ASIGNATURA: DISEO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES DISEO DE PLANTA PARA PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE Abancay, agosto de 2008 APURIMAC - PERU DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 2 Contenido Pg. I.Breve descripcin de la materia prima y del producto final 3 II. Localizacin de la planta 5 III: Tamao de la planta8 IV: Descripcin del proceso productivo 8 V: Estructura fsica de la planta 17 VI: Servicios auxiliares29 VII: Balance de energa en el equipo30

VIII: Referencias bibliogrficas 33 DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 3 I.BREVE DESCRIPCION DE LA MATERIA PRIMA Y DELPRODUCTO FINAL 1.1.Leche Seentiendeporlechenaturalelproductointegro,noalteradoniadulteradoysin calostros,delordeohiginico,regular,completoeinterrumpidodelashembras mamferas, domesticas, sanas y bien alimentadas [1] En general, de forma genrica se entiende exclusivamente la leche como la de vaca, ycuandonosreferimosalasdeotrosanimalesseindicaeldelaespecie correspondiente [2]. Cuadro N 1: Composicin de la leche de vaca fresca ComponentesCantidad (%) Protenas2.8- 4.9 Grasa2.6- 4.8 Hidratos de carbono3.7- 5.4 Sales0.6- 1 Agua85.6- 89.5 Fuente: [2]. En los siguientes diagramas de bloques se presentan los principales derivados de la leche. FIGURA N 1: Elaboracin de productos lcteos LECHE NORMALIZADANORMALIZACION TRATAMIENTO TERMICO COCCION BATIDO MADURACION CUAJADO SEPARACION ADICION DE FERMENTOS LECHE ENTERA NATA O GRASA ADICION DE AZUCAR YOGURT SUERO DE MANTEQUILLA SUERO DULCE DE LECHE QUESO MANTEQUILLA ELABORACIN DE PRODUCTOS LACTEOS DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 4 Fuente: [3]. 1.2. YOGURT 1.2.1. Definicin SegnlaFAO/OMS(1977)elyogurtesunalechecoaguladaobtenidapor fermentacinlcticacida,producidaporLactobacillusbulgaricusyStreptococcus thermophilus, de la leche pasteurizada o concentrada con o sin adiciones (de leche enpolvo,etc.).Losmicroorganismosdelproductofinaldebenserviablesy abundantes [4]. Bioqumica y Tecnologa del Yogurt Durantelafermentacinlalactosaesdegradadaporbacteriaslcticasthermofilas bulgaricus y Streptococcus thermophilus, para formar cido lctico como: C12H22O11.H2O4CH3 CH (OH)-COOH Lactosa cido Lctico Laproduccindecidolctico(acidificacin)secontinahastaalcanzarelpunto isoelectricodelacasena(PH=4.65),alcuallasmolculasproteicasdisociadas muestran igualdad de cargas elctricas con grupos cidos y bsicos. En este estado de equilibrio elctrico la miscela de la casena desestabilizada tiende a formar sales con los cidos producindose la coagulacin de las protenas, es decir precipitan las protenas de la leche [4]. ElLactobacillusbulgaricuseselprincipalproductordearomaycontribuyeaala hidrlisisdelamateriagrasadelalecheliberandocidosgrasosypuedeproducir cantidades considerables de acetaldehdos LastemperaturasmsfavorablesparaeldesarrollodelosEstreptococos thermophilussonde37a45C,porconsiguiente,latemperaturadeincubacin influyesobrelaproporcindeambasespeciesbacterianas,losStreptococcusse desarrollanyreproducenaunatemperaturaqueoscilaentrelos38y42C.Los Lactobacillus a una temperatura que oscila entre 41 y46C por encima y debajo de dichas temperaturas no se desarrollan y se podr conservar vivas hasta los 60C y en la duracin del proceso de fermentacin y la cantidad sembrada. La coagulacin de la leche se produce cuando esta ha alcanzado el punto isoelctrico. [5] Cuadro N 2: Clasificacin de los tipos de yogurt de acuerdo a su elaboracin MtodoClasificacin Por el mtodo de elaboracin Yogurt batido Yogurt coagulado o aflanado Por el contenido de grasa Yogurt entero Yogurt parcialmente descremado Yogurt descremado Por el sabor Yogurt natural Yogurt frutado Yogurt saborizado 1.2.2. Usos DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 5 Elyogurtseconsumecomobebidanutritiva,esteproductosepuedeconsumiren cualquiermomentoquesedesea,porcontenernutrientesyademslasbacterias vivasquesonbenficosparalasaludqueayudanladigestinymetabolismoen nuestro organismos. II. LOCALIZACION DE LA PLANTA 2.1. Caractersticas de los factores locacionales y ubicacin actual 2.1.1. Factores locacionales a) Macrolocalizacin La empresa de FONDEGAB se localiza en la regin de Apurimac,provincia y distrito de Abancay, cuya direccin real y exacta esJr. Junn N 300. b) Microlocalizacin Vas de acceso VentajasDesventajas Tiene acceso para la comercializacin, pro ser cercana a la carretera panamericana. Facilidad de transporte por ser asfaltado. Solo tiene para una sola va y presenta dificultades para la carga y descarga de la materia prima y producto terminado No cuenta con su propia rea de estacionamiento para el transporte y distribucin. Polticas municipales No existe ninguna restriccin para su ubicacin actual. Saneamiento de terreno Laempresacuentaconaguapotable,desageyenergaelctrica(trifsico),estos recursos compra de otras empresas privadas. VentajasDesventajas Posee todos los servicios bsicosTiene tanque de agua de almacenamiento para casos de seguridad. Dependendeotrasempresas privadas. Disponibilidad y condiciones de terreno VentajasDesventajas Laubicacinesloptimopara comercializardirectamenteal consumidor.Cuenta con localidad alquilada El tamao del rea total nos es lo adecuado para una distribucin de las actividades. DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 6 c) Localizacin LaempresaagroindustrialseencuentraubicadaenlaReginApurmac,provincia de Abancay, distrito de Abancay, cuya direccin real y exacta esJr. Junn N 300. Tal como se presenta en el siguiente esquema. Figura N 2: Ubicacin de la planta FONDEGAB 2.2. Caractersticas generales y situacin actual de la empresa 2.2.1. Datos generales de laempresa a) Razn Social Fondo de desarrollo ganadero agrcola agroindustrialFONDEGAB b) Tipo de Empresa Empresa Agroindustrial, de constitucin Sociedad Annima Abierta C) Organizacin La empresa esta organizado de la siguiente manera: DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 7 Figura N 3: Organizacin de la planta FONDEGAB d) Recursos La empresa Cuentacon recursos humanos y recursos materiales. De los cuales se menciona. Recursos humanos -1 Bach. Medico Veterinario -1 Bach. agrnomo -1 Ingeniero Alimentario -3 operarios tcnicos en industriasAlimentaras -2 personales de distribucin a losprogramas sociales -1 personal de limpieza -1conductor de la unidad de distribucin de leche Recursos materiales -cuenta con infraestructura alquilada -2 movilidades vehiculares -Tres tanques de refrigeracin de leche -1 marmita de 60 litros de capacidad -1 licuadora industrial de 20 Lts decapacidad -1 tina quesera -1 selladora de yogur -2congeladores e)Produccin y Comercializacin LaempresaAgroindustrialFONDEGABacopiamateriaprima(leche)delaszonas productorascomo,kerapata,moyocorral,molinopata,concacha,saywiteyde intermediarios,enlaactualidadvieneabasteciendoalprogramadevasodeleche delamunicipalidadprovincialdeAbancayascomoalprogramadedesayunos escolares (Pronaa), diariamente se destina a estos programas un total de 1265 litros de leche y la cantidad recepcionada por da es de 1800 litros de leche el restante se comercializacomolechefrescaenlamismaplantaasmismoseelaboran productos lcteos tales como: Gerente general. Personal de distribucin a programas sociales Jefe del rea de inspeccin agrcola y ganadera Jefe de planta de procesamiento Personal de Limpieza. Personal de atencin al cliente Ganaderos de la provincia de Abancay. Personal tcnico de procesamiento DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 8 Queso fresco Queso andino Queso mozarella Queso tipo mozarella Yogurt batido MantequillaManjar blanco Losproductostransformados,soncomercializadosenlamismaplantapuescuenta conunambientedeatencinalconsumidordondeseexpendetodoslosproductos antes mencionados. III: TAMAO DE LA PLANTA 3.1. Tamao nominal Para realizar el diseo de planta en el siguiente estudio, se tomara como base toda la materiaprimaprovenientedelasdiferenteszonasproductorasmencionadas anteriormente, para una produccin de 300 litros de yogurt batido por da. IV: DESCRIPCION DEL PROCESO PRODUCTIVO 4.1. Preparacin del cultivo madre Paralapreparacindelcultivomadredeyogurt,seutilizageneralmentedeleche descremada en polvo (LDP), para la siembra de las bacterias lcticas, con la finalidad de asegurar el crecimiento ptimo en la etapa de produccinde yogurt propiamente dicho. 4.1.1. Descripcin de procesos para el cultivo madre Seleccin de materia prima Se utiliza leche en polvo descremada por estar exenta de microorganismos patgenos Pasterizacin En un recipiente previamente lavado y desinfectado de una capacidad mayor a 500ml,seviertelos500gdelecheenpolvo,luegosediluyeenunaproporcin3:1agua: leche en polvo y se realiza el tratamiento trmicoen una olla a temperatura de 63C por 30 minutos, al termino del cual se enfra a 45C para inmediatamente agregar el starterliofilizadodeacuerdoalasinstruccionesestablecidasenelempaquedel producto. Siembra Luegodelapasteurizacinyenfriadoa45C,serealizalassiembrasdestarter liofilizado (bacterias viables en gramos para 500 litros de lache), todo esta operacin se lleva a cabo con la ayuda de un mechero de alcohol para evitar la contaminacin. Fermentacin DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 9 Lalecheinmediatamentesembradasellevaaunacmaradeincubacinauna temperaturade42C,poruntiempode3horas,culminadoesteprocesosetieneel fermento de yogurt o cultivo lctico. Enfriado Se realiza con la finalidad de continuar la acidificacin del medio, puesto que a 42C poruntiempode3horaslacantidaddecepasdemicroorganismosLactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus es mucho mayor que al inicio. Dosificacin Se realiza de acuerdo a las necesidades del productor, en este caso la dosificacin se realizaraparaunacantidadde300litrosdeyogurt,paraelloserealizaelsiguiente calculo. 500g500 Lts X300 Ltsx = 300 gramos de starter liofilizado

Congelacin Serealizaconlafinalidaddemantenerenbuenestadoloscultivoslcticos,yevitar sudeterioro,loscultivosdebenserdescongelados56horasantesdeliniciodel procesamiento de yogurt. DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 10 4.2. Descripcin de procesos parala elaboracin del yogurt batido Filtrado Consiste en colar la leche con una tamiz con el objeto de separar impurezas gruesas ysedimentosquepudieratenerlaleche,laimportanciadeestaoperacineslade garantizar la ausencia de partculas extraas en la leche. Tratamiento preliminar Consiste en las siguientes operaciones Estandarizacin Eslaseparacinparcialdelagrasaparaobtenerunalechenormalizadaconun contenido homogneo de grasa, la estandarizacin se lleva a efecto dejando la leche en reposo y refrigeracinunas 12 horas en una cmara frigorfica, antes de iniciar el proceso. Concentracin DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA PREPARACION DEL CULTIVO MADRE PASTEURIZACION LECHE CULTIVO MADRE SIEMBRA FERMENTACION ENFRIADO DOSIFICACION REFRIGERACION DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 11 Consisteenaumentarelcontenidodeslidostotalesdelalecheconlafinalidadde queelproducto finaltengaunaconsistenciamas firme,porlogenerallalechetiene 11.5al12%deslidosporloqueparaelaborarelyogurtbatidolalechedeber presentaruncontenidodeslidostotalesdehasta14%,paraelloporloquesele adiciona de un 2 a un 3% de leche en polvo. Adicin de azcarParaelaborarelyogurtbatidoserecomiendautilizarhasta10%deazcar,conla finalidad de obtener un sabor dulce aceptable, adems es recomendable el uso de la azcar blanca ya que este mantiene el color y sabor caracterstico del yogurt. Pasteurizacin La leche se lleva a un tratamiento trmico en una marmita hasta 85C durante 10 min. Esta operacin se realiza con la finalidad de reducir la carga microbiana de la leche, asmismoeltratamientotrmicoaestatemperaturadalugaraunyogurtms viscoso. Enfriamiento Despusdehaberpasteurizadolaleche,estadebeenfriarserpidamenteconagua fra a travs de la chaqueta de marmita, con la finalidad de mantener la calidad de la leche obtenida en la pasterizacin y de llegar a la temperatura adecuada de desarrollo de las bacteriasdel yogurt. La temperatura a la que se debe de llegares de 42C a 43C paragarantizar el desarrollo del cultivo lctico. Inoculacin Consiste en adicionar el cultivo lctico en la leche que se ha enfriado previamente,la cantidaddecultivolcticoaadicionarestaenfuncindeladosificacininicialdel cultivo, es decir de la cantidad de leche en la que se haya disuelto el cultivo liofilizado que contiene cepas deStreptococcus thermophilus y Lactobacillus bulgaricus. Incubacin Laincubacinserealizaentanquesorecipientesdefermentacin,consisteen mantenerlalecheaunatemperaturade42a43Chastaqueelproductohaya alcanzado un pH de 4.5, esto se logra en un tiempoaproximado de 3 horas. Enfriamiento Consisteendisminuirlatemperaturadelyogurthastalatemperaturamasadecuada de batido (15C). Esta etapa se realiza despus de que se ha logrado el pH de 4.5 en la incubacin, con la finalidad de: 1.- frenar la actividad del cultivo en el yogurt 2.- ayudar a estabilizar el producto 3.- producir la maduracin del yogurt, lo que resalta ms el sabor, aroma, y viscosidad del producto. El enfriado se realiza colocando losbidones de yogurt en el refrigerador o dentro del tanque de refrigeracin en la que contiene agua fra. BatidoConsisteenromperelcoagulodelyogurtlentamentehastareducirsutamaoylograrunproductocremoso,homogneoybrillante,elbatidosedeberealizarde manera lenta ya que un batido acelerado puede ocasionar la perdida de viscosidad. DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 12 Envasado Esteprocesosellevapararealizarsucomercializacinyprotegerelproductodela contaminacin. El envase que se utiliza es la botella de plstica, en una presentacin delitro,losenvasesautilizardebernserlavados,desinfectadosyenjuagadoscon agua caliente y escurridos, evitando la presencia de agua en el interior del envase. Refrigeracin Una vez envasado el yogurt se debe enfriar rpidamente a una temperatura menor a 10Cparaevitarlaacidificacinyprolongarelperiododeconservacin.Elyogur puedesercomercializadodespusde10horasderefrigeracina5C,eneste periodo se desarrolla el aroma caracterstico. El tiempo de conservacin del yogurt es de una semana a temperatura ambiente y de 2 a 3 semanas en refrigeracin. RENDIMIENTO. Elyogurtpresentaunrendimientodeaproximadamente105a110%,elrendimiento esta en funcin de la cantidad de azcar aadida Enlaelaboracindeyogurtconunacantidadde10litrosdelechesetieneun rendimientode11litrosdeyogurtestosedebeaqueelporcentajeaadicionarde azcarenlaelaboracindelyogurtesde10%loquehacequeparalacantidad mencionada se utiliza 1 Kg. de azcar. DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 13 DIAGRAMA DE FLUJO PARALA ELABORACION DEL YOGURT BATIDO INCUBACION INOCULACION ENFRIAMIENTO PASTEURIZACION TRATAMIENTO PRELIMINAR FILTRADO ENFRIADO ENVASADO LECHE REFRIGERACION BATIDO YOGURT BATIDO T: 85C por 10min. T: 42-43C T: 42-43C PH = 4.5 Tiempo de(3 4horas) T: menor a 15C Merma0.5% Agua Cultivo lctico (1.5%) Agua T: 15C LDP(3%) Azcar(10%) Botellas plsticas Vapor0.5% Impurezas0.1% DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 14 Balance en el filtrado Donde: A: Leche B: Leche filtradaC: Impurezas

A = B + C.. (*) Entrada = 266.5 Litros de leche fresca Resolviendo el flujo msico de la materia prima tenemos (A): Densidad de la leche () = 1.032Kg/L A = *(V)A = 1.032Kg/Lts*(266.5Lts) A = 2075.0Kg C = 0.1% (A) C = 0.27Kg Resolviendo la ecuacin (*) se tiene: B = A C B = 274.7Kg Balance en el tratamiento preliminar Para la formulacin adecuada de yogurt batido, segn los resultados tenemos:DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 15 X = 3%*(B)Y = 10%*(B) Resolviendo tenemos: B = 274.7KgX = 8.20Kg Y = 27.50Kg B1 = X + Y + B B1 = 310.40Kg Balance en el proceso de pasteurizacin Resolviendo tenemos: Balance general B1 = V + B2.. (1)B1 = 310.40Kg Balance de masa B1 = 0.005*B1 + B2B2 = 309Kg De la ecuacin (1) V = 1.5Kg Balance en el proceso de enfriamiento DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 16 En este proceso tenemos que: Agua de entrada = Agua de salida (L/s o Kg/s) B2 = B3 = 309Kg Balance en el proceso de inoculacin Z = 1.5 %*(B3)Z = 4.6Kg B4 = B3 + ZB4 = 313.6Kg Balance en el proceso de Incubacin, Enfriamiento y Batido B4 = 313.6Kg Balance en el proceso de Envasado B4 = 313.6KgR = 0.5%*(B4)R = 1.60Kg P = B4 R P = 312Kg Densidad del yogurt () = 1.040Kg/L Q = P/ Q = 312/1.04Q = 300 Litros. DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 17 4.4. DIAGRAMA DE FLUJO CUANTITATIVO DEL PROCESO TRATAMIENTO PRELIMINAR INOCULACION ENFRIAMIENTO FILTRADO REFRIGERACION PASTEURIZACION INCUBACION ENFRIADO ENVASADO BATIDO YOGURT BATIDO LECHE 275Kg--------266.50 Litros 274.70Kg 310.40Kg Vapor 1.50Kg Agua caliente 5 L/s 313.60Kg 313.60Kg 313.60Kg 313.60Kg 312Kg 312Kg--- 300 Litros Impurezas 0.27Kg Leche en polvo 8.20KgAzcar27.50Kg 309Kg 309Kg Agua fra 5 L/s Cultivo 3.5Kg Merma 1.60Kg DIAGRAMA DE FLUJO CUANTITATIVO PARALA ELABORACION DEL YOGURT BATIDO DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 18 V: ESTRUCTURA FISICA DE LA PLANTA 5.1. ESTRUCTURA FSICA REAL DE LA PLANTA FONDEGAB. Laplantadeprocesamientoestadiseadoyestaconstituidoporlossiguientes ambientes. Figura N 4: Estructura Fsica De La Planta FONDEGAB. Descripcin de reas 1.Ingreso de recepcin de leche. 2.patio. 3.Almacn de productos de limpieza. 4.control de calidad de la leche. 5.comercializacin de productos terminados y leche fresca. 6.Sala de refrigeracin de la leche 7.Sala de almacenamiento de envases de recepcin de leche. 8.Sala de procesos de yogurt y quesos 9.centro de atencin al cliente, gerencia 10.vestuario Descripcin de equipos, materiales y muebles a)tanques de refrigeracin de la leche con agitador (2000lts de capacidad) b)lavaderos de limpieza y desinfeccin de recipientes c)tina de desinfeccin d)cocinas e)escritorio 1 2 3 4 8 7 6 9 10 5 aaa b b b c d d e f g h h 4 b b DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 19 f)mostrador g)extractor de aire h)lavamanos 5.2.ESTRUCTURA FSICA IDEAL DE LA PLANTA 5.2.1.ANALISIS DE LA PROXIMIDAD DE AREAS LAYOUT LAYOUT.-ElplanLAYOUTeselordenamientofsicodeloselementosdela produccin,tomandoencuentasuscaractersticasytodosaquellosfactoresque incidenensufuncionamiento,entendiendoestosfactorescomoelflujode materiales y todos los requerimientos de espacio y el plan LAYOUT busca: Disminucin en los retrasos de produccin. Ahorro en el rea ocupada. Acortamiento en el tiempo de fabricacin. Disminucin de la congestin. Mayor facilidad de ajuste a los cambios de distribucin de planta. CUADRO N 4: Lista de requerimiento de reas para la planta Sala de procesosde yogurtOficina administrativa Almacn de materia primaTanque de agua Laboratorio de control de calidadvestuario Almacn de productos terminadosGuardiana Almacn de envases e insumosServicios higinicos Sala de ventasrea verde CUADRO N 5: Valoraciones parael anlisis de distribucin de planta. RAZONESMOTIVOS A: Absolutamente necesario1 : Continuidad E: Especialmente necesario2 : Control I : Importante3 : Higiene O: Normal4 : Seguridad U: Sin importancia5 : Ruidos y vibraciones X: Indeseable6 : Energa XX :Muy indeseable7 : Circulacin DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 20 CUADRO N 6: Tabla relacional de reas requeridas 5.2.2. DIAGRAMA RELACIONAL DE ESPACIOS Registra los niveles de importancia de proximidades de las actividades de un busquejo de la distribucin. CUADRO N 7: Busquejo de proximidades y recorridos de actividades CdigoRepresentacinColor A E I O U X XX ROJO VERDE AZUL NARANJA NEGRO VIOLETA ROSADA DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 21 Sala de ventas Almacn de MP Oficina administrativa Almacn de PT Almacn de E, insumos Lab. Control C rea verde SS HH Guardiana Vestuario Tanque de agua SALA DE PROCESO FIGURA N 5: DIAGRAMA RELACIONAL DE AREAS REQUERIDAS. DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 22 Figura N 6: Tamao ideal y distribucin de las reas para la planta Leyenda de la ubicacin y distribucin de las reas necesarias para la planta de procesadora de yogurt 1.Sala de proceso 2.Almacn de envases e insumos 3.Almacn de materia prima 4.Laboratorio de Control de Calidad 5.Almacn de PT 6.Sala de ventas7.Vestuario 8.Tanque de agua 9.Oficina administrativa 10. Servicios higinicos 11. Guardiana 12.rea verde a) Sala de recepcin y filtracin b) Tanques de almacenamiento de leche c)pasterizacin y enfriamiento de leche con marmita agitada d)sala de preparacin de medio de cultivo e)cmara de incubacinf) batido de yogurt g)envasadora semi-automtica h)cmara de fermentacin 8.2REQUERIMIENTO MINIMO DE AREA EN LA SALA DE PROCESO: ElmtodoGuerchetpermitecalcularlosespaciosfsicosqueserequerirnpara establecer la planta. Porlotanto,sehacenecesarioidentificarelnmerototaldemaquinariayequipos llamados elementos estticos y tambin el nmero total de operarios y el equipo de acarreo, llamados elementos mviles.Para determinar cada una de estas reas se aplicara los modelos matemticos. DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 23 a) Superficie esttica (SS) Representa el rea de muebles y equipos. SS= L x A b) Superficie de Gravitacin (Sg) Es el rea necesaria para que el trabajador pueda operar en dicha unidad de trabajo cmodamente. Sg =Ss x N c) Superficie de Evolucin (Se). Es el rea que debe conservar entre los puntos de trabajo para el desplazamiento del personal y el mantenimiento de las instalaciones. Se=(Ss + Sg) x k d) Superficie Total (ST) Es el superficie total requerido para la planta procesadora de yogurt que aplicaremos. ST= (Ss + Sg + Se) x M Donde: oL = largo (metros) oA = ancho (metros) oN = Nmero de lados tiles de trabajo de la mquina oK = Es la constante establecida para nuestro caso toma el valor de 1.03 oM = numero de equipos utilizado DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 24 CUADRO N 8: DESCRIPCIN DE LOS MAQUINARIAS Y EQUIPOS DE PROCESO MAQUINAS Y MATERIALES PARA EL PROCESO DE CULTIVO MADRECARACTERISTICAS Cocina industrial Cantidad1Largo (m) 1 Ancho (m)0.5 Olla para la pasteurizacinCantidad1 Capacidad 30 Litros Largo (m) 0.6 Ancho (m)0.6 Recipientes de incubacinCantidad2 Capacidad 15 Litros Largo (m) 0.35 Ancho (m)0.35 MAQUINAS Y MATERIALES PARAEL PROCESO DEYOGURTCARACTERISTICAS Tanques de refrigeracin Cantidad2 Capacidad 200 Litros Largo (m) 2 Ancho (m)1 Tanque de recepcin con tamiz Cantidad2 Capacidad 200 Litros Largo (m) 1 Ancho (m)1 Marmita con agitador Cantidad1 Capacidad 350 Litros Largo (m) 1.5 Ancho (m)1.5 Material para la incubacin Cantidad15 Capacidad 20 Litros Largo (m) 0.5 Ancho (m)0.5 Cmara de incubacin Cantidad1 Capacidad 350 Litros Largo (m) 3.5 Ancho (m)3 Cmara de Refrigeracin Cantidad1 Capacidad 350 Litros Largo (m) 3.69 Ancho (m)3.54 Envasadora y selladora semi-automtica Cantidad1 Capacidad 100 Lts / h Largo (m) 1.2 Ancho (m)1.0 DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 25 CUADRO N 9: DESCRIPCIN DE LAS MAQUINARIAS Y EQUIPOS PARA EL REQUERIMIENTO DE AREA DE SALA DE PROCESO

MAQUINARIAS Y EQUIPOS AREA SUPERFICIE ESTATICA N SUPERFICIE GRAVITACIONAL K SUPERFICIE DE EVOLUCION M SUPERFICIE TOTAL (m2)LARGO ( m ) ANCHO (m) MAQUINAS Y MATERIAES PARA EL PROCESO DE CULTIVO MADRE(A1) Cocina industrial10,50,5110.510.76512.265

Olla para la pasteurizacin 0.60.60.3620.720.510.5511.63

Recipientes de incubacin 0.350.350.122520.2450.510.18721.109 AREA TOTAL DE (A1) 5.004 MAQUINAS Y MATERIALES PARAEL PROCESO DEYOGURT(A2)

Tanques de refrigeracin 212240.512.04216.08

Tanques de recepcin con tamiz 111220.511.5329.06 Marmita con agitador1.51.52.25490.515.7375116.98

Material para la incubacin 0.50.50.2510.250.510.2551511.325 Cmara de incubacin 3.5310.5110.50.5110.71 1 31.71 Cmara de refrigeracin

Envasadora y selladora semi-automtica1.21 1.222.40.511.326 1 4.926 AREA TOTAL DE (A2)90.08

AREA TOTAL DE SALA DE PROCESO 95.084 DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 26 FIGURA N 7: Distribucin general de maquinariaspara la lnea de produccin y las reas correspondientes. Leyenda de las reas para el requerimiento de la planta de produccin: 1. Sala de proceso 2. Almacn de envases e insumos 3. Recepcin de la leche 4. Laboratorio de Control de Calidad 5. Almacn de PT 6. Sala de ventas7. Vestuario 8. Tanque de agua 9. Oficina administrativa 10. Servicios higinicos 11. Guardiana 12. rea verde Determinacin de las reas mnimas de las dems superficies Almacenamiento de materia prima. El almacenamiento de la materia prima (leche fresca) se llevara acavo en tanques de acero inoxidable dispuestaconagitador yrefrigeracin, que tienela finalidad de controlarlatemperaturadelproductoymantenerlavidaanaqueldelmismo.Los tanquesdealmacenamientotendrnunacapacidadde200litroscadauna,yse contara con 2 tanques de refrigeracin de almacenamiento. Para calcular el rea, se tiene la siguiente especificacin. Largo = 2 m Ancho = 1m Altura = 1.50m Calculando lo siguiente: a) Superficie esttica (Ss). SS= L x AS = 2 b)Superficie de Gravitacin (Sg). Donde N = 2 Sg =Ss x N Sg = 4 c)Superficie de Evolucin (Se). El valor deK = 0.51 Se=(Ss + Sg) x kSe = 3.06 d)Superficie Total (ST). El valor de M = 2 ST = (Ss + Sg + Se )x M Por lo tanto el ST= superficie total ser: ST = 18.12 m2 Almacn de envases e insumos Este rea tendr una pequea divisin interiormente para almacenar por separado losenvasesdelosinsumosquesondemuyimportanciaquesetienelos siguientes (azcar,leche en polvo descremada, cultivos, etc.) rea necesaria. Largo: 3 m Ancho: 4mrea: 12m2 Almacn de producto terminado

Elproductoterminadoes300litrosdeyogurtporda,endondeenel almacenamientoelproductosedepositarahasta3dascomomximopara distribuiralosconsumidores,paratalfinlacmaradeRefrigeracintendruna capacidad para contener hasta 900 botellas de yogurt en frascos de 1 litro. Donde se tiene: DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 28 Producto total 900 litros de yogurt en almacenamiento En 1 caja hay 12 litros de yogurt En 1apilado hay 5 cajas Q: Numero de apilados que se requiere para el almacenaje. Q 900lit ros1caja12lit ros|

\||.1apilado5cajas|

\||. Q = 15 apilados. DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 29 Determinando el rea final de la cmara de fermentacin se tiene: Largo = 5.0 m Ancho = 4.22m Altura = 2.0m AT = L x A = 5 x 4.22 AT = 21.10 m2 rea de laboratorio de control de calidad Ellaboratoriodecontroldecalidadtienecomoobjetivo,analizarlosposibles riesgos que pueda presentar la leche,durante la recepcin de la leche se toman muestreos al azar de la poblacin para realizar la prueba de los anlisis, los mas importantes a analizar son las siguientes. Densidad AcidezPrueba de alcohol Temperatura Azul de metileno ( espordicamente) El rea requerido para este se tiene. Ancho: 3 m Largo: 5mA = 15 m2. rea de sala de ventas La planta tendr una rea especifica para la venta del producto terminado, en este caso para tal fin no requiere bastante espacio. Ancho: 3 m Largo: 4 mA = 12 m2. rea requerida para el vestuario El vestuario es el lugar donde cada operario antes de ingresar a la sala de proceso debe cambiarse y entrar con la ropa adecuada al trabajo. El rea requerida es: Largo: 3 m Ancho: 2mA = 6m2

rea para el tanque de agua

El tanquede agua tendr las siguientes dimensiones. Dimetro: 3m Altura: 2m Volumen de trabajo: 5.5 m3 DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 30 Volumen total: 6 m3 rea requerida para el tanque: A = 3m2 rea de la oficina administrativa. Laoficinaadministrativaseencargaradelbuenfuncionamientodelaempresa productoradeyogurt,realizandolasgestionesyotrasestrategiasdeproyeccin para el bien de dicha empresa. Ancho: 4m Largo: 5m El rea requerida es de 20 m2. rea requerida para guardiana. El rea necesaria ser de 3 m2. rea para el servicio higinico. En los servicios higinicos se contara con: Para hombres: 2WC, 2 lavatorios, 1 ducha, 1 urinario. Para mujeres: 2WC, 2 lavatorios, 1 ducha. El rea requerida ser de 12m2. rea requerida(m2)rea requerida(m2) Sala de procesosde yogurt95.084Oficina administrativa Almacn de materia prima18.12 Tanque de agua3 Laboratorio de control de calidad15vestuario6 Almacn de productos terminados21.10Guardiana3 Almacn de envases e insumos12Servicios higinicos12 Sala de ventas12rea verde54.326 REA TOTAL272 m2 Consideraremosotrasreasextrascomoparalacargaydescargadelamateria prima y productos terminados, as tambin para las reas verdes de 25% del total de reas. rea extra: 25%(243.365) = 54.326 m2 DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 31 VI: SERVICIOS AUXILIARES Losserviciosmsbsicosparalaplantapuedencomoseenlistan,peroenel siguientetrabajosolosedesarrollaraladistribucindeaguaentodaslasreas necesarias. AguaDesageElectricidad Lasubicacionesmsptimasdelavaderodemanosylugarprimordialdondese necesitaelagua,paraunadistribucinestncodificadasconelcolorceleste,como se presenta en la figura N 8. FIGURA N 8: Distribucin de los servicios del agua en la planta 1.Sala de proceso 2.Almacn de envases e insumos 3.Recepcin de materia prima 4.Laboratorio de Control de Calidad 5.Almacn de PT 6.Sala de ventas7.Vestuario 8.Tanque de agua 9.Oficina administrativa 10. Servicios higinicos 11. Guardiana 12. rea verde DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 32 VII: BALANCE DE ENERGIA EN EL EQUIPO Marmita con chaqueta para la pasteurizacin y enfriamiento con agitador Dimensiones de la maquina Los calores y/o energas necesarias para la pasteurizacin de la leche son: QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + w LECHEMATERIALAMBIENTE + RADIACION a) Calor sensible del calentamiento de la leche

Donde: ml: Masa de la leche CpL: Capacidad calorfica de la leche. b) Calor latente de evaporacin q1Q1u1 Q1mlCplTpTi( )Q2mv 85Cq2Q2u2Q2mvhghf( )DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 33 c) Calor sensible de la marmita Donde: mm: Masa de marmita,m: Densidad de marmita, Vm: volumen de marmita d) Calor por conduccin e) Calor por conveccin natural Donde:NGr: Numero de grashoft Npr: Numero de prandtl Nnu: numero de Nusselt Q3mmCpmTpTi( ) mmmVmq3Q3uq4U A ATt ot alq4T1T61h1A R2R1KAAAlm+1h2A +R4R3KBABlm+1h3A +AAlmR2R1lnR2R1|

\||.AB.lmR4R3lnR4R3|

\||.Q h A TwTb( )Nuh L Ka NGrNPr( )maL32 g | AT 2Cp K|

\|||.m| Tm1 TmTwTb+2DISEO DE PLANTA DE PROCESAMIENTO DE YOGURT EDGAR CONDORI VALVERDE 34 q5 = calor de convencin de pared vertical + calor de convencin por pared horizontal f) calor por radiacin trmica Aplicacin de ley de Fan Boltzman Donde: q6: Flujo de calor (J/sm2) Qr: Caudal del calor emitido por el cuerpo negro (J/s) T: Temperatura absoluta (K) : Constante de Boltzman ( = 5.67*10^-8 J/sm2K4) : Emisividad (propiedad caracterstica de cada material) El balance de energa total requerido en el equipo es: ET = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 + Wa Donde: ET: Energa total necesaria Wa: Trabajo realizado por el agitador, para disear la maquina es necesario determinar el Wa teniendo, la capacidad total de la maquina, masa, volumen, tipo de paleta que se quiere utilizar, dimetro y la RPM que se quiere agitar. VIII: REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

[1] Alczar del Castillo, j. (2002), DICCIONARIOTECNICO DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS. Segunda edicin, Cusco Per [2]MadridVicente,Antonio.(2001),NUEVOMANUALDEINDUSTRIAS ALIMENTARIAS. Editorial mundi-prensa. Madrid-Espaa. [3] ANECOMSA (2001). LIMA-PERU, pg. 70-83. [4]A.TamineyR.Robinsn.(1991),YOGURTCIENCIAYTECNOLOGIA. Editorial Acribia-Zaragoza Espaa. [5]Francois,Luquet.(1993),LECHEYPRODUCTOSLACTEOS.Editorial. Acribia-Espaa. E-mail: deklan_55@hotmail.com q5h Avertical AT h Ahorizontal AT +q6QrA o T4