DISEÑO DE PLANTAS

1 Diseño de planta Agroindustrial de extracción de zumo de Membrillo-Maracuyá-Uva

I. ESTUDIO DE MATERIA PRIMA

1. REFERENCIA DE LA MATERIA PRIMA

1.1. MARACUYA(Passifloraedulis)

1.1.1. Origen Y Taxonomía

ORIGEN

Se considera que el centro de origen es Brasil, específicamente la

región del Amazonas. Este país es considerado el origen de unas 150-

200 especies de las 465 existentes de Passiflora.

CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA

Nombre común: maracuyá amarillo

Orden Passiflorales

Familia Passifloraceae

Género Pasiflora

Especie Passifloraedulis forma flavicarpa

1.1.2. USOS

El maracuyá se cultiva para aprovechar el jugo del fruto, el cual puede

ser consumido directamente en refrescos, o ser industrializado para

la elaboración de cremas alimenticias, helados, licores, dulces,

néctares, jaleas, refrescos y concentrados.

La cáscara es utilizada en Brasil para preparar raciones alimenticias de

ganado bovino, pues es rica en aminoácidos, proteínas, carbohidratos y

pectina. Este último elemento hace que se emplee en la industria de la

confitería para darle consistencia a jaleas y gelatinas.


1.1.3. COMPOSICIÓN QUIMICA

El fruto es perecible, pocos días después de su cosecha se deshidrata,

pierde peso y calidad comercial como fruto.

El jugo representa el 25.7% del fruto, tiene color amarillo por la

presencia de carotinoides.

La composición del jugo es de bajo contenido proteínico y relativamente

alto en vitamina A y acido ascórbico.

El análisis químico del jugo es el siguiente:

Cuadro Nº 01. El análisis químico del jugo

1.2. MEMBRILLOCydonia oblonga

1.2.1. TAXONOMÍA

REINO: Plantae

SUBREINO: Tracheobionta

DIVISIÓN: Magnoliophyta

CLASE: Magnoliopsida

SUBCLASE: Rosidae

ORDEN: Rosales

FAMILIA: Rosaceae

SUBFAMILIA: Maloideae

GÉNERO: Cydonia

ESPECIE: C. oblonga

componentes 100ml de jugo

Caloría 53,0 cal

proteínas 0,67 g

Grasa 0,05g

Carbohidrato 13,72g

Fibra 0,17g

Ceniza 0,49 g

Calcio 3,8mg

Fosforo 24,60mg

Hierro 0,36mg

Vitamina A 2410,0mg

Niacina 2,24 mg

Vitamina C (ac. Ascórbico) 20 mg


1.2.2. USOS

El consumo en fresco del fruto no es común debido a su sabor áspero y

la dureza de su pulpa. Los usos del membrillo se restringen a la

elaboración de conservas (membrilladas), mermeladas, jaleas, dulces,

licores de mesa o para agregar sabor a manzanas y peras cuando se

cocinan. Las demandas de la fruta son estrictamente limitadas y por

consiguiente, se alcanza rápidamente un abaratamiento del mercado.

El membrillo también se emplea en medicina debido a sus propiedades

astringentes, tónicas y estomáticas.………………………………………………………………

Cuadro Nº 02. Composición química de jugo de membrillo

componente 100g demembrillo

Calorías 57

Hidratos de carbono 15.3

Proteínas 0.4

Potasio 197

Calcio 11

Hierro 0.7

Fosforo 17

Vitamina A 40

Niacina 0.2

1.3. OFERTA DE MATERIA PRIMA

1.3.1. PRODUCCIÓN HISTÓRICA

El análisis se dará en base a los tres productos que se plantea en el

trabajo.: La maracuyá membrillo y pepino, los cuales tienen las zonas de

producción.

De acuerdo al análisis realizado, se tiene la producción histórica de

maracuyá, membrillo y pepino dulce.


CUADRO Nº 3.0 Producción histórica de maracuyá, membrillo y pepino

Fuente: oficina de información agraria-Ayacucho 2011

1.3.2. PRODUCCIÓN PROYECTADA

Para la proyección de las materas primas se utilizó el método lineal,

exponencial y polinómica

Método lineal:

Método exponencial:

Método polinómica:

Cuadro Nº 4: constantes de las ecuaciones para la proyección de maracuyá

MARACUYA

ECUACIÓN A B C R2 R

Lineal 37,62 -0,701 0,1 0,32

Exponencial 35,62 -0,01 0,07 0,26

Polinómica 0,116 -2,219 40,66 0,139 0,37

PERIODO HISTORICO

Años Periodos Maracuyá

(TM)

Membrillo

(TM)

Pepino dulce

(TM)

1997 0 25 46 117

1998 1 47 42 198

1999 2 47 44 157

2000 3 51 42 215

2001 4 28 53 238

2002 5 26 62 75

2003 6 26 53 43

2004 7 24 45 44

2005 8 27 48 33

2006 9 31 56 25

2007 10 33 48 20

2008 11 36 58 20

2009 12 37 39 13

2010 13 25 25 19


Cuadro Nº 5: constantes de las ecuaciones para la proyección del membrillo

MEMBRILLO


Lineal 49,68 -0,38 0,029 0,17

Exponencial 50,36 -0,01 0,061 0,25

Polinómica -0,401 4,843 39,23 0,452 0,67

Cuadro Nº 6: constantes de las ecuaciones para la proyección del pepino

dulce

PEPINO DULCE


LINEAL 188,3 -15,59 0,635 0,8

EXPONENCIAL 236,4 -0,22 0,844 0,92

POLINOMICA 0,248 -18,83 194,7 0,637 0,8

Cuadro Nº 7:Proyección de maracuyá

MARACUYA

años periodos met. Lineal met.exponencial met. Polinómica

2011 14 27,81 30,96 32,33

2012 15 27,11 30,66 33,48

2013 16 26,40 30,35 34,85

2014 17 25,70 30,05 36,46

2015 18 25,00 29,75 38,30

2016 19 24,30 29,45 40,38

2017 20 23,60 29,16 42,68

2018 21 22,90 28,87 45,22

Cuadro Nº 8: Proyección del membrillo

MEMBRILLO

años periodos met. Lineal met. exponencial met. Polinómica

2011 14 44,36 43,78 28,44

2012 15 43,98 43,34 21,65

2013 16 43,60 42,91 14,06

2014 17 43,22 42,48 5,67

2015 18 42,84 42,06 -3,52

2016 19 42,46 41,64 -13,51

2017 20 42,08 41,23 -24,31

2018 21 41,70 40,82 -35,91


Cuadro Nº 9: Proyección de pepino

PEPINO

años periodos met. Lineal met.exponencial met. Polinómica

2011 14 -29,96 10,84 -20,31

2012 15 -45,55 8,70 -31,95

2013 16 -61,14 6,98 -43,09

2014 17 -76,73 5,60 -53,74

2015 18 -92,32 4,50 -63,89

2016 19 -107,91 3,61 -73,54

2017 20 -123,50 2,89 -82,70

2018 21 -139,09 2,32 -91,36

1.3.3. Análisis de producción por provincias y distrito

Cuadro Nº 10: producción de maracuyá por provincia y distrito de ayacucho

MARACUYA (TM)

AÑO

HUANTA LA MAR

SIVIA

SAN

MIGUIEL

SAN

FRANCISCO

1997 10 6 9

1998 12 12 23

1999 12 12 23

2000 15 12 24

2001 5 10 4

2002 5 9 4

2003 5 8 4

2004 5 8 5

2005 6 9 5

2006 6 11 6

2007 6 11 6

2008 6 12 6


Cuadro Nº 11: producción de membrillo por provincia y distrito de Ayacucho

MEMBRILLO (TM)

AÑO

HUAMANGA CANGALLO PARINACOCHAS

PAUCAR

SARASARA

OCROS PACAYCASA QUINUA CANGALLO

CORA

CORA PACAPAUSA PULLO PAUSA LAMPA

1997 13 14 6

1998 15 12 7

1999 14 14 6 4

2000 15 11 6 4

2001 14 10 5 5 5 5 5

2002 12 11 4 5 6 6 6 6 6

2003 12 9 4 4 4 6 6 4 4

2004 10 8 4 5 4 5 5 4 4

2005 11 9 4 4 5 5 5 5

2006 12 10 5 6 6 5 6 6

2007 12 6 5 5 6 6 4 4

2008 12 11 5 6 6 7 6 5

1.4. ANALISIS DE DEMANDA

1.4.1. Identificación De Centros De Consumo

Las frutas producidas en las provincias de Huamanga, la Mar y Huanta del

departamento de Ayacucho, se canalizan a diferentes mercados, siendo la ciudad

de Ayacucho centro de consumo.

De acuerdo a los reportes proporcionado por la Oficina de Información del

Ministerio de Agricultura e información obtenida mediante entrevista directas a

comerciantes de frutas en nuestra localidad, casi en totalidad se destinan al

consumo en estado fresco, cabe resaltar que en la cuidad de Ayacucho no existen

empresas dedicadas a la industrialización; pero si en consumos como refrescos

que tiene mucha acogida y demanda.

1.4.2. Estadística De La Oferta Y Demanda

No se tiene registrado por ninguna entidad los datos históricos de la demanda de

consumo de maracuyá y membrillo en la cuidad de Ayacucho. Para lograr

determinar la demanda actual, se opta la alternativa de realizar encuestas

directas a comerciantes y publico en general que serán los consumidores

potenciales del producto.


1.4.3. Análisis De Encuesta De Consumo De Maracuyá Y Membrillo

Se realizaron a 42 encuestas sobre el consumo de maracuyá y membrillo, a partir

de ello, se trabajo estadísticamente, estableciendo rangos de consumo.

CUADRO Nº 12. Frecuencias Para Maracuyá

rango fi Xi Fi*Xi

(-1-1) 6 0 0

(1-3) 7 2 14

(3-5) 5 4 20

(5-7) 11 6 66

(7-9) 13 8 104

(9-11) 0 10 0

total 42

204

Donde:

Rango : numero de maracuyá

Fi : numero de personas

Xi : promedio

Remplazando en la formula, se tiene:

Llevando a kilo, se multiplica por el peso promedio que es 0.15kg.

Consumo per cápita mensual de maracuyá: 0.73Kg /persona*mes

Consumo per cápita anual de maracuyá: 8.75Kg/persona*año

CUADRO Nº 13. Frecuencias Para membrillo

rango fi Xi Fi*Xi

(-1-1) 4 0 0

(1-3) 15 2 30

(3-5) 14 4 56

(5-7) 4 6 24

(7-9) 5 8 40

(9-11) 0 10 0

total 42

150


Remplazando en la formula, se tiene:

Llevando a kilo, se multiplica por el peso promedio que es 0.23kg.

Consumo per cápita mensual de membrillo: 0.82Kg /persona*mes

Consumo per cápita anual de membrillo: 9.84Kg/persona*año

1.4.4. DEMANDA PROYECTADA

Para tal fin se recopila información poblacional de los distritos objetivos.

Cuadro Nº 14. Población

DISTRITO POBLACIÓN

Ayacucho 100935

San Juan Bautista 38457

Carmen Alto 16080

Jesús nazareno 15248

Total 170720

Fuente: INEI- resultado del censo de población y vivienda CPV-2007

La demanda proyectada de maracuyá y membrillo resulta de multiplicar el consumo

per cápita con la respectiva población proyectada.

CUADRO Nº 15Demanda proyectada de maracuyá

perio

do

Población

proyectada

(personas)

consumo

percapita

(Kg/ persona *

año)

demanda

maracuyá

kg/año

demanda

maracuyá

TM/año

2007 0 170720 8.75 1493800 1494

2008 1 173281 8.75 1516207 1516

2009 2 175880 8.75 1538950 1539

2010 3 178518 8.75 1562034 1562

2011 4 181196 8.75 1585465 1585

2012 5 183914 8.75 1609247 1609

2013 6 186673 8.75 1633386 1633

2014 7 189473 8.75 1657886 1658

2015 8 192315 8.75 1682755 1683


CUADRO Nº 16Demanda proyectada membrillo

periodo

población

proyectada

(personas)

consumo per cápita

(Kg/ persona * año)

demanda membrillo

kg/año

demanda membrillo

TM/año año

2007 0 170720 9.84 1679885 1680

2008 1 173281 9.84 1705083 1705

2009 2 175880 9.84 1730659 1731

2010 3 178518 9.84 1756619 1757

2011 4 181196 9.84 1782968 1783

2012 5 183914 9.84 1809713 1810

2013 6 186673 9.84 1836859 1837

2014 7 189473 9.84 1864412 1864

2015 8 192315 9.84 1892378 1892

Para la proyección de la población se emplea la siguiente relación.

Donde:

Pn : población proyectada para el año n

Po :población de base del 2007 : 170720 habitantes

IC: tasa de crecimiento de la ciudad de huamanga: 1.5 %

n: numero de años (periodos)


II. ESTUDIO DE MERCADO

2.1 ESPECIFICACIONES DEL PRODUCTO

2.1.1 definición del producto:

El presente estudio se orienta a la producción de zumo de maracuyá y membrillo,

para luego ser filtrada y estandarizada con ☺azúcar y agua, un posterior

tratamiento térmico con las finalidad de eliminar microorganismos y enzimas

capaces de hacer fermentar el zumo, tratada con sustancias persevantes, y

envasadas.

El propósito de la producción de “zumo de maracuyá y membrillo” es que el

producto se constituya en otra alternativa de consumo de frutas naturales, además

otorgar beneficios adicionales al consumidor como: maracuyá recomendado por alto

contenido de vitamina A y C; en cuanto a membrillo tiene alto contenido potasio y

vitamina A.

2.1.2 CARACTERISTICAS DE CALIDAD DEL PRODUCTO

El producto será caracteriza según la normalización técnica peruana Nº 203.004

referido a jugos de frutas que deberá ser extraído en buenas condiciones

sanitarias de frutas maduras, frescas, sanas, limpias, cuidadosamente lavadas y

libres de restos de insecticidas, fungicidas u otras sustancias eventualmente

nocivas.

Podrá llevar en suspensión parte de la pulpa del fruto, deberá estar exento de

trozos de cortezas, semillas y fragmentos gruesos y duros. No se permitirá la

adición de sustancias que modifiquen la naturaleza del jugo, salvo lo estrictamente

necesario de azúcar refinado o acido cítrico para ajustar la relación entre sólidos

solubles y acidez titularle y acido ascórbico como antioxidante y vitaminas para su

enriquecimiento. No se permitirá la adición de colorantes artificiales.


2.1.3 CARACTERISTICAS FISICOQUIMICO DEL PRODUCTO

Las características citadas en seguida derivan de la revista de alimentación,

equipos y tecnología 1992 numero 8.

Cuadro. De rendimiento de zumo de maracuyá y membrillo

Cuadro Nº 17. Peso de materia prima, jugo y rendimiento

frutos Peso de materia prima (g) Peso de jugo (g) rendimiento

maracuyá 288 74 25,7%

membrillo 1.096 344 31,3%

CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS

Cuadro Nº18. Características fisicoquímicas de maracuya

Análisis maracuyá Membrillo

PH 3,6 3,9

SólidossolublesºBrix 14 8

Acidez 3,4% 0,99%

Sólidos solubles/acidez 4,12 8,08

Resistencia a la presión (lb) 17,13 20

Apariencia amarilla amarillo

2.2. ÁREA GEOGRÁFICA

El estudio de mercado esta orientado en su fase inicial a la ciudad de Huamanga a

los cuatro distritos mencionados en el cuadro nº 14.

2.3. ESTUDIO DE LA DEMANDA

Hasta el momento, ninguna de las empresas conocidas dedicadas a la elaboración de

jugos de fruta, ha lanzado al mercado nacional y regional zumo de maracuyá y

membrillo, pues estas empresas ya existentes elaboran jugos con usos de

saborizantes y colorantes, si bien es cierto que algunos las enriquecen con

minerales y vitaminas, ninguna de estas utiliza frutas naturales para su

enriquecimiento, hecho que advierte la existencia de datos históricos de la

demanda, información que necesariamente ha de ser recabada de fuentes

primarias, mediante la aplicación de encuestas, según el formato que se muestra.


2.3.1. IDETIFICACION DE LOS CONSUMIDORES POTENCIALES

Previa la realización de encuestas, se determina el tamaño de muestra, estará en

función a la población actual perteneciente a la ciudad de huamanga.

Determinación de tamaño de muestra se izo por la siguiente fórmula:

Donde:

N: numero de encuestas a realizar

Z: grado de confianza de 95% nos da un valor de Z=1.96

P: es el porcentaje de acierto. La proporción de la población que tiene la

característica de interés que nos incumbe cuantificar, se asume 80% de la

población tiene la característica de interés que medimos.

q: es el porcentaje de desacierto, en este caso es 20%

Los P Y q; se determinaron mediante una encuesta piloto

E: es el máximo error permisible que representa el porcentaje de error al 95% de

confianza, por ende E = 0.05.

2.4. DEMANDA ACTUAL

El objetivo es cuantificar la demanda actual y las tendencias de consumo en el

futuro de “citrus punch de maracuyá y membrillo enriquecido con hierro y vitamina

A y C”, para determinar la demanda actual se procede a analizar los resultados de

encuesta aplicadas.

A. ¿estaríaUd. dispuesto a consumir una bebida a base de maracuyá y

membrillo?

En el siguiente cuadro se aprecia el porcentaje de aceptabilidad del producto en la

ciudad de huamanga.

Cuadro Nº19. Resultado de la pregunta A

ciudad Si no total %si %no

Ciudad de huamanga 236 10 246 95.93 4.07

Total 236 10 246 95.93 4.07


Los resultados muestran un 95.93% de aceptabilidad en el publico objetivo y un

4.07% no desean adquirir el producto.

B. ¿bajo quépresentación le gustaría consumir?

En el cuadro nos muestra las personas dispuestas a adquirir “zumo de maracuyá y

membrillo”, tendrían un consumo semanal en las presentaciones de:

Cuadro Nº 20. Resultado de la pregunta B

ciudad 250 ml 500ml total %250 ml % 500ml

huamanga 30 206 236 12.71 87.28

total 30 206 236 12.71 87.28

Resultado del cuadro no muestra que un 87.28% prefieren una presentación de

500ml y 12.71% e presentación de 250ml.

C. ¿Qué cantidad consumiría Ud. A la semana?

Cuadro Nº21. Resultado de la pregunta C.

rango (litros) fi Xi fi*Xi

(0-2) 115 1 115

(2-4) 46 3 138

(4-6) 40 5 200

(6-8) 20 7 140

(8-10) 12 9 108

(10-12) 3 11 33

total 236

734

Donde:

R: numero de litros

Fi: número de personas

Xi: promedio de rango

Remplazando:


Consumo per cápita mensual de zumo de maracuyá y membrillo: 3.11 L

/persona*mes

Consumo percapita anual en TM; 0.03817 TM/año; con una densidad de

zumo 1.023 g/mL

2.4.1. PROYECCIÓN DE LA DEMANDA

En primer lugar se efectúa la DEMANDA EFECTIVA:

Cuadro Nº 22. Proyección de la demanda de consumo.

periodo

población proyectada (personas)

consumo per cápita

(TM/ persona * año)

año

demanda producto

TM/año

2007 0 170720 0.03817 6516.38

2008 1 173281 0.03817 6614.13

2009 2 175880 0.03817 6713.34

2010 3 178518 0.03817 6814.04

2011 4 181196 0.03817 6916.25

2012 5 183914 0.03817 7019.99

2013 6 186673 0.03817 7125.29

2014 7 189473 0.03817 7232.17

2015 8 192315 0.03817 7340.66

2.5. ESTUDIO DE OFERTA

En el mercado regional existen diversidad de marcas de jugos pero ninguna de ellas

ha introducido al mercado “zumo de maracuyá y membrillo”, hecho que corrobora

en las visitas realizadas a los establecimientos comerciales.

Según datos históricos mediante encuestas en tiendas mayoristas y markets

existentes en la ciudad de huamanga en año 2005.

Cuadro Nº23 datos históricos de consumo de bebidas.

Cantidad Unidad

417997.52 L/año


2.5.1. PROYECCION DE LA OFERTA

En los últimos 5 años ha ido incrementado la demanda de jugos y néctares, pues la

población con mayor frecuencia está tomando hábitos hacia el consumo de

productos naturales que contengan adicionalmente valor nutricional muy aparte de

calmar la sed.

Para la proyección de la oferta se emplea la relación matemática:

Donde:

F: oferta de jugos en un año

Fo: oferta del año base: 417997.52 L/año = 543.40 TM/año

Ic: tasa de crecimiento: 5.5%

N: número de años

Cuadro proyección de oferta de jugos y néctares de diversas marcas

correspondientes a los años:

Cuadro N º 24. Proyección de oferta de jugos.

año N oferta (TM/año)

2006 0 543.40

2007 1 573.29

2008 2 604.82

2009 3 638.08

2010 4 673.18

2011 5 710.20

2012 6 749.26

2013 7 790.47

2014 8 833.95

2015 9 879.82

2.6. BALANE OFERTA – DEMANDA

La demanda insatisfecha resulta de la diferencia entre la demanda del producto en

estudio y la oferta de los productos similares existentes en el mercado.

Este resultado se hace para cubrir el 100% de la demanda insatisfecha, sin

embargo existen limitantes que puedan dificultar su demanda, como fluctuaciones

en la producción y precio de materia prima, ingreso de la producción hábitos de

consumo hacia ciertas marcas reconocidas.


Cuadro Nº 25. Proyección de la demanda insatisfecha del producto

año Demanda (TM/año)

Oferta (TM/año)

demanda insatisfecha (TM/año)

2007 6516.38 573.29 5943.10

2008 6614.13 604.82 6009.31

2009 6713.34 638.08 6075.26

2010 6814.04 673.18 6140.86

2011 6916.25 710.20 6206.05

2012 7019.99 749.26 6270.73

2013 7125.29 790.47 6334.82

2014 7232.17 833.95 6398.23

2015 7340.66 879.82 6460.84


III. LOCALIZACIÓN

3.1. TAMAÑO

3.1.1. GENERALIDADES

La importancia de definir el tamaño que tendrá el proyecto se manifiesta

principalmente en su invidencia sobre el nivel de las inversiones y costos que se

calculen sobre la estimación de la rentabilidad que podría generar su

implementación.

el tamaño de la planta esta referido a la capacidad de producción expresada en

unidades de producción para un periodo determinado la estimación del tamaño

optimo tiene como finalidad la maximización de las utilidades y la minimización

de costos así como el de obtener un resultado económico favorable para el

proyecto.

El tamaño se define así mismo como el volumen de producción durante la cual la

planta opera en un mínimo costo unitario.

a. TAMAÑO-MATERIA PRIMA

La disponibilidad de materia prima es un factor que condiciona el tamaño del

proyecto. La materia prima puede no estar disponible en la cantidad y calidad

deseada.

En el estudio de mercado realizado se tiene una demanda insatisfecha para el

año 2015 de 6460.84 tonenalas métricas (TM) de zumo de membrillo y

maracuyá, lo cual partiendo de este hecho y optando cubrir 100% de la

demanda insatisfecha se determina que se requiere el 2015 es 6437.36 TM de

producto, cubriendo en un 0.36 % de la demanda insatisfecha.

Por lo tanto nuestra materia prima es limitante,

Sin embargo con fines de disminuir la demanda insatisfecha se opta por

aumentar materia prima y uva de otro lugar, con el objetivo de cubrir la

demanda insatisfecha hecho eso, se cubre el 2.42 %.

Los cálculos se hicieron basándonos en el siguiente cuadro nº 26 y Nº 27


Cuadro Nº 26. Cuadro de rendimiento de fruto a zumo de las frutas

consideras

frutos Peso de materia prima

(kg)

Peso de jugo (g) Rendimiento %

maracuyá 0.288 74 25.7

membrillo 1.096 344 31.3

uva 1.478 1062 71.8

Cuadro Nº 27. Análisis relación tamaño- materia prima

año

Materia Prima Disponible

zumo disponible

demanda insatisfecha

TM

producto necesario

TM Maracuyá

(TM) Membrillo

TM Uva (TM)

Maracuyá TM

Membrillo TM

Uva (TM)

2011 48.49 66.54 100.80 12.04 20.88 72.48 6206.05 6100.230

2012 50.22 66.54 117.60 12.46 20.88 84.55 6270.73 6152.400

2013 52.27 66.54 134.40 13.43 20.88 96.63 6334.82 6203.880

2014 54.69 66.54 151.20 14.05 20.88 108.71 6398.23 6254.590

2015 57.45 66.54 168.00 14.76 20.88 120.79 6460.84 6304.410

Del análisis anterior se detecta que hay insuficiencia de materia prima; por

lo tanto la materia prima es un factor limitante; pero se podría cubrir con

materia prima precedente de otros lugares o regiones de mayor producción

ya que la demanda insatisfecha es alta. Además el siguiente proyecto

pretende aprovechar los recursos propios de la zona dándole un valor

agregado e incentivando al agricultor de la región de Ayacucho.

b. TAMAÑO-MERCADO

La relación tamaño- mercado esta definido básicamente por el volumen de

producción que será distribuida en el ámbito geográfico seleccionado para

el proyecto. Como resultado de estudio de mercado realizado se obtuvo un

95.93% de disposición de consumo de membrillo de maracuyá entre los

consumidores potenciales , cifra muy significativa y favorable en el

desarrollo de un proyecto, sin embargo no siendo el mercado un factor

limitante cabe señalar que existen diversos factores que condicionan la

cobertura total de la demanda insatisfecha uno de los factores

predominantes es que se trata de un producto nuevo en el mercado, la

existencia de productos similares que representa una competencia directa,

la fidelidad de marcas ya existentes.


c. TAMAÑO-TECNOLOGÍA

Si bien cierto que la tecnología hacer seleccionada en un proyecto depende

en gran medida del volumen de la demanda y en consecuencia es posible

calcular cual es técnicamente el proceso óptimo para un volumen de

producción, existe una serie de circunstancias que no son directamente

cuantificables pero que pueden hacer variara fundamentalmente la elección

del tipo de tecnología a ser utilizada entre ellos tenemos: disposición de

capital.

En la decisión de la tecnología adecuada se puede afirmar que es de un nivel

medianamente intermedio pues el proceso productivo no requiere de

equipos muy sofisticados y que normalmente se pueden encontrar en el

mercado nacional, y que cumplen las características y especificaciones

necesarias para el proceso productivo.

d. PROPUESTA DE TAMAÑO

1. JUSTIFICACIÓN DE LA MATERIA PRIMA DISPONIBLE PARA LA

PRODUCCIÓN

UVA

Al ser un factor limitante la materia prima, se decide comprar el 50% de

uva que se va producir, esta se acopia de la región de Ica.

Del total de producción en Ayacucho se sabe que el 20 % se va para

consumo en fresco y el 80% es lo que se está tomando para la producción de

zumo.

Cuadro Nº 28 producción de uva y jugo disponible

año Producción

uva (TM)

80% producción

uva (TM)

50% compras

de Ica (TM)

Materia disponible

(TM)

Jugo disponible

(TM)

2011 84 67.20 33.60 100.80 72.00

2012 98 78.40 39.20 117.60 85.00

2013 112 89.60 44.80 134.40 97.00

2014 126 100.80 50.40 151.20 109.00

2015 140 112.00 56.00 168.00 121.00


MARACUYÁ

Debido a que maracuyá es un factor limitante se opta por comprar el 50 %

de lo que produce Ayacucho.

Cuadro Nº 29 producción de maracuya y jugo disponible

año Producción

uva (TM)

50% compras

de Ica (TM

Materia disponible

(TM)

Jugo disponible

(TM)

2011 32.33 16.165 48.495 12.46

2012 33.48 16.74 50.22 12.90

2013 34.85 17.425 52.275 13.43

2014 36.46 18.23 54.69 14.05

2015 38.3 19.15 57.45 14.76

MEMBRILLO

Debido a que el membrillo es un factor limitante se opta por comprar el 50

% de lo que produce Ayacucho.

Cuadro Nº 30. producción de membrillo y jugo disponible

año Producción

uva (TM)

50% compras

de Ica (TM

Materia disponible

(TM)

Jugo disponible

(TM)

2011 44.36 22.18 66.54 20.88

2012 44.36 22.18 66.54 20.88

2013 44.36 22.18 66.54 20.88

2014 44.36 22.18 66.54 20.88

2015 44.36 22.18 66.54 20.88


2. TAMAÑO DE PLANTA

Despues de haber realizado los factores conciderados anteriormente

estaremos en la condición de fijar finalmente el tamaño optimo de la planta

es decir las unidades por día o año en que se deben producir para atender

la demanda insatisfecha.

Como el factor limitate es la materia prima, la elección del tamaño optima

estará en función de la cantidad de materia prima a procesar

especificamente en función a la cantidad de maracuyá, uva y membrillo

disponible.

Cuadro Nº 31. producto total a producir por año

año Materia Prima Disponible producto a obtenerse producto

(zumo)total (TM)

Maracuyá (TM)

Membrillo (TM)

Uva (TM)

Maracuyá (TM)

Membrillo (TM)

Uva (TM)

2011 48.50 66.54 100.80 12.46 20.88 72.48 105.81

2012 50.22 66.54 117.60 12.90 20.88 84.55 118.34

2013 52.28 66.54 134.40 13.43 20.88 96.63 130.94

2014 54.69 66.54 151.20 14.05 20.88 108.71 143.64

2015 57.45 66.54 168.00 14.76 20.88 120.79 156.43

Como se muestra el cuadro nº 31; al procesar 291.99 TM de maracuyá; membrillo y

uva, se obtendrá producto de 156.43 TM/año de producto, producto de densidad

1.023g/ml

Por lo tanto la propuesta de tamaño o capacidad máxima de la planta es de

156.43TM/año de zumo de maracuyá; membrillo y uva,

Si consideramos los trabajos de lunes a viernes sin feriados tendremos 264 días

hábiles de producción. Un turno de 8 horas laborables diario, por lo cual se hará

uso de 1293.35 kg obteniendo 1086 envases de 500 mL por día de producto final.


3.2. LOCALIZACIÓN

La localización consiste en la elección del lugar adecuado para la instalación de

la planta, como resultado del análisis de una serie de factores locacionales del

tipo cualitativo y cuantitativo que permitan minimizar los costos de producción

y obtener mayores rentabilidades.

2.1. Ubicación de la planta

2.1.1. Listado de factores de localización

Se opta por hacer por el método semi cuantitativo ranking de factores para lo

cual se hace un listado de los factores de localización que sean importante para

el sector industrial.

A: Proximidad a materia prima

B: disponibilidad de mano de obra

C: abastecimiento de energía

D: abastecimiento de agua

E: servicio de transporte

F: terreno

G: clima

H: saneamiento y drenaje

I: condiciones de vida

J: cercanía al mercado

2.2.2. Análisis Del Nivel De Importancia

Analizar el nivel de importancia de cada factor comparando con otro empleando

una tabla de enfrentamiento.

El factor mas importante es de valor (1), el factor que no predomina sobre otro

será el valor de cero (0), y si tiene igual predominancia ambos será el valor de

uno (1).


TABLA Nº 01 Comparación De Enfrentamientos

A B C D E F G H I J Ponderación

A --- 1 1 1 1 1 1 1 1 1 9

B 0 --- 0 1 0 1 1 1 1 1 6

C 1 1 --- 1 1 1 1 1 1 1 9

D 1 1 1 --- 1 1 1 1 1 1 9

E 0 1 1 0 --- 1 1 1 1 1 7

F 0 0 0 0 0 --- 1 1 1 0 3

G 0 0 0 0 --- 0 1 0 1

H 0 0 0 0 1 1 1 --- 1 0 4

I 0 0 0 0 0 0 1 1 --- 0 2

J 0 1 1 1 1 1 1 1 1 --- 8

2.2.3. ALTERNATIVAS DE LOCALIZACIÓN

Las posibles localizaciones como alternativa localización SON:

Evaluar cada factor en cada alternativa de localización en base a una

información detallada y seguir una escala de ponderación.

ESCALA

Excelente : 10 puntos

Muy bueno : 8 ptos

Bueno : 6 ptos

Regular : 4 ptos

Malo : 2ptos

TABLA Nº 02: Comparación De ponderaciones.

En

PONDERADCIÓN PACAYCASA HUAMANGA TAMBO

A 9 10 90 8 72 8 72

B 6 8 48 10 60 8 48

C 9 8 72 8 72 8 72

D 9 6 54 8 72 8 72

E 7 8 56 10 70 8 56

F 3 8 24 4 12 8 24

G 1 8 8 6 6 4 4

H 4 6 24 10 40 6 24

I 2 6 12 8 16 6 12

J 8 8 64 10 80 8 64

TOTAL

452

500

448


base a los resultados obtenidos por el método ranking de factores se

perfila como la mejor alternativa de localización la ciudad de huamanga, a

razón de presentar mayor puntaje de 500 en relación a pacaycasa y tambo.

Otros de las razones ponderantes es que el mercado objetivo se encuentra

concentrado en huamanga.

4. Formato De Encuesta Para Estimar El Consumo Per Cápita De Las

Materias Primas. Y análisis de demanda.

3.1. ¿consume usted los siguientes productos?

a. maracuyá………………….si ( ) no ( )

b. membrillo………………….si ( ) no ( )

3.2. ¿Qué cantidad compra semanalmente?

a. maracuyá……………………………….

b. membrillo………………………………

3.3. ¿Cuántas familias integran sus familia?


IV. DISEÑO DEL PROCESO PRODUCTIVO-SELECCIÓN DE

TECNOLOGÍA

4.1. Descripción del proceso productivo

A continuación se describe las operaciones unitarias que intervienen en

la elaboración de zumo de uva, maracuyá, membrillo.

1. RECEPCIÓN

Toda la materia prima que ingresa a la planta debe pasar por un análisis

sensorial en la que se verifica el estado adecuado de las materias primas;

se pueden usar indicadores de madurez, como los siguientes parámetros.

frutos ºBrix Acidez

titulable

Apariencia

Uva 23 47.9 pardo

Maracuyá 14 4.12 Amarillo (pintón)

membrillo 8 8.8 Amarillo (pintón)

Por este motivo que al momento de la recepción de las materias primas

se debe tener en cuenta estos criterios y parámetros de calidad

mencionadas.

2. PESAJE

Una vez recepcionadas la materia prima se realiza el respectivo pesaje

para, próximos cálculos, así mismo obtener rendimientos. Como cascara,

pulpa.

3. LAVADO

El lavado representa una de las operaciones mas importantes en todo los

procesos, aquí se reduce la carga microbiana cualquier suciedad o

manchas en la superficie de la materia prima. Si esta operación no es

realizada adecuadamente los microorganismos pueden atentar contra la

inocuidad del producto final.


Para el caso de maracuyá, membrillo y uva; estas serán lavadas en

artesas de acero inoxidable.

Se utiliza agua en una proporción de 1:2 (1 kg de materia prima/2 kg

de agua) para maracuyá, uva y membrillo. Se estima un a perdida de

suciedad y rastrojos en un promedio de 1 %.

4. CORTE ECUATORIAL

Consiste en cortar el maracuyá a la mitad, para extraer las

numerosas semillas rodeadas de un arilo amarillo. En caso del

maracuyá obteniendo el 50 % de cáscaras.

5. PELADO MANUAL

El Membrillo es llevado hacia una mesa de acero inoxidable

previamente lavada y desinfectada, en la cual son peladas

manualmente; en esta etapa se recomienda usar cuchillos de acero

inoxidable tan pronto se va pelando serán depositadas en inmersión

de acido cítrico (1:1); con la finalidad de prevenir el pardeamiento que

es muy intenso en este fruto. Este es en e caso del membrillo

obteniendo el 10 % de cascaras.

6. DESCOBAJADO

En el caso de la uva es descobajada en forma manual que consiste en

Eliminar la parte leñosa de los racimos de uvas. Obteniendo el 25 %

de palillos.

7. EXTRACCIÓN DE EMBRIÓN

En el maracuyá, Consiste en separar las semillas que están junto con

el arilo y cáscara.


8. INMERSIÓN EN SOLUCIÓN CÍTRICO

En membrillo se introduce en un recipiente que contiene una solución

de ácido cítrico (1:1) Esta operación tiene por finalidad evitar el

pardeamiento de estos frutos.

9. TROCEADO

Es en caso para el membrillo estas son troceados de forma manual,

para eliminar las semillas y el mucílago. Asimismo sea mejor para su

extracción.

10. ESCALDADO

Proceso realizado al membrillo durante 1 minuto, con el objetivo de

mejorar las características organolépticas y disminuir la carga

microbiana

11. EXTRACCIÓN DE JUGO

Para la extracción del zumo de membrillo, maracuyá y uva; se utiliza

una máquina exprimidora automática con capacidad de 1000 Kg/h, en el

cual se produce la liberación del zumo.

12. FILTRACIÓN

Esta operación se realiza con la finalidad de separar el material

celulósico, pepas y otras partículas extrañas que hayan podido pasar

en la etapa de extracción del zumo, para garantizar la calidad del

producto final.

Para tal efecto se usa un filtro, registrándose una merma mínima.


13. MEZCLADO

La materia prima bajo la forma de jugo se encuentra acondicionada

para pasar a una nueva etapa, que es la combinación de maracuyá-uva

(4%-96%); membrillo-uva (34%-66%).

El mezclado se realiza en una marmita enchaquetada de acero

inoxidable, la mezcla de jugo resultante presenta 14 ºBRIX.

14. ESTANDARIZADO

La mezcla proveniente es mezclada con agua en caso de uva –

maracuyá; enseguida se adiciona acido cítrico; 0.05% sorbato de

potasio, con constante agitación durante 15 minutos hasta que estos

últimos sean disueltos por completo y de esta manera obtener un

producto homogéneo.

15. PASTEURIZACIÓN

La pasteurización se realiza a efecto de eliminar los microorganismos

y enzimas capaces de generar fermentación y descomposición en el

producto, y a su vez para lograr la esterilidad y la clarificación del

zumo.

La mezcla estandarizada se pasteuriza e una marmita enchaquetada

donde se reporta perdidas debido a la mermas en del equipo en

aproximadamente 0.8%.

16. ENVASADO

El zumo pasteurizado se envasa en sachets pre confeccionados tipo doy

PACK de 500 mL,

Para el envasado se hace uso de una Envasadora, llenadora y cerradora

de sachets de Doy Pack


17. ENFRIAMIENTO

Una vez envasado el producto, se lleva al almacén de producto final ,

mediante unos ventiladores se mantiene a una temperatura de 16 ºC

Esta operación se realiza con el fin de provocar shock térmico, para

aquellos microorganismos que hayan podido sobrevivir en la etapa de

pasteurización.

18. ALMACENADO

El producto se almacena en un ambiente fresco y ventilado, libre de

agentes y vectores contaminantes que puedan poner en peligro la

calidad del producto final.

El almacenamiento del producto final se realizará teniendo en cuenta

las normas básicas de almacenamiento; así como para su distribución y

venta, se aplicará el conocido PEPS (primero que entra es el primero

que sale).


4.2. “DIAGRAMA DE BLOQUES CUANTITATIVO DE MARACUYÁ-UVA-MEMBRILLO”


4.3. DIAGRAMA DE FLUJO SIMPLIFICADO PARA EL PROCESAMIENTO DE ZUMOS DE

MEMBRILLO – MARACUYÁ-UVA.


4.4. DISEÑO, ESPECIFICACIONES Y SELECCIÓN DE

MAQUINARIAS Y EQUIPOS

La tecnología usada en el trabajo es intermedia por ello se describe la continuación

las características de cada uno de ellos, además los equipos, maquinarias y otros

que se requieren como material de control y materiales auxiliares.

4.4.1. EQUIPOS PRINCIPALES

1. EXTRACTOR INDUSTRIAL DE JUGO

Cantidad: 01

Marca: R&D

Proveedor:DZhengzhou Huamei

International Trade Co., Ltd.

Material: acero inoxidable 304-

2B

Función: Extractor espiral de

jugo (maquina prensa), tiene un

tornillo inferior a lo largo es cada

vez mas grande y cada vez se

reduce, donde el material es

reducido por el tornillo par

obtener el zumo.

CARACTERISTICAS

Capacidad: 1000 Kg/h

Potencia: 4 KW

Accesorios: tolva de carga, tornillo sin fin, motor,

tova de descargue de torta, soporte.

DIMENSIONES LARGO:

1.56 m

ANCHO:

0.55m

ALTURA:

1.35m


2. BALANZA DE PLATAFORMA

Cantidad: 01

Marca:JPS-1050

Jadever

Proveedor: Jadever

Función: pesado de

materia prima

CARACTERISTICAS

Capacidad: 100 kg con escala de 10 g

DIMENSIONES LARGO:

53 cm

ANCHO:

43 cm

ALTURA:

140cm

3. MESA LAVADORA CON ASPERSOR

Cantidad: 01

Marca: J.J. Industria S.A.

Material: acero inoxidable

Función: mesa útil para hacer

lavados de las frutas.

CARACTERISTICAS

Dispositivos mezclador - batidor de espuma

detergente.

• Sistema de duchas (aspersores) a presión.

• 2 extractores para el procesado del producto.

• Patas regulables para la altura.

DIMENSIONES LARGO:

3.0 m

ANCHO:

1.5m

ALTURA:

1.50


4. Tina para inmersión

Cantidad: 01

Material: construido de

láminas de metal galvanizado

Función: tina con tres pozas

donde se hará la inmersión del

membrillo por 5 minutos

CARACTERISTICAS

Tiene separaciones de lámina de metal acero

inoxidable.

DIMENSIONES LARGO:

2.5 m

ANCHO:

1.5m

ALTURA:

1.10m

5. Envasadora llenadora y cerradora de sachets de Doy Pack

Cantidad: 01

Marca: INGESIR

Proveedor: fabrica de

maquinas envasadoras

INGESIR envasadoras

Material:

Función: llenado y cerrado de

sachets de pre confeccionados

tipo DOY PACK. lográndose

producciones de hasta 15

envases por minuto,

CARACTERISTICAS

Ciclo de carga en forma semiautomática mediante

una pedalera o señal externa, o en forma

automática a través de temporizaciones

regulables, pudiéndose ajustar la cadencia

deseada.

DIMENSIONES LARGO:

1.6 m

ANCHO:

1.4 m

ALTURA:

3.5 m


6. ESTRUJADORA, DESPALILLADORA

Cantidad: 01

Marca: ANUNTIS

Proveedor:

Material: acero inoxidable

Función: separa los escobajos

de la uva.

CARACTERISTICAS

Capacidad: 1000-1500kg/h

DIMENSIONES LARGO:

1.28m

ANCHO:

0.52 m

ALTURA:

0.60m

7. BIDONES PARA RECEPCIÓN DE JUGO

Cantidad: 03

Marca:

Material: De polietileno de

alta densidad apto para

alimentos

Función: almacenar jugos

filtrados para su posterior

estandarizado.

CARACTERISTICAS

Capacidad: 150L

DIMENSIONES LARGO:

0.40

ANCHO:

0.40

ALTURA:

1.25 m


8. FILTRO PRENSA ALIMENTICIO

Cantidad: 01

Modelo: FIA/1000

Material: Armado del soporte

de filtración realizado en

inoxidable

Función: procedimiento de

filtración sobre soporte a

presión constante.

CARACTERISTICAS

Capacidad:

Potencia: Presión máxima al rechazo 2 bar, caudal

máximo: 2 m3/h.

Superficie total de filtración: de 0,016 a 0,4

m2, modulable en función del número de placas.

DIMENSIONES LARGO:

1 m

ANCHO:

0.6 m

ALTURA:

1.20

9. Mesa rectangular

Cantidad: 02

Marca: ASERDIT

Material: acero AISI 304

Función: soporte para

selección, clasificación y

cortado de materia prima,(

con pie modificador de altura)

CARACTERISTICAS

Capacidad: 200 kg

DIMENSIONES LARGO:

2.50 m

ANCHO:

1.50 m

ALTURA:

1.0m


4.4.2. MATERIALES AUXILIARES

A. CUCHILLOS

- Función : pelado de membrillo

- Numero necesario : 12 unidades

- Material : acero inoxidable

4.4.3. MATERIAL DE CONTROL

B. BALANZA ANALÍTICA

- Función : pesado de insumos menores

- Numero necesario: 1

- Capacidad : 1 kg

- Tamaño de plato : 130 mm

- Marca : CAS

- Tipo : SW1

C. REFRACTÓMETRO MANUAL

- Función : medición de ºBRIX

- Numero necesario : 1

- Rango de medición: 0-95 % de sólidos – solubles

D. POTENCIÓMETRO

- Función : medición de pH

- Numero necesario : 1

- Rango de medición : 0 a 14

4.4.4. MATERIALES DE ALMACENAMIENTO

E. TARIMAS

- Función : almacenamiento de materia prima

- Numero necesario: 12 unidades.

- Material : madera


4.5. DISEÑO DE LA MARMITA

4.5.1. DISEÑO DE EQUIPO Y BALANCE DE ENERGIA

El diseño de equipos consiste en determinar la capacidad de los equipos haciendo

uso de relaciones matemáticas según las necesidades del proceso. El balance de

energía se realiza con la finalidad de conocer los requerimientos energéticos para

llevar a cabo el proceso productivo. a continuación se detallan el diseño de los

principales equipos del proceso productivo.

A. Diseño Y Balance De Energía En La Marmita De Pasteurización

Consideraciones para el dimensionamiento de la marmita:

Masa de jugo a pasteurizar diariamente: 561.18 kg

Densidad de jugo: 1023 Kg/m3

Tiempo de pasteurizado: 80 ºC por 30 minutos

Masa de jugo a pasteurizar/batch =153.09 kg

Volumen de marmita:

Al volumen calculando se agrega un 15% por seguridad y resulta =0.171m3


B. DIMENSIONES DE LA MARMITA

Donde:

Se considera, H=D

Además, se sabe que la relación: H = (1/2) D=R

De la ecuación (1)

Por lo tanto de la ecuación (2)

Como:

Por lo tanto despejamos: R

Reemplazando el valor de Vmarmita; se tiene:


Calculo del espesor del material de la marmita y la masa

Según el código de diseño ASTM Y API-ASTM, se tienen la siguiente relación para

presiones bajas de trabajo u operación:

Donde:

S : Esfuerzo de tracción = 4471 lbf/pulg2

E=eficiencia de la junta de soldadura =65%

P=presión máxima de trabajo manométrico = 10.599 lbf/pulg2

Se le añade 40% de seguridad a la presión de trabajo = 14.83 lbf/pulg2

R= radio interno de la marmita =0.320 m= 12.77 pulg

Remplazando en la ecuación (3) se tiene que el espesor es:

Donde:

Determinación de la masa del equipo:

Donde:

Reemplazando en (b):

Determinación del volumen del material

La densidad del acero inoxidable =7817 kg/m3


Remplazando en ( 6 ) se tiene:

C. BALANCE DE ENERGÍA EN LA MARMITA

Energía De Entrada – Energía De Salida = Acumulación

Donde:

a. Energías que entran:

E1= energía que entra con el jugo

Q=calor suministrado

b. Energías que salen:

E2: energía que sale con el vapor eliminado

E3: energía que sale con el producto

E4: energía necesaria para el calentamiento de la marmita

E5: energía que se pierde (conducción y convección)

Por lo tanto el balance de energía resulta:


D. DESARROLLANDO CADA UNA DE LAS FORMAS DE ENERGÍA

a. ENERGÍAS QUE INGRESAN AL SISTEMA

Energía que ingresa con el jugo de membrillo maracuyá, uva.

Donde:

: Masa de jugo=153.09

: Calor especifico del jugo = 4.187

Te: temperatura de entrada =18ºC

Tr: temperatura de referencia=0ºC

Reemplazando en (8)

b. ENERGÍA QUE SALEN DEL SISTEMA

Energía que sale con el vapor de agua que se elimina (E2)

Donde:

: Masa de vapor de agua eliminada = 2.45 kg (del diagrama de

flujo)

: Calor latente de vaporización a 85 ºC = 2296.00


Energía que sale con el producto (E3)

Donde:

=150.64 kg

=4.187

= temperatura de salida=80ºC

= temperatura de entrada= 18 ºC

Reemplazando en (10) :

Energía necesaria para calentamiento de equipo:

M: masa de marmita = 38.69 kg

Reemplazando en (11)

Energía que se pierde por conducción y convección


Las pérdidas de calor a través de las paredes se dan por conducción y convección.

Ecuación:

…………(12)

Datos:

K (acero inox.)=66.24 KJ/Kg.h.m

L=0.64 m

Calculando ha (coef. Convectivo de transferencia de calor externo)

Las propiedades del aire en la interface se determinan a la temperatura de

película.

- Temperatura amiente =18 ºC

- Done a eta temperatura se determina los siguientes:

Cp: capacidad calorifica = 1.0067 KJ/KgºK

: Viscosidad del aire =1.9589 *10-5 pas

k: conductividad térmica del aire=1.094 Kg/m3

: Densidad del aire =1.094 kg/m3

: Longitud del equipo =0.64 m

: Gravedad específica =9.80 m/s2

Coeficiente volumétrico de expansión del fluido =0.002794 k-1

Diferencia de temperatura entre la pared y el fluido = 62 ºC

Ecuaciones a utilizar:

Reemplazando en las ecuaciones de prand y grasoft, se tiene:

Para: Pr*Gr > 109 ;

Pr*Gr < 109 ; y > a 104 ;


Por lo tanto se usa la ( ), reemplazando los datos se tiene: 4.078W/m2*K

Por lo tanto en la ecuación (12) se tiene:

Como el tiempo de pasteurizado es 30 minutos

Por lo tanto el calor total

+

E. CANTIDAD DE VAPOR UTILIZADO

Se la ecuación para realizar el cálculo:

= entalpia de líquido saturado = 100.04 Kcal/kg


F. Combustible necesario para la ebullición de agua

Masa de vapor necesario =14.35 kg

Masa de agua en liquido necesario = 14.35 Kg

Masa total de agua necesario = 28.7 kg

Donde: PC: poder calorífico del gas propano= 46349.93 Kcal/kg

Reemplazando en la ecuación:

Tiempo total de pasteurización = 4 Bach/día; 3h/día

Por lo tanto masa de gas necesario /día =0.384*3=1.152 kg/día aprox.


V. CAPITULO

5.1. DISTRIBUCIÓN DE PLANTA

Viene hacer la ordenación física de todos los elementos que componen una

planta industrial, incluyendo los espació necesarios para el tránsito del

personal, movimiento de material, vías de acceso a los almacenes y servicios de

tal manera que la distribución sea la más funcional, económica y eficiente en la

utilización de los recursos y ambientes.

La distribución se tiene en cuenta los siguientes principios básicos

- Integración conjunta de los factores que afectan a la distribución.

- Movimiento del material por distancia mínima.

- Circulación del trabajador a través de la planta

- Utilización efectiva de todo el espacio.

- Satisfacción y seguridad de los trabajadores.

- Flexibilidad de ordenación para facilitar cualquier reajuste.

5.2. CALCULO DEL ÁREA DE LA SALA DE PROCESOS

Uno de los métodos mas utilizados es el método de gourchett, consiste en

dimensionar los ambientes a partir de la solución de tres ecuaciones que

interrelacionan el equipamiento, como su operación, área extra para circulación y

movimiento del operario; del cual el área requerido resulta ser la sumatoria del

valor obtenido en cada ecuación multiplicando por un factor, estos son:

G. Superficie estática: (Ss): el área ocupada por el equipo o maquinaria en su

proyección ortogonal al plano horizontal y la fórmula es :

H. Superficie de gravitación (Sg): espacio necesario para los movimientos

alrededor de los puntos de trabajo tanto para el personal como para los

materiales la fórmula es:

N=número de lados útiles de trabajo de la máquina


I. Superficie de evolución (Se): es el área destinada a la circulación del

personal y operación de las máquinas y/o equipos con absoluta holgura y se

obtiene con la ecuación:

K: constante resultante del coeficiente entre el promedio de las alturas de

los elementos móviles y dos veces el promedio de la altura de elementos

estáticos.

hEM: altura de elementos móviles

hEE: altura de elementos estáticos

J. Superficie total (At): el área total de cada sección se calcula mediante la

siguiente fórmula.

n=numero de elementos

El área TOTAL requerida se obtiene más 50% del resultado aplicando las

ecuaciones mencionadas.

Consideraciones:

- El área de los operarios se considera de 0.5 m2 de área; y su altura

(h)=1.65m

- El área de elementos móviles no se considera para determinar la

superficie total, ya que está considerado dentro de la superficie de

evolución, pero si se emplea para calcular el valor de K

- En maquinarias , equipos, utensilios en general cuya vista de planta es un

circulo su área se determina A= y se considera N=2

- Puntos de espera donde se colocan materiales que se van a transformar

no se consideran la superficie gravitacional (Sg)

- En plantas donde se almacena algún material no se consideran superficie

gravitacional (Sg)


TABLA Nº 03 CÁLCULO DE ÁREAS

5.3. DISTRIBUCIÓN GENERAL DE LA PLANTA

Es el ordenamiento físico de odas las actividades de una fabrica debe ser lógico

y secuencial de acurdo al tipo de planta.

Actividades:

- Procesamiento

- Administrativo

- Servicios generales

- Almacén y otros


Para la panta de zumo de membrillo-maracuyá-uva, se ha determinado las

siguientes áreas:

Cuadro Nº 32 distribución general de área.

Ambientes Área

unitaria (m2)

Número de

unidades

de área

Sala de proceso 138 34.5

Almacén de materia primas 20 5

Almacén de producto terminado 20 5

Almacén de insumos 16 4

Laboratorio de control de calidad 12 3

SSHH mujeres 8 2

SSHH varones 8 2

Vestuario y ducha de mujeres 8 2

Vestuario y ducha de varones 8 2

Oficina 12 3

Seguridad 4 1

Total 254

DETALLES: razones y motivos

Nº Razón

1 Por la continuidad del uso de materia prima y/o producto final

2 Para no contaminar el producto

3 Para facilitar el control e inventariado en el almacén

4 Por no ser necesario

5 Por las tuberías d agua y desagüe

6 Control de entada y salida

7 Por el ruido y olor


ANÁLISIS DE PROXIMIDAD

TABLA Nº 04 Cuadro Relacional

DIAGRAMA RELACIONADO DE ACTIVIDADES O RECORRIDO

Permite obtener gráficamente la relación entre actividades de acurdo a

su proximidad

Tabla Nº 05 Valores de proximidad

El diagrama presenta la necesidad e reducir espacio o la distancia entre

actividades de acuerdo al siguiente cuadro

Cuadro Nº 33 valores de proximidad

código color líneas

A Rojo 4

E Amarillo 3

I Verde 2

O Azul 1

U - -

X Plomo 1 Zig- zag

XX negro 2 Zig- zag

A (1.2)(1.3)(1.5)(2.3)(2.4)

E (1.4)(2.5)(2.9)(2.10)(4.10)(3.10)

I (3.5)(6.7)(6.8)(6.9)(7.8)(7.9)(8.9)

O (3.4)(3.11)(4.5)(4.11)(10.11)

U (1.8)(1.9)(2.8)(2.9)(3.8)(3.9)(4.6)(4.7)(4.8)(4.9)(5.8)(5.9)(5.10)(5.11)(6.11)(7.11)(8.11)(9.11)

X (1.6)(1.7)(1.10)(1.11)(2.6)(2.7)(3.6)(3.7)(3.7)(5.6)(5.6)(5.7)(6.10)(7.10)(8.10)(9.10)


Figura Nº 01 proximidades de áreas

DIAGRAMA RELACIONAL DE ESPACIOS

Tomando una unidad de área de cuatro metros cuadrados de acuerdo al

cuadro de actividades

DISPOSICIÓN IDEAL

Figura Nº 02 proximidades con unidad de área


DISPOSICIÓN REAL

Vista de planta


VI. INSTALACIONES ELÉCTRICAS

6.1. Cálculos del sistema de iluminación

6.1.1. Nivel de iluminación

El nivel de iluminación óptima varía de acuerdo al ambiente y al tipo de

actividades que se realiza.

la unidad de medida son las luxes, el flujo de iluminación por unidad de área

(lumen/m2). Obteniendo por tablas:

Sala de proceso=500 lux

Almacén=150 lux

Laboratorio=600 lux

Oficinas, servicios higiénicos=150 lux

6.1.2. Tipo de sistema de Alumbrado

El tipo de alumbrado es directo que cuenta artefactos de 3 lámparas de 40

watts cada uno.

6.1.3. Determinación del índice de cuarto

La cuantificación de los índices de cuarto (IC) corresponde a cada uno

de los ambientes de la planta, el índice ha sido calculado con la

siguiente expresión:

Donde:

IC: índice de cuarto

L: largo

A: ancho

H: altura


6.1.4. Determinación del coeficiente de utilización

La reflexión ellas paredes será de 30% en paredes y el techo 70%; con el

código se determina el coeficiente de utilización para un tipo de artefacto y

tipo de alumbrado.

6.1.5. Cálculo de números de lámparas

Se calcula el número de lámparas y artefactos requeridos para cada área.

De los anteriores se obtiene la información general

CUADRO Nº 34 Calculo de Artefactos

áreas L

(m) A

(m) H

(m) Lux

IC Cod. Cu

Nº de lamp.

Nº de artefactos

Sala de proceso 14 10 4 500 1.46 A 0.72 60 20

almacén de materia prima I 4 4 4 150 0.50 F 0.52 5 2

almacén de materia prima II 2 2 4 150 0.25 F 0.52 1 0

almacén de producto terminado I 4 4 4 150 0.50 F 0.52 5 2

almacén de producto terminado II 2 2 4 150 0.25 F 0.52 1 0

Almacén de insumos 4 4 4 150 0.50 F 0.52 5 2

Laboratorio de control de calidad 6 2 4 600 0.38 H 0.41 13 4

SSHH mujeres 4 2 2.5 150 0.53 F 0.52 2 1

SSHH varones 4 2 2.5 150 0.53 F 0.52 2 1

Vestuario y ducha de mujeres 4 2 2.5 150 0.53 F 0.52 2 1

Vestuario y ducha de varones 4 2 2.5 150 0.53 F 0.52 2 1

Oficina I 4 2 2.5 500 0.53 E 0.58 5 2

oficina II 2 2 2.5 500 0.40 E 0.58 2 1

Seguridad 2 2 2.5 150 0.40 F 0.52 1 0

Total

106


CALCULO DE AMPERAJE

Lámpara: 40 watt

Se recomienda incrementar un 20%; por lo tanto

Potencia= 40watt * 1.2 = 48Watt8/lámpara

- Se tiene 106 lámparas

- Calculando corriente

ALUMBRADO EXTERIOR

Datos:

- Aparcamiento 10 lux

- Jardines 5 lux

- Alrededor de edificios 2-10 lux

Para la iluminación natural se sigue etas fórmulas

- Nivel de iluminación exterior: 3000-5000 lux

- Normal: 4000 lux

- Se tiene 140 m2; L= 20m A=7m


VII. ABASTECIMIENTO DE AGUA Y FONTANERÍA

Diseñar sistema de drenaje parta la planta procesadora de zumo de maracuyá –

membrillo y uva.

- 16 operarios

- 1 guardián

- 2 secretarias

- 2 ingenieros de planta

Total de personas 21, varones= 10; y mujeres=11

Según nuestro balance de materia se tendrá

Agua de proceso resultado del área de lavado y

proceso de escaldado.

Agua sucia de limpieza

Resultado del lavado de los equipos y materiales

Agua pluvial

Agua SS.HH y ducha.

- Determinado el caudal de agua pluvial (Q4)

Según el servicio de meteorología indica I=60 de 500 mm/h; si solo

tenemos 140 m2/h y 256 m2 de techo

kg L Q=Litros /s

Área de lavado 2108.54 2108.54 0.58

Proceso de inmersión y escaldado 561.45 561.45 0.16

Lavado de equipos 0.10

sexo unidad L/s Total L/s

Varones

10

duchas 1 0.20 0.20

Inodoros 1 0.05 0.05

urinarios 1 0.05 0.05

Mujeres

11

Inodoro 1 0.05 0.05

Ducha 1 0.20 0.20

lavamanos 1 0.50 0.50


Por lo tanto

=1305 mm/h

Por tabla Ci; asfáltica; C1=0.80

Ci=cubierta; C2=0.85

Por lo tanto;

Caudal total (Qt)

Teniendo una pendiente de 30mm/m

- Para un diámetro de 0.50 ; Q =191 L/S y V=0.975 m/s (por tabla)

-

- altura de lámina 0.511d

-

-

-

- m/s=1.125 m/s

- Por lo tanto

- En conclusión el diámetro para el drenaje será 0.50 m


VIII. RESULTADO

- Se logro completar el objetivo del curso de diseño de plantas; pudiendo

aplicar lo cursos básico de ingeniería, así mismo transferencia de calor,

mecánica de fluidos, diseño de maquinas etc.

- Se logró encontrar materia prima para la fabricación de bebida,

IX. BIBLIOGRAFÍA

Bertha Díaz G.; benjamín J.Z. ; Disposición de planta, universidad de lima

“fondo de desarrollo editorial” 2001.


DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES

DISEÑO DE UNA PLANTA DE EXTRACCION DE

ZUMO DE MARACUYA Y MEMBRILLO

DOCENTE:

ING. JORGE MÁLAGA JUÁREZ

ALUMNO:

CASTRO QUISPE VLADIMIR

PALOMINO TORRES CARLOS

2011

UNSCH

E.F.P.DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

DISEÑO DE PLANTAS

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