más su eficiencia.
Página 104: [38] Eliminado gg 29/05/2006 16:34:00
los que conocen más acerca del proceso y pueden aportar con información muy valiosa,
que beneficie y facilite
Página 104: [39] Con formato CIQ 31/05/2006 11:40:00
Sangría: Izquierda: 0 cm, Tabulaciones: 0.63 cm, Lista con tabulaciones + No en 1.88 cm
Página 104: [40] Eliminado gg 29/05/2006 16:36:00
Se recomienda realizar un estudio para el aislamiento del caldero que posee la
extractora, con lo cual se aprovecharía de mejor manera el calor sensible del vapor
que se genera en él. Dado que lo problemas más críticos se encontraban durante el
proceso de cocción y durante el proceso de clarificación y recuperación de aceite, el
aislamiento del caldero sería la una opción de mejora adecuada para iniciar un
proceso de mejora continua, que seguramente beneficiaría a la extractora.
Página 104: [41] Eliminado CIQ 31/05/2006 11:35:00
S
Página 104: [42] Con formato CIQ 31/05/2006 11:38:00
Color de fuente: Negro
Página 104: [43] Con formato CIQ 31/05/2006 11:40:00
Sangría: Izquierda: 0 cm, Tabulaciones: 0.63 cm, Lista con tabulaciones + No en 1.88 cm
Página 104: [44] Con formato CIQ 31/05/2006 11:40:00
Sangría: Izquierda: 0 cm, Tabulaciones: 0.63 cm, Lista con tabulaciones + No en 1.88 cm
