DISEÑO DE UNA PLANTA DE DESAPONIFICADO Y SECADO DE QUINUA (ORIGINAL)

Diseño de una Planta de Desaponificado y Secado de Quinua

DISEÑO DE UNA PLANTA DE DESAPONIFICADO Y SECADO DE QUINUA (Chenopodium quinoa willd)

I. INTRODUCCIÓN

La quinua (chenopodium quinoa Will) es un pseudocereal andino que actualmente está tomando atención mundial, considerado como un suplemento alimenticio no solamente por su contenido y calidad de proteína sino también por sus lípidos, vitaminas y minerales, contiene aminoácidos como la leucina, isoleucina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano y valina requeridos en la dieta alimenticia de los seres humanos. La concentración de la lisina en la proteína de la quinua es casi el doble en relación a otros cereales y gramíneas. No contiene colesterol, es decir es un grano de oro verdaderamente. La Quinua se cultiva en climas fríos desde los 1800 hasta los 4000 m.s.n.m. Este cereal en comparación con otros cultivos, no requiere condiciones especiales de cultivo, necesita menos agua y tolera mejor los cambios de temperatura, razón por la cual se hace atractiva a los agricultores y aumenta la probabilidad de éxito para cultivarse de forma orgánica. El departamento de Apurímac se encuentra dentro de uno de los productores de este cereal con 101 hectáreas de sembríos al año, es una región con miras a una producción en potencia ya que posee las condiciones necesarias para la propagación de este grano.La quinua ofrece una amplia gama de productos derivados como: quinua perlada, harina de quinua cruda, tostada e instantánea, expandidos de quinua, hojuelas, quinua germinada, quinua extruida, panes, pastas, galletas, bebidas entre otros.Abancay capital de la región de Apurímac aprovecha y ofrece este sabroso alimento que él mismo produce pero no con las condiciones de calidad favorables, generalmente los mismos agricultores expenden sus productos sin darles un valor agregado o un tratamiento previo de calidad como el desaponificado lo cual limita su consumo ya que el consumidor debe utilizar métodos como el lavado con frotamiento que requieren largos periodos de tiempo hasta poder llegar a aprovecharlos, tras el lavado si la quinua no se consume instantáneamente esta requiere ser secada para evitar la germinación. Artesanalmente estos granos se secan a la exposición de los rayos solares y aire libre ello conlleva a la perdidas de nutrientes, contaminación con el polvo, se torna un producto vulnerable a los insectos, microorganismos y hay muchas perdidas por derramamiento. Además la comercialización es a granel y se realiza a la intemperie solo contenido por un saco sin dar poca o ninguna oportunidad de elección al cliente.Una de las alternativas para mejorar la calidad del producto y darle valor agregado es aplicando algún método de desaponificado pudiendo ser el más ventajoso y utilizado una maquina escarificadora que realiza el raspado del episperma de la quinua donde se concentra el mayor contenido se saponina, posteriormente se lleva al lavado, centrifugado y por último se secan los granos a temperaturas de 50ºC aproximadamente hasta llegar de 13 a 14 % de humedad relativa en el producto, utilizando un secador de bandejas extendiendo la quinua en cada bandeja. Este proceso nos brinda una nueva oportunidad económica y rentable además de garantizar la salud y bienestar de las familias por el consumo de quinua perlada. Es por todas estas razones y conociendo de estos problemas más aun en nuestra región, se vio por conveniente diseñar una planta de Desaponificado y Secado de Quinua.

Diseño de Plantas Agroindustriales1


Variedad de Quinua Utilizada en el Diseño de Planta La variedad con mayor difusión y aceptación por el mercado, en el departamento es el grano de quinua blanca conocido como Blanca de Juli. Esta variedad se utilizara por su mayor producción y aceptabilidad.

II. ESTUDIO DE LOCALIZACIÓNII.1. MacrolocalizaciónII.1.1. Propuestas del Análisis Macrolocacional

Las propuestas para el análisis de la macrolocalización de la Planta de Desaponificado y Secado de Quinua son cuatro Distritos de la Provincia de Abancay y Región de Apurímac:

A: ABANCAY B: CURAHUASI C: HUANIPACA D: SAN PEDRO DE CACHORA E: TAMBURCO

Cuadro N° 02: Propuestas de macrolocalización

OPCIONES REGIÓN PROVINCIA DISTRITO

I APURIMAC

ABANCAY A. ABANCAY

II APURIMAC

ABANCAY B. CURAHUASI

III APURIMAC

ABANCAY C. HUANIPACA

IV APURIMAC

ABANCAY D. SAN PEDRO DE CACHORA

V APURIMAC

ABANCAY E. TAMBURCO

Figura Nº01: Mapa Geográfica de la Región de Apurímac.

Figura Nº02: Localización de las Áreas Seleccionadas para la Macrolocalización



12

3 45

II.1.2. Identificación de Factores Locacionales:

Los criterios a considerar para la macrolocalización de la Planta de Desaponificado y Secado de Quinua son mediante la identificación de factores locacionales tales como:

Factores a Tomar en Cuenta para la Localización de la Planta:

F1=Disponibilidad de materia prima F2=Cercanía al mercado F3=Disponibilidad de mano de obra F4=Abastecimiento de energía F5=Abastecimiento de agua y desagüe F6=Servicios de transporte F7=Disponibilidad de terrenos F8=Condiciones climáticas ambientales F9=Eliminación de desechos F10=Reglamentaciones fiscales y legales F11=Condiciones de vida F12=Medios de comunicación

Nota: Se tuvo en consideración la siguiente calificación y puntaje para la localización:

EXCELENTE= 5 BUENO = 4 REGULAR = 3 MALO = 2 DEFICIENTE= 1

F1 = Disponibilidad de Materia Prima



La producción de quinua en los distritos mostrados en el cuadro se da por Tn/año en el año 2008 en la cual el distrito de Curahuasi presenta la mayor producción con 39.5Tn/año, seguido de San Pedro de Cachora, Huanipaca, Abancay y por ultimo Tamburco esto se muestra en el cuadro Nº02.

Cuadro N° 02: Producción de Quinua el Año 2008

Fuente: MINAG - Abancay

F2 = Cercanía al Mercado Abancay es la capital del departamento de Apurímac que cuenta con una población de 96064 Habitantes, lo cual indica que existe un buen potencial de consumidores de quinua escarificada, ya que es un producto rico en proteínas por lo tanto en aminoácidos esenciales y la población en general necesita de estos nutrientes para su alimentación diaria. Esta provincia además cuenta con grandes tiendas de abastecimientos locales que podrían ser nuestras surtidoras locales.

Cuadro Nº 04: A Nivel Distrital (Distancia hacia Abancay)

Ciudad Distancia (Km) TiempoCurahuasi 70 2-3 hrsHuanipaca 69 2-3 hrsS. P. de Cachora 55 2-3 hrsTamburco 5 10min

Fuente: Provias Rural

F3=Disponibilidad de Mano de ObraEn los diferentes sectores contamos con personas desempleadas dispuestas a brindarnos sus servicios en cuanto al personal requerido en la planta.


Distritos Producción (tn/año) Precio Ch.(S//Kg) Puntajes

Abancay 4.2 1.83 2Curahuasi 39.5 1.65 5Huanipaca 6 0.90 3San pedro de cachora 10.8 1.60 3Tamburco 1.5 1.80 1


Cuadro Nº 05: Población de Abancay según su sector

Fuente: INEI - Censos Nacionales 2007: XI de Población y VI de Vivienda

F4 = Abastecimiento de EnergíaLa empresa que suministra energía eléctrica al departamento de Apurímac es ELECTRO SUR ESTE S.A, que cuenta con suministros de energía eléctrica tanto monofásicos como trifásicos. Se muestra en la cuadro N°06. Lo cuál es la tarifa y con qué tipo de suministro cuenta cada distrito y el costo que se paga por este.

Cuadro Nº 06: Suministros y Tarifas de Energía Eléctrica.

Sector Suministro- Sistema Costo Kw-h (S/.)Monofásico Trifásico Monofásico Trifásico

Abancay si si 0.3927 0.3927Curahuasi si si 0.4219 0.4232Huanipaca si no 0.4219 ---San Pedro de Cachora si no 0.4232 ---Tamburco si si 0.3896 0.3896

Fuente: Electro sur este S.A. - Abancay

F5 = Disponibilidad de Agua y DesagüeLas instalaciones apropiadas de agua y desagüe dentro de los distritos son un factor de vital importancia para el buen desarrollo de todo proceso productivo garantizando la limpieza e higiene del mismo.


SectorP.E.A.

Cifras absolutasPuntaje

Abancay 32571 5

Curahuasi 4386 4

Huanipaca 1100 2

San Pedro de Cachora 1116 2

Tamburco 2511 3


Cuadro Nº07: Calidad, Tarifa de Agua y Existencia de Desagüe.

Distritos Calidad de Agua Costo( S./) Desagüe Puntaje

Abancay Potable 0.55 x m3 si 4

Tamburco Entubada y Potable 0.357 x m3 si 3

Curahuasi Agua de Rio Entubada

Por mes se paga

S./3.00

si3

S.P. de Cachora Agua de Rio Entubada

Por mes se paga

S./3.00

Si, mas silos3

Huanipaca Manantial --- No, si silos 2

Fuente: EMUSAP – Abancay.

En el cuadro N°08 se muestra si en cada distrito la población cuenta con pilón de agua dentro de sus viviendas, o si es de uso público.

Cuadro Nº08: Viviendas con Abastecimiento de AguaVariables Abancay Curahuasi Tamburc

oCachora Huanipaca

Red pública dentro de la vivienda 460 24 802 187 160

Red pública fuera de la vivienda pero dentro de

la edificación 5240 71 795 50 35

Pilón de uso público367 28 79 48 25

Fuente: INEI – Censos Nacionales 2007: XI de Población y VI de Vivienda

La calificación según el cuadro Nº08 se muestra en el cuadro Nº9

Cuadro Nº9


Sectores PuntajeAbancay 5Curahuasi 3Tamburco 4Huanipaca 2San Pedro de Cachora 1


En el cuadro N°10 se muestra si la población cuenta con desagüe en sus viviendas, fuera y si utiliza a un pozo ciego o letrina.

Cuadro Nº10: Viviendas con Servicios Higiénicos.Variables Abanca

y Curahuasi Tamburco S. P. de

CachoraHuanipaca

Red pública de desagüe dentro de la vivienda

8567 106 691 111 84

Red pública de desagüe fuera de la vivienda pero dentro de la edificación

4877 648 514 34 20

Pozo ciego o negro / letrina 5605 1572 200 388 150


Resumen del cuadro Nº 10 con la calificación respectiva que se muestra en el cuadro nº11.

Cuadro Nº11

F6 = Servicios de Transporte El transporte es indispensable para el acopio de materia prima desde las zonas más alejadas hacia la planta y la posterior distribución del producto terminado en el mercado.


Sectores PuntajeAbancay 5Curahuasi 4Tamburco 4Huanipaca 2San Pedro de Cachora 3


Cuadro Nº12: Servicios de Transporte

Sector Carreteras Servicios de transporte

Servicio de transponte de pasajeros Puntaje

Trocha Asfaltado Terrestre Autobuses Camiones

Abancay X X Si No 5

Tamburco X X X Si Si 4

Curahuasi X X X Si Si 4

S.P. de Cachora

X X No Si 2

Huanipaca X X No si 2

Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones.

F7 = Disponibilidad de Terrenos.Los distritos seleccionados cuentan con extensiones de terrenos considerables y aptos para la construcción y la puesta en marcha de una planta agroindustrial, como se muestra a continuación en el cuadro N°13.

Cuadro Nº13: Terrenos

Sector costo (S/./m2)

Altura sobre el nivel del mar (m.s.n.m)

Puntaje

Abancay 120 2378 3

Tamburco 100 2581 3

Curahuasi 60 2600 4

S.P. de Cachora 30 2903 4

Huanipaca 30 3240 5

Fuente: Encuesta directa

F8 = Condiciones Climáticas Ambientales.En el cuadro Nº14 se muestra qué condiciones climáticas y ambientales presenta cada uno de los distritos en estudio, el que presenta mejores condiciones ambientales es el distrito de Abancay con una grandioso clima primaveral a una temperatura 11.9ºC - 26.2ºC, lluvias moderadas y un porcentaje de humedad 88%.

Cuadro Nº14: Condiciones Climáticas



Distritos Clima Humedad Temperatura Puntaje

Abancay Clima caluroso y templado 88% 11.9ºC - 26.2ºC 5

Curahuasi Templado, Lluvia Moderada,Vientos: normal

88% 10 - 20ºC, 20 - 30ºC 4

Tamburco TempladoVientos , normal

87% 11.9ºC - 26.2ºC 4

S.P. de Cachora

Frío, lluviosoVientos: fuertes

86 % 10 - 22ºC 3

Huanipaca Lluvias, vientos fuertes 89% 10 - 20ºC 2

Fuente: SEHNAMI

F9 = Eliminación de Desechos.Es muy importante el posterior tratamiento de los desechos del proceso para evitar contaminación medio ambiental y de la misma planta.

Cuadro Nº15: Eliminación de Desechos.

Sector Planta de tratamiento

Sistema Alcantarillado

Vertederos Puntaje

Ubicación UbicaciónAbancay No tiene Si Quitasol 4

Tamburco No tiene Si Quitasol 3

Curahuasi No tiene Si --- 3

San Pedro de Cachora No tiene Si No tiene 2

Huanipaca No tiene Si No tiene 2

Fuente: Municipalidad de Abancay - Municipalidad de Tamburco.

F10 = Reglamentaciones Fiscales y Legales.Son referidos a las restricciones y reglamentos legales, leyes de compensación en cuanto respecta al terreno, seguros con los que puede contar nuestra planta y reglamentaciones de seguridad ciudadana.

Cuadro Nº16: Reglamentaciones Fiscales y Legales.



Sector ImpuestosTasa de

Depreciación

Seguros Legislación sobre

Edificaciones

Puntaje

Accidentes Incendios

Abancay X Si Si X 5

Tamburco X Si Si X 4Curahuasi X Si Si X 3

S. P. de Cachora

- No No - 2

Huanipaca - No No - 2

Fuente: MINSA, Municipalidad de Tamburco, Municipalidad de Abancay.

F11 = Condiciones de Vida.Este factor está dirigido a la sociedad en general, principalmente a la seguridad de los operarios que han de trabajar en nuestra planta, sus condiciones de vida.

Cuadro Nº17: Condiciones de Vida.Sector Alimentación Hospitales y

Postas Médicas

Escuelas y Colegios

Puntaje

Abancay buena 6 15 5

Tamburco buena 2 5 4

Curahuasi buena 2 4 3S. P. de Cachora regular 1 2 2

Huanipaca regular 1 2 1Fuente: Ministerio de Salud MINSA, DREA, Ministerio de Educación - MINEDU.

De acuerdo al censo 2007 se tiene el cuadro N° 18 se observa un resumen de la actual otras condiciones de vida que consideramos de cada distrito en estudio, donde el distrito de S.P. de Cachora presenta grandes carencias como: no cuenta con departamentos, escuelas privadas ni tiendas de expendio de grandes volúmenes de productos.

Cuadro Nº18: Condiciones de Vida



Distritos Variables Abancay Curahuasi S.P. de Cachora

Tamburco Huanipaca

Vivienda Pensiones si si si siDepartamentos si si si

Escuelas y colegios

Privadas si siPúblicas si si si si Si

Tiendas Supermercados siTiendas comerciales

si si si si Si

Tienda de abarrotes

si si si


F12 = Medios de Comunicación.Los distritos en estudio cuentan con servicios de telefonía (aparatos móviles y fijos), radio, tv e internet, pero el distrito de S. Cachora no cuenta con servicios de telefonía móviles como se detalla en el cuadro Nº19.

Cuadro Nº19: Disposición de Medios de Comunicación

Servicio de información y comunicación

Abancay Curahuasi S.P. de Cachora

Tamburco

Huanipaca

Dispone de servicio de

teléfono fijo3038 47 4 186 1

Dispone de servicio de telefonía celular

9024 693 - 787 1

Dispone de servicio de conexión a

Internet

634 7 2 35 ---

Dispone de servicio de

conexión a TV por cable

2176 11 - 78 5


II.1.3. Ponderación de cada uno de los Factores Locacionales.

La ponderación de los factores locacionales consiste en asignar un valor de acuerdo al grado de importancia, la ponderación se realiza mediante el siguiente método:

II.1.3.1. Método de Ponderación



Para establecer la calificación entre factores se usa el siguiente criterio (como ejemplo tomaremos la comparación entre F1 y F2)

Si F1 es más importante que F2 entonces se le califica con 1 Si F1 es menos importante que F2 entonces se califica como 0 Si F1 es de igual importancia que F2 entonces se califica como 1

Como se aprecia existe un factor evaluado con los demás factores, así de esta manera se evaluará a todos los factores, luego de lo cual se suman los puntajes y se le determina la ponderación respectiva.

Cuadro N°20Cuadro de Resultados de la Ponderación de Factores Locacionales.

De acuerdo a la metodología DELFY, se asigna la ponderación correspondiente como se muestra en el siguiente cuadro:

II.1.3.2. Calificación y Puntaje:Se asignara la calificación y el puntaje correspondiente a cada lugar escogido de acuerdo a los factores locacionales analizados, que serán como se muestra en la metodología a continuación:

Cuadro N°21Nivel Ponderación



Excelente 5Muy bueno 4Bueno 3Regular 2Deficiente 1

Análisis de factores locacionales para determinar la calificación y puntaje correspondiente a cada lugar considerado para el estudio de macrolocalización.

A: ABANCAY B: CURAHUASI C: HUANIPACA D: SAN PEDRO DE CACHORA E: TAMBURCO

II.1.4. Descripción de cada Factor LocacionalII.1.4.1. Creación de una Matriz Ponderada y Resultados del Análisis.

Con los datos obtenidos en el cuadro Nº01 de ponderación y con las localidades de la parte A, y con las calificaciones y puntajes de la parte C, elaboramos la siguiente matriz, la que nos dará los resultados el lugar óptimos para la ubicación a nivel de macro localización de la planta agroindustrial.

Cuadro Nº22:Matriz Principal y Resumen de Calificación.

A B C D E POND.

A B C D E

F1 2 5 3 3 1 14,1 28,2 70,5 42,3 42,3 14,1

F2 5 4 3 3 4 14,1 70,5 56,4 42,3 42,3 56,4

F3 5 4 2 2 3 11,54 57,7 46,16 23,08 23,08 34,62

F4 5 3 2 2 4 11,54 57,7 34,62 23,08 23,08 46,16

F5 5 3 2 2 4 11,54 57,7 34,62 23,08 23,08 46,16

F6 5 4 2 2 4 8,97 44,85 35,88 17,94 17,94 35,88

F7 3 4 5 4 3 7,69 23,07 30,76 38,45 30,76 23,07

F8 5 4 2 4 4 3,85 19,25 15,4 7,7 15,4 15,4

F9 4 3 2 2 3 5,13 20,52 15,39 10,26 10,26 15,39

F10 5 3 2 2 4 5,13 25,65 15,39 10,26 10,26 20,52

F11 5 3 1 2 4 3,85 19,25 11,55 3,85 7,7 15,4

F12 5 3 1 2 4 2,56 12,8 7,68 2,56 5,12 10,24

100 437,2 374,35 244,9 251,28 333,3

II.1.4.2. Conclusión:



De acuerdo con el resultado del método DELPHY aplicado en la macrolocalización de la Planta de Desaponificado y Secado de Quinua, se elegirá la ciudad A que corresponde al distrito de Abancay, como la más adecuada para la localización de planta.

II.2. Microlocalización

Para la localización exacta de la planta analizaremos los terrenos disponibles existentes en los siguientes sectores.

1.- CONDEBAMBA: Terreno de la familia Peña Pérez se encuentra ubicado al costado de la posta de salud de Condebamba en la MZ. “B”, con un área de 1500 m2.

2.- ILLANYA: Terreno de la familia Saavedra Durand, se encuentra ubicado al costado de la capilla del Señor de Illanya lote Nº12, dicho terreno cuenta con un área de 7000 m2. 3.- AMERICAS: Terreno de la Asociación Virgen del Carmen cuenta con un área de 1100 m2 queda ubicado en la Av. Manuel Escorza Arce, cuadra Nº6 MZ. “A” en el Altipuerto. 4.- PATIBAMBA: Terreno de la familia Leguía, queda ubicado en Patibamba Baja en la Av. Sinchi Roca, cuadra Nº3, MZ. B, con un área de 2300 m2.

II.2.1. Factores Locacionales 1. Disponibilidad de mano de obra2. Saneamiento de terreno 3. Servicios de transporte4. Disponibilidad de terrenos5. Eliminación de desechos6. Reglamentaciones fiscales y legales

1.- Disponibilidad de Mano de Obra:La mano de obra es muy importante en cada zona porque de acuerdo a estos datos nos vamos a abastecer de trabajadores como también de los costos de mano de obra en cada zona y como vemos en el siguiente cuadro Américas es donde hay mayor disponibilidad de mano de obra y Illanya es el más económico de acuerdo a los costos de mano de obra.

Cuadro N°23: Disponibilidad de Mano de Obra.Sector Costo de mano de obra (S/.) Disponibilidad de mano de obra Puntaje

Américas 30 Excelente 3

Patibamba 25 Bueno 4Condebamba 25 Bueno 4

Illanya 20 Regular 3Fuente: Elaboración propia

2.- Saneamiento de terreno: Abastecimiento de Energía



El abastecimiento de energía es muy importante porque vamos a determinar que costo tiene cada zona y en cuanto a los suministros de energía eléctrica tanto monofásicos como trifásicos si existen o no en cada zona.

Cuadro N°24: Abastecimiento de Energía

Fuente: Electro sur este S.A. Abancay.

Disponibilidad de Agua y DesagüeLas instalaciones apropiadas de agua y desagüe dentro de las zonas es un factor de vital importancia para el buen desarrollo de todo proceso productivo garantizando la limpieza e higiene del mismo.

Cuadro N°25: Disponibilidad de Agua y desagüe.sector Disponibilidad Agua

potable (24 h.)Disponibilidad

DesagüeCosto / m3 Puntos

Américas Deficiente Regular 0.438 3Patibamba Deficiente Deficiente 0.438 2Condebamba Regular Deficiente 0.361 3

Illanya Deficiente Deficiente 0.370 2Fuente: EMUSAP – Abancay

3.- Servicios de Transporte:El transporte, las vías de acceso son importantes para el acopio de las materias primas que serán provenientes de la ciudad de Andahuaylas y la ciudad de Abancay el principalmente. La distancia en kilómetros es con respecto desde la pista hasta el terreno disponible por cada sector.

Cuadro N°26: Servicios de Transporte.


Sector Costo Kw/h. (S/.) Disponibilidad de energía Puntos

Monofásico TrifásicoAméricas 0.4219 0.3910 Bueno 4

Patibamba 0.4219 0.3910 Bueno 4Condebamba 0.4219 0.3910 Bueno 4

Illanya 0.4219 Malo 2


Sector vías de acceso Distancia en metros desde la pista

Puntaje

Américas Asfaltado incompleto 200 3

Patibamba Asfaltado incompleto 100 3

Condebamba Asfaltado incompleto 50 4

Illanya Sin asfaltado 400 2Fuente: Ministerio de Transportes y comunicaciones.

4.- Disponibilidad de Terrenos:El terreno es un factor muy importante porque de acuerdo a este factor vamos a adquirir el terreno en donde vamos a instalar la planta y también vamos a determinar sus extensiones sus precios en cada zona.

Cuadro N°27: Terrenossector costo m2(soles) Extensión del

terrenoCondición de

terrenoPuntaje

Total

Américas 110-120 1100 m2 Regular 3

Patibamba 90-110 2300 m2 Bueno 4

Condebamba

90-100 1500m2 Regular 3

Illanya 75-95 7000m2 Bueno 4Fuente: Encuesta directa.

5.- Eliminación de Desechos:Es muy importante para evitar la contaminación del medio ambiente y de la misma manera de la planta y para ello en cada zona debe haber contenedores en donde vamos a reciclar los desechos como vemos en el cuadro Illanya no posee de estos contenedores por ello habrá más contaminación.

Cuadro N°28: Eliminación de Desechos.

Fuente: Elaboración propia.6.- Reglamentaciones Fiscales y Legales:


sector contenedores Sistema de alcantarillado

condición puntos

Américas si Si Bueno 5

Patibamba si Si Bueno 4Condebamba si Si Regular 3

Illanya no No Malo 1


La reglamentación es muy importante porque vamos a ver la seguridad, las legislaciones en cada zona mencionada.

Cuadro N°29: Reglamentaciones Fiscales y Legales.

Fuente: Municipalidad de Abancay.

Factores de localización Américas Patibamba Condebamba Illanya1.- Disponibilidad de mano de obra 3 4 4 32.Saneamiento de terreno 4 4 4 23.- Servicios de transporte 3 3 4 24.- Disponibilidad Terrenos 3 4 3 45.-Eliminación de desechos 5 4 3 16.- Reglamentaciones fiscales y legales 4 4 4 4

Puntaje Total 25 25 28 18

Cuadro N°30: Factores para el micro localización

Conclusión: De acuerdo a los resultados de los factores analizados la Planta de Desaponificado y Secado de Quinua se instalara en el Departamento de Apurímac, Provincia de Abancay, Distrito de Abancay, en el sector las Américas Av. Manuel Escorza Arce, cuadra Nº6 MZ. “A” en el Terreno de la Asociacion Virgen del Carmen, y cuenta con un área de 1100 m2.

Figura N°03: Ubicación grafica exacta de la planta

Diseño de Plantas Agroindustriales17Américas (altipuerto)

sector Seguros (SOAT) Terreno legalizado (apto) puntos

Américas Si Si 4Patibamba Si Si 4Condebamba Si Si 4Illanya si Si 4



TERRENO DE 1100 m2 PARA LA INSTALACION DE PLANTA DE DESAPONIFICADO Y SECADO DE QUINUA SERA EN LA CUADRA Nº6 MZ. “A” EN LAS AMERICAS (ALTIPUERTO)

CUADRA Nº 6

Manuel E

scorza Arce


III. ESTUDIOS DE TAMAÑO DE PLANTAIII.1. Análisis de las Relaciones:III.1.1.Relación Tamaño Materia Prima

La suma total de la producción de quinua en las provincia de Abancay, Andahuaylas y Chincheros en el año 2008 es de 930.75 Tn.

Cuadro Nº31: Producción anual

Sector (Provincia)Produce (Tn/año)

(2008)Abancay 129.735Andahuaylas 652.222Chincheros 148.793Total 930.75

Fuente: MINAG-Abancay

La producción total en los lugares seleccionados por año es de: 930.75 Tn.Entonces para el tamaño de planta tomaremos el 60% del total como excedente: 558.45 Tn./año, por mes nos abastecerán 46.5375 Kg y para procesar al día tendremos: 1530 Kg el cual se destinara para 6 Bach por día, entonces se procesaran 255 Kg/Bach. La materia prima es un factor limitante para la implementación y operación de la planta de desaponificado y secado ya que al ser abastecidos por todas estas provincias nos ocasionaran desventajas con respecto a su calidad y solo una provincia no abastecerá al mercado dirigido.

III.1.2.Relación Tamaño Mercado

Según estudios realizados de la demanda de quinua, tanto en el mercado interno y externo, se da preferencia en un 80%, a la quinua de color blanco con bajo contenido de saponina (quinua dulce a semidulce), y granos de tamaño mediano a grande (1.8 a 2.0 mm), y un 20% de la demanda requiere quinua de color. Es por esta razón que se eligió la variedad blanca de Juli para procesar.La demanda de quinua perlada a nivel nacional es de 55 260 Tm/año, en el ámbito local y regional la demanda de la quinua proviene de pequeñas y medianas empresas de transformación y por intermediarios que venden a éstas agroindustrias o a las industrias que se encuentran en la capital de Abancay. Las pequeñas empresas regionales demandan aproximadamente 1 000 Tm./año y los intermediarios mueven alrededor de 3 000 Tm. La producción por nuestra empresa de quinua perlada será dirigida al mercado provincial regional. En consecuencia el análisis expresa que el mercado no limita la elección del tamaño de la planta.



III.1.3.Relación Tamaño Tecnología

La tecnología a usarse es una tecnología ya existente y se aplicara a nuestra planta una tecnología media acorde al tamaño de planta. La tecnología a construirse es de tamaño industrial, cuya tecnología empleada contemple diseños convencionales y sofisticadas, y este será un modelo para impulsar el desarrollo industrial de toda la zona que comprende el proyecto, con la cual se accederá a satisfacer la demanda existente en el mercado de la provincia de Abancay.Para este fin se emplearán maquinarias y equipos de procedencia internacional. En conclusión este factor no limita el tamaño de planta por que la tecnología internacional con que se cuenta en la actualidad para la implementación de una planta que cubra estas expectativas es suficiente.

III.1.4.Relación Tamaño Financiamiento

El financiamiento de este proyecto es concluyente, por ello es posible concretizar las expectativas del proyecto. Sin embargo nuestro proyecto será financiado por las entidades financieras nacionales y las ubicadas en la localidad, que sin lugar a duda realizan préstamos e invertirán en proyectos de esta naturaleza. Viendo estas posibilidades encontramos que este factor es determinante y a su vez no limita la viabilidad del proyecto ya que contamos con las garantías necesarias para acceder a préstamos que puedan culminar la totalidad de la planta procesadora en mención.

Cuadro N°32: Resumen de las Alternativas de Tamaño de Planta.

Relación-Tamaño Conclusión

Materia prima LIMITANTEMercado No Limitante

Tecnología No LimitanteFinanciamiento No Limitante

III.2. Conclusión:

Después de haber analizado cada factor para la determinación del tamaño de planta se determinó que el factor limitante es la materia prima por razones de que no se encuentra suficiente materia prima disponible para la producción de quinua perlada. En consecuencia nosotros acopiaremos la quinua de las provincias de Abancay, Andahuaylas y Chincheros por lo cual la capacidad productiva de la planta será 1530 Kg/día.


MATERIA PRIMA

RECEPCION Y ALMACENAMIENTO

TAMIZADO

DESAPONIFICADO VIA SECA

DESPEDREGADO, LIMPIEZA Y PURIFICACIÓN

SELECCIÓN

ALMACENADO

Materia extrañaMerma: 2% Tamices de 2 y 1.2 mm

Maquina pulidoraMerma: 5%

Agua residual: 95%

Merma (Granos defectuosos): 1%

EMBALADO

Quinua: Agua1:10

T = 50°C SECADO

CENTRIFUGADO

LAVADO

ENVASADO

Polvillo: 1%

Agua desprendida: 20%

Seleccionadora automática

Bolsas de polietileno de baja densidad y 1kg de capacidad: 1%Bolsones de polipropileno y 19Kg de capacidad: 0.7%

HR Quinua: 13%


IV. INGENIERIA DEL PROYECTO IIV.1. Diagrama de Flujo Cualitativo

Presentación del diagrama de flujo de Quinua Perlada el cual es el grano entero, obtenido del escarificado o desaponificado del grano de quinua.



IV.2. Diagrama de Flujo Lógico


Recepción y Almacenamiento de Materia Prima

Secado

Centrifugado

Lavado

Embalado

Despedregado, Limpieza y Purificación

Tamizado

Selección

Envasado

Escarificado

Almacenamiento

Transporte

Leyendaalmacenamiento

Transporte

Operación

Operación combinada

inspección

Funciones Nº de Operaciones

2

4

5

1

1

Total 13


IV.3. Descripción del Proceso Productivo

1) Recepción y Almacenamiento de Materia Prima

Para facilitar el manipuleo, transporte y almacenamiento de la quinua se utilizan generalmente sacos de polipropileno de 50 Kg de capacidad.Previo control del peso con una balanza y verificación de la materia prima recepcionada se procederá al almacenaje, hacer rumas encima de parihuelas, evitando contactos con el piso a fin de que la circulación del aire sea completa.

Debe controlarse el grado de humedad del grano durante la recepción, pues poseen un alto poder germinativo.

Las áreas de almacenamiento deberán tener instalaciones apropiadas, que permitan una buena ventilación, como de seguridad para impedir la entrada de roedores y evitar que la humedad se incremente especialmente en épocas de lluvia.

2) Despedregado, Limpieza y Purificación

Tiene la finalidad de separar materiales extraños que comúnmente se encuentran en los granos de quinua, como son pajas, tierra, piedras, residuos vegetales, residuos de materiales ferrosos y otros materiales groseros.

Se utilizan zarandas o mallas metálicas de 2 y 1.2 mm de diámetro de orificios, las cuales serán accionadas mecánicamente con una despedradora (mesa densitométrica).

En esta operación se puede considerar no más de 2 % de pérdida de peso.

3) Desaponificación Vía Seca

El desaponificado por vía seca consiste en la separación del pericarpio (descascarado) y segmentos secundarios del grano de quinua, donde se concentra el mayor contenido de saponinas, alcaloide - glucósido que le confiere el sabor amargo y astringente impropio para poder ser aprovechado en la alimentación.

Esta fase se realiza a través de medios mecánicos abrasivos (máquinas peladoras y pulidoras en seco).

La acción combinada de un tornillo sinfín y un cilindro estacionario, permite un constante raspado de los granos de quinua contra las paredes del cilindro, el polvillo desprendido de los granos pasa a través de la malla y es separado mediante el uso de succionadores de aire.

4) Tamizado

El proceso de escarificado ocasiona el rompimiento de un porcentaje de granos que deben ser separados, para lo cual se emplean tamices vibratorios de 1.2mm de diámetro, retirando los



granos quebrados y el remanente del polvillo del grano escarificado; el polvillo es separado por acción de un ventilador y la fracción de granos partidos por gravedad.

5) Lavado

Tiene por finalidad terminar de eliminar los residuos de saponina que pudieron haber quedado en el grano de quinua, se realiza con agua potable, utilizando tinas o lavadores de 10 Kg de capacidad en forma manual.

Mediante el lavado, se obtienen quinuas perladas enteras y brillantes, con muy bajo contenido de saponina menores a 0.11% (quinua dulce).

6) Centrifugado

Esta operación es similar a un escurrido y oreado que tiene por finalidad retirar una cantidad representativa de agua para que así facilite el secado, se realiza con una centrifuga de acero inoxidable, girando en 1000 revoluciones por minuto.

7) Secado

A consecuencia del lavado, los granos de quinua absorben una cantidad de agua y el tras el centrifugado aun queda humedad que debe eliminarse hasta un 13 % en base seca ya que si contiene mucha humedad se pueden originar fermentaciones que desmejoran la calidad del producto.

Se utilizara un secador estático o discontinuo (secador de bandejas) que consiste en someter a los granos a la acción de una corriente de aire, previamente calentado este secado es artificial, necesario cuando se trabaja en condiciones atmosféricas desfavorables (zonas lluviosas o con alta humedad relativa), o cuando el proceso productivo exige el manejo de grandes cantidades de grano en un tiempo relativamente corto.

8) Selección

Se realiza con la finalidad de separar los granos dañados de los buenos tras las demás operaciones, utilizando una seleccionadora automática de granos.

9) Envasado

Para su comercialización, la quinua perlada será envasada en bolsas de polietileno de baja densidad, celofán o polipropileno de 1/2 Kg y/o 1 Kg de peso en contenido; envasándose mecánicamente y cerrándose con selladoras de resistencia eléctrica, si los granos de quinua perlada serán utilizados en la elaboración de otros productos, se empacaran en bolsas de polipropileno de 50 Kg, o a granel en silos para su almacenamiento temporal.

10) Embalado

Un empaque y embalaje adecuados contribuyen a la disminución de pérdidas debidas a factores físicos, químicos, biológicos y humanos.



Las principales funciones del embalaje son las siguientes: Facilita la manipulación (manual o mecánica) Reduce las pérdidas por hurto o robo. Protege al producto contra ataques de agentes exteriores (humedad, insectos, etc.)

En cuanto a los envasados de 1 Kg se utilizaran esencialmente sacos de polipropileno para su embalaje.

11) AlmacenadoLos granos se deben conservar en las condiciones apropiadas para garantizar su calidad sanitaria y organoléptica.

La degradación de los granos en almacenamiento se ve afectada por la combinación de tres factores ambientales:

Temperatura Humedad Contenido de oxígeno.

Los granos almacenados también son afectados por microorganismos, insectos, aves y roedores.

Los factores que determinan la calidad de grano o semilla durante el almacenamiento son los siguientes:

Contenido de Humedad del Grano: El grano es higroscópico, es decir que puede ganar o perder humedad del medio ambiente. Un alto contenido de agua, mayor de 14% no es deseable ni recomendable para almacenar grano de quinua.

Humedad y Temperatura Ambiente: Son los factores que más afectan la calidad fisiológica de los granos durante el almacenamiento.

El almacenamiento de los granos debe hacerse en ambientes secos, frescos y bien aireados y teniendo como base parihuelas de madera.



IV.4. Balance de Masa1) Despedregado Limpieza y Purificación

X = 255 Kg - 2%(255 Kg)X = 249.9 KgMermas:2%(255 Kg) = 5.1 Kg.

2) Desaponificado Vía Seca

X= 249.9 Kg - 5%(249.9 Kg)X = 237.41 KgMermas:5%(249.9 Kg) = 12.50 Kg.

3) Tamizado

X = 237.41 Kg – 1% (237.41 Kg)X = 235.04 KgMermas:


2%

255 Kg

Despedregado

Desaponificado

Tamizado

X

249.9 Kg

237.41 Kg

5 %

X

1 %

X


1%(237.41 Kg) = 2.37 Kg.

4) Lavado

Cantidad de agua de entrada: W = 10 (235.04 Kg) = 2350.4 Kg de agua

Cantidad de agua residual:Y = 95% (2350.4 Kg) = 2232.88 Kg de agua

Balance de masa:Cantidad de producto tras el lavadoX + W = Y + ZZ = X + W – YZ = 235.04 Kg + 2350.4 Kg - 2232.88 KgZ = 352.56 Kg de quinua

Balance de masa con respecto al contenido de aguaX (Xh) + W (Wh) = Y (Yh) + Z (Zh) Zh = (235.04 (15%) + 2350.4 (100%) - 2232.88 (100%)) / 352.56Zh = 0.433 = 43.3%

Xh: Contenido de humedad de la quinua antes de ingresar al lavado = 15% Zh: contenido de humedad de la quinua después del lavado = 43.3% Wh = Yh: contenido de humedad del agua = 100%

5) Centrifugado


Lavado

Centrifugado

X = 235.04 KgXh =15%

Quinua: Agua potable1:10

W = 2350.4 Kg de Agua

Z =?Zh =?

Z = 352.56 KgZh = 43.3%

B = Agua Desprendida: 20%

Y = Agua residual: 95%


Cantidad de agua de entrada:Z” = Z (Zh)Z” = 352.56 Kg (43.3%) = 152.66 Kg de aguaCantidad de agua desprendida:B = 20% (Z”)B = 20% (152.66 Kg) = 30.53 Kg de agua

Balance de masa:Cantidad de producto tras el centrifugadoZ = A + BA = Z - BA = 352.56 Kg - 30.53 KgA = 322 Kg de quinua

Balance de masa con respecto al contenido del aguaZ (Zh) = A (Ah) + B (Bh)352.56 Kg (43.3%) = 322 Kg (Ah) + B (100%)Ah = (352.56 Kg (43.3%) - 30.53 Kg (100%)) / 322 KgAh = 0.379 = 37.9%

Zh: contenido de humedad de la quinua antes de ingresar al centrifugado = 43.3% Ah: contenido de humedad de la quinua después del centrifugado = 37.9% Bh: contenido de humedad del agua = 100%

Nota: La cantidad de A = 322 Kg de quinua es muy alta para ingresar a un solo secador y se vio por conveniente trabajar con dos secadores secando simultáneamente y cada uno tendrá una capacidad de 161 Kg de quinua.El balance se hará para el ingreso a un secador:

6) Secado


Secado

A = 161 Kg Ah = 37.9%

A =?Ah =?

D =?

B =?Bh = 13%


Balance de masa con respecto al producto (quinua):A = B + D 161 Kg = B + D ..…(1)D = 161 Kg - B Balance de masa con respecto al contenido de aguaA (Ah) = B (Bh) + D (Dh) 161 Kg (37.9%) = B (13%) + D (100%) ..…(2)

Hallamos la cantidad de producto (quinua) y contenido de agua a la salida del proceso por sistema de ecuaciones:

161 Kg = B + D ..…(1) (-) 161 Kg (37.9%) = B (13%) + D (100%) ..…(2)-----------------------------------------------------------------99.98 Kg = 0.87 * BB = 114.92 Kg de quinua

Reemplazando B en (1)161 Kg = B + D D = 161 Kg - BD = 161 Kg – 114.92 KgD = 46.08 Kg de agua

La cantidad total de producto (quinua) obtenida tras el secado en los dos secadores será:

2 * B = 2 * 114.92 Kg de quinua = 229.84 Kg de quinua.

La cantidad total de agua eliminada tras el secado en los dos secadores: 2 * D = 2 * 46.08 Kg de agua = 92.16 Kg de agua.

Ah: contenido de humedad de la quinua antes de ingresar al secado = 37.9% Bh: contenido de humedad de la quinua después del secado (humedad a la que se quiere

llegar) = 13% Dh: contenido de humedad del agua = 100%

7) Selección

X = 229.84 Kg – 1%(229.84 Kg)Diseño de Plantas Agroindustriales

29

Selección

229.84 Kg

1%

X


X = 227.54 KgMermas:1%(229.84 Kg) = 2.30 Kg.

8) Envasado

X = 227.54 Kg + 1% (227.54 Kg)X = 229.82 Kg

9) Embalado

X = 229.82 Kg + 0.7% (229.82 Kg)X = 231.43 Kg

Resumen de Balance de Masa

1) Despedregado, Limpieza y Purificación:

Entrada Salida

Producto Kg % Producto Kg %

Quinua cosechada

255 100

Quinua limpia

249.9 98

Merma 5.1 2

Total 255 100 Total 255 100


Envasado

227.54 Kg

1%

X

Embalado

229.82 Kg

0.7%

X


2) Desaponificacion Vía Seca:

Entrada Salida


Quinua limpia

249.9

100

Quinua medianamente desaponificada 237.41 95

Merma 12.50 5

Total 249.9

100 Total 249.9 100

3) Tamizado:

Entrada Salida


Quinua medianamente desaponificada 237.4

1100

Quinua tras el

tamizado 235.04 99

Merma (polvillo)

2.37 1

Total 237.41

100 Total 237.41 100

4) Lavado:

Entrada Salida


Quinua tras el

tamizado HR = 15%

235.04 100

Quinua lavada

HR = 43.3% 352.56

Agua potable

2350.4 100 Agua residual

2232.88 95



(1 : 10)

5) Centrifugado:

Entrada Salida


Quinua lavada

HR = 43.3%

352.56

152.66

100 Quinua oreada

HR = 37.9%

322 91.33

Agua desprendida

30.53 20

6) Secado:

Entrada Salida


Quinua oreada

HR = 37.9% Caudal del

aire caliente a T=50ºC y vel.=2m/s

322

39.58 m3/s

100

Quinua seca HR = 13%

229.84 71.38

Cantidad de agua desprendida 92.16

7) Selección:

Entrada Salida


Quinua seca

229.84 100

Quinua selecta

227.54 99

Merma 2.30 1

Total 229.84 100 Total 229.84 100



8) Envasado:

Entrada Salida


Quinua selecta

227.54 100 Quinua envasada

229.82 101 Envases 2.28 1

Total 229.82 101 Total 229.82 101

9) Embalado:

Entrada Salida


Quinua envasada

229.82 100 Quinua embalada

231.43 100.7 Embalajes 1.61 0.7

Total 231.43 100.7 Total 231.43 100.7

Conclusión: Según al balance de materia se necesitaran 255 Kg de quinua/Bach para obtener 231.43 Kg/ Bach de producto ya embalado y al día con 6 Bach se tendrá como producto final embalado 1388.58 Kg de quinua desaponificada y seca lista para ser distribuida.


MATERIA PRIMA

RECEPCION Y ALMACENAMIENTO

TAMIZADO

DESAPONIFICADO VIA SECA

DESPEDREGADO, LIMPIEZA Y PURIFICACIÓN

SELECCIÓN

ALMACENADO

Merma: 2%

Merma: 5%

Agua residual: 95%

92.160 Kg de H2O

Mermas (granos defectuosos): 1%

EMBALADO

M.P : Agua1 : 10

T = 50°C SECADO

CENTRIFUGADO

LAVADO

ENVASADO

Polvillo: 1%

Agua desprendida: 20%

1%

0.7%

255 Kg

255 Kg

249.9 Kg

237.41 Kg

235.04 Kg, Xh =15%

352.56 Kg, Zh = 43.3%

322Kg, Ah = 37.9%

229.84 Kg, Bh = 13%

229.82 Kg

231.43 Kg

227.54 Kg


IV.5. Diagrama de Flujo Cuantitativo



IV.6. Diseño de Equipo Seleccionado

Diseño del secador de bandejas:

De acuerdo al balance de masa se vio por conveniente trabajar con dos secadores secando simultáneamente y cada uno tendrá una capacidad de 161 Kg de quinua.

Dimensiones de la Bandeja

Calculo para un secador de bandejas

Tras la etapa de centrifugado se tiene 161 Kg de quinua a secar

Se dispondrá de 4 coches, dos delanteras y dos traseras en el secador.

Cada coche constara de 25 bandejas

Cada bandeja contendrá 1.61kg de quinua lavada.


H = 200cm82cm20cm

10cm

10cm

158cm.

.

.

A = 134cm10cm

L = 216cm

a = 50cm

h = 1cm

l = 80cm

A = Quinua Lavada (Kg) = 161 Kg% H2O = 37.9%% ms = 62.1%


El espacio a lo largo y ancho entre coche y coche será 10cm.

El espacio a lo largo entre coche y pared será 10cm.

El espacio a lo ancho entre coche y pared será 10cm.

El espacio entre bandeja y bandeja vertical es 5cm.

El grosor del material de cada bandeja será de 1cm.

Los espesores de las bandejas son 1cm.

La distancia de las llantas de la base del secador a la base del coche es de 10cm.

Realizando las medidas respectivas se tiene las dimensiones exactas del secador:

Largo (L) = 216cm Ancho (A) = 134cm Altura (H) = 200cm

Área total del secador: AT = 2 (H*L + L*A + H*A)

AT = 2 ((200cm * 216cm) + (216cm * 134cm) + (200cm * 134cm))

AT = 197888 cm2 = 19.79 m2

IV.7. Balance de Energía

Balance de energía en el secador de bandejas:

Contenido de agua de la quinua antes de ingresar al secador:

AH2O = 37.9% * (161 Kg) = 61.019 Kg de agua

Contenido de materia seca de la quinua antes de ingresar al secador:


SECADOR DE BANDEJAS

D = Aire Húmedo = 46.08 Kg de aguaTs = Tbh = 38ºC

C = Aire Caliente T=Tbs = 50 ºCVa = 2m/S

B = Quinua seca (Kg) = 114.92 KgBms = 99.981 KgBH2O = B - Bms = 14.939 Kg


Ams = 62.1% * (161 Kg) = 99.981 Kg de materia seca

Donde:

Ams = Bms = 99.981 Kg de materia seca

Condiciones del Aire Caliente

Caudal del aire caliente a:

Qa = Va * Área total del secador

T = Tbs = 50ºC Va = 2m/s Área del secador = 19.79 m2

Qa = 2m/s * 19.79 m2

Qa = 39.58 m3/s = 142488 m3/h

Según carta psicométrica a condiciones de:

Presión =101.325 KPa T =Tbs = 50 ºC Humedad Relativa (HR) = 50%

Se tiene:

W = 0.04 Kg de vapor/Kg a.s. ve = 0.975 m3/Kg a.s. Ts = Tbh = 38ºC He = 155 KJ/Kg a.s.

Calculando la cantidad total de calor necesario para el secado de 161 Kg de quinua

QT = (Q1 + Q2) * ((100%) + (10%))

QT: calor total requerido para secar 161 Kg de quinua (KJ) Q1: calor necesario para calentar la quinua KJ Q2: calor necesario para evaporar el agua de la materia prima (quinua) (KJ) 10% Margen de seguridad para perdidas de material

a) Q1: calor necesario para calentar la quinua (KJ)

Q1 = mq * Cpq * (Tf - Ti) ….(i)

mq: masa de quinua utilizada = 161 Kg Tf: Temperatura de secado = 50ºC Ti: Temperatura de entrada de quinua al secador = 18ºC Cpq: calor especifico a presión constante de la quinua =?



Hallar el Cp de la quinua mediante su composición

Composición de la quinua blanca en 100g de porción comestible:

Fracción en Peso Componentes %

mm Agua 10.1

mp Proteínas 11.5

mf Grasa 8.2

mc Carbohidratos 66.7

ma Ceniza 3.5

Fibra 5.1

Fórmula para hallar el Cp de alimentos con composición conocida:

Cp = 1.424mc + 1.549mp + 1.675mf + 0.837ma + 4.187mm

En este caso se hallara el Cp de la quinua:

Cp = 1.424(66.7) + 1.549(11.5) + 1.675(8.2) + 0.837(3.5) + 4.187(10.1)

Cp = 332.07 KJ/ Kg ºC

En (i)

Q1 = 161 Kg * 332.07 KJ/ Kg ºC * (50 - 18) ºC

Q1 = 1710824.64 KJ

b) Q2: Calor necesario para evaporar el agua de la quinua KJ

Q2 = mH2O * λ …. (ii)

mH2O = 46.08 Kg de agua

Entalpia (λ), por tablas termodinámicas de vapor saturado y del agua a Tbs = 50ºC:

hf = 209.33KJ/Kg hg = 2592.1KJ/Kg

λ = hfg = hg – hf = 2382.77 KJ/Kg

En (ii)

Q2 = 46.08 Kg * 2382.77 KJ/Kg

Q2 = 109798.04 KJ



QT = (Q1 + Q2) * ((100%) + (10%))

QT = (1710824.64 KJ +109798.04 KJ) * (1.1)

QT = 2002684.95 KJ

Calculando la cantidad total de tiempo necesario para el secado de 161 Kg de quinua

tt = td + tc

i) Tiempo de Secado a Velocidad Decreciente

td = Ls∗xcA∗Rc

* ln xcx2

Ls = % ms * (Kg quinua/ bandeja)

Ls = 62.1% * (1.61 Kg)Ls = 0.99 Kg de material seca

Área de transferencia de calor = área de cada bandeja = L * A

Área = 0.8m * 0.5m = 0.4 m2

Hallando la velocidad critica (Rc)

Rc = h∗(T−Ts)

λs ….(iii)

Hallando el Coeficiente Convectivo para flujo paralelo del aire:

h = 0.0204 * G0.8 = 0.0204 * (7668 Kg/m2*h)0.8 = 26.14 W/m2*ºK

Hallando el flujo másico del aire:

G = v * ρ = 2m/s * 1.07 Kg/ m3 = 2.13 Kg/m2*S = 7668 Kg/m2*h

Densidad del aire caliente

ρ = mezclade1 Kg de a. s+w

ve =

1+0.040.975

= 1.07 Kg/ m3

Entalpia de vapor saturado (λ), por tabla termodinámica a Tbh = 38.5ºC.

λ = hfg = hg – hf = 2410.27 KJ/Kg = 2410270 J/Kg

En (iii)

Rc = (26.14 )∗(50 – 38.5 )

2410270 = 1.25*10-4 Kg H2O/m2*s



Se hallara la humedad

X = Tbs = Tbh

1−Tbh

Hallando humedad del producto con la que se iguala al medio ambiente Xc:

Xc = 0.15

1−0.15

Xc = 0.18 Kg H 2 OKg S . S .

Hallando humedad inicial del producto X1:

X1 = 0.38

1−0.38

X1 = 0.61 Kg H 2OKg S . S .

Hallando humedad final a la que se desea llegar X2:

X2 = 0.13

1−0.13

X2 = 0.15 Kg H 2 OKg S . S .

td = Ls∗xcA∗Rc

* ln xcx2

td = 0.99∗0.18

0.4∗1.25∗10´−4 * ln

0.180.15

td = 649.79 Seg. = 0.18 h.

ii) Tiempo de Secado a Velocidad Constante

tc = Ls

A∗Rc∗(x 1−x 2)

tc = 0.99

(0.4∗1.25∗10 ´−4)∗(0.61−0.15)

tc = 9108 Seg. = 2.53 h.

tt = td + tc

tt = 0.18 h + 2.53 h



tt = 2.71 h.

Hallando el flujo de calor necesario para secar 161 Kg de quinua.

QO = QTtt

QO = 2002684.95 KJ

9756 Seg

QO = 205.28 KW

Obtención de costos de producción

Cv = QtPc

Donde:

Cv: Cantidad de combustible requerido (Kg) Qt: Calor total (KJ) Pc: Poder calorífico del combustible (KJ/Kg)

Poder calorífico del gas licuado

11000 Kcal/Kg = 22000 Kcal/m3 = 12.79 KW-h/Kg = 46035 KJ/Kg.

Cv = 2002684.95 KJ46035 KJ /Kg

Cv = 43.5 Kg de gas licuado.

Costo de producción

CP = C * Cv

Donde:

CP: Costo de producción (S/.) C: Costo del combustible (S/./ Kg) Cv: Cantidad de combustible requerido ( Kg)

Si 45 Kg de gas cuesta 140 soles, 1 Kg costara 3.11 soles.

CP = 3.11 soles/Kg * 43.5 Kg



CP = 135.33 nuevos soles.

Conclusión:

De acuerdo al balance de energía se llegó a la conclusión que para secar 322 Kg de quinua/ Bach se empleara 2.71 horas y la cantidad de combustible (gas licuado de petroleo) a utilizar para dicha cantidad de materia prima es 87 Kg que tendrá un costo de 270.66 nuevos soles.

V. INGENIERIA DEL PROYECTO IIV.1. Análisis y Distribución de Áreas - Plan Layout

Requerimiento de superficies para la planta de desaponificación y secado de quinua

a) Área de Fabricación

1. Sala de recepción y almacenamiento de materia prima2. Sala de proceso de escarificado3. Sala de proceso de secado4. Sala de envasado5. Almacén de envase y embalajes6. Almacén de producto terminado 7. Área de control de calidad

b) Área de Administración

8. Servicios higiénicos para trabajadores de producción9. Oficinas 10. Servicios higiénicos de administrativos

c) Área de Servicios

11. Vestidores 12. Guardianía 13. Sala de mantenimiento14. Tanque de agua

Cuadro N°33: Valores y Razones para el Plan Layout

VALORES RAZONES

A: absolutamente importante 1: Continuidad

E: Especialmente importante 2: Control

I: Importante 3: Higiene

O: Normal 4: Seguridad



U: Sin importancia 5: Ruidos y vibraciones

X: Indeseable 6: Energía

XX: Muy indeseable 7: Circulación


Diseño de una Planta de Desaponificado y secado de quinua

Lista de Ambientes – Sistema Layout: Con este sistema se ve la proximidad de áreas si son adecuadas o no.

Fuente: Elaboración propia 2010

Diseño de Plantas Agroindustriales 44

O

E1,7

I1,2,7O

E1,7

E1,7 X3X3

X3

O I1,2

OI2O

I1,7 I1,2

X3,4XX3XX3 U

XX3,

I3,7

U

X3,4

XX3

XX3 I3,7

O

X3,3XX3

X3,5

I1,7

I1,3

UXX3

OUX3

X3

UO

OXX3,7X3

UU

X7U O X3X3

OO O

UX4

OO

OO

OU

U

O

1 Sala de recepción y almac. de M.P

2 Sala de proceso de escarificado

3 Sala de proceso de secado

4 Sala de envasado

5 Almacén de envases y embalajes

6 Almacén de producto terminado

7 Área de control de calidad

8 SS.HH para trabajadores

9 Oficinas

10 SS.HH para administrativos

11 Vestidores

12 Guardiania

13 Sala de manteniemiento

14 Tanque de agua

I2,7

E1,7X3

I2,7

A1,2 UU

XX3O XX3

XX3XX3

O U

O I3,7XX3 O

U OX3,7

UO

U O

O


Diagrama Relacional o Recorrido de Actividades

Cuadro Nº34: Agrupación de valores

A E I O U X XX6 – 7 1 – 2 1 – 11 1 – 3 1 – 9 1 – 5 1 – 8

1 – 4 2 – 3 2 - 14 1 – 14 1 – 6 1 – 103 – 4 2 – 4 1 – 12 2 – 12 1 – 13 2 – 8 4– 5 2 – 7 3 – 6 3 – 12 2 – 5 2 – 10

2 - 11 4 - 12 3 – 14 2 – 6 2 – 13 3 – 7 5 – 7 4 - 9 2 – 9 3 – 8 3 – 11 5 – 11 5 – 9 3 – 9 3 – 10 4 – 6 5 – 12 5 – 14 3 – 13 4 – 8 4 – 7 6 – 9 6 – 12 4 – 13 4 – 10 4 – 11 7 – 11 7 – 9 4 – 14 5 – 8 6 – 11 8 – 9 7 – 12 5 – 13 5 – 10 1 - 7 8 – 11 7 – 14 6 – 13 6 – 8

8 – 12 9 – 10 6 – 14 6 – 10 8 – 13 9 – 11 7 – 13 7 – 8 8 – 14 10 – 11 8 – 10 7 – 10 9 – 12 11 – 14 9 – 139 – 14 12 – 14 3 – 910 – 12 3 – 1310 – 13 4 – 1310 – 14 4 – 1411 – 1211 – 1312 – 1313 -14 3 – 5 5 – 6



Cuadro N°35: Códigos de proximidades de áreas.

CÓDIGO PROXIMIDAD COLOR LÍNEAS

A Absolutamente importante Azul

E Especialmente importante Negro

I Importante Verde

O Normal Rojo

U Sin importancia Negro ---------------------

X Indeseable Azul

XX Muy indeseable Rojo

V.2. Plano de la planta

Figura Nº04: Plano la Planta de Desaponificado y Secado de Quinua

V.3. Cálculo del Dimensionamiento de la Planta por el Método de GourcheteCuadro Nº37: Formulas de Metodo de Gourchete.

La superficie Total ST ST=n(Ss+Sg+Se)Superficie Estática (Ss) Ss=L× A

Superficie de Gravitación (Sg) Sg=Ss× N

Superficie de Evolución (Se) Se=(Ss+Sg)K



Cuadro Nº38: Cálculo de las Dimensiones de Área de Procesamiento

Conclusión:El área de procesamiento de Desaponificado y Secado de Quinua que se necesitara según los cálculos efectuados con el método de GOURCHETE es de 58.591m2.

VI. CONCLUSIÓN GENERAL

Al desarrollar el presente trabajo Diseño de una Planta de Desaponificado y Secado de

Quinua se llego a las siguientes conclusiones:

De acuerdo a los resultados de los factores analizados la Planta de Desaponificado y Secado de Quinua se instalara en el Departamento de Apurímac, Provincia de Abancay, Distrito de Abancay, en el sector las Américas Av. Manuel Escorza Arce, cuadra Nº6 MZ. “A” en el Terreno de la Asociacion Virgen del Carmen, y cuenta con un área de 1100 m2.

De acuerdo a los resultados de los factores analizados, el lugar exacto donde se instalara la Planta de Desaponificado y Secado de Quinua será en el Departamento de Apurímac, Provincia de Abancay, Distrito de Abancay, en el sector las Américas Av. Manuel Escorza Arce, cuadra Nº6 MZ. “A” en el Terreno de la Asociacion Virgen del Carmen, y cuenta con un área de 1100 m2.

Después de haber analizado cada factor para la determinación del tamaño de planta se determino que el factor limitante es la materia prima en consecuencia



nosotros acopiaremos la quinua de las provincias de Abancay, Andahuaylas y Chincheros por lo cual la capacidad productiva de la planta será 1530 Kg/día.

Según al balance de materia se necesitaran 255 Kg de quinua/Bach para obtener 231.43 Kg/ Bach de producto embalado y al día se tendrá como producto final 1388.58 Kg de quinua desaponificada y secada listas para ser distribuidas.

De acuerdo al balance de energía se llegó a la conclusión que para secar 322 Kg de quinua/ Bach se empleara 2.71 horas y la cantidad de combustible (gas licuado de petroleo) a utilizar para dicha cantidad de materia prima es 87 Kg que tendrá un costo de 270.66 nuevos soles.

El área de procesamiento de Desaponificado y Secado de Quinua que se necesitara según los cálculos efectuados con el método de GOURCHETE es de 58.591m2.

VII. BIBLIOGRAFÍA

Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI), 2007. CIDIAP 2006, Ministerio del trabajo y promoción del empleo. www.osinerg.gob.pe Electro sur este S.A. Abancay Emusap – Abancay Ministerio de Transportes y Comunicaciones. Mapa Cartográfico de Abancay SENAMI Municipalidad de Abancay, Municipalidad de Tamburco MINSA Ministerio de Salud MINSA, DREA Ministerio de educación MINEDU. Composición y Análisis Químico de la quinua (Tablas Peruanas de Composición

de Alimentos. 1996) Introduccion a la Ingenieria de los Alimentos R.Paul Sing Dennis R. Heldman

2da edición edit. ACRIBIA S.A. España 1998


DISEÑO DE UNA PLANTA DE DESAPONIFICADO Y SECADO DE QUINUA (ORIGINAL)

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