UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
PROYECTO: “DISEÑO DE UNA PLANTA AZUCARERA”
DOCENTE:
ING. VILLEGAS NEIRA CESAR
PRESENTADO POR: NAPURI BONILLA JESUS EDUARDO RONDA RIVADENEIRA WILLIAM JESUS VILCHEZ GONZALES JOSE
LAMBAYEQUE – PERÚ AGOSTO, 03 DEL 2017 - I
INTRODUCCIÓN El azúcar es un disacárido compuesto por glucosa y fructosa que se encuentra principalmente en frutas, vegetales y miel, para la producción de azúcar se utiliza la caña de azúcar (Saccharum officinarum L), la cual es un es una gramínea tropical, un pasto gigante en cuyo tallo se forma y acumula un jugo con alto contenido de sacarosa, compuesto que al ser extraído y cristalizado en el ingenio forma el azúcar. Un ingenio azucarero es una empresa agroindustrial, la cual se encarga de producir azúcar a partir de diversas materias primas, la más utilizada es la caña de azúcar, aunque también se puede obtener a partir de remolacha, el maíz y el sorgo. Para la producción de azúcar, el jugo que se extrae de la caña pasa por una serie de procesos físico-químicos, tales como molienda, evaporación, cristalización, centrifugación, filtración, entre otros.
1.1 Nombre del Proyecto: Diseño de una planta de producción de caña de azúcar
1.2 Ubicación o localización: Lambayeque Lambayeque o Trujillo
1.3 Objetivos Generales:
Diseñar una planta de producción de azúcar
1.4 Objetivos Específicos:
Comparar nuestro producto con la competencia y optimizar todos nuestros procesos y establecer estándares de desempeño cada vez más exigentes
Lograr una participación y posicionamiento en el mercado regional de la caña de azúcar en el largo plazo
1.5 Misión: Elaborar un producto que satisfagan las necesidades y expectativas de nuestros clientes, contribuyendo al crecimiento del Perú.
Visión: Al finalizar la carrera, ser capaces de producir alimentos que satisfagan las necesidades de los consumidores, posicionarlo en el mercado peruano y competir con empresas azucareras.
II. GENERALIDADES La demanda del mercado para el azúcar está determinada por el volumen total que requiere consumir la población. La producción nacional no es suficiente para cubrir estas necesidades de los consumidores, por lo que esta demanda inelástica al precio es compensada con importaciones.
2.1. El producto Para un correcto análisis de la demanda primero vamos a definir el producto conceptualmente, conocer su clasificación y los diversos usos que el consumidor suele darle al mismo.
2.1.1. Definición El azúcar es un edulcorante de origen natural, sólido, cristalizado, constituido esencialmente por cristales sueltos de sacarosa obtenidos a partir del cocimiento del jugo de la caña de azúcar (Saccharum officinarum L) mediante procedimientos industriales apropiados. La caña de azúcar contiene entre 8 y 15% de sacarosa, el jugo obtenido de la molienda de la caña se concentra y cristaliza al evaporarse el agua por calentamiento, obteniéndose el azúcar. Ningún otro edulcorante puede realizar todas las funciones del azúcar con su costo y facilidad, características que lo hacen indispensable para muchos de nuestros alimentos más populares. Químicamente, el azúcar pertenece a la familia de los glúcidos o hidratos de carbono. Los glúcidos están constituidos por pequeñas moléculas formadas de glucosa, fructosa o galactosa. Su valor energético corresponde a 4 kilocalorías por gramo.
2.1.1.5 Características fisicoquímicas CUADRO N°1: Principales características fisicoquímicas del azúcar.
Fuente: http://www.complejocartavio.com.pe/productos_AzuRefinadaDomestica.html 2.1.1.5.1 PROPIEDADES QUIMICAS
Pureza (% w/w) No menor de 99.85% w/w por polarización directa o por la Pol calculada como 100% de sacarosa menos humedad, cenizas y azúcar invertido.
Humedad (% w/w) Máximo 0.07 %
Cenizas (% w/w) Menor o igual a 0.060% w/w (por conductividad)
Azúcar Invertido(% w/w) Máximo 0.09 %
Color Menor de 120 Unidades ICUMSA
Flocs No más de 0.14 Unidades de Absorbancia.
Dióxido de azufre Menos de 10 mg/Kg.
Turbidez No más de 80 Unidades ICUMSA
Sedimento No más de 80 mg/Kg.
Cobre (ppm)No más de 1.5 mg/kg
Arsénico ppm No más de 1.0 mg/Kg
Plomo ppm No más de 0.5 mg/Kg.
Compuesto de amonio cuaternario No más de 2 mg/Kg.
2.1.1.5.2 PROPIEDADES FISICAS
Tamaño de partículas: 5.5. % máximo en malla 65
Temperatura de fusión: 188 grados centígrados
Temperatura de autoignición: 150 grados centígrados
Peso molecular 342 Material extraño: libre de cualquier material extraño. Incluyendo bagazo, piedras, pedazos de madera, partículas metálicas o cualquier otra sustancia que degrade las características físicas, o que sean peligrosas al consumo humano.
2.1.5.3 PROPIEDADES ORGANOLEPTICAS
Olor: Deberá ser el olor característico del azúcar, sin presentar olor a humedad, fumigantes u otros olores extraños.
Sabor: Deberá ser el sabor dulce característico, sin otros sabores extraños. Aspecto: Cristales blancos.
CARACTERISTICAS MICROOBIOLOGICAS
Bacterias mesofílicas: Menor de 500 ufc/10 gr Levaduras: Menor de 500 ufc/10 gr No contiene microorganismos patógenos, toxinas microbianas ni inhibidores microbianos y debe estar en conformidad con los límites establecidos en las diferentes regulaciones, normas fitosanitarias, agrícolas, etc.
CARACTERISTICAS DE ALMACENAMIENTO Almacenado según normas legales Decreto Supremo 007-98-SA Artículo 72°. Almacenado bajo techo. Sobre parihuelas limpias y secas. Almacenes que permiten la circulación de aire.
2.1.2. Tipos de azúcar Los tipos de azúcar que se encuentran en el mercado son los siguientes: a. Azucar Rubia, se comercializa en bolsas de papel, 50 Kilos (véase la Figura 2.1.)
Figura 1: Presentación del azúcar para su comercialización
Fuente: AGROINDUSTRIAS SAN JACINTO. Quiénes somos. [en línea]. Santa: Agroindustrias San Jacinto, fecha de actualización: 2005. [Citado Junio 2005]. Microsoft HTML. Disponible en: http://www.aisj.com.pe/portal/somos_marco.html
Tabla 1: Azúcar crudo Clase del producto
Azúcar crudo
Nombre
Azúcar rubia doméstica
Tipo
Granulado
Presentaciones
Bolsas de papel x 50 Kgs.
Fuente: Elaboración propia (2017) b. Azúcar refinada , se comercializa en bolsas de papel de 50 Kilos cada una.
Tabla 2: Azúcar Blanca Clase del producto
Azúcar Blanca
Nombre
Azúcar Blanca Refinada
Tipo
Granulado
Presentaciones
Bolsas de papel x 50 Kgs.
Fuente: Elaboración Propia (2017) El producto que se empleará en el presente proyecto es el azúcar rubia, debido a que la producción de las empresas azucareras de la región se restringe a este tipo de azúcar.
2.2. Análisis de la demanda A continuación se presenta el análisis realizado respecto a la demanda histórica y presente, así como las proyecciones para el horizonte del proyecto tanto de la caña de azúcar como del azúcar ya procesada.
2.2.1 Demanda histórica La producción de caña de azúcar para fines del año 2003 en nuestro país supero las 8,837.8 miles de TM, sin embargo en el año 2004 dicha producción se redujo a 6,928.0 miles de TM. Esta reducción se debe mayormente a problemas climatológicos, básicamente la sequía, registrada en el norte del país.7 Históricamente la producción de azúcar en el Perú alcanzó niveles superiores a la demanda interna, lográndose la máxima producción en 1974 con 993,088 Tm. Los cambios introducidos por la reforma agraria en 1979 originaron la caída en la producción y productividad convirtiéndose el país en importador de azúcar a partir de 1980. La reciente reactivación del sector azucarero debido en parte a la privatización de algunos ingenios, ha incrementado la producción nacional a 877,566 TM en el 2002, aunque la demanda interna alcanzó 953,113 TM. Los hogares peruanos constituyen el principal mercado del azúcar nacional, mientras que la industria de bebidas gaseosas y laboratorios industriales consumen la mayor parte de la azúcar importada que en el 2002 fue de 138,363 TM. Las exportaciones, que en su totalidad corresponden a la cuota americana descendieron de 462,171 TM en 1974 a 62,816 TM en el 2002.
Tabla 3. Datos históricos de la oferta de caña de azúcar.
2004
PRODUCCIÓN NACIONAL DE CAÑA DE AZÚCAR (Ton.) 6945.686
2005
6304.065
2006
7245.833
2007
8283.686
2008
9395.959
2009
9936.945
2010
9660.895
2011
9884.936
2012
10368.866
AÑO
2013 10992.240 Fuente: MINAG – Oficina de Estudios Económicos y Estadísticos, 2013. COMENTARIO: En la Tabla 1 se reportan los datos de producción de caña de azúcar a nivel nacional que representan nuestra oferta total de materia prima, ya que nuestro país no importa dicho cultivo sino que recurre a la importación de producto terminado directamente de países líderes. Sin embargo es rescatable que la producción de caña de azúcar viene creciendo a una tasa promedio de 1.8% en los últimos diez años entre el periodo 2002-2011. La mayor producción histórica de caña de azúcar se dio en el año 2013 con 10992,240 toneladas producidas. La FAO realizó un análisis de los promedios de producción entre los años 1992-2011 a nivel mundial para determinar los principales países productores de caña de azúcar en los que destaca Brasil con 426,637; India con 284,559; China con 89,456; Tailandia con 57,843 y Pakistán con 48,660 miles de toneladas; en comparación al Perú que en promedio produjo 7,267 miles de toneladas. Esta producción está muy lejos de los principales cinco productores mundiales. Los bajos rendimientos a mediados de la década se debieron en parte a las condiciones climáticas adversas que llegaron a su punto máximo con la sequía del año 2005 que afectó gran parte de la costa norte y central del país.
PROYECCION DE LA OFERTA DEL AZUCAR
Figura 2. Toneladas exportadas de azúcar en los años 2002-2012
a. La demanda de azúcar en el Perú En el Perú, el consumo per capita promedio de azúcar de los últimos años (2010 – 2012) es de 35 Kgs. al año. La demanda de azúcar, puede dividirse en:
Demanda interna
La demanda interna está compuesta por consumidores finales y empresas productoras de alimentos y golosinas. Estos consumen azúcar tanto nacional como importada.
Demanda externa
La demanda externa, está compuesta por las importaciones de azúcar (principalmente del mercado norteamericano). Las empresas agroindustriales nacionales han sido favorecidas con cuotas de exportación de azúcar otorgadas por los Estados Unidos, mediante la Ley de Preferencias Arancelarias (ATPA), a partir del año 1991. b. Demanda en los últimos años La demanda regional de caña de azúcar está representada por las siguientes empresas azucareras ex cooperativas agrarias azucareras de producción (CAAP):
E.A. Tumán SAA (En funcionamiento)
E.A. Pomalca SAA (En funcionamiento)
Además se cuenta con las siguientes empresas azucareras privadas que han ingresado al mercado:
Empresa Agrícola San Juan S.A. Negociación Agrícola Vista Alegre S.A.
Sociedad Agrícola Rafán S.A.
III. TAMAÑO Y LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO 3.1.TAMAÑO DE LA PLANTA 3.1.1. TAMAÑO MÁXIMO Se tienen los ratios de producción y rendimiento de azúcar a partir de caña molida desde los años 2004-2012.
Tabla 4. Estadísticas de producción agrícola y comercial de caña de azúcar y producto terminado respectivamente.
Año 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Superf icie (ha) 70.851 61.549 65.846 67.593 69.126 75.346 76.893 80.069 81.149
Fuente: MINAG
Caña de azúcar molida(tn)
Rendimient o (Kg/ha)
6.945.686 6.304.065 7.245.833 8.283.686 9.395.959 9.936.945 9.660.895 9.884.936 10.368.886
98000 102424 110042 122552 135925 131884 125641 123455 127776
Azúc ar (Tn) 747.571 694.599 805.133 915.636 1.007.170 1.064.499 1.038.176 1.076.215 1.106.280
Azúcar (kg)/Tn caña molida 107,63 110,18 111,12 110,53 107,19 107,13 107,46 108,87 106,69
Se realiza la proyección para obtener datos al año 2019.
Proyección - Rendimiento (kg/ha)
80000
y = 3712.1x - 7E+06
60000
R² = 0.5918
40000 20000
2004
2006
2008
2010
2012
2014
Año
Figura 3. Regresión lineal de la proyección de rendimiento de materia prima.
Proyección - Azúcar (kg)/ Tn caña molida 120 100 80
y = -0.3067x + 724.31
60
R² = 0.2491
40 20
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Figura 4. Regresión lineal de la proyección de rendimiento de producto terminado respecto a materia prima.
Tabla 5 . Determinación de tamaño de planta para la demanda insatisfecha del año 2019. Demanda Año
insatisfecha (Tn)
2019
632.690
Azúcar (kg)/ Tn caña molida 105,082
Caña molida (Tn) 6.020.877
Rendimiento (Kg/ha) 494.730
Superficie (ha)
12.170
Se tiene un tamaño máximo de planta de 12 170 ha de cultivo anual o de capacidad para procesar 6 020 877 toneladas anuales de caña de azúcar. Expresado a su vez como capacidad de producción máxima diario de 34 668 sacos de azúcar de 50 Kg.
= 1734400
í
= 34668
í
3.1.2. TAMAÑO MÍNIMO Para encontrar el tamaño mínimo de planta, debemos analizar la relación con el punto de equilibrio. El punto de equilibrio representa aquella producción con la que la empresa no gana ni pierde; nos señala el tamaño mínimo de planta. La información que requerimos es: 3.1.3. Costo fijo. 3.1.4. Costo variable unitario. 3.1.5. Precio. Se considerará como costo variable unitario la suma de los gastos que se generan para producir un saco de azúcar (50 Kg). El costo variable unitario es constante aunque varíe la producción.
Tabla 6. Costo variable para producir un saco de azúcar de 50 Kg. de capacidad. Materia prima e insumos Caña de azúcar (kg)
Cantidad Precio unitario ($/.)
Costo ($/.)
416.380
0.025
10.575
Ácido fosfórico al 85% (kg)
0.017
1.490
0.025
Azufre granulado (kg)
0.033
0.610
0.020
Cal viva (CaO) (kg)
0.183
0.223
0.041
Agentes floculantes Clarificador (kg)
0.012
4.150
0.050
Hidrosulfito de sodio (kg)
0.009
1.000
0.009
Hilo de amarre (kg)
0.048
0.230
0.011
Sacos de polipropileno laminado (kg)
0.230
9.390
2.160
Fuente: Asociación Peruana de Productores de Azúcar. (APPAR) Entonces el costo unitario variable será igual a CV = $/. 12.90 Para los costos fijos se considerarán los sueldos de los trabajadores y los gastos de transporte.
Tabla 7. Costos de mano de obra mensual directa e indirecta. Mano de obra
Cantidad
Saldo mensual (S/.)
Total ($)
Operarios
25
750
5952.38095
Gerente
1
8000
2539.68254
Jefe de producción
1
6000
1904.7619
Jefe de calidad
1
5000
1587.30159
Jefe de ventas/finanzas
1
4000
1269.84127
Jefe de Recursos Humanos
1
3000
952.3809524
Infraestructura y Maquinarias
1
2668253.96
851560.8466 865767.196
Fuente: SUNAT - BCRP
Entonces el costo fijo mensual debido a sueldos será igual a CF 1 = $/. 865767.196
Tabla 8. Costo de transporte mensual. Lugar
Embarque
y/o
Distancia
Cantidad
(Km)
(Kg)
30
1000
Región La Libertad
Puerto Salaverry
Por
Precio ($/.
Precio
mes
por kg por
Conteiner
(Ton)
km)
($)
3000
0.00019524
300
Costo ($/.)
5271428.57
Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC). Entonces el costo fijo mensual debido a transporte será igual a
CF2 = $/.
5271428.57. Entonces el costo fijo total es de 6131243.386
Si el tamaño mínimo representa aquella producción con la que la empresa no gana ni pierde y suponiendo que todo se vende, se tendrá la siguiente fórmula. =
(−)
Donde “ p” es el precio de venta ($/. 19.74) y “ v” es el costo variable unitario = $/. 12.90 Por lo tanto, la cantidad mínima a producir será:
= 1492472.403
í
= 29849.45
í
3.1.3. TAMAÑO ÓPTIMO La solución óptima del tamaño de planta será aquella que conduzca al resultado económico más favorable para el proyecto en conjunto. Haciendo uso del análisis de costos se considerará óptimo aquel tamaño que permita la rentabilidad esperada, traducida esta rentabilidad en utilidades. Asumiremos que las utilidades son igual al 8% del costo fijo mensual, con lo cual tenemos:
ó =
ó = 161195820
+ (−)
í
= 32239.16
í
Después de haber analizado las diferentes relaciones, hemos llegado a la conclusión de que se propone producir 27 792 sacos de 50 Kg de capacidad diarios cubriendo 80,16% de la demanda insatisfecha planteada para el 2019.
3.2. LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA El estudio de localización se orienta analizar los diferentes variables que determina el lugar donde finalmente se ubicara el proyecto, buscando en todo caso una mayor utilidad o una minimización de costos. Este estudio de localización comprende niveles progresivos de aproximación, que van desde una integración al medio nacional o regional (macrolocalización), hasta identificad una zona urbana o rural (microlocalización), para finalmente determinar un sitio preciso. Para la gran mayoría de los proyectos, el estudio de su ubicación final tiene un alto grado de sensibilidad con respecto a los resultados financieros y socioeconómicos del mismo. En efecto, la decisión de localización de un proyecto tiene repercusiones de orden económico y social de largo plazo, por lo tanto su estudio supone un análisis integrado con los otros variables del proyecto, tales como:
Factores cuantitativos -
Costo de la materia prima y disponibilidad.
-
Costo de transporte.
-
Disponibilidad de terreno.
-
Costo y disponibilidad de energía eléctrica.
-
Disponibilidad de mano de obra.
-
Disponibilidad de infraestructura básica.
Factores cualitativos. -
Factores ambientales.
Política de descentralización - Políticas de desarrollo. -
-
Incentivos tributarios.
A. MACROLOCALIZACIÓN 1.
PROPUESTA DE LOCALIZACIÓN
CONDICIÓN: Ubicación de principales regiones y empresas productoras de Caña de azúcar y azúcar en el Perú. MINAG (2013), indica que los departamentos que lideran en la producción de caña de azúcar son los mismos que lideran en la producción de azúcar rubia son: - Región 1: La Libertad - Región 2: Lambayeque - Región 3: Lima
También indica que las principales empresas productoras de azúcar son Casa Grande (1° lugar) con 2250161 toneladas por año , Paramonga (2° Lugar) con 1170021 toneladas y Cartavio (3°lugar) con 1038087 toneladas por año. Luego le sigue la empresa Laredo situada en La Libertad y las empresas Pucalí, Tumás, Pomalca y Azucarera del Norte situadas en Lambayeque.
Figura 5. Alternativas de macrolocalización ANÁLISIS DE FACTORES
2. a.
Proximidad a la Materia Prima o insumos
- Región 1: MINAG (2013), indica que La Libertad concentra la mayor superficie
cosechada de Caña de azúcar con 37067 hectáreas cosechadas (45.7%) para el año 2012. - Región 2: MINAG (2013) muestra que Lambayeque es el segundo departamento con
mayor superficie cosechada 25710 hectáreas (31.7%) para el año 2012. - Región 3: La región Lima tuvo 12089 hectáreas cosechadas de Caña de azúcar (22.6%)
para el año 2012. b.
Cercanía al mercado : Cómo es exportación se considera la cercanía al puerto.
- Región 1: Para el caso de
La Libertad, el Diario La República (2014) indica que desde
Julio del 2014, las empresas azucareras de La Libertad puedes exportar desde el puerto de Salaverry llegando a los puertos de Paita y/o Callao siendo el costo de 300 dólares por contenedor, sumados al traslado desde la empresa hasta el puerto Salaverry (180 dólares) hace un total de 480 dólares. - Región 2: Para el caso de Lambayeque, el traslado también sería al
puerto de Salaverry,
donde habría un costo adicional de traslado desde Lambayeque hasta La Libertad para 218 km (6 dólares/km) en total 1308 dólares sumados a los 300 dólares. 1600 dólares aproximadamente. - Región
3: En la región Lima el costo de traslado de hasta el puerto de Callao sería
aproximadamente 600 soles (190 dólares) por contenedor, según el Ministerio de Transportes y Comunicaciones. c.
Disponibilidad de Mano de Obra
COSTO DE MANO DE OBRA (C1)
- Región
1: Según CONFIEP (2014), el costo de mano de obra de la Libertad es de
aproximadamente 29.27 soles por día. - Región
2: Según CONFIEP (2014), el costo de mano de obra de Lambayeque es de
aproximadamente 25 soles por día - Región
3: Según CONFIEP (2014), el costo de mano de obra de Lima es de
aproximadamente 25 soles por día.
N° DE PERSONAS APTAS PARA PARTICIPAR EN EL MERCADO LABORAL (C2)
- Región 1: Según MINTRA (2014), el grupo de personas aptas para participar en el
mercado de trabajo de La Libertad, que estuvieron desempeñando alguna actividad laboral o buscando insertarse en alguna, o que están al margen de dicho mercado representan a la Población en edad de trabajar (PET) 14, fue 1 millón 303,7mil personas, que en su mayoría fueron mujeres (50,6%). - Región 2: Según MINTRA (2014), el grupo de personas aptas para participar en el
mercado de trabajo de Lambayeque, que estuvieron desempeñando alguna actividad laboral o buscando insertarse en alguna, o que están al margen de dicho mercado representan a la Población en edad de trabajar (PET) 916 mil 539 personas. - Región 3: Según MINTRA (2014), el grupo de personas aptas para participar en el
mercado de trabajo de Lima, que estuvieron desempeñando alguna actividad laboral o buscando insertarse en alguna, o que están al margen de dicho mercado representan a la Población en edad de trabajar (PET) 7 millones 322 mil 54 personas. d.
Abastecimiento de energía
-
Región 1: En la Libertad el precio medio de electricidad es de 5.37 (Cent. US $/ kW.h) (MIMEN, 2012)
-
Región 2: En Lambayeque el precio medio de electricidad es de 7.04 (Cent. US $/ kW.h) (MIMEN, 2012)
-
Región 3: el precio medio de electricidad es de 5.57 (Cent. US $/ kW.h) (MIMEN, 2012)
e.
Abastecimiento de agua
Región 1: SEDALIP (2014), emite como precio de agua para uso industrial de 100 m 3
-
a más el valor de 6.154 soles por m 3 en La Libertad. Región 2: EPSEL (2014), emite como precio de agua para uso industrial el valor de
-
7.052 soles por m 3 Región 3: SEDAPAL (2014), emite como precio de agua para uso industrial el valor de 4.579 soles por m3.
-
SERVICIO DE TRANSPORTE - Región 1: MEF (2012), indica que la cantidad de km pavimentados de red vial existente f.
por superficie de rodadura es en La Libertad: 486086 (pavimentado) y 757872 km (no pavimentado). - Región 2: MEF (2012), indica que la cantidad de km pavimentados de red vial
existente
por superficie de rodadura es en Lambayeque: 363126 (pavimentado) y 104,499 km (no pavimentado). - Región 3: MEF (2012), indica que la cantidad de km pavimentados de
red vial existente
por superficie de rodadura es en Lima: 1000283 (pavimentado) y 430916 km (no pavimentado).
Terreno
g.
Ubicación de los terrenos y de las plantas vecinas
-
Región 1: Según MINAG (2013), en la Libertad se encuentra ubicada la empresa Casa Grande líder en la producción de azúcar. También se encuentra ubicada la Empresa Cartavio ubicada dentro del 3° lugar de producción de azúcar. También se ubica la empresa Laredo (4° lugar en producción por año).
-
Región 2: Lambayeque posee empresas que ocupan el 5, 6 y 7 puesto de productores de azúcar: Tumán, Pomalca, Pucalá (MINAG, 2013)
-
Región 3: Para el caso de Lima, se ubica la 2da empresa productora de azúcar: Paramonga, aunque también existen otras empresas como Andahuasi (MINAG, 2013)
h. h.1.
Clima Temperatura óptima para el crecimiento: Rango 15-45 °C; óptimo para fotosíntesis, 3035°C. La caña de azúcar no soporta temperaturas inferiores a 0ºC. Por otro lado, para la maduración son preferibles temperaturas relativamente bajas, en el rango de 12- 14ºC, ya que ejercen una marcada influencia sobre la reducción de la tasa de crecimiento vegetativo y el enriquecimiento de azúcar de la caña (NETAFIM, 2014).
- Región 1: El clima
de La Libertad es templado, desértico y oceánico. La media anual de
temperatura máxima y mínima es 22.4°C y 16.9°C, respectivamente, teniendo como promedio 19 °C (SENHAMI, 2014). - Región 2: La media anual
de temperatura máxima y mínima en Lambayeque es 22.5°C
y 16.3°C, respectivamente teniendo como promedio 18.9 °C (SENHAMI, 2014). -
Región 3: La media anual de temperatura máxima y mínima en Lima es 21.3°C y 15.3°C, respectivamente, teniendo como promedio 18°C (SENHAMI, 2014).
h.2.
Humedad relativa: La producción de caña de azúcar precisa de humedad relativa altas. Durante el período del gran crecimiento condiciones de alta humedad (80 - 85%) favorecen una rápida elongación de la caña. Valores moderados, de 45-65%, acompañados de una disponibilidad limitada de agua, son beneficiosos durante la fase de maduración. (NETAFIM, 2014)
-
Región 1: En La Libertad la humedad relativa posee como promedio el valor de 86% (INEI, 2013)
-
Región 2: En Lambayeque la humedad relativa posee como promedio el valor de 80% (INEI, 2013)
-
Región 3: En La Libertad la humedad relativa posee como promedio el valor de 86% (INEI, 2013)
h.3.
Luz solar: La caña de azúcar es una planta que adora el sol. Crece bien en áreas que reciben energía solar de 18-36 MJ/m2. (NETAFIM, 2014)
-
Región 1: El rango de incidencia de la luz solar en el departamento de La Libertad es 5.5- 6.5 kW/m2, promedio 6 kW/m2 (SENHAMI, 2014).
-
Región 2: El rango de incidencia de la luz solar en el departamento de Lambayeque es 6.0- 7.0 kW/m2, promedio 6.5
-
Región 3: El rango de incidencia de la luz solar en el departamento de Lima es 4.0- 7.5 kW/m2, promedio 5.75 kW/m 2 (SENHAMI, 2014).
i.
Reglamentaciones Físicas y Legales
-
Región 1: El costo por licencia de construcción en el departamento de La Libertad es en promedio de 1.0% valor de obra (SCE, 2012)
-
Región 2: El costo por licencia de construcción en el departamento de Lambayeque es en promedio de 1.1% valor de obra (SCE, 2012)
-
Región 3: El costo por licencia de construcción en el departamento de Lima es en promedio de 1.1% valor de obra (SCE, 2012)
SELECCIÓN DE LA MACROLOCALIZACION
Entonces analizando los factores llegamos a la conclusión de que la libertad sería la mejor opción para la implementación de la planta azucarera.
B. MICROLOCALIZACIÓN 3.
PROPUESTA DE LOCALIZACIÓN
Según el Informe Económico y Social de La Región La Libertad (2013), la caña de azúcar es el principal cultivo de la región, representando más del 25 por ciento del producto agrícola de 2012. Las principales zonas de cultivo se encuentran en los valles de Chicama y Santa Catalina donde se ubican importantes ingenios azucareros como Casa Grande S.A., Cartavio S.A. y Agroindustrial Laredo S.A.. Por lo tanto, la localización de nuestra planta deberá de encontrarse dentro de estos 3 distritos: A) Casa Grande B) Cartavio C) Laredo 4.
ANALISIS DE FACTORES
A) Proximidad a la
Materia Prima.
Tanto Casa Grande como Cartavio forman parte del Valle Chicama, mientras que Laredo forma parte del Valle de Santa Catalina, por lo cual todos los distritos elegidos tienen una cercanía optima a la materia prima (CEDEPAS, 2015). B) Cercania
del mercado
Nuestra proximidad al mercado se tomó como la cercanía de cada uno de los distritos propuesto a Puerto del Callao, siendo la distancia de Casa Grande al puerto del Callao es de 614 km, mientras que de Cartavio es de 611 km y de Laredo 563 km (Google Maps) C) Disponibilidad de la mano de obra
Según la INEI (2012), la población en la región La Libertad ascendió a 1 millón 792 mil habitantes que representó, aproximadamente, el 5,9% del total poblacional en Perú. En el mismo año, el grupo de personas aptas para participar en el mercado de trabajo de La Libertad, que estuvieron desempeñando alguna actividad laboral o buscando insertarse en alguna, o que están al margen de dicho mercado representan a la Población en edad de
trabajar (PET), fue 1 millón 303,7mil personas, que en su mayoría fueron mujeres (50,6%). De todas estas personas, tan solo el 3,9% por los que estuvieron buscando activamente un trabajo, denominado PEA desocupada. Basándonos en datos estadísticos y en las proyecciones al 2015 otorgados por la INEI (2012), obtuvimos que la PEA desocupada y disponible en Laredo corresponde a 37, 323.39 personas; 4, 692.129 para Casa Grande y Cartavio respectivamente. Con respecto al jornal, este es de 25 soles diarios para las provincias de Trujillo y Ascope según Agrolalibertad (2015). D) Abastecimiento de energía
Todos los lugares propuestos cuentan con suministro de energía eléctrica, los cuales están a cargo de la empresa Hidrandina S.A., cada una de ellas se encuentra interconectada al sistema de distribución eléctrica de Trujillo el cual abarca las localidades de Casa Grande, El Porvenir, Moche, Paijan, Salaverry, Santiago de Cao, Trujillo Norte y Trujillo Sur. Como cada uno de las localidades seleccionadas (Casa Grande, Cartavio y Laredo) se encuentran en el mismo plan tarifario, tendrán el mismo costo de energía eléctrica dependiendo del plan tarifario que elijan. (HIDRANDINA, 2015).
Figura 6.Plan tarifario de suministro de energía eléctrica. E) Abastecimiento de agua
La empresa encargada de abastecimiento de agua en Trujillo es SEDALIB S.A., el cual tiene
como estructura tarifaria industrial 5.342 soles/m3 de agua y 3.037 soles/m 3 de alcantarillado, si esta se encuentra entre 0 a 100 m 3, pero si sobrepasa los 100 m 3; el precio es de 6.154 soles/m 3 para el agua y 3.498 soles/m 3 de alcantarillado; estos valores se tomaran para el abastecimiento de agua de Laredo. Para las localidades de Casa Grande y Cartavio, se tomará los valores de agua y alcantarillado de Chocope por la cercanía que tiene esta ciudad a nuestras propuestas para la localización de nuestra planta. Para el agua, el precio es de 3.979 soles/m 3 y 2.458 soles/m 3 de alcantarillado, si este se encuentra entre 0 y 100 m 3, pero si sobrepasa los 100 m 3; el precio es de 4.604 soles/m 3 para el agua y 2.844 soles/m 3 para el alcantarillado (SEDALIB S.A., 2015). F) Servicios de transporte
El tramo de Cartavio a Trujillo abarca 46.9 km de carretera asfaltada; mientras que el tramo que abarca Casa Grande – Trujillo abarca 49.6 km de carretera asfaltada con un corto tramo de 200 m de un puente que cruza el río Chicama, mientras que para la localidad de Laredo el tramo es de 8.9 km de carretera asfaltada, conocida como carretera industrial de más rápido acceso. De Trujillo a Lima abarca 557 km de carretera asfaltada, siendo el mismo tramo a recorrer para cada una de las localidades. El tiempo en avión para recorrer el tramo de Trujillo a Lima es de 1 hora 15 minutos aproximadamente (Google maps). G) Terreno
En Casa Grande se encuentra ubicada la Empresa Agroindustrial Casa Grande S.A.A. Casa Grande posee 20 000 hectáreas destinadas al cultivo de caña de azúcar, mientras que en Cartavio se encuentra la empresa Cartavio S.A.A. que cuenta con 11 000 hectáreas cultivas con caña de azúcar, ambas empresas pertenecen al Grupo Gloria y su fuente principal de riego son las aguas del río Chicama (Grupo Gloria, 2015). En Laredo se encuentra ubicada La Corporación Agroindustrial Manuelita S.A. que cuenta con 7 137 hectáreas cultivadas con caña de azúcar (Manuelita, 2015). Mientras mayor cantidad de hectáreas cultivas, menor será la disponibilidad de terreno para nuestra planta, ya que necesitamos ser nuestros propios productores de materia prima. H) Clima
La temperatura para las 3 localidades es de 21°C, mientras que la humedad relativa para la localidad de Laredo es de 88% y la velocidad del viento de 10 km/h; para Cartavio la
humedad relativa es de 82% y la velocidad del viento de 6 km/h; y finalmente para Casa Grande, la humedad relativa es de 81% y la velocidad del viento de 6 km/h. Evaluando el total del puntaje obtenido en el ranking de factores se obtuvo que la localidad de Laredo es la mejor localización para nuestra planta agroindustrial azucarera.
Figura 7. Microlocalización en Laredo. GENERALIDADES El azúcar es un disacárido compuesto por glucosa y fructosa que se encuentra principalmente II.
en frutas, vegetales y miel, para la producción de azúcar se utiliza la caña de azúcar (Saccharum officinarum L), la cual es un es una gramínea tropical, un pasto gigante en cuyo tallo se forma y acumula un jugo con alto contenido de sacarosa, compuesto que al ser extraído y cristalizado en el ingenio forma el azúcar. Un ingenio azucarero es una empresa agroindustrial, la cual se encarga de producir azúcar a partir de diversas materias primas, la más utilizada es la caña de azúcar, aunque también se puede obtener a partir de remolacha, el maíz y el sorgo. Para la producción de azúcar, el jugo que se extrae de la caña pasa por una serie de procesos físico-químicos, tales como molienda, evaporación, cristalización, centrifugación, filtración, entre otros.
Figura 8. Diagrama de flujo para la obtención de azúcar
De acuerdo al diagrama de flujo, se dará a conocer de forma general cada etapa que se presenta en el el proceso de obtención obtención de azúcar: azúcar: DESCRIPCIÓN 1.
RECEPCION DE MATERIA PRIMA:
La materia prima para la oobtención btención del azúcar de caña es la caña de azúcar en su estado óptimo de cosecha y rendimiento, este estado, se alcanza aproximadamente a los 18- 20 meses de edad de la caña agostada previamente que es el retiro del agua de riego del campo. Una vez que la caña alcanza su edad entonces se procede al quemado de d e la misma y arrumada mecánicamente, siendo transportada a la fábrica mediante trailers acondicionados especialmente de canastas para permitir de esta manera una rápida descarga. EI objetivo primordial dcl quemado es el de facilitar el transpone, disminuir disminuir la cantidad de materia extraña como: cogollo, etc. En cuanto al control de maduración m aduración de la caña se hace con el único fin de conseguir la mayor ma yor cantidad de azúcares reductores, disminuyendo la cantidad de azúcar a obtener y aumenta la cantidad dc melaza obtenida.
2. PESADO Una vez estando la caña en el ingenio es pesada en la balanza electrónica de plataforma de 60 TN de capacidad y determinar de esta manera la cantidad de caña bruta que trae cada trailers, normalmente los trailers acarrean uno o dos carretas de 25 TN cada uno. El peso es controlado por la importancia que ello significa a partir de aquí con el control de calidad que se sigue en el laboratorio se puede calcular la cantidad de producto que se puede obtener, moliendo una determinada cantidad y sea por guardia o día.
3. DESCARGA Y LAVADO En cuanto a la descarga, esta se efectúa por dos grúas de hilo, hil o, una grúa para las l as mesas 1 y 2 y la otra para el volteador estas dos grúas son las que alimentan al trapiche. Estas grúas de hilo tienen una capacidad de carga de 30 TN como máximo. Generalmente la descarga de los camiones camiones con caña se le hace por la grúa que alimenta a las mesas 1 y 2, debido a que aquí se efectúa un lavado más eficiente que por el volteador. Una de las consecuencias que trae la mecanización mecanización en las operaciones de corte y carga es la la de acelerar el transporte pero lo que no logra, l ogra, es la eliminación de materia extraña que ingresa ingresa con la caña, paja (3%). tierra (15%), hiervas y otras impurezas que son transportadas tr ansportadas junto con la caña, como estas milenas no deben entrar en proceso, lo que se hace necesario primero es la limpieza de la materia prima. El lavado de la caña se lleva a cabo en la planta y en los conductores de caña, es con agua caliente y con cierta presión para permitir una rápida disolución y desprendimiento de la tierra que se encuentra adherida a la caña. El objeto de lavado es el de mejorar la calidad de la materia prima que ingresa al proceso, además el de prevenir los desgaste en las instalaciones machetes, baterías, bombas. bombas.
4. PREPARACION DE LA CAÑA La preparación de la caña consiste en cortar los tallos en pedazos mediante un sistema de machetes rotatorios que desmenuzan desmenuzan la caña pero no extraen el jugo, con la finalidad de que la molienda en el trapiche t rapiche sea homogénea y la extracción de la sacarosa efectiva.
Entrada: Caña limpia con tamaño que oscila entre 2.4 m de largo, y diámetro de 3 a 5 cm, intervalos que dependen de las variedades y del tiempo dc cosecha. cosecha. Comprende las siguientes actividades:
La caña limpia contenida en el conductor 7 pasa a la zona dc machetes, que consiste en tres
juegos de machetes Pre-Machetero, Pre-Machetero, Machetero I y Machetero 2; y un desfibrador COP-8, que reduce a astillas finas con dimensiones pequeñas. pequeñas.
La caña sigue su recorrido por el conductor 7, hasta llegar a un espaciador de caña, que sirve para uniformizar el colchón de caña.
La caña desmenuzada pasa del conductor 7 a una faja. En esta faja se encuentra un electroimán, que atrae materiales metálicos.
La caña desmenuzada para al trapiche.
Salida: Caña desmenuzada. 5. EXTRACCION DEL JUGO La extracción del jugo (molienda) se lleva a cabo en un solo trapiche, compuesto dc seis molinos Cada molino está constituido por cuatro masas que son rodillos giratorios: dos masas inferiores llamadas cañeras porque reciben la caña o colchón dc fibroso de caña, una masa llamada bagacera, porque descarga el colchón fibroso dc la caña y una u na masa superior que transmite movimiento s las masas inferiores. Cada molino está equipado con una turbina accionada con vapor dc alta presión. Entre cada molino hay un conductor intermedio para transportar la caña de molino a molino. Entrada: Caña desmenuzada. desmenuzada. Comprende las siguientes actividades:
La caña desmenuzada ingresa al trapiche mediante un conductor de alimentación.
La caña desfibrada cae sobre el primer molino, lográndose una primera extracción de un jugo denominado denominado Jugo Crusher.
La caña pasa sucesivamente por el segundo, tercer, coarto, quinto y sexto molino.
A la salida dcl quinto molino, cl bagazo saliente es sometido a un lavado con agua caliente dc 60 a 70°C (agua de imbibición), que ayuda a la extracción de sacarosa. sacarosa.
El jugo residual saliente dcl ultimo molino es recirculado a la entrada del quinto molino, luego cl jugo dc este molino es recirculado a la entrada dcl quinto molino y finalmente, el jugo del quinto molino es recirculado a la entrada del tercer molino.
El jugo que sale del segundo y tercer molino se mezcla con el jugo Crusher. resultando un jugo conocido conocido como Jugo Mezclado.
El jugo mezclado es bombeado al tanque de jugo mezclado, luego es conducido al colador rotatorio, en donde se obtiene jugo colado y bagacillo. El bagacillo es llevado a través de
un tontillo al trapiche para ser reprocesado.
El jugo colado es conducido al tanque pulmón.
Salida: Jugo mezclado colado y bagazo. 6. ENCALADO El jugo extraído, después de ser mezclados y de pasar por el colador rotatorio, es bombeado hasta la balanza automática con el propósito de llevar la contabilidad de la producción El jugo mezclado es un líquido opaco con un pH de 5.3 a 5.6, su pureza también varía de acuerdo a la calidad de la caña de azúcar. El jugo mezclado una vez pesado se descarga en un tanque de encalado, donde se le agrega el sacarato de calcio para elevar el pH del jugo hasta 7.2-7.8, este tanque es agitado mecánicamente para permitir un eficiente encalado. La cantidad de sacarato de calcio es controlado por una válvula automática, consiguiendo de esta manera mantener el pH requerido. La finalidad del encalado del jugo mezclado es el de evitar la inversión que se ve favorecido en medios ácidos o pH bajos.
7. CALENTAMIENTO El calentamiento del jugo se realiza en 10 intercambiadores de calor, de tipo casco y tubo horizontal Un calentador está formado de una calandria tubular, el jugo circula dentro de los tubos y el vapor por la parte exterior de ellos El vapor se condensa al entregar su calar latente al jugo frío colado que llega del tanque pulmón para calentarse El vapor y jugo circulan en contracorriente. Se controla la temperatura en los calentadores para facilitar la reducción de la viscosidad y densidad del jugo y acelerar la velocidad de reacciones químicas, agrupando las impurezas en la forma de pequeños flóculos. Las sales son insolubles a altas temperaturas, posibilitando su decantación. Para la primera y segunda etapa se utiliza vapor de 5 psi proveniente dc las celdas de evaporación, y para las dos últimas etapas so utiliza vapor de 10 psi, proveniente de los preevaporadores. El jugo que proviene del segundo calentado se recoge en una tubería general y va hacia un tanque flash que se encuentra en un nivel adecuado y listo para entrar la corriente de jugo al proceso de clarificación.
Entrada: Jugo encalado
Presenta Las siguientes actividades: PRIMERA ETAPA: El jugo colado es calentado desde 36 °C hasta 37 °C.
SEGUNDA ETAPA: E1 jugo es calentado desde 57 hasta El °C.
TERCERA ETAPA: El jugo es calentado desde 81 °C hasta 93 °C.
CUARTA ETAPA: El jugo en calentado desde 93 hasta 103 °C.
El jugo calentado pasa de los calentadores al tanque pre- floculador (tanque flash), donde se disminuye la presión y la velocidad del jugo. eliminándose también los gases inconfensables que salen a la atmosfera por una tubería que se encuentra en la parte superior del tanque flash.
Al jugo encalado caliente contenido en el tanque flash se le adiciona el floculante.
El tanque flash distribuye el jugo a los defecadores.
Salida: Jugo encalado caliente más floculante. 8. CLARIFICACION Es una de las etapas más importantes es la elaboración del azúcar Su propósito es convertir los jugos mezclados que son lodosos, en jugos clarificados brillantes de color amarillo claro. Existen 2 defecadores o clarificadores cerrados de varias bandejas Los clarificadores consisten en cierto número de bandejas cónicas y, de poco fondo colocadas una sobre la otra y encerradas en un cuerpo cilíndrico. En la entrada del jugo hay una cámara de floculación situada en la parte superior del clarificador. El jugo fluye por las bandejas depositando la cachaza por acción de raspadoras giratorias hacia el centro de la bandeja. El jugo tratado con la sacarosa se separa en tres capas distintas, las sustancias menos densas que el líquido flotan en forma de espumas, en cambio, las sustancias más densas que el jugo se asientan en el fondo en forma de precipitado floculento, quedando ni más o menos clara la porción central del jugo.
Entrada: Jugo encalado floculado Presenta las siguientes actividades:
Una vez estando el jugo floculado en los defecadores, se forman los flóculos que se sedimentan, obteniéndose la cachaza y el jugo claro. La cachaza es eliminada hacia el fondo del clarificador en forma de lodo.
La cachaza es bombeada a la parte superior del clarificador por medio de una bomba de diafragma para ser transportada luego por una tubería general a un mezclador donde se le agrega bagacillo, para luego pasar a loa filtros Oliver. Cuando la cachaza está muy espesa o seca se le agrega agua para facilitar su transporte.
Cada clarificador presenta vasos comunicantes en los que se extrae el jugo clarificado de cada cuerpo y lo llevan hasta el cajón del rebose que se encuentra en la parte superior del clarificador.
El jugo claro de los defecadores es conducido al tanque de jugo claro. Luego pasa por dos intercambiadores de calor, elevándose la temperatura desde 82 °C hasta 102°C.
El jugo es conducido a la sección de cuadros. El grado de clarificación que se logra tiene mucho que ver en la cocción en tachos, el centrifugado y la calidad de producto terminado.
Salida: Jugo claro con un pH de 6.9 — 70 y cachaza.
9. FILTRACION DE LA CACHAZA Es un proceso mediante el cual se extrae la mayor cantidad de sacarosa posible de la cachaza, para este fin en la industria azucarera se utilizan filtros continuos a vacío llamados filtros Oliver. El filtro Oliver está compuesto de un tambor que gira alrededor de un eje horizontal, el cual se sumerge en la cachaza con bagacillo. Esta sección se pone en comunicación con el vacío, formado así la torta, el jugo entra por unas pequeñas perforaciones que hay en esta sección de succión. Existen 4 filtros Oliver de cachaza.
10. EVAPORACION La evaporación de jugos en la industria azucarera consiste en La eliminación de la mayor parte del agua del jugo clarificado hasta conseguir un jarabe de 60- 65 °Brix. El jugo clarificado contiene cl 85% de agua, las dos terceras partes de esta agua se evaporan. La evaporación es de quíntuple efecto, empezando en los pre-evaporadores. Para la evaporación se tienen los siguientes cuadros:
Cuadro Honolulu: Compuesto por cuatro celdas conectadas en serie.
3 primeras celdas : Compuesto por 3 celdas conectadas en serie. Cuadro de Fábrica: Compuesto por astro celdas conectadas en serie Los cuadros Honolulu y de fábrica se encuentran conectados en paralelo recibiendo el jugo de los pre-evaporadores.
Entrada: Jugo claro Comprende las siguientes actividades
EJ jugo claro es conducido desde loa calentadores hacia los 4 pre-evaporadores Se utiliza vapor de 20 psi.
Se obtiene jugo pre-evaporado de 25 °Brix y vapor de 10 psi. Este vapor es usado para la sección tachos y la segunda etapa de calentamiento.
El jugo proveniente del pre- evaporador ingresa a la celda 1A y 1B.
La evaporación sale del segundo efecto y pasa a través del domo separador y entra a la calandria del tercer cuerpo por medio de la tubería respectiva. El vapor saliente del segundo efecto es usado para la primera etapa de calentamiento La evaporación del segundo efecto sirve de vapor al tercero y así sucesivamente hasta llegar al último efecto cuya evaporación va al condensador.
El vapor saliente de las 3 primeras celdas también es utilizado para las celdas Honolulu, sirviendo este como segundo efecto.
El jugo se alimenta en el segundo efecto y de allí pasa al tercero con 38°BRix, al cuarto con 49°Brix y al quinto con 54°Brix, por tuberías apropiadas.
El jarabe de 65°Brix que resulta en el último efecto se extrae por medio de una bomba.
Cada cuerpo va reduciendo la presión hasta llegar al vacío donde el jugo hierve a menor temperatura.
Salida: Jarabe o meladura de 65°Brix. 11. CRISTALIZACIÓN El Cocimiento o cristalización de las mases se realiza en los evaporadores de simple efecto al vacío llamados vacumpanes o tachos, cuya función es la producción y desarrollo de cristales a partir de jarabe, mieles y semilla según sea el caso de que se alimenta. -
Los tachos son de tipo calandria, trabajan con una presión de vapor de 10 psi, proveniente de los pre- evaporadores.
Existen 10 tachos, así como también 3 mezcladores: -
Mezclador 1 contiene liga o magna tercera.
-
Los mezcladores 2 y 3 se usan para la masa rubia tercera.
La liga o magma es una mezcla de cristales de azúcar provenientes de las masas terceras con agua, usando como semilla para el cocimiento de masas. En una solución no se forman, no crecen, ni se depositan cristales a menos que este sobresaturada, es decir que la solución contenga más sólidos que los que el agua podría disolver a determinada temperatura. El grado de sobresaturación se puede dividir en 3 fases: -
Fase primera o metaestables: Es una concentración en la cual los cristales que
existen aumentan de tamaño, pero se forman cristales nuevos. -
Fase segunda o intermedia: Es la concentración que se encuentra más arriba de la
metaestable, aquí crecen los cristales existentes y se forman los cristales nuevos. -
Fase tercera o lábil: Es la concentración donde se forman cristales
espontáneamente, sin presencia de otros. Hay que semillar los tachos mientras la concentración este en la zona metaestable. Después que se haya logrado el gramo, la masa se debe mantener en esta concentración, hasta el final de la templa Si la concentración baja se disolverá los cristales dc azúcar y si la concentración aumenta se formará un falso grano. Generalmente la fabricación del grano se hace en vacío no mayor de 25 pulg de Hg y a una temperatura de operación entre 150-160 °F según la pureza dcl material. A estas temperaturas la viscosidad en menor y la velocidad de desarrollo de los cristales es mayor. Después que la masa cocida se ha llevado a la máxima consistencia se descarga a un cristalizador, en el cual ocurre la cristalización en movimiento. Las masas de loa tachos baja a los cristalizadores aproximadamente a una temperatura dc 70 a 73 C. debiéndose dejar enfriar basta una temperatura de 40 a 45 C, lo cual hace que haya menor solubilidad aumentando la cristalización y desarrollo del cristal. La masa cristalizada es enviada a los mezcladores de las centrifugas.
12. CENTRIFUGACIÓN Formado los cristales del tamaño y pureza deseados la masa cocida o cristalizada es enviada hacia las centrifugas que se encargan de separar los granos de azúcar de la miel. La centrifuga está compuesta de ursa canasta perforada que gira suspendida de un eje
por medio de un motor eléctrico a altas velocidades y que debido a la fuerza centrífuga que se genera por el movimiento rotatorio que adquiere la máquina., se produce la separación de los cristales y la miel que contiene la masa cocida. Durante el proceso de centrifugado, el azúcar se lava con agua caliente para eliminar la película de miel que recubre los cristales.
Entrada: Masa cristalizada Comprende las siguientes actividades:
La masa pasa del mezclador a las centrífugas En la centrífuga lleva a cabo un PreFlush, donde no se agrega agua de lavado, luego se realizan 2 lavados con
agua
mientras continua la purga.
La masa se separa en azúcar y miel. EI centrifugado o purga continúa hasta que los cristales de azúcar quedan casi libres de la miel, después de lo cual se puede eliminar mayor cantidad de miel agregando agua a las paredes de la centrifuga
La cantidad y periodo de aplicación del agua se controlan automáticamente para lograr el lavado uniforme de la pared de azúcar.
El azúcar es cargada a un transportador que pasa debajo de las baterías o máquinas.
EI azúcar rubia de tercera se descarga al mingler donde se agrega agua para formar la liga o magma, la cual se bombea al mezclador N° I de la sección de tachos.
La miel final o melaza. obtenida de la masa rubia de tercera, pasa de las centrifugas a un canal, luego a un tanque receptor, de donde es bombeada a la balanza Luego la melaza pasa a un tanque receptor de donde es enviada a destilería o a la poza La melaza debe tener una pureza de 34-36%.
Las mieles pasan a un canal dc mieles. luego a unos tanques de donde se envían a los tanques receptores de mieles de la sección sachos para obtener los cocimientos continuados.
Salida: Azúcar y miel. 13. ENVASADO DE AZUCAR RUBIA El azúcar es empacada en bolsas dc papel de 50 kg perfectamente rotulados y cocidos con hilos de algodón. EI azúcar debe envasarse seca y no muy caliente, ya que a temperatura mayor de 85 °C se endura Las bolsas que se depositan en el suelo deben estar sobre madera, las que están en la parte superior deben protegerse de la humedad.
FLUJOGRAMA DEL PROCESO PESADO DE CAÑA (Balanza)
DESCARGADO DE CAÑA (Grúa de Hilo)
PREPARACIÓN Y LAVADO (Aire - Agua)
MOLIENDA DE CAÑA (Extración Jugo)
Bagazo
Encalado (Jugo Mezclado)
Planta Eléctrica
Agua/Bactericida
Lechada de Cal
CALENTADORES DE JUGO (Encalado Calemado)
CLARIFICADORES (Jugo Clarificado)
Calderas
Tierra/Cogollo
Filtros Oliver (Filtración) Torta Tierra/Bagacillo
EVAPORADORES (Jarabe)
Campo
CRISTALIZACIÓN (Gran - Azúcar)
CRISTALIZADORES (Lanchas)
Ceniza Bagazoo
CENTRIFUGACIÓN (Azúcar - Miel)
Stock Bagazo ENVASADO ALMACENAMIENTO (Azúcar)
Melaza
Alcohol
2. DIAGRAMA
DE FLUJO DE TECNOLOGÍA DEL PROCESO DE
ELABORACIÓN DE AZÚCAR RUBIA Caña de Azúcar
PESADO
Agua caliente
DESCARGA Y LAVADO
Caña limpia PREPARACIÓN DE CAÑA Caña desmenuzada Agua de Imbibición (60-70°C) EXTRACCIÓN DE JUGO
Bagazo
Jugo mezclado colado (pH 5.2-5.6)
ENCALADO
Sacarato de calcio
Jugo encalado (pH 7.2-7.8
CALENTAMIENTO
Jugo encalado caliente CLARIFICACIÓN Jugo claro con pH 6.9-7 Bagacillo
EVAPORACIÓN
Agua Caliente Jarabe o meladura de 65°Brix
FILTRACIÓN DE LA CACHAZA
Mieles
Lima o Magma
Agua Caliente
CRISTALIZACIÓN Masa Cristalizada Agua Caliente
Melaza CENTRIFUGACIÓN
Bolsas de papel
Hilo pabilo ENVASADO Bolsas de azúcar de 50 kg
Figura 9. Diagrama de flujo de Tecnología del proceso de elaboración de azúcar rubia.
VENTAJAS
A fin de evitar costos elevados de mano de obra y de operación, se propone este sistema continuo, sobre todo en las etapas principales.
Mejora el flujo de proceso de la elaboración de cada uno de los productos.
Disminuye el tiempo de procesamiento de cada producto y por tanto se puede considerar un aumento de producción.
Mejora la condiciones de trabajo del personal.
Disposición de áreas definidas en la planta de procesamiento.
Aprovechamiento de espacios subutilizados.
DESVENTAJAS
Esta es un distribución de planta sin tener en cuenta posible ampliación de las instalaciones.
No se tuvo en cuenta la posible adquisición de nuevos equipos, lo que generaría otra propuesta de distribución.
BALANCE DE MATERIALES
Si nos proyectamos al 2026, calculamos la demanda ese año y luego considerando un margen de máxima seguridad para la capacidad de planta (10%), entonces la capacidad de planta (Q) será de: Q = 0.10 * D2026 Dónde: Q= Capacidad de planta D2026= Demanda en el año 2026 Entonces: Q = 0.10 * Lt Q = 0.10* 2365989.759 Lt/año
=
2365989.759 1ñ
∗
1ñ
∗
1
300 20 ℎ
= 394.3316 /ℎ
Diagrama de bloques del proceso de elaboración de azúcar
a D
AGUA
G
AGUA IMBIBICIÓN F
C CAÑA
A
PREPARACIÓN Y LAVADO
B
Leche de cal
MOLIENDA
Caña Preparada
I Jugo Encalado
Jugo Mezclado E
TIERRA + AGUA
CALENTAMIENTO
ENCALADO
H BAGAZO M AGUA
Jugo
Jugo Filtrado
J
Encalado calemado
K FILTRACIÓN
CLARIFICADO
Cachaza L
N
Jugo clarificado
Torta
O EVAPORACIÓN
AGUA P T ENVASADO
Jarabe
R CENTRIFUGADO
CRISTALIZACIÓN
Masas
Azúcar S Melaza
Q AGUA
DIAGRAMA : BALANCE DE MATERIA PARA L A ELABORACION DE AZUCAR Para materia prima: 100 TN
ELEMENTOS
A
a
B
C
D
Agua
75
200
200
75
24,75
Sacarosa
12
Mat. Inorg.
1
Bagazo
12
E
12
1
12
29,7
F
G
H
I
J
99,75
0,09702
99,75
112,45
12
12
-17,7
-17,7
Cal
0,00198
K
L
M
N
O
P
Q
112,45
2,36
14,96
112,45
79,92
8,39475
8,39475
13,52
13,52
0,2844
1,8
13,52
-19,94
-19,94
-0,41949
-2,655
-19,94
0,00198 0,00198
Cachaza
15,59025
S
15,59025
T
9.821858
0,00198 2,12
2,12
-2,12
Melaza TOTAL
R
4.209368 100
200
201
99
24,75
29,7
94,05
0,099
11,88
106,03
106,03
2,12
4,35
14,11
103,91
79,92
23,985
8,39475 15,59025 4.209368
9821858
7. BALANCE DE ENERGIA
Jugo de Caña F = 230 760.75 lb/h T = 205 °F °Bx = 16
TE= 206.5 °F
TE= 181.5 °F
TE= 135 °F
E1
E2
E3
P = 3.5 psi T2 = 223 °F ƛ2 = 963 BTU/lb
P = 4" Hg T3 = 205 °F ƛ3 = 975 BTU/lb
P = 15"Hg T4 = 179 °F ƛ4 = 990 BTU/lb
P = 26" Hg T2 = 125 °F ƛ2 =1021BTU/lb
P = 9 psi T1 = 237 °F ƛ1 = 954 BTU/lb
P = 3.5 psi T2 = 223 °F ƛ2 = 963 BTU/lb
P = 4"Hg T3 = 205 °F ƛ3 = 975 BTU/lb
P = 15" Hg T4 = 179 °F ƛ4 = 990 BTU/lb
E4
Vapor de Agua S = 44 882 lb/h TE = 224 °F Jarabe °Bx = 70
BALANCE TERMICO
La presión es manométrica, se le debe sumar 14.7 psi para que sea absoluta.
PRIMER EVAPORADOR:
P = 9 psi + 14.7 psi P = 23.7 psi TEMPERATURA (°F) 230 T1 240
PRESION (psi) 20.795 23.7 24.985
T1 = 237 °F
ƛ1
ENTALPIA (ƛ) 958.59 ƛ1 952.06 = 954.06 BTU/lb
SEGUNDO EVAPORADOR:
P = 3.5 psi + 14.7 psi P = 18.2 psi TEMPERATURA (°F) 220 T2 230
PRESION (psi) 17.201 18.2 20.795 T = 223 °F
ƛ2
ENTALPIA (ƛ) 965.02 ƛ2 958.59 = 963 BTU/lb
TERCER EVAPORADOR:
4 " × 25.4
= - 101.6 mmHg
(manométrica)
- 101.6 mmHg + 760 mmHg = 658.4 mmHg .
658.4
(absoluta)
= 12.73 psi
TEMPERATURA (°F) 200 T3 210
PRESION (psi) 11.538 12.73 14.136 T = 205 °F
ƛ3
ENTALPIA (ƛ) 977.60 ƛ3 971.35 = 975 BTU/lb
CUARTO EVAPORADOR:
15 " × 25.4
= - 381 mmHg
(manométrica)
- 381 mmHg + 760 mmHg = 379 mmHg 379
.
(absoluta)
= 7.33 psi
TEMPERATURA (°F) 170 T4 180
PRESION (psi) 5.9999 7.33 7.5197 T = 179 °F
ƛ4
ENTALPIA (ƛ) 995.88 ƛ4 989.85 = 990 BTU/lb
BALANCE TERMICO DE EVAPORACION
1) VAPOR:
44882
@ 237 °F (ƛ1=954 BTU/lb) 44882
x 954
= 42 817 428
Calentamiento del jugo (205°F – 224°F) 230 760.75
x 1 ° (224°F – 205°F) = 4 384 454.25
4 384 454.25
= 38 432 973.75
BTU h
. BTU lb
E1 = 39 909.63
Masa que queda 230 760.75
- 42 817 428
Calor que se evapora @ 223 °F ( ƛ2=963 BTU/lb)
E1 =
- 39 909.63
= 190 851.12
Calculo del °Bx de la nueva masa
°Bx =
. .
lb h lb h
16
°Bx = 19.35 2) Calor del vapor del 1er efecto: 38 432 973.75
3 339 894.6
x 1 (224°F – 206.5°F) = 3 339 894.6 °
+ 38 432 973.75
= 41 772 868.35
Calor latente @ 205 °F ( ƛ3=975 BTU/lb)
E2 =
.
BTU h
BTU lb
E2 = 42 843.97
Flash añadido (224°F – 206.5°F) 190 851.12
Masa que queda 190 851.12
- 42 843.97
= 148 007.15
Calculo del °Bx de la nueva masa
°Bx =
. .
lb h lb h
19.35
°Bx = 25
3) Calor del vapor del 2do efecto: 41 772 868.35
+ 41 772 868.35
= 45 473 047.1
Calor latente @ 179 °F ( ƛ4=990 BTU/lb)
E3 =
.
BTU h
BTU lb
E3 = 45 932.37
Masa que queda 148 007.15
x 1 (206.5°F – 181.5°F) = 3 700 178.75 °
3 700 178.75
Flash añadido (206.5°F – 181.5°F) 148 007.15
- 45 932.37
= 102 074.78
Calculo del °Bx de la nueva masa
°Bx =
. .
lb h lb h
25
°Bx = 36.25 4) Calor del vapor del 3do efecto: 45 473 047.1
Flash añadido (181.5°F – 135°F) 102 074.78
4 746 477.27
.
E4 = 49 186.61
= 50 219 524.37
BTU h
BTU lb
Masa que queda 102 074.78
+ 45 473 047.1
Calor latente @ 125 °F ( ƛ=1021 BTU/lb)
E4 =
x 1 ° (181.5°F – 135°F) = 4 746 477.27
- 49 186.61
= 52 888.17
Calculo del °Bx de la nueva masa
°Bx =
. .
lb h lb h
25
°Bx = 70
LO EVAPORADO E1 = 39 909.63 lb/h E2 = 42 843.97 lb/h E3 = 45 932.37 lb/h E4 = 49 186.61 lb/h TOTAL = 177 872.58 lb/h EVAPORACIÓN LOGRADA =
lb evaporadas h lb vapor usado h
=
.
lb h
lb h
= 3.96
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE EQUIPOS 1.
BALANZA DIGITAL DE CAMIONES DE CARGA DESCRIPCIÓN
BALANZA DIGITAL DE CAMIONES DE CARGA
CAPACIDAD
60 Tn ALTO
ANCHO
LARGO
0.016m
3.2 m
18.0 m
DIMENSIONES
Voltaje (V) ELECTRICIDAD 220 SERVICIOS
FOTOGRAFIA
TEMPERATURA MÁXIMA FUNCIONAMIENTO (°C)
Desde -20 hasta + 60
TASA DE PRUEBA (s)
2 min
2.
GRÚAS DE HILO Descripción Tienen la capacidad para volcar, desde los camiones y remolques, las cestas para caña de corte mecanizado. - Se utilizan para el proceso de descarga de la caña de azúcar desde los volquetes y/o camiones que provienen de los campos de cultivo. - El descargue de la caña por grúas de hilo permite un lavado más eficiente. - Otra de sus funciones es alimentar al trapiche o conjunto de molinos. -
Capacidad: 60 Tn como máximo. Ancho Alto Dimensiones 8m 3.20m Electricidad Servicios
Vapor Aire
Rendimiento : 600 toneladas/h Largo Peso 3.50m 20 Tn Voltaje Potencia Trifásico 440 V 274.7 Hp T° Presión -
-
Presión
Caudal
-
-
3.
LAVADORA INDUSTRIAL Descripción - Lava aplicando primero chorros de agua recirculada y enjuagándolas después con chorros de agua limpia, al tiempo que la caña avanza dentro de un cilindro rotativo perforado o de varillas, eliminando residuos como tierra, basura, abono, insectos y pesticidas adheridos al producto.
Capacidad: 100 Tn como máximo. Dimensiones
Alto 2.5m
Diámetro 9m
Electricidad Servicios
Vapor Agua
Fotografía
Rendimiento: 100 toneladas/batch, 15 minutos por batch. Largo Peso 17 m 35 Tn Voltaje Potencia Trifásico 380V 250 kW T° Presión -
-
Presión
Caudal
2030 psi
1000 m 3/h
1.
MÁQUINA DESMENUZADORA Y DESFIBRADORA Descripción. La caña es transportada por un sistema de conductores de tablillas, que la pone en contacto con las picadoras y la desfibradora, las cuales son rotores provistos de cuchillas colocados sobre el conductor, accionados por turbinas de vapor y/o motores eléctricos; que giran a una velocidad aproximada de 650 RPM por donde se hace pasar el colchón de caña; la caña se fracciona abriendo las celdas para facilitar la extracción del jugo que contiene la caña. Los conductores están provistos de controles de velocidad que forman parte del sistema de control automático de alimentación del primer molino, para garantizar la fluidez de la molienda programada. Como su nombre lo indica, una desfibradora desgarra los pedazos de caña provenientes de las cuchillas, convirtiéndolos en tiras, sin extraer jugo alguno. El uso de desfibradoras, permite mejorar la uniformidad de la alimentación de los molinos, asegurando un aumento de la capacidad del trapiche y en la extracción de la sacarosa, y reduciendo por otro lado, la pérdida de sacarosa en el bagazo. Marca: Beijing Zhongcai Jianke Capacidad (Tn/h) Dimensiones
650-1200 Alto 5.0
Servicios
Electricidad
Ancho (m) 15.24 Voltaje (V) 380
Largo (m) 15.3 Intensidad de Corriente (A) 20-25
Volumen (m3) 1045 Potencia (kW) 4-7.5
4.
MOLINOS
Descripción -
-
Trapiche compuesto de seis molinos Cada molino está constituido por cuatro masas que son rodillos giratorios: dos masas inferiores llamadas cañeras porque reciben la caña o colchón fibroso de caña, una masa llamada bagacera, porque descarga el colchón fibroso dc la caña y una masa superior que transmite movimiento s las masas inferiores. Cada molino está equipado con una turbina accionada con vapor dc alta presión. Entre cada molino hay un conductor intermedio para transportar la caña de molino a molino.
Capacidad: 200 Tn/h Dimensiones
Alto 2.8 m
Ancho m
Electricidad Servicios
Vapor Parámetros de Molienda
Fotografía
Largo 4m Voltaje Potencia 440V 4 Hp T° 70 – 80°C Velocidad 12 rpm.
Peso 320 kg Trifásico
Presión 10 psi Caudal de jugo 7 litros/min.
5.
TANQUE DE ENCALADO
DESCRIPCIÓN CAPACIDAD DIMENSIONES
FOTOGRAFIA
Está hecho de acero inoxidable, la tapa, soporte y salida inferior es del mismo material. Posee un agitador de palas de sentido opuesto en su interior para facilitar el proceso de encalado. 125 m3 / h ; 150 Tn/h DIÁMETRO (m)
ALTO (m)
GROSOR (m)
6
5
0.0254
6.
INTERCAMBIADORES DE CALOR DE PLACAS
Marca: COMEVAL Descripción : Serie estándar de Intercambiadores de Placas S consiste en un bastidor con placas recambiables y juntas de estanqueidad de caucho, sin elementos de soldadura. Las placas están preformadas de acuerdo a un diseño de corrugación que facilita el intercambio térmico entre los fluidos primario y secundario. Función : La transmisión de calor es necesaria en los procesos industriales actuales, mediante esta transmisión se consiguen ahorros de costes energéticos y máximo aprovechamiento de la energía ya disponible en el sistema. Máxima Presión de Operación : 16 Kg/cm2 Máxima Temperatura de Operación: 130ºC Capacidad de Caudal Máxima: 50 m3/h*; 70 Tn/h Superficie máxima por placa : 5.80 m2 * Presiones de servicio 16 bar. Parte Material : 1. Bastidor Acero Carbono (pintado) EPOXI 2. Placas Acero Inoxidable AISI 316 3. Conexiones roscadas Acero Inoxidable AISI 316 4. Juntas NBR ó EPDM 5. Guías Placas Acero Inox Dimensiones: Espesor de placa: 0,5 mm Longitud : 100 mm hasta 17 placas
7.
CLARIFICADOR
Proveedor: Shanghai Junyu International Trading Co., Ltd. Descripción: El jugo proveniente de los molinos, pasa al tanque, donde se rebaja su grado de acidez. El Jugo alcalinizado se bombea a los calentadores, donde se eleva su temperatura hasta un nivel cercano al punto de ebullición. Luego antes de pasar a los clarificadores va a un tanque de flasheo abierto a la atmósfera, en el cual pierde entre 3 y 4 grados centígrados por acción de evaporación natural, también se cambia la velocidad del jugo de turbulento a laminar. En los clarificadores se sedimentan y decantan los sólidos. Los sólidos decantados pasan a los filtros rotatorios, trabajan con vacío y están recubiertos con finas mallas metálicas que dejan pasar el jugo Función: Pesado y clarificación del Jugo Capacidad : Área :
60-80 Tn/h 50 m2
Especificaciones : Tamaño: máx. De diámetro. Hasta 12 metros también puede ofrecer acuerdo de retirada en dos niveles diferentes del cliente sobre elección de s.
8.
FILTRO ROTATORIO AL VACIO
Descripción. Equipo Utilizado en la Industria de la Caña de Azúcar y sus Derivados. La función principal es la recuperación de la sacarosa que queda en la cachaza de la clarificación de los jugos de caña. En el proceso de filtración se mezcla Bagacillo de la caña de azúcar con la cachaza liquida. El filtro está compuesto de un tambor hueco, sumergido en la cachaza a filtrar que rota por medio de un eje horizontal. Su periferia sirve como área filtrante y está dividida en 24 secciones independientes. Cada una de estas secciones está conectada individualmente al sistema de vacío que consta de tres sectores diferentes. Un sector conectado a la atmósfera, uno comunicando a una cámara de vacío bajo y otro conectado a una cámara de vacío alto. “La superficie exterior del tambor consiste de lámina de acero inoxidabl e con 116 perforaciones por centímetro cuadrado de 0,5 milímetros de diámetro.” La bandeja que contiene la cachaza tiene un agitador para evitar que la cachaza sedimente en el fondo. Además esta bandeja tiene un rebalse de cachaza que es enviada nuevamente al tanque pulmón, creando una recirculación de cachaza aumentando la actividad microbiológica. Esto ocasiona pérdidas por inversión de sacarosa por acción microbiológica. A medida que el tambor del filtro rota, la cachaza es succionada por el tambor formando una capa sobre su superficie. Luego pasa por una serie de rociadores de agua caliente (70 grados Celsius), durante esta etapa se lava la torta de cachaza para extraer el jugo y sacarosa que contiene. Continúa la etapa de secado donde el jugo es succionado por el vacío. La torta se desprende del tambor por medio de un raspador y se rompe el vacío, dejando caer la torta de cachaza sobre la banda transportadora y comenzando el ciclo de nuevo. Marca: Oliver Capacidad (Tn/h) Dimensiones
45 Alto (m) 4.0 Agua
Servicios
Ancho (m) 4.7 Temperatura (°C) 70 Voltaje (V)
Electricidad Aire
220 /440 Presión (atm) 0.67
Largo (m) Volumen (m3) 5.4 101.52 Volumen 18.17 m3/hr Potencia (kW) Intensidad de Corriente (A) 25.0/12.5 2.238 3 Caudal (m /hr) 2.600
EVAPORADORES Descripción Marca:East Valcan Origen:China Descripción de Producto Aplicación: Este evaporador de la caída se utiliza principalmente para concentrar o distillating los materiales con la viscosidad baja, buen material de la fluidez, tal como frutas o el jugo vegetal, la glucosa, el almidón, la reutilización líquida de la descarga, el alcohol, el jarabe, la industria etc. de la leche. Puede conseguir una eficacia más alta del traspaso térmico, tiempo de calentamiento corto, especialmente para la sensibilidad del calor, el treacliness y el foaminess etc. Materiales. Componentes: Cada evaporador de la calefacción del efecto, cada separador del efecto, condensador, bomba de alta presión, esterilizador, tubos de la prueba de calor, sistema del vacío, bombas de alimentación, condensado el sistema de escape del agua, la plataforma de la operación, los elementos etc. Principio de funcionamiento: Los materiales son separados por los separadores, y distribuido a los tubos de cada calefacción, la gravitación y el segundo flujo del vapor los harán como película, fluyendo de la parte superior a la superficie inferior. El vapor calentará los tubos de calefacción, e intercambia el calor por los materiales, para hacer el agua o el otro material alto volátil evaporado.
Para asegurar los materiales conseguir a la consistencia pedida cerca pasan una vez, el cuarto de la calefacción debe tener bastante espacio, y al mismo tiempo, guardar el flux de los materiales, y por el evaporador de efectos múltiples para conseguir este resultado.
Capacidad (Tn/h) Evaporación de agua (kg/h)
250 a 300 20000-70000 Alto (m)
Ancho (m)
2.5
1 Temperatura (°C) 48-90 Voltaje (V)
Dimensiones Agua
Servicios
Electricidad
Vapor
220/440, 60 Hz. Temperatura (°C) 170
Volumen *5(m3) 1.2 40.2 Volumen (Tn/h)
Largo (m)
5-6 Intensidad de Corriente (A) 30
Potencia (kW) 2 kW
Presión (MPa) 0.6-0.8
9.
TACHO DE CRISTALIZACIÓN
Marca: Fives cail Descripción: Evaporadores de simple efecto al vacío llamados vacumpanes o tachos, cuya función es la producción y desarrollo de cristales a partir de jarabe, mieles y semilla según sea el caso de que se alimenta. Función: Principio de cocimiento en continuo en la producción de azúcar Capacidad: 1 Templa: 30 Tn/h 2 Templa: 15 Tn/ h 3 Templa: 7.5 Tn/h Total: 52.5 Tn/h Dimensiones: - Diámetro del tanque: 5.25 m 2 - Altura: 12-19 m2
10. CENTRÍFUGA
Modelo FC 155 La centrifuga está compuesta de ursa canasta perforada que gira suspendida de un eje por medio de un motor eléctrico a altas velocidades y que debido a la fuerza centrífuga que se genera por el movimiento rotatorio que adquiere la máquina., se produce la separación de los cristales y la miel que contiene la masa cocida. Durante el proceso de centrifugado, el azúcar se lava con agua caliente para eliminar la película de miel que recubre los cristales.
Superficie de centrifugado: Mayor a 2.7 m 2 Productividad: 47 Tn/h
Superficie Cribante: 19500 cm 2 Altura de la Carcasa: 1030 mm Diámetro superior de la canasta 1300 mm
11. TANQUE DE ENFRIAMIENTO EQUIPO DE CRISTALIZACIÓN EN FRÍO
Descripción: - Sistema de enfriamiento compuesto de haces tubulares oscilantes accionados por cilindros hidráulicos. - Requiere poco espacio, por su configuración vertical. - Se instala a la intemperie sin requerir edificación. - Buena transmisión térmica entre la masa y el medio refrigerante. - Posibilidad de trabajar masas de viscosidad relativamente alta. - Baja potencia de accionamiento.
Capacidad útil: 450 m 3 Diámetro del tanque: 5.75 m Altura total máximo: 9 m Área 1300 m2
12. ENVASADORA INDUSTRIAL
Marca: BCGA Descripción : El equipo está diseñado para ensacar productos de difícil fluidez, por medio de un transportador helicoidal, que dosifica el producto hasta llegar al peso meta. El equipo de dosificado es controlado electrónicamente, cuenta con un display para programar el peso deseado. Función: Empacar en bolsas dc papel de 50 kg perfectamente rotulados y cocidos con hilos de algodón. ESPECIFICACIONES : fabricado en acero al carbón o acero inoxidable. Cuenta con una tolva de recepción. El pesaje electrónico se realiza por medio de una celda de carga. Cuenta con 2 velocidades de llenado para ajuste fino Cuenta con un panel de control de electrónico que contiene un display para ajuste de parámetros para programar el peso meta. Sistema de transmisión de potencia por medio de motor, bandas y poleas. Para alimentar la tolva es necesario contar con un elevador de cangilones (no incluido), una banda tipo artesa (no incluida) o un transportador helicoidal (no incluido). Resolución de +/ ‐ 10 gramos. Velocidad de llenado de 3 a 5 sacos por minuto, o 14,5 Tn/h •
•
•
•
•
•
•
•
•
Capacidad: Pesaje de lectura electrónica ajustable de 1 a 60 kg. Dimensiones : Modelo A B C D EES-5
1.70 metros
1.52 metros
1.75 metros
1.17 metros
E
F
1.10 metros
0.82 metros
Tabla 9 . RESUMEN NÚMERO DE MÁQUINAS. MAQUINA
CANTIDAD
Balanza digital para camiones de carga
1
Grúas de hilo
6
Lavadora industrial
6
Maquina tritura, desmenuzadora y desfibradora de caña de azúcar
1
Molinos
5
Tanque de encalado
6
Intercambiador de calor de placas
12
Clarificador
10
Filtro rotatorio al vacío
1
Sistema de evaporadores de 5 efectos
2
Tacho de cristalización
4
Centrífuga
5
Tanque de enfriamiento equipo de cristalización en frío
1
Envasadora Industrial
8
IV DISTRIBUCION DE LA PLANTA 4 DISTRIBUCION GENERAL 1.
TABLA RELACIONAL Para la planta de la empresa se han determinado las siguientes áreas
Tabla 10. Área (m2) para cada actividad en el proceso de obtención de azúcar rubia. Departamentos
Área Total (m2)
Gerencia general
20
Área de Finanzas
20
Área de recepción de materia prima
32
Almacén de Insumos
40
Área de producción
7334
Almacén de PT
40
Área de logística
20
Laboratorio de calidad
28
Área de calderas
100
Zona de enfriamiento
100
Área de mantenimiento
25
Planta de Tratamiento de Agua
100
Zona de almacenamiento de residuos sólidos
40
Oficina de producción
20
SSHH Damas
16
SSHH Varones
16
Zona de libre desplazamiento
186
Área total
8137
DIAGRAMA RELACIONAL DE RECORRIDOS Y ACTIVIDADES Tabla 11. Identificación de las actividades de producción dentro del ingenio azucarero
4.1 DISPOSICIÓN IDEAL Y PRÁCTICA
FIGURA 10 : DISPOSICION IDEAL
FIGURA 11 : DISPOSICION PRACTICO
DIAGRAMA DE RECORRIDO
FIGURA 12: DIAGRAMA DERECORRIDO SENCILLO
BALANCE DE LÍNEA Tabla 12 . Cálculo de tiempo de operación total. TIEMPO DE BALANCE DE LÍNEA
OPERACIÓN (min) /Tn
1
PESADO
0.033
2
DESCARGA Y LAVADO
0.041
3
PREPARACIÓN DE LA CAÑA
0.06
4
EXTRACCIÓN DE JUGO
0.06
5
ENCALADO
0.067
6
CALENTAMIENTO
0.071
7
CLARIFICACIÓN
0.075
8
EVAPORACIÓN
0.05
9
CRISTALIZACIÓN
0.29
10
CENTRIFUGACIÓN
0.26
11
ENVASADO
0.517
TOTAL
1.524
Figura 13. Distribución de recorrido sencillo con estaciones de trabajo.
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La información de precios se refiere a cotizaciones de los contratos mencionados en la “Coffee, Sugar &Cocoa Exchange” del New York Board of Trade
Ver ORGANIZACIÓN DE LAS NACIONES UNIDAS PARA LA AGRICULTURA Y LA ALIMENTACIÓN (FAO). Food Outlook. Global Market Analysis. Noviembre. 2010. Tambien “OECD-FAO Agricultural Outlook 2010-2019”, OECD 2010.
