ARTICULO CIENTIFICO Elaboracion de Pan de Arracacha[1]

6FLHQWLD$JURSHFXDULD

Scientia Agropecuaria

1 Facultad de Ciencias Agropecuarias

Universidad Nacional de Trujillo

CALCULO DE LA POTENCIA DEL FLUJO DE TRANSPORTE EN UNA PLANTA P ROCESADORA DE PALTA HASS (Persea americana) CONGELADO IQF. CALCULATION THE POWER OF FLOW TRANSPORTATION IN A P ROCESSING FACTORY OF HASS AVOCADO (American persea ) IQF. Ruben

Anampaa , Ronald Ar ocaa , Andres Canoa , Aldrin C orcueraa

a. Escuela de Ingeniería Agroindustrial, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Trujillo, Av. Juan Pablo II s/n, Ciudad Universitaria, Trujillo, Perú.

Resumen

Hemos realizado un breve estudio de cómo llegar por medio de diferentes tipos tipos de fajas para obtener una potencia Persea americana) y así llegar en óptimas condiciones desde su descarga de la primera faja promedio de palta hass ( hasta lograr con el método de congelación IQF a la última faja, para que el producto tenga un debido proceso; y así tenga un buen almacenamiento o luego llevarlo a exportar. Persea americana), mediante un proceso de El estudio pretende establecer el valor agregado de la palta hass ( congelación IQF en la producción de paltas en mitades, a partir de informaciones existentes sobre las características de la materia prima, requerimientos de la calidad del producto, producción nacional, mercados existentes y su comercialización tanto nacional como internacional; a fin de proponer la ingeniería del proyecto basado en un proceso industrial apropiado y los recursos necesarios. Palabras clave: Persea americana, IQF, congelación.

Abstract

We have realized a brief study of how to get through different types of bands to obtain a power average of hass avocado (American persea) and arrive in good condition from the first band until achieve with the IQF method to the final band, so the product has had a due process, and so It has had a good storage or then take it t o export. This work seeks to set hass avocado's Value Added (American persea) through The IQF method in the production of avocados halves , from actual information on raw material characteristics, product quality requirements, national production, actual markets and both national and international trade, with the purpose of proposing a project's engineering based on a suitable industrial process and the required resources.

Keywords: American persea, IQF, freezing.

2

1.

Introducción

2. Descripción del proces o

Hoy en dí l preferenci del consumidor están dir i idas a alimentos ³frescos´ o aquellos con un míni mo de procesamiento. El incremento en la demanda de productos que conserven sus caracter ísticas organol pticas, que sean de f ácil uso y/o de prolongada vida útil, hace que la refr igeraci n/congelaci n sean alternativas de tratamient o ideales, r á pidas y seguras. 



IA PRIMA (Palta Hass)

MATE



¡

¡

¢

PELADO, COR TE, DE PEPADO

£

¤

¦

¤

ICION DE CONSERVANTES (Cloruro de sodio y Acido citrico)

AD

Dadas estas nuevas exi gencias, los servici os de alimentaci n, hosteler ía y otros relacionados tambi n han incremen tado su demanda por este ti po de productos. Todo lo anter ior ha llevado a un incremen to en la demanda de ali mentos refr igerados y congelados con una consecuen te me jora en las tecnologías, mater iales de empaque, y procesos producti vos. ¤

¥

£

Hoy en d ía diseñar un óptimo sistema de transpor te de mater iales de empresas agroindustr iales constituye la preocupación permanen te por me jorar su administración, f inanzas y producción. Esto ha conducido a la implementación de sistemas automáticos que facilitan las tareas mecánicas y rutinar ias, además d disminuir errores y reducir los costos, compar tir datos, utilizar con juntamente componentes diferentes, guías y pr ácticas para proveer procesos ef icaces y ef icientes. Las empresas pueden y deben aprovechar los benef icios que las aplicaciones de gestión proporcionan a su negocio ya que a través de estas soluciones informáticas logran simplif icar y controlar sus procedimientos.

LAVADO

CONGELACION IQF (-45 °C / 10 min)

ENVASADO Y ETIQUETADO

EMPAQUETADO

CENAMIENTO (-20 °C)

ALMA

COMERCIALIZACION 2.1.

RIA PRIMA

MATE

La palta hass se consume en toda Latino Amér ica en donde toma diversos nombres, como cacahuete o aguacate, se consume como mater ia pr ima sin transformación, y como producto transformado en enzimas para biotecnología. 2.2.

PELADO, COR TE Y DESPEPADO

Muchas

frutas tienen que ser peladas y pu l peadas para la elaboración industr ial. El pelado y pul peado a mano, procedimiento or iginal, está siendo sustituido por otras técnicas más r á pidas y que reducen la mano de obra, med iante raspado. La eli minación de la pepa de los frutos en drupa y extracci ón de los corazones de las frutas puede realizarse manualmente o mediante máquinas, dependiendo de la fruta.

3

2.3.

ICION DE CONSERVANTES (Cloruro de sodio y Acido cítrico) AD

La adición de conservan tes, como es el Cloruro de sodio y Ácido cítr ico, nos ayuda a evit ar el pardeamiento enzimático de la pa lta y así aumentar la vida ú til del producto. También se podr ía decir que es un pretratamiento de conservación, ayudando a aumentar la ef iciencia del congelado y conservación de la palta. 2.4. LAVADO Se

puede utilizar lavadoras rotator ias. También, se debe considerar el recambi o del agua para evitar que se acumule el exceso de mater ias contaminan tes. Puede combinarse el transpor te con empleo de pulver izadores de agua que suelen ser más ef icaces que una simple inmersión, especialmente cuando se dispone de agua a presión. Por razones de economía, no conviene prolongar el lavado más allá de lo necesar io para llevar a cabo la limpieza de los frutos. 2.5.

CONGELACION IQF (-45 °C / 10 min)

La ef icacia de la congelación descansa en el hecho que, aunque muchos gérmenes sobreviven a este proceso, incluso los más psicrof ílicos son incapaces de proliferar y provocar alteraciones a temperaturas infer iores a -10°C. Las alteraciones que exper i mentan la calidad de la fruta congelada suele ser provocada por acti vidades enzimáticas, y puede ser evitada mediante inmersión en salmuera o en soluciones de bisulf itos o, mediante el empleo de azúcar y ácido ascórbico. Las frutas preparadas pueden envasarse den tro del reci piente f inal antes de su congelación. Los reci pientes utilizados para productos congelados deben ser poco permeables al vapor de agua y al oxígeno, suf icientemente fuer tes para sopor tar tensiones y deformaciones a que se ven some tidos durante el llenado, congelamiento, almacenamiento, transpor te, etc. Los plásticos utilizados en confecciones de reci pientes para alimentos congelados poseen celof án, polietileno, polímeros de vinilo y vinilideno, poliesteres, poliamidas y poli propileno. La congelación es un mét odo impor tante de procesado. Las frutas congeladas constituyen una mater ia pr i ma de alta calidad si se congelan por métodos adecuados, se almacenan congelados y se descongelan apropiadamente, y ofrecen propiedades muy parecidas a las de la fruta seca. A diferencia de la

ester ilización por cal or, la congelación no destruye a los microorganismos pero retarda su crecimiento. Los esporos sobrevi ven bien al al macenamiento en congelación, y las formas vegetativas dañadas pueden recuperar su viabilidad transcurr ida algún tiempo y deter iorar el product o congelado. 2.6. ENVASADO Y ETIQUETADO

El producto terminado se envasa al vacío cambiando su atmosfera para aumentar su vida ú til, el etiquetado se constata la fecha de producción y medidas optimas de conservación que requiere la pul pa de palta procesada. 2.7. EMPAQUETADO

El empaquetado y embala je deben contr i buir a preservar la ca lidad del producto evitando cambios no deseados en su morfología o su grado de madurez. Cada producto fresco requiere de cuidados especiales. Por e jemplo, los aguacates requieren evitar que se acumule etileno por lo que ser á necesar io que los envases favorezcan una ven tilación externa adecuada. Asimismo deben proteger los productos contra gol pes, por lo que ser á necesar io pensar en sistemas de aco jinamiento en el inter ior del envase evitando así daños por vi bración, gol pes, esti ba, en tre otros. 2.8.

CENAMIENTO (-20 °C)

ALMA

El almacenami ento de la pul pa de palta procesada se debe de mantener a una temperatura de -20°C, para que el producto no se altere y llegue en optimas cond iciones para su comercializacion. 2.9.

COMERCIALIZACION

Los pr inci pales países i mpor tadores de palta en el mundo son Estados Unidos, Francia y Japón. La Unión Amer icana ha incrementado su consumo pr inci palmente por dos factores; el impor tante y creciente sector poblacional de or igen hispano pr inci palmente peruano y las i mpor tantes campañas de promoción realizadas por APEAM y otros organismos en los pr inci pales mercados nor teamer icanos. Países como China y Japón son mercados potenciales en los cuales, la cultura que se posee sobre la palta como fruta exótica y no dentro de la dieta cotidiana, presentan aun retos para nuestra industr ia los cuales sor tearemos con éxito traba jando en equidad en pro de la palta peruana.

4

3.1.

FAJA DE PELADO, COR TE Y DESPEPADO

En el proceso de pelado, cor te y despepado se u tilizó una fa ja de polímero termoplástico sin refuerzo de tela, que es apropi ado para productos grasos y aceitosos como la palta. La capacidad de la fa ja es 1t/h, obteniendo un rend imiento de la palta de un 80% quer iendo decir que de cada tonelada de palta procesada se obtendr á 0.8t/h de pul pa. DE TR ASPASO CONGELACION 3.2.

FAJA

AL

TUNEL DE

§

A par tir de la tabla 3, utilizando una fa ja de 35 cm de ancho, se calcular á la capacidad del la fa ja para el mater ial dado:

Cap !

497 kg/m 3 v 3.2778 kg/seg ! 10.29 t/h 570 kg/m 3

La velocidad necesar ia para transpor tar 10.29 t/h ser á, teniendo

Para el traspaso a la c ámara de congelación IQF de la palta unas ves pelada, despepada y haber le adicionado los conservantes (NaCl y Ac. Citr ico), se utiliza dos fa jas acanaladas; una para el transpor te de la palta con el conservante adicionado y otra para el lavado del exceso de conservan te, ambas tienen una capacidad de 0.8t/h. 3.3.

Ancho ( ) = 35 cm

en cuenta que se asumió velocidad de fa ja

con carga uniforme de 30.5 m/min, ser á:

!

1 t/h (30.5 m/min) 10.29 t/h

V = 2.96 m/min Entonces, para una fa ja de 35 cm de ancho, para

TUNEL DE CONGELACION IQF

transpor tar

El túnel de congelación IQF utiliza una fa ja transpor tadora de PVC, que tiene la propiedad de una buena conge lación de productos agroindustr iales debido a su ba jo espesor. La capacidad es de 0.8t/h, y el tiempo óptimo aproximado de congelación de la palta es de 10 minutos.

10.29 t/h del mater ial, se debe utilizar una

velocidad de 2.96 m/min.

Cálculo de la potencia para mover la faja vacía

ot1 !

2.96m/minv 35 cmv1.292v 0.015 0.000328v 60 m 100

Empleando la ecuación 1:

4 FAJA DE ENVASADO Y ETIQUETADO

3. .

La fa ja utilizada para el envasado y etiquetado es de tela, a l igual que casi todo el proceso su capacidad es de 0.8t/h.

Pot1 = 0.0464 CV Como el ancho de fa ja es menor que 91.5 cm. se

5 EMPAQUETADO

3. .

deber á corregir la potencia (factor: 1.2).

El producto una vez envasado para por es ta fa ja para su empaque en ca jas de 10.8kg aproximadamente. La fa ja utilizada es de silicona.

4.

CALCULO DE LA POTENCIA MEDIO DE TR ANSPOR TE

DEL

Pot1 = 0.0464 CV x 1.2 Pot1 = 0.0557 CV

Cálculo de la potencia para mover el material horizontalmente Empleando la ecuación 3:

Cálculos para Faja 1

ot 2 ! Capacidad = 1 t/h Densidad de la palta entera (  p) = 497 kg/m3

1 t/h v 0.48  0.0099 v 60 m  100

Pot2 = 0.0107 CV

Cálculo de la potencia total

Las caracter ísticas del transpor tador son:

PotT = 0.0557 + 0.0107

Largo (L) = 60 m

PotT = 0.0664 CV  0,1 CV

5

Pot3 = 0.0048 CV

Cálculos para Faja 2 Capacidad = 0.8 t/h Densidad de la palta pelada (  p) = 363 kg/m3 Las caracter ísticas del transpor tador son:

Cálculo de la potencia total PotT = 0.035 + 0.0041 + 0.0048 PotT = 0.044 CV

Largo (L) = 3 m


Ancho ( ) = 30 cm ¨

Altura (H) = 1.8 m Capacidad = 0.8 t/h 3

Cap !

363 kg/m v 2.25 kg/seg ! 5.16 t/h 570 kg/m 3

Densidad de la palta pelada (  p) = 363 kg/m3 Las caracter ísticas del transpor tador son:

La velocidad necesar ia para transpor tar 5.16 t/h ser á,

Largo (L) = 5 m

teniendo

Ancho ( ) = 50 cm


con carga un iforme de 30.5 m/min, ser á:

V !

0.8 t/h

(30.5 m/min) 5.16 t/h

©

Altura (H) = 3m Cap

!

363 kg/m 3 570 kg/m 3

v 6.5

kg/seg x 3.6 ! 14.90 t/h


V = 4.73 m/min

teniendo


4.73m/minv30cmv1.292v 0.015 0.000328v 3 m Pot1 ! 100

en cuenta que se asumi ó velocidad de fa ja





V!

0.8 t/h (30.5 m/min) 14.9 t/h

V = 1.64 m/min

Pot1 = 0.029 CV


Como el ancho de fa ja es menor que 91.5 cm. se



1.64m/minv50cmv1.292v 0.015 0.000328 v 5 m Pot1 ! 100

Pot1 = 0.029 CV x 1.2



Pot1 = 0.035 CV

Pot1 = 0.01763 CV

Cálculo de la potencia para mover el material horizontalmente

Como el ancho de fa ja es menor que 91.5 cm. se



0.8 t/h v 0.48 0.0099 v 3 m  Pot 2 ! 100

Pot1 = 0.01763 CV x 1.2



Pot2 = 0.0041 CV

Pot1 = 0.35 CV

Cálculo de la potencia para mover el material

Cálculo de la potencia para elevar el material

horizontalmente



0.8 t/h v 0.48 0.0099 v 5 m  Pot 2 ! 100 

Pot 3 !

3.33 v 1.8 m v 0.8 t/h 1000

6

Pot2 = 0.0042 CV


Cálculo de la potencia para elevar el material

horizontalmente



Pot 3

!

3.33 v 3 m v 0.8 t/h 1000

Pot 2

!

0.8 t/h v 0.48  0.0099 v 4 m  100

Pot3 = 0.00799 CV

Pot2 = 0.0042 CV



PotT = 0.35 + 0.0042 + 0.00799

PotT = 0.012 + 0.0042

PotT = 0.36 CV

PotT = 0.016 CV



Capacidad = 0.8 t/h

Capacidad = 0.8 t/h

Densidad de la palta pelada (  p) = 363 kg/m3

Densidad de la palta pelada (  p) = 363 kg/m3 Las caracter ísticas del transpor tador son:


Largo (L) = 4 m

Largo (L) = 4 m

Ancho ( ) = 50 cm 

Ancho ( ) = 71 cm 



ap

!

363 kg/m 570 kg/m

3 3



v

15.333 kg/seg

!

35.15 t/h

La velocidad necesar ia para transpor tar 35.15 t/h ser á, teniendo

ap


con carga un iforme de 30.5 m/min, ser á:

!

363 kg/m 570 kg/m

teniendo

V = 0.69

0.8 t/h (30.5 m/min) 35.15 t/h

v

6.5 kg/seg

!

14.9 t/h


con carga uniforme de 30.5 m/min, ser á: !

!

3

La vel ocidad necesar ia para transpor tar 14.9 t/h ser á,





3

0.8 t/h (30.5 m/min) 14.9 t/h

V = 1.64 m/min m/min

Cálculo de la potencia para mover la faja vacía Empleando la ecuación 1:

Cálculo de la potencia para mover la faja vacía Empleando la ecuación 1:

Pot1 !

0.69m/minv 71cmv1.292v 0.015 0.000328v 4 m 100

Pot1 = 0.01 CV

Pot1 !

1.64m/minv 50 cmv1.292v 0.015 0.000328v 4 m 100

Pot1 = 0.0173 CV Como el ancho de fa ja es menor que 91.5 cm. se deber á corregir la potencia (factor: 1.2).

Como el ancho de fa ja es menor que 91.5 cm. se deber á corregir la potencia (factor: 1.2).

Pot1 = 0.0173 CV x 1.2

Pot1 = 0.01 CV x 1.2

Pot1 = 0.021 CV

Pot1 = 0.012 CV

7



horizontalmente

horizontalmente



0.8 t/h v 0.48  0.0099 v 4 m  100

Pot 2 !

Pot2 = 0.0042 CV

Pot2 = 0.00229 CV



PotT = 0.021 + 0.0042

PotT = 0.075 + 0.00229

PotT = 0.0252 CV

PotT = 0.017 CV x 2 = 0.034 CV

Cálculos para Faja 6 y 7

Cálculos para Faja 8 Y 9

Capacidad = 0.4 t/h

Capacidad = 0.8 t/h 3

Densidad de la palta pelada (  p) = 363 kg/m

Densidad de la palta pelada (  p) = 363 kg/m3



Largo (L) = 10 m

Largo (L) = 2 m

Ancho ( ) = 40 cm

Ancho ( ) = 50 cm





ap

!

363 kg/m 3 570 kg/m 3



v 4.0833

kg/seg

! 9.36 t/h



ap

!

363 kg/m 3 570 kg/m 3

v 6.5

kg/seg

! 14.9 t/h


La vel ocidad necesar ia para transpor tar 14.9 t/h ser á,

teniendo

teniendo


con carga un iforme de 30.5 m/min, ser á: V!



0.8 t/h (30.5 m/min) 9.36 t/h

V = 1.3 m/min

V!

0.8 t/h (30.5 m/min) 14.9 t/h

V = 1.64 m/min


Pot1 !

0.4 t/h v 0.48  0.0092 v 10 m  100

Pot 2 !

1.64m/minv 50 cmv1.292v 0.015 0.000328v 2 m 100


Pot1 !

1.3m/minv 40 cmv1.292v 0.015 0.000328v10 m 100


Pot1 = 0.0123 CV

Empleando la ecuación 1: Pot1 = 0.017 CV



Pot1 = 0.0123 CV x 1.2 Pot1 = 0.015 CV

Pot1 = 0.017 CV x 1.2 Pot1 = 0.0204 CV

8

Cálculo de la potencia para mover el material Cálculo de la potencia total

horizontalmente

PotT = 0.0204 + 0.0039


PotT = 0.0243 CV x 2 = 0.0486

0.8 t/h v 0.48  0.0099 v 2 m  Pot 2 ! 100 Pot2 = 0.0039 CV

5. CONCLUCIONES A continuación se presenta la tabla de resúmenes con las pr inci pales caracter ísticas de los sistemas de transpor tadores requer idos en el diseño

de la planta procesadora de congelado de palta Hass:

Tabl a de resumen de l as caract er í sticas de l a fa ja.

ncho (cm)

A

Faja

Longitud (m)

Velocidad de la faja (m/min)

Potencia para mover la faja vacía (CV)

Potencia para mover el material horizontalme nte (CV)

Potencia para mover el material una altura determinada (CV)

Potencia de operación (CV)

F1

35

60

2.96

0.0557

0.0107

-

0.100

F2

30

3

4.73

0.0350

0.0041

0.0048

0.044

F3

50

5

1.64

0.3500

0.0042

0.0799

0.360

F4

70

4

0.69

0.0120

0.0420

-

0.016

F5

50

4

1.64

0.0173

0.0042

-

0.215

F6

40

10

1.30

0.0150

0.0029

-

0.017

F7

40

10

1.30

0.0150

0.0029

-

0.017

F8

50

2

1.64

0.0204

0.0039

-

0.0243

F9

50

4

1.64

0.0204

0.0039

-

0.0243

Por lo tanto la suma total de las potencias es:    

6.

BIBLIOGR AFIA y

y

y y

Blandón, S.

2008. Fundamen to de las operaciones con sólidos. Operaciones mecánicas en la Ingenier ía Agroindustr ial. Esteli, Nicaragua. Inter Andean. 2009. Sistemas de Transpor te. Banda Transpor tadora de Caucho y Lona. Banda anti llamas AL. Di poni ble en: htt p://www.interandean.com/fa jas.html . (Accesado el 26/11/09). Siche R. 2011. Transpor te de Mater iales. Universidad Nacional de Tru jillo. Perú Mazurk iewicz D. 2008 Analysis of the ageing i mpact on the strength of the adhesi ve sealed joints of conveyor belts. Lublin Universit y of Technology, Ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin, Poland.

9

ANEX OS

Tabla 1.

ngulo de reposo y densidad para dif erentes materiales.

A

RIAL SECO

ÁNGULO DE R EPOSO

( i)

27º

MATE

Maíz Molido

Arroz en Cáscara (i) ( ii)

So ja

Tr igo

( i)

Avena

( ii)

DENSIDAD EQUIVALENTE 3 EN kg/m

36º 29º

258

27º

301

32º

165-173

Cebada

( ii)

28º

230-250

Linaza

( ii)

25º

280

Café Sal

( i)

27º

(i)

18° ± 22°

Fuente: (i) Infof ics (1999), (ii) Ravernet (2009). Tabla 2. Ángulo de inclinación

y vel ocidad d e faja.

ÁR EA TOTAL DE LA SECCIÓN 2 TR ANSVER SAL (m ) CHO DE FAJA (m)

AN

MAR GEN LIBR E (m)

VELOCIDAD MÁXIMA (m/seg)

ÁNGULO 10º

20º

30º

RIAL FINO NO ABR ASIVO

GR ANOS

MATE

0.356

0.043

0.0069

0.0089

0.0109

1.524

2.032

0.406

0.046

0.0094

0.0122

0.0151

1.524

2.286

0.457

0.048

0.0124

0.0161

0.0199

2.032

2.286

0.508

0.051

0.0158

0.0204

0.0253

2.032

2.540

0.610

0.056

0.0239

0.0308

0.0381

2.540

3.048

0.762

0.064

0.0391

0.0504

0.0622

2.794

3.556

0.914

0.071

0.0615

0.0746

0.0921

3.048

4.064

1.067

0.079

0.0807

0.1041

0.1273

3.048

4.064

1.219

0.086

0.1078

0.1375

0.1700

3.048

4.064

1.372

0.094

0.1347

0.1765

0.2165

3.048

4.064

1.524

0.102

0.1700

0.2193

0.2703

3.048

4.064

Fuente: Siche (2009).

10

Tabla 3.

Capacidades recomendadas para transportador es de faja. FAJAS ACANALADAS

CHO DE FAJA (m)

AN

RIAL 570 kg/m3

MATE

RIAL kg/m3

FAJAS PLANAS RIAL kg/m3

MATE

MATE

810

810

VELOCIDAD MÁX (m/seg) MATERIAL GR ANULAR GR ANO FINO

kg/seg

kg/seg

kg/seg

0.30

2.2500

3.1944

1.5833

1.5250

1.7833

0.35

3.2778

4.3889

1.9722

1.5250

2.0333

0.40

4.0833

5.8333

2.6389

1.5250

2.2833

0.45

5.0278

7.1944

3.2220

2.0333

2.2833

0.50

6.5000

9.2778

4.1667

2.0330

2.5333

0.71

15.3333

21.8889

9.8611

2.8000

3.5667

1.50

70

100

45

3.0500

4.0667

Fuente: Siche (2009). Nota : Las capacidad (CAP) ha sido determinada basándose en la capacidad de la fa ja con carga un iforme y a velocidades de 30.5 m/min.

ARTICULO CIENTIFICO Elaboracion de Pan de Arracacha[1]

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