Ingenieria de Proyecto Cap 4

5/11/2018 Ingenieria de Proyecto Cap 4 - slidepdf.com

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JUGO NATURAL DE NARANJA IND-218

EVALUACION DE PROYECTO Página 1

CAPITULO IV

INGENIERÍA





4.-INTRODUCCION

La ingeniería del proyecto es aquella parte del estudio que tiene que ver con

la fase técnica, es decir, con la participación de los ingenieros técnicos en las etapas

del estudio, instalación, puesta en marcha y funcionamiento del proyecto, ladescripción y cuantificación de los factores que intervienen en el proceso físico de

producción (factores fijos y factores variables)".

Fuente: Mc Graw Hill Preparación y evaluación de proyectos 2da edición

4.1.- OBJETIVOS

4.1.1OBJETIVO GENERAL.

Resolver todo lo concerniente a la instalación y funcionamiento de la planta

desde la descripción del proceso, adquisición de equipos y maquinarias.

4.1.2.- OBJETIVO ESPECÍFICO.-

Describir el proceso de elaboración del jugo de naranja

Determinar la cantidad de materia prima o de insumos que se utilizaran

para el proceso de fabricación del producto. Definir el tipo de maquinarias y equipos que serán necesarios para la

fabricación el producto.

Determinar la distribución óptima y estructura civil de las secciones de la

planta.

Definir la instalación eléctrica y del agua.





4.2.- DIAGRAMA DE PROCESO.-

4.3.- DESCRIPCION DEL PROCESO INDUSTRIAL Y SELECCIÓN DETECNOLOGÍA

4.3.4.-AREA DE ACONDICIONADO.- Las frutas se recepcionan en la planta antes

de ser procesadas, hade ser acondicionada, realizando la eliminación de podridos ,

un lavado y sanitizacion adecuado así como una clasificación adecuada por

tamaños

4.3.4.1.- RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA E INSUMOS

La materia prima se transporta en camiones hasta la industria, y a la descarga,

son pesados en una báscula para dar el peso bruto. Tras esta operación los

camiones descargan su contenido en los silos y se vuelven a pesar. Esta pesada se





apunta en el ticket, siendo el peso neto de la materia prima. Los frutos son

transportados, en un transportador elevador que los lleva a los SILOS DE NARANJA

La recepción de la fruta será diaria, con las consiguientes pérdidas que esto supone,

según el modelo “just in time”. A pesar de que existen otros sistemas para realizar la

recepción de la materia prima, se elige el sistema por siguientes motivos:

1. contar con un sistema de control de la materia prima

2. Este sistema presenta menores costes de inversión en maquinaria.





NOMBRE ALMACENAMIENTO PRESENTACIÓN OBSERVACIÓNMateriaPrima

NaranjasFrescas

Se almacena en silos derecepción.

La fruta llega encamiones

La recepción de lafruta será diaria nomas de 48 horas.

Azúcar Sacarosa

Para almacenarlo se loapilará sobre tarimas de

madera

Vienen en Bolsas de50 Kg

Mantener en lugarseco y ventilado

Vitamina“C”

ÁcidoCítrico

El almacenamientotambién se lo hará sobre

tarimasBolsas de Kg

Mantener en lugarfresco y seco.

NOMBRE ALMACENAMIENTO PRESENTACI N OBSERVACI N

Saborizante

Bolsas de KgEvitar exposicióndirecta a la luz de

día

Corrector de sabor aNaranjas

(grado alimenticio)Corrector de color

Apilar sobreTarimas/Pallets

Envases deKg

Conservar enambiente fresco y

secoColorante Naranja (grado

alimenticio)Estabilizante/conservante Almacenamiento y

conservación sobreTarimas

En envases deKg

Mantener elenvase cerradouna vez abiertoMeta Bisulfito de Potasio

Agente limpianteApilado sobre

tarimasEn Bolsas de

Kg

Mantener alejadode los

alimentos/insumos

Hipoclorito de sodio en lugar seco yfresco

Botellas plásticas Apilar sobre tarimasLotes de

Unidades deBotellas

Mantener alejadodel Hipoclorito de

sodio

Tapas p/ botellasplásticas

Almacenamiento endepósito

Bolsas deUnidades deTapas

Mantener envasecerrado despuésde su uso

Etiquetas plásticasPegamento Industrial





4.3.4.2.-SELECCIÓN.-

La selección se realiza con el objetivo de eliminar las naranjas que no cumplan

con las especificaciones necesarias, además de la eliminación de tallos, hojas y otros

posibles elementos. La fruta que no cumple las especificaciones se elimina mediante

una tolva que se encuentra situada bajo la mesa.

La mesa está provista de unos rodillos que hacen girar la fruta, mostrando de esta

forma las distintas partes del fruto al personal encargado de la selección, En este

punto del proceso, mientras se realiza la inspección se toma al azar una muestra

aleatoria de los frutos que será llevada al laboratorio para realizar las pruebas

pertinentes de control de calidad.

1. Es un método con unos costes de inversión bastante aceptables.

2. Resulta bastante efectivo para la eliminación de tallos, hojas y fruta noDeseada.

3. Aunque existen en desarrollo métodos fotoeléctricos que utilizan las

distintas

Gamas cromáticas de los colores para la detección de frutos, resultan más

Costosos y aun no están lo suficientemente avanzados.





4.3.4.3.-LAVADO.

En esta parte del proceso se eliminar todas las partículas y componentes que

son extraños a la fruta, que pueden contaminar el zumo como, mediante el

ablandado y removido de la suciedad. La eliminación de esta suciedad se realiza enesta misma lavadora, dotada de aspersores y cepillos cilíndricos rotatorios que dan

vueltas en la misma dirección que el flujo de las naranjas.

El lavado y cepillado se realiza en esta misma lavadora con aspersores y cepillos

cilíndricos rotatorios, y las razones por las que se ha elegido este método son las

siguientes:

Características.-

1. Su eficacia y funcionalidad están sobradamente probadas.

2. En caso de ser necesario, al agua de los aspersores se le puede añadir

aditivos sin ningún problema.

3. El coste y mantenimiento de esta instalación es reducido.





4.3.5.- ÁREA DE EXTRACCIÓN

La fruta previamente sonetizada es alimentada al os cabezales e l extractor el

cual será posteriormente afinado y calibrado.

4.3.5.1.- CALIBRADO

El calibrado se hace necesario debido a la sensibilidad que presentan los

extractores al diámetro de la fruta para su correcto funcionamiento Con este

calibrador se ha conseguido aumentar la producción sin aumentar sus dimensiones,

sus características de calibrado permiten que se pueda trabajar en él, cualquier

tipo de fruta más o menos esférica y principalmente la achatada. la fruta pasa

al conjunto de pares de rodillos calibradores, estando dotados de movimiento de

rotación y translación. De cada par de rodillos, el primero va solidario a un par de

cadenas, las cuales imprimen un movimiento de translación. El segundo rodillo va

solidario con el primero y apoyado en su recorrido sobre una guía quebrada.

El calibrador descarga la fruta en tres cintas inclinadas. Según su diámetro.





4.3.5.2.- EXTRACCIÓN.

Hay dos sistemas para la extracción de zumo que son los más importantes a

nivel mundial. Estos sistemas son el FMC (Food Machinery Company) Y BCM

(Bronw Citrus Machinery). El motivo por el que se eligen los extractores FMC se basaen los motivos que se exponen a continuación:

1. Permite obtener por separado tres fases: zumo rico en pulpa, emulsión de aceite

(entre 0,1 y 0,2%) y por último membranas, semillas y corteza. Este hecho simplifica

tecnológicamente el proceso.

2. Posee un mayor rendimiento en zumo que el extractor Bronw. El zumo es el

producto fundamental que se obtiene en la planta y no los aceites esenciales, que

por otro lado son de mayor valor en el caso del limón

4.3.5.2.1.- Descripción del equipo.- 1: Descripción del equipo La fruta, llega al extractor a través de una cinta

transportadora y se posiciona automáticamente en la parte inferior de la copa.

Una cuchilla de acero inoxidable situada en la parte superior (upper cutter)

corta un círculo de corteza en la parte superior del cítrico, para permitir la

separación de la corteza de las porciones interiores de la fruta. En la parte

inferior otra cuchilla (lower cutter) corta una porción de corteza para permitir el

acceso del cilindro de tamizado (prefinisher tube) al interior del fruto. La copa





superior (upper cup) y la copa inferior (lower cup) sujetan el fruto durante todo

el proceso de exprimido para evitar su rotura.

El cilindro de pre tamizado separa los elementos internos del fruto en función

de su tamaño; el zumo y la pulpa pasarán a través de los orificios del

pretamizador y se depositarán en el depósito de zumo (juice mainfold),

mientras que las membranas y semillas se descargarán por el tubo inferior

(orifice tube). 1: Descripción del equipo La fruta, llega al extractor a través de una cinta

transportadora y se posiciona automáticamente en la parte inferior de la copa.

Una cuchilla de acero inoxidable situada en la parte superior (upper cutter)

corta un círculo de corteza en la parte superior del cítrico, para permitir la

separación de la corteza de las porciones interiores de la fruta. En la parteinferior otra cuchilla (lower cutter) corta una porción de corteza para permitir el

acceso del cilindro de tamizado (prefinisher tube) al interior del fruto. La copa

superior (upper cup) y la copa inferior (lower cup) sujetan el fruto durante todo

el proceso de exprimido para evitar su rotura.

El cilindro de pre tamizado separa los elementos internos del fruto en función

de su tamaño; el zumo y la pulpa pasarán a través de los orificios del

pretamizador y se depositarán en el depósito de zumo (juice mainfold),mientras que las membranas y semillas se descargarán por el tubo inferior

(orifice tube).





2: Extracción En esta primera fase del ciclo de extracción, la copa superior se

desplaza hacia abajo provocando una presión en el cítrico de forma que las

cuchillas superior e inferior comienzan a cortar los extremos superior e inferior

del fruto. El diseño de las copas permite que el fruto quede perfectamente

sujeto, evitando que se rompa y consiguiendo una extracción uniforme durante

todo el proceso.

En general, en todos los sistemas de extracción de zumos de cítricos, es muy

importante la operación preliminar de calibración de los frutos por tamaños, ya

que la eficiencia de la extracción y la calidad del zumo obtenido van a estar

muy relacionadas con la correcta asignación del tamaño de fruta al tamaño de

copa apropiado





3: Extracción.- Cuando el ciclo de extracción continúa, los dedos de las copas

se entrecruzan y el aumento de presión sobre el cítrico obliga al zumo, a las

partes interiores del fruto (zumo, pulpa, membranas y semillas) a pasar a

través del fondo al cilindro tamizador. A la vez que la corteza empieza a salir

por la parte superior, entre la copa y la cuchilla.

4. TAMIZADO.- las porciones interiores del cítrico se hallan localizadas en el

interior del cilindro tamizador. En este momento, el tubo del orificio se mueve

hacia arriba, presionando el contenido del cilindro tamizador, lo que provoca

que el zumo y la pulpa pasen a través de los orificios del tamiz y pasen al

depósito colector de zumo. Las partes del fruto de mayor tamaño, que no

pueden atravesar el tamiz, son descargadas por un orificio en el tubo inferior y

evacuadas fuera de la máquina. Las cortezas, rotas al ser forzadas a pasar a

través de los dedos de las copas, se eliminan por la parte superior de la





máquina depositándose Colector. Durante la extracción las pieles, a pasar a

través de los dedos de las copas, sueltan el aceite esencial contenido en las

vesículas. Este aceite es arrastrado mediante una corriente de agua y

recogido por separado como una emulsión de aceite.

4.3.5.3.- CLARIFICACIÓN

El zumo obtenido en los extractores requiere un procesado adicional para

eliminar la turbidez, o bien, para obtener un zumo limpio y libre de pulpa, corteza

blanca, piel y semillas. A esta operación se la conoce como clarificación o acabado.Los clarificadores separan el zumo mediante la acción de un rotor que gira en una

criba cilíndrica. El diámetro del cilindro es normalmente del orden de 35 cm y el de

los orificios de la criba de 0,02−0,03 cm. El zumo sale por los orificios, mientras que

el rotor empuja a la pulpa hacia el extremo de descarga del cilindro, en donde se

aplica una contrapresión por medio de una válvula mecánica o neumática. Dicha

contrapresión no debe ser

Muy elevada, ya que causa la aparición de sabores desagradables y una baja calidadgeneral de los zumos simples.





1° PROCESO TAMIZADO DEL ZUMO.

Se hace necesaria una reducción del contenido de pulpa del zumo, por lo que

deberá ser tratado ahora por un tamiz rotatorio.

El zumo proveniente del extractor es conducido por gravedad hasta el

tamiz. Esta unidad ha sido diseñada, para extraer el zumo de productos con

bajo contenido en fibra o pulpa. El mínimo ajuste existente entre el tornillo de

empuje y las cribas mantiene todos los tamices limpios y el flujo de zumo es

constante. Para obtener más reducción de la pulpa se utiliza

seguidamente el separador centrifugador.

2° PROCESO CENTRIFUGADO

Para la clarificación el zumo atravesará dos etapas. En primer lugar el zumo

pasará por un tamiz que hace descender el contenido en pulpa desde un

19-20% aproximadamente a un valor en torno al 12%, y en segundo lugar se

hará uso de una maquina centrífuga que situará el contenido final de pulpa en

un 8%. dependiendo del porcentaje de pulpa que se quiera dejar, que en





nuestro caso será del 12%. Para conseguir este resultado se utilizará una luz

de malla de 0,5 mm que nos proporcionará el resultado deseado.

Para la segunda etapa en el proceso de clarificación del zumo, tras haber

atravesado el tamiz se usará una centrífuga. Así pues, para la clarificación

final del zumo, se hará uso de una centrifuga filtrante de tipo continuo.

Para el caso de los aceites esenciales se utilizará igualmente un tamiz y dos

centrifugas.

AREA DE TRATAMIENTO TERMICO

Ar 4.3.5.4.- HOMOGENIZADO.-El zumo se homogeniza, para mantener los sólidos en suspensión y que éstos

no precipiten hacia el fondo del tanque, por lo que se instala un agitador en el fondo

del tanque, y así obtendremos un producto homogéneo.

.4.3.5.5.- DESAIREADO.

Se hace preciso desairar es decir, quitar el aire presente en el zumo, para evitar

posibles oxidaciones del zumo. Se elimina tanto el oxígeno como el dióxido de

carbono disuelto. Para ello se aplica una bomba de vacío, en el tanque de Desairado,

antes de entrar en el pasteurizador. Lo normal para zumos de frutas es un contenido

de oxígeno aceptable de 0,5 -1,0 mg/litro, para que los microorganismos, presentes

en el zumo, no puedan alterarlo en demasía.





La eliminación de aire reduce la cantidad de oxígeno disponible en el producto,

susceptible de provocar la destrucción de la vitamina C, así como otras diversas

reacciones de oxidación, que conducen a un deterioro de su calidad. El aire y el

oxígeno pueden penetrar en el producto durante la preparación y las diversas

manipulaciones, a las que se puede ser sometido el zumo. Por lo tanto se hace

necesaria una reducción, de aire y oxígeno, en el zumo para obtener un producto de

mejor calidad, que además se conservará durante más tiempo.

Se puede practicar la eliminación de aire en él la línea de producción justo antes de

pasteurizar el producto.

fig

4.3.5.6.- PASTEURIZACIÓN.

El zumo concentrado es un producto estable desde el punto de vista

Microbiológico, aunque es conveniente someterlo a una pasterización suave con el

fin de evitar los efectos que pueden producir algunas reacciones enzimáticas. Para

pasterizar el zumo se llevará a éste a una temperatura de 85º C durante 20

segundos.

Se opta por un intercambiador de placas por su versatilidad, ya que tiene una gran

facilidad de desmontaje y limpieza, buenos rendimientos y permite aumentar o

disminuir el número de placas de un bastidor y la forma de la corriente para una

mejor adaptación al proceso.





La pasterización del zumo se realiza en un intercambiador de placas por los motivos

siguientes:

1 Su instalación se puede realizar en un espacio reducido.

2 Es fácil de limpiar e incluso de desmontar para su mantenimiento.

3 Frente a otros sistemas de pasterización, presenta la ventaja de su fácil

adaptación, ya que se puede ampliar de forma muy sencilla, simplemente añadiendo

placas nuevas al sistema ya existente.

4.3.6.1.-ENVASADO.-

La finalidad perseguida al envasar un producto es hacerlo llegar al consumidor en

perfectas condiciones en unidades de tamaño adecuadas a las demandas

apropiadas.

En esta etapa el zumo se envasa en envases PET de 200ml y 330 ml, para mayor

comodidad de los consumidores

.





4.3.6.2.- EMPACADO ALMACENAMIENTO / EXPEDICIÓN.-

Tenemos aproximadamente alrededor seis meses para el periodo de producción de

zumo(Temporada Alta), no podemos almacenar la fruta para evitar podredumbres

por las consiguientes pérdidas que esto supone y además debemos garantizar elproducto al segmento consumidor durante todo el año.

Es debido a estos parámetros que durante la temporada de naranjas la mitad de la

producción irá a Expedición y la otra mitad a Almacenamiento; es decir que de la

producción diaria la mitad irá a la cámara de Almacenamiento.





4.4.- SÍMBOLOS DEL DIAGRAMA DE OPERACIÓN.-

4.4.1.- DIAGRAMA DE OPERACIÓN PARA INSUMOS Y ADITIVOS.-





4.4.2.- DIAGRAMA DE OPERACIÓN PARA LA MATERIA PRIMA

4.4.3.-LISTA DE M.P. – INSUMOS Y ADITIVOS.-





4.4.4.- DIAGRAMA DE SECUENCIA DE PROCESO.





4.5.- BALANCE DE MATERIA GLOBAL Y PARCIAL PARA LA PRODUCCIONDIARIA DE 7000 L/DIA DE JUGO DE NARANJA.-

4.5.1.- BALANCE PARA EL PROCESO DE SELECCIÓN/INSPECCIÓN.-

4.5.2.-BALANCE PARA EL PROCESO DE LAVADO Y CEPILLADO.

Balance General

Balance General

N = D+N

N = (0,02N)+(0,98N)

13941,36915 = 278,827383

+ 13662,54177

13941,36915 = 13941,36915

Balance General

N =D+ K

N= 0.045*N

N= 0.045*N + K

N= K/(1-0.045)

N= 3172 / (1 –

0.045)

N=13389.29 Kg/h





4.5.3.- BALANCE PARA EL PROCESO DE EXTRACCIÓN.

4.5.4.- BALANCE PARA EL PROCESO DE CLARIFICACIÓN.-

Balance General

N + W = Z + P + R + E

Balance Parcial ( %Sólidos)

Nn + Ww = Zz + Pp + Cc + Ee

w=0

e=0

Nn=Zz+Pp+Cc

C=N+W-Z-P-E

E=W+0,17%N

Resolviendo

P= 20.325 Kg/h

N= 6467.02718 kg/h

R= 6698.66 kg/h

T= 22.7 kg/h

Balance General

N = P + K

P= 0,07*N

N= 0,07N + K

N= K/(1-0.07)

N= 6467.027 / (1 –0.07)

S=452.69 Kg/día

A= 6014.335 Kg/día





4.5.5.- BALANCE PARA EL PROCESO DE HOMOGENIZACIÓN.-

4.5.6.- BALANCE PARA EL PROCESO DE ENVASADO

Balance General A + B=C

Balance Parcial ( °Brix)

Aa +Bb = Cc

Asumiendo B=0

6014.335= 6083,33 kg / día

De Balance General

B= (7300 – 6083,33) kg/día

B = 11231.85 kg/día

Balance General C= C/(1+0.002)

C= 7300 / (1 + 0.002)

C´=7231.69 Kg/día





4.5.7.- BALANCE PARA EL PROCESO DE EMPACADO.-

4.5.8.- BALANCE PARA ALMACENAMIENTO/EXPEDICIÓN.-

Balance General

C = C’

C=7231.69Kg/día

Balance GeneralJ = P + N

N= J/(1+0.0003)

C´= 7210 / (1 + 0.0003)

C’=7283.2 Kg/día





4.5.9.- BALANCE DE MATERIA GLOBAL

4.6.-DISTRIBUCION INETRIOR DE LA PLANTA.-

Las instalaciones necesarias para la pequeña empresa incluirán las siguientes

áreas:

Área de recepción de Materia Prima

Área de Almacenamiento de M.P. e insumo

Sala de Proceso.

Almacenamiento de Productos Terminados

Laboratorio de Control de Calidad.

Oficinas Administrativas.

Caseta de seguridad

Estacionamiento (Parqueo)

Servicio de mantenimiento

Vestuarios y servicios Higiénicos

Servicio de mantenimiento.





4.6.1.- IDENTIFICACION DE LAS AREAS DE LA PLANTA.-

1 Área de Recepción de la M.P.

2 Área de almacenamiento de M.P. e insumo

3 Sala de procesamiento.

4 Almacenamiento de producto terminado

5 Laboratorio de control de calidad

6 Oficinas Administrativas.

7 Servicios Higiénicos y vestuarios.

8 Taller de mantenimiento.

4.6.1.1.- VALORES DE PROXIMIDAD.





4.6.1.2.-TRIANGULO RELACIONAL DE AREAS.

4.6.1.3.- CUADRO DE INTERRELACION DE AREAS





4.6.1.4. DIAGRAMA RELACIONAL DE AREAS.-

1. Área de recepción de M.P

2. Almacén de M.P e insumos

3. Sala de procesamiento

4. Almacén de P.T.

5. Laboratorio de Control

6. Oficinas Administrativas

7. Servicios Higiénicos y vestuarios

8. Taller de mantenimiento

4.6.1.5.- MODULACION DE LA PLANTA.-

1. Área de recepción de M.P

2. Almacén de M.P e insumos

3. Sala de procesamiento

4. Almacén de P.T.

5. Laboratorio de Control

6. Oficinas Administrativas

7. Servicios higiénicos y vestuarios

8. Taller de mantenimiento





4.6.1.7.- FLUJO DEL PROCESO.-





4.7.- PLANO DE LA PLANTA

1.- Portería 13.- Sala de botellas vacías2.- Sala de proceso 14.- Sala de P.T.

3.- Sala de insumos 15.- Área de residuo

4.- Recepción de M.P. 16.- Planta de agua

5.- Sala de envasado 17.- Sala de mantenimiento

6.- Oficina del supervisor

7.- Laboratorio

8.- Comedor

9.- Secretaria

11.- Sala de caldera

12.- Vestuario

Ingenieria de Proyecto Cap 4

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