Elaboracin del Nctar en la Planta Piloto

Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Facultad de Qumica e Ingeniera Qumica y AgroindustrialE.A.P. Ingeniera Qumica

Tema

ESTIMACIN DE CAPITAL FIJO DE UNA PLANTA PILOTO PARA LA ELABORACION DE NECTAR Y ALCOHOL EN LA PLANTA DE ALIMENTOS DE LA UNMSM.

PROFESOR: Pedro Romero y Otiniano

HORARIO: Viernes 8:00 a 12:00 p.m

INTEGRANTES:

Bolivar Yactayo Billy Joe

Herencia Saenz Giannina Kiabeth

Veliz La Rosa Edward Vincent

INDICE

Pgs.

1. Principios de la Elaboracin de Nctar en una planta piloto 3

2. Descripcin general del proceso para la elaboracin de nctar en la planta piloto7

3. Diagrama de Flujo8

4. Descripcin de Equipos empleados 10

5. Estimacin de Costos 18

5.1 Estimacin de Costos de Equipos Adquiridos 18

5.2 Estimacin de inversin a partir del costo de Equipos ( Tabla 17)19

5.3 Estimacin del Capital Fijo en una Planta nueva (Tabla 4 )20

1. Principios de la elaboracin de Nctar en una planta Piloto Una de las formas ms importantes de aprovechamiento de frutas en general, es mediante la obtencin de pulpas concentradas, a partir del cual se pueden obtener diversos productos como: pulpas congeladas, pulpas enlatadas, nctares, mermeladas, as como tambin es muy utilizado por la industria heladera. En nuestro pas se procesan pulpas concentradas y nctares como: manzana, maracuy, durazno, pia, naranja, cocona y tamarindo. Estas luego de ser tratadas trmicamente, son procesadas en forma de nctares o congeladas y almacenadas, teniendo as la posibilidad de poder contar con un stock de materia prima sobre todo en pocas de escasez, as la produccin es constante durante todo el ao. Las pulpas de mayor demanda son las de maracuy, mango y durazno.

CONSIDERACIONES GENERALES

Las frutas que se emplean en la fabricacin de nctares debern encontrarse en estado fresco y maduro, su textura debe ser firme y no sobre maduro, es decir en grado ptimo de madurez. Asimismo, se deben tomar en cuenta los cambios que ocurren duran te su maduracin y stos son fsicos y qumicos, como cambios en el color y ablandamiento de la pulpa. Estos cambios ocurren debido al cambio de protopectina a pectina y a la accin de la enzima en las paredes celulares y el ablandamiento de la pulpa va asociado con la solubilidad progresiva y la despolimerizacin de las sustancias ppticas. En la obtencin de nctares debemos tomar muy en cuenta la presencia de enzimas en las frutas, que causan oxidacin provocando cambios en el color y en el sabor. Esta oxidacin es tan rpida que de ellas producen grandes prdidas de vitamina C. Las enzimas son sustancias de naturaleza proteica y por consiguiente al igual que el resto de las protenas son desnaturalizadas fcilmente por accin del calor, las enzimas son por tanto muy termolbiles y si se calientan a temperaturas de 70 80C por 2 a 5 minutos, la actividad de la mayora de ellas quedan destruidas por este proceso, que industrialmente es denominado "blanqueado".

MATERIAS PRIMAS

En la elaboracin de pulpas y nctares intervienen las siguientes materias primas:

FRUTAS. Las frutas son especies vivas que siguen respirando despus de la cosecha. La respiracin va acompaada de la transpiracin del agua contenida en las clulas. Es por esta transpiracin que las frutas se marchitan. El estado de madurez de las frutas es importante para obtener un producto con las caractersticas deseadas. La cosecha de estas debe efectuarse en el momento adecuado. Una recoleccin en una poca inadecuada favorece el desarrollo de anomalas que son perjudiciales para la elaboracin y conservacin del producto. Una recoleccin temprana impide la maduracin del producto durante su almacenamiento. Adems la fruta demasiado verde es propensa a alteraciones fisiolgicas y a una elevada transpiracin. El producto cosechado tardamente tiene un tiempo de conservacin menor. Adems es ms sensible a la podredumbre y a los efectos adversos a la manipulacin.

AZUCAR Azcar blanca o sacarosa, compuesta por una molcula de glucosa y una molcula de fructosa. Las concentraciones de soluciones de sacarosa se pueden medir mediante un refractmetro dando la medida en grados Brix (% de slidos solubles) o mediante densmetros en grados Brix o en grados Baum, el cual mediante flotacin del instrumento en la solucin a medir nos indicar la concentracin de slidos solubles. El grado Brix solamente es definido a la temperatura de 20C. A esta temperatura, el grado Brix equivale al porcentaje del peso de sacarosa en una solucin acuosa. Si una solucin a 20C tiene 45 Brix, esta solucin tiene 45% de sacarosa. En la prctica la concentracin se determina con refractmetro provisto de una escala en grados Brix. Si el refractmetro no tiene la escale en grados Brix, se determina la concentracin con el ndice de refraccin correspondiente. La relacin Brix y el ndice de refraccin a la temperatura de 20C, asi como la cantidad de azcar a aadir a un litro de agua para preparar las soluciones correspondientes, es la siguiente:

EQUIPOS 1. Mesa de seleccin de acero inoxidable 2. Marmitas semiesfricas 3. Molino coloidal 4. Refinadora 5. Balanzas 6. Cerradora de latas o selladora de polietileno 7. Densmetros (Baume) o refractmetro (Brix) 8. pHmetro o cintas de pH CONTROLES A EFECTUARSE

1. Rendimientos 2. Porcentaje de slidos solubles o Brix 3. Acidez titulable 4. pH

FLUJO DE PROCESAMIENTO

Recepcin y clasificacin Las frutas se transportan y recepcionan en las mejores condiciones higinicas-sanitarias y la clasificacin se efecta de acuerdo al grado de madurez y variedad.

Lavado y seleccin El lavado de la fruta es muy importante ya que la mayor parte de estas, acumulan algo de tierra. Aquella fruta que ha sido contaminado con fruta mohosa, requiere de un lavado ms enrgico. Luego del lavado de la fruta, se proceder a sumergirla en una solucin de TEGO 51 al 1 por mil con la finalidad de desinfectarla y eliminar cualquier microorganismo presente. La fruta permanecer en la solucin por espacio de tres minutos, luego del cual se escurrir para seguir con el proceso de obtencin de pulpa. 6.3 Pelado y descorazado Esta operacin solo se realiza en la fruta con hueso, como el durazno. El descorazado podr efectuarse en forma manual o a m quina. En forma manual el durazno se divide en dos mitades por la lnea de sutura, con ayuda de una cuchara deslizadora para durazno, se extrae. El pelado de la fruta muchas veces no se realiza, otras si. El durazno debe pelarse, y por lo general las industrias emplean las lejas caliente para dicho pelado.

Blanqueado Se entiende por blanqueado, a la etapa en la cual las enzimas de las frutas son inactivadas por accin del calor. En el procesamiento de las frutas debe anularse por completo la actividad de las enzimas, puesto que dicha actividad provoca empardeamiento enzimticos, pudiendo producir alteraciones en el sabor, aroma y el valor nutritivo de las protenas oxidantes.

ELABORACION DE NECTARES

La elaboracin de nctares consiste en realizar una mezcla apropiada de pulpa y jarabe de azcar acidificada con acido ctrico en tal proporcin que mantenga el pH constante a travs del proceso. El jarabe resultante es llevado luego a un llenadora de latas, para luego ser pasteurizado. La mezcla a realizar entre pulpa y jarabe deber ser de 1:1, 1:2, 1:3. Por supuesto variara la proporcin dependiendo de la variedad de fruta. Existen dos mtodos para la elaboracin de nctares. Un mtodo es empleando la pulpa de fruta refinada con jarabe de azcar acidificado, de 30Brix. El nctar resultante debe ser pasteurizado a 77C rpidamente y envasado a esta temperatura. Otro mtodo del cual se obtiene un nctar de excelente sabor es mediante el presionamiento de la pulpa, obtenindose as un nctar de textura suave que retiene el sabor caracterstico. El nctar es luego pasteurizado a 82C y llenado en envases que luego son cerrados y enfriados. Este proceso se utiliza por lo general en duraznos, ciruelas y frutas similares.

ESTABILIDAD DE LOS NECTARES

La mayora de nctares elaborados a partir de pulpas de frutas, son inestables y los slidos precipitan en el fondo del envase, es por esto que para dar una mejor apariencia, consistencia y textura se utilizan sustancias estabilizadoras o gomas, las cuales se definen como polisacridos. Existen en el mercado muchos estabilizadores o gomas como la gelatina, la casena (protenas); las gomas sintticas como la metilcelulosa y el carboxil metilcelulosa (CMC) que son polisacridos. Otros productos tambin que no son polisacridos como las gomas de tragacanto, agar-agar, carragenina, que son usadas como estabilizadores en nctares. En la actualidad se utiliza como agente estabilizador y engrosador de pulpas y nctares, el carboxilmetilcelulosa (CMC) que es una goma sinttica que tiene excelente afinidad con el agua y buenaestabilidad durante la pasteurizacin, tiene adems la propiedad de aumentar la viscosidad de la solucin a la que es aplicada.

1. Descripcin General del Proceso para la elaboracin de Nctar en la Planta Piloto

ALMACENAMIENTO

La fruta es comprada y almacenada para su uso. Luego se procede al pesado, destarando el peso de las cajas y as obtener el peso exacto de las frutas.

SELECCIN

Luego del pesado se procede al vaciado, de las cajas que se usaran para el proceso, para separar las que estn golpeadas, que aun no estn maduras o que se encuentren muy maduras con tendencia a descomposicin.

LAVADO

Se hace el lavado de las frutas seleccionadas, e un lavador de aspersin, y estas son transportadas por la faja transportadora.

PRE COCCIN

Estas frutas lavadas pasan a la pre coccin

Luego por el PULPEADO Y REFINADO

NECTARIZACIN Y PASTEURIZACIN

Este proceso es importante ya que de l depende la calidad del producto obtenido.

ENVASADO

ENFRIADO

2. DIAGRAMA DE FLUJO

Fruta Seleccionada

Pulpeadora I Unidad de PrecocidoFaja Transportadora

Marmita I

Molino ColoidalPulpeadora II y Refinado

Marmita II

Evaporador al Vacio

Ciropera IICiropera I

Producto FinalSistema de EnvasadoCiropera III

Unidades independientes

Mezclador Tipo Pantaln

Sistema de Envasado

Autoclave Tecle

Esterilizante

3. DESCRIPCIN DE EQUIPOS EMPLEADOS

1. Faja Transportadora 2. https://books.google.com.pe/books?id=jBNrMDXkrygC&pg=PA98&lpg=PA98&dq=pulpeadora+frutas+en+acero+inoxidable&source=bl&ots=LDbU0wVzYg&sig=zIyd0aEaDiMzyvdq_5U5yV2AePw&hl=es&sa=X&ei=11FdVZv9AYaYgwS8roC4Dw&ved=0CDYQ6AEwBjgK#v=onepage&q=pulpeadora%20frutas%20en%20acero%20inoxidable&f=false

3. Unidad de Pre cocido Se alimenta de vapor: vapor vivo(calienta directamente) vapor secundario para la chaquetaEsta unidad sirve para realizar el precocido de las frutas, triturndolas parcialmente, para inhibir la actividad enzimtica, procedimiento que facilita en gran parte la operacin posterior de pulpeado.La fruta entra por la tolva de alimentacin, en forma dosificada siendo triturada suavemente mediante el triturador compuesto de ruedas dentadas, fabricadas de goma. El calentamiento se efecta mediante adicin de vapor directo e indirectamente a travs de las paredes. La fruta ya calentada sale con la ayuda de las paletas extractoras, por la tolva de salidero.

4. Pulpeadora En la planta piloto se tiene una pulpeadora y refinadora de origen hngaro que sirven para sacar semillas y colar jugos y pulpas de diferentes frutas, consta de tres varillas trituradoras que estn enlazadas con mangueras que son las que efectan la operacin de quitar semilla.La fruta se deposita en la tolva de alimentacin que permite el ingreso a una primera zona, donde el eje con ayuda de unos pines, rompe la cscara de un producto. Posteriormente el producto pasa a una segunda etapa donde se encuentran con dos aspas, ajustadas al tamiz, que se encargan de presionar el fruto contra el tamiz y filtrar las partculas. Las semillas, cscaras y vstagos siguen su curso y desalojan por la parte inferior del equipo. La pulpa se filtra por el tamiz y se descarga por la parte final del equipo

5. Molino coloidalEn la planta piloto se encuentra un molino coloidal tipo A 11ZMA, que trabaja con 5.4HP de potencia. Un molino coloidal esta compuesto por una superficie estacionaria y una superficie rotatoria situados de forma que quede entre ellos una pequea separacin ajustable a travs de la cual pasa la emulsin y al pasar entre la superficie los lquidos son sometidos a cizalla y turbulencia con la consecuente dispersin de la fase interna. Se utiliza para romper grumos o conglomerados unidos por fuerzas leves. El principio de su funcionamiento en crear una corriente de fluido de alta velocidad que ejerza fuerzas cortantes extraordinarias dentro del fluido que sirven para dividir las partculas.

6. Marmitas de Campana: Consiste en un recipiente semiesfrico provisto de una parte superior cilndrica, que tiene en el borde una punta acanalada para que se vierta con facilidad el producto que contenga. Esta marmita esta rodeada por una camisa calefactora, tanto la marmita como la camisa calefactora estn hechas de Acero inoxidable.

Dimensiones:Dimetro de la marmita0.4 m

Dimetro de la camisa calefactora 0.45 m

Profundidad de la marmita0.29 m

El grupo de marmitas de campana, constituido de tres marmitas, opera a 3Kg/cm2, tienen una capacidad de 20 L.

7. CiroperasEn la planta piloto se encuentran 3 Ciroperas, semindependientes.Solo van conectadas con lnea de vapor.Especificaciones Tcnicas:

Dimetro 38 cm

Altura 28 cm

Capacidad 20 L

Material Acero Inoxidable

Presin de Operacin 3 Kg/cm2

8. Autoclave Se conoce como autoclave al recipiente encargado de la esterilizacin de elementos utilizando vapor de agua. Este recipiente debe estar fabricado en metal y debe tener la capacidad de resistir las altas temperaturas y presiones a las que el agua contenida en su interior es sometidaLa presin ejercida sobre el agua es tal que se logra calentar por encima de su punto de ebullicin. Estas altas temperaturas permiten que el vapor de agua destruya los microorganismos para permitir la conservacin de alimentos, medicamentos y dems productos que se desea conservar.

9. Tecle Es un equipo que se utiliza para levantar o mover una carga con una granventaja mecnica, porque se necesita aplicar una fuerza mucho menor que elpesoque hay que mover.

10. Mezclador de Pantaln Esta mezcladora destaca por su rapidez, facilidad de limpieza, amplia utilidad y gran precisin para mezclas de slidos en polvo o granulados con una dispersin de 1 a 10,000 partes y con posibilidad de adicin de lquidos hasta un mximo del 10.

11. Evaporador al vacio Consiste en reducir la presin del interior de la caldera del evaporador por debajo de la presin atmosfrica. Esto permite reducir la temperatura de ebullicin del lquido a evaporar, lo que reduce la cantidad de calor a aportar/eliminar en el proceso de ebullicin y de condensacin, adems de otras ventajas tcnicas como la de poder destilar lquidos con alto punto de ebullicin, evitar la descomposicin de sustancias sensibles a la temperatura, etc.Teniendo en cuenta que la evaporacin es un sistema de separacin, se constata la presencia de tres fluidos diferenciados:Alimento, Destilado y Concentrado.

12. Tablero Elctrico

4. ESTIMACION DE COSTOS

4.1. Estimacin de Costos de Equipos Adquiridos

EQUIPOSUNIDADESCOSTO ($)

AUTOCLAVE112000

PRECOCIDO118000

PULPEADORAS212000

MOLINO COLOIDAL16000

CIROPERA312000

MARMITA212000

UNIDAD DE LLENADO SEMIAUTOMATICO115000

MEZCLADOR PANTALON110000

LAVADORA DE BOTELLAS y difusor de vapor118000

FAJA TRANSPORTADORA112000

BOMBA DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO12500

ENVASADORA16000

Tecle13000

COSTO TOTAL DE QUIIPOS ADQUIRIDOS138500

4.2. Estimacin de inversin a partir del costo de Equipos (Tabla 17)

Para este Clculo se usara la tabla N 17, del Peters .

Tomando en consideracin que se instalara una planta piloto de nctar en el terreno de la planta de alimentos de la FQIQ de la UNMSM, por tanto no se considerara costo alguno del terreno.

Los Clculos se basan en el costo del Equipo Adquirido

% DEL COSTO

del Equipo entregado para

Rubro Planta que Procesa Costos ($)

Solidos y Fluidos

Costos Directos

Equipo adquirido y entregado 100138500

Instalacin de Equipo adquirido 2027700

Instrumentacin y controles1013850

Caeras y tuberas2027700

Instalaciones Elctricas7.510387.5

Obras Civiles2027700

Mejoras de Terreno1013850

Instalaciones de Servicios5069250

Costo Directo total de la Planta 237.5328937.5

Costos Indirectos

Ingeniera y Supervisin 1520775

Gastos de Construccin3447090

Total de Costos Directos e indirectos 286.5396802.5

Honorarios del Contratista912465

Eventuales2027700

Inversiones de Capital Fijo315.5436967.5

Capital de Trabajo 74102490

Inversin total de Capital 389.5539457.5

4.3. Estimacin del Capital Fijo en una Planta nueva (Tabla 4)

Los Costos se Basan en los Costos de Equipos Adquiridos.Se obtendr el Capital fijo para una nueva planta.

COMPONENTEValores Medios( %)Costos($)Relacion(%)

Costos Directos32.513850022.9

Equipo Adquirido12.553269.2318.8

Instalacin del Equipo Adquirido4.318324.6153.0

Instrumentacin y controles9.339632.3086.6

Caeras y Tuberas5.824716.9234.1

Instalaciones Elctricas11.549007.6928.1

Obras Civiles3.213636.9232.3

Mejoras del Terreno18.377986.15412.9

Instalaciones de servicios1.56392.3081.1

Costos Indirectos

Ingeniera y Supervisin13554009.2

Gastos de Construccin14.561792.30810.2

Honorarios del Contratista312784.6152.1

Eventuales12.352416.9238.7

Total603860100.00