ESTUDIO TECNICO PARA LA INDUSTRIALIZACION DE PROTEINA UNICELULAR A PARTIR DE LA PULPA ... · 2011....

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Estudio de Factibilidad para la Industrialización de Proteína Unicelular a partir de la Pulpa de Café 51 CAPITULO 3: ESTUDIO TECNICO PARA LA INDUSTRIALIZACION DE PROTEINA UNICELULAR A PARTIR DE LA PULPA DE CAFÉ.

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    CAPITULO 3:

    ESTUDIO TECNICO PARA LA

    INDUSTRIALIZACION DE

    PROTEINA UNICELULAR A PARTIR

    DE LA PULPA DE CAFÉ.

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    3. ESTUDIO TECNICO

    3.1 TAMAÑO DEL PROYECTO

    El Tamaño del proyecto se puede determinar tomando en cuenta Criterios tales

    como:

    Volumen de materia prima

    Nivel del producción (unidades producidas)

    Monto de la inversión

    Tamaño y tipo de mercado

    Para dimensionar el tamaño de este proyecto se ha tomado como criterio base

    el volumen de materia prima necesaria para producir la levadura Torula, dado

    que existe una relación directa entre la pulpa de café (materia prima) y la

    producción (levadura torula) es decir, cuantificando el volumen de materia

    prima, nos da una idea de la magnitud del proyecto.

    El proyecto está destinado para una capacidad de producción de 1,000 a

    1,500 kilogramos de levadura Torula diaria, lo que equivale al consumo de

    624,000 quintales de pulpa fresca de café, lo cual corresponde a la generación

    de pulpa por temporada, sin embargo ésta se proyectará para ser utilizada

    durante el periodo de un año. Anualmente, la producción será aproximadamente

    de 315 a 415 toneladas de levadura Torula, basándose en un calendario de 250

    días de trabajo en la planta.

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    3.2. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO

    3.2.1 Condiciones determinantes

    El presente proyecto está dirigido tanto al mercado nacional como al

    internacional, aunque se hará mayor énfasis en la demanda externa. Entre las

    condiciones a tomar en cuenta en la ubicación de las instalaciones físicas

    tenemos:

    Los medios y costos de transporte: se ha considerado que la ubicación de

    la infraestructura sea estratégica, ya que de ello depende el costo del

    transporte del producto hacia su destino.

    Cercanía de fuentes de abastecimiento: este factor es significativo, ya que

    se va a contar con la materia prima (pulpa de café) que se produzca

    dentro del beneficio en el cual se establecerá la planta; evitándose de

    alguna manera el costo de transporte, conducción y mantenimiento de la

    materia prima.

    La infraestructura: es necesario considerarla, ya que de ello depende que

    las instalaciones físicas sean las óptimas para el desarrollo de la

    producción y la capacidad de ésta, con los servicios básicos de energía

    eléctrica y agua potable que demande el proyecto.

    Costo y disponibilidad de las instalaciones: Con el objetivo de bajar los

    costos de inversión se tomó la decisión de instalar la planta dentro de un

    beneficio de café, el costo de esta incidirá grandemente en los costos

    mensuales del proyecto; así como también en la disponibilidad de la pulpa

    de café, la cual es la principal materia prima.

    Reglamentaciones sanitarias y medio ambiente: La ubicación de la planta

    de procesamiento debe cumplir con las regulaciones y requisitos exigidos

    por parte del Ministerio de Salud para el proceso de alimentos; así como

    también con las normas del Ministerio del Medio Ambiente.

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    El acceso a servicios básicos: éstos son de suma importancia, ya que

    para la obtención del producto final deseado, es necesario que sea

    sometido a un proceso productivo, en el cual son necesarios los servicios

    de agua y energía eléctrica. Así mismo el servicio telefónico es de mucha

    ayuda por los contactos con los diferentes distribuidores y proveedores;

    obteniendo apoyo en la comercialización del producto.

    Vías de acceso: Estas son de mucha importancia en el proyecto ya que

    de ello depende que, tanto la materia prima como el producto terminado,

    esté en su destino a tiempo.

    3.2.2 Selección de la mejor opción

    La selección de la mejor opción se realizará mediante la utilización del método

    de “Evaluación Cualitativa por Puntos”, el cual involucra la ponderación de los

    distintos criterios de ubicación, al final será elegido la ubicación que obtenga las

    mayores ponderaciones.

    A continuación se presenta un cuadro que establece los diferentes factores que

    se deben considerar en el proceso de evaluación del local en el que se pretende

    establecer la planta productiva.

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    CUADRO No 13

    EVALUACION DE ALTERNATIVAS DE LOCALIZACION

    Factores Ponderación

    1. Costos de Transporte 0.20

    2. Cercanía de Fuentes de Abastecimiento 0.20

    3. Infraestructura 0.10

    4. Costo y Disponibilidad de Instalaciones 0.10

    5. Reglamentaciones del Medio Ambiente 0.05

    6. Disponibilidad de Agua 0.05

    7. Energía y otros Suministros 0.20

    8. Vías de acceso 0.10

    Se considera que este método permitirá ponderar los factores relevantes para el

    proyecto, y así evaluar cada una de las alternativas dentro de un marco

    específico y constante, realizando una evaluación objetiva y eficiente. Se han

    asignado pesos porcentuales relativos a cada uno de los factores para

    desarrollar la evaluación de cada uno de ellos, para cada una de las alternativas.

    La sumatoria de las evaluaciones de cada factor proporcionara la calificación

    para cada alternativa y así encontrar la localización más favorable para el

    proyecto.

    En el siguiente cuadro se pondera cada una de las alternativas de localización

    de la planta productiva con su correspondiente nota.

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    Alternativa 1:

    Beneficio Los Ausoles, 2ª avenida sur 1-2, departamento de Ahuachapan.

    Alternativa 2:

    Beneficio Las tres puertas de Jhill, Calle a Ciudad de los Niños, Cantón

    Zacarías, departamento de Santa Ana.

    Alternativa 3:

    Sociedad Cooperativa Cuzcachapa, Cantón Galeano, Chalchuapa,

    departamento de Santa Ana.

    CUADRO No 14

    Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3 Factores

    Ponder

    ación NOTA Pond. NOTA Pond. NOTA Pond.

    1. Costos de Transporte 0.20 6 1.2 8 1.6 6 1.2

    2. Cercanía de Fuentes de

    Abastecimiento 0.20 7 1.4 8 1.6 6 1.2

    3. Infraestructura 0.10 7 0.7 8 0.8 6 0.6

    4. Costo y Disponibilidad de

    Instalaciones 0.10 7 0.7 8 0.8 7 0.7

    5. Reglamentaciones del

    Medio Ambiente 0.05 8 0.4 8 0.4 8 0.4

    6. Disponibilidad de Agua 0.05 8 0.4 9 0.45 8 0.4

    7. Energía y otros

    Suministros 0.20 8 1.6 8 1.6 8 1.6

    8. Vías de acceso 0.10 8 0.8 9 0.9 7 0.7

    Total 1.00 60 7.2 66 8.15 56 6.8

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    2.3 Macrolocalización

    El proyecto se encuentra ubicado dentro de la República de El Salvador en la

    América Central

    2.4 Microlocalizacion

    Específicamente el proyecto se encuentra ubicado sobre la calle que conduce a

    la Ciudad de los Niños, dentro del Municipio de Santa Ana en el departamento

    de Santa Ana.

    Ubicación del proyecto

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    PLANO DE LA CIUDAD DE SANTA ANA

    Beneficio Las Tres Puertas

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    3.3. CONDICIONES AMBIENTALES

    La creación y el buen funcionamiento de las distintas industrias en el país traen

    beneficios a la economía en general, dado que las industrias crean valores

    agregados que van más allá de la rentabilidad que éstas obtienen dentro del

    mercado.

    Estos valores agregados se traducen en plazas de trabajo, generación de

    ingresos al estado (por impuestos) y por supuesto la creación de una cadena de

    valor que de alguna forma u otra, une las distintas industrias creando servicios

    hacia otras y viceversa.

    Pero, lamentablemente no todo es bueno, las industrias por lo general generan

    algún tipo de presión sobre el medio ambiente, y más aquellas que por medio de

    la transformación de energía en los procesos industriales, van generando

    residuos o deshechos, ya sean estos sólidos ó líquidos, que afectan o

    desgastan el ecosistema.

    Partiendo de esta afirmación el Proyecto de Factibilidad para la Industrialización

    de Proteína Unicelular a partir de la Pulpa de Café es atractivo, desde el punto

    de vista del medio ambiente, pues en el proceso de la obtención de dicha

    proteína se supone la utilización del desecho sólido de principal generación en

    los beneficios de café, el cual además de su complicación para transformarlo en

    abono u otro tipo de utilización, su almacenamiento genera un olor fétido.

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    3.3.1 Análisis del impacto ambiental de la pulpa de café

    De todos es conocido que el cultivo del café genera un medio agroforestal

    propicio para la protección de los suelos y de las aguas contribuyendo a la

    protección del medio ambiente. La necesidad de establecer actividades

    sostenibles con el entorno natural y humano, empieza a pesar también sobre el

    beneficiador del café.

    Que el proceso de beneficiado produce una merma de la calidad de las aguas

    no es nuevo, pero si es relativamente nueva la preocupación de las

    administraciones públicas, de las poblaciones y de los propios beneficiadores

    sobre el tema. La conjunción de las dos crisis hace que las inversiones en

    contaminación supongan un verdadero dolor de cabeza para el beneficiador. Por

    un lado se le aconseja que devuelva el agua en condiciones óptimas para su uso

    posterior y por otro no se le orienta a la solución de alternativas viables.

    3.3.2 ¿Es Grave la Contaminación por el Beneficiado Húmedo de Café?

    Los residuos generados por el beneficiado húmedo están constituidos por

    materia orgánica en diferentes tipos de moléculas (azúcares, pectinas, cafeína,

    etc.)

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    Del fruto del café, solo el 20% termina siendo grano oro, mientras que el 80%

    restante constituye residuos potencialmente contaminantes al medio si no se

    procesan adecuadamente.

    El efecto nocivo de la contaminación de materia orgánica sobre las fuentes de

    agua se traduce en: La tendencia natural de las aguas es que parte del oxígeno

    que se encuentra disuelto se consuma en oxidar la materia orgánica.

    Cuando hay un exceso de esta materia en el agua, el oxígeno puede agotarse

    totalmente provocando la muerte de todos los organismos aeróbicos (peces,

    insectos, plantas). El remanente de materia orgánica que queda produce malos

    olores, proliferación de moscas y otros insectos molestos y resulta un caldo de

    cultivo ideal para organismos patógenos.

    Mas grave es este tipo de de efecto en los acuíferos, ya que la materia orgánica

    que ingresa en las aguas subterráneas se estabiliza muy lentamente debido al

    rápido agotamiento del oxígeno y al hecho que no hay fuente externa que lo

    restituya.

    Por otro lado, la extremada acidez de los residuos de café induce a las aguas a

    adquirir estos bajos valores de pH, constituyendo otro factor de mortalidad de

    peces y de vida acuática en general.

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    3.3.3 Las Aguas Mieles del Café

    Se refiere como aguas mieles a aquellas que han servido para la realización de

    las operaciones de despulpe y lavado en el beneficio húmedo del café, esta

    agua al ser desechas presentan altos contenidos de materia orgánica con

    características químicas que la convierten en agua contaminada.

    La razón por la que se hace necesario conocer más específicamente las aguas

    mieles del café es su cantidad y poder de contaminación por una disposición

    inadecuada que de ellas se realice pudiendo contaminar los recursos hídricos

    del país.

    Los principales usos del agua que originan desechos en el beneficio húmedo del

    café en un proceso típico son:

    a) Usos varios, tales como separar las materias extrañas por gravedad en

    un tanque sifón.

    b) Transporte del café cereza a las despulpadoras desde un tanque sifón

    c) Proceso de despulpado (en algunos casos)

    d) Transporte del café despulpado a las pilas de fermentación

    e) Transporte de la pulpa a lugares de almacenamiento

    f) Lavado del café

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    La composición de las aguas mieles no tiene estándar ya que dependen de

    muchos factores relativos al fruto, al agua y aún a la temporada.

    El consumo promedio de agua por qq / oro es de 90gls. distribuidas de la

    siguiente manera:

    70% para aguas de despulpe

    30% para aguas de lavado

    El problema de las aguas mieles lo constituyen su alto contenido de materia

    orgánica y su grado de acidez.

    Disposición en ríos vecinos y lagunas

    La disposición a los ríos, ha sido a través del tiempo hasta hoy, para algunos

    beneficios, la forma más práctica de deshacerse de los líquidos mieles,

    provocando con esto, molestia y contaminación en las aguas receptoras, dando

    aspectos como: olor oscuro, mal olor, destrucción de la flora y la fauna normal,

    etc. Además se da un depósito de lodos en lagunas, los cuales al llegar el

    invierno siempre van a parar a los ríos, la materia orgánica, descompuestos e

    insecticidas que llevan los lodos, son los que contribuyen a la proliferación de

    insectos peligrosos para la salud humana.

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    Vertimientos en quebradas y barrancas secas

    Esta disposición se da en los beneficios que tienen quebradas y barrancas con

    fondos arenosos próximos a sus instalaciones, el fondo de arena actúa como un

    filtro de las aguas, reteniendo los sólidos acompañantes y de cualquier otro

    material en suspensión. Algunos problemas originales por este tipo de vertientes

    son: olores penetrantes, problemas con el lecho arenoso el cual al no tener

    cuidado se convierten en fuente de moscas o mosquitos y otros insectos, y

    además, la contaminación de algún recurso hídrico por el grado insuficiente de

    filtración que presente la arena.

    Irrigación en campos cultivables

    Este tipo de irrigación se da en los beneficios que cuentan con terrenos

    suficientes a sus alrededores. Los que se da es una saturación del suelo de las

    aguas mieles, luego un secado de un promedio de 4 días de exposición al sol.

    Los sólidos secos en las aguas pasan a formar parte del suelo al ser arados, lo

    más indicado es rotar el proceso por parcela para disponer siempre de un

    espacio para verter las aguas mieles.

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    El problema que presenta es:

    No todos los beneficios cuentan con terrenos suficientes para verter la

    gran cantidad de desechos líquidos.

    Se forman sellos impermeables, por los sólidos en suspensión de las

    aguas mieles, lo cual retarda el proceso de asimilación del desecho.

    La necesidad de involucrar abundante recurso humano por ser

    realizado manualmente, implica un costo alto.

    Topografía requerida (terreno plano o semi plano ).

    3.3.4 Estudio de impacto ambiental

    El presente análisis de impacto ambiental esta basado en el formulario ambiental

    del Ministerio de Medio Ambiente dirigido a plantas o complejos industriales. Los

    elementos se detallan a continuación:

    Nombre del proyecto: Planta de producción de la levadura Torula a partir

    de la pulpa de café.

    Localización y ubicación física: departamento de Santa Ana, calle a

    Ciudad de los niños en el beneficio de café Jhill.

    Naturaleza: nuevo proyecto

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    Tenencia del inmueble: propiedad

    Fase del proyecto: Estudio de factibilidad

    Naturaleza del proyecto industrial: alimentos

    Fases de ejecución: Construcción y funcionamiento

    Acceso al proyecto: por carretera asfaltada

    Resumir las actividades del proceso productivo: La producción de

    levadura Torula, se caracteriza por ser un proceso biotecnológico

    convencional, en el cual se necesitan carbohidratos como fuente de

    carbono y energía, factores de crecimiento en forma de vitaminas y

    minerales, pero que es necesario complementarla con nitrógeno y fósforo

    con forma de soluciones de sales inorgánicas y orgánicas .El proceso de

    crecimiento de la levadura es continuo, aeróbico y exotérmico, por lo

    tanto, se hace necesario el suministro de grandes volúmenes de aire, así

    como disponer de algún sistema para disipar el calor biológico.

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    Para la mejor comprensión de la tecnología dividiremos el proceso en:

    I.Etapas de Laboratorio

    II.Preparación de Los Mostos

    III.Preparación de Sales

    IV.Productos Auxiliares

    V.Propagación de las Levaduras

    VI.Separación

    De los insumos y materia prima: no se necesitan combustibles

    Enumere las materias primas a ser utilizada en el proceso:

    Datos de Laboratorio

    Sales nutrientes: Sólido Solución

    0(NH4)2 HPO4 (g/l)

    N2 (%): 0.1739 52.8

    P2 O5 (%) 0.4418 124

    (NH4)2 SO4 (g/l)

    N2 (%): 0.21 51.5

    Jugo de pulpa de café

    ART (kg/m3) 100

    DQO (kg/m3) a 10o Bx 54.000

    Fuente: Ing. Gustavo Saura, experto en levaduras

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    Otros servicios a ser requeridos durante la ejecución del proyecto:

    alumbrado publico, recolección de desechos sólidos, alcantarillado pluvial,

    alcantarillado sanitario, abastecimiento de agua, energía eléctrica.

    Detallar el numero de personas que serán requeridas en las diferentes

    etapas:

    Construcción: 10

    Operación: 14

    Se consideraron otras alternativas de localización: si, fueron

    desestimadas dado que la evaluación de pesos de las tres alternativas,

    Jhill resulto ser la más efectiva, dado los volúmenes de pulpa que genera

    y la proximidad con fuentes de abastecimiento e infraestructura montada.

    Descripción del relieve y pendientes del terreno: plano a ondulado

    Descripción climática: la precipitación anual promedio es de 1800 Mm. Y

    la temperatura promedio es la de 27 C.

    Cobertura vegetal: la vegetación predominante pertenece a la categoría

    de arbustos.

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    En el área del proyecto se encuentran: Escuelas, lugares turísticos, zonas

    de recreo

    El área del proyecto se encuentra en una zona susceptible a: erosión,

    sismos

    Aspectos de los medios físico, biológico y socio económico y cultural que

    podrían ser afectados por la ejecución de la actividad, obra o proyecto:

    Recursos Etapas

    suelos agua vegetación fauna aire

    x x

    Construcción

    Operación

    Cierre

    No afectara a ningún medio socioeconómico, monumento histórico o valores

    culturales en el área.

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    3.4. INGENIERIA DEL PROYECTO

    3.4.1 Definición del producto

    Proteínas unicelulares es un término genérico que se da a la harina proteica

    derivada de una serie de microorganismos unicelulares: levaduras, bacterias,

    hongos; que pueden cultivarse en varios sustratos que son abundantes y

    baratos en los países Centroamericanos, tales como melazas de cañas y la

    pulpa de café. Para efectos de este estudio nos dirigiremos al total interés de la

    pulpa de café como materia prima principal.

    La levadura Torula es un suplemento nutricional, el cual puede ser agregado a

    cualquier tipo de alimentos. La levadura torula tiene un color cremoso y por lo

    general es inodora. La importancia de su utilización radica no solo por sus

    características nutricionales sino también por sus propiedades para retener

    sabores.

    Los estudios preliminares de laboratorio han sido realizados por la Dra.

    Concepción de Bendix, actual catedrática de la Facultad de Medicina de la

    Universidad Dr. José Matías Delgado. La iniciativa de estos estudios nace,

    según comentarios de la Dra., en la siguiente afirmación: “Es obligación de todos

    preocuparnos por el futuro de la alimentación humana ya que se calcula que hay

    un déficit de 20 millones de toneladas de proteína en el mundo.” La Dra. Bendix

    ha venido realizando pruebas de laboratorio desde la década de los setentas, lo

    cual ha permitido llegar a establecer las conceptualizaciones básicas para la

    producción de la levadura Torula a partir de la pulpa de café.

    La levadura Torula tiene una composición química que la vuelve muy completa,

    y como puede observarse en el cuadro No 15 sus propiedades nutricionales son

    muy valiosas.

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    Composición Química Representativa de la Levadura Cándida Utilis.

    Bressani (1968) resume la composición química de la proteína a través de la

    cándida utilis en el cuadro 2.1:

    CUADRO No 15

    Composición química de la levadura Torula

    CONTENIDO VALOR (%)

    Humedad 5.85

    Proteína (N x 6.25) 47.43

    Grasa 1.01

    Fibra 0.82

    Cenizas 9.07

    Carbohidratos 35.82

    Fuente: Tesis sobre Estudio de Diferentes sustratos para la

    producción de levaduras (2002)

    Según Bressani (1968), el contenido de grasa aumenta cuando el medio de

    cultivo es rico en azúcares. No se conoce mucho con relación al contenido de

    las cenizas, aunque el 33% de las mismas proviene de las sales de fósforo,

    calcio y potasio. Otro compuesto importante son los carbohidratos los cuales

    aparecen en forma de glucógeno y la fibra cruda representa las paredes

    celulares de la levadura. El valor de la proteína se calcula multiplicando el total

    de nitrógeno por el factor común 6.25, asumiendo que la proteína contiene en

    promedio 16% de nitrógeno. Sin embargo, solo el 80% del nitrógeno total

    proviene de fuentes proteicas, el resto son constituyentes no proteicos. La

    composición de estas proteínas tiene gran importancia si se considera como una

    fuente barata de proteína para suplir proteínas de mala calidad o para utilizarla

    en la composición de alimentos hiperproteicos.

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    Los valores representativos del contenido de amino ácidos de las levaduras se

    presentan en el cuadro No 16.

    CUADRO No 16

    Contenido de Aminoácidos en la levadura Torula

    AMINOACIDOS CÁNDIDA UTILIS

    Triptofano 86

    Treonina 215

    Isoleucina 449

    Leucina 501

    Lisina 493

    Fenilalanina 319

    Valina 392

    Arguinina 451

    Histidina 169

    Fuente: Tesis sobre Estudio de Diferentes sustratos

    para la producción de levaduras (2002)

    Bibek, (1996) Bressani (1968), agrega que la proteína unicelular tiene un alto

    contenido de vitamina, principalmente del complejo B, esta es una de las

    principales ventajas que presenta la proteína unicelular en comparación a las

    proteínas de origen vegetal. La proteína unicelular contiene también vitamina E y

    pro-vitamina D la cual se activa con la radiación solar.

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    El contenido vitamínico de la cándida utilis se presenta en el cuadro No 17:

    CUADRO No 17

    Contenido vitamínico de la levadura Torula

    VITAMINA CÁNDIDA UTILIS

    Tiamina 5.3

    Riboflavina 45.0

    Ácido Pantotenico 37.2

    Biotina 2.3

    Niacina 417.3

    Ácido Fólico 21.5

    Paba 17

    Fuente: Tesis sobre Estudio de Diferentes sustratos

    para la producción de levaduras (2002)

    3.4.2 Presentación del Producto

    El producto se presenta principalmente en forma de polvo, con un suave color

    crema, este tipo de presentación es el más utilizado por la industria alimenticia,

    debido a su facilidad de incorporarlo en los procesos productivos. Además se

    puede presentar en forma de hojuelas con un carácter tostado que le confiere un

    carácter crocante y quebradizo. Esta presentación se cataloga como un producto

    de mesa que puede ser añadido a lácteos, cereales, dulces, caldos, etc. 9

    9 Seminario de Biotecnología Industrial de FIAGRO, abril 2003

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    Fotografía de la levadura Torula en su presentación en polvo

    Presentación en Hojuelas y tabletas

    Para la obtención de hojuelas de levadura con el tamaño y espesor requeridos, la

    crema de levadura que se incorpora al proceso debe ser previamente lavada para

    desamargarla si proviene de la producción de cerveza. La materia prima lavada, se

    seca directamente en un secador de tambor. El paño de levadura se pasa por un

    molino de martillos y al final se logra el producto deseado.

    El rechazo del molinado, constituido por partículas pequeñas y polvo se hace pasar

    por un molino de bolas para obtener un polvo fino con el que se elaboran las

    tabletas, previa adición de un aglutinante convencional. El tipo de equipo

    tableteador a seleccionar dependerá del volumen de producción.

    En el cuadro No 18 puede observarse la composición química de la levadura

    Torula en su presentación de hojuelas y tabletas ya terminada.

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    75

    CUADRO No 18

    COMPOSICIÓN Y PROPIEDADES DE LA LEVADURA

    Análisis medio Por 100 g de producto

    Valor energético 320-325 Kcal.

    Proteínas 50-52 g

    Hidratos de carbono totales 32-35 g

    Hidratos de carbono asimilables 12-14 g

    Lípidos totales 1-1.5 g

    Lípidos saturados 0.2-0.3 g

    Lípidos insaturados 0.8-1.2 g

    Minerales 6-7 g

    Calcio 150-170 mg

    Fósforo 1200-1300 mg

    Magnesio 150-160 mg

    Sodio 0.04-0.06 mg

    Hierro 5-7 mg

    Zinc 8-11 mg

    Vitaminas

    Tiamina (B1) 40 mg

    Riboflavina (B2) 5 mg

    Niacina (B3) 30 mg

    Ácido pantoténico (B4) 10 mg

    Piridoxina (B6) 3 mg

    Ácido Fólico 2 mg

    Cianocobalamina (B12) 3 mg

    Humedad 5-8

    Color Crema claro

    Sabor Neutro, cereal tostado

    Densidad volumétrica 200-250 g/dm3

    Fuente: Seminario de Biotecnología Industrial, FIAGRO, 2003

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    76

    3.4.3 Definición del proceso La producción de levadura Torula, se caracteriza por ser un proceso

    biotecnológico convencional, en el cual se necesitan carbohidratos como fuente

    de carbono y energía, factores de crecimiento en forma de vitaminas y

    minerales, pero que es necesario complementarla con nitrógeno y fósforo con

    forma de soluciones de sales inorgánicas y orgánicas. El proceso de crecimiento

    de la levadura es continuo, aeróbico y exotérmico, por lo tanto, se hace

    necesario el suministro de grandes volúmenes de aire, así como disponer de

    algún sistema para disipar el calor biológico.

    La aerobiosis se logra con el empleo de sopladores. La capacidad de estos

    equipos esta en dependencia de la capacidad de la instalación a una presión de

    0.3 a 0.45 kgcm2.

    La temperatura adecuada para la fermentación es de 33 a 35 °C, se puede

    obtener con las superficies de intercambio calórico de los fermentadores y agua

    fría suministrada por los sistemas externos de enfriamiento. La concentración de

    levadura en el fermentador es como promedio de 10 a 25 g l-1, en dependencia

    del tipo de tecnología empleada. La levadura se envasa en sacos de papel

    valvulados, multicapas.

    Para la mejor comprensión de la tecnología dividiremos el proceso en:

    VII. Etapas de Laboratorio

    VIII. Preparación de Los Mostos

    IX. Preparación de Sales

    X. Productos Auxiliares

    XI. Propagación de las Levaduras

    XII. Separación

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    77

    I. Etapa de Laboratorio

    La propagación del cultivo puro de levadura consiste en pasar el microorganismo

    de una cuña de medio sólido a medio líquido, donde se incuba durante 24 horas

    y a partir del cual se continúa propagando en medio líquido utilizando un pistón

    de Carlsberg, todos estos pases se realizan en medio de jugo de pulpa de café

    más nutrientes (ver cuadro No 19). Una vez crecida la levadura en el pistón de

    Carlsberg, la misma es pasada al cultivador donde se mezcla con el jugo de

    pulpa de café y nutrientes, transcurridas unas 10 a 12 horas, estaremos en

    condiciones de pasar el cultivo al pre-fermentador donde continúa creciendo la

    levadura en jugo de pulpa de café y nutrientes.

    CUADRO No 19

    Datos de Laboratorio

    Sales nutrientes: Sólido Solución

    0(NH4)2 HPO4 (g/l)

    N2 (%): 0.1739 52.8

    P2 O5 (%) 0.4418 124

    (NH4)2 SO4 (g/l)

    N2 (%): 0.21 51.5

    Jugo de pulpa de café

    ART (Kg./m3) 100

    DQO (Kg./m3) a 10o

    Bx 54.000

    Fuente: Ing. Gustavo Saura, experto en

    levaduras, FIAGRO

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    78

    II. Preparación de los Mostos

    El mosto de fermentación estará ahora constituido por jugo de pulpa de café a

    10º Brix, solución de fosfato de amonio y sulfato de amonio, con pH ajustado

    hasta 3.

    El balance del medio de fermentación se hará para la fuente de carbono por

    materia orgánica (DQO) entonces para lograr las concentraciones de levadura

    teóricamente calculadas es necesario considerar:

    a) Capacidad de suministro de oxígeno teniendo como base la

    capacidad de soplado de aire y el sistema de aireación.

    b) La capacidad de retirar calor del sistema del fermentador.

    c) La temperatura escogida para realizar la fermentación.

    III. Preparación de Sales

    Las siguientes sales nutrientes, las cuales son necesarias para el proceso de

    fermentación se deben preparar en esta estación:

    Sulfato de amonio.

    Fosfato Diamónico

    Estos productos son recibidos en sacos de papel o plástico, y son vertidos en el

    tanque de predilusion, donde por intermedio de una bomba vertical es

    recirculada en circuito cerrado. Una vez terminada la predilusión se añade el

    agua necesaria en el tanque hasta alcanzar la concentración de solución que

    garantice el balance de fósforo o nitrógeno en el medio de fermentación. La

    solución terminada es transferida por intermedio de bombas a través de los

    filtros de canasto a los tanques de alimentación a los fermentadores. Esta

    operación está prevista para ser realizada en un turno de 8 horas.

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    79

    IV. Procesos auxiliares

    El proceso tecnológico establecido, eventualmente demanda la utilización de:

    Ácido sulfúrico. Es usado para corregir el pH en la fermentación. Para la

    recepción del ácido sulfúrico concentrado se emplean dos tanques de

    acero al carbono. El ácido es trasegado por gravedad hacia el tanque de

    dosificación de los fermentadores

    Antiespumante. Este aceite será utilizado para controlar la espuma en los

    fermentadores y en el tanque de des-emulsión. El antiespumante es

    recepcionado en un tanque, donde se diluye hasta la concentración

    recomendada por el suministrador. Desde aquí es trasegado mediante

    bombeo a los fermentadores.

    Hidróxido de Sodio. Se recibe en tanques de 400 Kg. metálicos y son

    introducidos en el tanque de disolución , donde mediante recirculación por

    bombeo , se prepara la solución a la concentración deseada, luego de lo

    cual son almacenadas en un tanque para su uso posterior, el cual se

    realiza utilizando las propias bombas de recirculación del sistema.

    Ácido Nítrico. Es recibido en un tanque de acero inoxidable de 2t de

    capacidad y es trasegado al tanque de preparación de solución de

    limpieza, utilizando un recipiente de cristal con las adecuadas condiciones

    de transportación. La solución se prepara por recirculación al tanque

    mediante bombeo, la cual también es utilizada como bomba de traslado.

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    80

    V. Propagación de las levaduras

    Preparación del cultivo

    a. Cultivador

    Una vez crecida la levadura en el pistón de Carlsberg, la misma es pasada al

    cultivador donde se prepara el volumen adecuado de jugo de pulpa de café,

    nutrientes y se inocula el contenido total del pistón de Carlsberg desarrollado

    durante la etapa de laboratorio, transcurridas unas 10 a 12 horas, estaremos en

    condiciones de pasar el cultivo al pre-fermentador donde continúa creciendo la

    levadura en jugo de pulpa de café y nutrientes. Las características de la solución

    se presentan en el siguiente cuadro:

    CUADRO No 20

    BATCH jugo de pulpa de Café

    Datos

    Conc.Biomasa (g/l) 10

    Rendimiento (%) 0.4

    Vol. Trabajo (L) 20

    Vol. Inoculo (L) 10

    Sales Sólido Solución

    Sulfato de Amonio

    N2 (%) 0.21 (g/l) = 51.5

    Fosfato de Amonio

    N2 (%) 0.1739 (g/l ) = 52.8

    P2O5 (%) 0.4418 (g/l) = 124

    Jugo de pulpa de café

    ART (g/l) 100

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    81

    Cálculos

    Demandas

    ART necesarios (g/l) = 25.00

    N2 necesario (g/l) = 0.8

    P2O5 necesario (g/l) = 0.35

    Insumos

    jugo de pulpa de café (L) 5.00

    Agua (L) 5.00

    Fosfato de Amonio (Kg.) 0.02 (L) 0.06

    Sulfato de Amonio(Kg.) 0.08 (L) 0.25

    Fuente: Ing. Gustavo Saura, experto Cubano en levaduras, FIAGRO

    b. Prefermentador.

    Constituye la etapa posterior al cultivador cuyo objetivo es obtener el volumen

    necesario de levadura para el inóculo del fermentador principal (1/10 del

    volumen del fermentador principal). Cada 2 horas debe hacerse las

    determinaciones analíticas del Brix, pH, temperatura, cantidad de aire. A partir

    de la hora número 8, hacer conteo celular cada 1 hora. Se considera finalizada

    esta etapa cuando la concentración celular esté en el rango de 6-8 x 108 cel/mL

    (aprox. 10 g/L).Debe tenerse en cuenta como expresión del crecimiento celular

    la disminución del pH, así como el incremento de la temperatura en esta etapa.

    Al realizar el inoculo al fermentador seleccionado para iniciar el proceso, es

    recomendable dejar un pie de semilla de un 4 % de volumen en el

    prefermentador con el objeto de realizar una 2da prefermentación si esta fuera

    necesaria. A continuación se detallan las características de la solución durante

    esta fase:

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    82

    CUADRO No 21

    BATCH jugo de pulpa de Café

    Datos

    Conc.Biomasa (g/l) 10

    Rendimiento (%) 0.4

    Vol. Trabajo (L) 100

    Vol. Inoculo (L) 10

    Sales sólido solución

    Sulfato de Amonio

    N2 (%) 0.21 (g/l) = 51.5

    Fosfato de Amonio

    N2 (%) 0.1739 (g/l ) = 52.8

    P2O5 (%) 0.4418 (g/l) = 124

    Jugo de pulpa de café

    ART (g/l) 100

    Cálculos

    Demandas

    ART necesarios (g/l) = 25.00

    N2 necesario (g/l) = 0.8

    P2O5 necesario (g/l) = 0.35

    Insumos

    jugo de pulpa de café (L) 25.00

    Agua (L) 65.00

    Fosfato de Amonio (Kg.) 0.08 (L) 0.28

    Sulfato de Amonio(Kg.) 0.38 (L) 1.26

    Fuente: Ing. Gustavo Saura, experto Cubano en levaduras, FIAGRO

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    83

    c. Fermentador.

    Para comenzar la operación, el cultivo prefermentado es descargado al

    fermentador principal. Esta operación se efectúa mediante bombeo. Una vez

    establecido el proceso continuo en cada fermentador, de jugo de pulpa de café,

    las sales nutrientes, el agua de proceso, el aceite antiespumante y el ácido

    sulfúrico se alimentan de una manera independiente en cada uno de ellos a

    través de medidores de flujo.

    La batición extraída de los fermentadores contiene una gran cantidad de aire y

    debido a eso es necesaria la desgasificación antes de proceder a la operación

    de separación. Entonces la batición se descarga en el tanque de desimulsión

    con un volumen similar al del fermentador. Por medio de un tubo perforado que

    está situado en el fondo del tanque, se inyecta una pequeña cantidad de aire

    que tiene el efecto de arrastrar la emulsión a la superficie y de esta manera la

    batición desemulsionada es obtenida por el fondo. En el cuadro No. 22 se

    detallan las características de esta fase de producción:

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    84

    CUADRO No 22

    Datos

    Conc.Biomasa (g/l) 10

    Rendimiento (%) 0.4

    Vol. Trabajo (L) 5000

    Vol. Inoculo (L) 10

    Sales Sólido Solución

    Sulfato de Amonio

    N2 (%) 0.21 (g/l) = 51.5

    Fosfato de Amonio

    N2 (%) 0.1739 (g/l ) = 52.8

    P2O5 (%) 0.4418 (g/l) = 124

    Jugo de pulpa de café

    ART (g/l) 100

    Cálculos

    Demandas

    ART necesarios (g/l) = 25

    N2 necesario (g/l) = 0.8

    P2O5 necesario (g/l) = 0.35

    Insumos

    jugo de pulpa de café (L) 1,250

    Agua (L) 3,740.

    Fosfato de Amonio (Kg.) 3.96 (L) 14.11

    Sulfato de Amonio(Kg.) 19.05 (L) 63.20

    Fuente: Ing. Gustavo Saura, experto Cubano en

    levaduras, FIAGRO

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    85

    VI. Separación

    La batición desemulsionada es trasegada mediante bombeo hasta los filtros, los

    cuales son autolimpiantes y de aquí pasan a la primera etapa de separación

    donde la levadura es separada por medio de las máquinas centrífugas. El

    líquido claro se envía al tanque de desgasificacion y la crema es sometida a un

    lavado con agua. Esta operación se efectúa a través de los tanques de lavado.

    El flujo de agua puede ser alterado cuando se desean relaciones de flujo agua-

    crema diferentes de acuerdo con la calidad del producto. La crema mezclada

    con agua se pasa a la segunda etapa de separación. La crema de segunda

    separación es enviada a los tanques de lavado. El flujo de agua puede ser

    alterado cuando se desean relaciones de flujo agua-crema diferentes de acuerdo

    con la calidad del producto de donde es trasegada al área de termólisis.

    Los claros de la segunda pasan al tanque degasificador de donde puede ser

    descargada al sistema de evacuación de residuales.

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    86

    TABLA no 23 SEPARACION

    Alimentación Numero de fermentadores

    mosto fermentado 1 2 3 4

    m3/h 25 25 50 75 100

    Kg./h 250 250 500 750 1000

    Primera Separación

    Concentración (g/ l) 65.00

    Cap, separadora (m3/h) 42.00

    m3/h (crema) 3.85 3.85 7.69 11.54 15.38

    m3/h (agua) efluentes 21.15 21.15 42.31 63.46 84.62

    No de separadoras 1 1 2 2 3

    Rate de concentración 6.50

    % perdidas 2.00

    Primer Lavado

    Relación de lavado 1.00

    m3 de agua 3.85 3.85 7.69 11.54 15.38

    Concentración (g/ l) 32.50

    m3 de crema 7.69 7.69 15.38 23.08 30.77

    Segunda Separación

    Concentración (g/ l) 120.00

    Alimentación

    Cap, separadora (m3/h) 42.00

    m3/h (crema) 3.85 3.85 7.69 11.54 15.38

    No de separadoras 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

    Salida

    m3/h (crema) 1.04 1.04 2.08 3.13 4.17

    m3/h (agua) efluentes 2.80 2.80 5.61 8.41 11.22

    Rate de concentración 3.69

    % perdidas

    Segundo Lavado

    Relación de lavado 1.5

    m3 de agua 1.5625 1.5625 3.125 4.6875 6.25

    Concentración (g/ l) 48

    m3 de crema 2.60 2.60 5.21 7.81 10.42

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    87

    Termólisis Y Evaporación

    Para mejorar la calidad de la crema de levadura de segunda separación, la

    misma está sujeta al proceso de termólisis. La unidad está compuesta por:

    Un intercambiador de placas, una bomba de recirculación y un tanque de

    retención y recirculación desde donde se alimentan al evaporador.

    La estación de termólisis está preparada de manera tal, que la temperatura y el

    tiempo de tratamiento pueden ser ajustados a diferentes valores con el propósito

    de lograr el mejor resultado en la plasmolización.

    La crema plasmolizada es trasegada por bombeo hasta al primer cuerpo del

    evaporador de doble efecto. Este evaporador es de sistema de película

    descendente, con cámara de flasheo y termocompresor.

    La crema desde aquí, es transferida al segundo cuerpo del evaporador por

    medio de las bombas del propio equipo El vacío es mantenido mediante un

    condensador de contacto que es alimentado con agua de la torre de

    enfriamiento.

    La extracción de los gases incondensables del evaporador será llevada a cabo

    mediante una bomba de vacío, la cual tiene un sello de agua.

    Se garantiza que el vapor condensado del último cuerpo del equipo estará libre

    de impurezas para no contaminar la torre de enfriamiento de agua.

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    88

    Secado

    Es la etapa final del proceso tecnológico, la crema evaporada es sometida al

    proceso de secado, este paso tecnológico se garantiza mediante secadores de

    tambor o secadores por atomización, la unidad de secado escara en

    dependencia del destino del producto final sea para humanos o forraje. Esta

    unidad lleva asociado un sistema de empaque.

    DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO

    Fermentadores Separadores Esterilizadores Evaporador

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    89

    3.5. CURSOGRAMA ANALITICO CURSOGRAMA ANALITICO PARA LA PRODUCCION DE LEVADURA A PARTIR DE LA PULPA DE CAFÉ

    Operación

    Inspección Transp. Espera Almacén Tiempo DESCRIPCIÓN MAQUINARIA/EQUIPO Extracción de jugo

    Recepción de pulpa

    X evaluación de la pulpa Inspección visual/ Escala de atributos

    X Trasporte mecánico Transportador Helicoidal X Almacenamiento Temporal Tolva alimentadora de la prensa X Trasporte por Gravedad X Extracción de jugo Prensa continua X Trasporte Por gravedad X Tamizado del jugo Tamiz rotatorio X Trasporte por Gravedad X Almacenamiento Temporal Tanque de jugo virgen

    X evaluación de porcentaje sólidos S. Refractómetro/ Densímetro X Bombeo Bomba Centrifuga X Desfangado en línea Hidrociclon

    X Almacenamiento temporal Tanque de jugo desfangado X Bombeo Bomba Centrifuga Esterilización X Esterilización Auto clave X Bombeo Bomba Centrifuga X Desfangado en línea Hidrociclon

    X Almacenamiento Temporal Tanque de jugo esterilizado X Bombeo Bomba Centrifuga Clarificación

    X Clarificación Centrifuga (Sólido ejecting) X Transporte por Gravedad X Almacenamiento Temporal Tanque de jugo clarificado X Bombeo Bomba Centrifuga X Enfriamiento Intercambiador de placas

    X Almacenamiento Temporal Tanque de jugo clarificado X Recuento de colonias Cultivo en caja de petri X Dosificación de sales Tanque de Jugo X Bombeo Bomba Centrifuga Fermentación X Fermentación/Aireación/Agit Fermentador X Bombeo Bomba Centrifuga Separación de la levadura X Separación Centrífuga X evaluación de pureza Microscopio X Clasificación del lote

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    90

    Operación Inspección Transp. Espera Almacén Tiempo DESCRIPCIÓN MAQUINARIA/EQUIPO X Trasporte Por gravedad X Lavado de levadura Tanque lavador

    X Bombeo Bomba de desplazamiento positivo

    X Separación Centrifuga X Trasporte Por gravedad X Lavado final de la levadura Tanque lavador

    X Bombeo Bomba de desplazamiento positivo

    X Separación Centrifuga

    X Bombeo Bombeo de desplazamiento positivo

    Secado

    X Almacenamiento Temporal Tolva alimentadora del secador

    X Evaluar color Inspección visual/Escala de atributos

    X Trasporte Por gravedad X Secado Secador De tambor

    X Determinar % de humedad Desecador/ Balanza Analítica X Trasporte mecánico Elevador Helicoidal Molturación

    X Almacenamiento Temporal Tolva alimentadora del molino X trasporte Por gravedad X Molturación Molino X Evaluación Granulométrica Tamices Calibrados X Trasporte mecánico Elevador Helicoidal Envasado

    X Almacenamiento Temporal Tolva alimentadora de la envasadora

    X Embasado por peso embajadora X Evaluación del lote Calificación de atributos Almacenamiento X Trasporte manual Carretias de plataforma X Almacenamiento Definitivo

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    91

    3.6. EQUIPAMIENTO TECNOLOGICO

    Base de cálculo 1 tonelada de levadura seca por día.

    Para una planta que produzca de 315 a 415 toneladas de Levadura por año, el

    equipamiento y sus especificaciones se presentan en el siguiente cuadro.

    CUADRO No 24 Equipamiento de la planta de levadura Torula

    Área: Almacenaje y preparación de miel y vinazas

    Ítem 01. Descripción Cantidad

    Tanques 1-5m3 acero inox. 3

    Bombas centrífugas de 5m3/h 10mca acero inox. 2

    Bombas centrífugas de 10m3/h 10mca acero inox. 2

    Intercambiadores de placas 5m2 At 2

    Intercambiador de placas 1.75m2 At 1

    Bombas dosificadoras 0-1m3/acero inox 4

    Tanque almacenaje de ac. sulfúrico acero CT-3 50t (3m3) 1

    Bombas dosificadoras de 0-250l/h 4

    Área: Preparación de productos de asepsia y limpieza

    ítem 02 Descripción

    Tanque 3m3 para Hidróxido de sodio con agitador ac. inox. 1

    Bombas centrífugas de traslado 2m3/h 10mca 2

    Tanque 1m3 para formol ac. inox. 1

    Bombas centrífugas de traslado 1m3/h 10mca 2

    Área: Propagación, fermentación desemulsión

    ítem 03 Descripción

    Cultivador de 20 l acero inox. 1

    Prefermentador de de 500 l acero inox. 1

    Bombas 2m3 /h 10mca acero inox. 2

    soplador 50Nm3/h 1

    Fermentador 5000l acero inox, con agitación mecánica, Control de pp. y

    Temp.

    2

    Sopladores 6000l/h 3

    Tanque de desemulsión,10m3 1

    Bombas de recirculación acero inox. 5m3/h 10mca 2

    Bombas de traslado acero inox. 1m3/h 10 mca 2

    Bombas dosificadoras antiespumante 0-500l/h 2

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    92

    Área: Separación y lavado

    ítem 04 Descripción

    Separadoras DVK-4 3

    Tanque efluente 5m3 acero inox. 1

    Bombas de recirculación de efluente 5m3/h 10mca 2

    Tanques de lavado 10m3 acero inox. 2

    Agitadores para tanques 2

    Tanque crema 2da. 2m3 acero inox. 1

    Área: Termólisis

    ítem 05 Descripción Cantidad

    Intercambiadores de placa 2m2 AT 2

    Bombas centrífugas 1m3/h 10mca 2

    Tanque receptor 1m3 acero inox. 1

    Área: Secado - Envase

    ítem 06 Descripción

    Secador de tambor de 1 t de agua/h Vapor a 10 ata 1

    Molino de martillo de 100 Kg./h 1

    Ensacadora pesadora de 0.5t/h 2

    Área: Servicios Auxiliares

    ítem 07

    Caldera de vapor de 1t/h de vapor saturado a 10ata 1

    Agua de enfriamiento 80m3/día

  • Estudio de Factibilidad para la Industrialización de Proteína Unicelular a partir de la Pulpa de Café

    93

    3.7. ANALISIS DE LA MATERIA PRIMA

    3.7.1 El café y la levadura torula

    El período de recolección en El Salvador inicia en octubre en las áreas bajas y

    se extiende hasta marzo en las áreas de mayor altitud. La mayor parte es

    recolectada desde finales de noviembre hasta inicios de enero. La recolección

    es manual, los granos verdes son separados antes de enviar el café a los

    beneficios.

    Las cerezas frescas son transportadas el mismo día en que son recolectadas

    para ser despulpadas inmediatamente y así prevenir la fermentación. Esto es

    posible gracias a la concentración relativamente cercana de las regiones

    cafetaleras, al hecho de que los beneficios están bien distribuidos en éstas

    áreas, la existencia de más de 460 puntos de acopio y a una adecuada red de

    carreteras y caminos. En El Salvador, el café es procesado mediante el

    beneficiado húmedo, por lo que las cerezas deben ser seleccionadas en su

    etapa óptima de madurez, cuando exhiben un color rojo brillante.

    Los productores se especializan en la producción hasta la recolección. Las

    actividades delicadas de beneficiado son realizadas por los beneficiadores,

    quienes están integrados desde la obtención hasta la actividad de exportación.

    Estos beneficiadores normalmente tienen una capacidad de procesar de 1,000 a

    5,000 quintales diariamente (un quintal = 1 saco de 46 Kg.) de café verde,

    volúmenes que aseguran un producto homogéneo. La abundancia de patios

    para secado y luz solar, permite que una cantidad significativa de café sea

    secado al sol. La recolección del café es concentrada normalmente en un

    período de tres meses, mientras que las exportaciones se extienden a través del

    año. El café es almacenado en pergamino en bodegas de los exportadores, en

    áreas en donde la humedad relativa no excede el 70%10.

    10 Consejo Salvadoreño del Café, El cultivo de café en El Salvador, diciembre 2001

  • Estudio de Factibilidad para la Industrialización de Proteína Unicelular a partir de la Pulpa de Café

    94

    En la etapa de beneficiado son fermentados en forma natural, y lavados en agua

    fresca. Una vez despulpados, los granos son secados al sol en patios, después

    almacenados y estabilizada la humedad en silos de madera.

    Existen alrededor de 20,000 productores de café en El Salvador. Los pequeños

    y medianos productores que poseen menos de 120 hectáreas, representan

    aproximadamente el 65% de la producción. Productores que representan

    alrededor del 25% de la producción total están agrupados en cooperativas de

    comercialización, que juntas forman la "Unión de Cooperativas Cafetaleras de El

    Salvador", "UCAFES".

    Hay aproximadamente 165,000 hectáreas dedicadas al cultivo del café en El

    Salvador, cerca del 12% de la tierra cultivable del país. El café es una fuente

    importante de empleo, generando cerca de 135,000 empleos al año, que

    representan el 25% del sector agropecuario y 7% a nivel nacional.

    Aunque se cultiva en siete de los 14 departamentos del país, la mayor parte de

    las plantaciones se encuentran en la zona occidental y central de Santa Ana

    (34% de la producción total), Ahuachapán (17%), Sonsonate (10%) y La Libertad

    (21%). La mayoría de plantaciones de café en la parte oriental del país están

    localizadas en los departamentos de San Miguel (10% del total del país) y

    Usulután (6%). Actualmente representa el 3% del Producto Interno Bruto y 22%

    del producto agropecuario, el café ha sido tradicionalmente una importante

    fuente de divisas. En 1997 representó el 22% de las exportaciones totales.

  • Estudio de Factibilidad para la Industrialización de Proteína Unicelular a partir de la Pulpa de Café

    95

    CUADRO NO 25

    DISTRIBUCION POR DEPARTAMENTO 99/00 00/01

    SANTA ANA 36 35.9 LA LIBERTAD 15.6 15.2 AHUACHAPAN 17.4 17.9 SONSONATE 11.7 11.5 SAN MIGUEL 8.3 9 USULUTAN 4.9 4.6 SAN VICENTE 3.6 4 SAN SALVADOR 2 1.4 LA PAZ 0.3 0.4 CHALATENANGO 0.1 0.2 TOTAL 100 100 Fuente: Consejo Salvadoreño del Café

    CUADRO NO 26

    DISTRIBUCION POR ZONA 99/00 00/01

    ESTE 13 14 CENTRAL 23 21 OESTE 63 65 TOTAL 100 100 Fuente: Consejo Salvadoreño del Café

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    96

    GRAFICO NO 16

    17

    GRAFICO No 17

    Con el mejoramiento de la inversión y un clima político estable, la producción en

    los años 1990’s se ha estabilizado en alrededor de 2.3 millones de sacos de 60

    Kg..., con una participación del 2.3% en la producción mundial. El Salvador

    actualmente ocupa el 11th lugar en términos de producción entre 55 países

    productores de café.

    DISTRIBUCION DE LA MATERIA PRIMA POR DEPARTAMENTO

    SANTA ANA LA LIBERTAD AHUACHAPAN SONSONATE SAN MIGUEL USULUTAN SAN VICENTE SAN SALVADOR LA PAZCHALATENANGO

    DISTRIBUCION DE LA MATERIA PRIMA

    ESTE

    CENTRAL

    OESTE

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    97

    3.7.2 Características de un beneficio de café.

    El esquema (1) anterior permite identificar adecuadamente las áreas del proceso

    tecnológico de beneficio del café, así como los subproductos de mayor interés

    para la producción de levadura Torula.

    La pulpa de café

    El mucílago

    En lo relacionado con la pulpa, es al jugo de esta quien presenta alrededor de

    15% de azucares fermentables, según información recolectada por diferentes

    fuentes. (2)

  • Estudio de Factibilidad para la Industrialización de Proteína Unicelular a partir de la Pulpa de Café

    98

    Debido a la no existencia de la información adecuada, se presenta un balance

    de materiales tentativo de lo que pudiera significar producir levadura Torula a

    partir de la pulpa del café.

    GRAFICO NO 18

    CUADRO No 27

    INDICES PARA LA PRODUCCION DE LEVADURA TORULA A PARTIR DE LA

    PULPA DE CAFE

    Pulpa de café 40% del café uva

    Jugo de la pulpa de café 30% de la pulpa

    Azucares fermentables del jugo de la pulpa 15% de ART

    Rendimiento azucares de la pulpa/Torula 45%

    Fuente: FIAGRO

    3.7.3 Dinámica del proceso del beneficio del café

    La curva expuesta demuestra el grado de estacionalidad de la producción de

    café, centrándose en un periodo de tiempo muy corto y no tan claramente

    definido su máxima producción.

    kg de levadura = 0.0072 kg de café uvaR2 = 1

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    0 500 1000 1500 2000 2500

    kg cafe uva

    kg le

    vadu

    ra

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    99

    GRAFICO No 19

    7.4 Valoración de implementación de la tecnología de levadura torula a partir de

    los jugos de pulpa de café.

    Es necesario definir los siguientes aspectos desde el punto de vista tecnológico

    con el fin de utilizar la pulpa de café como medio para producir la levadura

    Torula:

    1. Relación jugo/pulpa en el proceso de beneficio de café por tecnología

    húmeda (se emplea agua para el beneficio).

    2. Caracterización de la pulpa de café y el jugo de la misma para sistema de

    beneficio en húmedo.

  • Estudio de Factibilidad para la Industrialización de Proteína Unicelular a partir de la Pulpa de Café

    100

    3. Interrelación con la industria azucarera. Posibilidad de realizar

    producciones con mezclas miel final de caña / jugo de pulpa de café.

    7.5 Valoración preliminar del problema en el uso de la pulpa de café.

    Debido a la dinámica del beneficio del café, que indica cumple el modelo de una

    campana, es decir bajo volúmenes de trabajo al inicio y final de la campaña y un

    pico de explotación de las instalaciones, se hace necesario elaborar una

    estrategia que permita la explotación de una instalación productora de levadura

    por el mayor tiempo posible. Esto significa adecuada manipulación del jugo.

    Para realizar este enfoque se requiere hacer las siguientes consideraciones

    desde el punto de vista técnico-económico

    3.7.6 Proyección de la materia prima

    Debido a la crisis en los precios del café el área sembrada en El Salvador de

    café muestra una tendencia a la baja, lo que supondría limitaciones de materia

    prima en el futuro, es por ello que se ha realizado una estimación de la materia

    disponible para los próximos cinco años (ver cuadro No 37). La curva de

    disponibilidad de materia prima tiene una pendiente negativa y debe

    considerarse como un aspecto importante del proyecto, ya que no existen

    reportes de importantes repuntes del precio de café en los últimos años.

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    101

    CUADRO No 28

    PROYECCION DE LA MATERIA PRIMA

    Período QQ Ta de

    Crecimiento .98/99 2,621,900.00 .99/00 3,712,600.00 41.60% .00/01 2,406,000.00 -35.19% .01/02 2,392,300.00 -0.57% .02/03 1,950,000.00 -18.49%

    Ta de Crecimiento Promedio -3.16%

    .03/04 1,888,380.00

    .04/05 1,828,707.19

    .05/06 1,770,920.04

    .06/07 1,714,958.97

    .07/08 1,660,766.27 Fuente: Consejo Salvadoreño de Café

    GRAFICO No 20

    TENDENCIA DE LA MATERIA PRIMA

    0.00500,000.00

    1,000,000.001,500,000.002,000,000.002,500,000.003,000,000.003,500,000.004,000,000.00

    .98/99 .99/00 .00/01 .01/02 .02/03

    COSECHA

    QUI

    NTA

    LES

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    102

    3.8. DISTRIBUCION DE EQUIPO EN EL TERRENO

    PLANTA DEL BENEFICIO DE CAFE

    AREA DE SECADO DEL GRANO

    PLANTA DE PRODUCCION DE LA LEVADURA TORULA PLANTA

    ELECTRICA

    BODEGAS

    ESTACIONAMIENTO

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    103

    3.8.1 Fotografía de planta de producción de torula en Cuba

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    104

    3.8.2 Distribución del equipo en planta

    Fermentación Desemulsión Separación

    Evaporación

    Secado

    Envasado

    Preparación de

    Nutrientes

    Almacenamiento

    Preparación de pulpa

    Aire Refrigeración

    Liquidos Claros

    Liquidos Claros

    pulpa

    pulpa

    Agua

    Agua Liquidos Claros

    Agua

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    105

    3.9. PROGRAMA DE MONTAJE E INVERSION

    INVERSION FIJA 1 2 3 4 5 6 1. Nivelación de terreno Nivelación 2. Instalaciones Instalación de aguas negras Instalación de agua potable Instalado de electricidad 3. Construcciones Construcción del Edificio

    a)iluminación b)ventilación

    4. Instalación de Maquinaria por Etapas de Producción Propagación de las levaduras Separación Termólisis y Evaporación Secado 5. Materiales y Equipo de Oficina Mobiliario Adquisición de Materiales Aire acondicionado Otros