Diseño de una planta de producción de bebida nutraceutica a base de yacón final

DISEÑO DE UNA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE BEBIDA NUTRACÉUTICA A BASE DE YACÓN

LEIDY JOHANNA CASTIBLANCO TORRES

ANGIE KATHERINE GÓMEZ CASTELLANOS

UNIVERSIDAD DE AMÉRICA

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA QUÍMICA

BOGOTÁ D.C.

2014

PRODUCCION DE BEBIDA NUTRACÉUTICA DE YACÓN.

1. CONCEPCIÓN DEL PRODUCTO.

1.1. Reconocer una necesidad social o ingenieril.

El Yacón es consumido por su gran ventaja como fibra dietética y como alimento prebiótico. Los fructoolisacaridos (FOS) componente esencial del Yacón pertenecen a un grupo fundamental de azucares conocidos con el nombre de fructanos cuya característica principal es su sabor dulce y aporte de la cuarta parte del valor calórico del azúcar; es implementado para personas con problemas de azúcar y sobrepeso. Por estos beneficios es recomendado en pacientes con enfermedades diabéticas que lo adquieren en lugares públicos ya sean plazas o tiendas de barrio teniendo una disponibilidad limitada en cuanto a su consumo y a la gran demanda que se está generando; lo que conlleva a pensar en una forma de producción a escala industrial para satisfacer la gran cantidad de consumidores con problemas de azúcar y gran cantidad de beneficios que tiene en la salud.

Para ello se ha comprobado por estudios de investigadores brasileños y argentinos que el extracto del Yacón reduce los niveles de glucosa en la sangre, aumentan los niveles de insulina en la sangre, reduce el nivel de triglicéridos y pueden ser introducidos como prebióticos. Además es consumido tradicionalmente como hojuelas, jarabe, mermelada y te y es utilizado ampliamente para usos medicinales en infusión. En América del Sur en los sistemas de medicina natural los tubérculos son tomados crudos como diurético para problemas de riñón y vejiga mientras que las hojas en infusión para cistitis, hepatosis en Bolivia. En Perú, las hojas son preparadas formando un cálido cataplasma y usado para reumatismo. En Brasil las hojas de la planta son preparadas formando un té como remedio natural para la diabetes.

Por su parte en Colombia las personas suministran como te la raíz del Yacón y está siendo comercializado actualmente a diabéticos y personas en dieta, ningún efecto de disminución del azúcar en la sangre ha sido publicado en humanos o animales. En los mercados locales la raíz de Yacón es considerada una fruta y es vendida con otras frutas lo que conlleva a llevar su producción a otro nivel. Lo que nosotros proponemos para aprovechar estos beneficios es una idea innovadora y creativa que plantea la producción industrial de una bebida gaseosa aprovechando las propiedades del Yacón para mejorar la calidad de vida de las personas con enfermedades de diabetes y sobrepeso porque en el mercado tradicional este fruto es distribuido como harina de raíz de Yacón, extracto seco de raíz de Yacón ,miel de raíz de Yacón, extracto seco de hojas de Yacón, hojuelas de raíz de Yacón hojas secas y trituradas de Yacón pero no como una bebida carbonatada y a nivel industrial.

1.2. Crear una o varias soluciones para satisfacer la necesidadNuestro proyecto busca innovar con una línea de gaseosas con extractos naturales del fruto y de la hoja, llevándonos a la posibilidad de realizar un estudio y planteándonos en

Grafica # 1 muestra las exportaciones de bebidas no alcohólicas en Colombia durante el 2013, lo cual indica que dichas exportaciones en mayor proporción se dan

a países como ecuador, España y Estados Unidos, esto puede ser una gran ventaja para la apertura del mercado internacional, teniendo en cuenta que el yacón es un fruto de gran importancia medicinal que solos se da en la zona andina de América

del sur

Tabla 1Exportación de bebidas no alcohólicas durante el 2013, según el DANE.

PAIS DESTINOK I L O G R A M O S V A L O R E S F.O.B.

BRUTOS NETOSPESOS

COLOMBIANOSDOLARES

PANAMÁ 45.594,00 45.300,00 26.355.338,90 14.030,70Alemania 18.930,89 15.756,95 102.349.955,10 53.825,60Aruba 376.661,45 299.945,89 704.021.560,90 374.262,50Antillas Holandesas 66.978,47 58.460,38 121.490.050,73 65.582,40Australia 9.839,23 6.439,54 18.678.210,39 10.179,00Bolivia 93.104,02 70.074,00 200.342.598,31 107.286,00Canadá 877,38 673,20 2.183.984,01 1.169,50

Costa Rica 1.496,56 1.398,92 1.218.226,20 636,00Cuba 6.947,20 5.518,53 14.169.015,80 7.864,51Chile 424.359,49 331.935,72 731.726.218,97 398.754,49

Ecuador5.437.508,8

94.966.249,9

4 7.218.883.547,423.862.586,0

4

España2.380.796,5

21.550.426,8

1 2.835.091.456,021.511.174,7

2

Estados Unidos2.806.449,7

31.767.980,3

0 4.522.266.687,202.403.592,5

0Guyana 7.533,28 5.522,41 16.959.382,74 9.623,00Italia 9,70 5,00 23.614,50 12,50México 23.486,60 19.323,50 43.243.870,00 22.360,00Países Bajos 3.792,10 2.613,60 6.766.724,36 3.538,00Panamá 94.791,90 59.204,12 115.213.534,64 59.483,32Paraguay 518.012,22 510.245,92 1.001.403.458,80 529.516,02Perú 141.400,30 118.944,00 279.710.977,94 150.140,61Portugal 106,00 55,44 240.674,82 124,32Puerto Rico 353.868,62 315.296,62 504.196.424,03 263.851,10Reino Unido 45.242,36 31.129,80 110.851.322,45 59.829,60República Dominicana 186,20 161,28 340.100,29 177,41Surinam 101.022,27 77.809,85 246.408.378,20 131.970,00Venezuela 177.421,42 153.342,00 442.356.341,18 248.071,86

Alemania

Austria

Corea, Repúblic

a Democrática

Costa Rica

Taiwán, P

rovincia

de China

España

FranciaIta

lia

Luxe

mburgo

Nueva Zelandia

Perú

Reino Unido

Suiza

Turquía0.00

500,000.00

1,000,000.00

1,500,000.00

2,000,000.00

2,500,000.00

3,000,000.00

3,500,000.00

4,000,000.00

IMPORTACIÓN DE BEBIDAS NO ALCOHOLICAS EN EL 2013.

KIL

OG

RA

MO

S N

ET

OS

Grafica # 2 muestra las importaciones de bebidas no alcohólicas en Colombia durante el 2013, lo cual indica que se dan en mayor proporción desde países ,

España, Francia y Austria.Tabla2Importación de bebidas no alcohólicas durante el 2013, según el DANE.

PAIS ORIGEN

K I L O G R A M O S V A L O R E S C.I.FVALOR

F.O.B DOLARESBRUTOS NETOS

PESOS COLOMBIAN

OSDOLARES

Alemania 123.650,24 111.898,87 362.851.098,00 195.243,82 175.931,39Argentina 3.618,63 3.314,52 4.868.325,00 2.753,92 1.964,90

Austria1.984.462,6

11.836.947,0

1 5.594.617.258,003.001.117,1

4 2.677.457,41Brasil 633,47 633,47 3.022.860,00 1.652,73 1.597,75Corea, República Democrática 16.632,00 16.128,00 26.643.610,00 14.816,74 12.600,00Corea, República de

1.785.354,08

1.626.993,10 2.398.160.699,00

1.277.203,38 1.114.063,62

Costa Rica 79.680,00 68.991,31 118.926.900,00 61.784,38 57.576,96China 365.277,40 330.101,47 442.672.825,00 233.357,45 205.126,09Taiwán, Provincia de China 196.018,84 170.940,39 585.206.265,00 319.379,54 297.734,33

El Salvador3.876.460,9

83.700.001,0

4 5.861.731.787,003.076.232,1

3 2.760.102,98España 15.578,64 15.076,17 60.288.231,00 31.957,93 27.523,01

Estados Unidos3.475.354,9

43.341.197,8

7 7.845.893.311,004.216.139,7

9 3.800.943,10Francia 4.418,48 3.976,63 17.954.802,00 9.435,74 9.221,42Guatemala 165.984,00 159.052,00 218.690.847,00 123.955,10 107.112,00Italia 288.307,01 255.458,26 663.783.945,00 358.552,62 322.672,88Líbano 3.239,56 2.350,50 4.578.975,00 2.410,92 1.855,40Luxemburgo 1.366,60 1.299,40 42.818.420,00 24.317,18 24.000,00

México1.959.307,5

41.790.725,8

5 4.186.839.923,002.215.917,4

4 2.054.032,94Nueva Zelandia 15.000,00 13.500,00 29.797.137,00 15.724,00 12.427,00Países Bajos 615.458,78 564.620,23 1.672.351.438,00 896.302,67 841.895,65Perú 8.511,71 7.391,87 21.674.625,00 11.170,99 10.190,59Polonia 62.410,00 60.625,00 195.540.182,00 104.505,59 95.960,45Reino Unido 217.051,10 195.357,69 753.173.337,00 399.022,90 368.025,29República 59.826,76 55.538,00 295.991.828,00 158.096,28 153.726,00

Dominicana

Suiza 638.494,29 582.032,19 1.864.152.819,001.012.123,4

6 880.816,38Tailandia 429.038,34 406.848,37 1.156.858.897,00 614.943,81 567.743,04Turquía 298.696,74 262.592,20 719.478.208,00 395.865,88 362.026,73

1.3. Capacidad mínima de la planta

Desde el 2011 se ha evidenciado un buen crecimiento de las bebidas nutracéuticas en el país, tanto así, que se han incursionado aproximadamente 152 bebidas de este tipo, viéndolo desde el punto de vista de porcentaje hubo un crecimiento del 11% del consumo total, se planea hacer una planta con una capacidad del 3000 botellas diarias de 350 ml para una totalidad de 1’050.000 militros diarios y 26’250.000 militros mensuales; para producir dicho volumen se requieren un aproximado de 514 toneladas por mes.

Dicha capacidad anual puede ir incrementando según como se dé la interacción del mercado y el consumidor a medida que el tiempo pase.

1.4. Rentabilidad mínima del producto.

Basadas en el incremento anual del consumo de bebidas carbonatadas en Colombia, se planea obtener una rentabilidad mínima del 40% por producto, cabe resaltar que no se ha hecho un estudio de costos detallado para dicho criterio.

1.5. Establecer requerimientos legales.Tabla 3Marco legal para la planta de bebida carbonatada de yacón

NORMATIVA OBJETO RELACIÓN CON LA EMPRESACONSTITUCIÓN POLÍTICA DE COLOMBIA

En el artículo 78 la constitución dispone “La ley regulará el control de la calidad de bienes y servicios ofrecidos y prestados a la comunidad, así como la información que debe suministrarse al público en su comercialización.

La empresa debe garantizar (como dicta la constitución) la calidad de la bebida que se está ofreciendo al público.

DOCUMENTO CONPES 3375

Política nacional de sanidad agropecuaria e inocuidad de alimentos para el sistema de medidas sanitarias y fitosanitarias.

El presente documento contiene lineamientos de política que permitirán mejorar las condiciones de sanidad e inocuidad de la producción agroalimentaria nacional con el fin de proteger la salud y vida

de las personas y los alimentos.CÓDIGO ALIMENTARIO DE COLOMBIA

Es el cuerpo orgánico de normas básicas sistematizadas relativas a los alimentos, condimentos, estimulantes y bebidas, sus primeras materias correspondientes y, por extensión, a los productos, materias, utensilios y enseres de uso y consumo domésticos.

Se relaciona ya que determina las condiciones que tiene que reunir la bebida a consumir y las condiciones básicas de los procedimientos.

LEY 9 DE 1979 (CÓDIGO SANITARIO NACIONAL)

Constituye el marco básico legal para la protección y mejoramiento de la salud de la población. En cierra los principios jurídicos y técnicos fundamentales para la prevención y defensa de las condiciones sanitarias ambientales y regula todos los aspectos de orden sanitario que pueden afectar la salud individual y colectiva.

El título V trata de la producción, manipulación, elaboración, transformación, conservación, almacenamiento, transporte, expendio, importación y exportación de alimentos.

LEY 373 DE 1997 Por la cual se establece el programa para el uso eficiente y ahorro del agua.

Todo plan ambiental regional y municipal debe incorporar obligatoriamente un programa para el uso eficiente y ahorro del agua

DECRETO 3450 DE 2008

Por el cual se dictan medidas tendientes al uso racional y eficiente de la energía eléctrica.

Para la fabricación de la bebida se debe tener en cuenta el uso eficiente de energía tanto en la maquinaria como en el área administrativa y así disminuir el consumo de energía y ahorrar algunos costos.


Por el cual se reglamenta parcialmente el título V de la ley 9 de 1979, en cuanto a las condiciones sanitarias de las fábricas, depósitos, expendios de alimentos; del transporte y de la distribución de los mismos, y se dictan otras disposiciones.

Se requiere una fábrica en donde producir la bebida y por lo mismo se debe cumplir con las condiciones sanitarias que exige la reglamentación nacional.


Por el cual se reglamenta la Ley 142 de 1994, la Ley 632 de 2000 y la Ley 689 de 2001, en relación con la prestación del servicio público de aseo, y el Decreto Ley 2811 de 1974 y la Ley 99 de 1993 en relación con la Gestión Integral de Residuos Sólidos".

En la empresa se van a generar residuos sólidos, por lo tanto se debe garantizar una adecuada gestión y disposición de los residuos.


En los artículos 9, 11, 13, 23 y 24, habla sobre los productores de bienes y servicios sujetos al cumplimiento de norma técnica oficial obligatoria o reglamento técnico, serán responsables por las condiciones de calidad e

La empresa debe garantizar la calidad de la bebida que se está ofreciendo al público.

idoneidad de los bienes y servicios que ofrezcan correspondan a las previstas en la norma.

RESOLUCIÓN 8688 DE 1979

Condiciones de rotulado y etiquetado de alimentos.

Al envasar nuestra bebida, esta debe ser rotulada y etiquetada por lo tanto se relaciona con la presente resolución.


Por la cual se dictan normas sobre rotulado de productos alimenticios.

La empresa debe seguir las normas de rotulado establecidas en la presente resolución.

RESOLUCIÓN 11488 de 1984

Por la cual se dictan normas en lo referente a procedimientos, composición, requisitos y comercialización de los alimentos infantiles, de los alimentos o bebidas enriquecidas y de los alimentos o bebidas de uso dietético.

La bebida elaborada al ser dietética, debe tener los parámetros que exige la presente resolución.


Por la cual se crea un comité provisional y un comité asesor para el estudio y aprobación de la publicidad o propaganda de los alimentos y bebidas no alcohólicas.

La bebida dietética al requerir de publicidad para su comercialización debe ser regida por la presente resolución.


Por la cual se reglamenta lo relacionado con producción, procesamiento, transporte, almacenamiento y comercialización de vegetales como frutas y hortalizas.

La bebida se realiza a partir del YACÓN, por lo tanto debe ser reglamentada por la presente resolución.


Lista de colorantes permitidos en los alimentos para el consumo humano

En la bebida dietética deben ser agregados aditivos como los colorantes para que el producto sea más agradable para el consumidor y por lo mismo debe usarse un colorante que esté permitido.


Por la cual se reglamenta el título V alimentos, de la ley 9 de 1979 en lo concerniente a los conservantes utilizados en los alimentos.

En la bebida dietética deben ser agregados aditivos como los conservantes para garantizar la preservación de esta.


Norma en la que se determina el nivel máximo de emisiones al ambiente.

En el proceso existe un proceso de combustión con gas propano el cual genera emisiones.


Por la cual se reglamenta lo relacionado con la elaboración, conservación y comercialización de jugos, concentrados, néctares, pulpas, pulpas azucaradas y refrescos de frutas.

La bebida se hace a partir de la trasformación de la fruta (yacón) por lo tanto se debe tener en cuenta la presente resolución.

NTC 2740 La presente norma establece los requisitos que deben cumplir las bebidas

La bebida es una bebida carbonatada por lo tanto debe cumplir con los

gaseosas o carbonatadas destinadas al consumo directo y los métodos de ensayo para su evaluación.

requisitos que exige la presente norma.

NTC 512- 1 Y 2 En donde se dictan las normas generales y específicas para el rotulado y etiquetado de productos alimenticios.

La bebida debe ser etiquetada con sus propiedades nutricionales y por eso se debe tener en cuenta la presente norma.

NTC ISO 14000 Sistema de gestión ambiental Toda empresa a pesar que no esté certificada por la norma igual debe tener un sistema de gestión ambiental, el cual debe cumplir en todas sus fases de operación.

NTC ISO 9000 Sistema de gestión de la calidad Toda empresa a pesar que no esté certificada por la norma igual debe tener un sistema de gestión de la calidad, el cual debe cumplir en todas sus fases de operación.

NTC ISO 18000 Sistema de seguridad y salud ocupacional Toda empresa a pesar que no esté certificada por la norma igual debe tener un sistema de seguridad y salud ocupacional, el cual debe cumplir en todas sus fases de operación.

1.6. Revisar datos del producto y proyecciones.

• Agua:tratada química y bacteriológicamente, para cumplir con los altos estándares de calidad exigidos por las compañías envasadoras. Con el objeto de que las bebidas tengan el mismo sabor, sin importar la zona donde se produzcan, el proceso de fabricación de las bebidas comienza con la estandarización de las características y calidad del agua utilizada.

• Dióxido de carbono: El dióxido de carbono se añade al final del proceso de fabricación de las bebidas, previo al sellado de los envases.

• Saborizantes: pueden ser naturales (especias, extractos naturales, aceites, frutas o yerbas), idénticos a los naturales o artificiales.

• Endulzantes: El rango de azúcar presente en una bebida gaseosa oscila entre 5% y 14%; Las bebidas gaseosa normales se endulzan con azúcar, sacarosa (nombre científico del azúcar) ó con Jarabe de Maíz de Alta Fructosa, por separado o combinados. En este caso se hará por medio de un endulzante natural proveniente del jarabe elaborado por la fruta de

yacón, el cual a cambio de la sacarosa normal, tiene oligofructosa, un azúcar beneficioso para el organismo.

• Acidulantes:Las variedades más comunes de este componente son el ácido cítrico y el fosfórico, en el caso de las bebidas cola.

• Aditivos:Corresponden a agregados a las bebidas gaseosas que le otorgan el aspecto propio que las caracterizan y que las preservan de los efectos tanto químicos (por ejemplo las oxidaciones), como de los biológicos (por ejemplo microorganismos).

2. RECOLECCIÓN DE DATOS GENERALES

2.1 Reacciones químicas posibles

CO2+H 2O−−→ H 2 CO3

(ÁCIDO CARBÓNICO)

2.2 Diagrama de bloques para cada reacción química.Imagen 1Diagrama de bloques de la producción de gaseosa de yacón.

2.3 Criterios de selección de la reacción para el proceso

El proceso de carbonatación se da solo con el agua que compone el jarabe de yacón; lo cual indica que no involucra ninguna de las principales propiedades de la composición del fruto, a continuación se dará una descripción de las condiciones para la generación de la reacción de carbonatación:

Una vez realizada la bebida, es envía a través de la bomba booster al saturador el cual trabajo bajo el principio de Venturi; el vacío parcial generado en la zona de menor área de flujo del saturador causa una disminución en la presión en donde se produce la succión de CO2 , además el incremento de la velocidad favorece la distribución de este en la bebida.

Consecuentemente la carbonatación del jarabe del yacón es dependiente de la presión del tanque presurizado el cual es ajustado al set point de contenido de CO2 deseado en la bebida. El sistema indica parámetros esenciales como:

Contenido de CO2. Conductividad para el contenido de ácido Valores Brix.

Adicionalmente, para que una cantidad dada de gas carbónico entre en solución con el agua, para cada temperatura de la solución corresponde una presión determinada. En general se puede decir en forma cualitativa que:

A mayor presión, mayor cantidad de CO2 disuelto A menor temperatura mayor CO2 disuelto.

Lo anterior indica que no habrá una descomposición térmica durante el proceso de carbonatación de los componentes esenciales del fruto del yacón mostrados en la siguiente tabla, lo cual garantiza la conservación del valor agregado del producto durante el procesamiento.

Tabla 4

Composición total de la raiz de yacón.

2.4 Realización de diagrama de flujo simplificado para el proceso seleccionado.

Basados en el método de carbonatación convencional, el proceso de la producción de gaseosa de yacón se representa por medio de la imagen 1.

3. RECOLECCIÓN DE DATOS TÉCNICOS ESPECÍFICOS.

3.1. Materia prima

3.1.1 Disponibilidad:

- Yacón:Actualmente no se reportan datos de producción nacional de Yacón, sin embargo a continuación, se muestra la producción por hectárea de algunos de los principales países que cultivan el fruto:

Tabla 5Producción por tonelada/ hectárea de os principales productores de Yacón.

Actualmente en Colombia, se tienen cultivos de Yacón en el Tolima, la zona andina, Valle del Cauca y el eje cafetero, se tomara el valor mínimo de cultivo de Yacón que es 28

toneladas con el fin de generar un límite disponibilidad de materia prima para la producción de la bebida.

- Ácido cítrico: Actualmente , la capacidad mundial es del 750,000 tn/ año; es un aditivo que se fabrica en más de 20 países; la unión europea, Estados Unidos y China reúnen el 88% del total mundial; En Colombia, la única empresa que fábrica el producto es Sucromiles S.A. que obtiene el ácido a partir de azúcar para las industrias de gaseosas, de refrescos en polvo y farmacéutica, ubicada en Cali; esta firma exporta el 85% de la producción y el 15% restante se destina a abastecer empresas de bebidas gaseosas; lo que conlleva a pensar que nacionalmente se tiene la disponibilidad de esta materia prima para la producción de la bebida nutracéutica.

- Agua destilada:esta materia prima tiene mucha aplicación en la industria por tanto se asume que se tiene la disponibilidad en el mercado.

- Preservante: Independientemente de la producción nacional del benzoato de sodio y la disponibilidad de este, es claro que la cantidad que se necesita para la producción de la bebida nutracéutica es de fácil acceso en el mercado debido a que es muy poco.

- Colorante y esencia: En Bogotá existe una empresa que comercializa sabores, fragancias y colorantes para la industria de alimentos llamada Piccolinni, la cual tiene altos estándares a nivel de fabricación y control de calidad, por otro lado suministra la cantidad necesaria para la producción mensual de la bebida nutracéutica a precios exequibles

- Liquido carbónico:La industria de CO2 en Colombia esta principalmente manejada por empresas como Multiza y Líquido Carbónico es del CO2, este gas es utilizado principalmente en la industria de bebidas gaseosas y cervezas, y en más pequeña proporción en la industria química, metalmecánica y en tratamientos ambientales. Las anteriores empresas tienen la capacidad de suministrar la cantidad necesaria de líquido carbono que se mencionará en el siguiente ítem.

3.1.2 Cantidad:

- Yacón:En Colombia el cultivo no es común, pero para el 2011 se ha empezado a sembrar en las montañas del parque de los nevados de Anzoátegui (Tolima),con una producción aproximada de 3600 plantas, se estima que la plantación tiene la capacidad adecuada para abastecer el proyecto del yacón utilizado en la planta.

El proyecto estará entonces ubicado en la zona occidente donde el ingreso del transporte de carga que llega del Tolima es más fácil, se tiene en cuenta el costo del flete calculado el 23 de junio de 2013 por el ministerio de transporte. Desde el 2011 se ha evidenciado un buen crecimiento de las bebidas nutracéuticas en el país, tanto así,

que se han incursionado aproximadamente 152 bebidas de este tipo, viéndolo desde el punto de vista de porcentaje hubo un crecimiento del 11% del consumo total, se planea hacer una planta con una capacidad del 3050 botellas diarias de 350 ml para una totalidad de 1.07 m3diarios y 26.7 m3 mensuales; para producir dicho volumen se requieren un aproximado de 13.745 toneladas por dia.

- Ácido cítrico: se sabe que el contenido de ácido que tendrá la bebida nutracéutica es de 0.00393 , como se mencionó anteriormente se generara una producción de 26.7 m3mensuales , realizando el cálculo se obtiene que:

26.7 m3× 0.00393=0.104931 m3

- Agua destilada: La bebida nutracéutica de Yacón debe tener un contenido aproximadamente del 51,39de agua, si se producen 26.7 m3 litros mensuales la cantidad de agua a utilizar es de :

26.7 m3× 51.39 deagua=13.72 m3de agua- Preservante: el contenido de benzoato de sodio que puede tener la bebida a base de

Yacón es de 0.00031 sobre el total si se producen 34820.6 kg mensuales ,la cantidad necesaria de preservante es:

34820.6 kg debebida× 0.00031 p=10.79 kg pmensuales

- Colorantes y esencia : Para la producción mensual de la futura planta se necesita 0.00250de colorantes y 0.00051 de saborizantes por lo tanto:

34820.6 kg debebida× 0.00250=87.05 kgde colorantesmensual34820.6 kg debebida× 0.00051=17.75 kg deesencia mensual

- Liquido carbónico: para la producción mensual de la bebida se necesita 0.0098del CO2 por lo tanto:

26.7 m3× 0.0098=0.26m3

3.1.3 Calidad:

- Yacón:es una planta perenne de 1.5 a 3 metros de altura. El sistema radicular está compuesto de raíces reservantes y carnosas en número de 4 a 20, que pueden alcanzar hasta un tamaño de 25 cm longitud por 10 cm. de diámetro, y un sistema extensivo de delgadas raíces fibrosas.

Las raíces de almacenamiento son principalmente fusiformes, pero a menudo adquieren formas irregulares debido al contacto con piedras del suelo o por la presión de las raíces vecinas. Las raíces tienen una naturaleza adventicia creciendo de un tronco desarrollado y ramificado formado por rizomas cortos y gruesos simpódicos. Existen diferentes formas

hortícolas, tales como la blanca, anaranjada y morada: y dentro cada uno de las formas habría aun mayor variabilidad.

La raíz tiene un alto contenido de Inulina y Fructooligosacáridos (FOS) (polímeros de fructosa) los cuales no pueden ser hidrolizados por el organismo humano y atraviesan el tracto digestivo sin ser metabolizados, proporcionando calorías inferiores al de la sacarosa, excelentes para las dietas hipocalóricas y dietas para diabéticos. Hay evidencias para para considerar los FOS y la inulina como alimentos funcionales: son resistentes a la digestión, pero fermentados por la microflora del colon, lo que conlleva al desarrollo de las funciones colónicas (especialmente el aumento fecal), también tiene efectos fisiológicos sistémicos, estimulan selectivamente el crecimiento de bífido bacterias en el colon, lo que permite clasificarlos como prebióticos; además de su carácter dietético respaldado en su bajo poder calórico(4-10Kj/g).

- Ácido cítrico: es el acidulante preferido para complementar sabores de frutas en bebidas suaves. También produce condiciones de pH bajos, los cuales son desfavorables para el crecimiento de organismos deteriorantes y prevé un medio óptimo para la acción antibacterial del benzoato de sodio. El porcentaje del ácido cítrico en bebidas gaseosas varía dependiendo del sabor y otros ingredientes de la formula; varía desde 3.75 hasta 30 gramos ácido/Litros de jarabe. Las características principales de esta materia prima son:

Tabla 6

Características generales del ácido cítrico

- Agua destilada: una de las ventajas más importantes de este tipo de agua es que es químicamente pura, sin sales disueltas ni presencia microbiana, se desea utilizar esta materia prima con las siguientes características:

Tabla 7

Caracteristicas generales del agua destilada:

- Preservantes: es una sal blanca, cristalina o granulada; soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol, como aditivo alimentario es usado como conservante, matando eficientemente a la mayoría de levaduras, bacterias y hongos.

Tabla 8

Características generales del benzoato de sodio.

- Colorantes y esencias: se elige como colorante verde menta realizando análisis de la psicología de los colores lo cual indica que es un color relajante que también es muy agradable a los sentidos. Verde oscuro como un bosque se asocia con términos como conservador, las características generales que debe tener la materia prima son:

Tabla 9

Características de calidad del colorante artificial

Se escoge vainilla porque es uno de los aromas más conocidos en el mercado, adicionalmente es agradable para el ser humano y es de fácil acceso. A continuación se muestra algunas de sus características:

Tabla 10

Caracteristicas generales de las esencias para alimentos

- Liquido carbónico: Se utiliza como agente extinguidor, en la industria alimentaria en bebidas carbonatadas, en lácteos, en agricultura se usa como abono, se puede usar también como en condiciones supercríticas se usa como extractante de cafeína y pigmentos, como material activo para generar luz coherente, etc.

También se utiliza en bebidas carbonatadas para darles efervescencia. Se utiliza como agente extintor eliminando el oxígeno para el fuego. También en refrigeración como líquido refrigerante en máquinas frigoríficas como hielo seco. El efecto del CO2 evidencian en que el CO2 contribuye al sabor, pues 2 sobre las bebidas gaseosas se la cantidad de ácido carbónico formado es suficiente para producir un efecto estimulante sobre el paladar; y también en que el CO2 preservativo aunque en forma menos eficaz que el 2 actúa como benzoato, ya que inhibe el desarrollo de bacterias y mantiene un medio de pH bajo el cual aumenta la acción del benzoato de sodio.

Propiedades del Bióxido De Carbono Co2 (anhídrido Carbónico, Dióxido De Carbono):

No inflamable. Incoloro. Inodoro. Más pesado que el aire. Oxidante al contacto con el agua. No tóxico. Asfixiante.

3.1.4. Costos:

- Yacón: El kilogramo de yacón tiene un valor de $1500 pesos colombianos, teniendo en cuenta que se usaran aproximadamente 13.745 toneladas diarias se estima una inversión en cuanto a esta materia prima de $515’437.500de pesos Colombianos al mes.

- Ácido cítrico: el kilogramo de ácido cítrico esta alrededor de $3290 pesos colombianos, realizando la conversión cuanto se va a utilizar de esta materia prima se obtiene que:

34820,6 kg de jarabe × 0.00393 dea . c=136.84 kgde a .c mensuales

136.84 kg× $ 3290=$ 536,413 mensuales

- Agua destilada: se necesitan 13.72m3de agua para la producción mensual de la bebida a base de Yacón, se estima que el precio de esta materia prima es de $2000 pesos colombianos por litros, se obtiene un costo de:

13720 litrosde agua X $2000=$27' 490.000

- Preservante: se necesitan 10.79 kgde benzoato de sodiomensuale s, el kilogramo tiene un valor de $6050 pesos colombianos.

10.79 kg p mensuales × $ 6050=$ 65300 pesos mensuales

- Colorantes y esencias:

13720 litrosde bebida×0.00051=7 litrosde esencia mensual

7 litros× $15800=$ $ 110,600 pesos mensuales

87,05 kg decolorante ×$ 14,000=$ 1' 218.700

- liquido carbónico:

0,26 m3 × $ 120,000=$ 31200

3.2. Especificaciones de productos y rendimientos, propiedades físicas y químicas, efectos de almacenamiento

En el ítem de calidades de especificaron las características físicas y químicas de cada una de las materias primas, a continuación se dará una explicación con las condiciones de cada una de las operaciones unitarias del proceso; en el siguiente ítem que encierra los balances de masa y energía en donde se mostrarán las especificaciones en cuanto a composición del producto terminado

Transporte:

El yacón será transportado de las regiones del Tolima por medio de una camioneta que transportará semanalmente que son aproximadamente 69 Ton/Semana.

Almacenamiento:

El almacenamiento será en un silo donde se guardara el producto de la mejor manera para evitar que se dañe y pierda propiedades importantes en la conservación del sabor y del olor.

Selección:

La eficiencia de conversión de raíces a jarabe varía generalmente entre 7 y 10%, es decir que para obtener 1 kg de jarabe de yacón se debe emplear entre 10 a 15 kg de raíces

lavadas. Por eso en nuestro proceso vamos a obtener 1393 Kg por lote/dia teniendo que emplear 13,745 toneladas/día de raíces pesadas en una báscula industrial.

Por lote se selecciona aleatoriamente una muestra para análisis y saber cuál debemos ajustar. Como los análisis de laboratorio son costosos, su determinación se realizara por medio del índice de refracción del jugo de yacón. En este proceso se pela la cascara del yacón a 5 raíces, y cada una se parte en 4 partes para poder exprimir el jugo por medio de un exprimidor y agregarlo a un vaso de precipitado. Los refractómetros son equipos que miden los índices de refracción y tienen las escalas graduadas en grados Brix que expresan la concentración de azúcares totales en los zumos de frutas. En el yacón el mayor componente de azúcares en el jugo son los fructo-oligosacáridos. Posteriormente a este análisis se hace un sondeo sensorial seleccionando. Los grados Brix deben ser mayor a 10 Grados.

Por otra parte es esta área también se descartan las raíces con signos de pudrición y contaminación así como las que están muy pequeñas de manera manual. Esta sección requiere de 6 personas, una que utiliza el refractómetro y otras que seleccionan las raíces.

Pelado:

El pelado de las raíces se hace manualmente utilizando un pelador doméstico de papas. A medida que se pelan las raíces, es recomendable sumergirlas en un recipiente con agua potable con el fin de retardar el pardeamiento. Hay una pérdida de alrededor del 20% del peso inicial de las raíces. La concentración de azúcares se incrementa desde el interior de la raíz hacia la superficie por ello se tiene que tener cuidado en retirar la cáscara con el menor contenido de pulpa posible ya que la mayor concentración de azúcares se localiza en las zonas periféricas de la raíz. Por otro lado, la cáscara es la parte de la raíz en la que se concentra la mayor cantidad de los compuestos responsables del pardeamiento, de manera que se debe asegurar el retiro de toda la cáscara de las raíces durante el pelado.Para esta etapa se deben tener 10 personas

Lavado y desinfección:

las raíces se sumergen durante cinco minutos en una solución desinfectante de 200 ppm de hipoclorito de sodio con el objetivo de disminuir la carga microbiana que permanece adherida a la superficie de las mismas. El hipoclorito de sodio es uno de los desinfectantes más efectivos, económicos y fáciles de usar. Una solución de 200 ppm de hipoclorito de sodio se puede preparar diluyendo 4 ml de lejía comercial por cada litro de agua.

Extracción del jugo y control del pardeamiento:

Para la extracción del jugo de yacón se tratará de implantar un extractor basado en el diseño de modelos domésticos que habitualmente se usan para hacer variedades de jugos, pero de mayores dimensiones. Este extractor contiene un disco abrasivo rotante que tritura la raíz y permite una separación inmediata del jugo y del bagazo, además, debe asegurar que el

bagazo expulsado contenga el menor nivel de humedad posible. En esta etapa se pierde alrededor del 20% del peso de las raíces peladas en forma de bagazo. También este produce al instante un jugo claro que puede ser tratado de manera inmediata para evitar el pardeamiento.

Para evitar el pardeamiento:

El jugo se recibe en un recipiente con una solución antioxidante. De esta manera, el jugo extraído entra inmediatamente en contacto con el antioxidante e impide que puedan ocurrir las reacciones de oxidación. Para que el antioxidante pueda ejercer su efecto, debe ser empleado antes que ocurra el pardeamiento del jugo debido a que este proceso es raramente reversible. Se emplea benzoato de sodio (0.15 g por cada kg de raíces de yacón).

Filtración del jugo:

El jugo de yacón que se obtiene del extractor contiene pequeños residuos de bagazo que deben ser eliminados por filtración antes que el jugo ingrese al evaporador. Si el jugo no es filtrado en este momento, entonces la filtración del jarabe será un proceso muy lento de realizar. El proceso de filtración consiste en forzar el paso del jugo a través de una membrana porosa con el fin de retener las partículas de bagazo para luego eliminarlas. La mejor manera de filtrar el jugo de manera eficiente y rápida es usando un filtro prensa. Son mejores las mallas construidas con material de acero inoxidable ya que tienen un periodo de vida más extenso y garantizan el cumplimiento de las normas de higiene en el procesamiento. El tamaño de poro de las mallas no debe ser mayor a 100 µm de diámetro.

Evaporación y concentración del jugo:

La función del evaporador de maple es eliminar agua y elevar la concentración de sólidos solubles del jugo (azúcar principalmente) hasta un valor de 50 a 60° Brix (obtención del prejarabe). Para hacer que no se queme de debe mantener un gradiente de concentraciones del jugo durante todo el proceso de evaporación. Este proceso debe ser manejado de manera muy coordinada entre las tres partes de las que consta el evaporador de maple: el tanque de recepción, la bandeja de evaporación y el horno. A continuación se detallan estos procesos y su importancia.

Tanque de recepción

Es un recipiente en el que se almacena temporalmente el jugo de yacón filtrado y que sirve para alimentar de jugo a la bandeja de evaporación. En el tanque de recepción existe una llave que permite regular la cantidad de jugo que debe caer a la bandeja de evaporación. El control y la regulación de esta llave son cruciales para establecer y mantener el gradiente de concentración del jugo. Al inicio del proceso la llave debe regularse de manera que el volumen de jugo que sale del tanque sea igual al volumen de agua que se evapora en la bandeja de evaporación, esto debe permanecer así hasta lograr establecer el gradiente de concentración del jugo en la bandeja de evaporación

Bandeja de evaporación:

Esta bandeja tiene en su interior una serie de divisiones que crean compartimentos (a manera de canales) por donde el jugo de yacón hace un recorrido lento desde un extremo de la bandeja al extremo opuesto, impulsado por el jugo que ingresa al evaporador desde el tanque de recepción. El jugo que ingresa al evaporador compensa el volumen de agua evaporada y mantiene un mismo nivel en la bandeja (necesario para evitar que el jugo se queme y se arruine el producto final). Así, después de un periodo de tiempo se habrá generado un gradiente de concentraciones del jugo en el evaporador, el cual irá desde 10° Brix (valor promedio con el que el jugo de yacón ingresa a la bandeja de evaporación) a un valor de 50 a 60° Brix (valor máximo que alcanza el jugo después que ha hecho su recorrido hasta el extremo opuesto en la bandeja de evaporación).

Una vez que se ha conseguido este gradiente de concentración, se abre una llave de la bandeja de evaporación, lo que permite dispensar una porción del prejarabe. En ese mismo instante se debe abrir más la llave que regula la entrada de jugo de yacón a la bandeja de evaporación con el fin de compensar el volumen de prejarabe que se dispensa. Esta operación se repite a intervalos regulares, cuidando que no sean tan frecuentes o tan espaciados para evitar que el gradiente de concentración se pierda o que el jarabe comience a recocinarse. La medición del índice refractométrico ayuda a determinar el momento adecuado para dispensar el prejarabe; se trabaja a la temperatura de ebullición del agua (100°C)..

Horno:

Dependiendo de la zona en la que se ubique la planta de procesamiento se puede diseñar el horno para que funcione con gas propano. Cuando se trabaja con gas propano o petróleo, se logra una distribución uniforme y pareja del calor dentro del horno, lo cual facilita un correcto proceso de evaporación del jugo.

Filtración del prejarabe

A medida que el jugo se concentra en el evaporador se produce abundante espuma y algunos azúcares empiezan a cristalizarse. El momento apropiado para filtrar estas partículas es cuando el jugo concentrado sale del evaporador, es decir, cuando se ha formado el prejarabe. La filtración la vamos a hacer usando el filtro prensa con una malla de 60 micras.

Concentración final

El prejarabe (50 a 60° Brix) se termina de concentrar en jarabe (72 a 73° Brix) fuera del evaporador, en bandejas muy sencillas y de un tamaño mucho más pequeño que el evaporador y estas son calentadas con gas propano. La idea de completar el proceso de concentración de azúcares en muchas bandejas de pequeño tamaño es que se reduzca el tiempo de exposición del prejarabe a temperaturas altas y evitar que los azúcares se caramelicen demasiado.

Filtración del jarabe

Antes de envasar el jarabe se debe realizar un último filtrado con el objetivo de eliminar los azúcares que cristalizaron durante la etapa de la concentración final. Es importante que el jarabe tenga menos de 70° Brix durante la filtración, ya que durante este proceso el jarabe seguirá evaporando agua y la concentración de azúcares podría subir 1 ó 2 grados Brix. La filtración se hace por gravedad utilizando las mallas de acero inoxidable de 60 µm de diámetro de poro.

Carbonatación

Este proceso t se basa en el principio de que la presión alta y baja temperatura maximizan la absorción de gas, el gas se disuelve en el líquido hasta que la presión se hace igual a la presión que empuja hacia abajo el líquido para detener el proceso El aporte de anhídrido carbónico se produce a temperaturas sumamente bajas, comprendidas entre 2° y 4° C a una elevada presión (6 bar), creando así las mejores condiciones para la solubilizarían del CO2.

Envasado

El envasado es un proceso sencillo en el que se usa un tanque dispensador de acero inoxidable. Este tanque tiene incorporado un pequeño grifo (caño) que permite dispensar el jarabe en los frascos. En el momento del envasado se debe asegurar que la temperatura del jarabe dentro del tanque sea superior a 85º C y que la concentración de azúcares sea 72º Brix. Estas simples medidas ayudarán a prevenir el desarrollo de microorganismos en el producto envasado.

Enfriado, etiquetado y almacenaje

El producto envasado debe ser rápidamente enfriado para estabilizar las propiedades. Los envases son etiquetados y almacenados en un lugar fresco, limpio, seco y con suficiente ventilación. El tiempo de vida en anaquel no ha podido ser medido, pero muchos productos similares alcanzan los 12 meses.

3.3. Calculo de caudales balances de materia y energía completos

-Balance de masa

Inicialmente se estableció la capacidad de la planta que se desea alcanzar teniendo en cuenta el producto que se desea ofrecer en este caso será una bebida nutraceutica de 350 ml con la que se tendrá una capacidad diaria de 3000 botellas es decir 1050 L diarios.

Con la densidad se logra iniciar el balance para dejar todo en Kg o en L respectivamente para lo que se le necesite. Con el porcentaje de conversión se peude hacer un análisis global de cuanto producto se conseguirá a partir de cierta cantidad de materia prima.

Se estableció un valor de entrada requerido para la producción de las 3000 botellas diarias que con la conversión de Yacón se asume inicialmente, después en la operación de pelado se elimina el 20% del fruto que es cascara para dejar 10996 Kg de fruto pelado

En el lavado se establede q el 20 % del flujo de entrada es la cantidad de agua que se utilizara para lavar debido a que el volumen que ocupan los frutos es mayor.

Al igual que en el pelado la extracción y la filtración se basan en los porcentajes de bagazo y de fibra filtrada que se eliminan en cada una de las operaciones para así enviar a la operación de evaporación un flujo de 8356,96Kg.

Gracias a los grados Brix que se tienen de la bebida antes y después de la operación de evaporación se pueda encontrar el valor de la cantidad de agua retirada

Para saber el porcentaje que se requiere en la carbonatación para similar una bebida gaseosa se debe establecer las composiciones nuevas debido a la evaporación, es decir que el agua retirada alterara la composición concentrando los azucares y los diferentes componentes del yacon. El 52% de agua es retirado de la mezcla concentrando el jarabe.

Finalmente se obtiene la nueva composición de azucares y otros agregados del yacon disminuyendo componentes típicos de una bebida gaseosa como los son el azúcar, la cafeína, los edulcorantes, etc. Consigueindo un flujo de 1067,83378 L diarios y 26695 mensuales.

Finalmente se alcanza el objetivo de embazar 3050 botellas diarias, es decir 1,068 m3 diarios ò 26,69 mensuales.

-Balance de energía evaporador:

3.

3.4. Termodinámica y cinética de las reacciones químicas

1.4.1. Cinética química de la reacción química:por medio de un reactor por lotes

CO2+H 2O−−→ H 2 CO3

Conversión del 100% de CO2

INCIALES FINALES

CO2 NCO 2 N A=c A, 0(1−X)H 2 O N H 2O N H 2O=cH 20,0(θH 2O−X)

H 2 CO3 0 N H 2CO 3=(c¿¿ A ,0−X )¿

dNCO 2

dt=K∗CB∗CA

dN CO2

Vdt

=−K∗¿

−Ca ,0dXdt

=−K Ca, 02∗(1−Xa)2

d Xdt

=K Ca , 0∗(1−X a)2

Ca ,0∫0

1 dXa

(1−Xa)2 −K∫0

t

dt

u=(1−Xa )

du=−dXa

−1K Ca , 0

∫0

11u2∗du=∫

0

t

dt

−1k Ca ,0

[ u−1

−1 ]1

K Ca , 0[ 11−1

− 11−0 ]=t−0

1K Ca , 0

= t

Teniendo K y la concentración inicial de líquido carbónico se puede determinar el tiempo de reacción.

3.5. Servicios y equipos a adquirir

Los equipos que se utilizaran para cada operación unitaria estarán en contacto directo con el producto y al ser este un líquido se deben de tener en cuenta ciertos parámetros importantes para no permitir el deterioro del equipo o que se involucre directamente de una forma nociva con el producto.

Se usara como material de fabricación para los diferentes equipos los siguientes aceros:

por costo acero SAE 4140 que es un acero medio carbono aleado con cromo y molibdeno de alta templabilidad y buena resistencia a la fatiga, abrasión e impacto. Este acero puede ser nitrurado para darle mayor resistencia a la abrasión. Es susceptible al endurecimiento por tratamiento térmico.

La mayor parte de los equipos se fabricara en 1040 que es un acero que soportará 90.000 libras (40.823 kg) de fuerza por pulgada (2,5 cm) cuadrada antes de que falle, puede ser deformado a poco menos del 28 por ciento de sus dimensiones originales, con un 54,9 por ciento de reducción en el área.

Los aceros mas utilizados en la industria son SAE 1010, 1040 y 1045.

Para los equipos que están en contacto con altas temperaturas se usara acero AISI: H13 el cual es un acero de alta resistencia a la temperatura , al choque térmico, a la formación de fisuras y al desgaste.

Algunas partes se fabricaran en acero 4140 como pasadores y cosas que no tendrán mayor esfuerzo en la maquinaria.

Los aceros mas utilizados en la industria son SAE 1010, 1040 y 1045.

Recepción: para almacenar el material en la entrada del proceso se usara un silo que permitirá mantener de forma organizada el fruto este debe tener una capacidad mayor a la de 14 toneladas que es lo que se recibirá a diario. Es necesario adquirir uno de respaldo por si en algún momento se llega a requerir para almacenar mayor cantidad de materia prima.

Selección: La selección será un proceso que dependerá netamente del operador debido a que bajo distintos paramentos se encargara de aprobar el paso del fruto a la siguiente operación dentro del proceso. Para esto se utilizara una banda transportadora que facilitara el movimiento de la materia prima y disminuirá tiempos. Adicionalmente se usara un tanque receptor de residuos el cual almacenara el producto no deseado.

Pelado: El pelado de las raíces se hace manualmente sobre una mesa de acero inoxidable utilizando un pelador doméstico de papas. A medida que se pelan las raíces, es recomendable sumergirlas en un recipiente con agua potable con el fin de retardar el pardeamiento.

Lavado: El lavado se realizara en un equipo que mantendrá por medio de una bomba agitado el flujo de agua evitando la decantación de solidos y permitiendo la remoción de impurezas presentes en el fruto. En esta operación debe existir una capacidad de 10540 L como mínimo en donde el 20 % estará ocupado por agua.

Extracción: Este extractor contiene un disco abrasivo rotante que tritura la raíz y permite una separación inmediata del jugo y del bagazo, además, debe asegurar que el bagazo expulsado contenga el menor nivel de humedad posible. En esta etapa se pierde alrededor del 20% del peso de las raíces peladas en forma de bagazo. También este produce al instante un jugo claro que puede ser tratado de manera inmediata para evitar el pardeamiento. La extracción debe tener una capacidad mínima de 11000 kg.

Filtración:El proceso de filtración consiste en forzar el paso del jugo a través de una membrana porosa con el fin de retener las partículas de bagazo para luego eliminarlas. La mejor manera de filtrar el jugo de manera eficiente y rápida es usando un filtro prensa. Son mejores las mallas construidas con material de acero inoxidable ya que tienen un periodo de vida más extenso y garantizan el cumplimiento de las normas de higiene en el procesamiento. El tamaño de poro de las mallas no debe ser mayor a 100 µm de diámetro. El filstro debe de tener una capacidad minima de 8800Kg.

Evaporación:Este proceso debe ser manejado de manera muy coordinada entre las tres partes de las que consta el evaporador de maple:

Tanque de recepción

Bandeja de evaporación

Horno

La capacidad mínima que requiere el evaporizador es de 8400 Kg.

Carbonatación:

La bebida de jarabe es enviada a través de la bomba al dosificador el cual trabaja acorde al principio Venturi. Un control optimizado mantiene la velocidad de flujo a través del dosificador con un rango constante de trabajo. El vacío parcial generado en el área de menor área de flujo del dosificador causa una disminución de la presión, de esta manera se produce la succión de CO2. A parte de esto, el corto periodo de tiempo favorece a la distribución del gas CO2 haciendo una mezcla homogénea en el producto. El CO2 es suministrado desde un tanque presurizado hacia el saturador. La constante sobrepresión del tanque de CO2 permite una carbonatación equilibrada de la bebida. Este procedimiento mejora la perdida de CO2 en el proceso.

La capacidad mínima que requiere la carbonatación es de 1400 Kg.

3.6. Equipos y accesorios por construir. Materiales de construcción

En el anterior ítem se establecen los requerimientos y características de los equipos que se necesitan para la construcción de la planta, a continuación se mostraran las características del sistema de tuberías y válvulas.

En su mayoría, las tuberías transportaran vapor de agua, agua y jarabe de yacón, es por esto que deben tener las siguientes características:

Tabla 11

Caracteristicas de meteria de tuberias:

La utilización de recubrimiento para aislamiento térmico en tuberías de vapor disminuye el consumo de energía, reduciendo las pérdidas de calor a través de las paredes. Pueden considerarse valores de temperatura de pared por encima de 80°C.

Se utilizara tubería de acero u otro materia adecuado, según normas UNE u otra norma internacionalmente reconocida, cuyas características de presión y temperatura de servicio sean como mínimo las de diseño. Para el cálculo de las redes de tuberías se tomara la

temperatura máxima del fluido a transportar y la presión como la máxima total en la instalación. Las tubería tendrá un diámetro tal que la velocidad máxima de circulación es de 50m /s.

Tipos de trampas

Una trampa para vapor es un dispositivo que permite eliminar: condensado, aire y otros gases no condensables, además de prevenir pérdidas de vapor.

Parámetros a tener en cuenta para la selección:

1.- Caudal de condensado (kg/hr)2.- Presión nominal de vapor3.- Diferencial de presión (P2 - P1)

4.- Tipo de conexión (Roscada, soldada, bridada)5.- Material: Se recomienda que los colectores de condensado de la línea de vapor tengan un diámetro que no sea inferior a 1/3 del diámetro de la línea.

Buen drenaje de condensado Muy fuerte e insensible a los daños por congelamiento del vapor de agua Controlador hecho de acero inoxidable Disponible con unidad separada de control y heat chamber Protección integrada de no retorno Conexiones: Bridada, enroscados, terminales soldados, terminales soldados de socket. Dimensiones: : DN 15 a DN 50 Presión: PN 6 a PN 40 Materiales: C22.8 ; 15 Mo3; acero inoxidable

VALVULAS:

La gama de carbonadores va de un diámetro mínimo de 63 mm a un máximo de 168mm, para un volumen cambiable interno de un mínimo de 0,5 y un máximo de 8; contienen válvulas de seguridad prestablecidas, el control se puede comprobar con uno o dos sensores, se pueden modificar para requisitos particulares por varios dispositivos como altura especia, descarga más baja y la salida de la bebida por medio de un tubo lateral.

Las válvulas Mariposa de alto comportamiento se emplean en servicios que exceden los límites de presión y temperatura de las válvulas con asiento suave o cuando deben cumplirse especificaciones ANSI (American National Standards Institute). También se aplican en alto ciclaje de apertura-cierre. En las válvulas de asiento suave el asiento siempre está en contacto con el disco y cada ciclo contribuye a al desgaste del asiento.

Una válvula de mariposa de alto comportamiento tiene un diseño excéntrico que lleva un disco "doble excéntrico" (doble "offset"). Este diseño permite menos desgaste por rozamiento y por lo tanto una mayor vida y ciclaje. Se tienen pruebas de válvulas de mariposa de alto comportamiento que han ciclado millones de veces y aún exhiben cierre hermético.

Las normas MSS-SP68, AP1609, ANSI 150 (285psi) y ANSI 300 (740psi), son las bases para el diseño de estas válvulas. A diferencia de las válvulas de asiento suave, las de alto comportamiento (high performance) tienen una curva presión-temperatura asociada. A medida que aumenta la temperatura la capacidad de soportar presión, disminuye.

3.7. Mano de obra

NÚMERO CARGOS A PROVEER

IDENTIFICACIÓN DEL CARGO

SALARIO BÁSICO

MENSUAL

PRESTACIONES SOCIALES

SUBSIDIO TRANSPORTE TOTAL MENSUAL

2 operario $ 700.000,00 $ 728.000,00 $ 144.000,00 $ 1.572.000,00 6 operario $ 700.000,00 $ 2.184.000,00 $ 432.000,00 $ 3.316.000,00

40 operario $ 700.000,00 $ 14.560.000,00 $ 2.880.000,00 $ 18.140.000,00 1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00

1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00 1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00 1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00 1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00 1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00 1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00 1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00 1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00 1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00 1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00 1 operario $ 700.000,00 $ 364.000,00 $ 72.000,00 $ 1.136.000,00 2 operario $ 700.000,00 $ 728.000,00 $ 144.000,00 $ 1.572.000,00 2 operario $ 700.000,00 $ 728.000,00 $ 144.000,00 $ 1.572.000,00 2 operario $ 700.000,00 $ 728.000,00 $ 144.000,00 $ 1.572.000,00 2 operario $ 700.000,00 $ 728.000,00 $ 144.000,00 $ 1.572.000,00 2 operario $ 700.000,00 $ 728.000,00 $ 144.000,00 $ 1.572.000,00

TOTAL INVERSIÒN $ 44.520.000,00 En cuanto al personal que será empleado para la producción en planta se tienen en cuenta las siguientes operaciones y el número pertinente de personas para cada una de ellas:

Tabla 12

Costo de mano de obra (operarios).

Tabla 13

Costo de personal del área administrativa.



SALARIO BÁSICO

MENSUAL

PRESTACIONES

SOCIALES

SUBSIDIO TRANSPORTE

TOTAL MENSUAL

1 gerente$

3,000,000.00$ 1,560,000.00

$ - $ 4,560,000.00

1 contador$

2,000,000.00$ 1,040,000.00

$ - $ 3,040,000.00

1 jefe de planta$

1,500,000.00$ 780,000.00

$ - $ 2,280,000.00

4 recursos humanos$

900,000.00$ 468,000.00 $ 288,000.00

$ 1,656,000.00

5 calidad$

1,000,000.00$ 520,000.00 $ 360,000.00

$ 1,880,000.00

4 servicios generales$

650,000.00$ 338,000.00 $ 288,000.00

$ 1,276,000.00

2 recepción$

700,000.00$ 364,000.00 $ 144,000.00

$ 1,208,000.00TOTAL INVERSION $ 15,900,000.00

Tabla 14

Costo de personal del área comercial.



SALARIO BÁSICO MENSUAL

PRESTACIONES SOCIALES

SUBSIDIO TRANSPORTE

TOTAL MENSUAL

1 jefe de mercadeo 1100000 572000 72000 $ 1,744,000.00

3 vendedores 900000 468000 211500 $ 1,579,500.00 TOAL INVERSION $ 3,323,500.00

http://tungurr.wordpress.com/

4. RECOLECCIÓN DE DATOS ECONÓMICOS ESPECÍFICOS.

Los objetivos más claros de esta parte del trabajo son analizar la competencia para facilitarlas propuestas que permitan promocionar de una forma práctica y eficiente el producto en cuestión, así como también, identificar el mercado para garantizar la viabilidad del producto y tener claro los sectores en donde se podría desenvolver de una mejor forma; adicional a esto se desea estudiar el entorno de la empresa conociendo los estudios relacionados para dimensionar el futuro del producto.

En el cálculo de costos y utilidades se da uso a la plantilla trabajada en ingeniería financiera.

4.1. Estimación de costos de producción.

TABLA 15

Costos generales estimados de producción.

Tabla de análisis de costos

Maquinaría, mueble, insumo, herramientas,

otros

Cantidades

necesariasCosto unitario Valor total Proveedores

Transporte

Camioneta 1200.000

por viaje200.000

Independiente

SelecciónSet Cuchillo 15 $ 14.983.33 $ 225,000 Homecenter

Vanyplas Tanque #3 110 litros azul

5 $414.000 $ 2’070.000colemtanque

sMesa Acero Inoxidable

Altura 600 Central Ancho 700

2 $ 978.322,8$

1.956.645,6expomaquina

ria

Báscula industrial 1 $918.720 $ 918.720 AnapesingBáscula semi-industrial 1 $ 614.880 $ 614880 AnapesingBáscula manufacturera 1 $ 512.400 $ 512.400 Anapesing

Refractómetro portail 0-90%

2 $ 220.00 $ 440.000Mercado

libreLavado y desinfección

Argos Cepillo plástico doble uso medium 7 $ 9.900 $ 69.300 homecenter

Blanqueador Clorox Regular X 3800

3 $ 9.690 $ 20.970 Makro

Imusa Ponchera 47 litros azul

5 $ 34.900 $174.500 Homecenter

PeladoPelador 15 $ 16.900 $ 253.500 Homecenter

Imusa Ponchera 47 litros azul

3 $ 34.900 $104.700 Homecenter

Extracción del jugo y control del pardeamiento:Extractor de jugo Industrial 1 $ 3.800.000 $ 3.800.000 A la maula

Power Juicer Deluxe Lalannes Extractor semi

industrial1 $ 363.000 $ 363.000 A la maula

Extractor de jugos oster 3157 400w jarra de 600ml

1 $ 135.000 $ 135.000 A la maula

manufacturero

Ácido ascórbico * 125 45 $ 15.000 $ 675.000Laboratorios lamber S.A

Filtración del jugo:Filtro Prensa En Acero

Inoxidable 304 Manufacturero

1 $ 6.300.000 $ 6.300.000 Anapesing

Trent International filtro prensa industrial

1 $ 100.570.000$

100.570.000

Maquinaria en línea

Filtro prensa semi-industrial

1 $ 35.000.000$

35.000.000Mercado

libreEvaporación y concentración del jugo

Evaporador maple BASCON Semi-industrial

18” *48”1 $ 10.538.920

$ 10.538.920

Bascon

Evaporador maple BASCON Semi-industrial

18” *48”1 $ 4.161.570 $ 4.161.570 Bascon

Evaporador maple Manufacturero 24” *23”

1 $ 2.046.338 $ 2.046.338 Bascon

Concentración jarabeCaldero Extrafuerte corregido al proceso

50X30cm2 $ 179.900 $ 359.800

Makro y modificado

en casa

Estufa industrial 1 $ 917.989 $ 917.989Industrias

vargasFiltración jarabe

Filtro Prensa En Acero Inoxidable 304 Manufacturero

1 $ 6.300.000 $ 6.300.000 Anapesing

Malla 0,60 micrómetros de abertura para filtro prensa

de acero inoxidable10 $ 3.649,64 $ 36.496,4 Alibaba

Planta de carbonatación

Planta industrial 1 $ 91.240.876$

91.240.876Alibaba

Planta semi-industrial carbonatación

1 $ 30.879.945$

30.879.945Alibaba

Tabla 16

Costo de producción por bebida de yacón

NOMBRE DEL INSUMO

UNIDAD DE MEDIDA

CANTIDAD NECESARIA PARA UNA UNIDAD

COSTO UNITARIO DEL INSUMO

COSTO TOTAL

yacón kg 12.9 1500 $ 19,350.00 agua destilada litros 0.515 2000 $ 1,030.00

colorante kg 0.00327 14000 $ 45.78 esencia litros 0.000262 15800 $ 4.14

preservante kg 0.000405 6050 $ 2.45

liquido carbónico metros cúbicos 9.76E-06 120000 $ 1.17 ácido cítrico kg 0.005139 3290 $ 16.91

4.2. Utilidades.

En promedio se desea obtener una utilidad del 30% sobre el costo de fabricación de la

bebida lo cual nos da un valor de:

COSTOSTOTALES−(C . TOTALES−IMPUESTOS)1−((%UTILIDAD DESEADO )−( IMPUESTOS ))

Tabla 17

Precio de ventas potencia

$26,585.58 PRECIO POTENCIAL DE VENTAS AÑO 1





Tabla 18

Presupuesto de ventas en unidades

DESCRIPCIÓ

N

AÑO1 AÑO2 AÑO3 AÑO4 AÑO5 TOTAL

TOTAL

UNIDADES

915000 997350 1097085 1217764 1351718 5,578,918PRECIO POR

UNIDAD

$26,586 $27,407 $28,216 $29,852 $30,986TOTAL EN

PESOS

$24,325,808,324 $27,334,448,624 $30,954,896,344 $36,352,811,168 $41,884,981,972 $160,852,946,431

4.3. Mercados

El producto que se desea dar a conocer es una bebida carbonatada para personas con

problemas de obesidad y diabetes pero con la gran ventaja que no tiene contraindicaciones

para personas regulares que deseen consumirla, ampliando las secciones en donde se puede

comercializar. Además En una ciudad tan comercial como Bogotá se garantiza al menos un

mínimo de demanda en cuanto a este tipo de productos

Se desea exportar pero principalmente se iniciara dándose a conocer en el interior del país.

Tabla19

Estudio de posible mercado en Colombia.

Producto segmento Área / país Tecnología

Bebida

carbonatada

dietética

Supermercados,

almacenes de

cadena

Principales ciudades industrial

Bebida

carbonatada

dietética

Colegios y

universidades de

Bogotá

Principales ciudades

de Colombia

industrial

Bebida

carbonatada

dietética

Gimnasios y

centros deportivos

Principales ciudades

de Colombia

industrial

Debido a la gran demanda que generan las bebidas carbonatadas su público es extenso y

permite vincularse en diferentes campos, y al resaltar sus propiedades presentadas por el

cambio de la sacarosa por la oligofructosa se amplía buscando penetrar debidamente el

mercado de productos saludables.

Tabla 20

Análisis de clientes y competidores.

GRUPOS DE PRODUCTOS MOTIVACIONES VALORIZACIONES PRINCIPALES

CLIENTES COMERCIALIZADO

S

DE COMPRA VRS

COMPETENCIA

COMPETIDORES

Supermercados

en cadena

Bebida carbonatada

con sabor a Yacón

Sixpac, canasta, litro.

Empaque

llamativo.

Practicidad.

Precio asequible.

Buena BEBIDAS

ENERGETICAS

EN GENERAL

supermercados Bebida carbonatada

con sabor a Yacón.

Sixpac, canasta, litro.

Promociones por

compras mayores.

Empaque

llamativo.

Precio asequible

Buena BEBIDAS

ENERGETICAS

EN GENERAL

colegios Bebida carbonatada

con sabor a Yacón

canasta

Empaque practico.

Empaque

llamativo para

niños

Económico.

Buena NA

restaurantes Bebida carbonatada

con sabor a Yacón

Canasta, litro

Presentación

práctica y

llamativa.

Buena NA

Gimnasios y

centros

deportivos

Bebida carbonatada

con sabor a Yacón

Canasta, sixpac

Resaltar

beneficios hacia la

salud

Buena NA

4.4. Competencia.

Nuestra empresa (y producto) competirá directamente con otras empresas de bebidas

dietéticas, más que con empresas de productos naturistas o adelgazantes. Es una

competencia demasiado grande), tanto por la expansión y exploración del campo industrial

como por la calidad, buen nombre y gran tamaño de nuestros competidores. Ya que no es

fácil competir con empresas que generan bebidas de manera continua y sin muchas

complicaciones.

Tabla 21

Posible competencia para el proyecto.

EMPRESA PRODUCTO SEDE PRESENTACION EXPORTACION

Probell Bebida

carbonatada:

jumex sport

hidratante

CALI Personal 350 y

600 ml

SI

HERBARIFE Bebidas y

malteadas

nutricionales

TODO EL

PAÍS

618 – 638

GRAMOS

SI

LASANTE

VITAL

Bebidas

nutricionales a

base de frutos

como el noni

TODO EL

PAIS

360 ml SI

Tabla 22

Empresas productoras de bebidas ligth

CONCEPTOS NUESTRA

EMPRESA

HERBALIFE LASANTE VITAL

Dimensión y Latinoamérica Latinoamérica Latinoamérica

ámbito geográfico

Clientes

preferentes

Supermercados,

colegios, gimnasios

y centros deportivos.

Por catálogo Por catalogo

Líneas de

productos

Bebida tamaño

personal de yaCO2n

Bebidas y mateadas

nutricionales

Bebidas

nutricionales a base

de frutos como el

noni

Comunicación Voz a voz,

comerciales, bayas

publicitarias , redes

sociales, muestras

gratis

Propagandas en tv,

promociones centros

comerciales, prensa.

Bayas publicitarias,

redes sociales,

comerciales.

Cabe resaltar que se aspira a competir con estas entidades en un futuro, cuando nuestros

productos, de características similares al de ellos sean dados a conocer y aprobados por un

público. También que estas entidades son empresas que operan en el ámbito internacional;

para nuestra empresa es primordial impactar inicialmente en un aspecto distrital, siendo

este Bogotá y continuamente a nivel nacional.

Gracias a los avances tecnológicos que se han ido presentando en la industria de alimentos

y al progreso que ha tenido Colombia tecnológicamente para la producción en masa

mejorando las líneas de producción, aumentando la higiene por cada operación unitaria y

forzando a todas las empresas a ser mejores competidores entre si se ha conseguido una

industria alimenticia con mayores índices de calidad, rendimiento y eficiencia.

Teniendo en cuenta que nuestro producto presenta beneficios para la salud y que su

mercado es muy amplio, adjuntando el valor agregado que la industria de alimentos ofrece

nos enfocamos en la producción de una bebida dietética que promueve una fruta artesanal

con propiedades que beneficial el organismo y que es apta para todo tipo de público. La

producción no será un problema debido al amplio campo de enfoque que permite escoger el

mejor diseño de proceso y el más rentable sin modificar la calidad del producto terminado,

Las cantidades de equipos inicialmente necesarios para establecer una planta productora

estará determinada por la cantidad de capital de inversión.

Debido a que nuestro producto es innovador, que se ofrecerá a un público que hasta ahora

no se ha familiarizado con el sabor de la fruta artesanal producida en Colombia y que al

tener en cuenta lo anterior es un fruto económico haciendo una disminución en nuestros

gastos, será un producto económico que se presentara al público con las ventajas que

proporciona las propiedades de un nuevo sabor, generando en este curiosidad por

conocerlo y por emplearlo debido a sus cualidades representativas frente a la diabetes y al

sobrepeso. Se aprovechara que es un producto natural y efectivo, así mismo debido a la

falta de su aprovechamiento se facilitara la adquisición de la materia prima y será difícil

su escases debido a su falta de uso.

Al estar relacionado con la necesidad de las personas que desean conservar su salud en

buen estado y promover una cultura corporal sana se cuidara de mantener siempre una

calidad y efectividad correcta sin engañar al público ni descuidar el producto.

En Bogotá así no sea conocida la fruta, el Yacón se puede adquirir con facilidad en la

central de abastos o directamente desde los productores con un precio asequible y benéfico

para ingresarlo al proceso como materia prima

4.5. Inversión total.

4.5.1. Activos fijos

Tabla 23

Bienes fijos

Cantidad Marca Valor Total $

computador 11 Hp 900000 $ 9.900.000,00 impresora 5 hp 200000 $ 1.000.000,00 teléfono fijo 5 GE 80000 $ 400.000,00 teléfono celular

10 Samsung 100000$ 1.000.000,00

Camion transporte

1 Tonkin 150000000 $150.000.000

Total Equipos de Computo $1 62.300.000,00

Tabla 24

Equipos y maquinaria

Maquinaria y equipo Cantidad Marca Valor Total $tanque 110 lt vanyplas 5 414000 $ 2.070.000,00 mesa acero inoxidable expomaquinaria 3 979000 $ 2.937.000,00 bascula industrial anapesing 1 919000 $ 919.000,00 bascula semi-industria anapesing 1 614900 $ 614.900,00 bascula manufacturera anapesing 1 512400 $ 512.400,00

refractómetro mercado libre 2 220000 $ 440.000,00 maquina transportadora mercado libre 1 18683220 $ 18.683.220,00 peladores homecenter 15 16900 $ 253.500,00 extractor a la maula 1 3800000 $ 3.800.000,00 extractor semi industrial a la maula 1 363000 $ 363.000,00 extractor manufacturero a la maula 1 135000 $ 135.000,00 malla micrometros alibaba 20 3700 $ 74.000,00

filtro presa industrialmaquinaria en

linea1 100570000

$ 100.570.000,00 filtro presa semi industrial mercado libre 1 35000000 $ 35.000.000,00 evaporador maple bascon 1 10539000 $ 10.539.000,00 evaporador map manufacturero

bascon 1 2046400$ 2.046.400,00

caldero extrafuerte makro 4 180000 $ 720.000,00 estufa industrial industrias Vargas 1 918000 $ 918.000,00 planta industrial carbonatación alibaba 1 122100000 $ 122.100.000,00

Total Maquinaria y

Equipo

$ 302.695.420,00

Tabla 25

Muebles y enseres.

mueble Cantidad Valor Total $puesto de trabajo ocmpleto

5 1800000$ 9.000.000,00

escritorios 7 250000 $ 1.750.000,00 sillas 26 80000 $ 2.080.000,00 archivos 4 150000 $ 600.000,00

complemento de oficinas 15 23000 $ 345.000,00

Total Muebles y Enseres

$ 13.775.000,00

El total de la inversión total seria la suma de los activos fijos con el costo de producción del primer mes:

$ 20,450.45∗26250unid mes=$536 ´ 824.312 costo de∏ . primer mes ¿

$ 536 ´ 824.312+$ 13' 775.000+$ 302' 695.420+$162' 300.000=$ 1015 ' 594.732

IVERSIÓN TOTAL INICIAL= $ 1015 ' 594.732.


5. TABLA DE EQUIPOS DE PROCESOS

OPERACIÓN EQUIPOS DIMENSIONES MATERIAL

Recepción Silos - TK101 A, TK101 B Para un tanque:r:1 mh:3,5 mv:10,99 mˆ3Sobredimensionamient

Acero SAE 304L/304/326L

o:0,45 mˆ3para dos tanques:r:1,1 mh:1,5 mv:5,70 mˆ3Sobredimensionamiento:0,43 mˆ3

Selección Banda transportadora Se usaran dos bandas transportadoras por mesa de operación

Acero SAE 1045

Pelado Banda transportadora Alto: 0,1 mAncho: 1,17 mLargo: 4,68 m

Polimero

Lavado Tanques - V101 A, V101 B Para un tanque:r:1 mh:4,5 mv:14,13 mˆ3Sobredimensionamiento:1,49 mˆ3

para dos tanques:r:1,1 mh:1,8 mv: 6,84 mˆ3Sobredimensionamiento:1,51 mˆ3


Extracción Extractor - V102 A, V102 B Para un extractor:r:1 mh:3 mv:9,42 mˆ3Sobredimensionamiento:099 mˆ3

para dos extractores:r:1,1 mh:1,3 mv:4,94 mˆ3Sobredimensionamiento:0,72 mˆ3


Filtración Filtro - F101 Para un filtro:r:1 mh:2,3 mv:7,22 mˆ3Sobredimensionamiento:0,48mˆ3

para dos filtros:r:1,1 mh:1 mv:3,80 mˆ3Sobredimensionamiento:0,42 mˆ3


Evaporación Evaporador - E101 Para un Eevaporador:r:1 mh:2,3 mv:7,22 mˆ3Sobredimensionamiento:0,81mˆ3

para dos evaporadores:r:1,1 mh:1 mv:3,80 mˆ3Sobredimensionamiento:059 mˆ3

Acero SAE H13

Carbonatación Reactor - R101r:0,6 mh:1,5 mv:1, 64 mˆ3Sobredimensionamiento:0,62 mˆ3

Acero SAE H13

Envasado Dosificador Acero SAE 1045/1010/1040


6. COMERCIALIZACIÓN.

6.1. Ventas y servicios de ventas (métodos de venta y distribución, propaganda requerida, servicios técnicos requeridos).

Como primera medida, tomaremos los medios de publicidad como una herramienta

importante, gracias a que esta hará que los clientes se interesen por el producto, luego

buscamos conformar diversos puntos (por ahora) en Bogotá para ampliar la penetración en

el mercado y expansión de este, luego al adquirir gran reconocimiento podremos

expandirnos a nivel nacional.

Estrategia de Cartera, se buscara hacer convenios con diferentes centro de salud o de

recreación haciéndoles ver las ventajas de nuestro producto y lo que puede ofrecer a sus

posibles consumidores, de esta forma en los lugares que decidan apoyarnos hacer campañas

para la participación de eventos que promuevan el producto por sí solo, como pueden ser

carreras, competencias apoyando a deportistas que empiecen a familiarizarse con la bebida,

en un inicio se buscara apoyo de instituciones que busquen un beneficio similar al nuestro.

Estrategia de segmentación, debido a que es un producto muy comercial, que se ofrece

fácilmente gracias a la notable demanda existente de productos carbonatados se buscara

llegar principalmente a las personas con problemas de obesidad haciéndoles saber que el

Yacón tiene propiedades diuréticas y la gran ventaja que presenta la sustitución de la

sacarosa por la oligofructosa, pero teniendo presente que en un futuro se busca que el

público sea generalizado.

Estrategia de crecimiento, nuestra más grande prioridad es beneficiar a las personas con

problemas de sobrepeso, puesto que estos serán nuestros clientes principales dado a que el

producto está enfocado a ellos, además nuestra segunda prioridad es mantener en

excelentes condiciones el funcionamiento de la empresa, teniendo un riguroso reglamento

para cada uno de los integrantes. El objetivo de nuestro producto es lograr una óptima

satisfacción por parte del público, teniendo en cuenta su calidad y adecuada disposición.

Promoviendo a un crecimiento viable y productivo.

Comercialización, Cuando se nombra la palabra comercialización, muchas empresas se

refieren simplemente a vender y hacer publicidad de un producto, pero, existen factores

como el evaluar las necesidades del demandante, los beneficios que adquirirán los clientes

con el producto y por último analizar el precio que está dispuesto a pagar cada cliente por el

bien o servicio.

Para esta distribución, se incurrirá en métodos de tele mercadeo, para establecer con certeza

citas, que posteriormente se deben confirmar para las visitas de un representante de la

empresa, ante las entidades anteriormente mencionadas, también informando a cerca de

este nuevo producto por un medio masivo de comunicación como el periódico; así como la

entrega de volantes y plegables a público en general, desde transeúntes hasta gerentes de

empresa. Del mismo modo se hará por Internet y por medio de bayas publicitarias.

Estrategia de posicionamiento, debido a que es un producto que presenta innovación

convirtiéndolo en algo único el posicionamiento se dará gracias a las propiedades que

presenta, cuando se hayan dado a conocer el producto adquirirá un lugar en el mercado.

Tabla 26

Matriz de Ansof.

MERCADO PRODUCTO EXISTENTE PRODUCTO NUEVO

Mercado

actual

Bebidas con sabor a Yacón una fruta

desconocida artesanal típica de

Colombia que sustituye la sacarosa por

fructosa ofreciendo múltiples

propiedades benéficas para la salud.

Teniendo en cuenta las

propiedades del Yacón mantener

en constante estudio la

optimización del proceso para

mejorar sus condiciones y

presentación

Mercado

nuevo

Producto conocido y deseado no solo

por personas con problemas de

obesidad sino todo tipo de público que

ha adquirido un gusto propio por la

marca

Generación de otros productos

basados en Yacòn que mantengan

el contexto de la empresa pero que

sigan impulsando el sentido de

innovación.

6.2. Condiciones de envío del producto (recipientes y restricciones).

Las bebidas carbonatadas pueden ser envasadas tanto en envases retornables como descartables. A nivel internacional, tanto el plástico como el vidrio son materiales aptos para ambas opciones de envasado. El sistema de envasado así como el tipo de material tiene un impacto específico sobre la salud y el medio ambiente y conllevan costos específicos a lo largo de su ciclo de vida. Se escoge el envase descartable plástico porque tiene una ventaja costo-eficiencia que el envase retornable de vidrio.

6.2.1. Desventajas del vidrio en comparación con el PET:

6.2.2. Ventajas del PET como envase:No extrae ni transfiere sabores a la bebida envasada.Muy buenas propiedades de barreraEs un material amorfo, cristalizable y fácil de procesar.Alta claridad y excelente brilloResistencia química.Esterilizable.Irrompible.Reciclable.

Crea menos residuos sólidos por unidad de contenidos que el vidrio o el aluminio, es de fácil y segura manipulación.El consumidor no tiene que llevar al supermercado las botellas vacías.Es compactable.Si se dispone en un relleno sanitario ocupa un mínimo espacio y por ser químicamente inerte no contamina.

En cuanto a restricciones se debe conservar la bebida a condiciones ambientales o bajo refrigeración, es importante evitar el contacto con el calor porque esto podría deteriorar la conservación de la bebida, según estudios realizados el tiempo de dicha conservación es de 12 meses.

6.3. Situación de la patente y restricciones legales

En Colombia la entidad encargada de otorgar las patentes es la Superintendencia de Industria y Comercio cuyas oficinas principales se encuentran Bogotá; allí, se pueden adquirir las carpetas para solicitud de Patentes de Invención, Modelos de Utilidad y/o Diseños Industriales. Esta entidad también se encarga de registrar marcas, sean nominativas, de origen, mixtas o enseñas comerciales.

Superados los trámites se debe realizar una publicación en "LA GACETA DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL". Se dejan 30 días hábiles después de la publicación por si alguien requiere formular una demanda de oposición u observaciones.

6.3.1. Requisitos para solicitar patente:

Se debe adquirir la carpeta en cartulina (Forma P-10) la cual servirá de carátula para la solicitud.

Las solicitudes presentadas a la Superintendencia de Industria y Comercio deben contener:

La identificación del solicitante y del inventor Título o nombre de la invención que debe ser Descriptivo, Breve y Preciso, evitando

la designación excesivamente general o abstracta, sin hacer referencia a la marca o el nombre comercial que se le quiera dar al producto o proceso.

Un resumen con el objeto y finalidad de la invención. La descripción clara y completa de la invención en forma tal que una persona

versada en la materia pueda ejecutarla; si es necesario, debe ayudarse de dibujos realizados técnicamente.

Una o más reivindicaciones que precisen la materia para la cual se necesita la protección mediante la patente.

Para la interpretación de la invención: Los dibujos, los planos o las figuras que sean necesarias, en hojas tamaño oficio, realizados en tinta negra indeleble por una sola cara del papel, en lo posible sin marcos ni letreros (sólo los que sirvan para designar la figura)

Cuando hay una solicitud extranjera previa: la copia de la primera solicitud de patente, en el caso de que se solicite prioridad, señalándola expresamente: si no se reclama la prioridad, no es exigible la copia.

La tarjeta para el archivo temático y una tarjeta para el archivo de propietarios, debidamente diligenciada, de acuerdo con el formato de la Superintendencia de Industria y Comercio.

Para efectos de publicación : un resumen que contenga la identificación del inventor, el título de la invención, lo más relevante de la descripción o reivindicación, el arte final del dibujo o figura más característica, o fórmula química más característica en tamaño de 12 x 12 cm por duplicado si fuere el caso y los datos bibliográficos pertinentes.

Los poderes que fueren necesarios Comprobante de pago para Patente de Invención o para Patente de Modelo de

Utilidad. El texto (por duplicado de la descripción) y las reivindicaciones debe ser presentado

en hojas blancas tamaño oficio, escritas en tinta negra e indeleble, por una sola cara del papel. El original quedará en la oficina y la copia será para el solicitante.

Tabla 27

Documentos necesarios para presentar patente

7. LOCALIZACION, CONSTRUCCIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA

7.1. Distribución de la planta de proceso

7.2. Planos detallados para la construcción de equipos

Se hace un análisis por cada una de las operaciones unitarias del proceso, y se generan las dimensiones para la construcción de equipos si dicha operación la requiere

7.2.1. Para la recepción de la materia prima habrán dos personas que se encargaran de la logística de entrada, recibirán los productos, revisaran las cajas o bultos y organizaran el material de una forma apropiada. Esto se realizara en la entrada de la bodega y se puede necesitar de un silo o tanque de almacenamiento para su recepción. Personal: 2.

7.2.2. La selección se realizara con la ayuda de una banda transportadora (la misma que se usara en el pelado) que permitirá el paso del fruto.

Para esto se establecen ciertos parámetros de calidad en la raíz entre los cuales se encuentran los siguientes:

Aspecto de la fruta. nivel de maduración. Color. tamaño.

Cabe resaltar que estos parámetros están ligados a la apreciación de los operarios encargados. Personal: 6.

7.2.3. En el pelado se requiere de más de 10 operadores teniendo en cuenta que se deben pelar un aproximado de 14 toneladas de fruta. Esto se realizará en bandas transportadoras (una de recepción y otra de material sin cascara) y con el uso de elementos como peladores y cuchillos. Personal: 10 por cada mesa de trabajo (se necesitaran cuatro mesas de trabajo es decir q el total de operarios será 40 en esta operación).

Se tienen 10 operarios por mesa o banda.Si un fruto de Yacón pesa 2 libras entones cada operario deberá pelar 1 fruto por kg de Yacón, adicionalmente la raíz tiene un diámetro de 10 cm, 0.1m y 25cm, 0.25cm de largo.

7.2.4. En la etapa de lavado se realizara en un tanque que permitirá el remojo del fruto sin cascara para eliminar algunas impurezas que puede llevar aun el fruto. Con ayuda de una bomba se realizara una agitación que no permitirá la sedimentación de impurezas. El material del tanque será acero inoxidable ya que se necesita que este en contacto constante con agua. Personal: 3.

Se usarán dos tanques para comodidad de operaciones de control en donde las dimensiones serían las siguientes:

V=π r2 h

7.2.5. Este extractor contiene un disco abrasivo rotante que tritura la raíz y permite una separación inmediata del jugo y del bagazo, además, debe asegurar que el bagazo expulsado contenga el menor nivel de humedad posible. En esta etapa se pierde alrededor del 20% del peso de las raíces peladas en forma de bagazo. También este produce al

DIMENSIONES PARA 1 TANQUE

DIMENSIONES PARA 2 TANQUES

instante un jugo claro que puede ser tratado de manera inmediata para evitar el pardeamiento. Personal: 2.

Se usarán dos tanques para comodidad de operaciones de control en donde las dimensiones serían las siguientes:

V=π r2 h

7.2.6.Filtro prensa que usara las mallas construidas con material de acero inoxidable ya que tienen un periodo de vida más extenso y garantizan el cumplimiento de las normas de higiene en el procesamiento. El tamaño de poro de las mallas no debe ser mayor a 100 µm de diámetro. Personal: 2.

7.2.7.En la evaporación se tiene un equipo compuesto de tres partes de las que consta el evaporador de maple: el tanque de recepción, la bandeja de evaporación y el horno

Tanque de recepciónEs un recipiente en el que se almacena temporalmente el jugo de yacón filtrado y que sirve para alimentar de jugo a la bandeja de evaporación. En el tanque de recepción existe una llave que permite regular la cantidad de jugo que debe caer a la bandeja de evaporación.

Bandeja de evaporación:Esta bandeja tiene en su interior una serie de divisiones que crean compartimentos (a manera de canales) por donde el jugo de yacón hace un recorrido lento desde un extremo de la bandeja al extremo opuesto, impulsado por el jugo que ingresa al evaporador desde el tanque de recepción. El jugo que ingresa al evaporador compensa el volumen de agua evaporada y mantiene un mismo nivel en la bandeja (necesario para evitar que el jugo se queme y se arruine el producto final). Así, después de un periodo de tiempo se habrá generado un gradiente de concentraciones del jugo en el evaporador, el cual irá desde 10° Brix (valor promedio con el que el jugo de yacón ingresa a la bandeja de evaporación) a un valor de 50 a 60° Brix (valor máximo que alcanza el jugo después que ha hecho su recorrido hasta el extremo opuesto en la bandeja de evaporación).

DIMENSIONES PARA 1 TANQUE

DIMENSIONES PARA 2 TANQUES

Horno:Dependiendo de la zona en la que se ubique la planta de procesamiento se puede diseñar el horno para que funcione con gas propano. Cuando se trabaja con gas propano o petróleo, se logra una distribución uniforme y pareja del calor dentro del horno, lo cual facilita un correcto proceso de evaporación del jugo.

7.2.8. Reactor por lotes. La bebida de jarabe es enviada a través de la bomba al dosificador el cual trabaja acorde al principio Venturi. Un control optimizado mantiene la velocidad de flujo a través del dosificador con un rango constante de trabajo. El vacío parcial generado en el área de menor área de flujo del dosificador causa una disminución de la presión, de esta manera se produce la succión de CO2. A parte de esto, el corto periodo de tiempo favorece a la distribución del gas CO2 haciendo una mezcla homogénea en el producto. El CO2 es suministrado desde un tanque presurizado hacia el saturador. La constante sobrepresión del tanque de CO2 permite una carbonatación equilibrada de la bebida. Este procedimiento mejora la perdida de CO2 en el proceso. Personal: 2.

V=π r2 h

7.2.9.se utilizará una maquina envasadora con dosificador que permitira el control del proceso. Personal: 2.

7.3. Diagramas de tuberías

El diagrama de tuberías se encuentra en el archivo adjunto a este documento

7.4. Ubicación de almacenes, laboratorios, seguridad, vestuario, transporte.

PRIMER PISO

SEGUNDO PISO

TERCER PISOagen

TERCER PISO

7.5. Índice de fuego y exposición de Dow.

Realizando el análisis de las operaciones que hay en la planta, básicamente se encuentran IFE en dos operaciones: evaporación por uso del horno y carbonatación donde ocurre reacción química.

Evaporación: dentro de este proceso se determinan los siguientes riesgos tanto generales como específicos.

o Unidades de proceso encerradas o al interior de la planta.o Accesos en un caso de incendio.o Temperaturas cercanas a la inflamación.o Uso de equipos con fuego.

Dentro de las herramientas de control se usan materiales de aislamiento para el control térmico, en el caso del horno se usa asilamiento en grafito y materiales compuestos carbono/carbono para altas temperaturas lo cual ofrece protección y confinamiento del vapor existente, sin riesgos de contaminación.

Carbonatación: por el uso del líquido carbónico se identifican los siguientes IFE:o Material toxico.o Presión sub-atmosférica.o Bajas temperaturas.

Dentro de las herramientas de control existe el sistema de instrumentación del proceso, teniendo en cuenta las características toxicas del líquido carbónico antes mencionadas se debe tener un lazo de control del caudal del líquido carbónico por medio del principio vortex; también para el control de la presión de vacío por medio de instrumentos como el vacuometro.

En general, en una empresa en la que se están realizando procesos industriales a diario se debe promover el uso de elementos de protección personal a los operarios, ellos deben contar con su dotación completa, para esto se debe tener un delegado para que vigile a todos los operarios para evitar accidentes de trabajo y así mismo debe haber una persona encargada de las capacitaciones al personal con el fin de sensibilizar a los empleados.

La capacitación que realizaríamos a todo nuestro personal de Tungur Ltda es la siguiente:

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http://www.infrasal.com/index.php?option=com_content&view=article&id=17&Itemid=24

Diseño de una planta de producción de bebida nutraceutica a base de yacón final

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