Diseño de Plantas 2015

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

INFORME DE LABORATORIO Nº2LABORATORIO DE OPERACIONES EN INGENIERIA QUIMICA

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTILÁREA ACADÉMICA DE INGENIERA QUÍMICA

DISEÑO DE PLANTAS

“PROCESAMIENTO DE CAFÉ INSTANTÁNEO SIN CAFEINA“

CURSO : PI – 525 – B

INTEGRANTES :

PORLLES REYES, HERBERT.

PROFESOR : HUAYTA SOCANTAYPE, FREDDY.

2015-I


Contenido1.- OBJETIVO................................................................................................................................4

2.- ALCANCE DEL PROYECTO........................................................................................................4

3.- ANTECEDENTES.......................................................................................................................4

3.1.- CAFÉ.................................................................................................................................4

3.2.- CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL GRANO...........................................................................5

3.3.- MERCADO DEL CAFÉ........................................................................................................6

3.3.1.- PRODUCCIÓN NACIONAL..........................................................................................6

3.3.2.- PRODUCCIÓN MUNDIAL............................................................................................8

3.3.- VARIEDADES COMERCIALES............................................................................................9

4.- EXTRACCIÓN MEDIANTE CO2 SUPERCRÍTICO.........................................................................9

4.1 VENTAJAS:........................................................................................................................10

6.- DISEÑO Y SELECCIÓN DE EQUIPOS.......................................................................................11

6.1 TOSTADO.........................................................................................................................13

6.1.1 Condiciones para la operación.................................................................................13

6.1.2 Datos técnicos:.......................................................................................................14

6.1.3 Características Generales:.........................................................................................15

6.2 MOLINO...........................................................................................................................15

6.2.1 Condiciones de operación.........................................................................................15

6.2.2 Características Generales:.........................................................................................17

6.2.3 Datos técnicos:.......................................................................................................17

6.3 TANQUE DE ALMACENAMIENTO:.................................................................................18

6.3 DESCAFEINADO............................................................................................................19

8.3.1 Consideraciones:.......................................................................................................19

RELACIÓN DE LAS CAPACIDADES DE LOS EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTO........................19

6.3.2 Componentes principales del equipo de ESC del café:..............................................20


6.4 SECADO POR ATOMIZACIÓN...........................................................................................23


6.4.2 Datos técnicos:.......................................................................................................24

7.- BALANCE DE MATERIA.........................................................................................................25

8.- BALANCE DE ENERGÍA..........................................................................................................26

8.1 TOSTADO.........................................................................................................................26

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8.2 MOLINO...........................................................................................................................27

8.3 EXTRACTOR......................................................................................................................28

8.4 CONSUMO DE ENERGÍA POR MES:..................................................................................29

9.- ESTIMACIÓN DE INVERSIÓN.................................................................................................30

9.1 COSTOS DE LOS EQUIPOS............................................................................................30

9.2 COSTOS DE INVERSIÓN................................................................................................31

Para los cálculos siguientes nos basaremos en las consideraciones del libro Product and Process Design Principles: Synthesis, Analysis and Design, 3rd Edition...................................31

Gráfica N°6: Tabla para estimar el costo de inversión...................................................31

9.2.1 CÁLCULO TOTAL DE INVERSIÓN.........................................................................32

9.3 COSTOS DE PRODUCCIÓN...........................................................................................33

9.3.2 COSTOS DIRECTOS.....................................................................................................34

9.4 INGRESOS POR LA VENTA DE CAFÉ...................................................................35

9.5.- VALOR ACTUAL NETO Y TASA DE ROTORNO........................................................36

COMENTARIOS:..................................................................................................................39

9.5.- TIEMPO DE RECUPERO..................................................................................................40

Gráfica N°9: VAN acumulado VS años............................................................................40

10.- IMPACTO AMBIENTAL........................................................................................................41

10.1.- Impacto Social..........................................................................................................42

10.2 Consideraciones laborales:..................................................................................43

10.2.1 Otras consideraciones sociales:.......................................................................43

10.3.-Impacto Ambiental.......................................................................................................44

10.3.1 Aguas residuales:....................................................................................................45

10.3.2 Residuos sólidos:....................................................................................................45

10.3.3 Emisiones a la atmósfera:....................................................................................46

10.3.3.1 Emisiones de NOx..........................................................................................46

10.3.3.2 Emisiones de SO2........................................................................................47

10.3.3.3 Emisiones de CH4........................................................................................47

10.3.3.4 Partículas sólidas (MP10; MP2.5)...........................................................48

10.3.3.5 Otras consideraciones Ambientales...........................................................48

10.4.- Control de calidad:..................................................................................................48

10.5.- Seguridad en caso de incendio:.............................................................................49

10.6.- Seguridad e higiene laboral:..................................................................................49

10.7.- Manipulación de productos químicos:.................................................................49

11.- BIBLIOGRAFIA.....................................................................................................................50

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RESUMEN

El presente trabajo está basado en la construcción, operación y manejo ambiental de una planta productora de café descafeinado, donde el café a procesar se tomará como todo el café que producen los departamentos de Cusco y Puno, la planta procesará anualmente 4125.6 toneladas las cuales se trabajará al día dos turnos de 8 horas cada.

La característica principal de esta planta es el método de descafeinado mediante CO2 supercrítico, El motivo por el cual se usa esta sustancia es porque muestra mejores resultados, tanto en términos de generación de una producto de mayor calidad y por ser un mejor proceso desde punto de vista medioambiental otro punto a favor es que se puede eliminar el CO2 de forma gaseosa sin dejar restos ni en la matriz ni en el soluto.

Posteriormente ya definidos los procesos y equipos se realizara un estudio de factibilidad económica de la planta el cual el precio de la planta resultó de 1 175 345.8 USD equivalente a moneda nacional a 3 702 339.4 Soles,

Finalmente se trató los principales aspectos ambientales asociados con este proyecto que incluyen la gestión y manejo de las aguas residuales, las medidas de seguridad e Higiene Industrial, también se trataron las emisiones de los gases en la Planta emitidos a la atmósfera tales como Emisiones , NOx Emisiones de SO2, Emisiones de CH4 entre otras.

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PROCESAMIENTO DE CAFÉ INSTANTÁNEO SIN CAFEINA

1.- OBJETIVOEl objeto de este documento es realizar el diseño de los principales equipos que formarán parte de la planta de procesamiento de café instantáneo sin cafeína, se han realizado los cálculos necesarios para establecer el balance de materia y energía en los equipos, se han determinado las dimensiones del extractor de cafeína con fluido supercrítico.

Se incluye en el documento una descripción de los procesos que tendrán lugar en la planta y las principales consideraciones medioambientales que habrán de ser tenidas en cuenta, como también se realizaron cálculos del VAN y TIR para poder evaluar la viabilidad del proyecto.

2.- ALCANCE DEL PROYECTO

Ajustes

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Alcance del proyecto, descripción general de la planta

Diagrama de flujo

Diseño de equipos

Balance de materia

Balance de energía

Estimación de inversión

Impacto ambiental


3.- ANTECEDENTES 3.1.- CAFÉEl café es la bebida que se obtiene a partir de las semillas tostadas y molidas de los frutos de la planta de café. Es una bebida altamente estimulante, pues contiene cafeína. Suele tomarse como desayuno o en la sobremesa después de las comidas, y es una de las bebidas sin alcohol más socializadoras en muchos países.

3.2.- CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL GRANO

La forma del grano

Cabe mencionar que el mercado tiene como base de aceptación, la forma del grano, plano convexa o "planchuela", considerándose como la constitución normal, según consta en la norma mexicana de café, cualquier otra forma diferente o mencionada resulta como consecuencia de una malformación del fruto. Entre las malformaciones más comunes se encuentra el grano caracol, triángulo, monstruos; conocidos también como burras o elefantes, conchas y muelas.

El tamaño

El tamaño del grano de café se mide en zarandas, las medidas se dan en sesenta y cuatroavos de pulgada (1/64 que es igual a 0.3968 mm), son láminas con perforaciones redondas o bien pueden ser alargadas, siendo éstas:

El color

El color del grano de café oro, varía de acuerdo con la región y altura donde se produce, sin embargo, puede alterarse radicalmente con el sistema mayor cuidado por la aplicación de elevadas temperaturas; esta aplicación de calor debe ser cuidadosamente controlada, finalmente el color también puede variar de acuerdo a las condiciones de almacenamiento.

Gráfica N°1: Sustancias en un grano de café

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http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml

http://www.monografias.com/trabajos35/oferta-demanda-oro/oferta-demanda-oro.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/consti/consti.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/mercado/mercado.shtml

https://es.wikipedia.org/wiki/Socializaci%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Desayuno

https://es.wikipedia.org/wiki/Cafe%C3%ADna

https://es.wikipedia.org/wiki/Estimulante

https://es.wikipedia.org/wiki/Semilla


3.3.- MERCADO DEL CAFÉ

3.3.1.- PRODUCCIÓN NACIONALEl café es el principal producto agrícola de exportación en el Perú. Su cultivo se concentra

en el café arábico (Coffea arabica), en las variedades Typica, Bourbón, Pache, Caturra y

Catimor. Su producción directa genera 43 millones de jornales al año, a los que se suman 5

millones de jornales generados por los servicios de comercio, industria y transporte, que

participan en la cadena productiva del café.

Hoy en día, el café peruano se está posicionando favorablemente en el mercado mundial.

Hace diez años ocupaba el puesto 15 en la contienda exportadora, pero en el 2006 subió

hasta el puesto 6. Estados Unidos fue históricamente el mayor comprador de café peruano,

pero hace ocho ha sido desplazado por Alemania, que ha adquirido el 32 por ciento de

nuestro café, mientras que los estadounidenses compran el 22 por ciento. Los siguen

Holanda, Bélgica y Francia. Estos cinco países se llevan el 74 por ciento de nuestro café.

Sus compradores son medianos y grandes tostadores, cada vez más interesados en

nuestro producto, que se viene distinguiendo por la calidad de taza (aroma, cuerpo y

sabor), similar y hasta mejor que la de los cafés centroamericanos. Los factores

ambientales (microclimas y altitud de plantaciones) y un mejor manejo de poscosecha han

sido determinantes para lograr la confianza del mercado.

Gráfica N°: Producción de café en el Perú.

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En nuestro país operan 75 empresas exportadoras de café, de las cuales 28 componen a

organizaciones de productores que ofertan cafés especiales. Hasta el momento 20

empresas concentran el 90% de las exportaciones, de las cuales las 10 primeras superan el

75% del valor exportado, mostrando una tendencia a la concentración en el negocio

cafetero, en similitud al comercio mundial acaparado por 7 grandes empresas.

Las principales regiones productoras de café son Junín (75,750 TM), Cajamarca (51,510

TM) y San Martín (66,660 TM). Esta última región incrementó sustantivamente su

participación en la producción nacional, justificado por el uso de tecnología media (en un

50%) y el fuerte apoyo del sector público junto a la Cooperación Técnica Internacional en

el marco del Programa de Desarrollo Alternativo (sustitución de sembríos de hoja de

coca).

Gráfica N°3: Producción de café por departamentos.

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3.3.2.- PRODUCCIÓN MUNDIAL

La producción mundial de café se estima en 7’259,000 de TM. Los principales países productores son: Brasil con el 25%, Vietnam con el 9%, Colombia con el 8% e Indonesia con el 6%. Perú participa con el 2%.

Los principales actores en la comercialización son: los grandes traders, los grandes tostadores, los pequeños y micrototadores, y los detallistas.

Los grandes traders. Son empresas transnacionales que comercializan café de los principales países productores, destacando entre ellas: Newman, Volcafé, Esteve, Carguil, Arom. Muchos de ellos están ligados al negocio del café tostado molido y soluble.

Los grandes tostadores. Las principales marcas son: Maxwell House, Nescafé, Folgers y Douwe Egberts. Producen cafés estándar, buscan combinaciones cada vez más económicas. Priorizan precios antes que calidad y dan poca importancia al origen e invierten fuertemente en publicidad de sus marcas. Establece relaciones con exportadores de países productores.

Los pequeños y micro tostadores. Son un segmento en crecimiento. En EEUU representan el 5% del mercado. Valoran la calidad (pagan altos precios), la consistencia de la calidad, la confiabilidad del origen del café y de sus proveedores. Dan mucha importancia al origen de los cafés y procuran establecer relaciones directas con productores

Los Detallistas. Lo conforman supermercados y tiendas menores. Demandan calidad y consistencia de los productos que compran; adquieren en grandes cantidades y con contratos a largo plazo; respetan los contratos establecidos por eso son cautelosos en sus compras y prefieren comercializar productos con demandas establecidas

La demanda

Los principales países importadores de café verde son Estados Unidos (25% del total de importaciones mundiales, seguido de Alemania (16%), Japón e Italia (7%) y Francia (6%).

El 75% del consumo de café de países importadores es tostado y molido y de esta cifra el 88% se tuesta en éstos países

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3.3.- VARIEDADES COMERCIALES

3.3.1 Arábigas (Coffea arábica)

Representan las variedades más conocidas, extendidas y apreciadas, representando el 70% de la producción mundial. Las variedades más reconocidas se cultivan en las zonas altas de América Latina: Colombia, México, Perú y en África en Kenya y Etiopía. En Perú, la única especie comercial es el café arábica.

3.3.2 Robusta (Coffea Canephora)

Se presume originaria del África o Indonesia. Fue descubierta en el siglo XIX y aparece en los mercados hacia 1930. Según el Centro de Comercio Internacional su impulso en los mercados se debe a: Las preferencias comerciales de Europa a sus ex colonias. Su precio más bajo que incorporó nuevos consumidores. Nuevas formas de consumo del café en particular la aparición del café soluble y el surgimiento del café descafeinado dada su mayor aptitud para la extracción de cafeína. Esta variedad puede ser cultivada a nivel del mar y hasta una altura de 600 metros.

4.- EXTRACCIÓN MEDIANTE CO2 SUPERCRÍTICO.

El motivo por el cual se usa esta sustancia es porque muestra mejores resultados, tanto en términos de generación de una producto de mayor calidad y por ser un mejor proceso desde punto de vista medioambiental. El CO2 es un no inflamable y no tóxico disolvente que se puede quitar fácilmente del producto final.

De todos los fluidos supercríticos que se han estudiado, el dióxido de carbono (CO2) es el más utilizado debido a su baja temperatura crítica (TC = 31ºC) y presión (PC = 74 bar), no toxicidad, disponibilidad y bajo coste. Se trata de un disolvente “verde” que se encuentra en la atmósfera, en alimentos y bebidas y del cual no necesita fijarse ningún contenido mínimo en los extractos, por lo que se puede emplear con toda seguridad. De hecho está considerado un disolvente GRAS.

Respecto a las condiciones operativas, la poder disolvente de CO2 supercrítico es altamente dependiente de la presión y la temperatura, las variables que se pueden modificar de forma independiente. Por lo tanto, diferentes autores han reportado un mayor rendimiento cuando se trabaja a presiones altas, debido al mayor poder disolvente CO2, y cuando se trabaja a temperaturas más altas

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4.1 VENTAJAS:

1. Después de la extracción, se puede eliminar el CO2 de forma gaseosa sin dejar restos ni en la matriz ni en el soluto;

2. El aroma y el sabor de los extractos obtenidos es más natural;3. La degradación del producto se minimiza y las extracciones son más rápidas y

eficaces dado que la selectividad es muy elevada. De ahí, que el proceso de purificación del extracto es muy simple o incluso no necesario, versus las extracciones convencionales con disolventes orgánicos que requieren largos y costosos procesos de concentración y purificación.

4. El disolvente se recupera y recircula fácilmente. Por ello, la extracción supercrítica se puede considerar un proceso sostenible e intensivo.

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6.- DISEÑO Y SELECCIÓN DE EQUIPOS

Para los posteriores cálculos necesitamos la cantidad que producen los dos departamentos juntos.

PERÚ: VARIEDADES ARÁBIGAS CULTIVADAS SEGÚN ZONA PRODUCTORAZONA PUNO - CUSCO

PERÚ: ÁREA INSTALADA DE CAFETO (HA)-2011

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A nivel nacional el área de café mayormente se encuentra en los departamentos de Junín (31.31%), Cajamarca (19.72%), Cusco (17.99%) y Amazonas (15.42%). Es decir estos cuatro departamentos abarcan el 84.44% del área nacional. Seguidos de 12 departamentos entre los que se encuentra La Libertad, con una área instalada de 328.5 ha que viene a ser el 0.10% del nacional, sin embargo sus características de clima, suelo y ubicación geográfica de nuestro departamento, lo convierte en un potencial a aprovechar, teniendo en cuenta que las variedades instaladas son aromáticas, y se encuentran en zonas cuyo aprovechamiento puede mejorar con una buena asistencia técnica, la organización de los productores y las alianzas estratégicas con los gobiernos locales.

De acuerdo a la participación Porcentual mostrada, calculamos la producción aproximada de las regiones de Cusco y Puno para el año 2015:

PRODUCCION NACIONAL

4125000 quintales

PORCENTAJE

CUSCO 17.99 %PUNO 3.24 %

TOTAL 16731.6 quintales8365.8 ton

Cuadro N°1: Producción del departamento de Puno y Cusco

Se trabajará dos turnos diarios de 8 horas.

Masa café total Masa diaria Masa por turno Masa por turno

8365.8 ton 11.46 ton 5.73 ton 5730 Kg

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6.1 TOSTADO

DISEÑO:

6.1.1 Condiciones para la operación

CONDICIONES ENTRADA Y SALIDA:

T salida= 350ºC

mcenizas =122.8kg

T = 20ºC T= 220ºC

mcafe=716.3kg/h F mcafe tostado=587.4 kg.

T entrada= 425ºC

maire = 8271.6 Kg

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Cantidad total de café a procesar 5730 KgMinutos totales/ turno 480 minRango de temperaturas de tostado 190-280 °CTiempo aproximado de tostado 30 min


Se eligió la tostadora de café mixta TD-50 por motivos de capacidad y calidad de producto, al pasar por este proceso el grano pierde masa el mayor porcentaje de reducción proviene del agua la reducción de agua de una humedad original del 10 al 12% se pasa a una humedad residual del 0,5 al 3,5%. En conjunto, el peso se reduce entre un 12 y un 23% tomaremos el valor de 18% de pérdida de masa.

6.1.2 Datos técnicos:

Cantidad de tostadores 4 unidadesConsumo 6.5 m3/h (gas natural)Producción 180 kg/horaPotencia 11 kWPeso 3000Kg Tiempo de vida 10 añosCosto de electricidad por hora S/. 0.6 por Kwh

DimensionesLargo 3200mmAncho 3500mmAlto 3100mm

Cuadro N°2: Datos técnicos del tostador.

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Cantidad total de café a procesar 5730 KgMinutos totales/ turno 480 mintiempo operación/ tostador 20 minCapacidad del tostador 60 kgCantidad de tostadores 4Puede procesar máximo/turno 5760 Kg


6.1.3 Características Generales: Tolva de carga (Café y azúcar) Mirillas Visualización Bombo exterior forrado y recubierto Basculador mediante cilindro neumático Ventilador aspiración de humos Ciclón colector de cascarilla Equipo inyector de agua Armario de control Palas removedoras desgranadoras Ventilador aspiración Bandejas inferiores de residuos Tolva carga producto

6.2 MOLINO

DISEÑO:

La función más importante es realizar y garantizar una granulometría adecuada para la extracción de los aromas y de los compuestos solubles durante la preparación de la bebida.

6.2.1 Condiciones de operación

Cantidad total 4698.6 Kg

Minutos totales 480 minTiempo aproximado de operación 20 min

CRITERIOS A TENER EN CUENTA EN LA MOLIENDA

El grado de molienda depende del tipo de cafetera en que va a preparar el café. ƒ La molienda gruesa es para cafeteras con tiempos de preparación entre 6 y 9 minutos,

como los percoladores y cafeteras de pistón. ƒ La molienda media es para cafeteras que utilizan filtros de papel y de tela con tiempos

de preparación entre 4 y 6 minutos. ƒ La molienda fina es para cafeteras con tiempos de preparación menor a los cuatro

minutos, como el espresso. ƒ El tamaño promedio de las partículas, determinará el tipo de molienda. ƒ Un buen

molino no se debe calentar, debe moler uniformemente y no contaminar. ƒ El café tostado se debe proteger del calor, el aire, la humedad, la suciedad y de los

olores y sabores extraños. ƒ No deje café tostado y molido al medio ambiente, empáquelo rápidamente. ƒ

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A continuación se presenta un diagrama que ilustra el tipo de molienda, el tamaño aproximado de partícula y el tiempo de contacto agua – café para diferentes equipos:

Con la información obtenida, se eligió el Molino de café de fresas MF-300 por motivos de capacidad de producción media ventilado por aire. El diseño especial de las fresas asegura un molido completo y uniforme. La regulación milimétrica permite variar el grado de molienda a voluntad.En el interior de la cámara de moturación, los expulsores realizan la mezcla, así como la trituración de las partículas que no hayan sido molidas. La cámara de moturación va ventilada por aire, impidiendo que el café suba de temperatura.

Nota: La masa que sale del proceso anterior se reduce como se mencionó anteriormente 18% de su valor inicial, por ello la masa en proceso que queda es: 4698.6 Kg/turno


Minutos totales 480 mintiempo operación 20 minCapacidad del molino 100 kgCantidad de molinos 2Puede procesar máximo/turno 4800 kg

6.2.2 Características Generales: Tolva carga café Base imantada

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Circuito de ventilación Fresas cónicas de gran dureza Chasis monobloque Puerta de limpieza Pies niveladores Protecciones térmicas Cuadro de mandos


Cantidad de molinos 2 unidadesConsumo 220V.50HzProducción 100 Kg/hPotencia 5.5 CvPeso 380KgTiempo de vida 10 añosCosto de electricidad por hora S/. 0.8 por Kwh


Cuadro N°3: Datos técnicos del molino.

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6.3 TANQUE DE ALMACENAMIENTO:

Se compró el tanque de almacenamiento modelos Silos industriales 4 departamentos 5000Kg. Silo fabricado en plancha de acero al carbono de un espesor de 2 mm y refuerzos interiores montado sobre bancada estructural pintado en su exterior. El sistema de carga es superior mediante selector rotativo estanco de cuatro posiciones. La descarga se realiza sobre tolva báscula, la cual nos permite realizar todas las mezclas que deseemos programar una vez finalizada la envía a la tostadora. Para el llenado de los silos utilizamos la misma báscula y el mismo soplador intercambiando mediante una derivación neumática. Dentro de cada departamento se coloca un sistema de pala motorizada la cual nos permite el llenado de silo en su totalidad

Cantidad de tanques 1 unidadesCapacidad 4500 KgPeso 2400Kg


Cuadro N°4: Datos técnicos del tanque de almacen.

Características Generales:

Bancada estructural Planchas y conos de 2mm Control de niveles Ciclón de recepción Selector se 4 posiciones Escalera acceso al techo Quita miedos según normas

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6.3 DESCAFEINADO

8.3.1 Consideraciones: 1.- La planta debe tener una capacidad superior de producción de 1,000 toneladas

al año para poder ser rentable, como nuestra producción es de 8635 toneladas nos permite elegir este diseño.

2.- El fluido supercrítico siempre es CO2.

3.- El método es semicontinuo para el café y continuo para el CO2.

Densidad del café 620 Kg/m3

Densidad de café húmedo*

930 Kg/m3

*Se humedece hasta 50% de su peso antes de entrar al extarctor

Para diseñar los equipos se utilizó la información de una planta piloto de la Universidad Católica de Salta (Argentina) y de ahí se utilizó la relación que guardan los equipos a pequeña escala para diseñar los equipos a escala industrial de acuerdo a la cantidad a tratar.

RELACIÓN DE LAS CAPACIDADES DE LOS EQUIPOS DE LA PLANTA PILOTOExtractor Separador Tanque(buffer)

4 L 0.7 L 10 L

LINK DEL ARTÍCULO:

file:///C:/Users/usuario/Downloads/Dise%C3%B1o-y-construccion-de-una-planta- pilot-CO2-supercriticp.pdf

http://www.ucasal.edu.ar/htm/ingenieria/cuadernos/archivos/5-p46-gerardo-tita-formateado.pdf

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http://www.ucasal.edu.ar/htm/ingenieria/cuadernos/archivos/5-p46-gerardo-tita-formateado.pdf


6.3.2 Componentes principales del equipo de ESC del café:

a) Extractores: Son de acero inoxidable los volúmenes varían entre 6 y 44 m3, el extractor más utilizado es el extractor de pared de múltiples capas con un volumen interior de 44m3 la pared contiene 8 capas de 20 mm de grosor cada una de ellas aísla el calor haciendo mejor de los extractores de una sola capa, pera para nuestra capacidad vamos a utilizar un extractor de 6 m3.

Cuadro N°5: Diseño del extractor.

b) Separadores: El método de la separación para este caso es por absorción, basándonos en el tamaño del extractor usado para este separador corresponde un volumen de 2 m3.

Cuadro N°6: Diseño del separador.

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Volumen del extractor 6 m3

Material Acero inoxidable

Alto 1 m

Ancho 2 m

Largo 3 m



Alto 1 m

Ancho 2 m

Largo 1 m


c) Tanque de CO2: El tamaño correspondiente del tanque de CO2 para operar la planta es de 15m3.

Cuadro N°7: Diseño del tanque de CO2.


Temperatura a trabajar entre 333-363 ° K

Bomba trabajará a presiones mayores a 150 bar (160-200 bar)

El producto final se deshumidifica entre 10-12% del peso

Por cada 1Kg de café se usarán 8.95 Kg de CO2

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Alto 4 m

Diámetro 1.2 m


Gráfica N°5: Proceso de descafeinado.

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T= 333 -360 °K


6.4 SECADO POR ATOMIZACIÓN

Máquina Ferrite1 del secado por aspersión, conveniente para producir el producto sólido del polvo, del gránulo o del bloque de la solución, emulsión, suspendiendo el líquido-líquido y bombeado de la goma.

El producto tiene buena uniformidad, fluidez, solubilidad, alto puro, y calidad del líquido, no necesario machacar, tamizar por lo tanto la reducción de procedimiento productivo.

Nota: Debido al descafeinado la masa se reduce en 1.1%, por ello la masa en proceso que queda es: 4646.9 Kg/turno



Horas de operación totales 8 horasCapacidad del atomizador 150 kg/hCantidad de atomizadores 4Puede procesar máximo/turno 4800.0 Kg

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Cantidad de atomizadores 4 unidadesConsumo 49.0 Kcal/hTEP de aire de la entrada menos que 350°C

TEP de aire del enchufe 80-90°C

Capacidad evaporada 150 Kg/h

Velocidad giratoria 18000 RPMDisco de atomización 150 mm

(kilovatio)Polvo del calentador eléctrico 99 kV.(%) Producción de polvo seco (%) ≥95

Tamaño de la instalación para la referenciaLargo 2800Ancho 6000Alto 6700

D (milímetro)φ 2860

Cuadro N°8: Datos técnicos del atomizador.

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7.- BALANCE DE MATERIA

Se realizará el balance de materia por hora

Cuadro N°9:Balance de masa.

1 2 3 4 5 6 7

Café 716.3kg/h 587.1kg/h 587.1kg/h 587.1kg/

508.6kh/h

Aire 827.6kg/h

Cenizas 1228.8kg/h

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Tostado Molino Almacén Extractor

Secado

1 32 4

5

6

7


8.- BALANCE DE ENERGÍA

8.1 TOSTADO Potencia del tostador en cuestión: 11 kw (11KJ/s)

Para un tostador:

Energíaturno

=

11Kjs

∗60 s

1min∗480min

1 turno

Energíaturno

=316800Kj

Para los 4 tostadores (consumo por mes)

Energíames

=4∗2∗30∗316800Kj

Energíames

=76032000Kj

Nota: La masa que sale de esta parte del proceso se reduce como se mencionó anteriormente 18% de su valor inicial, por ello la masa en proceso que queda es: 4698.6 Kg/turno

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8.2 MOLINO

Potencia: 5.5 Cv (4.167 Kj/s)

Para un molino:

Energíaturno

=

4.167Kjs

∗60 s

1min∗480min

1 turno

Energíaturno

=120009.6Kj

Para los 2 molinos (consumo por mes)

Energíames

=4∗2∗30∗120009.6Kj

Energíames

=28802304Kj

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8.3 EXTRACTOR

Datos:

Cp (café)=1.3556+0.5789H Kj/Kg*K H: humedad del café

Cp (CO2)=8.4*10¨-4 Kj/g*K

T=5 horas

Enfriamiento del CO2(antes de entrar al extarctor)

Q 1=Ce∗m∗∆T

∆T=(373-258)K

M=925506 KgQ 1=8.4∗10−4 Kjg

∗925506Kg∗(373−258)K

Por turno

Q 1=894038.7Kj

Al mes

Q 1=53642322Kj

Calentamiento del café (al salir del extractor)

Q2= Calentamiento del café

Cp(café)=1.3556+0.5789(32%)=1.54 Kj/kg*K

Q 2=(373−298 )∗4698.6∗1.54

Por turno

Q 2=542688.3Kj

Por mes

Q 2=32561298Kj

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8.4 CONSUMO DE ENERGÍA POR MES:

TOSTADOR 76032000Kj

MOLINO 28802304Kj

EXTRACTOR 86203620 Kj

TOTAL 191037924 Kj

Cuadro N°10: Cuadro del consumo total de los equipos.

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9.- ESTIMACIÓN DE INVERSIÓN

Se realizará el balance económico teniendo las siguientes consideraciones:

La producción mensual de café será 4646.9 Kg. Se trabajaran dos turnos de 8 horas cada uno.

9.1 COSTOS DE LOS EQUIPOS

Cantidad Equipo Precio

4 tostadora de café mixta TD-50 $ 21600.00

2 Molino de café de fresas MF-300 $ 11400.00

1 Silos industriales 4 departamentos $ 3800.00

1 Extractor acero inoxidable $ 30000.00

1 Separador acero inoxidable $ 10000.00

1 Tanque de CO2 acero inoxidable $ 5500.00

4 Secador por aserción Ferrite1 $ 60000.00

Total Dólares $ 244900.00

Total Soles S/.777802.4

Cuadro N°11: Costos de los equipos.

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9.2 COSTOS DE INVERSIÓN

Para los cálculos siguientes nos basaremos en las consideraciones del libro Product and Process Design Principles: Synthesis, Analysis and Design, 3rd Edition.

COSTODE INVERSIÓN=CAPITAL FIJO+CAPITAL DETRABAJO

CAPITALFIJO=COSTOS INV . DIRECTOS+COSTOS INV . INDIRECTOS

TABLA 6-3 del libro mencionado; Porcentajes típicos de valores de inversión de capital fijo para los segmentos de costes directos e indirectos para las plantas de usos múltiples o grandes adiciones a las instalaciones existentes:

Gráfica N°6: Tabla para estimar el costo de inversión

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9.2.1 CÁLCULO TOTAL DE INVERSIÓN

Componente Rango de porcentaje %

Normalización de los porcentajes

Costos directos

Equipos comprados 25 21.0 777802.4

Instalación de equipos 10 8.4 311120.9

Instrumentación y control 6 5.0 186672.5

Tuberías 13 10.9 404457.2

Instalaciones eléctricas 7 5.9 217784.6

Edificios y estructuras 8 6.7 248896.7

Delimitaciones 3 2.5 93336.2

Servicios 9 7.6 280008.8

*Terreno 2 1.7 62224.1

Supervisión e ingeniería 15 12.6 466681.4

Costo construcción 7 5.9 217784.6

Honorarios a contratistas 5 4.2 155560.4

Contingencias 9 7.6 280008.8

119 100.0 S/.3702339.4

Cuadro N°12: Costos directos e indirectos.

*Nota: Por cuestiones prácticas el libro designa un valor de 1-2 % del valor de las inversiones de capital total para el precio del terreno.

COSTOS INV . DIRECTOS=S/ .2520079.8

COSTOS INV . INDIRECTOS=S / .1182259.6

COSTODE INVERSIÓN=S / .3702339.4

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9.3 COSTOS DE PRODUCCIÓN

COSTOTOT . DEPRODUCCIÓN=COSTOSDE PRODUCC .+GASTOSGENERALES

COSTOSDE PRODUCCIÓN=COSTOSDIRECTOS+COSTOS INDIRECTOS

9.3.1 COSTOS DIRECTOS

9.3.3.1 Costos de café en chacraVamos a trabajar con los valores del año 2014(finales).

Gráfico N°7: Según in forme técnico del Ministerio de Agricultura y Riego 2014.

Al año se van a procesar:

Cantidad a procesar anual=8365.8 TON.

Precio de compra= 5.32 soles/Kg*1000=5320 soles/TON

Costo total anual=5320solesTON

∗8365.8TON=S /44506056 .00

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9.3.3.2 Costos de energía Consumo total de equipos= 15 Kw

Costo de 1Kw en Perú= S/.0.278

Costo tot . anual=15Kw∗16hdía

∗30diasmes

∗12mesesaño

∗S/ .0.278=S / .24019.2

9.3.3.3 Costos de mantenimientoVamos trabajar con los valores que nso indica el libro mencionada anteriormente el

cual nos indica que este costos se puede tomar de 2-10% del de la inversión de capital fijo, el cual se elegirá el valor de 4% de la inversión de capital fijo.

Costotot . anual=4 %∗S / .3702339=S / .148093.6

9.3.3.4 Costos laboralesLa planta funcionará con 2 operarios por turno y un supervisor por turno, los cuales por cuestiones prácticas ganarán igual y será el sueldo mínimo actual de 750.00 soles.

Costo tot . anual=6∗750∗12mesesaño

=S / .540 00.00

9.3.2 COSTOS DIRECTOS

9.3.2.1 DepreciaciónConsideraciones:

Los costos directos (sin incluir terrenos) tendrán una depreciación lineal recta con un valor de rescate de 5% en un periodo de 10 años.

Los costos indirectos tendrán una depreciación lineal recta con un valor de rescate de 0% en un periodo de 10 años.

Valor inicial Valor de rescateActivos fijos S/. 2,520,079.70 S/. 252,007.97 Terrenos S/. 62,224.10 S/. 62,224.10 Activos intangibles S/. 1,120,035.40 S/. 0.0valor de rescate 5% S/. 314,232.27

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Activos fijos Activos intangibles total depreciación Valor en libros0 S/. 3,702,339.401 S/. 226,807.17 S/. 112,003.54 S/. 338,810.71 S/. 3,363,528.692 S/. 226,807.17 S/. 112,003.54 S/. 338,810.71 S/. 3,024,717.973 S/. 226,807.17 S/. 112,003.54 S/. 338,810.71 S/. 2,685,907.264 S/. 226,807.17 S/. 112,003.54 S/. 338,810.71 S/. 2,347,096.555 S/. 226,807.17 S/. 112,003.54 S/. 338,810.71 S/. 2,008,285.846 S/. 226,807.17 S/. 112,003.54 S/. 338,810.71 S/. 1,669,475.127 S/. 226,807.17 S/. 112,003.54 S/. 338,810.71 S/. 1,330,664.418 S/. 226,807.17 S/. 112,003.54 S/. 338,810.71 S/. 991,853.709 S/. 226,807.17 S/. 112,003.54 S/. 338,810.71 S/. 653,042.98

10 S/. 226,807.17 S/. 112,003.54 S/. 338,810.71 S/. 314,232.27Cuadro N°13: Depreciación de los activos fijos e intangibles.

9.4 INGRESOS POR LA VENTA DE CAFÉ

Vamos a seguir trabajando con la fecha de diciembre 2014 para que tenga relación con la compra del café en chacra, para esta fecha el precio por libra esta 200 Dólares.

Gráfica N°8: Precio del café a nivel Internacional.

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Produc .anual decafé=4646.9Kgturno

∗2 turnos∗365dias=3392237Kg

Haciendo las conversiones precio de venta de 1Kg de café =13.90 soles.

Ingreso total anual=13.90∗solesKg

∗3392237Kg=S / .47176805.9

9.5.- VALOR ACTUAL NETO Y TASA DE ROTORNO

Consideraciones:

Se van a calcular el Valor Actual Neto y Tasa de retorno Económicos, es decir, que vamos asumir que tenemos todo el capital y no vamos a necesitar financiamiento.

Impuestos a la renta será de 20 %. Capital de trabajo será de 20 % de los costos de mantenimiento. Tasa de descuento será de 15%

Valor Actual Neto:

VAN=∑i=0

n FNF j

(1+TD )i

Dónde:

FNFj= Flujo neto de fondos

TD= tasa de descuento

N= horizonte

Para que un proyecto sea rentable el VAN debe ser mayor a cero

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Flujo Neto de Fondos Económico: No se considera el efecto del financiamiento, es decir, las amortizaciones y el interés.

FNFi=(INGi-EGi-Di)*(1-t)+Di-INVi+VRi

Tasa Interna de Retorno Económico

Es una medida relativa de rentabilidad. Es la tasas de descuento que hace que el VAN sea igual a cero.

0=FNF0+FNF1

(1+TIR)1 +FNF2

(1+TIR )2 +FNF3

(1+TIR)3 +…+FNFn

(1+TIR)n

o=∑i=0

n FNF j

(1+TIR)i

Dónde:FNFj= Flujo Neto de Fondo en el periodo jN= Horizonte del proyecto

Capital de trabajo 30% Costos O&MTasa de impuesto 20%Tasa de descuento 15%Tiempo de operación 10 años

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0 1 2 3 4Ingresos 47176805.90 47176805.90 47176805.90 47176805.90Venta de activosCosto total de producción 45046960.31 45046960.31 45046960.31 45046960.31Materia prima 44506056.00 44506056.00 44506056.00 44506056.00Costos de O&M 148093.60 148093.60 148093.60 148093.60Depreciación 338810.71 338810.71 338810.71 338810.71Gastos administrativos 54000.00 54000.00 54000.00 54000.00Valor librosUtilidad bruta 2129845.59 2129845.59 2129845.59 2129845.59Impuestos 425969.12 425969.12 425969.12 425969.12Utilidad Neta 1703876.47 1703876.47 1703876.47 1703876.47Depreciación 338810.71 338810.71 338810.71 338810.71Inversión 3746767.48Inversión capital fijo 3702339.4Inversión capital trabajo 44428.08Capital de trabajo 44428.08 44428.08 44428.08 44428.08Valor de recuperoFNF -3746767.48 2042687.18 2042687.18 2042687.18 2042687.18Valor actual -3746767.48 1776249.72 1544564.98 1343099.98 1167913.03Valor actual acumulado -3746767.48 -1970517.76 -425952.78 917147.20 2085060.23VAN 6529336.78TIR 54%

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5 6 7 8 9 1047176805.90 47176805.90 47176805.90 47176805.90 47176805.90 47176805.90

0.0045046960.31 45046960.31 45046960.31 45046960.31 45046960.31 45046960.3144506056.00 44506056.00 44506056.00 44506056.00 44506056.00 44506056.00

148093.60 148093.60 148093.60 148093.60 148093.60 148093.60338810.71 338810.71 338810.71 338810.71 338810.71 338810.71

54000.00 54000.00 54000.00 54000.00 54000.00 54000.0054000.00

2129845.59 2129845.59 2129845.59 2129845.59 2129845.59 2129845.59425969.12 425969.12 425969.12 425969.12 425969.12 425969.12

1703876.47 1703876.47 1703876.47 1703876.47 1703876.47 1703876.47338810.71 338810.71 338810.71 338810.71 338810.71 338810.71

44428.08 44428.08 44428.08 44428.08 44428.08 44428.0898428.08

2042687.18 2042687.18 2042687.18 2042687.18 2042687.18 2141115.261015576.54 883110.04 767921.77 667758.06 580659.19 529250.953100636.77 3983746.81 4751668.58 5419426.65 6000085.83 6529336.78

Cuadro N°14: Cuadro económico conteniendo el VAN y TIR.

NOTA: POR MOTIVOS DE ESTACIO SE DIVIDIO EL CUADRO DE CALCULO DEL TIR Y VAN.

SE DEJA EXCEL ADJUNTADO EN EL ARCHIVO DEL CORREO

COMENTARIOS: Como se puede observar el VAN salió positivo 6529336.78 soles, esto quiere decir que el proyecto es viable rentable en ese periodo de 10 años, como también se puede observar que a partir del tercer año el valor actual acumulado se hace positivo siendo rentable el proyecto adicional a esto se calculó el TIR Económico el cual salió 54% este valor nos servirá para comprar con una inversión cuyo capital o parte de capital sea prestado por el banco.

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9.5.- TIEMPO DE RECUPERO

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

-6000000

-4000000

-2000000

0

2000000

4000000

6000000

8000000

Chart Title

Gráfica N°9: VAN acumulado VS años

La inversión se recuperará en el tercer año

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10.- IMPACTO AMBIENTAL

La sociedad es un concepto connotado históricamente, el cual expresa relaciones entre los hombres. El medio físico, el espacio en el cual tienen lugar estas relaciones, el movimiento permanente de la sociedad, constituye la base material de ésta, y es lo que puede definirse como "medio ambiente". Justamente esta interacción entre el hombre y el medio ambiente constituye el núcleo, el hilo conductor del desarrollo histórico social.

De lo hasta aquí dicho se desprende claramente que el medio ambiente, considerado como categoría de análisis, no puede desligarse de la especificidad histórica que lo define en cada momento. El estudio de las distintas modalidades de apropiación del medio ambiente por parte del hombre (o más precisamente por éste en los distintos modos de producción), es un terreno amplio de investigación, y constituye la base sobre la cual pueden analizarse las formas específicas en que se concretiza esa apropiación. Pero el estudio debe partir siempre de una clara delimitación y precisión de ese "medio social", ubicado en un momento histórico concreto. De lo que se desprende que el hombre y su medio ambiente (o la naturaleza, si se prefiere), pueden visualizarse como los términos antagónicos de una contradicción cuyo resultado es la evolución social. El ámbito en el cual se manifiesta esa contradicción es el proceso de trabajo, en el cual se materializa una forma de apropiación determinada, que se corresponde con las características de la formación social en que se inserta dicho proceso.

El café no obstante su importancia, no escapa a las características generales con que se hace agricultura en el país, cerca del 80 % se conduce con sistemas tradicionales, con gran dispersión de los predios, unidades agrícolas signadas por la presencia del minifundio, bajos niveles de producción y productividad, ofertas productivas desarticuladas, dispersas y acentuadas por un proceso permanente de atomización de las unidades agrícolas, por la

parcelación de las mayores unidades agrarias, por el alto grado de fragmentación de los predios.

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Los criterios técnicos deberían tener en cuenta la alta sensibilidad del medio ecológico donde se cultiva el café, permitiendo un manejo equilibrado entre su rentabilidad y el impacto ecológico.

Al nivel de todas las fases de la cadena de valor; repercute la presencia crónica de una estructura productiva muy endeble. Sin necesidad de profundizar el presente diagnóstico solamente en la actividad primaria, señalaremos algunos aspectos de la crisis cafetalera actual:

El minifundio es un factor que contribuye a restarle rentabilidad al negocio del café y viene produciendo un fuerte impacto sobre las actividades de economía de escala, vertical y horizontal en todas las fases del cultivo, según el siguiente esquema.

Se considera que aproximadamente un 25 % de los productores se encuentran agrupados, en alguna forma de organización, data estimada ya que hasta la fecha se carece de un Censo cafetero que permita apreciar la potencialidad del subsector y evaluar estrategias correctas de crecimiento como país.

10.1.- Impacto Social

Los impactos sociales están relacionados con la calidad de vida de los productores y pobladores aledaños, debido a los impactos ambientales que originan el propio cultivo y el beneficio húmedo del café. Algunos de estos impactos sociales son:

1. Disminución de la calidad del agua de los pozos familiares dado el uso excesivo de agroquímicos en las plantaciones.

2. Problemas de salud en pobladores aledaños y fundamentalmente de los trabajadores que aplican insecticidas, fungicidas tóxicos y productos químicos en general.

3. Disminución del rendimiento de sus tierras, por la erosión provocada por la precipitación sobre todo en terrenos con pendientes sometidos a la deforestación y al monocultivo durante mucho tiempo.

4. La creciente utilización de agroquímicos para el mantenimiento de las producciones, implica cada vez mayores gastos, así como un aumento en el costo del grano.

5. Afectaciones paisajísticas, tanto por la deforestación como por el vertimiento de las aguas residuales del beneficio del café a los ríos, que limitan su recreación y su posible explotación con fines recreativos.

6. Limitaciones relacionadas con el sustento familiar por la contaminación de los ríos en épocas cafetaleras y pérdida de biodiversidad dado por la deforestación.

7. Disminución de la calidad de vida de los productores.

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8. La migración de los productores en buscas de otras nuevas fuentes de empleos.

Gráfica N°8: Sistema agroforestal del café

10.2 Consideraciones laborales:

La política laboral no permitirá el trabajo de personas menores de edad.- Se operará con trabajadores formales y de la región.- Se contará con una capacitación permanente en aspectos técnicos, de seguridad y de productividad.- Se incidirá en las condiciones de contratación de trabajadores con equidad respecto al género.

10.2.1 Otras consideraciones sociales:

Como parte de la política de mejora en al calidad de vida de los trabajadores, se ofrecerán oportunidades para los empleados que no hayan terminado su educación formal. A los trabajadores y sus familiares también se les impartirá charlas educativas en torno a temas tales de prevención contra el uso de Drogas, contando con la colaboración de la ONG CEDRO, así como charlas de prevención del SIDA y de planificación familiar a cargo de especialistas de la Dirección

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Regional del Ministerio de Salud y charlas para la gestión de la economía familiar.

10.3.-Impacto Ambiental

Se trata de un proyecto en el que pueden producir efectos concretos que pueden evitarse o mitigarse si se cumplen normas y regulaciones ambientales nacionales tanto en las etapas de implementación, operación y mantenimiento.

La Planta se operará en conformidad con el Reglamento Nacional para la Aprobación de Estándares de Calidad Ambiental y Límites Máximos Permisibles (D.S. 044-98-PCM). (Ver fuente electrónica 1.1)

Según normas nacionales se realizará un Estudio de Impacto Ambiental (EIA) en conformidad con la Ley 27446-Ley del Sistema Nacional de Evaluación de Impacto Ambiental (Ver fuente electrónica 1.2) previo a la implementación de la Planta, en conformidad con la Ley 28245-Ley del Sistema Nacional de Gestión Ambiental del Perú (SNGA) y su reglamento (Ver fuente electrónica 1.3) y en concordancia con la disposiciones de la Comisión Ambiental Regional (CAR-Cusco)

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Gráfica N°9: Aspectos del impacto ambiental

10.3.1 Aguas residuales:

La planta propuesta genera aguas con residuos industriales, así como aguas servidas. El grueso de las aguas residuales industriales de la planta proviene del proceso de elaboración de café tostado. Durante la fase de lavado se eliminan polvo, piedras y otras impurezas de los granos de café, generándose asimismo aguas residuales en las fases de filtrado, evaporación y aglomeración. Cabe agregar que parte de los silos de café se acumula en el suelo, durante cuyo lavado pasan al sistema de recogida de aguas residuales industriales.

Se tendrán dos circuitos separados de efluentes; uno para las aguas residuales industriales y otros de las aguas servidas. Se prevé una planta de tratamiento de aguas residuales industriales que satisfaga las normas internacionales en materia de calidad de efluentes líquidos. Además de instalar una planta de tratamiento, se pondrá en marcha “medidas de prevención” para reducir la generación de contaminantes líquidos que precisen de tratamiento, como la "limpieza in situ" que posibilitará el reciclado y reuso de los líquidos (p. ej., ácido y soda cáustica) que se utilizan para limpiar parte de la maquinaria para la elaboración de café soluble, reduciéndose así tanto el consumo de dichos productos químicos así como evitar u vertido al flujo de efluentes líquidos.

Se prevé a futuro poner en práctica métodos para eliminar los silos de café en la fuente, para que no caigan al suelo y contribuyan al nivel de sólidos en suspensión en las aguas residuales industriales.- Las aguas servidas se conducirán a una planta municipal de tratamiento de aguas residuales; como alternativa se implementará un sistema de tratamiento apropiado (silo); éstas no son significativas en volumen debido al reducido número de trabajadores en la planta

10.3.2 Residuos sólidos:

Los residuos sólidos generados en las instalaciones se componen principalmente de basura de las oficinas, silos de café y restos del material plástico que se emplea para empacar el café. La basura la recogen los servicios municipales, en tanto que el plástico se venderá a

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una empresas recicladoras, cabe mencionar que aproximadamente el 70% de los restos de café se emplea como combustible para el secado del grano verde, y se podrán vender, así como el restante 30% como materia prima para abono orgánico, con lo que se reduciría la cantidad de residuos que presionan al relleno sanitario.

10.3.3 Emisiones a la atmósfera:

Se trabajará en la Planta con criterios de prevención y en conformidad con el Reglamento de Estándares Nacionales de Calidad Ambiental del Aire(D.S. 074-2001-PCM) del 22 junio 2001. (Ver fuente electrónica 1.4)

Las emisiones de los gases en la Planta de Tostado de Café, producto de la combustión del Gas Natural será de menor impacto que las que se tendrían operando con el tradicional combustible Diesel 2 (fuel oil) y con cualquier otro combustible fósil, tanto en lo que respecta a lo “gases de efecto invernadero” (CO2, NOx) como respecto a los gases tóxicos (CO, SO2, PM10 y PM2.5) emitidos a la atmósfera.- En el caso del SO2 con el Gas Natural se tendrán emisiones típicas menores a 50 ppm (Límite Máximo Permisible por la OMS).- Esto redundará en menor afectación a la salud de la población y evitar también la precipitación de material particulado (PM) sobre los campos agrícolas y la afectación a los mismos por la llamada “lluvia ácida”.- El gas natural como cualquier otro combustible produce CO2; sin embargo, debido a la alta proporción de hidrógeno-carbono de sus moléculas, sus emisiones son un 40-50% menores de las del carbón y un 25-30% menores de las del fuel-oil.

Gráfico 2

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10.3.3.1 Emisiones de NOx.

Los óxidos de nitrógeno se producen en la combustión al combinarse radicales de nitrógeno, procedentes del propio com bustible o bien, del propio aire, con el oxigeno de la combustión. Este fenómeno tiene lugar en reacciones de elevada temperatura, especialmente procesos industriales y en motores alternativos, alcanzándole proporciones del 95-

98% de NO y del 2-5% de NO2. Dichos óxidos, por su carácter ácido contribuyen, junto con el SO2 a la lluvia ácida y a la formación del "smog" (término anglosajón que se refiere a la mezcla de humedad y humo que se produce en invierno sobre las grandes ciudades).

La naturaleza del gas (su combustión tiene lugar en fase gaseosa) permite alcanzar una mezcla mas perfecta con el aire de combustión lo que conduce a combustiones completas y más eficientes, con un menor exceso de aire.- La propia composición del gas natural genera dos veces menos emisiones de NOx que el fuel-oil y 2,5 veces menos que el Diesel 2 (fuel oil).

10.3.3.2 Emisiones de SO2

Se trata del principal causante de la lluvia ácida, que a su vez es el responsable de la destrucción de los bosques y la acidificación de los lagos. El Gas Natural tiene un contenido en azufre inferior a las 10ppm (partes por millón) en forma de odorizante, por lo que la emisión de SO2 en su combustión es 150 veces menor a la del gas-oil, entre 70 y 1.500 veces menor que la del carbón y 2.500 veces menor que la que emite el (Diesel) fuel-oil.

10.3.3.3 Emisiones de CH4

El metano, que constituye el principal componente del Gas Natural es un causante del efecto invernadero mas potente que el CO2, aunque las moléculas de metano tienen un tiempo

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de vida en la atmósfera mas corto que el del CO2.De acuerdo con estudios independientes, las perdidas directas de Gas Natural durante la extracción, trasporte y distribución a nivel mundial, se han estimado en 1% del total del gas transportado.

La mayor parte de las emisiones de metano a la atmósfera son causadas por la actividad ganadera y los arrozales, que suponen alrededor del 50% de las emisiones causadas por el hombre.

10.3.3.4 Partículas sólidas (MP10; MP2.5)

El Gas Natural se caracteriza por la ausencia de cualquier tipo de impurezas y residuos, lo que descarta cualquier emisión de partículas sólidas, hollines, humos, etc. y además permite, en muchos casos el uso de los gases de combustión de forma directa (cogeneración) o el empleo en motores de combustión interna.

10.3.3.5 Otras consideraciones Ambientales

Se capacitará al personal operativo en hábitos sostenibles y en la adopción de buenas prácticas operativas a fin de mantener una operación amigable con el medio ambiente, con eficiencia en el uso de recursos, entre ellos los de agua y energía.

La tostadora que tuesta el café mixto torreado cuenta con tecnología que reducen notablemente las emisiones de humo. Se pondrá en práctica un programa de control para asegurar que las emisiones de la planta no sobrepasen las normas nacionales de Límites Máximos Permisibles (LMPs).

10.4.- Control de calidad:

Se implementará un Sistema de Análisis de Riesgo y de los Puntos Críticos de Control (HACCP por sus siglas en inglés), a fin de identificar y reducir al mínimo todas las posibles fuentes o los puntos del proceso en los que podría contaminarse el café. El agua que se emplea para el proceso industrial y para agua potable en las instalaciones se analizará periódicamente para garantizar el cumplimiento de las normas de la Organización Mundial de la Salud (OMS) para el agua potable. Cabe agregar que se priorizará la higiene en la recepción de grano de café cereales a fin de reducir la necesidad de manipular el producto manualmente.

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Se capacitará al personal en estos temas de HACCP

10.5.- Seguridad en caso de incendio:

La planta contará con una red de extintores e hidrantes con espuma, agua o productos químicos, dependiendo del tipo de riesgo de incendio que existe en las diferentes zonas (p. ej., de fallos eléctricos, plástico que se quema, etc.), cumpliendo con las disposiciones municipales y con las reglamentaciones del Instituto Nacional de Defensa Civil (INDECI), con adecuada señalización y rotulación para identificar las rutas de evacuación de emergencia; se realizarán cursos de capacitación en medidas de prevención y extinción de incendios, realizándose asimismo prácticas para casos de emergencia o incendio.

A futuro se tiene previsto instalar detectores de humo, así como implementar un cisterna de agua y red contra incendio.

10.6.- Seguridad e higiene laboral:

En conformidad con la legislación nacional vigente, se contará con un Reglamento de Seguridad e Higiene Industrial, en el que se definirán las diferentes medidas de prevención de accidentes y se abordarán los riesgos específicos para cada una de las diferentes zonas de trabajo de la planta (p. ej., zona de tostado, zona de empacado, zona de mantenimiento de material eléctrico, etc.). A los trabajadores se les proporcionará el correspondiente equipo de protección y de primeros auxilios. Se llevará un registro de todos los accidentes laborales, los cuales se analizarán constantemente.

10.7.- Manipulación de productos químicos:

Los métodos para la manipulación correcta de sustancias inflamables se incluyen en el Reglamento de Seguridad e Higiene Industrial. Es muy reducida la cantidad de productos químicos utilizados en la planta, sin embargo, se

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etiquetarán debidamente los bidones que contienen sustancias potencialmente peligrosas, a fin de identificar mejor los riesgos correspondientes (p. ej., inflamable, reactivo, corrosivo). Además se tomarán medidas para asegurar que todos los productos químicos almacenados en la planta estén separados y etiquetados sistemáticamente para garantizar que se almacenen en forma segura.

11.- BIBLIOGRAFIA

Product and Process Design Principles: Synthesis, Analysis and Design, 3rd Edition.

file:///C:/Users/usuario/Downloads/esmaeilzadeh2009.pdf

Cálculo comparativo de las composiciones

http://pendientedemigracion.ucm.es/info/otri/complutecno/fichas/tec_lcalvo2.htm

Diagrama de proceso del descafeinado.

http://procesosbio.wikispaces.com/Supercritical+Fluid+Extraction+(SFE)

Características de un fluido supercrítico.

http://www.galaxie.com.ar/productos_estandar.php

Elección del secador por atomización.

http://www.osinergmin.gob.pe/newweb/uploads/facebook/tarifaselectricas.pdf

Tarifa de osinermig

http://www.buscocafe.com/articulo/tostadora_de_cafe_tkm-sx_1_gas_cafemino_879.php

Diseño del tostador.

file:///C:/Users/usuario/Downloads/Dise%C3%B1o-y-construccion-de-una-planta-pilot-CO2-supercriticp.pdf

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http://www.osinergmin.gob.pe/newweb/uploads/facebook/tarifaselectricas.pdf

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Planta piloto de un descafeinador supercrítico

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Diseño de Plantas 2015

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