CÁLCULOS DE COSTOS EN EL DESPULPADO En el despulpado se realizan diversos tipos de operaciones operaciones en las que intervienen cantidades cantidades consumidas de energía, así como cantidades consumidas de materias primas, y es de vital importancia calcular estos costos, para calcular cuanto puede ser mi costo total y mi costo por unidad en la elaboración de una pulpa de fruta. Datos de vital importancia Consumos de energía de las maquinas Maquinaria Marmita Motovario T80 A4 Despulpadora Siemens 1LA 7090 Congelador Vertical NIBEC
Potencia consumida (Hp) 1,5 2 ¾
El valor de la energía hasta septiembre del 2010 es $412.2/Kw*h. Para calcular el costo de uso de la maquina, Se calcula la cantidad de tiempo que permanece la maquina encendida en horas, se multiplica por la potencia de la maquina en Kw y se obtiene el valor de Kw*h consumidas, posterior a esto, se multiplica este valor por el costo del consumo de energía, y se obtiene cuanto fue el valor en pesos por haber operado la maquina. C=X*P*T Donde: C=Costo de energía por operar la maquina. X=es el valor del Kw*H consumida en pesos. P= la potencia en Kw con la que opera la maquina. T= tiempo en horas de uso de la maquina. Esta ecuación es genérica para cualquier maquina que se vaya a usar y de la que se conozcan sus datos por medio de las fichas técnicas. Se podría asumir que la eficiencia de las maquinas es del 100%, que no es cierto, pero las fichas técnicas tienen existencia para poder permitirle al ingeniero realizar estos cálculos de manera practica y rápida, lo que lleva a decir que las personas que fabrican estas maquinas, ya tienen en cuenta estos cálculos de eficiencia para que de esta manera el ingeniero pueda adquirir datos verídicos y factibles acerca de los costos de operación de esta misma.
BALANCE DE MATERIA En el despulpado se puede realizar un balance de materia en la despulpadora.
F
P Despulpadora
XP XC F=fruta
C
Xs
P=pulpa C= cascara S= semillas Xp= fracción de pulpa en la fruta Xc= fracción de cascara en la fruta Xs=fracción de semilla en la fruta Balance global F= P+ C + S Balance de pulpa F* XP = P Balance de cascara F*Xc = C Balance de semillas F*Xs= S De esta manera se puede calcular cual es el porcentaje en la fruta de pulpa, semilla y cascara, cabe anotar que la cascara se obtiene en un proceso previo de cortado o pelado, pero es pertinente registrar la cantidad de cascara obtenida para este calculo, y mas si por algún motivo se van a recuperar este tipo de subproductos. También se puede calcular el rendimiento de la pulpa con respecto a la fruta usada.
%R= P/F*100 Si se quieren obtener cantidades determinadas de pulpa de fruta existen unos datos teóricos que permiten, este calculo, si se quiere mas precisión, se puede realizar un despulpado con una pequeña cantidad de fruta, y se calcula por balance de materia, cual es el % en pulpa que tiene la fruta, y después de eso se realiza el calculo de la siguiente manera para saber cuanta fruta se debe usar para obtener mi cantidad de pulpa deseada. F=PD/ (%P/100) Donde: F= cantidad de fruta a utilizar en Kg. PD= cantidad de pulpa deseada en Kg. %P= porcentaje de pulpa en la fruta. Conociendo los Kg de fruta necesarios para obtener mi pulpa se pueden calcular los costos de pulpa por medio de la siguiente tabla de costos reales de la UTA.
TABLA DE COSTOS DE INGREDIENTES INGREDIENTES
MEDIDA
CANTIDAD
VALOR TOTAL
Benzoatos Sorbatos Agua
NORMALIZACION DE PULPAS El ratio es la relación entre la cantidad de azucares y el % de acidez que tiene una fruta, este ratio es de vital importancia, puesto que de acuerdo a el ratio que contenga una fruta puede determinar las características organolépticas de esta mismo o de un producto que usa la pulpa como materia prima. Ratio = °Brix/ % de acidez Cuando se requiere un ratio establecido para una fruta, es mas lógico modificar, practico y fácil modificas los °Brix que su % de acidez, es por esto que se requiere un balance de azucares para obtener el ratio deseado.
BALANCE DE MATERIA PARA LA ESTANDARIZACION DE PULPAS Si se requiere un ratio por ejemplo de 27 y se tiene un % de acidez de 0,6 se despeja de la formula y nuestra pulpa requerida un contenido en °Brix de 16,2.
P
Xp
A
XA
Mezclado
pE
XPE
P=pulpa A= azúcar PE= pulpa estandarizada Xp= concentración de azucares de la pulpa XA= concentración de azucares del azúcar (1) XPE= concentración de azucares de la pulpa estandarizada BALANCE GLOBAL P + A= PE BALANCE DE AZUCARES P * Xp + A * XA= pE * XPE Realizando los cálculos de acuerdo a los balances de materia se establece la proporción de pulpaazúcar que se debe adicionar para obtener el producto con el ratio deseado.
TABLA DE COSTO DE FRUTA AÑO 2010 PRODUCTO
MEDIDA
CANTIDAD
VALOR TOTAL
20 12 40 12 12 20 8 16
VALOR UNITARIO 900 2500 7000 3000 2200 1400 10000 8000
Bananos Arracacha Breva Brócoli Cebolla de huevo Cebolla junca Champiñones Durazno o melocotón Fresa-fruta Guayaba pera Arveja verde(vaina) Habichuela Mango Maracuyá Mora(fruta) Naranja Papa fina Papa criolla Pepino cohombro Pera Perejil crespo Pimentón rojo Piña Plátano verde Platano maduro Tomate chonto maduro Tomate árbol Uchua zanahoria
kilo kilo kilo kilo kilo kilo kilo kilo kilo kilo kilo
30 70 8
4000 1500 4000
120000 105000 32000
kilo kilo kilo kilo kilo kilo kilo kilo
10 50 50 120 10 20 12 10
1800 2000 1800 3500 800 1800 2500 1000
18000 100000 90000 420000 8000 36000 30000 10000
kilo kilo kilo kilo kilo kilo kilo
20 4 8 70 50 50 50
4000 6000 2300 1000 900 900 1500
80000 24000 18400 70000 45000 45000 75000
kilo kilo kilo
50 1 30 TOTAL
2000 5000 2500
100000 5000 75000 2132800
18000 30000 280000 36000 26400 28000 80000 128000
ELABORACION DE MERMELADAS Los costos por operación de la maquinaria de mermelada son iguales que los anteriormente calculados con la siguiente tabla, además de le adiciona el costo por el uso del exhausting. Maquinaria Marmita Motovario T80 A4 Despulpadora Siemens 1LA 7090 Exhausting Congelador Vertical NIBEC
Potencia consumida (Hp) 1,5 2 xxxx ¾
Balance de materia en la obtención de la mermelada F, Xf
J, X j P, Xp
COCCIÓN
C, XC
A, XA
Donde: A: azúcar J: jarabe F: fruta P: pectina C: citrato (acido) M: mermelada Xi: concentración de azucares en cada una de las especies
M, Xmm
BALANCE GLOBAL A+J+F+P+C= M BALANCE DE AZUCARES A*Xa+J*X j+F*X f + PXp+ C*Xc = MXm Relaciones De acuerdo al tipo de mermelada que se vaya a hacer podemos usar las siguientes relaciones. Mermeladas industriales: M= 0,4*F+ 0,60*A
o
M= 0,45*F + 0,55*A
Mermeladas industriales-comerciales: M= 0,50*F + 0,50*A Mermeladas comerciales: M= 0,55*F + 0,45*A
o
M= 0,6*F + 0,4*A
También se establecen relaciones para la cantidad de azúcar invertido con respecto al azúcar. J=0,20*A
Con estos cálculos se pueden obtener datos acerca de la cantidad de fruta, azúcar y demás insumos, que se requiere para elaborar una cantidad determinada de mermelada, partiendo de la cantidad conocida de sólidos de la mermelada que siempre va a ser 67,5 y la masa final de mermelada.
Una vez obtenidas las cantidades necesarias a adicionar de cada ingrediente, en el proceso de elaboración de la mermelada, se puede realizar un costeo de las materias primas utilizadas, de acuerdo a los precios establecidos en el mercado.
INGREDIENTES
MEDIDA
CANTIDAD
VALOR TOTAL
Azúcar
kg
1
$2250
pectina
Lb
1
$35000
Agua
m3
1
$1993,1969
citrato
La fruta no se ingresa en la tabla, puesto que al inicio se especifico una tabla de costos para cualquier fruta que este en el mercado.
ELAB0ORACION DE NECTARES Los néctares son productos que se obtienen a partir de tres ingredientes esenciales, pulpa de fruta, agua y azúcar, los cuales se adicionan de acuerdo al tipo de néctar con cierta cantidad de grados brix que se quiera obtener, el néctar a su vez tiene dos procesos fundamentales para su conservación, y son el paso por el exausting para eliminar los residuos de oxigeno que quedan en el producto terminado, así como un proceso final de esterilización dentro de los envases, para garantizar la destrucción total de los microorganismos que allí puedan presentarse, para garantizar de esta manera la estabilidad del producto terminado. TABLA DE COSTOS POR USO DE MAQUINARIA Maquinaria Marmita Motovario T80 A4 Despulpadora Siemens 1LA 7090 Exhausting Congelador Vertical NIBEC
Potencia consumida (Hp) 1,5 2 xxxx ¾
Balances de materia Balance de materia en la obtención de la mermelada Antes de realizar el balance de materia en el mezclador, en donde se adiciona azúcar para obtener el néctar con las características deseadas, se hace el balance de materia en el despulpado previamente explicado, así como se puede hacer el costeo de consumo de energía en la marmita, despulpadora, exhausting, congelador y refrigerador.
Xp
A
XA
P N Az
Mezclado
XN
XAz
Donde: P: pulpa Az: azúcar A: agua N: néctar Xp: concentración de azucares de la pulpa XAz: concentración de azucares del azúcar (1) XA: concentración de Azucares del agua (0) XN: concentración de azucares del néctar
BALANCE GLOBAL A + P + Az = N
BALANCE DE AZUCARES P*XP + A*XA + Az*XAz = N*XN Una vez realizados los balances se van a obtener las cantidades en unidades de volumen, puesto que la naturaleza del producto final es de carácter líquido, para lo que se requiere la densidad del azúcar puesto que esta en el mercado se encuentra solida. Densidad del azúcar refinada= 0,72g/ml Densidad del azúcar morena= 0,85 o 0,9 g/ml Pulpas concentradas
Si estamos hablando de una pulpa concentrada se hace referencia al siguiente algoritmo de solución: 1. se realiza el balance de materia para la pulpa en condiciones normales (Brix aportados por la fruta sin concentrar), y se calcula la cantidad de azucares que se deben adicionar. 2. una vez se tiene la cantidad de azucares requeridos se realiza un nuevo balance para la pulpa concentrada y se calcula la cantidad de ingredientes que se deben adicionar.
Ejemplo: se desea preparar un néctar de mango a partir de una pulpa concentrada de 63 °Brix. ¿Calcular los ingredientes para preparar 150L litros de néctar con un 18% de pulpa y unos °Brix finales de 12.
Xp =0,12
A =?
XA=0
P= (0,18)*N N= 150L Az=? XAz=1
BALANCE DE AZUCARES 0 P*XP + A*XA + Az*XAz = N*XN P*XP + Az*XAz = N*XN RELACIONES P= 0,18*150L= 27L DESPEJE FINAL
Mezclado
X N= 0,12
Az =(N*XN- P*XP)/ XAz Reemplazando los datos tenemos que Az= 14,76 L
Una vez se obtiene la cantidad de azúcar necesaria, se traspolan los datos a la pulpa concentrada.
Xp =0,63
A=?
XA=0
P=? N=150L Az= 14,76L
Mezclado
XAz= 1
BALANCE DE AZUCARES 0 P*XP + A*XA + Az*XAz = N*XN P*XP + Az*XAz = N*XN DESPEJE P=(N*XN- Az*XAz)/ XP Después de realizar los cálculos se tiene que P= 5,14285L Por balance global A= N-(Az+P) Después de realizar los cálculos se tiene que A= 130,692L
XN= 0,12
Se puede notar como la cantidad de pula necesaria para realizar el néctar disminuyo usando pulpa concentrada, lo que puede ser un gran beneficio si analizamos este parámetro desde el ámbito de los costos; hay que recordar que para hacer el costeo del azúcar es necesario multiplicar la cantidad obtenida por su densidad para, puesto que en el mercado encontramos esta cantidad en unidades de masa, como se había explicado anteriormente. NOTA: En los ejercicios de pulpa concentrada es necesario resolver el ejercicio de manera genérica con los datos, proporciones y relaciones que nos establecen y luego traspolamos el ejercicio a la pulpa concentrada, de no realizarlo así caeríamos en un error.
