242086148-Diseno-de-una-planta-procesadora-de-Nectar-de-Fruta-docx.docx

Diseño de una planta proesadora de N!tar de "ruta

NATALIA MOSCOSO, ROBERTO GUANOLUISA, WLADI

RESUMEN El siguiente trabajo es el diseño de una planta procesadora de néctar de naranja (Citrus sinensis) localizada en la provincia de Bolívar, en el cantón Caluma. El diseño se realizó de manera ue el proceso optimice recursos, garantice el producto inocuo ! ue cumpla los est"ndares nacionales e internacionales para satis#acer el mercado ecuatoriano e$istente. %e plantearon dos alternativas de tecnologías para el procesamiento de la #ruta, se presentan a dem"s los diagramas de bloues del proceso, se detallan los euipos a utilizar ! las actividades e interrelaciones con a!uda de diagramas ! tablas. %e realizaron los balances de masa ! energía para los reuerimientos de la planta. &inalmente se realizó la distribución de la planta en el programa 'isio *, la simulación de la operación m"s crítica en el programa en E$cel + con el uso de macros, programando en 'isual Basic ! se simuló todo el proceso en el programa %-/0.

#

TABLA DE CONTENIDOS Resu%en&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&'' # (' In)enier*a Coneptual''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''+ ('( Denii-n del produto'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''+ ('# Capaidad . loali/ai-n de la planta'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''+ ('$ Estudio de la disponi0ilidad de %ateria pri%a e insu%os''''''''''''''''''''''''''''''''''''1 ('2 AN3LISIS DE LAS ALTERNATI4AS TECNOL5GICAS'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''6 ('7'Siste%as au8iliares re9ueridos'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''(( #' In)enier*a B:sia''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''(2 #'( Introdui-n''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''(2 #'# Desripi-n del alane del pro.eto'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''(+ #'$ Est:ndares . nor%as t!nias naionales e internaionales a utili/ar'''''''''''''''(+ #'2 Siste%a de unidades a utili/ar'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''(+ #'7 Diseño del proeso tenol-)io'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' (1 #'7'( Dia)ra%a de 0lo9ues ;B"D<'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''(1 #'7'# Dia)ra%a de =u>o ;?"D<''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''## #'7'$ ?lano de si%0olo)*a, a0re@iaturas . no%enlatura utili/adas en E9uipos . l*neas de orriente'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' #$ #'7'2 Desripi-n detallada del proeso'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''#$ #'7'7 N%ero de operarios''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' #+ #'7'+ Su%ario de propiedades de las orrientes'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' #+ #'7'1 Balane de %asa . ener)*a'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''#1 #'+ Diseño 0:sio de la planta''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''# #'+'( Ta0la relaional de ati@idades''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''# #'+'# Lista de e9uipos en ada :rea'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''$ #'+'$ o>a de espeiaiones t!nias de los e9uipos'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''$ #'+'2 Distri0ui-n en planta del :rea de produi-n''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''$$ #'1 Si%ulai-n de un proeso'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''$6 #'1'# Si%ulai-n del tra0a>o de la planta&&&&&&&&&&&&&&&&' &&&&&&&&''''''''''''''''''''''''''''''' $

$

#'6 identiai-n de e9uipos&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&2( #' identiai-n de tu0er*as&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&2$ #'( ur@a de operai-n de la 0o%0a&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2+ #'(( re9ueri%ientos de a)ua . de @apor&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2 #'(# irulai-n de a)ua&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&' 7# #'($ selei-n del aldero&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&72 #'(2 plan de li%pie/a . desinei-n de la planta proesadora de n!tar de naran>a&&&&&&&&&&''77 #'(7 identiai-n de puntos r*tios . puntos r*tios de ontrol en el proeso&&&&&&&&&&&&' 7

CONTENIDO DE FIGURAS "i)' (' Dia)ra%a de =u>o de ela0orai-n de n!tar de naran>a "i)' #' Dia)ra%a de =u>o de ela0orai-n de n!tar de naran>a "i)' $ Diseño nal de la planta proesadora de n!tar de naran>a "i)' 2' Tendenia onsu%o de >u)o de ruta en Fuito' ;Bano Central del Euador, #< "i)'7' Dia)ra%a 0:sio del proesa%iento de n!tar de naran>a "i)'+' Dia)ra%a de los pasos del proesa%iento de n!tar de naran>a "i)'1' Dia)ra%a de los e9uipos del proesa%iento de n!tar de naran>a "i)'6' Dia)ra%a de reorrido del proesa%iento de n!tar de naran>a "i)'' Dia)ra%a de la in)enier*a del proesa%iento de n!tar de naran>a "i)' ( Balane . ener)*a del proeso de produi-n de n!tar de naran>a "i)' (( Ta0la relaional de ati@idades reali/adas en la planta proesadora de n!tar de naran>a 2

"i)' (# Distri0ui-n de e9uipos a utili/ar en una proesadora de n!tar de naran>a para el :rea de produi-n "i)' ($' Distri0ui-n nal de e9uipos en una planta proesadora de n!tar de naran>a "i)' (2 Distri0ui-n de e9uipos en una e%presa proesadora de n!tar de naran>a "i)' (7' Si%ulai-n del proeso o%pleto en Si%ul6&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&''2( "i)' (+' Dia)ra%a de e9uipos on su respeti@a identiai-n para proesa%iento de n!tar de naran>a&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&'2$ "i)' (1' Color de las tu0er*as de la la@adora de epillos on su identiai-n&&&&&&&&&&&&&&&&22 "i)' (6' Color de tu0er*as 9ue transportan =uidos asta la %e/ladora&&&&&&&&&&&&&&&&'&&''22 "i)' (' Tu0er*a 9ue sale del %e/lador aia el pasteuri/ador&&&&&&&&&&&&&&&&&''&&&&&''27 "i)' #' Tu0er*a on su respeti@a señal!tia 9ue sale de la aldera al pasteuri/ador&&&&&&&&&&&27 "i)' #(' Tu0er*a 9ue transporta el n!tar de naran>a desde el pasteuri/ador asta la e%0otelladora on su señal!tia&&&&&&&&&&&&&&&&''&&&&&' &&&&&&&&&&&&&&&&''&&&&&'&&&&&&&&&''2+ "i)' ##' Si%ulador para deter%inar ur@as de operai-n de la e%presa A%erianH Mars ?u%ps&&&&21 "i)' #$' Cur@a de operai-n ( para las ondiiones deter%inadas&&&&&&&&&&&&&&&&''&&&&&'26 "i)' #2' Cur@a de operai-n # para las ondiiones deter%inadas&&&&&&&&&&&&&&&&&''&&&&'26 "i)' #7' Cur@a de operai-n $ para las ondiiones deter%inadas&&&&&&&&&&&&&&&&&&'''&& 2 "i)' #+' Operaiones unitarias del proeso . l*neas de irulai-n de a)ua&&&&&&&&&&&&&&''&&7# "i)' #1' Reser@orio de a)ua&&&&&&&&&&&&&&''&&&'' &&&&&&&&&&&&&&&&&&''&&&&&&'7$ 7

CONTENIDO DE TABLAS Ta0la (' Relai-n de produi-n de naran>a de Calu%a rente a la produi-n naional Ta0la #' Disponi0ilidad en el Euador de insu%os loales e i%portados para la ela0orai-n de n!tares de rutas' Ta0la $' Consu%o de >u)o de ruta en Fuito ;Bano Central del Euador, #< Ta0la 2' Ma)nitudes . unidades en el siste%a SI Ta0la 7' S*%0olos utili/ados Ta0la +' "or%ulai-n del n!tar de naran>a Ta0la 1' Balanes de %asa en ela0orai-n de >u)o de naran>a Ta0la 6' Re9ueri%iento de a)ua en todo el proeso Ta0la ' Ener)*a re9uerida para la pasteuri/ai-n Ta0la (' Listado de e9uipos en la planta proesadora de n!tar de naran>a Ta0la ((' E9uipos e%pleados en el proeso Ta0la ((' E9uipos e%pleados en el proeso ;Continuai-n< Ta0la ((' E9uipos e%pleados en el proeso ;"inal< Ta0la (#' Identiai-n de e9uipos . :reas para planta proesadora de n!tar de naran>a&&&&&'&&'2$ Ta0la (1' Resu%en de los olores . adesi@os de las tu0er*as 9ue transportaron a los =uidos 9ue inter@inieron en el proeso&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&27 Ta0la (6' Cantidad de a)ua diaria re9uerida para el proesa%iento de n!tar de naran>a&&&&&&&&2 Ta0la (' Cantidad de @apor de a)ua diario re9uerido para el proesa%iento de n!tar de naran>a&&2 Ta0la ##' "reuenia de li%pie/a de las dierentes /onas de la planta proesadora de n!tar de naran>a&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&''77 Ta0la #$' E>e%plo del re)istro de %onitoreo de li%pie/a&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&'7+ +

Ta0la #2' Resu%en de an:lisis de an:lisis de peli)ros . puntos de ontrol ritio N!tar de Naran>a&''+(

1.INGENIERÍACONCEPTUAL 1.1 DEFINICIÓN DEL PRODUCTO El producto a elaborar es néctar de naranja ( Citrus sinensis) pasteurizado, con sabor similar a naranja #resca con largo tiempo de vida 1til. %eg1n la norma 2E2 33+40 (jugos, pulpas, concentrados, néctares, bebidas de #rutas ! vegetales. 5euisitos) néctar es un producto obtenido de mezclar jugo o pupa de #ruta con agua, endulzantes ! dem"s aditivos permitidos. Establece también ue debe tener las características sensoriales propias de la naranja, sin sabores ni olores e$traños. El p6 debe ser menor a 7,8 ! el contenido mínimo de sólidos solubles (9Bri$) es 7,8. Esta norma también permite el uso de edulcorantes aprobados por la 2:E 2E2 +7, Code$ ;limentario ! la &<;, a dem"s de la adición permitida de vitaminas seg1n la norma 2:E 2E2 * 337=. Como reuisitos especí#icos se establece ue el aporte de #ruta de alta acidez ser" mínimo del 8> en peso. En el néctar de naranja a elaborar se adicionar" "cido cítrico para regular el p6. :anto el benzoato como el sorbato de sodio como conservantes se añadir"n con el #in de alargar la vida 1til de producto #inal. /as características sensoriales del producto a elaborar son4 %abor. ; jugo de naranja #resco, sin sabor amargo ni e$ceso de endulzante. Color. ;marillo claro similar al jugo de naranja. ?lor. ; naranja #resca. /as características #isicouímicas del néctar a elaborar son4 p6 7,8 ! @ 9Bri$. 1.2 CAPACIDAD Y LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA /a planta procesadora de néctar de naranja se localizar" en el cantón Caluma ubicado a A m al sur occidente de uaranda, capital de la Drovincia de Bolívar. %u producción de naranja es una de las m"s grandes del Ecuador. %e establecer" la planta cerca de la producción de materia prima ! debido a ue la localización de la planta es céntrica 1

para cualuier parte del Ecuador se proveer" inicialmente a la provincia ! posteriormente a nivel nacional. El lugar donde se establecer" la planta posee sistemas de electricidad ! suministro de agua regulados por el municipio del Cantón. /as plantas procesadoras dentro del cantón son de producción de cacao #ermentado ! tostado para e$portación al igual ue plantas procesadoras de ca#é ue también se produce en la zona, pero no e$iste ninguna procesa dora de naranja, es por eso ue la producción se destina a venta como #ruta #resca. /a capacidad de producción de la planta es de 0 / diarios ue se van a envasar ! sellar en botellas de 8ml, #inalmente se embalaran con l"minas de polietileno termo encogible en grupos de * botellas pl"sticas. 1.3 ESTUDIO DE LA DISPONIBILIDAD DE MATERIA PRIMA E INSUMOS -;:E5; D5-; a ue las condiciones clim"ticas ! las características propias de la provincia de Bolívar son #avorables para el cultivo de naranja se tiene como resultado ue en el año * se registraron * A3@ Fect"reas de cultivo de naranja, de las cuales  A8 Fect"reas se encuentran en el Cantón Caluma. (;rmas ;. *). Comparando la producción a nivel nacional se tiene la siguiente tabla, donde se observa ue la producción de la provincia de bolívar en alta, corresponde al A,3> a nivel nacional, mientras ue Caluma corresponde al 8> dentro del cantón. :abla *. 5elación de producción de naranja de Caluma #rente a la producción nacional

Nivel

Producción

Nacional Provincial Caluma

(Has) 777 *A3 A8 

Producción (TM) *7@30 @@  70

6

AÑO

* *@@A *@@A

% * A,3 8, &uente4 2EC,*

/a naranja cultivada en se vende como #ruta #resca dentro ! #uera de la provincia por lo ue en este pro!ecto emplear" el e$cedente de la producción de la zona para la producción de néctar. %eg1n el ministerio de agricultura en el ** la producción de la #ruta estuvo entre las 8. ! A. toneladas por Fect"rea al año. 2%-?% En el Ecuador seg1n estudios de la &lacso se puede disponer de insumos nacionales o e$tranjeros como se observa en la siguiente tabla. :abla .
CATEGORÍA

Insumos

% !o!al

Insumos

Nacionale

"or

Im"or!ado "or

Adi!ivos a&'car saori&an!es

s A+7 3 @3+

esencias almidones Envases envol!uras e!iue!as

833+38

em"aues en #eneral *ru!as + "ul"as O!ros To!al

* ++A +33 A@ *0@7 + 3 7*0

ca!e#or$a *8.+ = .0

s

ca!e#or$a 

330@

87.A

**88 =

%!o!al

*.A 0+.7

 0 7*3 A3@

@*A &uente4 &lacso G -D5? ** 1.4 ANÁLISIS DE LAS ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS Dara el procesamiento de néctar de naranja se presentan varias alternativas en las di#erentes etapas del proceso de producción como la selección ! clasi#icación de materia prima, el tratamiento para garantizar la inocuidad del producto #inal, la #orma de e$tracción del jugo de la #ruta, envasado, embalado, etc. Clasi#icación ! selección. Esta etapa se puede realizar manualmente ! por separado, primero la clasi#icación de #ruta en buen estado ! posteriormente la selección por tamaño dependiendo de los par"metros de #uncionamiento del e$tractor a utilizar. Dor 

otra parte se puede realizar también con euipos ue trabajen de #orma autom"tica con sensores de color ue determinen el grado de madurez de la #ruta ! la clasi#iue de tal #orma ue se garanticen las características del jugo para la mezcla ! el producto #inal. En este pro!ecto se realizar" la clasi#icación ! la selección de #orma consecutiva manualmente mediante el uso de una banda transportadora larga con adecuada distribución del personal. Esta alternativa se escogió debido a su bajo costo ! mejores resultados en la selección. :ratamiento para garantizar inocuidad. En esta etapa se pueden emplear tecnologías emergentes como tratamientos con altas presiones o tratamientos con pulsos eléctricos para eliminar microorga nismos. El tratamiento tradicional ue se puede utilizar ! es el mas empleado es la pasteurización a pesar del cambio de sabor ue se presenta después del tratamiento se pre#iere por su bajo costo ! e#ectividad. En este pro!ecto se usar" la pasteurización como tratamiento para garantizar la inocuidad debido ue no es una producción tan grande ue pueda justi#icar una inversión en una tecnología emergente como altas presiones. ; dem"s de la disponibilidad de los euipos en el Ecuador. E$tracción del jugo. Dara esta etapa las alternativas dependen #undamentalmente del nivel de producción ! del di"metro de la materia prima ! el sistema a emplear e$isten sistemas de per#oración ! presión o corte ! presión.
A. PROPUESTAS INICIALES PARA EL DISEÑO

/a primera alternativa presentada #ue la ue se observa en la #igura * en donde se emplean tratamientos como tamizado, desairado, Fomogenizado ! para la garantizar la inocuidad se emplea altas presiones. (

&ig. *.
((

&ig. .
B. SELECCIÓN DEL DISEÑO FINAL

Comparando las dos alternativas presentadas, analizando costos de euipos ! simplicidad del proceso se decidió implementar una 1nica zona de clasi#icación ! selección antes de la etapa de lavado. Dara garantizar la inocuidad se tenían dos alternativas. (#

/a pasteurización permite obtener un producto inocuo pero con sabor di#erente al del jugo #resco, sin embargo el costo de implementación es aceptable ! la disponibilidad del euipo es alta. El tratamiento con altas presiones permite obtener un producto inocuo con características similares a las del jugo #resco, el sabor no se cambia ! no se pierde vitamina C como ocurre con el tratamiento térmico. &inalmente se decidió usar el tratamiento de pasteurización como se observa en la #igura 3 debido al costo, a la disponibilidad del euipo ! seg1n el estudio de mercado.

&ig. 3
($

1.5 SISTEMAS AUXILIARES REUERIDOS Dara las operaciones de la planta se reuieren instalaciones adicionales ue permitan el #uncionamiento de los euipos. /os sistemas a utilizar son4 '"lvula de veri#icación '"lvula de control Bomba centri#uga %istema de tuberías con aislante para el vapor de la caldera ! el condensado. • • • • • • • • • •

:uberías de trasporte del néctar %istema de energía eléctrica Cisterna %istema de drenaje Euipos anti=incendios :uberías de agua potable

2. INGENIERÍA BÁSICA 2.1 INTRODUCCIÓN El néctar de naranja, es una de las bebidas m"s elaboradas a nivel mundial, por la #acilidad de trabajo, la gran disponibilidad de materia prima, ! principalmente es mu!

(2

apreciada por sus alto contenido de vitamina C, la cual es indispensable para ue el ser Fumano, principalmente en el combate contra en#ermedades, incluida las respiratorias. En la #abricación de néctar de naranja , los procesos de #abricación permiten tener un producto de alto nivel de calidad, natural, ! de bajo costo para el consumidor. /a aplicación de tecnologías de preservación de alimentos, como la pasteurización por ejemplo, permite tener alimentos asépticos ! de alto valor nutritivo cuando se aplica el tratamiento adecuado para garantizar la presencia de vitamina C, la cual es de interés para el p1blico consumidor de este producto. %eg1n estadísticas del Banco Central del Ecuador, la tendencia Fa ido de la mano con el aumento de la población en Huito, es decir, a ma!or población, ma!or cantidad de jugo en demanda, aunue no se poseen encuestas especí#icas para cada tipo de jugo, se conoce ue el consumo de jugos, año tras año, va en aumento, lo ue motiva, a todas las empresas productoras de jugos a centrar su demanda Facia este sector alimenticio de bebidas. Este pro!ecto busca el procesamiento de jugo natural de naranja, aunue necesariamente, necesita la presencia de conservantes, pero en mínima cantidad, con el #in de proveer una bebida natural de alto valor nutritivo. En la siguiente #igura ! tabla, se muestras las tendencias ue posee el consumo de jugos de #rutas en el sector de Huito, esta es la motivación para este pro!ecto.

CONSUMO PER CAPITA (250 mL) (7 (2 Consumo PC ($ (# (( (7

#

#7

#(

Año

&uente4 Banco Central del Ecuador, @ &ig. 7. :endencia consumo de jugo de #ruta en Huito. (7

:abla 3. Consumo de jugo de #ruta en Huito

&uente4 Banco Central del Ecuador, @

2.2 DESCRIPCIÓN DEL ALCANCE DEL PROYECTO
(+

2.3 ESTÁNDARES Y NORMAS T!CNICAS NACIONALES E INTERNACIONALES A UTILIZAR Dara la elaboración del néctar de naranja se toman en cuenta los par"metros establecidos en las siguientes normas 2E24 Iugos, pulpas, concentrados, néctares, bebidas de #rutas ! vegetales. 5euisitos, 2E2 33+40, establece los reuisitos especí#icos ue debe cumplir un néctar de #ruta. Dermite el uso de endulzantes ! aditivos alimentarios, a dem"s de proporcionar las características #isicouímicas, el recuento total de microorganismos, composición mínima de jugo de #ruta en el néctar ! los límites establecidos de aditivos. ;ditivos alimentarios permitidos para consumo Fumano. /istas positivas. 5euisitos 2:E 2E2 +7, en donde se encuentran los edulcorantes aprobados por el Code$ ;limentario ! la &<;, a dem"s de lista de vitaminas permitidas como aditivos. 2.4 SISTEMA DE UNIDADES A UTILIZAR El sistema de unidades a utilizar es el sistema internacional (%), las unidades ! magnitudes se encuentran detalladas en la siguiente tabla 7.

:abla 7. -agnitudes ! unidades en el sistema % MAGNITUD L#$%&'() M*+* T&,-# T,-,/*'(/* E$,/%0* P#',$&*

UNIDAD Metro Kilogramo Seg!"o Kel$i! %ole# kilo&atio#

2.5 DISEO DEL PROCESO TECNOLÓGICO (1

S"MBOLO m kg # K % k'

; continuación se presentan los diagramas del proceso tecnológico a utilizar en la planta procesadora de néctar de naranja. :odos los diagramas #ueron realizados en el programa 'isio *. 2.5.1 DIAGRAMA DE BLOUES El diagrama de bloues o diagrama b"sico ue se presenta en la #igura 8 es la secuencia de los pasos para la realizacion de néctar de naranja. ;dicionalmente se tiene marcadas las etapas después de las cuales se debe realizar la documentación correspondiente. El diagrama b"sico sirve para tener una visión general del proceso ue se va a realizar sin ma!or detalle aparte de la secuencia de actividades a realizar. El siguiente diagrama es el de pasos del proceso (#igura A) donde se detallan los par"metros de las operaciones a realizar como temperatura, tiempo, adem"s de los euipos, la cantidad de materia prima a procesar ! la cantidad de néctar ue se va a obtener después de una jornada laboral.

(6

&ig.8.
(

&ig.A.
#

&ig.+.
El diagrama ue se muestra en la #igura + muestra los euipos necesarios para el procesamiento de néctar de naranja. /a distribución de los uipos corresponde al orden de las operaciones consecutivas a realizarse seg1n el diagrama b"sico.

#(

&ig.0.
##

El diagrama de recorrido presentado en la #igura 0 permite identi#icar el #lujo de materia prima, material procesado ! producto terminado de tal #orma ue en la tabla relacional de actividades se puedan establecer las interacciones de cada actividad.

#$

2.5.2 DIAGRAMA DE FLUO PFD

#2

&ig.@.
#7

2.5.3 PLANO DE SIMBOLOGÍA6 ABREVIATURAS Y NOMENCLATURA UTILIZADAS EN EUIPOS Y LÍNEAS DE CORRIENTE /a simbología empleada en la distribución de planta ! en los diagramas de #lujo anteriores #ueron los est"ndares de ;merican %ociet! o# -ecanical Engineers (;%-E). ; continuación se indica brevemente los símbolos utilizados ! su signi#icado. :abla 8. %ímbolos utilizados

SIMBOLO

Bln!o/ n"#$o

ACTIVIDAD / ÁREA

Colo$ 'erdeJJ

Operai-n Monta>e

5ojoJJ

Alm!"nm%"n&

;marillo JJ

o T$ns'o$&"

;marillo JJ

Ins'"!!%n/

;zul JJ

Con&$ol Es'"$

;marillo JJ

S"$%!%os

;zulJJ

O*!%ns/

-arrón JJ

+m%n%s&$!%n J;%-E standard 2.5.4 DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL PROCESO El proceso de elaboración de néctar de naranja se realiza siguiendo los pasos establecidos en el diagrama de procesos, a continuación se detallan las etapas del proceso. #+

RECEPCIÓN /a materia prima se recepta en gavetas pl"sticas ! se pesa en la balanza industrial en no m"s de cuatro gavetas apiladas llenas de naranjas. El n1mero de operarios en esta etapa dependen de la cantidad de materia prima a receptar. SELECCIÓN Y CLASIFICACIÓN /a selección ! clasi#icación se realizar" mediante el uso de una banda transportadora, una persona al inicio de la banda transportad ora se encargar" de separar las naranjas en mal estado ! las depositar" en gavetas para posteriormente trasladar a la zona de desecFos. ?tra persona en la parte #inal veri#icar" el tamaño adecuado para el ingreso posterior en la e$tractora. LAVADORA DE FRUTA /a banda trasportadora de selección ! clasi#icación termina en la alimentación de la lavadora de #rutas. En esta etapa las naranjas dentro de la lavadora se rocía inicialmente con agua ! desin#ectante, posteriormente se enjuagan con agua a presión mediante los aspersores superiores al mismo tiempo ue se realiza la rotación de cepillos eliminado la suciedad e$istente en la super#icie de las #rutas. na vez terminado el trabajo de la lavadora, se retiran todas las #rutas lavadas en gavetas limpias ! se alimentan al e$tractor de jugo, en la parte superior. EXTRACTOR DE UGO /a e$primidora de #rutas emplea el sistema de corte presión para e$traer el jugo de la naranja. nicialmente las cucFillas cortan la parte superior de la naranja, la bouilla superior desciende, penetra ! presiona la naranja mientras ue las bandas laterales Facen girar a la naranja ! también la presionan. El jugo se transporta por la bouilla superior mientras ue las pepas ! la c"scara se desecFan por la parte in#erior del e$tractor. FORMULACIÓN DEL N!CTAR DE NARANA

#1

/a #ormulación #ue realizada tomando en cuenta el estudio de mercado en cuanto a las características del néctar de naranja m"s consumido, adem"s de las 2ormas :écnicas Ecuatorianas en donde establecen los niveles permitidos de uso de aditivos ! conservantes. %eg1n las normas 2E2 especi#icadas anteriormente, al néctar de naranja se adicionar" "cido cítrico para regular el p6. :anto el benzoato como el sorbato de sodio son conservantes ! se añadir"n con el #in de alargar la vida 1til de producto #inal. /a #ormulación empleada en el néctar de naranja se muestra en la siguiente tabla. :abla A. &ormulación del néctar de naranja IN,REDIENTES A)ua A/ar 3ido *trio Ben/oato de sodio Sor0ato de potasio

PORCENTA-E. 6,16 , ,6# ,$ ,#

PESO(#) $1,22 #6,#7 +,+1 #,2 (,++

MEZCLA na vez pesados los ingredientes para la #ormulación de la tabla anterior se procede a mezclar el jugo de naranja e$traído junto con los dem"s ingredientes. nicialmente se disuelven ! mezclan los ingredientes en un volumen peueño de jugo utilizando un envase met"lico de *litro ! #inalmente se agrega a todo el tanue de mezclado lleno de jugo de naranja recién e$primido. na vez uni#orme la mezcla se procede a realizar la pasteurización. PASTEURIZADOR El tratamiento térmico se realiza en el pasteurizador una vez este cargado completamente. El vapor sobrecalentado ingresa a la tubería del pasteurizador ! calienta el jugo Fasta ue llegue a la temperatura reuerida ! se mantenga. nmediatamente ingresa agua #ría en el euipo para realizar en en#riamiento r"pido. ENVASADO6 SELLADO Y EMBALADO /a alimentación de la envasadora=selladora es mediante la tubería de salida del pasteurizador, se conecta directamente ! realiza autom"ticamente el llenado ! sellado de botellas de polietileno de 8ml. /as botellas salen del envasado ! sellado en línea #6

consecutiva conectada directamente con el euipo de embalaje en donde se ordenan en #ilas de tres ! columnas de 7, de tal #orma ue se embalen * botellas pl"sticas con el termo encogible. 2.5.5 N7MERO DE OPERARIOS
ENTRA

Rece"ción .elección + clasi3icación

* g *g

* g @,*g

CO2 PRO/1CTO. g  @+,@g

-avado E4!racción

@,*g @,*g 7*8,8* g (jugo de naranja) 3+@,77 g (agua) 0,8 g (az1car) A,A+ g ("c. Cítrico) ,70 g (benzoato de 2a) *,AA g (sorbato de K) 03*,g 03*,g

@,*g 7*8,8*g

g 700,8@g

Me&cla5

Pas!euri&ación Envasado

PRO/1CTO.

03*, g de néctar

03*,g 03*,g

J&uente4 ndustrialización de la naranja (C;,*@@8).

BALANCE DE ENERGÍA Pas!euri&ación

#

 g

g g

Q REQ =U.A.∆T Q REQ =1,8

kJ 2

s.m .K

2

x ( 1,22 m ) x (100 −35 ) k

Q REQ

143 , 2

=

kJ s

Masa de a#ua reuerida "ara en3riamien!o m.Cp.∆T =143,2

(

m. 4,184

kJ s

)

kJ ( 60−10 ) K =143,2 kJ kg.K s

m H 2 Oreq =0 , 684 kg / s

:abla 0. 5euerimiento de agua en todo el proceso

5EHE5-E2:?%
B;/;2CE%
2.5.9 BALANCE DE MASA Y ENERGÍA

$

/os balances de masa ! energía se resumen en el siguiente diagrama (#igura *) realizado en 'isio *. %e detallan los #lujos en cada proceso ! la potencia de cada euipo a utilizar.

$(

&ig. * Balance ! energía del proceso de producción de néctar de naranja $#

2.8 DISEO BÁSICO DE LA PLANTA 2.8.1 TABLA RELACIONAL DE ACTIVIDADES /a tabla relacional de actividades ue se presenta a continuación muestra todas las actividades a realizar en el proceso de elaboración de néctar de naranja. Claramente se observa ue e$isten mucFas actividades cu!a cercanía entre sí Nno es deseableO ejemplo de esto es entre recepción ! lavado, pas teurización ! recepción, e$tracción ! embotellado, etc. :ambién e$iste la relación Npoco importanteO ejemplo de esto se presenta entre embalaje ! la cisterna, lavado ! bodega, etc. &inalmente también se presentan relaciones NimportantesO,

Nsin importanciaO,

Nespecialmente importanteO o N;bsolutamente necesarioO. /a ma!oría de la pro$imidad se debe a ue prioriza la Figiene, el control, la seguridad del producto ! la accesibilidad de materiales ! euipos en el proceso.

&ig. ** :abla relacional de actividades realizadas en la planta procesadora de néctar de naranja $$

5e#erencias para la tabla relacional MOTIVO PRO4IMIDA D el proeso ?ro8i%idad en i)iene Control "rio Malos olores, ruidos, & Se)uridad del produto Utili/ai-n de %aterial 1 o%n 6 Aesi0ilidad DEEUIPOSENCADAÁREA ( # $ 2 7 +

2.8.2LISTA Enlasiguiente proceso!los :abla*. procesadora

A A0soluta%ente neesario tablaseobservalasetapasdel Espeial%ente E i%portante uiposautilizarencada"rea. I I%portante O ?oo i%portante /istadodeeuiposenlaplanta U Sin i%portania denéctardenaranja K No desea0le

ETAPA DEL PROCESO

IDENTI"ICACI 5N

ETAPA DEL IDENTI"ICACI PROCESO 5N

RECE?CI5N

0alan/a

MECLA

Tan9ue de

SELECCI5N J CLASI"ICACI5 N

industrial Banda trasportadora

MECLA

%e/la A)itador

LA4ADO

La@adora de ruta

PASTEURIA CI1N

?asteuri/ado r TST

EKTRACTOR

E8trator de >u)o

ENVASE  SELLADO

E%0otellador

MECLA

Balan/a para in)redientes

EMBALA-E

E%0alador

CUARTO DE MA3UINAS

Caldero

$2

2.8.3 :OA DE ESPECIFICACIONES T!CNICAS DE LOS EUIPOS

:abla **. Euipos empleados en el proceso E3UIPO

ESPECIICACIONES

SIS AREA AU4ILIAR Ener)*a Di%' el!tria ?lataor%a 2#,7 8 7#,7 %

Balan/a

Materialaeroino8ida0le Capaidades 17) 8 ()r  (7) 8 #)r  $) 8 7)r Base Alu%inio reor/ado Ali%entai-n "te' ## @a . 0ater*a interna rear)a0le

a@etas pl:stias

Capaidad 2 ) Di%ensiones +% L 8 2 % A 8 $ %  Capaidad de apila%iento ( a@etas 8 2 ) P 2 )

Banda transportadora

Material alu%inio . 0anda de ?ro@eedor Lar)o ( % auo de ener)*a Ano ( % Capaidad 2 ton el!tria

#2 %#

?otenia ,7 p

La@adora de ruta

Capaidad # ton Material aero ino8ida0le $2 Re9ueri%iento de a)ua relai-n # a ( de ruta' ?otenia #,2 p

Tu0er*a de a)ua Siste%a de reirulai -n

6,# %#

E8trator de >u)o

Material aero ino8ida0le

a@etas

,2( %#

?otenia (,# p Capaidad 7 ) asta 6 ) $7

para 0asura . transporte de la

%is%a' Manual%e nte

:abla **. Euipos empleados en el proceso (Continuación) E3UIPO

ESPECIICACIONES

Me/lado Tan9ue de a)itai-n

Material Aero Ino8ida0le AISI $(+ Inlu.e siste%a de a)itai-n, @eloidad de a)itai-n a>usta0le' Capaidad # lt'

?asteuri/ador TST

Aero Ino8ida0le AISI $(+ de /ona en ontato on produto . AISI $2 el resto' Ra Q ,6 %' "i0ras Q (7 Te%peratura %:8i%a (# C Te%peratura de entrada 7C Tie%po de residenia de $s V +s Desaireador ;? Q,(( at%< Capaidad ( lt Material aero ino8ida0le $2'

EMBOTELLADORA DE UGOS

N%ero de a0e/as de llenado (# N%ero de a0e/as de tapado 7 $+

SIS AREA AU4ILIAR NA 3rea0ase (%# Altura (%

Bo%0a Caldera

Di%ensione s 2 %# ;3rea de pista<, Altura (,7 V#%

NA

#7%%8 (7 %% ;3rea de pista
Capaidad de produi-n 7 %l Di:%etro de 0otella 7 H (( %% Altura de 0otella (7 V $+ %% Tipos de tapas Rosa de pl:stio' ?eso #7 ) E3UIPO

:abla **. Euipos empleados en el proceso (&inal) ESPECIICACIONES

EMBALADORA ?rodui-n de (# a (7 pas por %inuto' Re9ueri%iento de potenia (6 Y

SIS AREA AU4ILIAR Siste%a Di%ensione el!trio s '67 8 '+ 8 ('1

2.8.4 DISTRIBUCIÓN EN PLANTA DEL ÁREA DE PRODUCCIÓN ; continuación se muestra una alternativa de distribución de planta ! la decisión #inal realizada en el programa 'isio * realizada tomando en cuenta el c"lculo de la super#icie a ocupar seg1n el ane$o *. nicialmente se diseño la planta procesadora de néctar en dos pisos uno superior ocupado por la parte administrativa contaría con4 recepción, departamento de ventas, departamento de ventas, vestidores, baños, comedor, gerencia general ! de producción, mientras ue en la parte de abajo se ubica el procesamiento en sí, con las etapas detalladas anteriormente, se distribu!e en tres "reas, la primera es la inerte o zona sucia ue es la recepción, selección, clasi#icación ! limpieza de materia prima. /a seguida de la zona es la mu! sensible donde se encuentra la mezcla ! pasteurizac ión del néctar, #inalmente la zona sensible es el empaue, la parte #inal de la producción. Este primer diseño ue se observa en las #iguras * ! *3 siguientes se descartaron debido a ue la parte administrativa esta sobre la #ase m"s crítica del proceso, donde $1

e$iste producción de vapor ! se utiliza la caldera ue puede ser un peligro si no se trabaja adecuadamente. Dara evitar #uturos accidente se propuso un nuevo diseño en un solo nivel ue se observa en la #igura *7.
ÁREA DE PRODUCCIÓN

ESCUELA ?OLITECNICA NACIONAL DISEZO DE ?LANTAS AGROINDUSTRIALES I

Distri0ui-n de planta para la produi-n de n!tar de naran>a NATALIA MOSCOSO [ WLADIMIR TIERRA (27#($ "aultad de In)enier*a Fu*%ia . A)roindustrial 4isio #(

$6

&ig. *
$

ÁREA ADMINISTRATIVA

ESCUELA ?OLITECNICA NACIONAL DISEZO DE ?LANTAS AGROINDUSTRIALES I

Distri0ui-n de planta para la produi-n de n!tar de naran>a NATALIA MOSCOSO [ WLADIMIR TIERRA (27#($ "aultad de In)enier*a Fu*%ia . A)roindustrial 4isio #(

&ig. *3.
/a siguiente distribución de planta se en#oca en eliminar el riesgo ue se puede presentan por sobrepresión en el caldero, o por #alta de buen mantenimiento, adem"s de priorizar la inocuidad del producto, buen manejo de la materia prima ! del producto #inal. Recorrido del personal: El personal ingresa por la parte cercana a la recepción de materia prima, por los baños especí#icamente, realiza su limpieza de aseo personal ! se cambia en los vestidores, una vez uni#ormado adecuadamente el operador debe lavarse bien las manos antes de ingresar a la producción, se pasa por el pediluvio ! se inicia el proceso. Flujo de materia prima: /as materias primas ingresan por la parte de recepción de materia prima ! continua con el proceso en #orma de  Fasta convertirse en producto, el cual sigue con el proceso Fasta su empaue ! embalaje. Administración: En el diseño #inal la parte de administración se encuentra alejada del caldero, se encuentra situada en la parte superior de la recepción ! lavado de la materia prima, permitiendo #"cil acceso a la parte de producción por parte de personal de la administración, uienes tendr"n ue pasar de igual #orma por los baños, pediluvio ! lavarse las manos antes del ingreso a la planta.

&uente4 Dropia

&ig. *7
SIMULACIÓN DE UN PROCESO #'1'( SIMULACI5N DEL ?ROCESO DE ?ASTEURIACI5N ;ALTA TEM?ERATURA<

%e simuló el proceso de pasteurización principalmente la #ase donde Fa! el r"pido aumento de la temperatura a lo largo del tiempo de pasteurización, en nuestro caso euivale a los *8 segundos de tratamiento térmico, cu!o #in es la muerte del organismo de re#erencia, ue para nuestro caso corresponde a la bacteria Escherichia coli. /os par"metros ue se consideraron para realizar la simulación se encuentran en el arcFivo adjunto. COM?ROBACI5N DEL ?ROCESO DE MUERTE T\RMICA'

Dara determinar ue tanto el proceso de simulación ! pasteurización est"n correctos, se realizó el c"lculo de la /etalidad (/) ! el tratamiento térmico euivalente (&), con el #in de garantizar la e#ectividad del proceso a dos períodos de tiempo como se detalla a continuación4

EEMPLO DE CÁLCULO DE LETALIDAD

L=10

T − Tr z

Cuando t P * s • • • •

T P A7,7 QC Tr P A8 QC 6 P 8 QC 7! P .8 s L=10

64,42− 65 5

L=0 , 7650

TRATAMIENTO T!RMICO EUIVALENTE F = L. ∆ t F

=

(

0 , 7650 . 0 , 05 s

)

F =0 , 03828 s

Cuando ! P *,8 s • • • •

! P A7,+ QC Tr QCQC 6 PP8A8 7! P .8 s L=10

64,70− 65 5

L=0 , 87090

TRATAMIENTO T!RMICO EUIVALENTE F = L. ∆ t F

=

(

0 , 7650 . 0 , 05 s

F =0 , 04354 s

)

;dicionalmente el tratamiento térmico euivalente total obtenido #ue FT =16,26 s

Este valor es ma!or a los *8 segundos de pasteurización, por lo ue se garantiza ue el proceso es el adecuado ! ue el producto #inal estar" libre de contaminantes biológicos.

SIMULACIÓN DEL PROCESO DE ELABORACIÓN EN EL SOFT;ARE SIMUL<

&ig. *8. %imulación de proceso de producción de jugo de naranja en %imul0 (Elaboración4 propia) %e simuló el proceso de elaboración del jugo, cabe resaltar ue no se obtuvieron los valores #inales de los respectivos balances de masa en cada una de las etapas. Este el error en los valores se debe a ue el programa, en una de sus características no permite valores con ci#ras decimales, 1nicamente de valores enteros, sin embargo, el error es mínimo, lo ue indica ue la incorporación de valores en cada una de las etapas, así como los tiempo unitarios en cada operación permiten ue la plani#icación diaria ! la producción se realice sin problema.

2.< IDENTIFICACIÓN DE EUIPOS Dara la identi#icación de euipos se sigue el #ormato general ue es el siguiente4 RR G SS <ónde4

RR4 /etras de identi#icación para la clasi#icación de los euiposT 4 designa un "rea dentro de la plantaT SS4 es el n1mero de designación para cada euipo.

/as letras de identi#icación de los euipos, el "rea a la ue pertenecen cada euipo, así como las letras de identi#icación de cada "rea se muestran en la tabla *. :abla *.= denti#icación de euipos ! "reas para planta procesadora de néctar de naranja Equipo Letrasde Área designada Letras de !mero de identificación identificación de designació área n Balanza B5ecepción 5 * -esa -% %elección! %C clasi#icación  /avadora de / cepillos E$primidora :anue de mezclado Bomba centrí#uga Dasteurizador tubular Envasadora ! selladora Empacadora

/' B :S

/avado E$tracción

E -

Desado! mezcla

3 7 8

D B;

Dasteurizado

A

C6

+ E

D% B5

Empacado! embalaje

0 @

/as letras de designación se tomaron a partir de la norma DE-ER 2o. .7*.*, emitida en *@0+, a e$cepción de4 la mesa, la lavadora de cepillos, la envasadora G selladora ! la empacadora, cu!os nombres no constaban en la norma. Dara la mesa ! la lavadora de cepillos, las letras de identi#icación #ueron la letra inicial de su nombre en

español ! cualuier letra ue con#orma la palabra, en este caso la tercera letra para ambos casos. Dara la envasadora G selladora se tomó las iniciales de estos nombres en inglés (Dacing G %ealer) ! para la empacadora tanto la letra inicial ! #inal de su nombre en inglés (Baler). Dara decidir una combinaci ón, se debe tomar en cuenta de no repetir esta con alguna ue !a conste en la norma técnica. Dor ejemplo, en el caso de la mesa, lo m"s sencillo sería nombrarlo como -E, -% o -;. Dero, seg1n la norma, la primera combinación propuesta Face re#erencia a un motor eléctrico, así ue se decidió poner la segunda. ; continuación en la #igura *A, se presenta el diagrama de euipos con su respectiva señalética.

&igura *A.
2.= IDENTIFICACIÓN DE TUBERÍAS Dara la identi#icación de tuberías, primero, se caracterizó todos los #luidos ue intervienen en el proceso de elaboración del néctar. /os #luidos empleados en el procesamiento son4 cloro, ue circula por las tuberías de la lavadora de #rutas, una mezcla de agua potable desde el suministro ! jugo de naranja desde el e$tractor, agua utilizable ue circula por la caldera al pasteurizador. En el lavado, por las tuberías de la lavadora de cepillos, circula una solución desin#ectante (cloro). /a tubería debe ir pintada de color negro, en el caso ue no lo este, debe tener un adFesivo parecido al de la #igura *+, ! también las dimensiones del adFesivo.

&igura *+. Color de las tuberías de la lavadora de cepillos con su identi#icación ;l mezclador llega agua potable ! jugo de naranja desde el e$tractor, como lo muestra la #igura *0. (7 %% $, 1

%%

('

(7 %% $, 1

%%

'

&igura *0. Color de tuberías ue transportan #luidos Fasta la mezcladora

/a tubería ue sale del tanue mezclador se transporta la mezcla de agua ! jugo de naranja, el cual se clasi#ica como líuido no combustible.
&igura *@. :ubería ue sale del mezclador Facia el pasteurizador /a caldera ue sirve como servicio au$iliar del pasteurizador utiliza agua utiliza potable. :ubería ue, debe estar coloreada de verde o en otro caso, colocar un adFesivo, cu!as dimensiones ! su respectivo código de identi#icación se dan a conocer en la #igura .

&igura . :ubería con su respectiva señalética ue sale de la caldera al pasteurizador

Dor 1ltimo, el néctar de naranja sale del pasteurizador para pasar a la embotelladora por medio de la tubería. El color del cual debe estar recubierta la misma, es negro ! el código de identi#icación, se puede apreciar en la #igura *.

' 

&igura *. :ubería ue transporta el néctar de naranja desde el pasteurizador Fasta la embotelladora con su señalética ; continuación, se realiza un resumen de los #luidos ue intervienen en el proceso. :abla *+. 5esumen de los colores ! adFesivos de las tuberías ue transportaron a los #luidos ue intervinieron en el proceso Etapa Fluido Color de tu"er#a o %imensiones !mero adhesi$o /avado ! desin#ección

Cloro

-ezclado

;gua potable Iugo de naranja

-ezclado Dasteurizado Embotellado Calderaa

2éctar de naranja 2éctar de naranja ;gua

2egro con letras blancas de contraste 'erde con letras negras de contraste 2egro con letras blancas de contraste 2egro con letras blancas de contraste 2egro con letras blancas de contraste 'erdeconletras

del' adhesi$o &a "( en mm $*

caracter#stico para identificación @.*

3,+$*8

*.

3,+$*8

@.

3,+$*8

@.

3,+$*8

@.

*$7

*.

Dasteurizado r

potable

negras de contraste

a4 ancFo del adFesivo, b4 largo del adFesivo

2.1> CURVA DE OPERACIÓN DE LA BOMBA %e utilizó el enlace de la p"gina Fttp4MMselect.pump=#lo.comMmanulist.asp, de la cual se escoge el proveedor, se llena los datos ue reuiere la p"gina ! se tiene acceso a un simulador ue reporta las curvas del sistema ! curvas de operación de la bomba en el cual se reuiere el caudal ue ingresa a la bomba ! las pérdidas por #ricción ue se calcularon con el respectivo balance de energía. ;dem"s, se reuiere la presión de la super#icie del tanue de succión ue es la atmos#érica ! la altura de la bomba, cu!o valor se asumió. &inalmente, se despliegan las curvas de operación ! del sistema de la(s) bomba(s) ue dicFo proveedor dispone. %e muestra a continuación los pasos ue se describen anteriormente. Daso *4 %e #ija los valores de caudal (#loU rate), altura total de la bomba (total Fead), presión en el tanue de succión (tan sur#ace pressure) ! las pérdidas por #ricción (pipin #riction loss), ! se cerciora ue las unidades de los valores reueridos sean del %istema nternacional.

&igura . %imulador para determinar curvas de operación de la empresa ;merican= -arsF Dumps Daso 4 %e escoge la curva ue m"s se apegue a nuestros reuerimientos.

&igura 3. Curva de operación * para las condiciones determinadas

&igura 7. Curva de operación  para las condiciones determinadas

&igura 8. Curva de operación 3 para las condiciones determinadas %e reportaron 3 curvas, todas aplicables a nuestro caso. /as curvas del sistema de cada gr"#ico se encuentran dentro de las curvas de e#iciencia. /a altura total de la bomba reuerida de 3,*@ m. cae dentro de los di"metros de operación de las 3 curvas. %u puede escoger cualuiera de las 3 bombas ue en el simulador nos recomiendan.

2.11 REUERIMIENTOS DE AGUA Y DE VAPOR El #uncionamiento de la planta depende en gran medida del agua disponible, tanto como ingrediente en la #ormulación del néctar como también sistema au$iliar en el caldero ! pasteurizador. Dara las di#erentes operaciones unitarias del proceso se detallan a continuación en la tabla *0. :abla *0. Cantidad de agua diaria reuerida para el procesamiento de néctar de naranja. Requerimientos de agua &)g( /avado  &ormulación 3+@,77 Dasteurización(en#riamiento) A*,A* :otal 77*,8 :abla *@. Cantidad de vapor de agua diario reuerido para el procesamiento de néctar de naranja. Requerimientos de agua &)g( Dasteurización(vapor) 7,0* :otal 7,0* Dara estimar el consumo diario de agua en los baños, se toma de re#erencia los @ trabajadores (7 de producción ! 8 de administración), ! el n1mero de veces ue una persona va al baño promedio. /os inodoros son ecológicos aForra dores de agua de la línea Edesa 'ittoria I%<A3+V*CE ! los lavamanos %Felb! C%8+*V*CE. El consumo para el inodoro es A litros de agua por jalada ! para el lavamanos es de ,A+ litros de agua por lavada de manos. Entonces considerando ue por cada ida al baño una persona se lava las manos se tiene ue una persona se lava 3 veces por lo menos las manos al día Consumo nodoro4

litros ∗ 3 jl!s jl! litros ∗9 tr"j!ores=162 6 tr"j!or∗!# !#

Consumo /avamanos litros ∗3 l$!s l$! litros 2,67 ∗ 9 tr"j!ores=72 tr"j!or∗!# !#

Consumo baño total P 37 litrosMdía Dara el consumo diario en la limpieza, se necesita saber el gasto de agua por cada limpieza ue es de *3 litros por cada limpieza ! se realizan  limpiezas diarias, lo ue da un total de A litros de agua diarios. Dor 1ltimo se tiene los reuerimientos de los euipos para su limpieza, los cuales se muestran en la tabla 4 :abla . Consumo diario de agua para limpieza de los euipos Consumo diario de agua para limpieza de euipos (litros) -esa de lavado * :anuedemezclado 8 Dasteurizador 8 Embotelladora 8 :otal euipos *A Consumo total para limpieza4 7 litrosMdía :abla *. Consumo total de agua para la operación de la planta para procesamiento de néctar de naranja Consumo !o!al de a #ua"ord$a 89:;9;li!ros?@#
2.12 CIRCULACIÓN DE AGUA

&igura A. ?peraciones unitarias del proceso ! líneas de circulación de agua /íneas principales del proceso (agua)

/íneas secundarias del proceso (agua) /íneas subterr"neas del proceso (agua) /íneas de vapor sobrecalentado %e prevé ue el volumen del reservorio permita el abastecimiento para el caldero, el lavado de las #rutas, así como para los servicios Figiénicos sea apro$imadamente de 0 litros de agua, ue abastecería un período de veinte días laborables de un mes. Drevio al proceso de mezclado, se dispone de un tanue cubierto de almacenamiento del agua con una capacidad de  litros ue servir" para el proceso de mezclado, así como para la envasadora, de igual manera se dispondr" de un tanue de  litros de capacidad para la preparación de la #ormulación de la solución de limpieza (8 ppm de Fipoclorito de sodio), para su posterior bombeo Facia la lavadora de #rutas.
;gua potable para operaciones de4 -ezclado ! envasado (en la #ase de lavado

•

de botellas) ;gua de reservorio, para operaciones de lavado ! generación de vapor para el proceso de pasteurización.

&igura +. 5eservorio de agua

; partir de esto, cabe resaltar lo siguiente4 *. En las opera ciones de lavad o, ! pasteurización (vapor), se emple ar" agua ue viene directamente del reservorioT en el proceso de lavado, el agua del reservorio pasa por un #iltro con el #in de remover impurezas ue podrían estar presentes, para llegar a un tanue de mezclado con el desin#ectante. . ; partir del proces o de pasteurización, se puede reutilizar el condensado, es decir, se lo puede devolver al reservorio de agua, para su posterior re=usoT el agua ue se emplea en el lavado de la #ruta se la puede emplear en un nuevo proceso de reutilización, mediante la aplicación de tratamientos ue permitan la remoción de impurezas presentes, ! la adición de solución desin#ectante. 3. El agua potable se puede emplear para los servicios Figiénicos, aunue se puede empl ear

el agua del res ervorio. Dara los lavaderos de manos es

obligatorio ue el agua sea potable, con el #in de evitar la presencia de patógenos ue pudieran estar presentes en el agua del reservorio. 7. El agua pot able pasa r" dire ctamente al proc eso de mezc lado, !a ue por la ubicación de la planta (Caluma), no Fa! el problema de presencia de agua con

contaminantes como el arsénico. El posterior proceso de pasteurización permitir" destruir la #lora bacteriana ue pudiera estar en nuestro producto. 2.13 SELECCIÓN DEL CALDERO

&igura 0. Caldero seleccionado para la planta procesadora de néctar de naranja Dara el proceso de pasteurización se reuieren apro$imadamente ,A07 gMs de vapor de agua (7A,7 gMF). El caldero a emplear es un caldero acuotubular, el cual posee las siguientes características4 • • • • •

-odelo4 C&M:C=+ Capacidad4 3*+7 gMF
/a ventaja de este tipo de caldera es ue permite el aprovecFamiento de desecFos agroindustriales, lo ue reduce el desperdicio así como los costos de operación. ;l estar situada la planta a sectores productores de desecFos, (palma, arroz, etc.), se puede aduirir estos desecFos ! aprovecFarlos. 2.14 PLAN DE LIMPIEZA Y DESINFECCIÓN DE LA PLANTA PROCESADORA DE N!CTAR DE NARANA 2.14.1 NECESIDADES DE LA PLANTA

•

-antener todos los euipos limpios ! desin#ectados antes ! después del procesamiento.

•

-antener la limpieza dentro de las zonas de e$tracción, mezcla, pasteurización ! empaue para asegurar la inocuidad del producto.

•

-antener los euipos limpios ! desin#ectados al #inal de cada jornada de trabajo ! revisar el estado de cada uno previo a su uso.

2.14.2 FRECUENCIA DE LIMPIEZA :abla . &recuencia de limpieza de las di#erentes zonas de la planta procesadora de néctar de naranja 6ONA 5ecepción de materia prima

*REC1ENCIA
R.A,-E E.PON2 Ie#e de producción

CAPACITACI0N /EPER.ONA;nual

REC1R.O. Escobas, detergente, cepillos, agua, JEDD.

ERI*ICACI0N nmediata con lista de cFeueo, #ecFado, #irmado ! registrado

Droducción


Ie#e de producción

;nual

nmediata con lista de cFeueo, #ecFado ! #irmado




;nual



Ie#e de producción

2;

Escobas, desin#ectante, detergente, agua caliente, EDD. Escobas, desin#ectante, agua, EDD. Camión recolector de


recolector basura de 'iernes al #inal de la jornada

%emanero

;nual

basura ;gua,sosao potasa caustica,

nmediata con lista de cFeueo, #ecFado ! #irmado nmediata

nmediata

Baños


%emanero

;nual

;lrededores de la planta

-ensual

Dersonal de control de plagas contratado

2;

JEDD4 Euipos de protección personal

balde, EDD. ;gua, desin#ectante, detergente, EDD, trapeadores, escobas. :rampaspara roedores, pesticidas, plaguicidas,

nmediata con lista de cFeueo, #ecFado ! #irmado

nmediata ! durante todo el mes.

EDD

En caso de presentarse incon#o rmidades en la veri#icación o evaluación de la limpieza se establecer"n las medidas correctivas a realizarse. /a limpieza de los drenajes, ue son #ocos de contaminación de insectos ! microorganismos se realizar" cada viernes en la tarde, empleando sosa caustica o potasa. El recolector de basura realizara visitas diarias de ser posible o m"$imo pasando un día para impedir la producción de moscas dentro o a sus alrededores. %e llevaran registros de toda actividad de limpieza realizada ! se arcFivaran las listas de cFeueo #ecFadas ! #irmadas. %e utilizaran tres productos desin#ectantes rotativos semanalmente para mantener su e#ectividad. ; continuación se presenta un ejemplo del registro de monitoreo de limpieza. :abla 3. Ejemplo del registro de monitoreo de limpieza MONITOREO /E -IMPIE6A /escri"ción del !raaBo Res"onsale *eca *irma del res"onsale Sona de recepción de materia prima /impieza de balanza /avado de pisos Sona de producción /impieza de pisos /impieza de euipos Sona de despacFo /impieza de pisos

/impieza de pallets ?rden de bodega de insumos Sona del depósito de desecFos /avado del depósito de desecFos /avado de pisos, paredes ! gavetas utilizadas
6onaD rece"ción de ma!eria "rima *. Barrer toda suciedad e$istente en la zona como desecFos org"nicos (Fojas, tallos), desecFos pl"sticos, etc. . /lenar la cubeta pl"stica con agua ( galones) 3. ;gregar la cantidad de detergente adecuada para los  galones de agua. 7.
+. Enjuagar las Ferramientas utilizadas ! ponerlas en su lugar

6ona de "roducción *. Enjuagar los euipos de lavado, e$tracción, mezclado ! pasteurización . /lenar la cubeta pl"stica con agua caliente (8 galones) 3. ;gregar la cantidad de detergente adecuada para los 8 galones de agua. 7. Eliminar toda suciedad e$istente en los euipos con la solución de detergente. 8. Enjuagar con agua los euipos A. Dreparar la solución de desin#ectante ! enjuagar los euipos con la misma.

6ona de des"aco *. Barrer toda suciedad e$istente en la zona. . Dreparar la solución detergente agua ( galones) 3.
6ona de de"ósi!o de desecos *. /impiar las paredes e$teriores del contenedor con una esp"tula de ser necesario . Barrer el piso alrededor del contenedor de desecFos

/renaBes *. Drepara la soluci ón agua sosa causti ca seg1n las indic aciones del #abricante escritas en el envase .
,aos *. Barrer todo el piso. . Dreparar la solución agua detergente (* galón) 3. /impiar lavamanos ! inodoro ! con la solución preparada 7. :rapear el piso 8. Dreparar la solución desin#ectante agua A. ;plicar el desin#ectante en lavamanos, inodoro ! piso

2.15 IDENTIFICACIÓN DE PUNTOS CRÍTICOS Y PUNTOS CRÍTICOS DE CONTROL EN EL PROCESO El %istema de ;n"lisis de Deligros ! de Duntos Críticos de Control (6;CCD por sus siglas en inglés) consta de + principios los cuales son4 *. 5ealizar un an"lisis de peligros. .
Peli#rosD •

-ateria prima en mal estado, con microorganismos ue aumenten la carga microbiana del jugo de naranja antes de la mezcla.

•

-al empaue del néctar de naranja ue permita el ingreso de microorgani smos al néctar.

•

;gua a utilizar en la mezcla con alta cantidad microbiana.

Pun!os cr$!icos de con!rolD •

Dasteurización.

-$mi!es cr$!icosD •

Dasteurización4 + 9C en un tiempo mínimo de *8 s.

.is!ema de vi#ilanciaD -antener registros de la temperatura ! tiempo de pasteurización. •

•

5ealizar an"lisis microbiológicos mensuales al néctar de naranja obtenido.

Medidas correc!ivasD •

;umentar el control de la materia prima, recFazar las naranjas con en#ermedades para disminuir la cantidad de microorganismos en el jugo ! por ende en el néctar a ser pasteurizado.

•

'eri#icar la e#ectividad del desin#ectante utilizado en el lavado de materia prima.

•

%i e$iste evidencia de la presencia de microorganismos en el néctar después de la pasteurización se rediseñar" el proceso de pasteurización modi#icando para ma!or tiempo !Mo ma!or temperatura.

Procedimien!o de veri3icaciónD •

5ealizar an"lisis microbiológicos al jugo e$traído de las #rutas adecuadamente seleccionadas para el procesamiento.

•

5evisar registros de temperatura ! tiempo de pasteurización

•

5evisar resultados de an"lisis microbiológicos del néctar obtenido después del tratamiento de pasteurización rediseñado

.is!ema de documen!aciónD •

5egistros de calidad de materia prima ! proveedor

•

5egistros de la cantidad de materia prima desecFada

•

5egistros de tiempo ! temperatura de pasteurización

•

5egistros de resultados de an"lisis microbiológicos

•

5egistros de limpieza realizada

•

Drocedimientos de limpieza en cada etapa del proceso, en cada zona de la

•

planta Drocedimientos para tomar medidas correctivas ante no con#ormidades ue se presenten en el procesamiento.

:abla 7. 5esumen de an"lisis de an"lisis de peligros ! puntos de control critico 2éctar de 2aranja PPC *ac!or de ries#o -$mi!es cr$!icos Moni!oreo ? J

Fu Cómo *recuencia Fuien Accionescorrec!ivas Re#is!ros eri3icación

Dasteurización %obrevivencia de microorganismos :4 +9C t4 *8s :emperatura ! tiempo del tratamiento térmico :ermómetro ! registros del pasteurizador Cada lote ?perador del pasteurizador %i la temperatura es baja aumentar el tiempo de retención de C para cumplir con la normativa 5egistro de temperaturas, tiempos ;n"lisis microbiológicos

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