libro de procesos 2.pdf

NOMBRE COMPLETO:

APUNTES

II.MMXVII-PI.II

Mgr. Ing. Emir Vargas Peredo

PROCESOS II

Contenido Capitulo 1

Introducción. Introducción. .............................................................................................. 1-1

1.1

Factores de la Industria. Industria. .................................................................................... 1-1

1.2

Industria en Bolivia. ........................................................................................... 1-2

1.3

¿Qué es un proceso?........................................................................................ 1-6

1.4

Herramientas, Herramientas, maquinarias maquinarias e insumos. ............................................................. 1-6

1.4.1

Herramientas. Herramientas. ............................................................................................ 1-6

1.4.2

Maquinarias. Maquinarias. .............................................................................................. 1-7

1.4.3

Insumos ..................................................................................................... 1-8

1.5

Procesos industriales industriales en nuestro medio empresarial. empresarial. ....................................... 1-8

1.6

• Elaboración de diagramas de proc esos y otras formas de registro. ................ 1-9

1.7

Practica. .......................................................................................................... 1-14

1.7.1

Trabajo en clase....................................................................................... 1-14

1.7.2

Investigación. Investigación. ........................................................................................... 1-15

1.7.3

Video 1..................................................................................................... 1-15

Capitulo 2

Imprenta..................................................................................................... 2-1

2.1

Introducción. Introducción. ..................................................................................................... 2-1

2.2

Breve reseña histórica............................... histórica....................................................................................... ........................................................ 2-1

2.3

Procesos industriales ligados a la creación de libros, revistas, trípticos, dípticos y

otros. 2-4 2.4

Nuevas tecnologías tecnologías de impresión. .................................................................... 2-8

Mgr. Ing. Emir Vargas Peredo 2.5

PROCESOS II

Practica. .......................................................................................................... 2-10

2.5.1

Trabajo en clase....................................................................................... 2-10

2.5.2

Videos 2. .................................................................................................. 2-11

2.5.2.1 Papel de prensa. prensa. .................................................................................. 2-11 2.5.2.2 Imprenta Sagitario. ............................................................................... 2-11 Capitulo 3

Bebidas y alimentos. .................................................................................. 3-1

3.1

Antecedentes. Antecedentes. ................................................................................................... 3-1

3.2

Objetivos. .......................................................................................................... 3-1

3.3

Procesamiento Procesamiento del jugo de frutas. ..................................................................... 3-2

3.3.1

Proceso de Extracción. .............................................................................. 3-2

3.3.2

Desintegración. Desintegración. .......................................................................................... 3-2

3.3.3

Rompimiento en Caliente. Caliente. .......................................................................... 3-3

3.3.4

Enzimas de Prensado. Prensado. ............................................................................... 3-3

3.3.5

Equipos de Prensado. Prensado. ................................................................................ 3-3

3.3.5.1 Prensa hidráulica hidráulica de trapo: trapo: ..................................................................... 3-3 3.3.5.2 Prensa de pistón horizontal horizontal:: ................................................................... ................................................................... 3-3 3.3.5.3 Prensa Willmes: Willmes:...................................................................................... 3-4 3.3.6

Proceso de los Cítricos. ............................................................................. 3-4

3.3.7

Clarificación. .............................................................................................. 3-4

3.3.7.1 Preparación Enzimática. Enzimática.......................................................................... 3-4 3.3.8

Separación Separación Mecánica. Mecánica. ................................................................................ 3-5

3.3.9

Filtración. ................................................................................................... 3-5

3.3.10

Concentración. Concentración. ........................................................................................... 3-5


PROCESOS II

3.3.11

Pasteurización. Pasteurización. .......................................................................................... 3-6

3.3.12

Procesamiento Procesamiento del del Jugo Jugo Aséptico. ............................................................. 3-6

3.3.13

Néctar. ....................................................................................................... 3-6

3.3.14

Empacado. Empacado. ................................................................................................. 3-7

3.3.14.1

Latas: .................................................................................................. 3-7

3.3.14.2

Vidrio:.................................................................................................. 3-7

3.3.14.3

Plástico: .............................................................................................. 3-7

3.3.15

Tratamiento de Residuos. Residuos. .......................................................................... 3-8

3.3.16

Exámenes Exámenes Estándar. Estándar. .................................................................................. 3-8

3.4

3.3.16.1

Microbial: ............................................................................................ 3-9

3.3.16.2

Almidonado: Almidonado: ........................................................................................ 3-9

3.3.16.3

Complejo proteínico proteínico tanino:................................................................. 3-9

3.3.16.4

Niebla de tanino: ................................................................................. 3-9

3.3.16.5

Niebla de goma: .................................................................................. 3-9

3.3.16.6

Iones metálicos: ................................................................................ 3-10

Proceso de obtención obtención de jugo. ........................................................................ 3-10

3.4.1

Obtención de Jugos a partir de las Frutas ................................................ 3-10

3.4.2

Concentración Concentración de Jugos Obtenidos ......................................................... 3-12

3.4.3

Hidratación de Concentrados Concentrados ................................................................... 3-12

3.5

Operaciones Operaciones preliminares. preliminares. .............................................................................. 3-13

3.5.1

Lavado. .................................................................................................... 3-13

3.5.2

Selección. Selección. ................................................................................................ 3-13

3.5.3

Pelado o mondado. mondado. .................................................................................. 3-14

3.5.4

Trozado.................................................................................................... 3-14

3.5.5

Escaldado. Escaldado. ............................................................................................... 3-15


PROCESOS II

Materias primas e insumos empleados. .......................................................... 3-16

3.6.1

Frutas....................................................................................................... 3-16

3.6.2

Agua. ....................................................................................................... 3-16

3.6.3

Endulzantes. ............................................................................................ 3-16

3.6.4

Acidificantes. ............................................................................................ 3-17

3.6.5

Saborizantes. ........................................................................................... 3-18

3.6.6

Colorantes................................................................................................ 3-18

3.6.7

Preservantes. ........................................................................................... 3-18

3.6.8

Estabilizantes. .......................................................................................... 3-19

3.6.9

Antioxidantes. .......................................................................................... 3-19

3.7

Los principios de la conservación de alimentos. .............................................. 3-19

3.7.1

Métodos de preservación por periodos cortos. ......................................... 3-20

3.7.2

Métodos de preservación por acción química. ......................................... 3-20

3.7.3

Métodos de preservación por tratamientos físicos.................................... 3-20

3.7.4

Preservación mediante altas temperaturas. ............................................. 3-21

3.7.5

Conservación mediante la adición de azúcar. .......................................... 3-24

3.7.6

Conservación mediante la regulación del PH. .......................................... 3-25

3.8

Aplicación de los procesos a pequeña escala. ................................................ 3-26

3.9

Practica. .......................................................................................................... 3-27

3.9.1

Trabajo en clase....................................................................................... 3-27

3.9.2

Video........................................................................................................ 3-27

Mgr. Ing. Emir Vargas Peredo Capitulo 4 4.1

PROCESOS II

(Continuación) Bebidas y alimentos. .......................................................... 4-1

Néctar de pera. ................................................................................................. 4-1

4.1.1

Materia prima. ............................................................................................ 4-1

4.1.2

Materiales y equipos. ................................................................................. 4-1

4.1.3

Procesamiento ........................................................................................... 4-1

4.2

Néctar de durazno o damasco. ......................................................................... 4-2

4.2.1

Materia prima. ............................................................................................ 4-2

4.2.2

Materiales y equipos. ................................................................................. 4-2

4.2.3

Procesamiento. .......................................................................................... 4-2

4.3

Jugo natural de carambola y mango. ................................................................ 4-4

4.3.1

Materia prima. ............................................................................................ 4-4

4.3.2

Materiales y equipos .................................................................................. 4-4

4.3.3

Procesamiento. .......................................................................................... 4-4

4.4

Jugo de tomate. ................................................................................................ 4-5

4.4.1

Materia prima. ............................................................................................ 4-5

4.4.2

Materiales y equipos .................................................................................. 4-5

4.4.3

Procesamiento ........................................................................................... 4-6

4.5

Jugo de naranja. ............................................................................................... 4-7

4.5.1

Descripción del producto y del proceso. ..................................................... 4-7

4.5.2

Materia prima e ingredientes. ..................................................................... 4-8

4.6

Practica. ............................................................................................................ 4-8


PROCESOS II

4.6.1

Trabajo en clase......................................................................................... 4-8

4.6.2

Video 4....................................................................................................... 4-8

4.6.2.1 Zumo de naranja. ................................................................................... 4-8 4.6.2.2 Maquina.................................................................................................. 4-8 Capitulo 5 5.1


Jugo de piña vitaminado. .................................................................................. 5-1

5.1.1

Descripción del proceso de elaboración de jugo de piña vitaminado. ......... 5-1

5.1.2

Consumo en fresco y procesamiento. ........................................................ 5-7

5.2

Practica. .......................................................................................................... 5-10

5.2.1

Trabajo en clase....................................................................................... 5-10

5.2.2

Video 5..................................................................................................... 5-10

5.2.2.1 Jugo de piña. ........................................................................................ 5-10 5.2.2.2 Enlatado de piña................................................................................... 5-10 Capitulo 6 6.1


Procesos que se adecuan a nuestro medio....................................................... 6-1

6.1.1

Pasteurizado .............................................................................................. 6-1

6.1.2

Concentrado. ............................................................................................. 6-1

6.1.3

Aditivos. ..................................................................................................... 6-1

6.1.4

Mezclado. .................................................................................................. 6-2

6.1.5

Envasado. .................................................................................................. 6-2

6.1.6

Enfriado y congelado. ................................................................................ 6-2

6.1.7

Almacenamiento. ....................................................................................... 6-3

6.1.8

Máquinas y equipos. .................................................................................. 6-3

Mgr. Ing. Emir Vargas Peredo 6.1.9

PROCESOS II

Recepción y selección ............................................................................... 6-4

6.1.9.1 Balanza .................................................................................................. 6-4 6.1.9.2 Transportadora de rodillos ...................................................................... 6-4 6.2

Practica. ............................................................................................................ 6-4

6.2.1

Investigación. ............................................................................................. 6-4

6.2.2

Video 6....................................................................................................... 6-5

Capitulo 7

Detergentes. .............................................................................................. 7-1

7.1

Introducción. ..................................................................................................... 7-1

7.2

Información general del proceso. ...................................................................... 7-1

7.2.1 7.3

Descripción del proceso. ............................................................................ 7-1

Descripción de la planta. ................................................................................... 7-4

7.3.1

Capacidad de producción........................................................................... 7-4

7.3.2

Materias primas. ........................................................................................ 7-4

7.3.3

Mano de obra requerida. ............................................................................ 7-5

7.3.4

Maquinaria y equipo. .................................................................................. 7-5

7.3.5

Área del terreno y edificio de la planta. ...................................................... 7-6

7.3.6

Gastos generales de la planta.................................................................... 7-7

7.3.7

Distribución de planta................................................................................. 7-7

7.4

Practica. ............................................................................................................ 7-9

7.4.1

Trabajo en clase......................................................................................... 7-9

7.4.2

Investigación. ............................................................................................. 7-9

7.4.3

Video 7....................................................................................................... 7-9

Mgr. Ing. Emir Vargas Peredo Capitulo 8

PROCESOS II

Jabones. .................................................................................................... 8-1

8.1

Objetivos. .......................................................................................................... 8-1

8.2

Introducción. ..................................................................................................... 8-1

8.3

Descripción del proceso. ................................................................................... 8-1

8.3.1

Proceso de saponificación. ........................................................................ 8-1

8.3.2

Proceso de acabado. ................................................................................. 8-2

8.4

Descripción de la planta. ................................................................................... 8-2

8.4.1

Capacidad de producción........................................................................... 8-2

8.4.2

Materias primas. ........................................................................................ 8-3

8.4.3

Mano de obra requerida. ............................................................................ 8-3

8.4.4

Maquinaria y equipo. .................................................................................. 8-4

8.4.5

Equipos de inspección y prueba................................................................. 8-4

8.4.6

Gastos generales de planta ....................................................................... 8-5

8.4.7

Área mínima de la planta. .......................................................................... 8-5

8.5

Jabón de tocador. ............................................................................................. 8-6

8.5.1

Objetivos. ................................................................................................... 8-6

8.5.2

Proceso de fabricación............................................................................... 8-6

8.5.2.1 Recepción y almacenamiento de materias primas.................................. 8-6 8.5.2.2 Almacenamiento temporal. ..................................................................... 8-7 8.5.2.3 Control de calidad de materias primas.................................................... 8-7 8.5.2.4 Dosificación de materias primas para la carga. ...................................... 8-8 8.5.2.5 Saponificación inicial. ............................................................................. 8-8 8.5.2.6 Reposo y enfriado. ................................................................................. 8-9 8.5.2.7 Purgado.................................................................................................. 8-9


PROCESOS II

8.5.2.8 Saponificación final................................................................................. 8-9 8.5.2.9 Secado. ................................................................................................ 8-10 8.5.2.10

Picado............................................................................................... 8-10

8.5.2.11

Transporte. ....................................................................................... 8-10

8.5.2.12

Mezclado. ......................................................................................... 8-10

8.5.2.13

Molienda. .......................................................................................... 8-11

8.5.2.14

Extruido............................................................................................. 8-11

8.5.2.15

Cortado. ............................................................................................ 8-11

8.5.2.16

Control de calidad del producto terminado. ....................................... 8-11

8.5.2.17

Prensado. ......................................................................................... 8-12

8.5.2.18

Empacado. ........................................................................................ 8-12

8.5.2.19

Transporte. ....................................................................................... 8-12

8.5.2.20

Almacenamiento temporal................................................................. 8-12

8.5.2.21

Distribución y entrega al cliente......................................................... 8-12

8.5.3

Materias primas e insumos empleados .................................................... 8-13

8.5.4

Maquinaria requerida ............................................................................... 8-13

8.5.5

Distribución en planta............................................................................... 8-14

8.5.6

Recomendaciones y conclusiones. .......................................................... 8-16

8.6

Practica. .......................................................................................................... 8-16

8.6.1

Trabajo en clase....................................................................................... 8-16

8.6.2

Video 8..................................................................................................... 8-16

Capitulo 9

Jabones (continuación) .............................................................................. 9-1

9.1

Jabón de tocador 2. .......................................................................................... 9-1

9.1.1

Objetivos .................................................................................................... 9-1

9.1.2

Introducción ............................................................................................... 9-1

9.1.3

Composición y caracteres del jabón........................................................... 9-1


PROCESOS II

Los procesos identificados ......................................................................... 9-2

9.1.4.1 Recepción de materia prima ................................................................... 9-2 9.1.4.2 Transporte al área de cocción ................................................................ 9-2 9.1.4.3 Primera cocción ...................................................................................... 9-2 9.1.4.4 Agregado de ingredientes finales ........................................................... 9-2 9.1.4.5 Segunda cocción .................................................................................... 9-3 9.1.4.6 Reposo y extracción de lejías ................................................................. 9-3 9.1.4.7 Mezclado y adición de ingredientes finales ............................................. 9-3 9.1.4.8 Enfriado .................................................................................................. 9-3 9.1.4.9 Corte y troquelado .................................................................................. 9-4 9.1.4.10

Prensado y troquelado ........................................................................ 9-4

9.1.4.11

Empaque ............................................................................................ 9-4

9.1.4.12

Transporte al área de distribución ....................................................... 9-4

9.1.4.13

Distribución ......................................................................................... 9-4

9.1.5

Escala de una pequeña empresa ............................................................... 9-4

9.1.5.1 Recepción y almacenamiento de materias primas:................................. 9-4 9.1.5.2 Almacenamiento temporal: ..................................................................... 9-4 9.1.5.3 Control de calidad de materias primas:................................................... 9-5 9.1.5.4 Dosificación de materias primas para la carga: ...................................... 9-5 9.1.5.5 Saponificación inicial: ............................................................................. 9-6 9.1.5.6 Reposo y enfriado .................................................................................. 9-7 9.1.5.7 Purgado.................................................................................................. 9-7 9.1.5.8 Saponificación final................................................................................. 9-7 9.1.5.9 Secado ................................................................................................... 9-8 9.1.5.10

Picado................................................................................................. 9-8

9.1.5.11

Transporte .......................................................................................... 9-8

9.1.5.12

Mezclado ............................................................................................ 9-8

9.1.5.13

Molienda: ............................................................................................ 9-9

9.1.5.14

Extruido:.............................................................................................. 9-9

9.1.5.15

Cortado: .............................................................................................. 9-9

9.1.5.16

Control de calidad del producto terminado: ......................................... 9-9

9.1.5.17

Prensado: ......................................................................................... 9-10

9.1.5.18

Empacado: ........................................................................................ 9-10

9.1.5.19

Transporte: ....................................................................................... 9-10


PROCESOS II

9.1.5.20

Almacenamiento temporal:................................................................ 9-10

9.1.5.21

Distribución y entrega al cliente:........................................................ 9-10

9.1.6

Las materias primas e insumos empleados.............................................. 9-11

9.1.6.1 Materias primas .................................................................................... 9-11 9.1.6.2 Álcalis. .................................................................................................. 9-11 9.1.6.3 Grasas y aceites ................................................................................... 9-11 9.1.6.4 Sebo ..................................................................................................... 9-12 9.1.6.5 Grasa ................................................................................................... 9-12 9.1.6.6 Aceites ................................................................................................. 9-12 9.1.6.7 Materiales no grasos ............................................................................ 9-13 9.1.7

La maquinaria requerida y el tipo de producción ...................................... 9-13

9.1.7.1 Maquinaria requerida............................................................................ 9-13 9.1.7.1.1 El proceso de saponificación del jabón ........................................... 9-13 9.1.7.1.2 El proceso de acabado del jabón. ................................................... 9-14 9.1.8

Tipo de producción................................................................................... 9-16

9.1.9

Diagrama de operaciones de proceso. ..................................................... 9-18

9.1.9.1 Flujo del proceso de producción en una escala de pequeña empresa. . 9-18 9.1.9.2 Diagrama de recorrido o cursograma. .................................................. 9-19 9.1.9.3 Distribución de la planta. ...................................................................... 9-22 9.2

Recomendaciones y conclusiones .................................................................. 9-22

9.2.1

Método de Sharples. ................................................................................ 9-22

9.2.2

Método Mon Savon. ................................................................................. 9-23

9.3

Practica. .......................................................................................................... 9-24

9.3.1

Investigación. ........................................................................................... 9-24

9.3.2

Video 9..................................................................................................... 9-24

Capitulo 10 Petróleo y sus derivados. ......................................................................... 10-1 10.1 Introducción .................................................................................................... 10-1


PROCESOS II

10.2 Definición. ....................................................................................................... 10-1 10.3 Composición. .................................................................................................. 10-1 10.4 Formación. ...................................................................................................... 10-1 10.5 Prospección del petróleo. ................................................................................ 10-2 10.6 Extracción. ...................................................................................................... 10-3 10.7 Variedades de crudo. ...................................................................................... 10-3 10.8 Producción. ..................................................................................................... 10-3 10.8.1

Transportación del petróleo...................................................................... 10-3

10.8.2

Almacenamiento del petróleo. .................................................................. 10-4

10.8.2.1

Almacenamiento del bruto................................................................. 10-4

10.8.2.2

Almacenamiento en la refinería. ........................................................ 10-4

10.8.2.3

Almacenamiento de distribución........................................................ 10-4

10.8.2.4

Almacenamiento de reserva.............................................................. 10-5

10.8.2.5

Almacenamientos subterráneos. ....................................................... 10-5

10.8.3

Procesos de refinación del petróleo. ........................................................ 10-5

10.8.3.1

Destilación atmosférica y al vacío. .................................................... 10-5

10.8.3.2

Hidrotratamiento. .............................................................................. 10-6

10.8.3.3

Reformación de Nafta. ...................................................................... 10-6

10.8.3.4

Isomerización. ................................................................................... 10-6

10.8.3.5

Desintegración Catalítica Fluida (FCC). ............................................ 10-6

10.8.3.6

Producción de Éteres........................................................................ 10-7

10.8.3.7

Alquilación. ....................................................................................... 10-7

10.8.3.8

Fondo de Barril. ................................................................................ 10-7

10.8.3.9

Producción de Lubricantes. ............................................................... 10-7

10.8.3.10 Endulzamiento y Recuperación de Azufre......................................... 10-8 10.8.3.11 Procesamiento de Gas Natural. ........................................................ 10-8 10.8.3.12 Procesos Petroquímicos. .................................................................. 10-8 10.9 Evolución de los precios del barril de petróleo a nivel mundial. ....................... 10-9


PROCESOS II

10.10

Impacto ambiental. .................................................................................... 10-10

10.11

Practica. .................................................................................................... 10-11

10.11.1

Trabajo en clase. ................................................................................ 10-11

10.11.2

Video 10. ............................................................................................ 10-11

Capitulo 11 Petróleo y sus derivados. (Continuacion). ................................................ 11-1 11.1 Derivados del petróleo. ................................................................................... 11-1 11.1.1

Destilación fraccionada. ........................................................................... 11-1

11.1.2

Destilación por presión reducida. ............................................................. 11-2

11.2 Objetivos. ........................................................................................................ 11-3 11.2.1

Objetivo general. ...................................................................................... 11-3

11.2.2

Objetivos específicos. .............................................................................. 11-3

11.3 Gases livianos................................................................................................. 11-3 11.3.1

Gas butano. ............................................................................................. 11-3

11.3.1.1

Composición química del gas butano................................................ 11-3

11.3.1.2

Propiedades. ..................................................................................... 11-4

11.3.1.3

Aplicaciones del Gas Butano ............................................................ 11-5

11.3.1.4

Riesgos que entraña su utilización .................................................... 11-5

11.3.2

Propano. .................................................................................................. 11-6

11.3.2.1

Propiedades. ..................................................................................... 11-6

11.3.2.2

Usos ................................................................................................. 11-7

11.3.2.3

Ventajas energéticas......................................................................... 11-8

11.4 Diagrama de operaciones gases livianos. ....................................................... 11-8 11.5 Kerosene......................................................................................................... 11-8 11.5.1

Propiedades. ............................................................................................ 11-9


PROCESOS II

11.5.2

Usos....................................................................................................... 11-10

11.5.3

Diagrama de operaciones operaciones kerosene....................................................... 11-11

11.6 Gasolina........................................................................................................ 11-11 11.6.1

Características Características ....................................................................................... 11-12

11.6.2

Utilización .............................................................................................. 11-12

11.6.3

Proceso de obtención obtención ............................................................................ 11-13

11.6.4

Octanaje. Octanaje. ............................................................................................... 11-15

11.6.5

Impacto ambiental. ambiental. ................................................................................. 11-15

11.6.6

Diagrama de operaciones operaciones gasolinas. ..................................................... 11-16

11.7 Diésel liviano ................................................................................................. 11-16 11.7.1

Propiedades Propiedades del diésel. .......................................................................... 11-16

11.7.2

Usos....................................................................................................... 11-17

11.7.3

Emisiones contaminantes. contaminantes. ..................................................................... 11-17

11.7.4

Diésel / gas oíl ....................................................................................... 11-18

11.7.5

Diagrama de operacione operacioness diésel liviano. ................................................ 11-19

11.8 Combustoleo (fuel oil) ................................................................................... 11-19 11.8.1

Usos....................................................................................................... 11-19

11.8.2

Identificación Identificación de componentes. componentes. .............................................................. 11-20

11.8.3

Propiedades Propiedades fisicoquímicas. fisicoquímicas. ................................................................... 11-20

11.8.4

Riesgos de fuego y explosión................................................................. explosión................................................................. 11-20

11.8.4.1

Medio de extinción .......................................................................... 11-20

11.8.4.2

Condiciones que conducen a otros riesgos especiales ............ ...... ............ ........ 11-20


PROCESOS II

11.8.5

Productos de la combustión combustión nocivos nocivos para para la salud................................. 11-20

11.8.6

Riesgos de reactividad reactividad ........................................................................... 11-21

11.8.7

Precauciones Precauciones para para el manejo ................................................................. 11-21

11.8.8

Diagrama de operacione operacioness combustóleo. combustóleo. ................................................ 11-22

11.9 Diagrama de operaciones para diversos derivados del petróleo. ............ ...... ............ ...... 11-23 11.10

Problema ambiental. ambiental. .................................................................................. 11-25

11.11

Conclusiones. Conclusiones. ............................................................................................ 11-26

11.12

Practica. .................................................................................................... 11-26

11.12.1

Trabajo en clase. ................................................................................ 11-26

11.12.2

Video 11. ............................................................................................ 11-26

Capitulo 12 Petróleo y sus derivados derivados (continuación). (continuación). .................................................. 12-1 12.1 Introducción. Introducción. ................................................................................................... 12-1 12.2 Objetivos. ........................................................................................................ 12-1 12.3 Asfalto ............................................................................................................. 12-1 12.3.1

Asfaltos Naturales. Naturales. ................................................................................... 12-2

12.3.2

Asfaltos Nativos, Sólidos O Semisólidos. Semisólidos. ................................................. 12-2

12.3.3

Composición Del Asfalto. ......................................................................... 12-2

12.3.4

Asfaltos Derivados Derivados De Petróleo. Petróleo................................................................ 12-3

12.4 Gasolina de aviación. aviación. ...................................................................................... 12-3 12.5 GLP o gas propano. propano. ........................................................................................ 12-4 12.5.1

Productos. Productos. ................................................................................................ 12-4

Mgr. Ing. Emir Vargas Peredo 12.5.1.1 12.5.2

PROCESOS II

Ventajas Energéticas Energéticas ........................................................................ 12-4

Porque usar usar Gas Licuado Licuado de Petróleo. Petróleo...................................................... 12-5

12.6 Procesos de de operaciones. operaciones. ............................................................................... 12-5 12.6.1

Asfalto. ..................................................................................................... 12-5

12.6.2

Gasolina................................................................................................... 12-6

12.6.3

Gas licuado licuado de petróleo (GLP). ................................................................ 12-7

12.7 Problemas ambientales ambientales en el uso del petróleo petróleo y sus derivados. derivados....................... 12-7 12.7.1

Consecuencias Consecuencias del del cambio cambio climático. climático. ....................................................... 12-7

12.7.2

Lluvia ácida. ............................................................................................. 12-8

12.7.3

Deposición ácida...................................................................................... 12-8

12.7.3.1

Ecosistemas acuáticos. acuáticos. ..................................................................... 12-8

12.7.3.2

Ecosistemas terrestres...................................................................... 12-9

12.7.3.3

Edificios y construcciones. construcciones. ................................................................ 12-9

12.7.4

Vertidos de petróleo ................................................................................. 12-9

12.7.5

Cantidad y origen del petróleo petróleo vertido vertido al mar ......................................... 12-10

12.8 Accidentes. Accidentes. ................................................................................................... 12-11 12.9 Lavado de tanques tanques........................................................................................ 12-12 12.10

Evolución de las manchas de petróleo....................................................... petróleo....................................................... 12-12

12.11

Medidas para evitar daños al medio medio ambiente. ambiente........................................... 12-12

12.12

Sistemas de limpieza de los vertidos vertidos de petróleo petróleo.. ..................................... 12-13

12.12.1

Contención y recogida. ....................................................................... 12-13

12.12.2

Dispersantes. Dispersantes. ..................................................................................... 12-14


PROCESOS II

12.12.3

Incineración. Incineración. ....................................................................................... 12-14

12.12.4

Biodegradación................................................................................... Biodegradación................................................................................... 12-14

12.12.5

Limpieza de las costas. ...................................................................... 12-14

12.12.6

No hacer nada. ................................................................................... 12-14

12.13

Practica. .................................................................................................... 12-15

12.13.1

Trabajo en clase. ................................................................................ 12-15

12.13.2

Video 12. ............................................................................................ 12-15

Capitulo 13 Petróleo y sus derivados derivados (continuación). (continuación). .................................................. 13-1 13.1 Introducción. Introducción. ................................................................................................... 13-1 13.2 Objetivos. ........................................................................................................ 13-1 13.3 Bencina Industrial............................................................................................ 13-2 13.3.1

Descripción Del Producto. Producto. ........................................................................ 13-2

13.3.2

Usos......................................................................................................... 13-2

13.3.3

Precauciones Precauciones Para El Manejo. Manejo. ................................................................. 13-2

13.4 Ceras Parafinitas. Parafinitas............................................................................................. 13-3 13.4.1

Descripción Del Producto. Producto. ........................................................................ 13-3

13.4.2

Usos......................................................................................................... 13-3

13.4.3

Precauciones Precauciones Para El Manejo. Manejo. ................................................................. 13-3

13.5 Polietileno. Polietileno. ...................................................................................................... 13-3 13.5.1

Aplicaciones. Aplicaciones. ............................................................................................ 13-4

13.5.1.1

PEBD (Polietileno (Polietileno de Baja Densidad)................................................ Densidad)................................................ 13-4

13.5.1.2

PEAD (Polietileno (Polietileno de Alta Densidad). Densidad). ............................................... ............................................... 13-4


PROCESOS II

Procesamiento. ........................................................................................ 13-5

13.6 Alquitrán aromatico (arotar)............................................................................. 13-6 13.6.1

Descripción Del Producto. ........................................................................ 13-6

13.6.2

Usos......................................................................................................... 13-6

13.6.3

Precauciones Para El Manejo. ................................................................. 13-6

13.7 Tolueno ........................................................................................................... 13-6 13.7.1

Descripción Del Producto. ........................................................................ 13-6

13.7.2

Usos......................................................................................................... 13-6

13.7.3

Precauciones Para El Manejo. ................................................................. 13-7

13.8 Diagrama de operaciones del derivado. .......................................................... 13-7 13.9 El problema ambiental..................................................................................... 13-7 13.9.1

Control de efluentes líquidos. ................................................................... 13-8

13.9.2

Control de emisiones gaseosas. .............................................................. 13-8

13.9.3

Control de los residuos sólidos................................................................. 13-9

13.10

Practica. ...................................................................................................... 13-9

13.10.1

Trabajo en clase. .................................................................................. 13-9

13.10.2

Investigación. ....................................................................................... 13-9

13.10.3

Video 13. .............................................................................................. 13-9


PROCESOS II

Tablas Tabla 1. Simbología de procesos. ................................................................................. 1-10 Tabla 2. Cursograma analítico. ..................................................................................... 1-14 Tabla 3. Posibilidades para el procesamiento industrial de la piña. ................................. 5-6 Tabla 4. Balanza para la operación del pesado. .............................................................. 6-4 Tabla 5. Cinta transportadora clásica. ............................................................................. 6-4 Tabla 6. Composición del detergente. ............................................................................. 7-4 Tabla 7. Clasificación del trabajo..................................................................................... 7-5 Tabla 8. Maquinaria y equipo. ......................................................................................... 7-5 Tabla 9. Mano de obra requerida. ................................................................................... 8-3 Tabla 10. Línea de acabado del jabón............................................................................. 8-4 Tabla 11. Equipos de inspección y prueba. ..................................................................... 8-4 Tabla 12. Gastos generales de planta. ............................................................................ 8-5 Tabla 13. Propiedades del butano................................................................................. 11-4 Tabla 14. Propiedades del propano............................................................................... 11-6 Tabla 15. Propiedades del kerosene. ............................................................................ 11-9 Tabla 16. Procesos de obtención. ............................................................................... 11-13 Tabla 17. Propiedades fisicas del diesel...................................................................... 11-18 Tabla 18. Problema ambiental ..................................................................................... 11-25 Tabla 19. Accidentes con respecto al petroleo. ........................................................... 12-11 Tabla 20. Manchas de petróleo visibles. ...................................................................... 12-12


PROCESOS II

Imágenes Imagen 1. Mapa de actividad económica de Bolivia. ....................................................... 1-5 Imagen 2. Grabado en madera........................................................................................ 2-2 Imagen 3. La imprenta de Gutenberg. ............................................................................. 2-3 Imagen 4. Mecanismo de imprenta linotipia..................................................................... 2-4 Imagen 5. XEROX iGEN4 – Capacidad 110 ppm. ........................................................... 2-9 Imagen 6. DocuColor 8080 – Capacidad 80 ppm. ........................................................... 2-9 Imagen 7. DocuTech 180 High Light Colour – Capacidad 180 ppm. ............................. 2-10 Imagen 8. InfoPrint 4100 – Capacidad 1440 ppm.......................................................... 2-10 Imagen 9. Proceso de elaboración del jugo de pera. ....................................................... 4-3 Imagen 10. Procesamiento del jugo de tomate. ............................................................... 4-6 Imagen 11. Empacado de piñas para jugo. ..................................................................... 5-2 Imagen 12. Embalaje de piñas. ....................................................................................... 5-3 Imagen 13. Inspección y selección de tamaño. ............................................................... 5-4 Imagen 14. Piñas enlatadas. ........................................................................................... 5-5 Imagen 15. Maquina Guinaka. ........................................................................................ 5-8 Imagen 16. Desaireador. ................................................................................................. 5-8 Imagen 17. Extracción de jugo de piña en forma tradicional............................................ 5-9 Imagen 18. Distribución de planta. .................................................................................. 7-8 Imagen 19. Distribución de planta. .................................................................................. 8-5


PROCESOS II

Imagen 20. Diferentes presentaciones de jabones de tocador. ....................................... 8-6 Imagen 21. Maquinaria. ................................................................................................. 8-14 Imagen 22. Distribución de planta para empresas pequeñas. ....................................... 8-15 Imagen 23. Formula química del jabón............................................................................ 9-2 Imagen 24. Proceso de saponificación del jabón........................................................... 9-13 Imagen 25. Proceso de acabado del jabon. .................................................................. 9-14 Imagen 26. Máquina del mezclador. .............................................................................. 9-14 Imagen 27. Máquina del rodillo para jabón. ................................................................... 9-15 Imagen 28. Máquina del estudiantón doble para jabón. ................................................ 9-15 Imagen 29. Máquina para cortador de barra de jabón. .................................................. 9-15 Imagen 30. Máquina para cortador de jabón. ................................................................ 9-16 Imagen 31. Máquina de timbrado de jabón. .................................................................. 9-16 Imagen 32. Diagrama de operaciones del Jabon. ......................................................... 9-18 Imagen 33. Flujo del proceso de producción en una escala de micro empresa/artesanal. 919 Imagen 34. Distribución de planta. ................................................................................ 9-22 Imagen 35. Carbono...................................................................................................... 10-1 Imagen 36. Hidrogeno. .................................................................................................. 10-2 Imagen 37. Prospección del petróleo. ........................................................................... 10-2 Imagen 38. Columna de fraccionamiento. ..................................................................... 10-5 Imagen 39. Refinería. .................................................................................................... 11-1


PROCESOS II

Imagen 40. Lluvia acida. ............................................................................................... 12-8 Imagen 41. Zonas del planeta con más lluvia acida. ..................................................... 12-9 Imagen 42. Proceso de refino de productos derivados del petróleo. ............................. 13-7


PROCESOS II

Esquemas Esquema 1. Diagrama de operaciones de proceso. Mesas para teléfono. .................... 1-13 Esquema 2. Impresión bajo Demanda............................................................................. 2-6 Esquema 3. Diagrama de procesos de operaciones para la elaboración de impresos .... 2-7 Esquema 4. Diagrama de elaboración de enlatado de piña. ............................................5-7 Esquema 5. Operaciones para obtener gases livianos. ................................................. 11-8 Esquema 6. Diagrama de operaciones del kerosene. ................................................. 11-11 Esquema 7. Diagrama de procesos de la obtención de gasolina................................. 11-16 Esquema 8. Diagrama de operaciones del diésel liviano. ............................................ 11-19 Esquema 9. Diagrama de operaciones del combustóleo. ............................................ 11-22 Esquema 10. Operaciones para la obtención de diversos derivados del petróleo. ...... 11-23 Esquema 11. Operaciones para la obtención de diversos derivados del petróleo en porcentajes.................................................................................................................. 11-24


CAPITULO 1

PROCESOS II

INTRODUCCIÓN.

La industria es la transformación de las materia primas en productos manufacturados y útiles a las necesidades humanas. Los recursos naturales no tienen valor si el hombre no los aprovecha racionalmente y en forma sostenible. Es decir, si los recursos naturales son utilizados debidamente para la producción de riquezas, constituyen “la industria”. 1.1

Factores de la Industria.

Para el desarrollo de la industria es necesario el concurso de los siguientes factores: a) Factor geográfico: La instalación industrial debe estar bien ubicada, teniendo en cuenta el factor geográfico, es decir, considerar elementos tales como la existencia de agua, clima adecuado, dirección preferencial del viento, relieve o topografía, cercanía a poblaciones, centros de consumo y puertos. En nuestro caso, es imprescindible una salida al mar soberana y útil. b) Abastecimiento de materias primas: Es importante la cercanía de las materias primas que precisan su transformación e industrialización. La excesiva distancia repercute desfavorablemente en los precios. c) Energía: Para la instalación de un centro industrial es necesario disponer de la energía suficiente, ya sea proveniente de la electricidad, derivados del petróleo y energías no convencionales. d) Transporte y comercialización: Es necesario considerar el tipo de transporte, sea terrestre, marítimo o aéreo. Este factor influye en los costos. e) Mano de obra: En la industria es necesario considerar la mano de obra adecuada y calificada. f) Tecnología: Para la optimización de la industria es imprescindible el conocimiento tecnológico, mejor si e s “tecnología de punta”. Este es el caso boliviano para la industrialización del litio. g) Capital: Para una actividad industrial y su debido funcionamiento es imperiosa la adquisición de equipo, maquinaria y otros bienes, lo que implica disponer de capital. Muchas veces este aspecto es aprovechado por los inversionistas transnacionales para llegar a acuerdos onerosos.

1-1


PROCESOS II

Industria en Bolivia.

En Bolivia existen aproximadamente 13.500 industrias, de las cuales se estima que el 90% son pequeñas, las restantes clasificadas como medianas y grandes. La industria boliviana representa un 35 por ciento del total del producto interior bruto (PIB), esta industria está principalmente enfocada en la manufactura en gran y pequeña escala, el refinado de azúcar y derivados, artículos de piel, fábricas de tabaco, cemento, química, papelera, mobiliaria, de vidrio, explosivos, y otras de gran importancia económica. El 80% de las industrias del país están ubicados en las ciudades de Santa Cruz de la Sierra, La Paz y Cochabamba. En el país se pueden distinguir aproximadamente nueve categorías de industria manufacturera: Industria metalúrgica: Existen varias plantas metalúrgicas pequeñas que fundes chatarra para producir válvulas y accesorios en bronce, latón, aluminio y piezas de hierro fundido. Otra actividad en este sector es el reciclado de baterías de plomo gastadas de chatarra de estaño que producen tubos de plomo, baterías reconstituidas y soldaduras. Otro dato importantes es la construcción de plantas metalúrgicas de gran capacidad, para la fabricación de acero, que fueron terminadas a finales de 2007 para la explotación del yacimiento geológico de hierro Mutún. Industrias de terminación metálicas: Está constituido por una gran cantidad de empresas pequeñas que trabajan principalmente en la ciudad de El Alto. Su crecimiento encuentra dificultad por el alto grado de reciclado que presentan los repuestos metálicos usados, especialmente en los mercados locales de la ciudad y mercados populares. Industria minera: Este sector incluye la manufactura de cemento, de cemento asbesto y la industria del vidrio. Estas ramas extraen materias primas de las minas o canteras de su propiedad, excepto la manufacturera de cemento asbesto (Duralit), que usa materias primas importadas. Las cementeras del país y las de vidrio han iniciado una fase de crecimiento para poder cubrir la creciente demanda, por ejemplo, las cuatro plantas de cemento del país, emprenden un acelerado crecimiento de su producción, entre otros, la manufactura de botellas de vidrio en Cochabamba ha implementado actualmente un proyecto de expansión.

1-2


PROCESOS II

Industria del petróleo: Hasta hace poco la industria petrolera del país estaba íntegramente controlada por la compañía estatal Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos (YPFB), creada en 1936 con la misión de explotar, refinar y distribuir los recursos de hidrocarburos. A partir de la Ley de Capitalización, se dieron concesiones tanto a empresas extranjeras como a nacionales para el transporte de gas natural y petróleo, habiendo la exploración, explotación y producción sido sujeta a contratos de riesgo compartido (Join venture) desde 1990 y las refinerías privatizadas en 1999. Hasta la nueva estatalización del presidente Evo Morales, a fecha de 1 de mayo de 2006, donde todas las reservas hidrocarburíferas volvían a ser parte del estado boliviano, aunque la explotación de las mismas continúa en manos privadas. Los campos de gas natural y petróleo están ubicados en la parte oriental y sur del país. Las operaciones principales en las refinerías son las de destilación para la fraccionar el crudo, transformación catalítica para obtener gasolina con elevado octanaje, y refinación de fracciones pesadas para producir lubricantes. Los productos finales son gasolina para vehículos, propano y butano líquido, combustible para aviones, gasóleo, fueloil y lubricantes para uso en maquinarias e industria. Como producto auxiliar se genera electricidad con turbinas a gas natural en Santa Cruz, Cochabamba y Chuquisaca. Debido a la naturaleza del petróleo boliviano, la producción de gasóleo es insuficiente para satisfacer la demanda interna, y el producto debe ser importado. Industria Química: Es un sector limitado, pero cubre una gran variedad de actividades incluyendo la producción de químicos básicos, explosivos, jabones, detergentes, tintas, pinturas y fármacos. En este sector se reciclan los aceites lubricantes residuales y se manufacturan varios productos plásticos y de goma. Las industrias químicas están concentradas en La Paz y El Alto, con algunas fábricas en Cochabamba y Santa Cruz. Las principales industrias del sector, además de las plantas manufactureras de fármacos y plásticos en la región de La Paz, se encuentran en Cochabamba. Industria del calzado y curtiembres: La industria de curtiembre ha tenido un notable crecimiento en los volúmenes de exportación durante los últimos años. La industria del calzado ha tenido un crecimiento sostenido. Llegando el mismo a superarse cada año, existen varias unidades medianas y pequeñas, ubicadas principalmente en Cochabamba, pero también en La Paz y Santa Cruz. La manufacturadora de calzados más grande del país es la compañía Manaco.

1-3


PROCESOS II

Industria textil: La industria textil fue el segundo sector manufacturero en importancia después de la industria alimenticia en los años1970, y fue reduciendo importancia progresivamente representando cada vez menor valor del total de manufactura. Sin embargo la industria textil ha ido aumentando su índice de crecimiento desde los años 1990. La industria del algodón y lana se redujo a expensas de fibras sintéticas, un cambio que fue provechoso para las exportaciones que ascienden con su contribución a 3,2% del total de productos exportados en 1997. La mayor concentración de plantas textiles están en La Paz, pero también se encuentran en Santa Cruz y Cochabamba y en menor escala en Oruro. Fuera de esta industria pero relacionada con ella, se encuentra la fabricación de prendas de vestir excepto calzado, que ha tenido impresionante crecimiento en los últimos años, llegando a más de doble del tamaño en volumen físico a partir del año 1990. Industria del papel: La manufactura del papel y cartón es un sector muy reducido en Bolivia, con pocas fábricas pequeñas ubicadas en Santa Cruz, La Paz y Cochabamba. Todas las industrias de este ramo utilizan papel reciclado, fibras residuales y o pulpa importada como materia prima. Las industrias afines, de transformación del papel, la industria gráfica y las imprentas, se encuentran concentradas principalmente en La Paz, Santa Cruz y Cochabamba. Industria alimenticia: Este sector ocupa un lugar predominante en la industria manufacturera que crece continuamente, tanto en producción como en cantidad de empresas y empleos. No obstante, la industria alimenticia a partir de la apertura de la economía, ha entrado en competición y asea en el mercado interno o el mercado externo donde su cuota en las exportaciones fue más o menos del 26%, incluyendo la soja y sus derivados que alcanzaron a mercados de exportación muy amplios durante los últimos años, (excluye algodón). Dentro de esta rama se encuentran las plantas de aceite comestible, los ingenios azucareros, las destilerías, las cervecerías y una fábrica de levadura y alimentos en La Paz. Existen varias unidades medianas y grandes en los subsectores de frigoríficos, fábricas de lácteos, plantas embotelladores de refrescos y plantas procesadoras de cereales. Las grandes fábricas procesan soja, girasol y semillas de algodón, así como azúcar de caña, están principalmente en Santa Cruz, aunque una gran refinería de aceite comestible opera en Cochabamba. Todas las grandes ciudades tienen por lo menos una cervecería, una o varias plantas embotelladoras de gaseosas y uno o varios frigoríficos y empaquetadoras de alimentos y plantas donde se enlatan productos alimenticios. 1-4


PROCESOS II

Imagen 1. Mapa de actividad económica de Bolivia.

1-5


PROCESOS II

¿Qué es un proceso?

En el marco de la economía, se habla de proceso productivo para hacer mención a la transformación de entradas (insumos) en salidas (bienes y servicios), gracias al aprovechamiento de recursos físicos, tecnológicos y humanos, entre otros. Por otra parte, resulta interesante resaltar que un proceso de negocio está basado en diversas actividades vinculadas de forma lógica que se llevan a cabo a fin de obtener un resultado de negocio concreto. En este contexto, cada proceso de negocio posee sus propias entradas, funciones y salidas. Para la industria, el denominado proceso de fabricación o proceso industrial consiste en poner en práctica todas las operaciones que se necesitan para

modificar

las

particularidades de cada materia prima. Por lo general, para la obtención de un cierto producto, se requieren diversas operaciones individuales. 1.4

Herramientas, maquinarias e insumos.

1.4.1 Herramientas. Desde miles de años atrás el hombre ha ido inventando objetos que le ayuden a desarrollar sus trabajos de manera más rápida y con el menor esfuerzo físico posible, de esta manera y con la evolución de la tecnología se tienen muchas herramientas para cumplir diferentes funciones en diversos sectores industriales, lo que hace difícil una clasificación específica de todas las que existen. Para ello se realiza la siguiente clasificación general de herramientas utilizadas en casi todas las industrias. a) Manuales: Las que son utilizadas por la fuerza del hombre, las mismas son: de medición (flexómetro, calibrador, micrómetro), marcación (lápiz, rayador, escuadra, falsa escuadra, escuadra universal, compás), unión (destornillador, llave fija), sujeción (prensa de banco, gato, mordaza, alicate, tenaza), corte (bisturí, tijera, corta frío, cizalla), corte por aserrado (serrucho, sierra de marquetería, segueta de metales), troceado (formón, gubia, cincel, cepillo), limar (lima, escofina), perforación (barrena, berbiquí, broca) y golpe (martillo, mazo) b) Mecánicas: Las que son utilizadas con diferentes fuentes de energía como eléctrica, neumática, hidráulica, etc. las mismas son: de medición (multímetro digital, barómetro, balanza digital), sujeción (prensa hidráulica, etc.), corte 1-6


PROCESOS II

(oxígeno, sierra eléctrica), perforación () y golpe (martillo neumático, etc.). Aunque es posible una clasificación más extensa, nos limitamos a mencionar las más importantes, puesto que más adelante se mencionará cada una de ellas de acuerdo a los procesos industriales que se estudien.

1.4.2 Maquinarias. La clasificación de las maquinarias, al igual que de las herramientas es muy compleja puesto que cada industria tiene grupos específicos en su línea de producción con diferentes funciones. Para ello se utilizará el siguiente cuadro: Motor o fuente de energía. 

Máquinas manuales.



Máquinas eléctricas.



Máquinas hidráulicas.



Máquinas neumáticas.



Máquinas térmicas.

Mecanismo o movimiento principal. 

Máquinas rotativas.



Máquinas alternativas.



Máquinas de reacción.

Tipo de bastidor. 

Bastidor fijo.



Bastidor móvil.

Para el clasificar un tipo de maquinaria en específico, se debe utilizar una combinación de las tres clasificaciones. Lógicamente, no es una regla establecida en el campo de los procesos industriales, pero es una manera sencilla para poder entender los principios de las maquinarias con las que se encuentren en las líneas productivas.

1-7


PROCESOS II

1.4.3 Insumos El insumo es todo aquello disponible para el uso y el desarrollo de la vida humana, desde lo que encontramos en la naturaleza, hasta lo que creamos nosotros mismos simplemente sería el alma de un objeto, es decir la materia prima de una cosa. En general los insumos pierden sus propiedades y características para transformarse y formar parte del producto final. Para el caso de servicios de salud a los recursos de entrada al proceso cuyo flujo de salida es el servicio entregado. Es el material inicial (materia prima, subproducto) que se incorpora al proceso para satisfacer necesidades como comer, correr y hacer necesidades. Existen múltiples formas de clasificarlos. Básicamente los podemos dividir en dos tipos de insumos: Trabajo (o mano de obra) y capital. Este capital es el que se conoce como capital "físico o productivo" (maquinaria, equipo, instalaciones, tecnología en general), que es distinto al capital "financiero" (líquido). Por lo general los insumos se miden en "flujos", en lugar de "niveles" (stocks). Los insumos para su análisis pueden ser considerados también como insumos fijos o insumos variables. Si el insumo trabajo es fijo entonces se considerará variable el capital, y si se considera el insumo capital como fijo, entonces el trabajo sería el insumo variable. 1.5

Procesos industriales en nuestro medio empresarial.

En las siguientes unidades se irán desarrollando los procesos de industrialización más importantes en nuestro medio empresarial, dada las potencialidades que posee la región. A pesar de ello se menciona a continuación algunas de las empresas que se encuentran afiliadas a la Cámara de Industria: 

Alimentos: CORDILL S.A., IAFAL, IMBA S.A., INDUSRIAS DEL VALLE S.R.L., PIL ANDINA S.A., HIPERMAXI S.A.



Bebidas: CASCADA DEL SUR S.A., EMBOL S.A., FÁBRICA DE VINOS SANTA ANA, HIELO CHACALTAYA, AGUA FRUT.



Caucho: INDUSTRIA SIMART S.R.L., PROSIL LTDA., TODOGOMA S.R.L., RECAUCHUTADORA POTOSÍ CBBA.

1-8


PROCESOS II

Confecciones: ALMANZA CORP. S.R.L., MANUFACTURAS COCHABAMBA



S.R.L., JULYO’S LTDA., FABELLA MODA.

Cuero: CIENSA LTDA., CURTIEMBRE NACIONAL LTDA., MANACO S.A.,



TANNERY AMERICA S.A., CURTIEMBRE TAURO LTDA. Madera: IBEMA EXIMPORT S.R.L., U.T.D. LTDA., PRODUCTOS FORESTALES



MULTIAGRO S.A., MADERVAF S.R.L. Metálico: CABLEBOL S.A., CAMESBA S.R.L., FABE S.A., FANACIM S.A., FACER



S.R.L., FEMCO S.R.L., MOPAR S.A. Min. No metálicos: COBOCE CERAMIL, CERÁMICA NACIONAL S.R.L., COBOCE



LTDA., COMACO S.A., FABOCE S.R.L. Papel: COPELME S.A., LAURO Y CIA. LTDA., EDITORIAL CANELAS S.A., LA



PAPELERA S.A., ARTES GRÁFICAS SAGITARIO S.R.L. Plástico: SANKYO BOLIVIA S.R.L., BOPEPLAST LTDA., PROPLASTIC,



INCOPLAST S.R.L., INDUSTRIAS POLIFORM LTDA. Químico: LABORATORIO IFARBO LTDA., MONOPOL LTDA., UNILEVER



ANDINA BOLIVIA S.A., MAXAM FANEXA S.A.M. 

Vidrios: CRISTEMBO S.R.L., VIDRIO LUX S.A., MURANO S.R.L.



Varios: COMTECO LTDA., ELFEC S.A., ENDE, T.D.E. S.A., EMPRESA ELÉCTRICA VALLE HERMOSO S.A.

Todas las empresas antes mencionadas se encuentran en el Departamento de Cochabamba, para mayor información sobre las mismas consultar en la Cámara de Industria. 1.6

Elaboración de diagramas de procesos y otras formas de registro.

•

Para la elaboración del diagrama de procesos de operaciones se siguen los siguientes pasos básicos: 

Utilice símbolos para mostrar el flujo de las acciones y decisiones involucradas en el proceso de principio a fin. La simbología básica es la siguiente:

1-9


PROCESOS II Tabla 1. Simbología de procesos.

Fuente: Elaboración propia.

Observación: Para el diagrama de procesos solo se utilizan operaciones e inspecciones, y para el cursograma analítico todas. 

Enliste todos los pasos del proceso como se están realizando. Mantenga tan simple como sea posible su descripción.



Valide el diagrama de flujo y las medidas de desempeño del mismo con los propietarios o los que llevan a cabo el proceso y con los usuarios del mismo. Antes de que un equipo pueda mejorar algún proceso, necesitan entenderlo.



Las personas que pueden evaluarlo son las que participan en el proceso o reciben algún producto, servicio o información de él.



Se puede llevar a cabo un proceso de chequeo bajo los siguientes considerandos:

Si está completo.

Precisión.

Esto es si el diagrama de procesos muestra todas las tareas consideradas como críticas.

Si las palabras describen claramente lo que ocurre en cada

1-10


PROCESOS II

paso del proceso y, si todas las conexiones siguen el flujo real.

Tiempo invertido.

El tiempo que toma en la realidad el llevar a cabo cada operación en el proceso. Se refiere a la evaluación que hace la persona que recibe el

Medida de efectividad producto o servicio, resultado del proceso en su actividad. ¿la del proceso total.

evaluación es objetiva (basada en hechos) o subjetiva (basada en opiniones)?

Medida de efectividad de ¿Cómo percibe la persona responsable de cada paso el cada paso con retrasos o resultado de la tarea involucrado en sí mismo? ¿Es objetiva o cuellos de botella.

subjetiva? ¿Existen retrasos debido a la manera de disposición de las

Retrasos y cuellos de operaciones del proceso? ¿Existen puntos de inspección o de botella en el proceso.

chequeo donde se puede identificar si los productos, información o servicios son rechazados o desviados? ¿Quién mide, mejora o proporciona información sobre cada

Responsabilidades.

paso del proceso? ¿Es una persona responsable de cada paso o tarea o se comparte la responsabilidad? ¿Existen registros de quejas por parte de los usuarios sobre el

Problemas de calidad.

resultado de cada operación de proceso? ¿Existen pasos obsoletos en el proceso que no fructifiquen en un resultado tangible o útil?



Se debe confirmar la precisión del proceso conforme se desarrolla el diagrama de flujo, así como el tiempo estimado/ real de cada paso, tal como se lleva a cabo actualmente.

1-11

Mgr. Ing. Emir Vargas Peredo 

PROCESOS II

Se debe identificar y registrar el valor, tiempo invertido y costo de cada paso en el proceso.



Realizar un nuevo diagrama de operaciones con las propuestas de mejora debidamente analizadas.

A continuación mostramos ejemplos de diagramas de proceso de operaciones:

1-12


PROCESOS II

Esquema 1. Diagrama de operaciones de proceso. Mesas para teléfono.

Fuente: Universidad de Talca. Apunte sobre métodos y tiempos

1-13


PROCESOS II Tabla 2. Cursograma analítico.

Fuente: Universidad de Talca. Apunte sobre métodos y tiempos

Utilice símbolos para mostrar el flujo de las acciones y decisiones involucradas en el proceso de principio a fin. La simbología básica es la siguiente: 1.7

Practica.

1.7.1 Trabajo en clas e. 1. ¿Cuáles son los factores para el desarrollo de la industria? Explique. 2. ¿Cuáles son las categorías de la industria manufacturera? Desarrolle. 3. Defina proceso industrial. 4. Elabore una tabla de las herramientas utilizadas en las industrias (Clasifique). 5. Elabore una tabla de las maquinas utilizadas en las industrias (Clasifique). 6. ¿Qué es un insumo? 1-14


PROCESOS II

7. ¿Cómo se clasifican los insumos? 8. Según la Cámara de Industria ¿Cuáles son los RUBROS AFILIADOS?

1.7.2 Investigación. Realizar una descripción de 3 productos que se importan a nuestro país y que no están siendo industrializadas en Bolivia, en base al siguiente contenido: a. Características y propiedades del producto (químicas, físicas y/ó biológicas). b. Región donde se encuentra la materia prima esencial, capacidad de producción y/o explotación del terreno (en Tn, m3, quintales, etc. dependiendo el producto) en Bolivia. c. Diagrama de procesos básico para obtener el producto terminado (según su criterio).

1.7.3 Video 1. Madera. 1. Identificar los procesos. Detalladamente. 2. Identificar la materia prima e insumos. 3. Identificar la maquinaria y herramientas empleadas. 4. Hacer un diagrama de procesos y su respectivo cursograma analítico.

1-15


PROCESOS II

CAPITULO 2 2.1

IMPRENTA.

Introducción.

La imprenta es un método mecánico de reproducción de textos e imágenes sobre papel o materiales similares, que consiste en aplicar una tinta, generalmente oleosa, sobre unas piezas metálicas (tipos) para transferirla al papel por presión. Aunque comenzó como un método artesanal, supuso la primera revolución cultural. El concepto de impresión es más amplio pues supone la evolución de diversas tecnologías que hoy hacen posible hacerlo mediante múltiples métodos de impresión y reproducción. Como la flexografía, la serigrafía, el Huecograbado, el alto grabado, la fotografía electrolítica, la fotolitografía, la litografía, la impresión offset, la xerografía y los métodos digitales actuales. 2.2

Breve reseña histórica.

El nacimiento de la imprenta se remonta a China, en el año 593, cuando se reproducen por primera vez y de forma múltiple, dibujos y textos con la ayuda de caracteres de imprenta tallados en tablas de madera (xilografía). El invento se debe a los monjes budistas, que impregnaban las tallas de color para imprimir con ellas sobre seda o papel de trapos.

2-1


PROCESOS II Imagen 2. Grabado en madera.

Si bien el primer libro impreso (un sutra budista con ilustraciones) data del año 868. Esta necesidad de imprimir libros surge de las disputas entre los eruditos a cerca de la autenticidad de los textos antiguos, decidiendo a partir de ese momento reproducir mediante grabado los textos de importancia cultural, para su difusión popular. Los caracteres móviles de imprenta y, con ellos, la composición tipográfica, se deben al alquimista chino Pi Cheng (1040). Éste conjugará los años de tradición de la xilografía con la herencia obtenida durante más de dos mil años de técnicas de estampación con sellos, creando tipos estándar que podían fabricarse en serie. Los signos creados correspondían a palabras completas. Se realizaban con arcilla sobre moldes en negativo y posteriormente se cocían. Una vez terminados se unían sobre un marco metálico componiendo frases, unidos todos con masa adhesiva, y se procedía a la impresión. Con la composición tipográfica surgió un modo de impresión mucho más rápido y flexible que la xilografía. A partir de entonces, la cultura pudo llegar a todas las capas de la sociedad.

2-2


PROCESOS II Imagen 3. La imprenta de Gutenberg.

Estas técnicas llegaron a Occidente mucho después. El holandés Laurens Coster (S. XIV) será el primero en utilizar tipos móviles de madera, aunque universalmente se considera inventor de la imprenta a Johannes Gutenberg (S. XV), por su creación de los tipos móviles de plomo fundido, mucho más resistentes (tipografía). Gutenberg conocía la dificultad de imprimir con páginas enteras talladas en madera e ideó un modo más racional de impresión, basado en tipos móviles. Así, en 1437 encargó a un tornero de Maguncia, Konrad Sasbach, la construcción de su imprenta y él mismo creó los moldes para el fundidode las letras de plomo, que después se unían, una a una, formando las palabras en relieve en la llamada galera de composición para poder imprimir con ellas sobre el papel. En 1447 consiguió imprimir un pequeño calendario y en 1451 una gramática de latín, aunque su obra cumbre sería una Biblia. A partir de su muerte, 1468, su invento se extendió paulatinamente por toda Europa, y permaneció prácticamente inalterable hasta principios del siglo XX. En 1884 destaca un hito importante en la historia de la impresión, el invento de la linotipia por parte del relojero alemán Ottmar Mergenthaler, basado en la composición totalmente automatizada de los textos. La innovación consistía en la posibilidad de poder escribir una a una las líneas del texto mediante un teclado, en lugar de ir componiéndolas letra a letra con sus correspondientes tipos de plomo manualmente. Así, una vez finalizada la composición de una línea, se fundía el molde de impresión en negativo, con plomo líquido, obteniéndose un sello de plomo para la impresión.

2-3


PROCESOS II

Imagen 4. Mecanismo de imprenta linotipia.

En 1904 la técnica de la litografía, y en general y mundo de la impresión, llega a su punto máximo con el desarrollo de la impresión en offset, utilizada en la actualidad. El offset fue desarrollado por dos técnicos de forma independiente. Por un lado el alemán Caspar Hermann y por otro el impresor Ira W. Rubel. Aunque es Hermann el que obtiene su método a partir de la tradición histórica de la litografía, Rubel dio también con la invención pero de un modo casual, tras un fallo de uno de sus operarios en una rotativa. Actualmente la autoedición, con la incorporación de los ordenadores a las múltiples facetas y etapas de la edición, ha supuesto una revolución de consecuencias impredecibles en este campo. Una ventana abierta a la libertad de edición en el ya cercano siglo XXI (Internet, CD-ROM, multimedia, edición de documentos desde el propio domicilio o centro de trabajo, etc.). 2.3

Procesos industriales ligados a la creación de libros, revistas, trípticos, dípticos y otros.

En la actualidad, en Bolivia, existen muchas imprentas que se dedican a la reproducción en escala de libros, revistas, trípticos, dípticos y todo tipo de material literario - comercial.

2-4


PROCESOS II

Debido a la tecnología avanzada que existe en este tipo de procesos, se describe a continuación un estándar que se lleva a cabo en los mismos: 1. El editor necesita imprimir un libro con unas características determinadas 2. Departamento de atención al cliente: a. Presupuestos. b. Coordinación. c. Organización del plan de producción: recepción de archivos, organización y coordinación del proceso, determinación de los plazos de entrega. 3. Preproducción digital. a. Comprobación de archivos. b. Comprobación de la paginación. Si es necesario retocar algo, los archivos se devuelven al cliente para su aprobación. c. Cálculo del peso digital de los archivos. d. Conversión de los archivos para la creación de las planchas de impresión. 4. Impresión de las planchas. a. Para cuatricromía se necesitan cuatro planchas diferentes con cada uno de los colores. 5. Impresión del papel. a. Alimentador de papel en rollo provee a la impresora. b. Impresión sucesiva de cada una de las planchas. c. Control del color. d. Secado. e. Rollos de enfriado. f. Corte del papel. g. Plegado. h. Apilado. 6. Encuadernación. a. Cosido, grapado o encuadernación en espiral (según lo convenido con el cliente) b. Encolado. c. Aplicación de las cubiertas. d. Plastificado (envoltorio). e. Encartados. 2-5


PROCESOS II

7. Envío. a. Embalaje. b. Envío. A continuación se muestra un diagrama de procesos para la elaboración de cualquier tipo de edición impresa (un modelo general que se modifica de acuerdo al requerimiento del cliente), del mismo se aclara que los tiempos de producción en la maquinaria utilizada se encuentran en función de la cantidad y de la calidad que se está produciendo. En Bolivia el marketing visual es el más explotado, puesto que la mayoría de las MiPyMes utilizan el medio impreso para darse a conocer y promocionar sus productos dado el bajo costo que este representan, comparado con los precios elevados de los medios de comunicación audio visuales (generalmente utilizado por grandes empresas). Esquema 2. Impresión bajo Demanda.

2-6


PROCESOS II

Esquema 3. Diagrama de procesos de operaciones para la elaboración de impresos

DIAGRAMA DE PROCESOS DE OPERACIONES PARA LA ELABORACIÓN DE IMPRESOS (GENERAL)

Características determinadas por el cliente

Revisión del editor - aprobación de edición

O – 1

Plegado por unidades

O – 10

Cotización de la edición

O – 2

Encuadernación

O – 11

Planificación de la producción

O – 3

Aplicación de cubierta

O – 12

Preproducción digital

O – 4

Plastificado

O – 13

Conversión e impresión de planchas

O – 5

Embalaje

O – 14

Rollo de papel Tinta de impresión Almacenamiento Impresión sucesiva de planchas

O – 6

Inspección de impresión y color

I – 1

Secado

O – 7

Rollo de enfriado

O – 8

Corte de papel

O – 9

2-7

A – 1

EVENTOS PROCESO

NRO. 14

INSPECCIÒN

1


PROCESOS II

Nuevas tecnologías de impresión.

La electrónica y el marketing son el pilar fundamental de la evolución tecnológica en la imprenta; en la actualidad las tecnologías de impresión se enfocan en la calidad de impresión y la eficiencia de la misma, de manera que la influencia en la impresión doméstica es predominante, debido a que las impresoras actuales cumplen funcionalidades al estándar de calidad de la mayoría de las maquinarias industriales. En Bolivia el sector de la imprenta tiene que cambiar a lo menos tres elementos para imaginar el futuro según Dieter Franck. Primero, considerar las empresas graficas con el medio ambiente. Significa trabajar con máquinas de poco consumo, usar papel reciclado, privilegiar tintas orgánicas e instalar ciclo de reutilización de agua. Luego, valorizar el sector formal. Las imprentas pueden alentar al Estado a luchar contra del tráfico ilegal e imponer el crédito a las industrias que respetan ciertas reglas. El mismo ingenio, el mismo argumento: "Por ejemplo, Brasil ha cambiado totalmente su política industrial en el sector gráfico y papelera. En menos de 10 años, la actividad informal casi ha desaparecido. Los clientes y los empresas brasileñas animan hacia verdaderas reglas de calidad". Por fin, desarrollar la formación en la ingeniería de impresión. Por eso, necesita conectar la formación escolar con la realidad del terreno, o sea las empresas y la evolución de la sociedad. Sigue: "Actualmente Bolivia carece de ingenios de impresión. Todo se pasa en entorno de emergencia con lo que se tiene a mano". El Foro Económico Mundial 2013 existen 10 tendencias tecnológicas que podrían contribuir al crecimiento sostenible en las próximas décadas, en el ranking figura la impresión 3-D, una tecnología que podría revolucionar la economía de la fabricación si los objeto s que adquirimos se “imprimen a domicilio” en un aparato que deposita la materia prima capa a capa, como una impresora de inyección, aunque en este caso serían plásticos, metales, etc. Incluso la comida a domicilio podría pedirse en una impresora 3-D de alimentos. El ahorro en infraestructuras y transporte que supondría la implantación de esta tecnología sería enorme. A continuación se muestran máquinas novedosas de impresión a escala industrial:

2-8


PROCESOS II

Imagen 5. XEROX iGEN4 – Capacidad 110 ppm.

Imagen 6. DocuColor 8080 – Capacidad 80 ppm.

2-9


PROCESOS II

Imagen 7. DocuTech 180 High Light Colour – Capacidad 180 ppm.

Imagen 8. InfoPrint 4100 – Capacidad 1440 ppm.

2.5

Practica.

2.5.1 Trabajo en clas e. 1. Mencionar 5 aspectos positivos y 5 aspectos negativos de la Ley de imprenta vigente en Bolivia. 2. .Realizar el diagrama de procesos de operaciones de la empresa SAGITARIO (ver video) y proponer mejoras para incrementar el valor del producto para el cliente. 2-10


PROCESOS II

3. Mencionar 3 impactos ambientales negativos de la imprenta en Bolivia y proponer mecanismos para mitigar los mismos. 4. Elabore una lista de al menos 5 empresas dedicadas a la imprenta en Bolivia, con sus datos de contacto, ubicación y productos/servicios que ofrecen.

2.5.2 Videos 2. 2.5.2.1 Papel de prensa.

1. Identificar los procesos. Detalladamente. 2. Identificar la materia prima e insumos. 3. Identificar la maquinaria y herramientas empleadas. 4. Hacer un diagrama de procesos y su respectivo cursograma analítico. 2.5.2.2 Imprenta Sagitario.

1. Identificar los procesos. Detalladamente. 2. Identificar la materia prima e insumos. 3. Identificar la maquinaria y herramientas empleadas. 4. Hacer un diagrama de procesos y su respectivo cursograma analítico.

2-11


CAPITULO 3 3.1

PROCESOS II

BEBIDAS Y ALIMENTOS.

Antecedentes.

La producción de jugo de forma artesanal es el proceso más sencillo y antiguo que realiza el hombre, en cuanto a alimentos. En todos los hogares se acostumbra a beber jugo de sobremesa. Poco a poco, la demanda de jugo a manera de refresco, creció, y con ella también creció la necesidad de extraer el jugo mecánicamente, de empacarlo y distribuir el producto en los mercados. La supervivencia de las empresas productoras de jugo depende de la satisfacción que le puedan brindar al cliente. Al mismo tiempo el cliente comenzó a demandar mejores jugos, con sabores naturales, y con una mínima cantidad de químicos extras, mejor dicho un jugo que pareciera recién salido de la licuadora al envase. Esto obliga a que las empresas productoras de jugos mejoren cada vez más, que se mejore la calidad, y que se agilice la producción. Hoy en día la mayoría de las extracciones de pulpa para el jugo son mecánicas, y la línea de producción del mismo intenta que tenga el menor contacto posible con operarios para evitar contaminación del producto. La automatización de la producción de jugo se hizo necesaria. 3.2

Objetivos. 

Proponer una alternativa para la elaboración de jugos de frutas.



Proponer una línea de producción para la elaboración de jugo de frutas que permita realizar un tratamiento de residuos tanto sólido como líquido para evitar la contaminación del medio ambiente.



Brindar jugos de frutas con sabores naturales y con una mínima cantidad de químicos.



Realizar un diagrama de operaciones de proceso para representar en forma general las principales operaciones e inspecciones de un proceso productivo.



Realizar una representación gráfica de la distribución de planta

3-1


PROCESOS II

Procesamiento del jugo de frutas.

La regla de oro en los jugos es: con frutas malas el jugo es malo, por esto hay que tener cuidado en el momento de recoger la cosecha y seleccionar los frutos que estén en el punto óptimo de maduración. En el procesamiento del jugo se debe tener cuidado con la transportación de las frutas a través de la planta para evitar magullar la fruta, evitar caídas largas e impactos. Se debe adecuar las bodegas dependiendo del tipo y la madurez de la fruta, se pueden manejar temperaturas de enfriamiento o manipular las condiciones ambientales para obtener condiciones óptimas de almacenamiento. Es muy importante tener buenas frutas al igual que extrema limpieza en las operaciones de procesamiento. Hacer mantenimientos de limpieza es muy importante, además evita los problemas por obstrucción o abultamiento.

3.3.1 Proc eso de E xtracción. La extracción del jugo se debe hacer lo más rápido posible para minimizar la oxidación del jugo por enzimas naturales presentes en el. Algunas frutas pequeñas no necesitan ser peladas, incluso se pueden prensar con la semilla. El rompimiento de las semillas de las cerezas marrasquino libera benzaldehído.

3.3.2 Des integración. Se utilizan molinos de martillo para triturar la fruta completa en la preparación para el prensado. Se desintegra la fruta hasta que pase por una malla de tamaño predeterminado que se monta en el fondo del molino. Con las frutas firmes se debe usar mallas más pequeñas y su tamaño será más fino. Para estas frutas firmes que son molidas en tamaños más pequeños es más fácil el prensado y se tendrá mejor rendimiento entre más pequeña sea la partícula. Las frutas suaves se prensan con mayor dificultad, y un tamaño de partícula más grande facilitara el proceso de prensado. Los molinos de rejilla ofrecen un método alternativo para desintegrar la fruta. En este molino se pasa la fruta a través de un cilindro con cuchillos.

3-2


PROCESOS II

Se ajusta la profundidad del corte en las frutas controlando la profundidad de los cuchillos del cilindro. En las uvas el rompimiento de la semilla libera cantidades incrementadas de fenoles, incrementando la astringencia del jugo.

3.3.3 R ompimiento en Caliente. Este proceso se utiliza para maximizar el rendimiento del jugo y la extracción del color y el sabor. Se utiliza comúnmente en uvas y algunos frutos rojos. Se pasa la fruta desintegrada a través de un intercambiador tubular donde se calienta hasta 60ºC. Este proceso extrae grandes cantidades de color y asiste la maximización del rendimiento del proceso. A la fruta caliente se le agrega una enzima pectólica. Para ayudar el prensado se pueden utilizar gran variedad de fibras pero estas deben ser largas y su extracción debe ser fácil y con un mínimo de rompimiento de estas fibras.

3.3.4 E nzimas de Prens ado. Para aquellas frutas que liberan sustancias lubricantes en el rompimiento se les adhiere 50-100 ppm de enzima pectonica para evitar esta lubricación que hace más difícil el proceso de prensado.

3.3.5 E quipos de Prens ado. 3.3.5.1 Prensa hidráulica de trapo:

Se utiliza un trapo de algodón o nylon pesado en el cual se echa una cantidad de la fruta desintegrada, luego se dobla para formar una tarta. Se agrupan varias tartas. Las tartas se separan por medio de una placa de madera, acero inoxidable o plástico. Luego las tartas se comprimen utilizando una prensa hidráulica. 3.3.5.2 Prensa de pistón horizontal:

Es una de las más eficientes, trabaja en baches. Sirve para prensar frutos rojos, nueces y vegetales.

3-3


PROCESOS II

3.3.5.3 Prensa Willmes:

Se utiliza comúnmente con jugo de uva. Es un sistema neumático que consta de un cilindro en el cual se deposita a la fruta y se rota para que se distribuya uniformemente, después se llena una bolsa con aire al interior del cilindro. Este proceso se repite varias veces aumentando la presión del aire en la bolsa. Prensa de tornillo: Tienen capacidades de 5080 kg y 15240 kg por hora con diámetros de 30.5 y 40 respectivamente.

3.3.6 Proc eso de los C ítricos . La extracción de jugo de naranja se basa en la remoción del jugo disponible (50% en peso) en la naranja. En el mercado se utilizan dos tipos de extractores, el FCM que es diseñado con un proceso de exprimido, donde se realiza una perforación en la naranja y se exprime la carne y el jugo de la naranja. Otro extractor es el Brown Extractor, donde se parte la naranja en dos mitades y luego se extrae la carne y el jugo de cada mitad. Luego de la extracción, el jugo en bruto se comprime para remover sólidos pesados. Luego se mezclan los jugos de varios lotes para optimizar el sabor y la calidad. Un proceso de pasteurización no solo asegura la destrucción de organismos dañinos sino que también desactiva las enzimas pépticas que son responsables de la separación del jugo

3.3.7 Clarificación. La separación de sólidos en el procesamiento del jugo es una operación unitaria, que frecuentemente requiere varios pasos y posiblemente pre tratamiento. 3.3.7.1 Preparación Enzimática.

Clarificación es el proceso por el cual las emulsiones de coloides carbohidratos semi estables, que soportan la nube insoluble de material de carne del jugo prensado, se rompe de tal manera que la viscosidad se disminuye y la opacidad de la nube cambia a un color más uniforme y claro. Esto se puede lograr de dos maneras, enzimática o no enzimáticamente.

3-4


PROCESOS II

La clarificación sin enzimas involucra romper la emulsión por otros medios, el más común es el calor. Otras técnicas incluyen adición de gelatina, caseína (fosfoproteína), ácido tánico combinado con proteínas. Adicionalmente el uso de miel se ha hallado que es un agente clarificador efectivo.

3.3.8 S eparación Mecánica. Se pueden usar decantadores y centrifugadores

3.3.9 Filtraci ón. Se puede usar diferentes equipos de filtración: tierras de diatomeas, filtración con presión, filtración rotatoria con vació. También se puede usar filtración con membranas: de membrana hueca y tubular, cerámica. Este último se usa con flujo horizontal sobre la membrana de cerámica y ofrece la ventaja de resistencia a la abrasión y tolerancia química, además facilita los ciclos de limpieza.

3.3.10 Concentración. La concentración del jugo ofrece ventajas para el procesador. Concentrando el jugo, el procesador reduce el bulto del jugo, así reduciendo el volumen de almacenamiento y el precio de transporte. La concentración permite una deposición más completa de sólidos insolubles. El jugo es concentrado mediante la evaporación de agua, que es el mayor constituyente del jugo. Debido a la posible pérdida de constituyentes del aroma, el primer paso es reabsorber los volátiles, de los cuales se puede recuperar el aroma. La absorción es manejada primordialmente por la evaporación parcial. Alternativamente, se puede emplear absorción de vapor de agua. La tecnología de osmosis inversa es efectiva concentrando jugos con contenido bajo de sólidos (7 -8ºBrix).

3-5


PROCESOS II

3.3.11 Pasteurización. Empacado Caliente: el embotellado individual se lleva a cabo pasando el jugo ya terminado a través de intercambiadores de calor y aumentando la temperatura del jugo tal que la temperatura del jugo que está llenando la botella o lata alcance la temperatura recomendada de llenado de 88ºC. Este proceso de llenado en caliente es adecuado para bebidas altamente ácidas como los jugos de uva y de manzana. Un tiempo de vida del producto en el mercado de alta calidad de retención puede ser de nueve a doce meses en botellas de vidrio.

3.3.12 Proc esamiento del J ug o Aséptico. Con la aprobación del uso del peróxido de hidrogeno como esterilizante, se abrió el camino para el procesamiento del jugo aséptico. Este proceso requiere que el producto sea comercialmente estéril en el momento de empacar. Parta cada producto, se debe determinar un proceso de esterilización comercial y verificar por la autoridad del proceso. Adicionalmente el empaque también debe estar libre de cualquier microorganismo en el momento de llenado, y finalmente, el llenado y sellado debe ser realizado de tal manera que no haya ninguna re contaminación. El uso de alta temperatura en el proceso continuo puede producir un producto estéril con un efecto mínimo en la calidad del producto. Esto es debido a que los organismos dañinos son más sensibles al calor que las características que dan la calidad. Los materiales para empacar del proceso aséptico son más baratos que los de llenado en caliente. Para los jugos ácidos tienen otro método alternativo, el filtrado estéril, el cual necesita mallas de <0.45mm para excluir microorganismos.

3.3.13 Néctar. El néctar de fruta se considera una mezcla de azúcar y acido de la fruta. Generalmente contiene la mayoría de los sólidos de la fruta.

3-6


PROCESOS II

3.3.14 E mpacado. Las funciones primordiales del empacado de alimento es reducir o prevenir la pérdida de calidad, contener el alimento adecuadamente, y brindar protección al producto en contra de la contaminación ambiental. El empaque también provee al consumidor con información, ayuda a vender el producto, y suman conveniencia. Un empaque no debe interactuar negativamente con la comida que contiene. El sistema de empacado usado para jugos tienen dos metas: retener un medio hermético tal que sea improbable la re contaminación, y segundo, minimizar la degradación de la calidad debido a la impregnación del oxígeno en el producto. Las latas y contenedores de vidrio han sido los empaques por excelencia en este campo del empacado debido a su rigidez, costo y seguridad de funcionamiento. 3.3.14.1 Latas:

El uso de latas para jugo ha caído en desuso debido a las preocupaciones por la pérdida del sabor o interacción con el recubrimiento de la lata. Una lata metálica hecha apropiadamente es una barrera absoluta entre el producto enlatado y el medio ambiente. Los estándares para alimentos enlatados están bien definidos, sin embargo, los alimentos altamente ácidos pueden corroer el interior de la lata. 3.3.14.2 Vidrio:

El vidrio goza de un fuerte y continuo uso en esta industria. Las ventajas principales del vidrio son: inerte químicamente, transparencia y resistencia al calor. Sin embargo son frágiles y pesados. Si se calientan o se enfrían muy rápido están sujetos a un shock térmico y se puede reventar. También puede haber fallas del rozamiento entre botellas a lo largo de una línea de empacado. 3.3.14.3 Plástico:

Debido a que los empaques plásticos son más livianos que los de vidrio o los de metal, estos proveen una ventaja en cuanto a menor costo de despacho. Su producción también 3-7


PROCESOS II

consume menos energía que la del vidrio y del metal. Sin embargo la alta permeabilidad del plástico lleva a una reducción de la vida del producto en los mercados. La dificultad en el reciclaje del plástico con varias capas también es una dificultad. Posibles interacciones incluyen: 

Interacciones físicas y químicas entre la comida y el polímetro.



Absorción o extracción del sabor u otros componentes de la comida.



Migración de componentes desde el plástico hacia la comida.

Los plásticos con uso más continuo son: HDPE, LDPE, PVC, PS. El plástico más importante e s el PET. El PET se puede laminar con otros plásticos tales como el nylon y EVOH. El PEN (polietileno naftalato) puede dar una botella plástica que puede ser pasteurizada a altas temperaturas.

3.3.15 Tratamiento de R esiduos . Los desperdicios líquidos deben ser tratados para reducir la demanda de oxigeno biológico y hacer el líquido más fácil de tratar en el alcantarillado municipal. Los desperdicios sólidos son un dilema más difícil debido a las oportunidades reducidas de servicio de los sólidos. Los sólidos de las frutas se pueden usar como alimento para los animales. No solamente para el ganado sino también para ovejas, cerdos, caballos y venados. Los sólidos de las frutas y en particular los de manzana se están estudiando como posibles fuentes de combustible. Problemas con el contenido adecuado de azúcar y economía del proceso son los que ponen estas opciones de combustible en cuestión.

3.3.16 E xámenes E s tándar. Cuando se trabaja con jugos, hay un número de test disponible para identificar problemas, especialmente aquellos relacionados con la estabilidad del jugo.

3-8


PROCESOS II

3.3.16.1 Microbial:

Se examina con microscopio. Probablemente la población microbiana más común es la levadura. 3.3.16.2 Almidonado:

El almidón es un problema fácil de identificar y de ubicar. La primera pregunta debe ser el estado de madurez de la fruta al recolectarse. ¿Era una cosecha muy inmadura la que se usó en la producción del jugo en cuestión? Una prueba relativamente sencilla es combinar el jugo con una solución de iodo de prueba. 3.3.16.3 Complejo proteínico tanino:

El complejo proteínico es una causa común de turbidez en el jugo de manzana embotellado. En esta situación, los taninos actúan como puentes y pegante para agregar las cadenas de proteínas entre sí. Estas nieblas se pueden disminuir usualmente calentando el jugo, pero luego la niebla se reforma rápidamente. La causa más común para esta niebla es la proteína como la gelatina, o enzimas que se añaden en exceso. Para hacer la prueba de proteína se hace una solución de ácido tánico. 3.3.16.4 Niebla de tanino:

La Niebla de tanino se puede formar en jugos con pequeñas cantidades de proteína o almidón. La niebla de tanino también se forma lentamente cuando las moléculas polifenólicas se polimerizan para formar largos grupos característicos sustituyentes. 3.3.16.5 Niebla de goma:

La goma también puede ser un contribuyente a la formación de niebla. Esta niebla se forma a condiciones frías y se establece lentamente. La determinación de este tipo de niebla usualmente requiere un análisis de los azucares hidrolizado s presentes en el precipitado. Si el análisis encuentra una cantidad apreciable de arabinosa, galactosa, o xilosa, entonces probablemente la goma es la causa de la sedimentación.

3-9


PROCESOS II

3.3.16.6 Iones metálicos:

La niebla también puede ser causada por iones metálicos en el jugo. Las fuentes de estos metales usualmente son las tuberías corroídas o la presencia de residuos o escamas metálicas en tanques o líneas de flujo del jugo. El tratamiento es principalmente preventivo, en todas las fuentes de cobre, bronce, hierro y latón. Para hacer las pruebas se necesita varias soluciones de prueba. En la cosecha se pueden hacer test para evitar hongos y otras plagas, los factores de riesgo más comunes para la cosecha son: pájaros, insectos, roedores, la tierra, contaminación superficial y atmosfera que rodea el cultivo. 3.4

Proceso de obtención de jugo.

Descripción del Proceso Se tienen tres procesos principales: o

Obtención de jugos a partir de las frutas.

o

Concentración de los jugos obtenidos.

o

Hidratación de concentrados

3.4.1 Obtención de J ug os a partir de las F rutas El proceso comienza con la recepción de las frutas (naranja, limón o mora) las cuales son transportadas por canjilones a un silo. En esta banda un operario revisa visualmente el estado de la fruta. Luego de estar en el silo la fruta cae por unas placas que evitan que se golpee y que tenga caídas. La fruta cae a una banda transportadora donde un operario extrae manualmente las ramas, hojas y frutos podridos. Además son lavados con mangueras. Esta banda transportadora lleva a las frutas a la tolva, donde un operario se encarga de poner dos naranjas o limones en una banda de canjilones. Los canjilones transportan la fruta hasta el extractor que para el limón y la naranja es un extractor vertical el cual parte 3-10


PROCESOS II

la naranja en tres partes y extrae el centro. En este punto se exprime el jugo de la naranja el cual, mediante una tubería, se lleve a un filtro, y el bagazo, que son las cascaras y el centro se lleva a un silo de lixiviados mediante un tornillo sin fin. La mora es transportada a un despulpador horizontal el cual le quita el corazón y la frutilla. Antes los operarios han retirado las ramas y hojas. A partir de este punto la naranja, el limón y la mora tienen el mismo proceso. Una vez se filtra, se envía por tuberías a una tina donde se toma una muestra para hacer análisis fisicoquímico y sensorial. Luego se bombea desde la tina hasta el centrifugador, donde se clarifica retirándole otra cantidad de sólidos insolubles. Después de ser clarificado, el jugo es llevado a un tanque de preparación, donde basados en el resultado del análisis fisicoquímico, se le adicionan los ingredientes necesarios para obtener las especificaciones del jugo. Si tiene problemas leves de acidez, color, olor, sabor se le mezcla con otro lote para obtener un jugo mejor. Al jugo ya preparado se le hace una desaireación para retirarle el aire que al contener oxigeno representa un factor oxidante que reduce la vida útil del producto. El jugo pasa a un proceso de pasteurización que se realiza mediante un intercambiador de placas. Esta pasterización sirve para eliminar o desactivar microorganismos patógenos, y para desactivar las enzimas pépticas. Se le realiza un shock térmico donde alcanza temperaturas desde 2 hasta -4 grados Celsius, este shock también desactiva los microorganismos. Se homogeniza el producto y pasa a un tanque de almacenamiento del cual se extraen muestras para el laboratorio. Se envasa el producto manual o automáticamente y se pasa a un cuarto frio donde se guarda hasta que sea despachado hacia las ciudades donde es distribuido

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PROCESOS II

3.4.2 Concentración de J ug os Obtenidos Después del proceso anterior, el jugo antes de ser almacenado para ser envasado, pasa por un evaporador donde se le extrae agua y luego si es empacado.

3.4.3 Hidratación de Concentrados Se compra el concentrado de mango, maracuyá y mandarina a Pacicol. Esta pulpa es congelada y almacenada hasta que sea necesario su uso. En el momento en el cual es necesario o está programada la producción de cualquiera de estos jugos, se retira la pulpa del congelador y se deja descongelar, dependiendo del tiempo, se descongela naturalmente o se le aplica calor. Al estar descongelada se le envía una muestra a laboratorio para saber las cualidades de la pulpa. Una vez obtenido el resultado se procede a hidratar. Se hidrata en una proporción de cuatro de agua por cada una de pulpa. Se lleva al tanque de preparación en donde se le adiciona los ingredientes necesarios para obtener el jugo indicado. En este punto el proceso es el mismo que para los jugos obtenidos de las frutas. El Concentrado es envasado en botellas con capacidad para un litro de concentrado (capacidad en peso=1.2 kg). El néctar tiene presentaciones de: 

Botella de cuatro litros.



Timbo de 20 litros



Bolsas de 2 y 8 litros

Las botellas son fabricadas en PET y HDPE. El néctar es empacado en cajas de cartón, 4 botellas por caja.

3-12


PROCESOS II

Operaciones preliminares.

Estas operaciones consisten en el lavado, selección, pelado, trozado o molienda, escaldado y otros. La materia prima tiene que ser procesada lo antes posible (entre 4 y 48 horas después de la cosecha) de manera de evitar el deterioro. Estas operaciones preliminares se requieren para procesar todas las frutas y hortalizas, las que deben, generalmente, ser lavadas antes de pasar a otras etapas (cebollas y repollos, por ejemplo, serán lavados después de remover los catafilos y hojas externas, respectivamente).

3.5.1 Lavado. El lavado es una operación que generalmente constituye el punto de partida de cualquier proceso de producción para frutas y hortalizas. Normalmente es una operación que a pequeña escala se realiza en estanques con agua re circulante o simplemente con agua detenida que se reemplaza continuamente. La operación consiste en eliminar la suciedad que el material trae consigo antes que entre a la línea de proceso, evitando así complicaciones derivadas de la contaminación que la materia prima puede contener. Este lavado debe realizarse con agua limpia, lo más pura posible y de ser necesario potabilizada mediante la adición de hipoclorito de sodio, a razón de 10 ml de solución al 10% por cada 100 litros de agua. Es aconsejable ayudarse con implementos que permitan una limpieza adecuada del material, de manera de evitar que la suciedad pase a las etapas siguientes del proceso.

3.5.2 S elección. Una vez que la materia prima está limpia, se procede a la selección, es decir, a separar el material que realmente se utilizará en el proceso del que presenta algún defecto que lo transforma en material de segunda por lo que será destinado a un uso diferente o simplemente eliminado. Esta selección se realiza en una mesa adecuada a tal propósito o en una cinta transportadora en el caso de contar con una instalación de pequeña escala semimecanizada. Se trata, entonces, de separar toda fruta u hortaliza que no presente 3-13


PROCESOS II

uniformidad con el lote, en cuanto a madurez, color, forma, tamaño, o presencia de daño mecánico o microbiológico. Algunas veces para apreciar la uniformidad o la calidad de un material es necesario cortarlo en dos para verificar su interior. La uniformidad es un factor de calidad relevante, ya que se le da la mayor importancia a que el material sea homogéneo y uniforme. La selección cumple la función de producir tal homogeneidad.

3.5.3 Pelado o mondado. Es otra operación que se realiza regularmente. Consiste en la remoción de la piel de la fruta u hortaliza. Esta operación puede realizarse por medios físicos como el uso de cuchillos o aparatos similares, también con el uso del calor; o mediante métodos químicos que consisten básicamente en producir la descomposición de la pared celular de las células externas, de la cutícula, de modo de remover la piel por pérdida de integridad de los tejidos. El pelado es una operación que permite una mejor presentación del producto, al mismo tiempo que favorece la calidad sensorial al eliminar material de textura más firme y áspera al consumo. Además, la piel muchas veces presenta un color que es afectado por los procesos térmicos normalmente usados en los métodos de conservación.

3.5.4 Trozado. Una operación usualmente incluida en los diversos procesos de conservación, es el trozado. Esta es una operación que permite alcanzar diversos objetivos, como la uniformidad en la penetración del calor en los procesos térmicos, la uniformidad en el secado y la mejor presentación en el envasado al lograr una mayor uniformidad en formas y pesos por envase. En el caso específico del secado, el trozado favorece la relación superficie/volumen, lo que aumenta la eficacia del proceso. El trozado debe realizarse teniendo dos cuidados especiales. En primer lugar, se debe contar con herramientas o equipos trozadores que produzcan cortes limpios y nítidos que no involucren, en lo posible, más que unas pocas capas de células, es decir, que no produzcan un daño masivo en el tejido, para evitar los efectos perjudiciales de un cambio de color y consecuentemente un cambio en el sabor del producto. Además, el trozado debe ser realizado de tal modo que permita obtener un rendimiento industrial conveniente. 3-14


PROCESOS II

Siempre se debe buscar la forma de obtener un trozado que entregue la mayor cantidad posible de material aprovechable.

3.5.5 E s caldado. Es otra operación de amplio uso en el procesamiento de frutas y hortalizas. Corresponde a un tratamiento térmico usado con el propósito de acondicionar el material en diversos sentidos: ablandarlo para obtener un mejor llenado de los envases, inactivar enzimas deteriorantes causantes de malos olores, malos sabores y fallas del color natural del producto. Esta es una operación que debe ser cuidadosa, es decir, debe ser muy controlada en cuanto a la magnitud del tratamiento térmico en nivel de temperatura y período de aplicación. Además, el tratamiento debe ser detenido en forma rápida mediante un enfriamiento eficiente. Siempre es preferible un tratamiento de alta temperatura por un período corto. Además, es mejor un escaldado realizado mediante el uso de vapor, que el uso de agua caliente, debido principalmente a la pérdida de sólidos solubles, como las vitaminas hidrosolubles, que ocurren en el segundo caso. La forma más común de efectuar este tratamiento es sumergiendo el producto contenido en una bolsa o en un canasto en un baño de agua hirviendo o en una olla que tenga una pequeña porción de agua formando una atmósfera de vapor saturado a alta temperatura. En un sistema más mecanizado, se puede usar un túnel de vapor con cinta continua o un transportador de cadena que se sumerge en un baño de agua caliente. En ambos casos se usa un juego de duchas de agua para el enfriamiento. Las operaciones antes descritas, son de aplicación general, en diversos procesos. Sin embargo, existen algunas que son de aplicación más específica como el descarozado, el descorazonado, el palpado y otras que deben ser estudiadas con cuidado en cada caso para establecer la mejor forma de llevarlas a cabo. Desarrollar una descripción detallada de cada una de ellas es imposible dentro de los límites del presente manual, por lo tanto se recomienda usar los mismos criterios generales de calidad ya descritos para implementar dichas operaciones específicas.

3-15


PROCESOS II

Materias primas e insumos empleados.

3.6.1 Frutas . Las frutas utilizadas en el procesamiento del jugo deben estar en un excelente estado, no deben tener hongos, no se deben dejar caer durante el proceso para evitar el magullamiento. De la calidad de la fruta depende la calidad del jugo. La fruta no se puede recoger antes de su tiempo de maduración, ni después de su etapa de maduración que pasa a degradación.

3.6.2 Ag ua. Debe estar libre de: Altos niveles de elementos y sales minerales. Sabores y olores extraños. Material orgánico

3.6.3 E ndulzantes. Contribuyen al balance total del jugo en la sinergia con los otros componentes. Pueden ser clasificados en dos grupos: endulzantes de carbohidratos y endulzantes de alta intensidad 

Endulzantes de Carbohidratos: 

Sacarosa: Endulzante tradicional obtenido de la caña de azúcar o

remolacha, puede ser usada en forma líquida o cristalina. La estructura de la sacarosa (disacárido) comprende dos azucares simples (monosacáridos): glucosa (o dextrosa) y fructosa, unidos por un enlace glucolidico. En las soluciones acidas tiene lugar la hidrólisis o inversión en este enlace, y la molécula se rompe en sus dos componentes. Debido a esto se usa el azúcar invertido como una alternativa. 

Glucosa: Se deriva del almidón por vía de hidrólisis ácida o enzimática, tiene

una dulzura relativa de 0.7 comparada con la sacarosa. 

Fructosa: Puede ser obtenida aislando los constituyentes del azúcar invertido

o almíbar de fructosa acuosa. Su dulzura relativa es alrededor de 1.3 veces la de la sacarosa, en soluciones acidas es más dulce y puede realzar los sabores de la fruta, y hacer la bebida más refrescantes. 3-16


PROCESOS II

En combinación con otros endulzantes produce un efecto de sinergia y enmascara el mal sabor de los endulzantes de alta intensidad. 

Endulzantes de Alta Intensidad: Llamados así por su alto potencial o gran

dulzura, en comparación con la sacarosa; pueden ser usados en concentraciones mucho más bajas. Generalmente se consideran como no-calóricos, su alto factor de dilución haría insignificante cualquier cantidad calórica. Se usa su sal de calcio o sodio y es muy usado en bebidas suaves (light) las cuales son dietéticas. 

Sacarina: Es aproximadamente 300 veces más dulce que la sacarosa.

Es barata, tiene buena estabilidad, excelente vida en almacenamiento, y trabaja bien en combinación con otros endulzantes. Tiene la desventaja de un resabio metálico amargo. Por esta razón se usa en combinación con fructosa u otros endulzantes intensos. 

Aspartame: Es aproximadamente 200 veces más dulce que la sacarosa. De

todos los endulzantes de alta intensidad, el perfil de su sabor es el más cercano al de la sacarosa. Se usa con sacarina, tiene dulzura aceptable, poco resabio metálico amargo y su vida en almacenamiento es menor a la sacarina.

3.6.4 Acidificantes. Los ácidos son los terceros en orden de concentración en el jugo, generalmente tienen propiedades que “apagan tu sed”. Reducen el pH, pueden actuar como un preservante

ligero y realzado del sabor. Produce una sinergia con los antioxidantes. 

Ácido cítrico: Es el más usado en bebidas con sabor a frutas. Tiene un carácter suave

con sabor que combina bien con la mayoría de los sabores de las frutas. 

Acido tartárico: Se encuentra en las uvas, tiene un sabor más agrio que el ácido

cítrico. 3-17


PROCESOS II

Acido fosforito: Tiene menos solubilidad que el ácido cítrico. Su sal es de calcio y

magnesio. Es usado ampliamente en preparaciones de comida, su sabor es más seco que los ácidos cítrico y tartárico, es más bien agrio e insípido. Es muy usado para bebidas carbonatadas. 

Ácido láctico: Tiene un sabor suave comparado con los otros ácidos. Se usa más

como modificador o realzador del sabor más que como acidulante. Su uso en bebidas es limitado. 

Ácido acético: Su uso es limitado, solo tiene uso donde su carácter vinagre pueda

contribuir a un balance de sabor apropiado. 

Acido málico: Es e l segundo mejor ácido después del ácido cítrico.

3.6.5 S aborizantes. Hay dos tipos: miscibles en agua y dispersables en agua. Los miscibles en agua forman una solución brillante, clara, en dosis de 1% en la reacción. Contienen compuestos oxigenados altamente polares. Los dispersables en agua son “insolubles”. Tienen una

fase aceitosa no polar, usualmente cítricos que transmiten la contribución picante característica de la cáscara.

3.6.6 Colorantes. Se dividen en dos clases naturales y artificiales.

3.6.7 Pres ervantes. Inhibe, retarda o impiden el crecimiento de microorganismos o cualquier deterioro de los alimentos, debidas a microorganismos. 

Dióxido de sulfuro: Su efecto incrementa cuando el pH es menor a 4, por esto se

ajusta a la mayoría de bebidas suaves. 

Acido benzoico y benzoatos: El ácido benzoico se añade en sus formas solubles de

sales de sodio o potasio. Preserva en pH menores a 3. Su acción mejora si es usado con dióxido de sulfuro o ácido ascórbico. Produce respuestas alérgicas. 

Ácido sórbico y sorbatos: El ácido ascórbico es muy usado en bebidas suaves. Se usa

como sorbato de potasio, es un inhibidor microbial para pH menores a 6.5. Es menos toxico, su sabor es menos detectable y produce menos reacciones alérgicas. 3-18


PROCESOS II

3.6.8 E s tabilizantes. Imparten estabilidad a la turbidez natural, por ejemplo dispersiones de sólidos de frutas, incrementan la viscosidad de la bebida.

3.6.9 Antioxidantes . El color y sabor de la bebida se deterioran por el oxígeno disuelto. Los materiales plásticos son permeables al oxígeno. Los cítricos con saborizantes son susceptibles a la oxidación. Algunos antioxidantes son: BHA, BHT, palmitato ascórbico. 3.7

Los principios de la conservación de alimentos.

La preservación de alimentos puede definirse como el conjunto de tratamientos que prolonga la vida útil de aquéllos, manteniendo, en el mayor grado posible, sus atributos de calidad, incluyendo color, textura, sabor y especialmente valor nutritivo. Esta definición involucra una amplia escala de tiempos de conservación, desde períodos cortos, dados por métodos domésticos de cocción y almacenaje en frío, hasta períodos muy prolongados, dados por procesos industriales estrictamente controlados como la conservería, los congelados y los deshidratados. Si se considera la estabilidad microbiana, los métodos de preservación por un periodo corto como la refrigeración, son inadecuados después de algunos días o semanas de acuerdo a la materia prima, puesto que se produce un desarrollo microbiano acelerado. En el caso de los procesos industriales, donde la conservación se realiza por la esterilización comercial, deshidratación o congelado, el desarrollo microbiano es controlado hasta el punto en que el alimento que se elabora es seguro para su consumo. Además, se debe tener en cuenta que el uso de envases adecuados es particularmente importante, considerando que los procesos no tendrían ninguna validez si su envase no evita la contaminación posterior. La preservación de frutas y hortalizas está dada por la utilización integral o parcial de la materia prima. En algunos casos se necesita agregar durante el proceso un medio de empaque, como jarabe o salmuera, y en otros se usa la materia prima sola sin agregados, 3-19


PROCESOS II

como en los congelados. La materia prima puede transformarse, formularse en forma diferente, dependiendo del producto que se desea obtener, por ejemplo, hortalizas en salsa, sopas, jaleas, encurtidos (pickles) y jugos. Para una misma materia prima se pueden considerar diversas posibilidades de proceso, las que originarán distintos productos. Es así como en el caso de la piña, por ejemplo, se puede obtener conservas en rodajas o tiras; pulpas o jugos, todos a partir de la misma materia prima. En forma general, los métodos de conservación se pueden clasificar en tres tipos:

3.7.1 Métodos de pres ervación por periodos c ortos . Refrigeración.





Almacenaje refrigerado con atmósfera modificada.



Tratamientos químicos superficiales.



Condiciones especiales de almacenaje.



Sistemas de embalaje que involucran modificación de atmósfera

3.7.2 Métodos de pres ervación por acción química. 

Preservación con azúcar.



Adición de anhídrido sulfuroso.



Conservación por fermentación y salado.



Tratamiento con ácidos (adición de vinagre).



Uso de aditivos químicos para control microbiano

3.7.3 Métodos de pres ervación por tratamientos fís icos . 

Uso de altas temperaturas.



Uso de bajas temperaturas.



Uso de radiaciones ionizantes.

La mayoría de estos métodos involucra una combinación de técnicas. Por ejemplo, existe una combinación entre congelación y deshidratación y conservas, pasteurización y fermentación. Además de la necesidad de contar con envases y embalajes adecuados que aseguren la protección del alimento contra microorganismos. 3-20


PROCESOS II

Los métodos de conservación que se mencionarán en este manad, dada su naturaleza, son: las conservas, la pasteurización, la conservación por adición de sólidos solubles (azúcar), la adición de ácido (vinagre) y el secado natural de frutas y hortalizas.

3.7.4 Pres ervación mediante altas temperaturas. Entre los procesos que usan días temperaturas como medio de conservar los alimentos, se encuentran las conservas y los productos pasteurizados (jugos, pulpas). Estos procesos térmicos involucran la esterilización o pasteurización en frascos, botellas, u otros envases con la misma función. Además existen otros envases como los tarros de hojalata y la esterilización de productos a granel y luego su envasado aséptico. 1. Esterilización comercial. La esterilización, como método de conservación puede ser aplicada a cualquier producto que haya sido pelado, trozado o sometido a otro tratamiento de preparación, provisto de un envase adecuado y sellado en forma hermética de manera de evitar la entrada de microorganismos después de la esterilización y también la entrada de oxígeno. El envase debe presentar condiciones de vacío para asegurar la calidad del producto. El objeto de la conservería, cuyo punto principal es la esterilización comercial, es destruir los microorganismos patógenos que puedan existir en el producto y prevenir el desarrollo de aquellos que puedan causar deterioro en el producto. La esterilización evita que sobrevivan los organismos patógenos o productores de enfermedades cuya existencia en el alimento y su multiplicación acelerada durante el almacenamiento, pueden producir serios daños a la salud de los consumidores. Los microorganismos se destruyen por el calor, pero la temperatura necesaria para destruirlos varía. Muchas bacterias pueden existir en dos formas, vegetativa o de menor resistencia a las temperaturas, y espatulada o de mayor resistencia. El estudio de los microorganismos presentes en los productos alimenticios ha llevado a la selección de ciertos tipos de bacterias como microorganismos indicadores de éxito en el proceso. Los microorganismos indicadores son los más difíciles de destruir mediante los tratamientos térmicos, de manera que si el tratamiento es eficiente con ellos lo será con mayor razón con aquellos microorganismos más termo sensibles.

3-21


PROCESOS II

Uno de los microorganismos más usados como indicador para procesos de esterilización comercial es el Clostridium botulinum, el cual es causante de serias intoxicaciones debido a alimentos de baja acidez, o conservados en ambiente de vacío, dos de las condiciones para la producción de toxinas por el microorganismo. El calor destruye las formas vegetativas de los microorganismos y reduce a un nivel de seguridad las esporas, es decir, las formas resistentes de los microorganismos, asegurando que el producto pueda ser consumido sin problemas por el ser humano. Los productos que pueden ser sometidos al proceso de conservación por esterilización comercial son muy variados. Las frutas en general pueden ser procesadas de esta manera, siendo las piñas y las guayabas dos ejemplos de estos productos. Son productos ácidos y, en relación al Clostridium botulinum son altamente seguros, pues el microorganismo no encuentra a ese nivel de acidez las condiciones adecuadas para producir la toxina, que es altamente efectiva y mortal en el ser humano. Productos de baja acidez como la mayoría de las hortalizas, pueden estar contaminados con el microorganismo y producir la toxina durante el almacenaje. Por las razones antes expuestas, no es aconsejable procesar hortalizas de baja acidez en condiciones domésticas o artesanales que no permitan un adecuado control del proceso. 2. Pasteurización Su aplicación es fundamental para los productos, como pulpas o jugos, que nos interesan para los fines de este curso. Corresponde a un tratamiento térmico menos drástico que la esterilización, pero suficiente para inactivar los microorganismos causantes de enfermedades, presentes en los alimentos. La pasteurización, inactiva la mayor parte de las formas vegetativas de los microorganismos, pero no sus formas esporuladas, por lo que constituye un proceso adecuado para la conservación por corto tiempo. Además, la pasteurización ayuda en la inactivación de las enzimas que pueden causar deterioro en los alimentos. De igual modo que en el caso de la esterilización, la pasteurización se realiza con una adecuada combinación entre tiempo y temperatura. La elaboración de jugos y pulpas permite extender la vida útil de las frutas y algunas hortalizas. Ello es posible gracias a la acción de la pasteurización que permite la 3-22


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disminución considerable de los microorganismos fermentativos que contribuyen a acidificar el jugo a expensas de los azúcares presentes en él. La pasteurización de los jugos, clarificados o pulposos y de las pulpas de las frutas, permite la estabilización de los mismos para luego conservarlas mediante la combinación con otros métodos como la refrigeración y la congelación, todo lo cual contribuirá a mantener la calidad y la duración del producto en el tiempo. 3. Secado La preservación de alimentos a través de la remoción de agua, es probablemente una de las técnicas más antiguas que existen. En el pasado, el proceso se simplificaba poniendo directamente el producto al sol, esparcido en el suelo sobre sacos, esteras de hojas de plantas e incluso directamente en el suelo desnudo. Hoy, la calidad de los productos secos ha mejorado debido a una serie de factores, entre los cuales se cuentan los siguientes. 

El uso de equipos deshidratadores para el secado solar y artificial, aumentando la eficiencia de la deshidratación.



El uso de pre-tratamientos químicos para la mejor conservación de color, aroma y sabor de los productos.

El principio básico en el cual se fundamenta la deshidratación es que a niveles bajos de humedad, la actividad de agua disminuye a niveles a los cuales no pueden desarrollarse los microorganismos ni las reacciones químicas deteriorantes. En general, hortalizas con menos de 8% de humedad y frutas con menos de 18% de humedad residual no son sustratos favorables para el desarrollo de hongos, bacterias ni reacciones químicas o bioquímicas de importancia. Existen reacciones, como las de emparedamiento no enzimático, que pueden desarrollarse a velocidades reducidas, en ambientes con bajo nivel de agua, pero requieren de altas temperaturas ambientales. Otras reacciones son las de oxidación de las grasas, las cuales pueden llevarse a cabo a contenidos de agua muy reducidos, pero que son aceleradas por luz y temperatura. Así, el envasado y el ambiente en que se

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PROCESOS II

mantienen los productos deshidratados resultan de mucha importancia para la buena conservación de los mismos. Las frotas y hortalizas pueden ser secadas en aparatos sencillos como los mostrados en la fotografía 8 y siguientes, obteniéndose productos de mejor calidad que cuando se secan al sol simplemente esparcido en el suelo. Es muy importante evitar la contaminación con polvo y otras sustancias que pueden ser portadoras de microorganismos resistentes a las bajas humedades, como por ejemplo excrementos u orina de roedores o animales domésticos, productos químicos, pesticidas y otros. Se debe tener mucho cuidado con los lugares usados para realizar el secado. Todos estos riesgos son disminuidos en forma significativa cuando se emplean elementos como los de las fotografías 8 a 12. El tiempo de secado y la humedad final del producto, dependerán de la localización del secador, de las condiciones climáticas del lugar y de las características del producto, secándose más rápido el material trozado en pequeñas porciones y con una mayor superficie de secado. El manejo del proceso de secado debe ser cuidadoso si se desea tener un producto de calidad. Muchas veces es necesario un secado a la sombra para mantener las características sensoriales del producto como color, aromas y textura adecuados.

3.7.5 Cons ervación mediante la adici ón de azúcar. La adición de azúcar se usa fundamentalmente en la elaboración de mermeladas, jaleas y dulces. Esto involucra hervir la fruta, adicionar el azúcar en cantidades variables dependiendo de la fruta y el producto a preparar, y continuar hirviendo hasta que alcance el nivel de sólidos solubles que permita su conservación. La adición de azúcar más ciertas sustancias de las frutas producen la consistencia de gel que conforma la textura de las mermeladas y jaleas. Para lograr esto es necesario que exista un nivel de acidez y un porcentaje de azúcar adecuados. Algunas frutas no tienen la sustancia llamada pectina en cantidad suficiente para formar un gel adecuado, en cuyo 3-24


PROCESOS II

caso es necesario agregarles una pectina exógena. Existe diferencia entre las manzanas o cítricos y los berries, como la frambuesa o la frutilla. En los primeros hay un alto nivel de pectina, no así en los segundos. Durante el proceso de hervir la fruta con el azúcar, la sacarosa -que es el azúcar agregado- se desdobla en parte en sus componentes, fructosa y glucosa, lo que permite dos importantes efectos en el producto, mayor solubilidad que evita la cristalización y, por otra parte, un mayor dulzor. Este proceso se denomina inversión de la sacarosa. Las mermeladas y los otros productos nombrados se conservan debido a un principio denominado actividad de agua. La actividad de agua es la disponibilidad de agua libre para reaccionar y permitir el desarrollo de los microorganismos. Mientras menor sea la actividad de agua, menor la incidencia de reacciones deteriorantes y microorganismos. El nivel de agua en las mermeladas permite el desarrollo de mohos. De esta manera, si se desea conservar el producto se debe contar con el uso de vacío en su envasado, mediante el llenado en caliente o, el uso de sustancias químicas fungistáticas, como benzoato de sodio y sorbeto de potasio, que impiden el desarrollo fungoso. De ser posible, siempre es mejor la primera alternativa, aunque requiere de envases de vidrio que son más costosos.

3.7.6 Cons ervación mediante la reg ulación del PH. La mayor parte de los alimentos podrían conservarse en buenas condiciones microbiológicas cuando el medio tiene un pH menor de 4.0, de modo que se han desarrollado, para frutas y hortalizas, una serie de métodos que persiguen controlar el pH mediante la producción endógena de ácido o por adición exógena de algún ácido orgánico como el acético, el cítrico e incluso el láctico. La acidificación de hortalizas de baja acidez para poder procesarlas mediante esterilización comercial, con períodos cortos a temperaturas de alrededor de 100° C, es una metodología muy práctica para trabajar a pequeña escala, incluso a escala artesanal. La preparación de encurtidos (pickles) de diversas hortalizas, mediante una fermentación natural con producción de ácido láctico, es también un método muy adecuado de

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conservación para pepinillos, cebollitas, zanahorias, ají, y otras que regularmente se comercializan en grandes volúmenes en todo el mundo. Lo importante es controlar el pH hasta un nivel de alrededor de 3.5, de manera de tener un nivel de acidez adecuado para obtener un producto de agradable sabor en términos de ácido láctico. Este es producido naturalmente, por la fermentación de sustratos constituyentes del material, por acción de microorganismos presentes en él. La acidez de un encurtido que ha sido preparado por adición de ácido acético o vinagre, debe ser de alrededor de 4% y hasta 6%, expresado en acidez cítrica Además del ácido los encurtidos son adicionados de sal, la cual tiene una reconocida propiedad antiséptica y, en niveles adecuados puede asegurar una buena calidad del producto por mucho tiempo, además de dar buenas características sensoriales de textura y sabor al producto. Es necesario enfatizar el hecho de que estos procesos de fermentación natural en salmuera, son desarrollados por microorganismos que actúan en condiciones anaeróbicas, es decir, para obtener un buen producto, es necesario asegurar condiciones de baja tasa de oxígeno en el sistema. El producto se sumerge en salmuera o se adiciona de sal seca en pequeño volumen (en el repollo para fermentado) y se le dan condiciones de anaerobiosis en una bolsa de polietileno o en un depósito lo más hermético posible. La temperatura es un factor importante en este tipo de proceso, debiendo ser no inferior a 15° C, con mejores resultados a 25° C. 3.8

Aplicación de los procesos a pequeña escala.

Como ya se ha establecido, el procesamiento a pequeña escala industrial no difiere demasiado del artesanal en cuanto a principios se refiere. La gran diferencia radica en los procedimientos y las instalaciones con que se cuenta en una planta mínimamente industrializada.

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PROCESOS II

Los procesos son similares a los ya analizados pero con un volumen mayor, lo que hace necesario mayor control de los ingredientes, de modo de poder comprobar durante el proceso mismo cualquier problema que se presente. Todos los productos que se detallan se pueden aplicar de la misma manera a un proceso a pequeña escala, solamente deberemos cambiar los peroles por pailas de doble fondo, normalmente de acero inoxidable, alimentadas con vapor condensante (caldera). El proceso se hace más eficiente debido a las ventajas del sistema de calefacción por vapor, los tiempos de preparación son menores y también los controles deberán ser más rápidos. Por otra parte las cantidades de materia prima deberán ser mayores, lo que obliga a una promoción mayor que en el caso del proceso artesanal. Sin embargo, un buen proceso artesanal requiere también de una planificación en términos de materias primas e insumos, por lo que no es muy grande la diferencia. En un proceso de pequeña escala industrial, las instalaciones fijas en un recinto más sólido tienen algunos inconvenientes de rigidez. Especialmente para pequeñas partidas de materias primas. 3.9

Practica.

3.9.1 Trabajo en clas e. Piense en un producto de néctar o Jugo y: 1. Elabore un Diagrama de Operaciones de Proceso 2. Elabore un Cursograma Analítico. 3. Cite la maquinaria requerida.

3.9.2 Video. Maquinarias. 1. Explique los diferentes maquinas vistas. 2. Explique el proceso que cumplen y como lo hacen. 3. Que frutas se procesaron en el video. 3-27


CAPITULO 4 4.1

PROCESOS II

(CONTINUACIÓN) BEBIDAS Y ALIMENTOS.

Néctar de pera.

4.1.1 Materia prima. 

Peras maduras.

Azúcar.





Jugo de limón o ácido cítrico.

Agua.



4.1.2 Materiales y equipos . 

Olla de aluminio con tapa.



Molino extractor de pulpa.



Tapa botellas.



Tapas corona y botellas de vidrio.



Utensilios de cocina: cuchara de madera, cuchillos, espumadera, embudo, tablas de madera para picar, recipientes plásticos varios y paños para limpieza.



Fuente de calor.

4.1.3 Procesamiento 

Lavar las peras en agua limpia.



Escurrir el agua. Opcionalmente pelarlas, de acuerdo a la variedad.



Cortar en cuartos las peras y escaldarlas en agua hirviendo de 2 a 10 minutos, dependiendo del estado de madurez.



Extraer la pulpa de la pera con el molino extractor.



Mezclar los ingredientes, como se explica a continuación: Agua: 1 litro por kilo de pulpa; azúcar: 200 g por kilo de pulpa; jugo de limón: 2 cucharadas por kilo de pulpa. La cantidad de los ingredientes varía según la variedad de pera y el gusto del consumidor. Otra formulación muy utilizada es IA siguiente: 37% de pulpa de pera, 55% de agua, 8% de azúcar y jugo de limón o ácido cítrico hasta pH 3.6.

4-1


PROCESOS II

Hervir el agua con el limón y el azúcar, a la que se le agrega la pulpa, de manera que la mezcla tenga una concentración de 12-13% de sólidos, determinado en frío con un refractómetro y que tenga un pH de 3.5 a 3.8.



Separar la espuma con la espumadera.



Envasar en caliente, tapar y someter a una esterilización de 10 minutos en agua hirviendo si las botellas son de 0.331; 15 minutos si son de 0.5 1; y 20 minutos si son de 0.75 1.



4.2

Dejar enfriar las botellas. Rotular y almacenar. Néctar de durazno o damasco.


Duraznos maduros (o damascos).

Azúcar.





Jugo de limón o ácido cítrico.

Agua.



4.2.2 Materiales y equipos . 




Molino extractor de pulpa.



Tapa botellas.



Tapas corona y botellas de vidrio.



Utensilios de cocina: cuchara de madera, cuchillos, espumadera, embudo, tablas de madera para picar, recipientes plásticos varios y paños para limpieza.



Fuente de calor.

4.2.3 Procesamiento. 

Lavar los duraznos en agua limpia. Escurrir el agua.



Pelar los duraznos, de acuerdo a su variedad, y separar la pulpa del hueso. Extraer la pulpa del durazno con el molino extractor.



Mezclar los ingredientes, como se explica a continuación: Agua hervida: 1 litro por kilo de pulpa; azúcar: 200 g por kilo de pulpa; jugo de limón: 2 cucharadas por kilo de pulpa o ácido cítrico. 4-2


PROCESOS II

Hervir el agua con el limón y el azúcar, a la que se le agrega la pulpa, de manera que la mezcla tenga una concentración de 12-13% de sólidos, determinado en frío con un refractómetro, y que tenga un pH de 3.5 a 3.8. La cantidad de los ingredientes varían de acuerdo a la variedad de durazno y del gusto. Una formulación muy utilizada es la misma que se detalla en la preparación del néctar de pera.



Eliminar la espuma con la espumadera.



Envasar en caliente, tapar y someter a una esterilización de 10 minutos en agua hirviendo si las botellas son de 0.331; 15 minutos si son de 0.5 1; y 20 minutos si son de 0.751.



Dejar enfriar las botellas. Rotular y almacenar

Imagen 9. Proceso de elaboración del jugo de pera.

4-3


4.3

PROCESOS II

Jugo natural de carambola y mango.


Mangos completamente maduros (variedad spicy): 5 kg.



Carambola madura (variedad amarga): 8 kg.

4.3.2 Materiales y equipos 




Molino extractor de pulpa o despulpador de disco.



Tapa botellas manuales.



Utensilios de cocina: cuchara de madera, cuchillos, embudo, espumadera, tablas de madera para picar, recipientes plásticos varios y paños para limpieza.



Fuente de calor.

4.3.3 Procesamiento. 4-4


PROCESOS II



Lavar y pelar los mangos.



Lavar la carambola.



Cortar la fruta en trozas.



Extraer separadamente la pulpa de los mangos (contenido de azúcar 18-19° B y pH 4.5) y jugo de carambola (contenido de azúcar 6-8° B y pH 4.5).



Mezclar aproximadamente 4 partes de pulpa de mango y 3 de jugo de carambola filtrado.



Chequear el néctar y añadir más mango o más carambola de acuerdo a lo que se quiere obtener, 10-12° B de sólidos y pH 3.5.



Calentar hasta su ebullición.



Eliminar la espuma con la espumadera.



Envasar en caliente en botellas de 0,331 y procesar por 10 minutos en agua hirviendo.



4.4

Enfriar, rotular y almacenar. Jugo de tomate.

Presentamos una receta para preparar jugo de tomate que se utiliza para preparar cócteles y guisar alimentos cuando ya no hay tomates frescos en el mercado.


Tomates frescos maduros de 4.2 a 4.5°Brix.



Jugo de limón.



Opcional: sal y pimienta al gusto.

4.4.2 Materiales y equipos 

Olla con tapa.



Molino extractor de pulpa o despulpador de disco.



Frascos con tapa de rosca (aproximadamente 200 ml) o botellas para tapa corona (aproximadamente 200 ml).



Tapa botella manual.



Tapas corona.

4-5


PROCESOS II

Utensilios de cocina: cuchara de madera, cuchillo, cucharas, embudo y tabla de madera, recipientes plásticos varios, paños de limpieza.



Fuente de calor.

4.4.3 Procesamiento 

Almacenar la materia prima bajo un cobertizo hasta ser utilizada.



Seleccionar según madurez. Usar tomates maduros y eliminar los que presentan podredumbre.



Lavar en agua limpia y dejar escurrir el exceso de agua.



Cortar los tomates en cuatro y separar los que tienen infecciones internas.



Lavar las botellas o frascos aparte y dejar escurrir el agua.



Poner los tomates en una olla a fuego mediano, revolviendo de vez en cuando con una cuchara de madera.



Añadir dos cucharadas soperas de jugo de limón por cada kg de tomate. Opcional: añadir sal y/o pimienta al gusto.



Retirar la olla del fuego cuando su contenido haya empezado a hervir y haya alcanzado 6.5 - 6.8° Brix.



Dejar enfriar parcialmente el producto.



Extraer el jugo de tomate pasando el producto a través del molino extractor.



Volver a pasar la piel y las semillas que se separan durante la extracción para aumentar el rendimiento del jugo.



Volver a poner la olla al fuego con el jugo hasta que empiece a hervir.



Llene las botellas con el jugo caliente, hasta el tope.



Proceder como en la receta para preparar salsa de tomate.

Imagen 10. Procesamiento del jugo de tomate.

4-6


4.5

PROCESOS II

Jugo de naranja.

4.5.1 Des cripción del producto y del proceso. El jugo, es la parte líquida de la fruta que se obtiene por la aplicación de presión sobre ésta. Los jugos se elaboran a partir de frutas cítricas, manzanas, uvas y piña. El jugo de naranja es el que se más se elabora en el mundo y su valor nutritivo radica en su alto contenido de vitamina C. Para obtener un jugo de naranja de alta calidad es recomendable usar fruta fresca, no obstante en la mayoría de las industrias el jugo se elabora a partir de una base concentrada que es más fácil de conservar y manipular. Además se le agrega azúcar para bajar costos de producción. La conservación del jugo de naranja natural se lleva a cabo por el tratamiento con calor (pasteurización), la asepsia durante la preparación y llenado, la baja acidez del producto, y la conservación en ambientes refrigerados. El proceso de elaboración de jugo de naranja a partir de fruta fresca, consiste en seleccionar, lavar y exprimir las naranjas para extraer el jugo. Seguidamente se filtra para 4-7


PROCESOS II

separar las semillas y sólidos en suspensión y por último se pasteuriza y llena en envases de vidrio, plástico, hojalata o cartón, según el nivel tecnológico que se tenga.

4.5.2 Materia prima e ing redientes. Naranjas maduras, de variedades dulces y con abundante jugo 4.6

Practica.

4.6.1 Trabajo en clas e. Elabore un Diagrama de Operaciones de Procesos de los cinco productos desarrollados.

4.6.2 Video 4. 4.6.2.1 Zumo de naranja.

1. Identificar los procesos. Detalladamente. 2. Identificar la materia prima e insumos. 3. Identificar la maquinaria y herramientas empleadas. 4. Hacer un diagrama de procesos y su respectivo cursograma analítico. 4.6.2.2 Máquina.

1. Explique la variedad de procesos que cumple esta máquina. 2. Detalle las frutas y verduras que puede tratar esta máquina.

4-8


CAPITULO 5 5.1

PROCESOS II


Jugo de piña vitaminado.

5.1.1 Des cripción del proces o de elaboración de jug o de piña vitaminado. El proceso de elaboración de jugos de piña, da inicio desde la ubicación de los cultivos, sus vías internas, el acceso a la vía principal, la distancia y el estado de las mismas hacia el centro de acondicionamiento y empaque son aspectos que se deben evaluar para que las piñas puedan estar en el mínimo tiempo posible bajo condiciones controladas. Para trasladar las piñas desde del cultivo al centro de acondicionamiento, se recomienda el uso de remolques, camionetas o camiones adecuados para tal fin. La disponibilidad de techo falso o de doble cubierta, carpa térmica y/o cortinas laterales de corredera para una fácil y rápida operación de cargue y descargue son elementos que mantienen la temperatura de almacenamiento de la fruta. Estos equipos deben mantenerse limpios y desinfectados, además de contar con un buen sistema de amortiguación: llantas a baja presión, piso nivelado y superficie lisa de tal forma que se puedan manipular fácilmente las bandejas o estibas. En el traslado de las piñas a granel se recomienda el uso de material vegetal sobre la plataforma del vehículo de tal forma que se eviten temperaturas extremas y se amortigüen los golpes de los productos durante el desplazamiento. Con el propósito de alcanzar un rendimiento de 100 toneladas, deben de plantarse cuando menos 60,000 plantas por hectárea., aplicando un arreglo de 30 cm entre cada planta, 40 cm entre líneas y 70 cm a partir de cada línea o entre cada dos líneas. Si se necesitara incrementar la densidad se debe de variar la distancia entre planta y planta. Y lo demás debe de permanecer igual. La fruta cosechada es depositada en recipientes o "canjilones" y transportada a la planta empacadora, donde la fruta se deposita en contenedores con agua y desinfectantes. Otro proceso alterno consiste en sumergir la fruta completamente en una solución similar a la anterior. Las cajas utilizadas para empacado se inspeccionan verificando que estén libre de insectos. Las frutas se colocan en cajas de 10 - 20 kg y finalmente colocada en pallets. Los pallets deben de mantenerse en cámaras de refrigeración y colocados en contenedores también refrigerados. Cada contenedor tiene una capacidad de 1500 cajas de 20 Kg cada caja y 3000 cajas de 10 kg cada caja. El contenedor debe de mantenerse a 7.5 - 8° C previo a su exportación y debe de contar con un termógrafo para el control y 5-1


PROCESOS II

registro de la temperatura y u control de los niveles de etileno, mientras transcurre su transporte. Es importante contar con un apropiado empaque desde la cosecha y empaque de los frutos ya que estos determinaran la calidad final del fruto una vez que lleguen a los mercados de consumo. Un cuidadoso manejo desde la cosecha y empaque, contribuye al mantenimiento de la calidad del mismo. Imagen 11. Empacado de piñas para jugo.

Después de la selección del tamaño, los frutos deben ser lavados, desinfectados y encerados. Se dejan secar y se vuelven a clasificar por tamaño. La selección consiste en eliminar los frutos con signos de daño mecánico y los defectos que marca la norma. Las piñas ya seleccionadas se clasifican en base a su tamaño, grado de madurez y la forma en general. Los diferentes grados en tamaño no deben mezclarse en el mismo empaque. El método más utilizado es el empacado de los frutos en forma vertical sobre su base y colocados en espacios divididos entre los frutos para evitar rozaduras. En algunos empaques esto no es posible por lo que la fruta se coloca en forma horizontal en direcciones alternadas, es decir corona contra base. Estibado: Se pueden colocar estibas de dos secciones de cartón con divisiones entre los frutos con una resistencia de 275 lb/in2. Se debe de asegurar que las grapas que se utilizan para la construcción de los cartones deben de tener la resistencia necesaria para que puedan colocarse estibas de dos o tres niveles, según las especificaciones del proveedor.

5-2


PROCESOS II Imagen 12. Embalaje de piñas.

Para piña enlatada, los tamaños de las latas son: 608X700 (108 0nzas), con un peso neto por lata de 3030 onzas, 6 latas por caja y con un peso total por caja de 20 Kg. ; 401X411 (30 onzas), con un peso neto por lata de 820 onzas, 24 latas por caja y con un peso total por caja de 24 Kg. ; 307X409 (20 onzas), con un peso neto por lata de 560 onzas, 24 latas por caja y con un peso total por caja de 16 Kg. ; 307X309 (15 onzas), con un peso neto por lata de 425 onzas, 24 latas por caja y con un peso total por caja de 13 Kg. y 307X201 (8 onzas), con un peso neto por lata de 227 onzas, 24 latas por caja y con un peso total por caja de 7 Kg. El empacado de las latas es en cajas de cartón corrugado para prevenir dobleces durante el transporte. El empacado es normalmente en cajas de 12 latas. Estas cajas pueden ser estibadas en pallets para su manejo posterior. Para uso industrial las latas de 108 onzas pueden ser empacadas sin las cajas de cartón. El jugo de piña se obtiene y la pulpa se almacena hasta su posterior uso. El jugo de piña natural, es decir el que no se obtiene de concentrados, se ajusta a una concentración de 12 ± 1 ° brix y es proceso asépticamente, mientras que algunos jugos se concentran en evaporadores hasta la concentración deseada. Todos estos productos se almacenan en frio para conservar su calidad. El concentrado congelado se almacena a -°20C. Los productos de piña envasados en forma aséptica, pueden mantenerse a temperatura ambiente pero se recomienda mantenerlos a 5 °C para prolongar su vida de anaquel y calidad organoléptica, en recipientes de acero o de madera. Las piñas enlatadas se empacan de acuerdo a los estándares de la US FDA y se tienen en diferentes tamaños ya sea para venta al por menor o para instituciones. Los productos incluyen: rebanadas, trozos o molidos y con jugo natural o jarabe. Los productos de piñas de una maduración completa 5-3


PROCESOS II

se utilizan para producir rebanadas de dos diferentes diámetros: 80-83 mm. y 90-97 mm. Los trozos se pueden utilizar para ensaladas, pizzas y para postres. Las piñas son seleccionadas de acuerdo a su grado de maduración, y se debe contar con una fruta de pulpa de color pálido a amarillo dorado, con un contenido promedio de 13 % de sólidos solubles y 0.6 % de ácido cítrico, lo cual le confiere un sabor universalmente apreciado propio para su consumo en fresco o en conserva; el peso promedio del fruto es de 2.5 kilogramos. Son muchos los factores que contribuyen al daño en las piñas: El tipo de instrumento para la cosecha, el dejar caer el fruto en los canastos en forma inadecuada, el exceso de capas de frutas en el transporte y los problemas son similares en el área de empacado y en todas las operaciones de limpieza (lavado, selección de tamaño y empacado). Los manipuladores de los frutos pueden minimizar estos efectos tomando medidas de protección al fruto en todos los pasos hasta su empaque. Aplicar buenas prácticas de cosecha, transporte cuidadoso hasta el área de empacado y el uso de camas de espuma protectoras son algunas de las acciones que deben de tomarse. La fruta es pre enfriada antes del empaque, esto permite que el fruto se pueda mantener bien. Imagen 13. Inspección y selección de tamaño.

La fruta se coloca en las cajas de cartón y es etiquetada. Estas cajas son inspeccionadas por personal que se asegura que haya existido una correcta colocación de los frutos en

5-4


PROCESOS II

las cajas. Las cajas son colocadas en pallets para almacenarlas a una temperatura de 810 °C. Los frutos de piña son colocados en un cuarto refrigerado aislado o de aire forzado y equipado con un sistema de refrigeración suficiente para mantener una corriente de aire fría suficiente para hacerla pasar por las cajas de frutos. Si se requiere, es posible mantener una atmosfera controlada para que la maduración de fruto se lleve a cabo en forma uniforme y menos acelerada. Existe una serie de características físicas de la piña cuyo control desempeña un papel importante durante su procesamiento industrial. Las rebanadas translúcidas o semitranslúcidas son consideradas generalmente como las más atractivas y de mejor sabor, pues las altamente translúcidas tienen un sabor sobre madurado, mientras que las de baja translucidez carecen de sabor de piña y son demasiado ácidas. Conforme la fruta se vuelve más y más translúcida, las cavidades de aire disminuyen en tamaño y por lo tanto la porosidad. El color interno también afecta la apariencia y aceptabilidad del producto, siendo el color amarillo dorado el más aceptado. Tradicionalmente la piña se consume en fresco y enlatada. La diversificación de la oferta tanto de piña y sus derivados es otra estrategia para fortalecer su consumo en los principales mercados del mundo. Así, la forma tradicional de consumir la piña ha sido en forma de jugo simple o concentrado, deshidratada y/o azucarada, enlatada en rodajas o troceadas y la variedad tradicional para desarrollar estos productos ha sido la cayena lisa. Entre los nuevos productos que se están desarrollando a partir de la piña son las hojuelas, los tipos cocktails, en polvo, si es en jugo, a base de mezclas isotónicas y vino y si es en forma enlatada entera, en barra, en copo y en cubos. Imagen 14. Piñas enlatadas.

5-5


PROCESOS II

Esencialmente, la pulpa de una fruta de mesa como la piña es la ideal para obtener de ella jugo congelado, néctares, bebidas, mermelada, concentrados o ser utilizada como tal para pasteles, postres y otros platillos. Como el yogurt, sabores y para la industria. Algunos productos a base de la piña se exportan en forma de productos deshidratados, congelados, en pulpa y liofilizados. El fruto maduro puede ser congelado entero o sin la cascara, rebanado y empacado con azúcar (10 partes de piña y una parte de azúcar, en peso). La pulpa rebanada puede ser formulada con jugo de limón para prevenir una disminución del color y congelada rápidamente. Mitades de piña madura al 50 % pueden utilizarse para pasteles, mermeladas y salsas dulces. Posibilidades para el procesamiento industrial de la piña Tabla 3. Posibilidades para el procesamiento industrial de la piña.

Pulpa de piña

coctel de fruta

Glazings Rebanadas deshidratadas

Jugo

vino

Néctar

Yogurt sabor piña

Salsas de fruta

nieve


5-6


PROCESOS II

Esquema 4. Diagrama de elaboración de enlatado de piña.


5.1.2 Cons umo en fresco y procesamiento. La piña se comercializa tanto como fruta fresca como procesada, como por ejemplo la piña en rodajas enlatada. Para procesarla existen normas de calidad que se deben cumplir para obtener productos de aceptación en el mercado. Así, las plantas industriales pueden rechazar frutas magulladas, con corazón mal formado, con doble o triple corona. La porosidad debe ser mínima y la relación de grados Brix y acidez debe ser cercana a 20. El porcentaje de acidez puede estar alrededor de 0.75%. En promedio, el porcentaje de rendimiento de piña lista para procesar con respecto a piña entera, es de un 45% a un 55%. Los productos finales que se pueden obtener son los siguientes: Piña envasada: Es el producto obtenido a partir del troceado de la sección de la piña que queda de eliminar la base, la corona y la cáscara. Este troceado puede ser en rebanadas, trozos pequeños y trozos en pedacitos (pedacería). En este tipo de presentación se coloca en latas las cuales son llenadas con almíbar (mezcla de agua y azúcar en proporciones definidas). Los grados brix de este producto son importantes de controlar pues se debe llegar a un equilibrio entre la fruta y el almíbar. El tratamiento térmico que se aplica y el pH final del producto son factores importantes para asegurar un producto de calidad. Además de las latas se pueden usar frascos de vidrio. Si se envasa piña mezclada con otras frutas en almíbar, se obtienen Coctel de frutas como producto final, que es otra alternativa de industrialización 5-7


PROCESOS II

En la elaboración de los productos derivados de la piña, se descargan de un tráiler hacia la banda transportadora, donde se elimina la corona y la fruta es depositada en una tina de lavado; mediante un elevador la piña cae a un seleccionador de rodillos para darle mayor aprovechamiento separando en dos tamaños y dos toboganes llevan la fruta a cada destino. La máquina Guinaka pela la cáscara formando un cilindro de piña (esta máquina tiene una navaja circular que gira a gran velocidad y forma el centro de la piña eliminando la cáscara). El cilindro de la piña cae por un tobogán y los operadores eliminan el corazón con una máquina acercando manualmente éste. Imagen 15. Maquina Guinaka.

Imagen 16. Desaireador.

El cilindro de la piña cae a una máquina para hacer los cubos de la fruta, lista para ser envasada en cubetas de 10 a 15 Kg. El producto se congela en una cámara de refrigeración que mantiene una temperatura de -20°C, para posteriormente ser enviada a su comercialización u otros centros de procesamiento. Para procesarla en almíbar, el cilindro de la piña se pasa a una máquina rebanadora y a través de una banda, es transportada hasta una llenadora, en donde las latas se llenan y posteriormente se envían a un equipo llamado ¨exhauster¨, cuya función es eliminar el oxígeno en la lata para crear 5-8


PROCESOS II

vacío. Ahí el túnel está saturado con vapor de 3 kg./cm2 y una temperatura de 120°C, la lata con 8 rebanadas de fruta, entra a un tubo de llenado de almíbar y luego a una máquina engargoladora que sella la tapa. Las latas sin esterilizar pasan a una autoclave, y a una tina de enfriamiento por 10 minutos para lograr a través del choque térmico eliminar las bacterias y lograr el vacío. Por último, llega al etiquetado y encajonado, quedando listo el producto para su distribución. Jugo: El jugo se obtiene a partir de una trituración de trozos de fruta, seguida de una separación de las partes sólidas por algún método de filtración adecuado. El jugo debe ser pasteurizado y empacado para lograr prolongar su vida útil, utilizando alguna barrera contra la descomposición como puede ser el uso de algún tipo de preservante o bien mantenerlo en refrigeración. Por ninguna razón este debe salir al mercado si está fermentado y no debe diluirse con agua. El empaque puede ser plástico, lata con recubrimiento para protegerlo de la acidez, laminado (plástico, cartón y metal) y otros. El pH de este producto debe controlarse para que sea agradable para el consumo humano, por lo general a nivel de proceso deben hacerse mezclas de diferentes jugos según la variación del pH de los mismos, para obtener un producto de buena calidad. También puede combinarse este jugo con el de otras frutas para obtener jugo mixto de fruta como producto final. Imagen 17. Extracción de jugo de piña en forma tradicional.

5-9


PROCESOS II

Práctica.

5.2.1 Trabajo en clas e. Elaborar un diagrama de operaciones de procesos y su respectivo cursograma analítico.

5.2.2 Video 5. 5.2.2.1 Jugo de piña.

1. Identificar los procesos. Detalladamente. 2. Identificar la materia prima e insumos. 3. Identificar la maquinaria y herramientas empleadas. 4. Hacer un diagrama de procesos y su respectivo cursograma analítico. 5.2.2.2 Enlatado de piña.

1. Identificar los procesos. Detalladamente. 2. Identificar la materia prima e insumos. 3. Identificar la maquinaria y herramientas empleadas. 4. Hacer un diagrama de procesos y su respectivo cursograma analítico.

5-10


CAPITULO 6 6.1

PROCESOS II


Procesos que se adecuan a nuestro medio.

6.1.1 Pasteurizado El jugo previo a su concentración, es necesario pasteurizarlo, para evitar su oxidación enzimática, esto se efectúa en un pasteurizador. El tratamiento térmico que se le da al jugo consiste en elevar la temperatura a 95ºC durante 3 a 4 minutos

.

6.1.2 Concentrado. El concentrado se realiza con el fin de prolongar la vida útil del jugo, este concentrado se puede obtener con aplicación de calor o frío, el resultado dependerá del tipo de producto deseado y nivel de inversión posible.

6.1.3 Aditivos. La incorporación de aditivos al producto es muy importante debido a que se utiliza para prolongar la vida útil del mismo. En alguna época se emplearon agentes conservantes a partir de sales de azufre para controlar los cambios de color y el desarrollo de microorganismos, a pesar de los efectos evidentes en el cambio de sabor y color. Hoy están limitadas a mínimas cantidades cuando son permitidos. El mas empleado es el ácido cítrico para el jugo, el uso de conservantes es combinado con la refrigeración, es decir bajar la temperatura del sitio de almacenamiento. Para el jugo concentrado se debe utilizar ácido cítrico como acidulante para bajar el pH y evitar el crecimiento de MO, que será adicionado un poco antes del tratamiento térmico, también será uso de benzoato de sodio como conservante de alimentos. El tiempo de vida del concentrado está en función a la temperatura mientras más baja sea la temperatura mayor será el tiempo de vida. Pero se debe tener cuidado porque pueden perder sus propiedades organolépticas a muy bajas temperaturas o a mayor tiempo de almacenamiento.

6-1


PROCESOS II

6.1.4 Mezclado. El mezclado se lo realiza en un tanque enchaquetado, alimentado de vapor de un caldero, el tanque también contiene un agitador el cual nos permitirá un mezclado homogéneo, del jugo concentrado con agua, aditivos y azúcar a la vez este tanque nos permite la pasteurización del jugo para luego directamente pasar al sacheteador de líquidos.

6.1.5 Envasado. El envasado se debe realizar en caliente, a una temperatura no menor a 60ºC. En el envasado del jugo concentrado, se empaca directamente del evaporador para de esa manera proceder al enfriado rápido del producto en tambores asépticos de polietileno. Inmediatamente se procede al sellado de la tapa para crear un vacío dentro del envase y evitar la proliferación de los microorganismos, oxidación del jugo concentrado. En el caso del jugo reconstituido, se procede a envasar el producto en bolsas de polipropileno de alta densidad tricapa de 180 ml por medio de un sacheteador de líquidos automático que nos permite la obtención de 1200 bolsas/hora.

6.1.6 E nfriado y cong elado. El producto envasado debe ser enfriado rápidamente para conservar su calidad y asegurar la formación del vacío dentro del tambor, hasta alcanzar una temperatura de ambiente de aproximadamente de 20ºC, lo mismo sucederá con el jugo reconstituido, con este procedimiento se reducirá el tiempo en el cual puedan proliferarse los microorganismos que sobreviven a las temperaturas de pasteurización. Congelación: Este proceso disminuye la posibilidad de la proliferación de los microorganismos debido a la solidificación del agua que caracteriza este estado de la materia. Al no estar disponible como medio líquido, pocas reacciones pueden ocurrir, excepto la desnaturalización de las proteínas. A pesar de estos cambios, la congelación es la técnica más sencilla que permite mantener las características sensoriales y nutricionales lo más parecidas al jugo fresco y es una de las técnicas más usadas.

6-2


PROCESOS II

Una restricción es que se mantenga la cadena de frio todo el tiempo hasta que llegue el momento de la utilización por el consumidor final. El estado sólido plantea ciertas incomodidades cuando se necesita emplear solo una parte del bloque de jugo concentrado. La conservación por congelación permite mantener l jugo concentrado por periodos mayores en un año sin que se deteriore significativamente. Entre más tiempo y más baja sea la temperatura de almacenamiento mayor número de microorganismos perecerán. A la vez que las propiedades sensoriales de los jugos concentrados congelados durante demasiado tiempo irán cambiando. Por lo que el jugo concentrado será utilizado lo antes posible para aprovechar sus características sensoriales y nutricionales. El congelado del producto debe alcanzar una temperatura igual a – 18ºC.

6.1.7 Almacenamiento. El producto debe ser almacenado en un lugar limpio y seco que cumpla todas las especificaciones de temperatura, con suficiente ventilación a fin de garantizar la conservación del producto hasta el momento de su uso. El almacenamiento de los productos terminados, debe ser refrigerado a una temperatura de – 18ºC, en cámaras refrigeradas, los cuales serán controlados constantemente en cuanto a la variación de temperatura que puede sufrir, pues si la temperatura sube el crecimiento de microorganismos que hayan podido sobrevivir al pasteurizado disminuyen el tiempo de vida del producto, si la temperatura baja más de lo recomendado el producto sufre cambios en cuanto a factores organolépticos propios de la fruta.

6.1.8 Máquinas y equipos . Para la selección de las maquinas se toma en cuenta el proceso de producción que se mencionó anteriormente, para ello se consideró que la maquinaria a utilizar será de manufactura nacional. La maquinaria a elegir debe cumplir con los requerimientos en cada una de las etapas del proceso. Es por ello que se describen a continuación cada una de las máquinas y equipos.

6-3


PROCESOS II

6.1.9 R ecepción y s elección 6.1.9.1 Balanza

La balanza nos ayudara a pesar la cantidad de materia prima que llega a la planta procesadora. Sus características son las siguientes: Tabla 4. Balanza para la operación del pesado.

Cantidad

Características

Precio(Sus)

Capacidad máxima: 30- 500 Kg Plataforma en acero inoxidable: 1

40*40cm.

Celda Unipunto marca HBM (Alemana)

500

Indicador digital marca Rice Lake (americano) Modelo IQ-120 con salida RS-232

Fuente: Elaboración propia en base a la cotización del mercado .

6.1.9.2 Transportadora de rodillos

Al mismo tiempo de escurrir la fruta lavada en cestillos, esta será transportada empujando manualmente por medio de rodillos, será transportada hasta la extractora, y a las mesas de extracción. Tabla 5. Cinta transportadora clásica. Cantidad

Características

Precio(Sus)

Longitud de la cinta: 10-20 m Ancho de la cinta: 500mm Motor de transporte: ¼ de HP 1

Provisto de tensa dores manuales con una vía de rodillos. Material todo acero inoxidable, menos los soportes que son galvanizados.


6.2

Practica.

6.2.1 Investigación.

6-4

1395


PROCESOS II

1. Realizar detalladamente el diagrama de procesos para la elaboración de enlatado de sardina, basados en el siguiente contenido: a. Descripción de los procesos con cantidad de materia prima e insumos, temperaturas y maquinarias. b. Elaboración del Diagrama. c. Análisis de procesos que no agregan valor al producto (verificar si es necesario y justificar el por qué). 2. Realizar detalladamente el diagrama de procesos para la elaboración de charque de llama (embolsado para el consumo directo – investigar productos de Distribuidora Mi Tierra en Cochabamba), basados en el siguiente contenido: a. Descripción de los procesos con cantidad de materia prima e insumos, temperaturas y maquinarias. b. Elaboración del Diagrama. c. Análisis de procesos que no agregan valor al producto (verificar si es necesario y justificar el por qué). 3. Realizar detalladamente el diagrama de procesos para la elaboración jugos naturales, basados en el siguiente contenido: a. Descripción de los procesos con cantidad de materia prima e insumos, temperaturas y maquinarias. b. Elaboración del Diagrama. c. Análisis de procesos que no agregan valor al producto (verificar si es necesario y justificar el por qué). 4. Mencionar Micros y Pequeñas Empresas que se dedican a la producción de alimentos y bebidas, investigando su ubicación, contacto y mercado.

6.2.2 Video 6. Higiene y manipulación de alimentos. 1. Realizar un resumen detallado de los cuidados que debemos tener en la manipulación de alimentos. 2. Cuáles son los procesos que promueven la higiene en el procesamiento de alimentos.

6-5


CAPITULO 7 7.1

PROCESOS II

DETERGENTES.

Introducción.

Jabones, detergentes, emulsiones, agentes de humedad y penetrantes son agentes activadores de superficie modernos. Los detergentes son una mezcla compleja de muchas sustancias que incrementan el efecto limpiador del agua en los objetos sólidos. Los detergentes varían en su composición, dependiendo del efecto limpiador deseado. Los detergentes son utilizados para aseo personal, lavandería, limpieza de superficies duras y limpieza industrial especializada. Los detergentes contienen varios tipos de ingredientes tales como los surfactantes que disminuyen la tensión superficial del agua. Otro tipo de ingrediente utilizado en esta producción son los agentes reforzadores, sales inorgánicas o álcalis que realzan el efecto limpiador de los surfactantes. Los detergentes también contienen agentes auxiliares que incrementan las características de rendimiento de los materiales. La composición de los detergentes es mejorada cada vez más debido a las condiciones de su medio ambiente. Algunos detergentes sintéticos causan contaminación del agua debido a que sus agentes surfactantes no destruyen las bacterias en el suelo o en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Se han desarrollado y estandarizado pruebas para establecer el requerimiento biodegradable de muchos detergentes. Los jabones caseros dominaron el mercado de detergentes por muchos años. Sin embargo, muchos países subdesarrollados usan todavía jabones de producción casera. En la mayoría de los países desarrollados, recientemente, los detergentes surfactantes no jabonoso se han desarrollado y han desplazado a los jabones caseros en el mercado mundial. Esta situación cambiante junto con el aumento de los estándares de vida hace del establecimiento de esta planta una inversión segura y rentable. 7.2

Información general del proceso.

7.2.1 Des cripción del proceso. Esta planta incluye las siguientes etapas: 1. Sección de preparación de la pasta. 2. Sección de perfumado y transporte. 7-1


PROCESOS II

3. Sección de empaque La sección de sulfatado y neutralizado está diseñada para permitir a las materias primas, alquilobenceno, óleum (ácido sulfúrico fumante), solución de sosa cáustica, y agua diluida ser contenidas en tanques de alimentación, respectivamente; las materias primas son suministradas a través de una máquina dosificadora, la cual contiene bombas volumétricas de seis pistones, hacia los contenedores de reacción. La sección de sulfatado presenta tuberías de recirculación, un contenedor de reacción, y un intercambiador de temperatura. La máquina dosificadora (bombas proporcionales) envía el alquilobenceno por medio de las tuberías de recirculación hacia el contenedor de reacción. El agente de sulfatado (ácido sulfúrico), que es suministrado por su respectiva bomba volumétrica, también es transportado al contenedor de reacción. La mezcla que será sulfatada, igual a la cantidad de agentes de reacción, es suministrada y pasadas de manera continua por un sistema de digestión donde se completará la reacción. La temperatura del sistema de recirculación es controlada por una válvula de ajuste de agua fría. Esta mezcla ácida pasa desde el sistema de digestión hacia el sistema de adulteración. El sistema de adulteración contiene un contenedor de reacción, un intercambiador de temperatura y tuberías de conexión. Agua diluida, que es suministrada desde su respectiva bomba, es introducida al contenedor de reacción. La temperatura en el circuito de adulteración es controlada por una válvula de ajuste de agua fría. La mezcla de ácido diluido pasa al sistema de separación donde cualquier ácido de escape es separado en forma de capas. Esta separación es controlada por medio de un control de nivel de interfase, por ejemplo, para controlar la separación de la superficie en dos capas. El ácido sulfatado emerge a la parte superior del separador y entra al circuito de neutralización que consiste de un contenedor de reacción, un intercambiador de temperatura, y tuberías de circulación para trasladar la mezcla al tanque de ajuste de pH. La solución de sosa cáustica es bombeada al contenedor de reacción. El ácido sulfatado es transportado a su tanque de almacenamiento y luego es bombeado hacia el contenedor de reacción. La temperatura de este sistema es controlada por válvulas de ajuste de agua fría. El tanque de ajuste de pH hace que el producto neutralizado tenga una composición uniforme y homogénea. El producto neutralizado es controlado por un 7-2


PROCESOS II

medidor continuo de pH a través de unos electrodos colocados en la cámara de fluido y en el indicador de pH. La sección de preparación de la pasta está diseñada para permitir que el producto neutralizado (sulfato de sodio) y agentes adicionales (como trifosfato de sodio, silicato de sodio, sulfato de sodio, CMC, abrillantador, etc.) sean mezclados por medio de un embrague en un agitador eléctrico de baja velocidad. La pasta mezclada es convertida en una pasta homogénea a través de un molino coloidal. Luego esta pasta es pasada por unos filtros para remover las impurezas sólidas. Después de pasar por los filtros, la pasta es transportada a su tanque de almacenamiento. Una vez que la torre de rociado está preparada, la pasta es transportada a los inyectores de rociado (colocados en la parte superior de la torre de rociado) a través de una bomba triple de alta presión. Los sujetadores, tanques de almacenamiento, filtros y tuberías son calentados por un dispositivo a vapor. Los motores y la temperatura del proceso son manejados por un panel de control central. La sección de secado consiste de una torre de rociado, un horno generador de aire caliente, y un colector de ciclón. El horno genera aire caliente utilizando para su combustión aceite de quemado ligero (o una mezcla de diésel y aceite ligero) El aire caliente es soplado y distribuido en la torre de rociado utilizando un soplador, ubicado al lado del horno. La pasta de detergente es enviada a la torre de rociado y esparcido desde los inyectores cortando el flujo de aire caliente para mantener volúmenes pequeños en forma de comprimidos. Luego la pasta desciende suavemente y es secado dentro de dispositivos ahuecados antes de llegar al conducto de descarga de la torre de rociado. Después de pasar a través de la torre de rociado, el aire caliente es liberado dentro del colector de ciclón, que separa al detergente en un polvo fino, luego esta pasa a través del conducto de aire caliente y es descargado en un lugar abierto. Como el polvo seco, descargado de la torre de rociado, está aún caliente entonces será enfriado en un conducto de transporte neumático. Luego es separado del aire frío en una cámara de separación y almacenado en tanques.

7-3


PROCESOS II

El detergente en polvo descenderá sobre un tamiz vibratorio, separando el polvo fino y grueso y pasando a un aparato de perfumado continuo donde se rocía el perfume desde los inyectores, y luego será transportado a la sección de empaque. El detergente en polvo es enviado por medio de un transportador a la máquina automática de pesado y empaque que es acoplada con una máquina de sellado continuo para sellar el producto en bolsas de plástico. Una vez que las bolsas son selladas, los productos son transportados al almacén para su posterior comercialización. 7.3

Descripción de la planta.

7.3.1 Capacidad de producción. La planta equipada con la maquinaria y equipo, operando tres turnos de ocho horas, 28 días al mes, podría ser capaz de producir aproximadamente 15,000 toneladas de detergente sintético por año.

7.3.2 Materias primas . Dodecilbenceno.





Tripolifosfato de sodio.



Sulfato de sodio.



Silicato de sodio.

Abrillantador.





Otros aditivos tales como BTC, PTS, etc.



Agua diluida.



Óleum (22-25% de sulfito).



Solución de sosa cáustica (15%).



Celulosa carboximetil (CMC).

Tabla 6. Composición del detergente.

Composición del detergente: Sulfato dodecilbenceno de sodio. Trifosfato de sodio. Sulfato de sodio. Silicato de sodio. Celulosa carboximetil.

RANGO 18% - 35% 20% - 35% 17% - 40% 6% - 10% 0.16% - 0.33% 7-4

TÍPICO 25% 25% 35% 7% 0.25%


PROCESOS II

Brillante blanco (abrillantador) Perfume. Contenido de humedad. Valor de pH. Color.

0.1% - 0.2% 0.001% - 0.01% 8% - 10% 9-11 blanco

0.14% 0.005% 9% 10 blanco

7.3.3 Mano de obra requerida. Tabla 7. Clasificación del trabajo.

CLASIFICACIÓN DEL TRABAJO.

PERSONAS/TURNO.

Sección sulfatado.

1 ingeniero, 1 operador.

Sección preparación de la pasta.

1 operador, 2 asistentes.

Sección secado por rociado.

2 operadores.

Sección empaque.

4 principales, 2 asistentes.

Manejo de materiales.

2 asistentes.


7.3.4 Maquinaria y equipo. Tabla 8. Maquinaria y equipo.

ITEMS. Sección de sulfatado y neutralizado de alquilobenceno: Tanques de alimentación: (1) Tanque de alimentación de alquilobenceno. (2) Tanque de alimentación de óleum. (3) Tanque de alimentación de agua diluida. (4) Tanque de alimentación de sosa cáustica. (5) Tanque de alimentación de ácido sulfónico. Bombas medidoras proporcionales. Contenedor de reacción de sulfatado primario. Intercambiador de temperatura para sulfatado. Contenedor de reacción tubular. Contenedor de reacción para la etapa de adulteración. Intercambiador de temperatura para la etapa de adulteración. Separador de ácidos. Contenedor de reacción para la neutralización. Intercambiador de temperatura para la neutralización. Tanque de ajuste de pH. Bomba de reciclado. Tuberías de acero inoxidable. Regulador y Panel de control eléctrico. 7-5

N° DE MÁQUINAS. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1


PROCESOS II

Sección de preparación de la pasta. Tanque medidor. Sujetador. Bomba de alimentación de la pasta. Filtros. Tanque de almacenamiento de pasta mezclada. Molino de homogeneizado coloidal. Bomba triple de alta presión. Acumulador de presión. Inyectores de rociado. Válvula y línea de tuberías para el circuito de alta presión. Sección secado. Soplador primario. Horno generador de aire caliente. Torre de rociado o esparcido. Colector de ciclón. Soplador de escape. Panel de control central, incluye: (a) Panel de instrumentos. (b) Tablero indicador de temperatura. (c) Termómetros. (d) Calibradores de presión. Sección de perfumado y transporte. Transportador de polvo. Conducto transportador neumático. Cámara de separación. Soplador centrífugo. Alimentador giratorio. Tamiz vibratorio. Tanque de almacenamiento del producto. Aparatos de perfumado continuo. Sección empaque. Transportador de productos. Tanque de alimentación del producto. Máquina automática de pesado y empaque. Máquina de sellado continuo. Transportador de empaque. Fuente: Elaboración propia.

7.3.5 Área del terreno y edificio de la planta. 

Área de la planta: 1,000 m2.



Almacén: 1,000 m2.



Área para los tanques: 500 m2.



Oficinas: 500 m2.



Otras áreas: 500 m2. 7-6

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1


PROCESOS II

7.3.6 G astos generales de la planta. El funcionamiento de los motores eléctricos está basado en corriente trifásica de 220 voltios y 60 hertz. Los requerimientos de combustible para el calentador de aire, en H.H.V. de combustible son de 10,000 Kcal/Kg en operaciones continuas: 120 Kg/Hr. Requerimientos de potencia eléctrica y servicios: 1. Sulfatado y neutralizado de óleum: 60 Kw. 2. Unidad de preparación de la pasta, incluido un agitador principal y un contenedor intermedio: 60 Kw. 3. Secador de rociado: 120 Kw. 4. Equipo para el tratamiento final del polvo y almacenamiento de potencia intermedia: 25 Kw. 5. Equipos para la maquinaria de empaque: 15 Kw. 6. Compresión de aire a 5 Kg/Cm2: 1 Kw. 7. Agua para el lavado y enfriado a una presión de 4 Kg/Cm2 y temperatura de 25°C: 15 Kw. 8. Aceites lubricantes varios

7.3.7 Dis tribución de planta.

7-7


PROCESOS II

Imagen 18. Distribución de planta.

7-8


PROCESOS II

Práctica.

7.4.1 Trabajo en clas clas e. 1. Realizar el diagrama de procesos para la elaboración de detergente sintético.

7.4.2 Investigación. 1. Elaborar un informe describiendo la historia del detergente en el mercado boliviano, realizar la Cadena de Valor de la fabricación del detergente y describir el proceso que le da mayor valor agregado al producto (características técnicas desde el punto de vista del cliente). 2. Diseñar la distribución de planta de una empresa ficticia para la elaboración de detergente en Bolivia, con las siguientes restricciones: a. Se elaborará en un domicilio donde se tiene 300 m2 libres. b. No se cuenta con mucho capital para la adquisición de maquinarias maquinar ias de alta tecnología. c. Se requiere cubrir el mercado de un municipio.

7.4.3 Video Vi deo 7. Detergente. 1. Identificar los procesos. Detalladamente. Detalladamente . 2. Identificar la materia prima e insumos. 3. Identificar la maquinaria y herramientas empleadas. 4. Hacer un diagrama de procesos y su respectivo cursograma analítico.

7-9


PROCESOS II

CAPITULO 8 8.1

JABONES.

Objetivos. 

Realizar, un proceso industrial para obtener un jabón de tocador, aplicando operaciones y procesos unitarios.



8.2

Interpretar el proceso, mediante un diagrama. Introducción.

El jabón es un artículo necesario de nuestra vida diaria. El consumo del jabón es utilizado como un indicador para medir el índice de la civilización. El desarrollo de este producto está en función de la tasa de crecimiento poblacional y del aumento de los estándares de vida. La clasificación de los jabones varía en función al método de manufactura, a las materias primas y al uso final que se le dará. Los jabones son clasificados en jabones para inodoros, jabones para lavar, jabones medicados, jabones para hospedaje o jabones industriales. Los materiales utilizados en su producción son aceites, grasas y sosa cáustica, que pueden ser obtenidos fácilmente. La planta de producción presenta un área para el almacenamiento de materias primas, para el tratamiento de los materiales, para los equipos de ebullición (saponificación), y para el acabado, empaque, encajado de los jabones. La planta planta también también incluye una una planta de recuperación recuperación de glicerina. glicerina. Los costos costos de las materias primas, los métodos de producción simples, las ventas constantes y el alto valor de su subproducto (glicerina) son las razones más importantes del porqué esta planta de jabones promete ser un negocio rentable no sólo actualmente, sino también en un futuro. 8.3

Descripción del proceso.

8.3.1 Pr oceso oces o de s aponificación. Aceites y grasas, después después de ser blanqueados blanqueados y desodorizados, desodorizados, son bombeados bombeados al contenedor de ebullición. Luego, una cantidad de sosa cáustica también es añadida a dicho contenedor. El vapor generado en este proceso es calentado y agitado para formar la saponificación. Usando la saponificación es completada, una solución de agua salada es colocada en el contenedor de ebullición, donde el jabón no disuelto en la solución de agua salada queda 8-1


PROCESOS II

acumulado en el estrato superior, y el jabón con glicerina queda sedimentado en el estrato inferior.

8.3.2 P roces roc eso o de acabad acabado. o. El jabón líquido es bombeado a un mezclador de tornillo para mezclar las grasas y la mezcla de sosa caustica. Un proceso de sedimentación es utilizado para filtrar las impurezas presentes en la mezcla. Luego, el jabón líquido es colocado en una cámara de secado (sistema cerrado que previene la oxidación) Esta cámara cuenta con una sección de succión, cabezales de corte, y válvulas con boquillas rociadoras. El jabón semi seco es cortado a un tamaño adecuado y luego trozado para que se pueda secar más rápidamente. Los trozos de jabón seco son almacenados en un tanque. Luego, el jabón es pesado y mezclado con ciertos rellenos, de acuerdo al tipo de jabón que se desee producir (Para producir jabón de inodoros, se añade perfumes, colorantes y tintes; Para producir jabón para lavar se añade silicato de sodio) Luego, la mezcla es laminada por medio de una máquina laminador (para la producción de jabón para lavar, este proceso es omitido) El jabón es prensado a través de una máquina para producir barras de jabón. Luego, la barra es colocada en un cortador automático continuo que corta el jabón al tamaño deseado. El jabón, después que es enfriado con aire, es estampado y empaquetado para su uso comercial. 8.4

Descripción de la planta.

8.4.1 C apaci apacidad dad de producc ión. La capacidad de producción de la planta de producción de jabones está basada en peso o piezas por hora. La línea de producción más popular es de 500 Kg a 2,000 Kg por hora.

8-2


PROCESOS II

8.4.2 Materias primas . 

Grasa animal: Sebo, manteca, aceite de pescado, etc.



Aceite vegetal: Aceite de coco, aceite de palma, aceite de maní, aceite de oliva, aceite de semillas de algodón, etc.



Sosa cáustica: Forma sólida, forma líquida, o ceniza de sosa, etc.



Sal: Calidad industrial.



Relleno: Silicato de sodio, carbonato de sodio, etc.



Agentes adicionales: Perfumes, tintes, etc.

8.4.3 Mano de obra requerida. Tabla 9. Mano de obra requerida.

CLASIFICACION DEL TRABAJO

CAPACIDAD 0.5 Ton/Hr.

1 Ton/Hr.

Ingeniero químico

1

1

Técnicos

1

1

Operadores de las máquinas

4

4

Operador de caldera

1

1

Personal de empaque

8

17

Otros

2

5


8-3


PROCESOS II

8.4.4 Maquinaria y equipo. Ítem por número de máquinas. Tabla 10. Línea de acabado del jabón.

Moledor potente de tornillo Equipo automático de secado, rociado y succión. Transportador de elevación. Depósito de almacenamiento. Balanzas automáticas. Máquina mezcladora de inclinación. Rodillos de mezcla. Correa transportadora de entrega. Máquina de doble succión. Túnel automático continúo. Estampador automático simple (doble) Panel de control eléctrico. EQUIPOS AUXILIARES: Caldera de vapor. Equipo de blanqueado por succión. Torre de enfriamiento. Bombas de ajuste de tuberías. Repuestos para dos años de operación. Tanque de almacenamiento de aceite. Contenedor de ebullición. Plomería, instalaciones eléctricas, aislamiento. Fuente: Elaboración propia.

8.4.5 E quipos de ins pección y prueba. Ítem por número de máquinas. Tabla 11. Equipos de inspección y prueba.

Medidor de PH Probador de formulación Probador de humedad Fuente: Elaboración propia.

8-4

1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2-4 4-6 1


PROCESOS II

8.4.6 G astos g enerales de planta Tabla 12. Gastos generales de planta.

UTILIZACIÓN

CAPACIDAD 0.5 Ton/Hr

1 Ton/Hr

Potencia eléctrica

150 Kw

250 Kw

Consumo de vapor

220-250 Kg/Hr

260-330 Kg/Hr

Consumo de agua

12-15 Ton/Hr


8.4.7 Área mínima de la planta. Imagen 19. Distribución de planta.

8-5

Ton/Hr


PROCESOS II

Área del terreno: 

Capacidad (0.5 Ton/Hr): 60m (L) x 40m (A).



Capacidad (1 Ton/Hr): 80m (L) x 60m (A).



Las áreas incluyen oficina, sección de almacenamiento, almacén, cuarto de caldera, sección de pruebas, pesador de camiones y planta.

Área de la fábrica:

8.5



Capacidad (0.5 Ton/Hr): 40m x 12m x 6-9m.



Capacidad (1 Ton/Hr): 48m x 18m x 6-9m.



El área de la planta incluye una construcción para dos líneas de producción. Jabón de tocador.

8.5.1 Objetivos. Producir jabones con colores y perfumes deseables y agradables para la satisfacción del cliente para su cotidiano vivir. Imagen 20. Diferentes presentaciones de jabones de tocador.

8.5.2 Pr oceso de fabricación. 8.5.2.1 Recepción y almacenamiento de materias primas.

En esta actividad se efectúa el recibo y almacenamiento de las materias primas y se registran sus características principales, tales como proveedor, procedencia, costo y cantidad recibida.

8-6


PROCESOS II

8.5.2.2 Almacenamiento temporal.

Las materias primas permanecen almacenadas hasta su empleo en el proceso productivo. Para el almacenamiento de las materias primas líquidas se requiere el empleo de grandes tanques superficiales o subterráneos. El almacenamiento deberá hacerse en locales de grandes dimensiones, que cuenten con las instalaciones necesarias para la prevención de accidentes (incendio, eléctricas, entre otros), en virtud de que se manejan materiales altamente inflamables. 8.5.2.3 Control de calidad de materias primas.

Para la elaboración del jabón de tocador se deberá realizar el análisis de calidad de las materias primas, pues de esto dependerá totalmente la calidad del producto final. Los análisis necesarios para la aceptación de las materias grasas que intervienen en el proceso de saponificación son entre otros: 

Índice de saponificación.



Índice de yodo.



Índice de acidez.

El índice de saponificación se obtiene con objeto de saber si la materia grasa no se ha tratado químicamente. Este índice se designa con el número de miligramos de hidróxido de potasio que se contiene en un gramo de grasa. El índice de iodo proporciona la cantidad de ácidos grasos no saturados presentes en las grasas; con el índice se obtienen las impurezas de las grasas. Según el índice de iodo, los aceites se clasifican en secantes (135-200); semi secantes (90-135) y no secantes (menor de 90). El índice de acidez sirve para calcular el contenido de ácidos grasos libres. El resultado se da en función del número de miligramos de hidróxido de potasio necesarios para neutralizar los ácidos minerales u orgánicos libres que se contienen en un gramo de grasa.

8-7


PROCESOS II

8.5.2.4 Dosificación de materias primas para la carga.

En base a la formulación establecida se procederá a la dosificación de las materias primas para una carga determinada de producción, los cuales se bombean a la paila de hervido para iniciar el proceso. 8.5.2.5 Saponificación inicial.

El término "saponificar" consiste en convertir un cuerpo graso en jabón, el cual puede hacerse en frío o en caliente. La saponificación se logra haciendo actuar sobre las grasas la sosa o potasa; con sosa se obtienen jabones duros y con potasa jabones blandos. A continuación se procede a cargar la paila o caldera de saponificación poniendo en ella las materias primas en las cantidades y orden que se da a continuación, para obtener al terminar el proceso de saponificación una carga de 600 kg de pasta de jabón. 

Materias grasas150 kg.



Sebo puro120 kg.



Agua corriente100 lit.

Se pone en marcha el sistema de caldeo a vapor, abriendo el serpentín y calentando el conjunto hasta que marque entre 80 y 90°c de temperatura. Comprobada ésta, se hace girar el sistema de agitado de la caldera, a fin de facilitar la fusión de todo su contenido. Entonces, poco a poco y con gran cuidado, para evitar posibles derrames, se incorporarán, en chorro muy delgado y sin dejar de agitar, de forma que el producto de la caldera se mantenga a 80ºc, 41 lt de disolución de sosa cáustica, previamente preparada a 38ºc beaumé. Una vez incorporada la disolución, se anota el tiempo y se procede al agitado del conjunto en la caldera por espacio de 45 min, procurando que en la misma la temperatura de su contenido se mantenga a 80ºc. Transcurrido ese tiempo de agitado de la masa, se incorporan, en la misma forma que anteriormente, otros 82 lt de lejía de sosa cáustica a 38ºc beaumé. Con esta nueva incorporación se obtendrá la completa saponificación de la masa jabonosa, y una vez

8-8


PROCESOS II

terminada, se continuará el agitado del contenido de la caldera por espacio de 1 hr, cuidando de que la temperatura se mantenga en los 80ºc. A continuación, sin dejar de mover, y con la temperatura mínima indicada en el seno del contenido de la caldera y la masa en estado de fluidez, se incorpora una disolución de sal común, también a 80ºc de temperatura, formada por 150 lt de agua corriente y 35 k de sal. A medida que se incorpora la salmuera se proseguirá el agitado de la masa, cuidando de que la temperatura del conjunto no varíe de los 80ºc ya indicados. 8.5.2.6 Reposo y enfriado.

Terminada la incorporación de la salmuera, se continuará el agitado durante 30 min, transcurridos los cuales se detendrá el sistema de agitación, dejando el conjunto en reposo hasta que por si solo se enfríe el contenido de la caldera, o sea a temperatura ambiente. De este modo se habrá conseguido librar la masa de su exceso de lejía, quedando ésta en un ph neutro. 8.5.2.7 Purgado.

Probablemente, si la masa quedara en reposo durante toda la noche, estaría fría al día siguiente, observándose de este modo dos capas: la superior estará constituida por el jabón solidificado, en forma de pasta neutra, y en el fondo de la caldera se hallará glicerina y sal (lejías), que se evacuará por el dispositivo de sangrar, o sea el de purga, que vaciará sobre el conducto que ha de llevarla al tanque colector de lejía. Las lejías así almacenadas pueden aprovecharse en posteriores fabricaciones. 8.5.2.8 Saponificación final.

Una vez purgada por completo la masa contenida en la caldera, se pone de nuevo en marcha el dispositivo de caldeo a vapor; cuando la pasta jabonosa vuelve a hallarse en estado de fluidez, se da marcha al agitador durante unos minutos y se le incorporan después, sin dejar de agitar, 32 ltr de glicerina. Se sigue moviendo hasta comprobar que la glicerina se ha incorporado totalmente, para lo cual bastarán unos 6 ó 7 min de agitado. A continuación, sin dejar de agitar y con la masa a la misma temperatura de 80°c, se agregan lentamente 130 kgr de sal sódica básica, previamente pesados. La incorporación se efectuará en pequeñas porciones, y a medida que se observe su disolución se irán 8-9


PROCESOS II

incorporando al jabón. Al final se proseguirá el agitado del contenido de la caldera por espacio de 45 min, quedando así terminado el proceso de saponificación. 8.5.2.9 Secado.

Una vez efectuada la operación anterior el producto se envía directamente al tanque de un secador, para de ahí alimentarlo a una serie de rodillos de acero que se enfrían con agua fría. La película se endurece y pasa por seis rodillos, en donde cada rotación es un poco más rápida que la anterior. Las tiras se elevan por una correa de transición sin fin ancha, con piezas cruzadas de madera a la parte superior de tres corres de alambre sin fin. Las tiras finalmente caen a una caja recibidora sobre ruedas. 8.5.2.10 Picado.

El último rodillo se fija con un cuchillo afilado con dientes de sierra, el cual rompe el jabón en tiras de media pulgada de ancho. 8.5.2.11 Transporte.

El jabón de tiras es transportado al equipo de mezclado y molienda. 8.5.2.12 Mezclado.

Una vez efectuado lo anterior se alimentan las tiras a una prensa ruchman, que consiste de ocho rodillos de granito en donde se realizan los procesos de mezclado y molido. Mientras se introducen las tiras de jabón en el mezclador se rocían con aceite esencial o sustancias olorosas naturales o artificiales para perfumar el jabón neutro. Por lo general se adicionan de 8 a 10 gr de la esencia elegida por cada kilogramo de producto. En virtud de que los perfumes tienden a volatizarse, se deberá emplear un fijador, como pueden ser resinas fijas o naturales, bálsamos o bien algún producto animal.

8-10


PROCESOS II

Adicionalmente se deberá añadir un colorante de anilina que se disuelve bien en agua caliente. Se debe observar que el colorante a elegir deberá coincidir con el olor del jabón. Así, un jabón de olor a rosas se colorea de rosa, un jabón de lavanda en azul claro y así sucesivamente. Finalmente se añaden aditivos disueltos al jabón en la mezcladora, con objeto de obtener jabones especialmente suaves y sobre-engrasados, tales como lanolina o emulsiones de ceras. 8.5.2.13 Molienda.

Durante el paso del producto por los rodillos que se mueven a velocidades crecientes, se prensan las tiras, con lo que se ocasiona que se unan y mezclen perfectamente. Cuando dejan el último rodillo, un cuchillo corta nuevamente el jabón en tiras produciéndose la molienda del producto. 8.5.2.14 Extruido.

Las tiras obtenidas permanecen todavía calientes con el contenido apropiado de humedad, con el objeto de que cuando pasen por la máquina de extrusión se unan perfectamente, lo cual se logra por la presión que se ejerce mediante un tornillo de espiral que lo hace pasar a través de un dado; el tornillo y el dado se calientan con vapor. El producto obtenido consiste en una larga barra de jabón del ancho y grueso proyectados para las pastillas. Esto se conseguirá poniendo en el extremo de la máquina un orificio de salida de la barra, una pieza especial perforada, que al pasar la barra por su parte central, hace que salga con la forma cuadrada, rectangular, cilíndrica, según la forma que tenga dicha pieza-molde. 8.5.2.15 Cortado.

A continuación seguirá la operación de cortado, la cual se realiza en la máquina automática cortadora de pastillas. 8.5.2.16 Control de calidad del producto terminado.

Con el fin de mantener un adecuado control en la producción de jabón de tocador, se establecieron ciertos parámetros, dentro de los cuales se asegurará una buena calidad 8-11


PROCESOS II

constante. Esto se podrá lograr mediante ciertos análisis a los que se deberá someter el producto para checar su composición. En términos generales, se puede citar que no debe contener grasa insaponificable, ni exceso de sosa arriba y abajo de dichos parámetros. Los parámetros principales a los que se sujetará el jabón que se elabore por el proceso de hervido son: 

El contenido de humedad deberá ser de aproximadamente 23%.



La cantidad de álcali caustico libre no debe exceder de 0.05%.



No deberá tener más de 0.1% de grasa insaponificable presente.



El contenido de sal debe estar controlado a aproximadamente 0.5% y menor; a mayor contenido de sal, el jabón se vuelve quebradizo y está propenso a agrietarse.

8.5.2.17 Prensado.

Una vez que se realizó el cortado en pastillas se proceden a pasarlas por la máquina troqueladora, de donde salen con su marca y forma definitiva. 8.5.2.18 Empacado.

Finalmente las piezas terminadas pasan a una máquina empaquetadora, de donde sale el producto para ser colocado en cajas de cartón. 8.5.2.19 Transporte.

Las cajas empacadas se trasladan al almacén de producto terminado. 8.5.2.20 Almacenamiento temporal.

Las cajas permanecen almacenadas temporalmente hasta su envío al cliente. El almacén de producto terminado deberá mantener ciertas condiciones de humedad y circulación de aire para mantener el producto en buen estado. 8.5.2.21 Distribución y entrega al cliente.

El proceso concluye con la distribución y entrega al cliente. 8-12


PROCESOS II

Este producto tiene una vida de anaquel bastante larga siempre y cuando no se abra el empaque del producto, por lo que se deberán tener precauciones para un manejo y almacenamiento adecuado.

8.5.3 Materias primas e ins umos empleados

1.

Sebo puro (120 kg)

2.

Materias grasas (150 Kg)

3.

Sosa caustica

4.

Sal (lejías)

5.

Agua corriente (100 lts)

6.

Glicerina

7.

Perfumes

8.

Colorantes

9.

Aditivos

10.

Fijadores

11.

Neutralizantes

8.5.4 Maquinaria requerida 1.

Tanque de mezclado

2.

Dosificadora 8-13


PROCESOS II

3.

Caldero

4.

Secado

5.

Cortadora (cuchillo de cierra)

6.

Prensa Ruchman

7.

Maquina extrusora

8.

Maquina cortadora automática

9.

Maquina troqueladora

10.

Maquina empaquetadora Imagen 21. Maquinaria.

8.5.5 Dis tribución en planta Las instalaciones necesarias para una pequeña empresa de este giro incluyen, entre otras, las siguientes áreas: 

Recepción, documentación y descarga de materias primas y combustibles.



Tanques de almacenamiento de materias primas



Tanques de almacenamiento de agua y combustibles



Almacén de materias primas



Área de proceso de saponificación



Área de moldeado



Área de proceso final de producción (picado, mezclado, molienda, extrusión, cortado, prensado y empaque)



Área de control de calidad de materia prima y producto terminado 8-14


PROCESOS II



Almacén de producto terminado



Carga de producto terminado a vehículos de transporte para su distribución



Oficinas técnicas y administrativas



Vestidores, baños y sanitarios



Servicios médicos



Atención a clientes

Estacionamiento





Aéreas verdes Imagen 22. Distribución de planta para empresas pequeñas.

8-15


PROCESOS II

8.5.6 R ecomendaciones y conclusi ones. En la elaboración de jabón de tocador se debe tomar en cuenta muchos aspectos para que este pueda utilizarse sin riesgos a dañar o maltratar la piel. Para obtener un producto final (jabón) de calidad y que no maltrate la piel, se debe verificar el nivel de pH con la ayuda de un indicador y checar que sea el deseado. Debemos de tomar en cuenta que al comprar un jabón también tomamos en cuenta otras características como el aroma y el color, así que al adicionar una esencia y un color lo debemos escoger cuidadosamente, para que nuestro producto sea agradable para el consumidor y poder venderlo al público. 8.6

Práctica.

8.6.1 Trabajo en clas e. 1. Elabore el Diagrama de Operaciones de Procesos para la elaboración del jabón de Tocador. 2. Elabore el Cursograma Analítico para la elaboración del jabón de Tocador.

8.6.2 Video 8. Jabón. 1. Identificar los procesos. Detalladamente. 2. Identificar la materia prima e insumos. 3. Identificar la maquinaria y herramientas empleadas. 4. Hacer un diagrama de procesos y su respectivo cursograma analítico.

8-16


CAPITULO 9

9.1

PROCESOS II

JABONES (CONTINUACIÓN)

Jabón de tocador 2.

9.1.1 Objetivos 

Investigar procesos alternativos referentes al jabón de tocador.



Realización de los procesos alternativos.



Especificación de máquinas, materiales, insumos procesos a usar.



Realizar una distribución de la planta.

9.1.2 Introducción Este artículo familiar principalmente usado para lavar y emulsionar se compone de las sales de sodio (o de potasio) de ácidos grasos de 12 a 18 átomos de carbono. Las sales de sodio fabricadas en grandes cantidades son los jabones duros, y los de potasio se denominan jabones blandos. Se obtienen saponificando grasas o aceites, o neutralizando ácidos grasos, con hidróxidos o carbonato de sodio o de potasio. La mejor clasificación de los jabones se basa en el uso para que han sido fabricados. Los de mejor calidad son los jabones de tocador, que contienen muy poco álcali y se utilizan grasas y aceites de color mucho más claro. Los que le siguen en calidad son los jabones de servicio ligero, que se prestan en forma de pastillas, polvos, gránulos y escamas. Se usan para lavar la vajilla, tejidos de lana, etc. Aquí se usan grasas con un color un tanto más oscuras. Las grasas más oscuras se emplean en la fabricación de jabones para el lavado de ropa en el hogar doméstico. Existen también los jabones industriales que se fabrican para fines específicos.

9.1.3 Composición y caracteres del jabón La reacción química que se verifica en la fabricación de jabones de grasas y aceites neutros (triglicéridos) se expresa en la forma siguiente:

9-1


PROCESOS II

Imagen 23. Formula química del jabón.

9.1.4 Los proces os identificados A continuación, se presenta una explicación del proceso productivo a nivel microempresa/artesanal: Se describe el método antiguo o artesanal en el cual la fabricación se realiza en 15 días aproximadamente. 9.1.4.1 Recepción de materia prima

En esta actividad se efectúa el recibo y almacenaje temporal de las materias primas necesarias para el proceso de fabricación de los jabones. En particular se registran los datos del proveedor, procedencia, costo y cantidad entregada. 9.1.4.2 Transporte al área de cocción 9.1.4.3 Primera cocción

En primera instancia se vierten las sustancias grasas en una solución de agua de sal en pailas o recipientes abiertos. Una vez efectuado lo anterior se inicia la primera cocción, la cual consiste en el hervido de la mezcla, en la cual se incluyen también la refundición de la pedacería de cargas anteriores. 9.1.4.4 Agregado de ingredientes finales

Una vez efectuada la actividad anterior se procede a la adición de aceites de coco, sosa caustica en solución y brea, esta última para darle "cuerpo" al jabón. Adicionalmente se agregan aceites delgados (de ajonjolí o cacahuate) y el sebo.

9-2


PROCESOS II

9.1.4.5 Segunda cocción

Una vez efectuado lo anterior se procede a la aplicación de vapor indirecto y directo durante tres a seis días, según el tamaño de las pailas. La agitación de la mezcla se realiza mediante la aplicación del vapor en forma de chorro por la base de las pailas. 9.1.4.6 Reposo y extracción de lejías

Una vez terminada la actividad de cocimiento se deja reposar la mezcla durante 7 días aproximadamente, dando lugar a que se formen dos capas. La inferior es una solución acuosa de glicerina, impurezas y el exceso de sosa cáustica. Se da salida a la solución anterior, de la que posteriormente se extrae la glicerina. La superior está formada por una masa cuajada de jabón que sube a la superficie debido a su poca densidad. 9.1.4.7 Mezclado y adición de ingredientes finales

El jabón cuajado que queda en las pailas se hierve nuevamente con agua y un poco de sosa caustica para asegurar la completa saponificación. Se extrae la torta de jabón y se deposita todavía caliente en las máquinas mezcladoras o batidoras. Las mezcladoras provistas de paletas baten la pasta hasta dejarla homogénea y de consistencia uniforme. En el curso del batido se agregan perfumes, materias colorantes, adulterantes (silicatos) y sustancias para neutralizar las aguas duras según la clase de jabón que se desee elaborar. 9.1.4.8 Enfriado

De las mezcladoras pasa la pasta caliente a los moldes de fierro o madera con capacidad para 500 kg, donde se solidifica por enfriamiento lento. Esta actividad dura 3 días aproximadamente.

9-3


PROCESOS II

9.1.4.9 Corte y troquelado

Cuando se ha solidificado la pasta se quitan las paredes de los moldes, quedando por resultado bloques rectangulares de jabón. Los bloques son cortados por máquinas cortadoras manuales o automáticas que los dividen en barras. 9.1.4.10 Prensado y troquelado

Las barras son sometidas a la acción de una prensa que les da el acabado y a una troqueladora para poner la marca y forma final. 9.1.4.11 Empaque

Una vez terminado el jabón se procede al empacado del mismo y a ser transportado al almacén de productos finales, donde se resguarda hasta su distribución. 9.1.4.12 Transporte al área de distribución 9.1.4.13 Distribución

Finalmente se realiza la actividad de distribución y entrega del producto terminado al cliente.

9.1.5 E s cala de una pequeña empresa 9.1.5.1 Recepción y almacenamiento de materias primas:

En esta actividad se efectúa el recibo y almacenamiento de las materias primas y se registran sus características principales, tales como proveedor, procedencia, costo y cantidad recibida. 9.1.5.2 Almacenamiento temporal:

Las materias primas permanecen almacenadas hasta su empleo en el proceso productivo. Para el almacenamiento de las materias primas líquidas se requiere el empleo de grandes tanques superficiales o subterráneos. El almacenamiento deberá hacerse en locales de grandes dimensiones, que cuenten con las instalaciones necesarias para la prevención de 9-4


PROCESOS II

accidentes (incendio, eléctricas, entre otros), en virtud de que se manejan materiales altamente inflamables. 9.1.5.3 Control de calidad de materias primas:

Para la elaboración del jabón de tocador se deberá realizar el análisis de calidad de las materias primas, pues de esto dependerá totalmente la calidad del producto final. Los análisis necesarios para la aceptación de las materias grasas que intervienen en el proceso de saponificación son entre otros: 

Índice de Saponificación



Índice de Yodo



Índice de Acidez

El índice de saponificación se obtiene con objeto de saber si la materia grasa no se ha tratado químicamente. Este índice se designa con el número de miligramos de hidróxido de potasio que se contiene en un gramo de grasa. El índice de iodo proporciona la cantidad de ácidos grasos no saturados presentes en las grasas; con él se obtienen las impurezas de las grasas. Según el índice de iodo, los aceites se clasifican en secantes (135-200); semisecantes (90-135) y no secantes (menor de 90). El índice de acidez sirve para calcular el contenido de ácidos grasos libres. El resultado se da en función del número de miligramos de hidróxido de potasio necesarios para neutralizar los ácidos minerales u orgánicos libres que se contienen en un gramo de grasa. 9.1.5.4 Dosificación de materias primas para la carga:

En base a la formulación establecida se procederá a la dosificación de las materias primas para una carga determinada de producción, los cuales se bombean a la paila de hervido para iniciar el proceso

9-5


PROCESOS II

9.1.5.5 Saponificación inicial:

El término "saponificar" consiste en convertir un cuerpo graso en jabón, el cual puede hacerse en frío o en caliente. La saponificación se logra haciendo actuar sobre las grasas la sosa o potasa; con sosa se obtienen jabones duros y con potasa jabones blandos. A continuación se procede a cargar la paila o caldera de saponificación poniendo en ella las materias primas en las cantidades y orden que se da a continuación, para obtener al terminar el proceso de saponificación una carga de 600 kg de pasta de jabón. 

Materias grasas150 kg



Sebo puro120 kg



Agua corriente100 Lt.

Se pone en marcha el sistema de caldeo a vapor, abriendo el serpentín y calentando el conjunto hasta que marque entre 80 y 90°C de temperatura. Comprobada ésta, se hace girar el sistema de agitado de la caldera, a fin de facilitar la fusión de todo su contenido. Entonces, poco a poco y con gran cuidado, para evitar posibles derrames, se incorporarán, en chorro muy delgado y sin dejar de agitar, de forma que el producto de la caldera se mantenga a 80ºC, 41 lt de disolución de sosa cáustica, previamente preparada a 38ºC Beaumé. Una vez incorporada la disolución, se anota el tiempo y se procede al agitado del conjunto en la caldera por espacio de 45 min, procurando que en la misma la temperatura de su contenido se mantenga a 80ºC. Transcurrido ese tiempo de agitado de la masa, se incorporan, en la misma forma que anteriormente, otros 82 lt de lejía de sosa cáustica a 38ºC Beaumé. Con esta nueva incorporación se obtendrá la completa saponificación de la masa jabonosa, y una vez terminada, se continuará el agitado del contenido de la caldera por espacio de 1 hr, cuidando de que la temperatura se mantenga en los 80ºC. A continuación, sin dejar de mover, y con la temperatura mínima indicada en el seno del contenido de la caldera y la masa en estado de fluidez, se incorpora una disolución de sal común, también a 80ºC de temperatura, formada por 150 lt de agua corriente y 35 k de

9-6


PROCESOS II

sal. A medida que se incorpora la salmuera se proseguirá el agitado de la masa, cuidando de que la temperatura del conjunto no varíe de los 80ºC ya indicados. 9.1.5.6 Reposo y enfriado

Terminada la incorporación de la salmuera, se continuará el agitado durante 30 min, transcurridos los cuales se detendrá el sistema de agitación, dejando el conjunto en reposo hasta que por si solo se enfríe el contenido de la caldera, o sea a temperatura ambiente. De este modo se habrá conseguido librar la masa de su exceso de lejía, quedando ésta en un pH neutro. 9.1.5.7 Purgado

Probablemente, si la masa quedara en reposo durante toda la noche, estaría fría al día siguiente, observándose de este modo dos capas: la superior estará constituida por el jabón solidificado, en forma de pasta neutra, y en el fondo de la caldera se hallará glicerina y sal (lejías), que se evacuará por el dispositivo de sangrar, o sea el de purga, que vaciará sobre el conducto que ha de llevarla al tanque colector de lejía. Las lejías así almacenadas pueden aprovecharse en posteriores fabricaciones. 9.1.5.8 Saponificación final

Una vez purgada por completo la masa contenida en la caldera, se pone de nuevo en marcha el dispositivo de caldeo a vapor; cuando la pasta jabonosa vuelve a hallarse en estado de fluidez, se da marcha al agitador durante unos minutos y se le incorporan después, sin dejar de agitar, 32 Lt. de glicerina. Se sigue moviendo hasta comprobar que la glicerina se ha incorporado totalmente, para lo cual bastarán unos 6 ó 7 min de agitado. A continuación, sin dejar de agitar y con la masa a la misma temperatura de 80°C, se agregan lentamente 130 kg de sal sódica básica, previamente pesados. La incorporación se efectuará en pequeñas porciones, y a medida que se observe su disolución se irán incorporando al jabón. Al final se proseguirá el agitado del contenido de la caldera por espacio de 45 min, quedando así terminado el proceso de saponificación

9-7


PROCESOS II

9.1.5.9 Secado

Una vez efectuada la operación anterior el producto se envía directamente al tanque de un secador, para de ahí alimentarlo a una serie de rodillos de acero que se enfrían con agua fría. La película se endurece y pasa por seis rodillos, en donde cada rotación es un poco más rápida que la anterior. Las tiras se elevan por una correa de transición sin fin ancha, con piezas cruzadas de madera a la parte superior de tres corres de alambre sin fin. Las tiras finalmente caen a una caja recibidora sobre ruedas. 9.1.5.10 Picado

El último rodillo se fija con un cuchillo afilado con dientes de sierra, el cual rompe el jabón en tiras de media pulgada de ancho. 9.1.5.11 Transporte

El jabón de tiras es transportado al equipo de mezclado y molienda 9.1.5.12 Mezclado

Una vez efectuado lo anterior se alimentan las tiras a una prensa Ruchman, que consiste de ocho rodillos de granito en donde se realizan los procesos de mezclado y molido. Mientras se introducen las tiras de jabón en el mezclador se rocían con aceite esencial o sustancias olorosas naturales o artificiales para perfumar el jabón neutro. Por lo general se adicionan de 8 a 10 gr de la esencia elegida por cada kilogramo de producto. En virtud de que los perfumes tienden a volatizarse, se deberá emplear un fijador, como pueden ser resinas fijas o naturales, bálsamos o bien algún producto animal. Adicionalmente se deberá añadir un colorante de anilina que se disuelve bien en agua caliente. Se debe observar que el colorante a elegir deberá coincidir con el olor del jabón. Así, un jabón de olor a rosas se colorea de rosa, un jabón de lavanda en azul claro y así sucesivamente. 9-8


PROCESOS II

Finalmente se añaden aditivos disueltos al jabón en la mezcladora, con objeto de obtener jabones especialmente suaves y sobre-engrasados, tales como lanolina o emulsiones de ceras. 9.1.5.13 Molienda:

Durante el paso del producto por los rodillos que se mueven a velocidades crecientes, se prensan las tiras, con lo que se ocasiona que se unan y mezclen perfectamente. Cuando dejan el último rodillo, un cuchillo corta nuevamente el jabón en tiras produciéndose la molienda del producto 9.1.5.14 Extruido:

Las tiras obtenidas permanecen todavía calientes con el contenido apropiado de humedad, con el objeto de que cuando pasen por la máquina de extrusión se unan perfectamente, lo cual se logra por la presión que se ejerce mediante un tornillo de espiral que lo hace pasar a través de un dado; el tornillo y el dado se calientan con vapor. El producto obtenido consiste en una larga barra de jabón del ancho y grueso proyectados para las pastillas. Esto se conseguirá poniendo en el extremo de la máquina un orificio de salida de la barra, una pieza especial perforada, que al pasar la barra por su parte central, hace que salga con la forma cuadrada, rectangular, cilíndrica, según la forma que tenga dicha piezamolde. 9.1.5.15 Cortado:

A continuación seguirá la operación de cortado, la cual se realiza en la máquina automática cortadora de pastillas. 9.1.5.16 Control de calidad del producto terminado:

Con el fin de mantener un adecuado control en la producción de jabón de tocador, se establecieron ciertos parámetros, dentro de los cuales se asegurará una buena calidad constante. Esto se podrá lograr mediante ciertos análisis a los que se deberá someter el producto para checar su composición.

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PROCESOS II

En términos generales, se puede citar que no debe contener grasa insaponificable, ni exceso de sosa arriba y abajo de dichos parámetros. 

Los parámetros principales a los que se sujetará el jabón que se elabore por el proceso de hervido son:El contenido de humedad deberá ser de aproximadamente 23%.



La cantidad de álcali cáustico libre no debe exceder de 0.05%.



No deberá tener más de 0.1% de grasa insaponificable presente.



El contenido de sal debe estar controlado a aproximadamente 0.5% y menor; a mayor contenido de sal, el jabón se vuelve quebradizo y está propenso a agrietarse.

9.1.5.17 Prensado:

Una vez que se realizó el cortado en pastillas se proceden a pasarlas por la máquina troqueladora, de donde salen con su marca y forma definitiva. 9.1.5.18 Empacado:

Finalmente las piezas terminadas pasan a una máquina empaquetadora, de donde sale el producto para ser colocado en cajas de cartón. 9.1.5.19 Transporte:

Las cajas empacadas se trasladan al almacén de producto terminado. 9.1.5.20 Almacenamiento temporal:

Las cajas permanecen almacenadas temporalmente hasta su envío al cliente. El almacén de producto terminado deberá mantener ciertas condiciones de humedad y circulación de aire para mantener el producto en buen estado. 9.1.5.21 Distribución y entrega al cliente:

El proceso concluye con la distribución y entrega al cliente.

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PROCESOS II

Este producto tiene una vida de anaquel bastante larga siempre y cuando no se abra el empaque del producto, por lo que se deberán tener precauciones para un manejo y almacenamiento adecuado.

9.1.6 Las materias primas e ins umos empleados 9.1.6.1 Materias primas

En la fabricación del jabón, los caracteres físicos y químicos del producto dependen directamente de las materias primas empleadas. De las grasas y aceites se emplean el sebo, la manteca, aceite de nueces, los residuos de la refinación y del endurecimiento de aceites de semilla y algunos aceites marinos. 9.1.6.2 Álcalis.

En la mayor parte de los jabones se utiliza el NaOH como álcali saponificador o neutralizante. En el procedimiento ordinario para hacer jabón se usa el cloruro de sodio en grandes cantidades para precipitar el jabón de su solución en la lejía. Los jabones potásicos, que se hacen empleando como álcali la potasa cáustica, son más solubles en agua que los de sodio, y son los denominados jabones blandos. No pueden precipitarse de la lejía por el cloruro de sodio, porque se formaría jabón de sodio. Las combinaciones de las dos clases de jabones tienen las deseables características de los jabones duros más la rápida solubilidad y la facilidad de formar gran cantidad de espuma, peculiar de los jabones blandos. 9.1.6.3 Grasas y aceites

Los ácidos grasos más convenientes en los jabones son el láurico, el mirístico, el palmítico y el oleico, que contienen de 12 a 18 átomos de carbono. Es evidente que los carácteres de los jabones están directamente relacionados con los ácidos grasos de las materias primas utilizadas. Los ácidos mencionados anteriormente son saturados, excepto el oleico, forman la mayor parte de la materia del sebo y del aceite de coco. Este aceite y el sebo, en relaciones de 3:1 y 4:1, se utilizan en la mayoría de los jabones fabricados para lavanderías y para el tocador. Las fórmulas dependen de la calidad deseada sobre el producto terminado. 9-11


PROCESOS II

9.1.6.4 Sebo

El sebo se utiliza en la fabricación de jabones en mayor cantidad que cualquier otra grasa. Se obtiene fundiendo grasas de ganado vacuno, lanar, caballar, etc., y se clasifica en dos grados comerciales: comestible y no comestible. La mayor parte del sebo utilizado es no comestible. Los sebos se clasifican por su color, su título, su porcentaje de ácidos grasos libres y su contenido de humedad, materia insoluble y materia insaponificable. El título del sebo crudo es un factor importante para determinar la calidad del sebo y la dureza del jabón que éste producirá. El título se define como el punto de solidificación de los ácidos grasos contenidos en el sebo, expresado en grados centígrados. Una grasa cuyo título excede los 40ºC, se clasifica como sebo, y hasta 40ºC se considera como grasa o manteca. El contenido de humedad, materia insoluble y materia insaponificable es material que no produce jabón. El sebo de alto título produce jabones duros y el de título bajo, jabones blandos. 9.1.6.5 Grasa

La grasa o manteca ocupa el segundo lugar en importacia entre las materias grasas utilizadas para producir jabón. La grasa pocas veces se utiliza sola en las calderas de saponificación; generalmente se utiliza combinada con el sebo. Los jabones hechos con manteca son algo más blandos que los fabricados con sebo y no tienen el olor y la estabilidad peculiares de los fabricados con sebo. La manteca contiene mayor porcentaje de ácidos grasos sin saturar que el sebo. 9.1.6.6 Aceites

Estos aceites, a saber: de coco, de palma, marinos, de oliva, de cacahuate, de maíz, o de sésamo, se utilizan combinados con las grasas ordinarias utilizadas en la fabricación de jabón. Se utilizan para jabones especiales con propiedades distintas a las de los jabones comunes. Estos jabones no tienen mucha salida debido a que son muy caros por las materias primas utilizadas.

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PROCESOS II

9.1.6.7 Materiales no grasos

Las principales no grasas son: la colofina, el aceite de pino y ácidos nafténicos. Estos materiales no grasos no son triglicéridos, y por consiguiente no se forma glicerina cuando se transforman en jabón. Estos jabones se mezclan en pequeñas cantidades con los jabones ordinarios ordinarios para para el uso en en lavanderías lavanderías y jabones jabones industriales. industriales.

9.1.7 L a maquinari maquinaria a requerida requeri da y el el tipo de producci produc ción ón 9.1.7.1 Maquinaria requerida

9.1.7.1.1 El proceso de saponificación del jabón Imagen 24. Proceso de saponificación del jabón.



Vaso de la saponificación saponificaci ón para jabón: El proceso de la saponificación para jabón se hace en un vaso del pesado-deber especialmente diseñado. Este vaso se diseña para tener presente todos los puntos para la conveniencia buena en el funcionamiento y el proceso de la saponificación bueno especialmente. En proceso, aceites está acalorado en el vaso por el vapor de olla y la cantidad apropiada de refresco cáustico (NAOH) se agrega para la saponificación llena.



Caldera: Caldera se usa por generar de vapor del agua. Se requiere el vapor por calentar de aceites en el vaso de saponificación de jabón.

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PROCESOS II

9.1.7.1.2 El proceso de acabado del del jabón. Imagen 25. Proceso de acabado del jabon.

1. Máquina del mezclador. Este proceso se realiza para la mezcla de todas las materias primas. Máquina mezcladora de jabón se utiliza para la mezcla de todos los aditivos con jabón en bruto y hace una pasta dura. Jabón proceso de mezcla se realiza en un mezclador de jabón especialmente diseñado máquina. Capacidad disponible de jabón mezclador jabón adecuado a la planta de 125 a 1500 kg / hr. La producción de jabón. Imagen 26. Máquina del mezclador.

2. Máquina del rodillo para jabón Máquina rodillo se utiliza para enrollar de jabón para un mejor proceso de mezcla de todas las materias primas así como algunos más brillantes finales de jabón. Después de que el proceso de laminación de jabón, jabón de salida será en forma de cinta delgada. Capacidad disponible de la fábrica de jabón rollo jabón adecuado a la planta de 125 a 1500 kg / hr. La producción de jabón.

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PROCESOS II

Imagen 27. Máquina del rodillo para jabón.

3. Máquina del estudiantón doble para jabón El plodder (extrusor) se utiliza para la compresión de jabón. Se trata de dúplex (doble) plodder en que primero es plodder fideos y la segunda es la barra plodder. Desde el primer plodder, la salida es en forma de fideos y que se alimenta en forma automática a la segunda plodder. El resultado final será en forma de barras. Capacidad disponible de la fábrica de jabón rollo jabón adecuado a la planta de 125 a 1500 kg / hr. La producción de jabón. Imagen 28. Máquina del estudiantón doble para jabón.

4. Máquina para cortador de barra de jabón La salida será el jabón en barra de la forma de morir de jabón plodder dúplex máquina. Jabón de barra de corte de la máquina circular se utiliza para cortar automáticamente las barras de jabón. Capacidad disponible de la fábrica de jabón rollo jabón adecuado a la planta de 125 a 1500 kg / hr. La producción de jabón. Imagen 29. Máquina para cortador de barra de jabón .

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PROCESOS II

5. Máquina para cortador de jabón El corte en barras de jabón a los pequeños pasteles utilizando jabón máquina. El tamaño final de la torta aquí se ajusta de acuerdo con el peso final de jabón. Capacidad disponible de la fábrica de jabón rollo jabón adecuado a la planta de 125 a 1500 kg / hr. La producción de jabón. Imagen 30. Máquina para cortador de jabón.

6. Máquina de timbrado de jabón Jabón proceso de estampado se realiza a través de máquina de sellado de jabón. Jabón proceso de sellado da la forma exacta y el tamaño final de jabón. La última será sellada jabón fino acabado con la forma requerida, requerida, el tamaño y nombre de marca como por los clientes necesitan. Por último jabón estará listo para el embalaje. Capacidad: Jabón adecuado a la planta de 125 a 1500 kg / h de producción de jabón Imagen 31. Máquina de timbrado de jabón.

9.1.8 Tipo de producción El proceso de producción para la fabricación de jabones es de tipo homogéneo, como se puede observar en el diagrama siguiente, en el cual se establecen los productos y subproductos obtenidos del proceso. En cuanto al grado de actualización tecnológica en el giro se destaca lo siguiente:

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Micro-empresa/artesanal: Micro-em presa/artesanal: El proceso de marmita es de gran tradición y se utiliza principalmente a nivel artesanal. La producción obtenida por este método es muy limitada, ya que el tiempo de proceso de fabricación del jabón dura aproximadamente 15 días.



Pequeña empresa: A medida que la tecnología de fabricación fabricaci ón de jabón ha cambiado, se ha comenzado a utilizar la saponificación alcalina continua, ha incrementado notablemente los volúmenes de producción al reducir los tiempos del proceso.



En las grandes empresas se tienen sistemas de control computarizado en plantas de saponificación continua de aceites y grasas con NaOH, en las cuales se producen en 2 horas la misma cantidad de jabón que por los métodos tradicionales se llevaría de 5 a 7 días.

9-17


PROCESOS II

9.1.9 Diagrama de operaciones de proceso. 9.1.9.1 Flujo del proceso de producción en una escala de pequeña empresa. Imagen 32. Diagrama de operaciones del Jabon.

9-18


PROCESOS II

Duración: Este producto tiene una vida de anaquel bastante larga siempre y cuando no se abra el empaque del producto, por lo que se deberán tener precauciones para un manejo y almacenamiento adecuado. 9.1.9.2 Diagrama de recorrido o cursograma. Imagen 33. Flujo del proceso de producción en una escala de micro empresa/artesanal.

9-19

Mgr. Ing. Emir Vargas Peredo CURSOGRAMA ANALÍTICO SECCION: PRODUCTO: METODO: ANALISTA: FECHA ELABORACION : FECHA DE APROBACION: DESCRIPCIÓN Recibo

Planta Jabón Actual Grupo

PROCESOS II MATERIAL: Resumen Comparativo ACTIVIDAD ACTUAL PROPUESTO Operación 11 Inspección Transporte 2

20/10/09

Demoras

0

21/10/09

Almacén

1

Cantidad (piezas)

Distancia (m)

SIMBOLOS

Tiempo (min.)

DIFEREN

OBSERVAC.

Recibo y almacenaje temporal de mat. primas

de

materia prima Transporte

Se vierten sustancias grasas en agua de sal de pailas. Aceite de coco, sosa cáustica en solución y brea. También se agregan aceites delgados y el cebo. Aplicación de vapor indirecto y directo Dejar reposar

Primera cocción

Agregado de ingredientes Segunda cocción Reposo y extracción de lejías Mezclado y adición de ingredientes finales Enfriado Corte Prensado troquelado

3 a 6 días 7 días

Se extraen tortas de jabón 500 kg.

Colocar en moldes

3 días

Sometidas a prensa que les da el acabado final Una vez terminado se procede a empaque Llevado a área de distribución

y

Empaque Transporte Almacenado

Entrega del producto final al cliente

Distribución

9-20


PROCESOS II

CURSOGRAMA ANALÍTICO SECCION: PRODUCTO: METODO: ANALISTA: FECHA ELABORACION: FECHA DE APROBACION: DESCRIPCIÓN

MATERIAL:

Planta Jabón de tocador Actual Grupo

Resumen Comparativo ACTIVIDAD ACTUAL Operación

17

Inspección Transporte

2 2

20/10/09

Demoras

0

21/10/09

Almacén

0

Canti. (piezas)

Dist. (m)

SIMBOLOS

Tiem. (min.)

Reposo y enfriado

DIFEREN

OBSERVAC.

Se proveedor, costo

Recibo y almacenamiento de materia prima Almacenamiento temporal Control de calidad de materias primas Dosificación de materias primas para la carga Saponificación inicial

PROPUESTO

registran: cantidad,

Requiere el empleo de grandes tanques Es para una carga determinada Mat. grasa 150 Kg, sebo puro 120 kg H2O 100 lts Después de incorporación de salmuera.

600 Kg 30

Purgado Saponificación final

Incorporar 32 lts de glicerina.

6a7

Secado Picado Transporte Mezclado Molienda Extruido Cortado Control de calidad del producto terminado Prensado Empacado Transporte Almacenamiento temporal Distribución

8-10 gr de esencias

Chequear composición

9-21

su


PROCESOS II

9.1.9.3 Distribución de la planta. Imagen 34. Distribución de planta.

9.2

Recomendaciones y conclusiones

9.2.1 Método de S harples . En este método se usan centrífugas de gran velocidad para separar la lejía del jabón. El método comprende: 1. Saponificación 2. Lavados 3. Acabado y lavado Una mezcla caliente de grasa y aceite junto con lejía caliente de sosa cáustica es bombeada continuamente y entre en una cámara cerrada de saponificación, la cual se mantiene llena de una mezcla caliente de lejía y grumos de jabón, en rápida circulación por medio de una bomba y tuberías externas. Los materiales frescos que entran en la cámara, reaccionan prontamente en condiciones ideales de saponificación y desalojan iguales cantidades de la mezcla de lejía y de jabón. Esta se enfría y se centrifuga separando del sistema la lejía gastada. La lejía procedente de la tercera etapa se pone en contacto con el jabón de la primera para completar la saponificación, y la mezcla de lejía y jabón se centrifuga. Jabón totalmente saponificado y lejía son productos de la segunda etapa. La lejía procedente de 9-22


PROCESOS II

esta etapa se refuerza con soda cáustica y se emplea para la saponificación de la mezcla fresca de grasa y aceite en la primera etapa. La lejía de la cuarta etapa, se pone en contacto con el jabón de la segunda y mezcla de jabón y lejía de esta tercera etapa se centrifuga; los productos son los grumos de jabón lavado y lejía. Esta lejía se emplea en la segunda etapa en la forma dicha. El jabón de la tercera etapa se pone en contacto con solución fresca de soda cáustica y sal, y la mezcla se resuelve en jabón limpio y lejía en las centrífugas de la cuarta etapa; la lejía se usa en la tercera etapa para extraer glicerina por lavado. El proceso da un jabón limpio de buena calidad sin separación de jabón sucio. Sin embargo, es posible en la cuarta etapa reajustar el contenido de electrolito de la solución fresca de sosa y sal para que se separe jabón sucio en lugar de lejía. Todos los ingredientes se distribuyen automáticamente en el sistema. La producción de jabón limpio de estas instalaciones es de unos 550 Kg/hora y por centrífuga en la etapa final o de acabado de jabones de tocador, y de unos 1100 Kg/hora y por centrífuga de acabado de jabones de lavandería.

9.2.2 Método Mon S avon. Este método se aplica a la manufactura continua de jabón pulido con materias grasas neutras y comprende: Saponificación, Lavado para la extracción de glicerina de los grumos de jabón, Acabado. En la etapa de la saponificación, cantidades exactamente proporcionales de materias grasas y de solución de soda cáustica se juntan en un homogeneizador de gran velocidad. La emulsión de agua en aceite que se forma, se descarga en una cámara caliente provista de camisa de vapor, donde la reacción se verifica rápidamente. La saponificación es completa, cuando la masa deja la cámara de reacción y cae en un tanque auxiliar. El lavado del sistema Mon Savon se hace en una torre cilíndrica dividida en cuatro compartimientos. Cada uno de éstos tiene una zona de mezcla y una zona de sedimentación. En la primera etapa se mezclan los grumos de jabón con la salmuera, y en la segunda se separa y sedimenta la salmuera. Se opera en contracorriente; el jabón crudo, procedente de la etapa de saponificación entra en la torre por el fondo y la salmuera entra por la parte superior para la extracción de la glicerina. Al ascender el jabón 9-23


PROCESOS II

se mezcla con la salmuera, la cual lo lava y se lleva la glicerina. Por medio de bombas se mantiene la corriente apropiada de salmuera. De la parte superior de la torre se descargan continuamente grumos de jabón lavados, y por el fondo se extrae la salmuera para la recuperación de la glicerina. El jabón en grumos procedente de la torre Mon Savon se elabora continuamente mediante la adición de agua. Este acabado es regulado por un operador y debe ser comprobado con frecuencia. El jabón elaborado se descarga en un tanque de sedimentación, en que se separa por gravedad y de modo continuo el jabón sucio del limpio. Este se saca por la parte superior del tanque para su tratamiento y aquél se extrae por el fondo para la recirculación en la torre de lavado. 9.3

Práctica.

9.3.1 Investigación. 1. Realizar un diagrama de flujo de procesos para la obtención de jabón Surf y Puma (diferenciados por el aromatizante y envase) determinando las diferencias técnicas de producción que existen entre ambos. 2. Investigar sobre las principales potencias de obtención de materia prima para la producción de jabón en Cochabamba y proponer fuentes de obtención para la sociedad (ejemplo los huesos, grasa, etc.), de manera de generar fuentes de empleo o ingresos, identificando sectores que pueden aprovechar esta situación.

9.3.2 Video 9. Jabón. 1. Identificar los procesos. Detalladamente. 2. Identificar la materia prima e insumos. 3. Identificar la maquinaria y herramientas empleadas. 4. Hacer un diagrama de procesos y su respectivo cursograma analítico.

9-24


PROCESOS II

CAPITULO 10 PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS. 10.1 Introducción La extracción del petróleo es bastante sencilla, aunque un poco costosa. El método más eficiente es la perforación rotatoria. El proceso de refinación del crudo es bastante complejo y bastante delicado, se hacen muchas pruebas antes de poner a la venta el producto final. 10.2 Definición. 

Aceite mineral.



La palabra petróleo, proviene de las voces latinas petra y óleum, que significan piedra y aceite, no porque sea aceite de piedra, sino por estar aprisionado entre piedras.

10.3 Composición. El aceite mineral o petróleo se encuentra en el interior de la tierra y se compone principalmente de carbono e hidrógeno; lo que significa que es un hidrocarburo y no un mineral, ya que procede de sustancias orgánicas 10.4 Formación. El petróleo se origina de una materia prima formada principalmente por detrito de organismos vivos acuáticos, vegetales y animales, que vivían en los mares, las lagunas o las desembocaduras de los ríos, en las cercanías del mar y que han permanecido enterradas por largos siglos. Imagen 35. Carbono.

10-1


PROCESOS II Imagen 36. Hidrogeno.

10.5 Prospección del petróleo. Exploración del subsuelo basada en el examen de los caracteres del terreno y encaminada a descubrir yacimientos minerales, petrolíferos, aguas subterráneas, etc. Encontrar petróleo es difícil, pero numerosas ramas de la ciencia coadyuvan a esta importante tarea. La Sismología o estudio de los terremotos; la Geología, que se ocupa del conocimiento de la corteza terrestre; la Paleontología o estudio de la formación de la Tierra; la Cartografía, que tiene por objeto la construcción de mapas; la Química e incluso la Bacteriología, que se dedica al estudio de los gérmenes, son valiosas ciencias auxiliares para los científicos consagrados a la búsqueda de nuevos campos de petróleo. La gravimetría y la magnetometría, que miden respectivamente la aceleración de la gravedad y el magnetismo terrestre, permiten en primer lugar trazar mapas subterráneos o submarinos bastante precisos. Imagen 37. Prospección del petróleo.

10-2


PROCESOS II

10.6 Extracción. En la explotación de un yacimiento se distinguen dos periodos que son: 

Recuperación primaria: por el efecto de la presión, el petróleo sube por sí mismo a la superficie.



Recuperación secundaria: los métodos procedentes, no permiten, por sí solos, llevar a la superficie más que el 20% aproximadamente del petróleo contenido en el yacimiento; de aquí viene la idea de extraer una gran parte del 80% restante gracias a uno de los artífices siguientes:

El drenaje con agua (water-drive) por inyección de agua por debajo o alrededor del petróleo. Reinyección del gas (gas-drive) por encima o atrás del petróleo; drenaje con agua caliente o con vapor, más costoso, pero permite recuperar el 90% del yacimiento. Hay diversas formas de efectuar la perforación, pero el modo más eficiente y moderno es la perforación rotatoria o trepanación con circulación de barro. 10.7 Variedades de crudo. 

Crudos parafínicos, presentan una proporción elevada de hidrocarburos tipo CnHn+ particularmente parafinas y ceras naturales.



Crudos nafténicos, con una cantidad más grande de naftenos, hidrocarburos de la serie anulares o cíclicos.



Crudos aromáticos, en los que se encuentran hidrocarburos bencénicos CnH.



Crudos sulfurosos, que contienen sulfuro de hidrógeno y mercaptanos formados por la fijación de azufre sobre un hidrocarburo.



Crudos bituminosos, que son los crudos de muy bajo contenido en azufre.



Crudos polucionados por ácidos, metales (vanadio, níquel, arsénico), sales, agua salada, etc.

10.8 Producción. En todo el mundo se producen alrededor de 6.000 millones de barriles por año.

10.8.1 Trans portación del petróleo.

10-3


PROCESOS II

El sistema de transporte del petróleo por tuberías resulta eficiente y económico, existen miles de kilómetros de ellas, que van desde los pozos de los que surge el líquido hasta los establecimientos de refinación o hasta las estaciones y puertos de embarque del producto. El aceite mineral es bombeado por kilómetros y kilómetros a través de las tuberías del oleoducto. Una serie de estaciones de bombeo lo va empujando hasta que llega a las refinerías, en donde pasará los procesos de destilación. Llevado por los buques-tanques, por vagones especiales o modernos oleoductos, el petróleo llega a la refinería.

10.8.2 Almacenamiento del petróleo. El petróleo crudo se deposita en grandes tanques de acero, cada uno de los cuales tiene cabida para algunos centenares de barriles. 10.8.2.1 Almacenamiento del bruto.

Es raro que una refinería pueda ser alimentada directamente a partir del yacimiento, debiendo existir una doble rotura de la continuidad del caudal en su trayecto intermedio por buque-cisterna o por oleoducto transcontinental, lo que obliga a mantener un stock de petróleo bruto de cinco días como media, tanto en el punto de embarque como en el de desembarque. 10.8.2.2 Almacenamiento en la refinería.

Se deben prever numerosos depósitos aguas arriba y abajo de cada unidad de proceso para absorber las discontinuidades de marcha debidas a los paros de mantenimiento y a los tratamientos alternativos y sucesivos de materias primas diferentes, para almacenar las bases. 10.8.2.3 Almacenamiento de distribución.

La construcción de un depósito-pulmón, terminal de distribución, abastecido masivamente por el medio de transporte que viene de la refinería, ya se trate de conducciones, buques, barcazas fluviales, vagones cisterna o camiones cisterna. A partir de este depósitopulmón, el consumidor será alimentado por un corto trayecto de grandes transportes por carretera o camiones de distribución. 10-4


PROCESOS II

10.8.2.4 Almacenamiento de reserva.

Tras la crisis de 1956 en ciertos países de Europa Occidental, se introdujeron en sus legislaciones normas de existencias de reserva obligatorias. 10.8.2.5 Almacenamientos subterráneos.

Los productos petrolíferos se almacenan en el suelo debido a la preocupación por la seguridad, es una solución económica a los problemas de los grandes almacenamientos, que evita inmovilizar terrenos de valor o desfigurar el paisaje.

10.8.3 Pr ocesos de refinación del petróleo. Imagen 38. Columna de fraccionamiento.

10.8.3.1 Destilación atmosférica y al vacío.

Mediante ductos se traslada y se calienta en equipos especiales pasando a una columna que va separando gracias a la volatilidad de los componentes los cuales son gas de refinería, gas licuado de petróleo (LPG), nafta, queroseno (kerosene), gasóleo, y un residuo que corresponde a los compuestos más pesados que no llegaron a evaporarse. En una segunda columna de destilación que opera a condiciones de vacío, se logra la vaporización adicional de gasóleo de vacío, y se utiliza como materia prima en otros procesos que forman parte de las refinerías para lograr la conversión de este producto 10-5


PROCESOS II

pesado en otros ligeros de mayor valor aquí se da origen el gas LP, gasolina, turbosina, diesel, combustóleo. 10.8.3.2 Hidrotratamiento.

Los procesos de hidrotratamiento se basan en la reacción catalítica del hidrógeno con los compuestos de azufre a condiciones severas de presión y temperatura, y con catalizadores de características muy especiales. 10.8.3.3 Reformación de Nafta.

Se modifica la estructuraquímica de los compuestos que integran las naftas, y para ello se utiliza el proceso de reformación en el que a condiciones de presión moderada y alta temperatura, se promueven reacciones catalíticas conducentes a la generación de compuestos de mayor octano como son los aromáticos y las isoparafinas. Simultáneamente en las reacciones se produce hidrógeno, que se utiliza en la misma refinería en los procesos de hidrotratamiento. Las reacciones son promovidas por catalizadores basados en gg-alúmina como soporte de metalesactivos (platino-renio o platino-estaño). 10.8.3.4 Isomerización.

La práctica es separar por destilación la corriente de nafta en dos cortes, ligero y pesado; el ligero que corresponde a moléculas de cinco y seis átomos de carbono se alimenta al proceso de isomerización, mientras que el pesado, con moléculas de siete a once átomos de carbono, es la carga al proceso de reformación antes descrito. Las reacciones de isomerización son promovidas por catalizador de platino soportado en gg-alúmina. 10.8.3.5 Desintegración Catalítica Fluida (FCC).

El proceso FCC se basa en la descomposición o rompimiento de moléculas de alto peso molecular; esta reacción se promueve por un catalizador sólido con base en zeolitas en presentación pulverizada, que se incorpora a los hidrocarburos de carga en un reactor de tipo tubular con flujo ascendente. A la salida del reactor, el catalizador se separa de los productos de reacción a través de ciclones, y el coque que se genera y adhiere al mismo por las altas temperaturas de reacción, se quema en un equipo especial antes de

10-6


PROCESOS II

recircularse al reactor; la energía liberada en el quemado sirve para dar parte del calentamiento de la corriente de carga. 10.8.3.6 Producción de Éteres.

Estos éteres se obtienen en las refinerías a partir de alcohol metílico, producido en los complejos petroquímicos, y de las olefinas ligeras producidas en los procesos de desintegración catalítica FCC, con el beneficio adicional de reducir el contenido de estas olefinas ligeras (importantes contribuyentes a la formación de ozono en la atmósfera) en la gasolina. 10.8.3.7 Alquilación.

El proceso de alquilación es una síntesis química por medio de la cual se unen olefinas ligeras (propileno y/o butenos producidos en el proceso FCC antes descrito) con isobutano (proveniente de la fracción de gas LP recuperada en la destilación atmosférica del petróleo y complementada con corrientes equivalentes del procesamiento del gas natural). Y se le denomina alquilado o gasolina alquilada. 10.8.3.8 Fondo de Barril.

El crudo pesado, con altos contenidos de azufre y metales y bajos rendimientos de destilados, hace necesario el contar con unidades de proceso que permitan modificar estos rendimientos en conformidad con las demandas, produciendo combustibles con calidad ecológica esto apunta hacia la introducción de procesos de conversión que aumenten la producción de destilados y disminuyan los residuales pesados. A este tipo de procesos se les ha llamado en su conjunto procesos de fondo de barril, y constituyen ya una sección específica de la mayor parte de las refinerías. 10.8.3.9 Producción de Lubricantes.

La materia prima para obtener las bases de lubricantes es el residuo de la destilación atmosférica del petróleo, el cual se re destila a condiciones de vacío para generar cortes específicos que se denominan: especialidades, neutro ligero y neutro, generándose además en otro proceso de desasfaltización del residuo de vacío por extracción con solventes, cortes adicionales que se denominan: neutro pesado, pesado y cilindros.

10-7

Mgr. Ing. Emir Vargas Peredo 10.8.3.10

PROCESOS II

Endulzamiento y Recuperación de Azufre.

La eliminación del ácido sulfhídrico (H2S) que acompaña al gas que se separa en la destilación atmosférica, y que está sobre todo presente en el gas resultante de los procesos de hidrotratamiento. La separación del H2S de los gases se realiza en un proceso que se denomina de endulzamiento, basado en la absorción en soluciones acuosas de aminas; la solución rica en sulfhídrico se regenera por agotamiento con vapor para recircularse a la absorción, y el H2S separado se procesa en unidades donde primeramente se realiza una combustión parcial del mismo para generar una proporción adecuada de H2S y SO2, que enseguida se hacen reaccionar catalíticamente para generar azufre elemental. 10.8.3.11

Procesamiento de Gas Natural.

El objetivo del procesamiento del gas natural es eliminar los contaminantes, incluyendo los componentes corrosivos (agua y ácido sulfhídrico, este último también por su carácter contaminante), los que reducen el podercalorífico (dióxido de carbono y nitrógeno) y los que forman depósitos sólidos a bajas temperaturas. Las etapas en el procesamiento del gas natural son la deshidratación (eliminación de agua, usualmente con adsorbentes sólidos, como alúmina o mallas moleculares), el endulzamiento (eliminación de ácido sulfhídrico y dióxido de carbono con soluciones absorbentes en un esquema similar al descrito para los procesos de endulzamiento de gas de refinería), y la recuperación criogénica de etano e hidrocarburos más pesados (condensación de estos componentes a bajas temperaturas, del orden de 100oC, y destilación fraccionada de los líquidos condensados. 10.8.3.12

Procesos Petroquímicos.

Además de los combustibles, del petróleo se obtienen derivados que permiten la producción de compuestos químicos que son la base de diversas cadenas productivas que terminan en una amplia gama de productos conocidos genéricamente como productos petroquímicos. Las principales cadenas petroquímicas son las del gas natural, las olefinas ligeras (etileno, propileno y butenos) y la de los aromáticos. La cadena del gas natural se inicia con el proceso de reformación con vapor por medio del cual el metano reacciona 10-8


PROCESOS II

catalíticamente con agua para producir el llamado gas de síntesis, que consiste en una mezcla de hidrógeno y óxidos de carbono. La cadena del etileno se inicia a partir del etano recuperado del gas natural en las plantas criogénicas, el cual se somete a un proceso de descomposición térmica para producir etileno principalmente, aunque también se forma hidrógeno, propano, propileno, butano, gasolina piro lítica entre otros. Del etileno se producen un gran número de derivados, como las diferentes clases de polietilenos cuyas características dependen del proceso de polimerización; su aplicación se encuentra en la producción de plásticos, recubrimientos, moldes, etc. Por otro lado, el etileno puede reaccionar con cloro para producir dicloroetano y posteriormente monómero de cloruro de vinilo, un componente fundamental en la industria del plástico, y otros componentes clorados de uso industrial. La oxidación del etileno produce óxido de etileno y glicoles, componentes básicos para la producción de poliéster, así como de otros componentes de gran importancia para la industria química, incluyendo las resinas PET (poli etilén tereftalato), actualmente usadas en la fabricación de botellas para refresco, medicinas, etc. Una cadena fundamental en la industria petroquímica se basa en los aromáticos (benceno, tolueno y xilenos). La nafta virgen obtenida del petróleo crudo contiene parafinas, nafténicos y aromáticos en el intervalo de 6 a 9 átomos de carbono. Esta fracción del petróleo, después de un hidrotratamiento para eliminar compuestos de azufre, se somete al proceso de Reformación BTX, el cual promueve fundamentalmente las reacciones de ciclización de parafinas y de deshidrogenación de nafténicos, con lo cual se obtiene una mezcla de hidrocarburos rica en aromáticos. Otro proceso fundamental es la desproporcionalización de los aromáticos pesados para incrementar la producción de benceno, tolueno y xilenos. Una vez separados los aromáticos, se inicia la cadena petroquímica de cada uno de ellos. El benceno es la base de producción de ciclohexano y de la industria del nylon, así como del cumeno para la producción industrial de acetona y fenol. 10.9 Evolución de los precios del barril de petróleo a nivel mundial. El precio del barril de petróleo (el West Texas Intermediate, de referencia en EEUU) es el precio que se le da a un barril de petróleo, considerándose un barril como 159 litros de 10-9


PROCESOS II

petróleo (42 galones). El precio del petróleo rondaba los 25 dólares en septiembre de 2003. A mediados de agosto de 2005, el precio subió por encima de los 60 dólares por barril, estableciendo el récord absoluto el 29 de agosto de 2005, con una cotización de $70,85. Aunque los precios son muchos mayores que hace un año, aún están lejos del máximo relativo (el precio ajustado a la inflación), que se estableció durante la crisis de 1980, llegando a superar los $90 por barril (en dólares actuales). En Estados Unidos, los precios de la gasolina alcanzaron su máximo en septiembre de 2005. El precio del galón (3,78 litros) alcanzó los $ 3,04 Por las mismas fechas, en España, la gasolina sin plomo de 95 octanos ha llegado a superar la barrera de los 1,15 euros por litro. Desde abril de 2006, hasta el presente, el precio del petróleo ha roto su propio récord mes a mes, llegando en Mayo de 2008 a más de 133,17 dólares por barril, mientras en el mercado de futuros ya se compra a 168,96 dólares por barril. Según se informó en Junio de 2009 representante Libio de la industria del petróleo ante la OPEP dice que el precio del petróleo llegaría a 90 dólares a fin de año. 10.10 Impacto ambiental. Cuando el combustible derivado del petróleo se quema se produce una mezcla de gases que contienen dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrocarburos cíclicos y otros. Aunque el dióxido de carbono es un componente normal del aire e indispensable para la fotosíntesis, su exceso depositado en la atmósfera durante largos períodos puede causar un intenso efecto de invernadero que altera los factores que regulan la temperatura sobre la tierra. Otro impacto negativo asociado a la quema de petróleo es la lluvia ácida, en este caso no tanto por la producción de óxidos de azufre, como en el caso del carbón, sino sobre todo por la producción de óxidos de nitrógeno. Los daños derivados de la producción y el transporte se producen sobre todo por los vertidos de petróleo, accidentales o no, y por el trabajo en las refinerías.

10-10


PROCESOS II

10.11 Práctica.

10.11.1

Trabajo en clas e.

1. ¿Qué ciencias o ramas de la ciencia se emplean para la prospección del petróleo? Desarrolle. 2. ¿Cuáles son las variedades del crudo? Explique. 3. ¿Cuáles son los tipos de almacenamiento del petróleo? Desarrolle. 4. Describa los procesos de refinación del petróleo. 5. ¿Qué productos se pueden obtener mediante la Petroquímica? Desarrolle. 6. ¿Cómo afecta el precio internacional del barril de Petróleo a Bolivia? Explique. 7. Comente acerca del Impacto Ambiental.

10.11.2

Vi deo 10.

Petróleo. 1. Identificar los procesos. Detalladamente. 2. Identificar la materia prima e insumos. 3. Identificar la maquinaria y herramientas empleadas. 4. Hacer un diagrama de procesos y su respectivo cursograma analítico.

10-11


PROCESOS II

CAPITULO 11 PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS. (CONTINUACION). 11.1 Derivados del petróleo. El petróleo, por sí mismo es un conjunto de hidrocarburos. Sin embargo, los derivados del petróleo se pueden obtener luego de algunos procesos químicos. Un método para destilar el petróleo crudo es la destilación fraccionada. Mediante este método se obtienen fracciones y no productos puros. Para destilar el petróleo se utilizan las conocidas refinerías. Estas son enormes complejos donde se somete al petróleo crudo a procesos de separación química en los cuales se extrae gran variedad de sus derivados. Las torres de destilación industrial para petróleo poseen alrededor de 100 bandejas Dentro del petróleo existen varios compuestos de los cuales se obtienen alrededor de 2.000 productos. Imagen 39. Refinería.

11.1.1 Destilación fraccionada. La destilación fraccionada se realiza principalmente a base de temperatura. Cada sustancia dentro del petróleo destila a distinta temperatura. Entonces, a partir de una temperatura fija se obtiene una sustancia predeterminada. Por ejemplo: se calienta el crudo hasta los 100 ºc de donde se obtiene nafta, luego se sigue calentando el petróleo restante para obtener otras sustancias buscadas en temperaturas más altas hasta llegar a 11-1


PROCESOS II

los 350-400 ºc, temperatura en la cual el petróleo empieza a descomponerse. Es por esto que dentro de las refinerías se somete al petróleo crudo a determinadas temperaturas en distintas instancias. De este modo, los componentes se van desprendiendo de una manera ordenada. El petróleo crudo pasa primero por un horno, donde se calienta (hasta una temperatura mínima de 400 ºc), y se convierte en vapor, pasando luego hacia las altas torres. Una vez en las torres, los vapores ingresan (por debajo) y suben hasta llegar a las bandejas. Mientras los vapores van subiendo, se van enfriando, ya que pierden calor y se depositan automáticamente en sus respectivas bandejas. Luego de entrar en las bandejas, cada sustancia tiene ya su lugar determinado, mientras que el resto del petróleo que no se evapora (crudo reducido) cae hacia la base. De esta manera se obtienen: gases, queroseno, turbosina, nafta y gases ricos en butano y propano. Los demás derivados del petróleo

se obtienen luego, al realizarse otros

procesos químicos, al crudo reducido. El 90 % del petróleo se emplea para la producción de combustibles. Por orden de separación, estos son los principales compuestos que se extraen del crudo: 

Gasolina y nafta, que suponen un 25 % del total.



Queroseno y combustible para aviones.



Gasóleo ligero y para motores diésel.



Gases pesados y gasóleo de calefacción.



Lubricantes, ceras y fueloil. Asfalto.

11.1.2 Des tilación por pres ión reducida. La destilación por presión reducida consiste en disminuir la presión a la que está sometido el líquido a destilar (la presión normal es de 760 miligramos de mercurio, la presión a la que se somete es de 40 miligramos de mercurio aproximadamente), de esta manera, su punto de ebullición también disminuye, y al destilar el material no se pierde por evaporación.

11-2


PROCESOS II

Luego de la destilación por presión reducida se extraen materiales como el gas oil pesado, los aceites lubricantes (tanto livianos, medianos como pesados), el asfalto (brea), la vaselina, la parafina, entre otros. 11.2 Objetivos.

11.2.1 Objetivo general. Investigar y socializar lo concerniente a los siguientes derivados del petróleo: gas licuado: propano y butano, gasolinas, kerosene, diésel liviano y combustóleo (fuel oíl)

11.2.2 Objetivos específicos. Desarrollar los procesos de obtención de los derivados del petróleo Desarrollar las características, aplicaciones y riesgos de los derivados del petróleo (butano, propano, gasolinas, kerosene, diésel liviano, y fuel-oíl) Establecer las condiciones de destilación de cada subproducto 11.3 Gases livianos

11.3.1 Gas butano. El butano (del ácido butírico y éste del latín butyrum, manteca y del sufijo -ano), también llamado n-butano, es un hidrocarburo saturado, parafínico o alifático, inflamable, gaseoso que se licúa a presión atmosférica a -0,5 °c, formado por cuatro átomos de carbono y por diez de hidrógeno, cuya fórmula química es c4h10. También puede denominarse con el mismo nombre a un isómero de éste gas: elisobutano o metilpropano. 11.3.1.1 Composición química del gas butano

El gas butano doméstico o comercial, es un gas licuado del petróleo GLP, obtenido por destilación del petróleo, compuesto por butano normal en un (60%), propano un (9%), isobutano un (30%) y etano un (1%). El gas butano es un gas inodoro (no tiene olor) e incoloro (no tiene color), en el proceso de la elaboración del gas butano se le añade un aditivo que le da olor, esto se realiza por seguridad ya que es una gas muy volátil y provocar una explosión que probablemente 11-3


PROCESOS II

acabe en una catástrofe, por ello se oloriza para así poder detectar fugas en caso de que estas existan, el olor que desprende es un olor desagradable, que cuando lo olemos lo asociamos rápidamente a fuga de gas, no es su olor original, al ser el gas butano inodoro, el componente o aditivo que genera este olor es un mercaptano. Como es un gas incoloro e inodoro, en su elaboración se le añade un odorante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable. Esto le permite ser detectado en una fuga, porque es altamente volátil y puede provocar una explosión. En caso de extinción de un fuego por gas butano se emplea dióxido de carbono (CO2), polvo químico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores. 11.3.1.2 Propiedades. Tabla 13. Propiedades del butano.

BUTANO

Formula Semi desarrollada

CH3CH2CH2CH3

Formula Molecular

C4H10

Propiedades Físicas

Estado de agregación

Gas

Apariencia

Incoloro

Densidad

2,52 kg/m , 0 , 0,00252 g/cm

Masa molar

58,08 g/mol

Punto de fusión

134,9ºK (-138,3 ºC)

Punto de ebullición

272,7 ºK (0,5ºC)

3

Propiedades Químicas

Solubilidad en agua

g

6,1 /100 mlH2O

Peligrosidad

Punto de inflamabilidad

213ºK (-60ºC)

Temperatura de auto ignición

560ºK (287 ºC)

11-4

3


PROCESOS II

Riesgos

Inhalación

Somnolencia. Pérdida de conocimiento

Piel

En contacto con líquido: congelación

Ojos

En contacto con líquido: congelación Fuente: Elaboración propia.

11.3.1.3 Aplicaciones del Gas Butano

La principal aplicación del gas butano es la de combustible en hogares para la cocina y agua caliente, el gas butano no suele usarse en sistemas de calefacción, ya que no suele consumirse en grandes cantidades debido a sus limitaciones de transporte y almacenaje, es un gas un tanto inestable desde el punto de vista de la licuefacción, El gas butano no es adecuado para su transporte vía gasoductos ya que por su alta temperatura de licuefacción se podría condensar en las conducciones y esto provocar graves accidentes. De hecho se eliminan los restos de butano y propano del gas natural por este motivo, creando un gas mucho más estable para su transporte por gaseoductos, nos referimos al gas natural. 11.3.1.4 Riesgos que entraña su utilización

Fuga de gas butano por mal mantenimiento de la instalación. Si se produce una fuga de gas butano, y no se actúa con determinación y precaución, este puede producir una defragación o explosión terminando en incendio, en el caso de incendio provocado por gas butano o este sea el principal combustible deberá utilizarse para su extinción dióxido de carbono (CO2), polvo químico o niebla de agua para enfriar y dispersar vapores. 

Inhalación de gas butano.

La inhalación de gas butano provoca, somnolencia y posible pérdida de conocimiento, estos síntomas no deben confundirse con los provocados por la inhalación de monóxido de carbono CO, la denominada muerte dulce, mucho más peligroso y provocado por la mala combustión de los aparatos a gas.

11-5


PROCESOS II

Contacto del gas butano con la piel.

El contacto del gas butano con la piel y líquido provoca congelación. 

Contacto del gas butano con los ojos.

Si el gas butano entra contacto con los ojos provocaría la congelación de estos.

11.3.2 Propano. El propano (propano (de abreviación de propiónico mas el sufijo -ano) es un gas incoloro e inodoro. Pertenece a los hidrocarburos alifáticos (los alcanos). Su fórmula química C3H8 Las mezclas de propano con el aire pueden ser explosivas con concentraciones del 1,7 9,3 % Vol. de propano. La llama del propano al igual que la de los demás gases combustibles debe de ser completamente azul; cualquier parte amarillenta, anaranjada o rojiza de la misma denota una mala combustión. A temperatura ambiente es inerte frente a la mayor parte de los reactivos aunque reacciona por ejemplo con el bromo en presencia de luz. En elevadas concentraciones el propano tiene propiedades narcotizantes. El propano se suele obtener del gas natural o de los gases de los procesos de "cracking" producidos en las instalaciones petroquímicas. 11.3.2.1 Propiedades. Tabla 14. Propiedades del propano.

PROPANO

Formula Semidesarrollada

CH3CH2CH3

Formula Molecular

C3H8

Propiedades Físicas


Gas

Apariencia

Incoloro

Densidad

8 kg/m ; 0.008 g/cm

3

11-6


PROCESOS II

Masa molar

44 g/mol

Punto de fusión

85,5 K (-187,65 °C)


231.05 K (-42.1 °C)

Temperatura Crítica

367,15 K ( °C)

Propiedades Químicas

Solubilidad en agua

80 mg/l a 20 ºC

Peligrosidad


169,15 K (-103,85 °C)


723,15 K (450,15 °C

Riesgos

Inhalación

Piel

Ojos

Somnolencia y pérdida del conocimiento. Llevar al accidentado inmediatamente a un sitio al aire libre y mantenerlo en reposo. Respiración artificial si éste estuviese indicado. Proporcionará asistencia médica En contacto con líquido: congelación. En caso de congelación, aclarar con abundante agua. No se debe quitar la ropa. Proporcionará asistencia médica En contacto con líquido: congelación. En caso de congelación, enjuagar con abundante agua por varios minutos. Proporcionará asistencia médica Fuente: Elaboración propia.

11.3.2.2 Usos

El principal uso del propano es el aprovechamiento energético como combustible. Con base al punto de ebullición más bajo que el butano y el mayor valor energético por gramo, a veces se mezclan con éste o se utiliza propano en vez de butano. En la industria química es uno de los productos de partida en la síntesis del propano. Además se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en aerosoles.

11-7


PROCESOS II

11.3.2.3 Ventajas energéticas. 

Energía eficaz: ofrece un elevado poder calorífico y un alto rendimiento, así como una gran comodidad.



Energía limpia: su combustión sin residuos de azufre ni macropartículas permite respetar al máximo el entorno natural.



Energía económica: ofrece una inmejorable relación calidad-precio y un importante ahorro energético con relación a otras energías.



Energía segura: su instalación, construida y controlada por sistemas altamente fiables, presenta una seguridad sin riesgos.

11.4 Diagrama de operaciones gases livianos. Esquema 5. Operaciones para obtener gases livianos. CRUDO

DESTILACION PRIMARIA

CONDENSADO

DESTILACION FRACCIONADA

ALQUILACION

DESTILACIÓN FRACCIONADA

PROPANO, BUTANO


11.5 Kerosene El kerosene o querosén es un líquido transparente (o con ligera coloración amarillenta o azulada) obtenido por destilación del petróleo. La masa molecular del kerosene es de aproximadamente 170 g/mol. La composición aproximada que presenta el mismo se mueve en el rango de C12-C16, hirviendo normalmente entre los 150°C y los 235-315°C. Consiste en una mezcla compleja de cientos de compuestos diferentes, la mayoría de 11-8


PROCESOS II

estos son los hidrocarburos compuestos que contienen átomos de carbono e hidrógeno. De densidad intermedia entre gasolina y el diésel. La composición medida del kerosene es la siguiente: a. Carbono: 84%, y b. Hidrógeno: 16%, La proporción de azufre no debe exceder de 0,125%. Su potencia calorífica varía de 11.000 a 11.700 Kcal/Kg. Alguna de las especificaciones conviene que el punto final de destilación sea de 529ºC como máximo, y en un punto de inflamación de 46.1 ºC como mínimo (para reducir el riesgo de explotación)

11.5.1 Propiedades. Tabla 15. Propiedades del kerosene.

KEROSENE Formula Aproximada (rango)

C12 - C16 Propiedades Físicas


Liquido

Apariencia

Incoloro

Presión de vapor

12.3 KPa a 20º C

Masa molar

170 g/mol

Punto de fusión

-94º C


64º C Propiedades Químicas

Solubilidad en agua

miscible Peligrosidad


12º C


285º C

11-9


PROCESOS II Riesgos

Inhalación

Contacto con la piel Contacto con los ojos Ingestión

Puede afectar al sistema nervioso central, dando dolores de cabeza persistentes y alteraciones de la visión. Puede absorberse. Piel seca, enrojecimiento, dermatitis. Enrojecimiento. Dolor, alteraciones en la visión. Dolor abdominal, jadeo, pérdida del conocimiento, puede producir ceguera y sordera. Fuente: Elaboración propia.

11.5.2 Usos Se usa como comestible en los motores a reacción y de turbina de gas o bien, se añade al diésel de automoción en las refinerías. Se usa también como disolvente y para calefacción doméstica, como dieléctrico en procesos de mecanizado por descargas eléctricas y antiguamente, para iluminación. Es insoluble en agua. Este producto también se usa como agente limpiador, en la cura del tabaco, secamiento de granos y pasto para forraje y como materia prima en muchos procesos industriales. 

El fraccionamiento (o destilación) es la separación del petróleo crudo usando torres atmosféricas y de vacío en grupos de compuestos hidrocarburos de distintos rangos de punto de ebullición llamados fracciones o cortes.



Tratamiento con hidrógeno del kerosene disminuye a un valor muy bajo el contenido en azufre, suprimiendo totalmente la corrosividad.



Tratamiento de kerosene con SO2 para eliminar los elementos aromáticos y mejorar la altura de llama y la estabilidad química.



Endulzamiento de las naftas y del keroseno, utilizando oxidantes tales como el plumbito de sodio, el cloruro de cobre o los hipocloritos, que transforman los mercaptanos ácidos en disulfuros o polisulfuros neutros.

11-10


PROCESOS II

11.5.3 Diagrama de operaciones k erosene. Esquema 6. Diagrama de operaciones del kerosene. CRUDO

DESTILACIÓN PRIMARIA

AGOTADOR

DESULFURACION

KEROSENE


11.6 Gasolina La gasolina es la mezcla de hidrocarburos procedentes de la destilación fraccionada del petróleo y que se emplea como combustible en algunos vehículos automóviles. El peso molecular de sus elementos no es muy elevado y tienen una gran volatilidad. Su capacidad de inflamación se mide con el índice de octano en comparación con un hidrocarburo muy inflamable (isoctano) y otro muy poco inflamable (n-heptano). Una gasolina con un índice de octano 98 equivale a una mezcla de hidrocarburos formada por 98 partes de isoctano y 2 de n-heptano). Sometidas a una garantía de utilización particularmente severa tanto como carburante como disolvente, la gasolina debe, primeramente, estar compuesta por hidrocarburos de volatilidad correcta, lo que se verifica por medio de un test de destilación en alambique automático. Su comportamiento en un motor viene cifrado en laboratorio por diversos índices de octano que miden la resistencia de detonación y al autoencendido. La gasolina es de naturaleza incolora, pero el aspecto amarillo, rojo o azul de un carburante, conseguido por adición de un colorante artificial, facilita el control de los fraudes.La gasolina se puede obtener de más maneras, los gases naturales también contienen un porcentaje de gasolina natural que se puede obtener mediante condensación. Esto se hace pasando el gas obtenido a través de una serie de torres que contienen aceite de paja, un aceite ligero. El aceite de paja absorbe la gasolina, que se destila después. 11-11


PROCESOS II

11.6.1 Características 1. Tienen componentes hidrocarbonados de C4 a C10 y una temperatura de destilación de entre 30 y 200ºC. 2. Dentro de una fracción gasolina, los 5 tipos de componentes que pueden estar presentes son: a. Parafinas normales o ramificadas b. Ciclopentano c. Ciclohexano d. Benceno y sus derivados 3. Es una mezcla de hidrocarburos de 6 a 8 carbonos mayoritariamente.

11.6.2 Utilización 

Gasolina Regular

Se usa en motores de combustión interna de baja compresión, motores de lanchas, podadoras de césped y motores pequeños. 

Gasolina Súper

Motores de combustión interna de mediana y alta compresión tales como automóviles de pasajeros y camiones pequeños. 

Motores a gasolina

Una mezcla de aire y vapor de gasolina se comprime por medio de un pistón y luego se enciende mediante una bujía. La combustión de la gasolina debe provocar una expansión fuerte y uniforme para que la fuerce el motor. Si el gas arde muy rápido se produce una detonación que hace que el pistón reciba un impacto violento y se reduzca le eficiencia del motor. Este efecto puede deberse a una mala regulación de la cantidad de aire que se mezcla con la gasolina, o al tipo de gasolina que se está usando, que se caracteriza por su octanaje. El índice de octano u octanaje de una gasolina es una medida de su capacidad antidetonante.

11-12


PROCESOS II

Hace 50 años se descubrió que de todos los hidrocarburos que forman la gasolina el heptano normal, que está formado por 7 átomos de carbono, unidos en cadena lineal, era el que provocaba mayor detonación y que el hidrocarburo que detonaba menos era el iso octano. Las gasolinas que tienen un alto índice de octano producen una combustión más suave y efectiva. El índice de octano de una gasolina se obtiene por comparación del poder detonante de la misma con el de una mezcla de isooctano y n-heptano. Al isooctano se le asigna un poder antidetonante de 100 y al heptano de 0. Una gasolina de 97 octanos se comporta, en cuanto a su capacidad antidetonante, como una mezcla que contiene el 97% de isooctano y el 3% de heptano.

11.6.3 Pr oceso de obtención La fracción de gasolina obtenida de la destilación del petróleo crudo es insuficiente para satisfacer el elevado consumo y además sólo alcanza a tener un índice de octano entre 40 y 60, demasiado bajo para ser usado en motores modernos de combustión interna. Por ello, los científicos se vieron en la necesidad de desarrollar procedimientos para transformar los componentes de otras fracciones del petróleo en gasolina, es decir, remodelar las moléculas para lograr más y mejores gasolinas. Los procesos para estos fines son: el cracking o craqueo, la polimerización, la isomerización. Todos ellos utilizan catalizadores para disminuir la temperatura de las reacciones y acelerar las mismas. Tabla 16. Procesos de obtención.

11-13


PROCESOS II


De todo lo anterior, se puede inferir que la gasolina comercial es una mezcla de gasolina natural con diferentes porcentajes de gasolina obtenida mediante los procesos mencionados. Para mejorar el octanaje de estas mezclas se agregan compuestos llamados antidetonantes como es el tetraetilplomo (TEP). Basta agregar una pequeña cantidad de TEP (menos de 1 mL/Litro) para elevar el índice de octano en 20 unidades. De ahí proviene la nominación de gasolina sin plomo o con plomo. Las gasolinas con plomo resultan más económicas que las sin plomo, pero desgraciadamente, aunque este aditivo es muy buen antidetonante y barato, es un compuesto muy tóxico y la eliminación de compuestos de plomo por el tubo de escape causa grave problema de contaminación ambiental con plomo. Las gasolinas que contienes antidetonantes no pueden ser utilizadas en los vehículos que posean convertidor catalítico ya que los antidetonantes forman unos sólidos en el convertidor, obstruyéndolos.

11-14


PROCESOS II

11.6.4 Octanaje. Escala que mide la resistencia que presenta un combustible como gasolina a detonar prematuramente cuando es comprimida dentro del cilindro de un motor y es su característica más importante; también se denomina RON (ResearchOctaneNumber). Algunos combustibles, como el etanol o metanol dan un índice de octano mayor de 100. Utilizar una gasolina con un octanaje superior al que necesita un motor, no lo perjudica, pero tampoco lo beneficia. Si se tiene previsto que un motor vaya a usar una gasolina de octanaje alto puede diseñarse con una relación de compresión más alta y mejorar el rendimiento del motor.

11.6.5 Impacto ambiental. En los motores de combustión de los automóviles actuales, se queman hidrocarburos (gasolina) para obtener la energía propulsora. Como consecuencia de esto, a través de los tubos de escape de los vehículos, se expulsan a la atmósfera substancias que contribuyen a su contaminación. Entre otras hay: 

Hidrocarburos sin quemar.



Monóxido de carbono.



Óxidos de Nitrógeno.



Aditivos del combustible

Para reducir las cantidades emitidas, desde hace unos años los coches incorporan un dispositivo denominado conversor catalítico o "catalizador". El convertidor catalítico consiste en una estructura de cerámica en forma de panal de abeja impregnada de una mezcla de alúmina (Al2O3) y metales como platino, paladio, y rodio que actúan como catalizador en la transformación de los gases Los gases procedentes del motor atraviesan el conversor catalítico antes de ser expulsados a la atmósfera. Los convertidores catalíticos son muy efectivos lográndose unas reducciones del orden del 85% en la emisión de gases contaminantes.

11-15


PROCESOS II

11.6.6 Diagrama de operaciones g as olinas. Esquema 7. Diagrama de procesos de la obtención de gasolina. CRUDO


CONDENSADO

DESULFURIZACIÓN

GASOLINA PRIMARIA


11.7 Diésel liviano El gasóleo, también denominado gasoil o diésel, es un líquido de color blancuzco o verdoso y de densidad sobre 850 kg/m3 (0,850 g/cm3), compuesto fundamentalmente por parafinas y utilizado principalmente como combustible en motores diésel y en calefacción. Cuando es obtenido de la destilación del petróleo se denomina petrodiesel y cuando es obtenido a partir de aceites vegetales se denomina biodiesel. Es utilizado por camiones de alto tonelaje, maquinaria pesada y equipo pesado, esté derivado posee diferentes calidades en función al proceso ya que en el mismo se le agregan aditivos el índice de cetano. Las normas dicen que el índice mínimo de cetano es de 40, generalmente el diésel comercial posee un índice por encima del 50.

11.7.1 Propiedades del diésel. El diésel está compuesto principalmente por compuestos parafínicos, naftalenicos, aromáticos. El número de carbonos es bastante fijo y se encuentra entre C10 y C22. Es una mezcla de hidrocarburos que se obtiene por destilación fraccionada del petróleo entre 250 °C y 350 °C a presión atmosférica. El gasóleo es más sencillo de refinar que la 11-16


PROCESOS II

gasolina y suele costar menos. Por el contrario, tiene mayores cantidades de compuestos minerales y de azufre.

11.7.2 Usos. El gasóleo tiene aproximadamente un 18 por ciento más energía por unidad de volumen que la gasolina, lo que, sumado a la mayor eficiencia de los motores diésel, contribuye a que su rendimiento sea mayor. En el uso marítimo se utilizan varios grados de petrodiésel, que van desde el gasóleo corriente hasta el fuel óleo pesado: 

Gasóleo - un poco menos refinado que el que se usa en automoción.



MDO (Marine Diesel Oil) - un gasóleo intermedio.



IFO (Intermediate Fuel Oil) - un producto a mitad de camino entre el fuel y el gasóleo.



MFO (Medium Fuel Oil) - una mezcla de HFO y MDO.



HFO (Heavy Fuel Oil) - sustancia pastosa, marrón oscuro y viscosa que a temperatura ambiente no fluye, por lo que hay que precalentarlo antes de quemarlo.

11.7.3 E mis iones contaminantes . Las normativas sobre emisiones en la Unión Europea han obligado a las refinerías a reducir drásticamente los niveles de esas impurezas, dando como resultado un combustible más limpio. Las regulaciones de Estados Unidos al respecto son menos exigentes, ya que allí se usa más la gasolina y sus regulaciones se han centrado en ésta. La reducción de los niveles de azufre hace que sean menos contaminantes de por sí, y permiten el uso de catalizadores más sofisticados para reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno. Sin embargo, esto también reduce las propiedades lubricantes del gasóleo, por lo que se tiene que añadir aditivos que mejoren su lubricidad. Otro de los derivados del petróleo es el gas oil (o Diesel). El mismo tiene un punto de ebullición que se encuentra entre los 200 y los 400 °C y su composición varía entre los 15 y los 23 átomos de Carbono (obviamente es un hidrocarburo).

11-17


PROCESOS II

El gas oil tiene diferentes usos. Principalmente se lo usa para aportar energía en la producción de electricidad de manera que funciona como combustible en los motores Diesel, siendo este capaz de hacer funcionar camiones de carga, autos, autobuses, embarcaciones y todo tipo de maquinarias (tanto agrícolas como industriales). El gas oil tiene algunas propiedades que lo diferencian de otros hidrocarburos. En este combustible el índice que lo caracteriza es el cetanaje (en lugar del octanaje que caracteriza a las naftas), que es la medida de la calidad de ignición y capacidad antidetonante del gasoil y es indicativo del grado de eficiencia de la combustión de este energético en el motor, de forma tal que se produzca la máxima cantidad de energía aprovechable. El gas oil aporta muchas ventajas. El combustible Diesel es mucho más barato que la nafta y también es capaz de suministrar la energía suficiente para mover grandes máquinas (ya que tiene un gran valor energético), por lo que es un hidrocarburo muy utilizable en todos los sectores (desde la industria hasta el uso en automóviles). Además, el gas oil es abundante y genera gran rendimiento en los motores Diesel

11.7.4 Diésel / g as oíl Tabla 17. Propiedades fisicas del diesel.

PROPIEDADES FISICAS

Punto de Inflamación:

65.5° C / 150° F

Punto de Ebullición:

171° C / 340° F

Punto de Congelación:

-84° C / -120° F

Gravedad Especifica:

0.897 @25/25° C

Solubilidad en Agua:

Infinita @ 25° C

Densidad de Vapor (aire = 1)

4.10

Viscosidad a 20° C (68° F)

6.4 mPa.sorcP


11-18


PROCESOS II

11.7.5 Diagrama de operaciones diésel liviano. Esquema 8. Diagrama de operaciones del diésel liviano. CRUDO


AGOTADOR

DESULFURACION

DIESEL


11.8 Combustoleo (fuel oil) El combustóleo también conocido como Fuel Oil No. 6, es un combustible elaborado a partir de productos residuales que se obtienen de los procesos de refinación del petróleo. Hidrocarburo líquido oscuro insoluble en agua, con olor típico de petróleo. Nombre químico: Hidrocarburo Nombre común: Combustóleo pesado Estado físico: Liquido volátil

11.8.1 Usos Diseñado para usarse especialmente como combustible en hornos, secadores y calderas, calentadores (unidades de calefacción) y en plantas de generación de energía eléctrica.

11-19


PROCESOS II

11.8.2 Identificación de componentes.

Compuestos Combustóleo Azufre Asfaltenos

% vol/peso 83% p 4% p 13% p

11.8.3 Propiedades fisicoquímicas. 

Temperatura de inflamación (ºC): 66 min.



Color: oscuro



Olor: característico a petróleo



Solubilidad en agua: insoluble



Viscosidad cinematica a 50ºC (m2/s): 1008x10-6/1166x10-6



Temperatura de escurrimiento (ºC): 15 max.

11.8.4 R iesg os de fueg o y explosión 11.8.4.1 Medio de extinción 

Fuegos pequeños: Utilizar agua en forma de rocío o niebla, polvo químico seco, Bióxido de Carbono o espuma química.



Fuegos grandes: Utilizar agua en forma de rocío o niebla, o espuma química. No usar chorro de agua directa

11.8.4.2 Condiciones que conducen a otros riesgos especiales 

Sus vapores pueden formar mezclas explosivas con el aire. Pueden viajar a una fuente de ignición y regresar con flama.



Esta substancia puede almacenar cargas electrostáticas debidas al flujo o movimiento.



Los contenedores pueden explotar cuando se calientan.

11.8.5 Productos de la combus tión nocivos para la salud La combustión de esta substancia genera Monóxido de Carbono y Bióxido de Carbono y otros gases asfixiantes, irritantes y corrosivos. 11-20


PROCESOS II

11.8.6 R iesg os de reactividad Estabilidad: substancia estable a temperatura ambiente. Incompatibilidad: evitar el contacto con oxidantes fuertes como Cloro líquido y Oxigeno. Descomposición en componentes o productos peligrosos: no se descompone a temperatura ambiente. Polimerización espontanea: no presenta polimerización.

11.8.7 Precauciones para el manejo Se clasifica como un líquido inflamable clase III de acuerdo con la Norma 321 de la NFPA (NationalFireProtectionAssociation). Cuando se diseñen plantas de almacenamiento o cualquier otra instalación para el manejo de este combustible, deben aplicarse las normas NFPA en lo relacionado con la protección contra incendios, las Normas API (American PetroleumInstitute) y las reglamentaciones expedidas por las autoridades gubernamentales de control tanto nacional como regional y local. Para su manejo deben conectarse a tierra los carro tanques (para las operaciones de cargue y descargue del producto), las tuberías, bombas y tanques. Debe tenerse especial precaución cuando se maneje este producto a temperaturas superiores a 90°C. No debe contener agua porque puede generar sobre ebullición o ebullición desbordante (boilover) por expansión del agua.

11-21


PROCESOS II

11.8.8 Diagrama de operaciones combustóleo. Esquema 9. Diagrama de operaciones del combustóleo.

CRUDO

DESULFURACION

DESINTEGRACIÓN CATALÍTICA

DESTILACION FRACCIONADA

COMBUSTOLEO


11-22


PROCESOS II

11.9 Diagrama de operaciones para diversos derivados del petróleo. Esquema 10. Operaciones para la obtención de diversos derivados del petróleo.

11-23


PROCESOS II

Esquema 11. Operaciones para la obtención de diversos derivados del petróleo en porcentajes.

11-24


PROCESOS II

11.10 Problema ambiental. Tabla 18. Problema ambiental

Transformaciones relacionadas con la seguridad ambiental Actividad Transformación Alteración de ecosistemas naturales y antrópicos por la construcción de vías de penetración y construcción de Exploración campamentos: tala, cambios en los cursos de agua, desestabilización de taludes naturales; procesos intensivos de colonización por las vías construidas para la exploración y en los alrededores de los campamentos; ampliación de la frontera agrícola facilitada por la apertura de vías; desconocimiento de la territorialidad indígena, pérdida de la identidad cultural y desarraigo. Vertimientos de agua contaminada y lodos a ríos; contaminación fuentes de agua superficial y subterránea por la disposición Explotación permanente de vertimientos salinos a los cuerpos de agua; transformación de los drenajes naturales con apertura de vías y oleoductos; vertimientos de aguas negras de los campamentos a la red hídrica; producción de ruidos intensos. Alteración de los ecosistemas que son atravesados por los Transporte oleoductos; incendio de ecosistemas por accidentes o sabotajes; generación de amenaza permanente por la presencia superficial de oleoductos; crecimiento desordenado de ciudades y pueblos. Contaminación de aire por emisiones de gases y ruidos; Refinación contaminación térmica y química del agua, alto consumo de agua en el proceso, lo cual implica su contaminación; inadecuada disposición de los grandes volúmenes de residuos sólidos; generación de amenaza por la presencia de grandes volúmenes almacenados de combustible inflamables.

Consumo

Expulsión de gases contaminantes y energía en forma de calor a la atmósfera: cambio climático global; generación de ruido. Fuente: Elaboración propia.

11-25


PROCESOS II

11.11 Conclusiones. Se puede concluir que existen diversos derivados útiles del petróleo, y cada uno de ellos tiene una aplicación

específica, como ser el transporte, la industria, y de forma

doméstica. Se observa que dichos derivados poseen ciertos procesos de obtención comunes, especialmente en la base de su producción, y que otros procesos superiores y más especializados se han desarrollado con el fin de incrementar la obtención de ciertos derivados altamente demandados. Finalmente cabe resaltar que todos estos derivados causan un deterioro en el medio ambiente, además de presentar riesgos en la salud. 11.12 Práctica.

11.12.1

Trabajo en clas e.

1. ¿Cómo se puede obtener derivados del petróleo? 2. ¿Cuáles son los derivados del petróleo en este capítulo? Explique cada uno. 3. Realizar un diagrama de operaciones y su cursograma analítico de cada derivado descrito.

11.12.2

Vi deo 11.

Como sustituir la gasolina. 1. ¿Qué componente reemplazaría a la gasolina? ¿Cómo? 2. ¿Qué tan efectivo es el sustituto? 3. ¿Qué tanta amigabilidad con el ambiente tiene este sustituto? 4. ¿Este sustituto eliminaría la producción de gasolina? ¿Por qué?

11-26


PROCESOS II

CAPITULO 12 PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS (CONTINUACIÓN). 12.1 Introducción. Un derivado del petróleo es un producto procesado en refinerías usando como materia prima el petróleo. Según la composición del crudo y la demanda, las refinerías pueden producir distintos productos derivados del petróleo. La mayor parte del crudo es usado como materia prima para obtener energía, por ejemplo la gasolina. También producen sustancias químicas, que se puede utilizar en procesos químicos para producir plástico y/o otros materiales útiles. Debido a que el petróleo contiene un 2% de azufre, también se obtiene grandes cantidades de éste. Hidrógeno y carbón en forma de coque de petróleo pueden ser producidos también como derivados del petróleo. 12.2 Objetivos. Entender las características y propiedades de los ligantes asfálticos convencionales y de los ligantes asfálticos modificados. Proporcionar los adecuados conocimientos sobre los combustibles y lubricantes empleados en los motores de aviación y automoción. Entender las características, propiedades, ventajas y transporte gas licuado de petróleo. 12.3 Asfalto El asfalto es un material altamente impermeable, adherente y cohesivo, Capaz de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo la acción de cargas permanentes. Como aplicación de estas propiedades el asfalto puede cumplir, en la construcción de pavimentos, las siguientes funciones: 

Impermeabilizar la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible a la humedad y eficaz contra la penetración del agua proveniente de la precipitación.



Proporciona una íntima unión y cohesión entre agregados, capaz de resistir la acción mecánica de disgregación producida por las cargas de los vehículos.

12-1


PROCESOS II

Igualmente mejora la capacidad portante de la estructura, permitiendo disminuir su espesor.

12.3.1 As faltos Naturales . Los asfaltos son materiales aglomerantes de color oscuro, constituidos por Complejas cadenas de hidrocarburos no volátiles y de elevado peso molecular. Estos pueden tener dos orígenes; los derivados de petróleos y los naturales. Los asfaltos naturales, se han producido a partir del petróleo, pero por un proceso natural de evaporación de las fracciones volátiles, dejando las asfálticas solamente. Estos pueden encontrarse como escurrimientos superficiales en depresiones terrestres, dando origen a lagos de asfalto, como los de las islas Trinidad y Bermudas.

También aparecen impregnando los poros de algunas rocas,

denominándose rocas asfálticas, como la gilsonita. Así también se encuentran mezclados con elementos minerales, como pueden ser arenas y arcillas en cantidades variables, debiendo someterse a posteriores procesos de purificación, para luego poder ser utilizadas en pavimentación. En la actualidad, no es muy utilizado este tipo de asfalto por cuanto adolece de uniformidad y pureza.

12.3.2 As faltos Nativos , S ólidos O S emis ólidos. 

Puros o casi puros.



Asociados con materia mineral.



Asfaltitas duras.

12.3.3 C omposición Del As falto. El asfalto es considerado un sistema coloidal complejo de hidrocarburos. El modelo adoptado para configurar la estructura del asfalto se denomina modelo micelar, el cual provee de una razonable explicación de dicha estructura , en el cual existen dos fases; una discontinua (aromática) formada por dos asfáltenos y una continua que rodea y solubiliza a los asfáltenos, denominada maltenos. Las resinas contenidas en los maltenos son intermediarias en el asfalto, cumpliendo la misión de homogeneizar y compatibilizar a

12-2


PROCESOS II

los, de otra manera, insolubles asfáltenos. Los maltenos y asfáltenos existen como islas flotando en el tercer componente del asfalto, los aceites.

12.3.4 As faltos Derivados D e Petróleo. Los asfaltos más utilizados en el mundo hoy en día, son los derivados de petróleo, los cuales se obtienen por medio de un proceso de destilación industrial del crudo. Representan más del 90 % de la producción total de asfaltos. La mayoría de los petróleos crudos contienen algo de asfalto y a veces casi en su totalidad. Sin embargo existen algunos petróleos crudos, que no contienen asfalto. En base a la proporción de asfalto que poseen, los petróleos se clasifican en: 

Petróleos crudos de base asfáltica.



Petróleos crudos de base parafínica.

12.4 Gasolina de aviación. La gasolina es una mezcla de las primeras fracciones que se obtienen de la destilación del petróleo. La gasolina se obtiene por calentamiento del crudo entre 45ºC y 150ºC. La gasolina así obtenida se llama gasolina de primera destilación. A partir de 150º C empieza a obtenerse el combustible que se emplea en los motores de turbina, el queroseno (entre 150ºC y 300ºC) más allá el gasoil (300ºC a 350ºC), los aceites lubricantes (350ºC-380ºC), y el fueloil (por arriba de 380ºC). Es importante observar que las gasolinas se obtienen dentro de un campo relativamente estrecho del fraccionamiento del crudo. La gasolina que emplean los motores alternativos, de aviación, deben cumplir unas propiedades físicas: 

Volatilidad: propiedad que mide la facilidad de una sustancia para pasar del estado líquido al gaseoso.



Antidetonantes: propiedad que mide la resistencia de una gasolina a la combustión irregular.

12-3


PROCESOS II

Formación de vapor: por medio de un fenómeno llamado tapón de vapor, el vapor formado en el combustible, puede taponar las secciones de paso de las tuberías de combustible, y descebar las bombas.



Estabilidad del combustible en el almacenamiento, sin tendencia a formar residuos sólidos.



Características anticorrosivas en el motor y sistema de combustible.

12.5 GLP o gas propano. El gas licuado del petróleo (GLP) es la mezcla de gases condensables presentes, en el gas natura,l o disueltos en el petróleo. Los componentes del GLP, aunque a temperatura y presión ambientales son gases, son fáciles de condensar, de ahí su nombre. En la práctica, se puede decir que los GLP son una mezcla de propano y butano. El propano y butano están presentes en el petróleo crudo y el gas natural, aunque una parte se obtiene durante el refino de petróleo, sobre todo como subproducto de la destilación fraccionada catalítica (FCC, por sus siglas en inglés Fluid Catalytic Cracking).

12.5.1 Productos. Los gases licuados del petróleo se utilizan principalmente es sectores industriales, agrícolas, artesanales y domésticos, mediante recipientes de almacenaje adaptados a las necesidades de cada sector. 12.5.1.1 Ventajas Energéticas 

Energía eficaz: ofrece un elevado poder calorífico y un alto rendimiento, así como una gran comodidad.



Energía limpia: su combustión sin residuos de azufre ni macropartículas permite respetar al máximo el entorno natural.



Energía económica: ofrece una inmejorable relación calidad / precio y un importante ahorro energético con relación a otras energías.



Energía segura: su instalación, construida y controlada por sistemas altamente fiables, presenta una seguridad sin riesgos.

12-4


PROCESOS II

12.5.2 Porque us ar G as Licuado de Petróleo. El Gas Licuado de Petróleo (GLP) es una de las diferentes fuentes de energía de uso moderno. Tiene ventajas comparativas sobre otros combustibles: 

De fácil transporte: el GLP bajo presión y enfriamiento pasa a estado líquido. Esto permite transportarlo en garrafas, cilindros o a granel. El transporte terrestre se realiza en camiones de muy diversas características. Puede llegar rápidamente a cualquier lugar del país. No se deteriora con el paso del tiempo.



Es limpio: La llama de combustión del GLP es muy limpia y la emisión de gases con efecto invernadero es menor a cualquier otro combustible fósil cuando se mide en un ciclo de combustible total. No es tóxico. En casos de escape no contamina el suelo, ni el agua.



Está al alcance de todos: Por sus facilidades de transporte, almacenamiento, comercialización y uso está al alcance de todos en cualquier momento y lugar. Hay reservas de GLP para muchas décadas.



Es eficiente: Una alta proporción de la energía que contiene el GLP se convierte en calor. Puede ser hasta cinco veces más eficiente que los combustibles tradicionales, lo cual logra una menor pérdida de energía y un mejor aprovechamiento de este recurso no renovable de la naturaleza.



Es Conveniente: El GLP es una forma de energía con múltiples usos. Hay más de mil usos, desde cocinar, calefacción, aire acondicionado y transporte hasta aerosoles, encendedores hasta la antorcha de los juegos olímpicos.

12.6 Procesos de operaciones.

12.6.1 Asfalto. Fábrica de asfalto Para la producción continua de masa asfáltica de pavimentación, comprendiendo: un tambor secador rotativo, inclinado en relación a la horizontal y presentando una extremidad inferior; un medio alimentador de agregado dispuesto junto a la extremidad superior del tambor secador; un medio calentador, dispuesto junto a la extremidad inferior del tambor secador, para calentar y secar el agregado alimentado a este último; y un medio accionado rotativamente el tambor secador, de manera a girar con este y para 12-5


PROCESOS II

definir una cámara anular de mezclado (cm) alrededor de una cierta extensión longitudinal del tambor secador, a partir de la extremidad inferior de este, dicho tambor mezclador presentando una extremidad de alimentación y una extremidad opuesta de descarga; un medio descargador de agregado para descargar el agregado calentado y secado de la extremidad inferior del tambor secador hacia el inferior de la cámara anular de mezclado (cm), a través de la extremidad de alimentación del tambor mezclador un medio de alimentación de asfalto liquido en el interior de la cámara anular de mezclado (cm) a través de la extremidad de alimentación del tambor mezclador medios mezcladoresconducto- res dispuestos en el interior de la cámara anular de mezclado (cm) y fijados al menos a una de las partes definidas por el tambor secador y por el tambor mezclador causando el mezclado de los agregados y del asfalto liquido alimentados a la cámara anular de mezclado (cm) y el desplazamiento de la masa asfáltica obtenida hacia la extremidad de descarga del tambor mezclador y medios de soporte respectivamente actuando contra la porción extrema superior del tambor secador y la porción mediana del tambor mezclador de manera a sustentar en el conjunto rotativo formado por los tambores secador y mezclador solidarios entre ellos.

12.6.2 Gasolina. La gasolina se fabrica en las refinerías. En general se obtiene a partir de la nafta de destilación directa, que es la fracción más ligera del petróleo (si exceptuamos los gases). Es por tanto una mezcla de hidrocarburos. La nafta también se obtiene a partir de la conversión de fracciones pesadas del petróleo (gasoil de vacío) en unidades de proceso denominadas FCC (craqueo catalítico fluid izado) o hidrocraquer. Debe cumplir una serie de especificaciones requeridas para que el motor funcione bien y otras de tipo ambiental, ambas reguladas por ley en la mayoría de los países. La especificación más característica es el número de octano (MON, "motor octanenumber", RON "researchoctanenumber" o el promedio de los anteriores). Hay distintos tipos de gasolinas comerciales, clasificadas en función de su número de octano. La gasolina más vendida en Europa (2004) tiene un MON mínimo de 85 y un RON mínimo de 95.

12-6


PROCESOS II

12.6.3 G as licuado de petróleo (GLP ). El GLP se obtiene del proceso de refinación del petróleo y de plantas recuperadoras de Gas Natural. El gas licuado del petróleo (GLP) es la mezcla de gases condensables presentes en el gas natural o disuelto en el petróleo. Los componentes del GLP, aunque a temperatura y presión ambientales son gases, son fáciles de condensar, de ahí su nombre. En la práctica, se puede decir que el GLP es una mezcla de propano y butano. El propano y butano están presentes en el petróleo crudo y el gas natural, aunque una parte se obtiene durante el refino de petróleo, sobre todo como subproducto de la desintegración fluídica catalítica. El GLP es un gas inodoro e incoloro, al que se le agrega un odorizante que le confiere olor pestilente para poder identificarlo. 12.7 Problemas ambientales en el uso del petróleo y sus derivados. Estos combustibles causan contaminación tanto al usarlos como al producirlos y transportarlos. Uno de los problemas más estudiados en la actualidad es el que surge de la inmensa cantidad de CO2 que estamos emitiendo a la atmósfera al quemar los combustibles fósiles. Otro impacto negativo asociado a la quema de petróleo y gas natural es la lluvia ácida, en este caso no tanto por la producción de óxidos de azufre, como en el caso del carbón, sino sobre todo por la producción de óxidos de nitrógeno. Los daños derivados de la producción y el transporte se producen sobre todo por los vertidos de petróleo, accidentales o no, y por el trabajo en las refinerías.

12.7.1 Consecuencias del cambio climático. No es posible predecir con gran seguridad lo que pasaría en los distintos lugares, pero es previsible que los desiertos se hagan más cálidos pero no más húmedos, lo que tendría graves consecuencias en el Oriente Medio y en África donde el agua es escasa. Entre un tercio y la mitad de todos los glaciares del mundo y gran parte de los casquetes polares se fundirían, poniendo en peligro las ciudades y campos situados en los valles que se encuentran por debajo del glaciar.

12-7


PROCESOS II

Tierras agrícolas se convertirían en desiertos y, en general, se producirían grandes cambios en los ecosistemas terrestres.

12.7.2 Lluvia ácida. Algunas de las moléculas que contaminan la atmósfera son ácidos o se convierten en ácidos con el agua de lluvia. El resultado es que en muchas zonas con grandes industrias se ha comprobado que la lluvia es más ácida que lo normal y que también se depositan partículas secas ácidas sobre la superficie, las plantas y los edificios. Esta lluvia ácida ya no es el don beneficioso que revitalizaría tierras, ríos y lagos; sino que, al contrario, trae la enfermedad y la decadencia para los seres vivos y los ecosistemas. Imagen 40. Lluvia acida.

12.7.3 Deposición ácida. Daños provocados por la deposición ácida 12.7.3.1 Ecosistemas acuáticos.

En ellos está muy demostrada la influencia negativa de la acidificación. Fue precisamente observando la situación de cientos de lagos y ríos de Suecia y Noruega, entre los años 1960 y 1970, en los que se vio que el número de peces y anfibios iba disminuyendo de forma acelerada y alarmante, cuando se dio importancia a esta forma de contaminación.

12-8


PROCESOS II

12.7.3.2 Ecosistemas terrestres.

La influencia sobre las plantas y otros organismos terrestres no está tan clara, pero se sospecha que puede ser un factor muy importante de la llamada "muerte de los bosques" que afecta a grandes extensiones de superficies forestales en todo el mundo. También parece muy probable que afecte al ecosistema terrestre a través de los cambios que produce en los suelos, pero se necesita seguir estudiando estos temas para conocer mejor cuales pueden ser los efectos reales. 12.7.3.3 Edificios y construcciones.

La corrosión de metales y construcciones es otro importante efecto dañino producido por la lluvia ácida. Muchos edificios y obras de arte situadas a la intemperie se están deteriorando decenas de veces más aprisa que lo que lo hacían antes de la industrialización y esto sucede por la contaminación atmosférica, especialmente por la deposición ácida. Imagen 41. Zonas del planeta con más lluvia acida.

12.7.4 Vertidos de petróleo En nuestras sociedades el petróleo y sus derivados son imprescindibles como fuente de energía y para la fabricación de múltiples productos de la industria química, farmacéutica, alimenticia, etc. Por otro lado, alrededor del 0,1 al 0,2% de la producción mundial de petróleo acaba vertido al mar. El porcentaje puede parecer no muy grande pero son casi 3 millones de

12-9


PROCESOS II

toneladas las que acaban contaminando las aguas cada año, provocando daños en el ecosistema marino.

12.7.5 Cantidad y orig en del petróleo vertido al mar No es fácil calcular la cantidad y el origen de petróleo que llega al mar y, de hecho, sólo disponemos de valores poco exactos. Valores estimados según diversos estudios son: Año

Toneladas vertidas

1973

6.110.000

1979

4.670.000

1981

3.570.000

1983

3.200.000

1985/1989

2.400.000

Y la procedencia de este petróleo vertido al mar sería: Por causas naturales

10%

Desde tierra

64% (de ellas un 15 a un 30% por aire )

Por funcionamiento de petroleros

7%

Por accidentes

5%

Por explotaciones petróleo en mar

2%

Por otros buques

12%

12-10


PROCESOS II

12.8 Accidentes. Tabla 19. Accidentes con respecto al petroleo.

Vertidos de petróleo de más de 140 mil toneladas

Año

Accidente

Lugar

Toneladas vertidas

1991

Guerra del Golfo

Golfo Pérsico

816 000

1979

Plataforma Ixtoc I

México

476 000

1983

Pozo petrolífero

Irán

272 000

1992

Oleoducto

Uzbekistán

272 000

1983

Petrolero Castillo de Bellver

Sudáfrica

267 000

1978

Petrolero AmocoCadiz

Francia

234 000

1988

Petrolero Odyssey

Canadá

146 000

1979

Petrolero AtlanticEmpress

Caribe

145 000

1980

Pozo petrolífero

Libia

143 000

1979

Petrolero AtlanticEmpress

Barbados

141 000


12-11


PROCESOS II

12.9 Lavado de tanques Durante mucho tiempo el lavado de tanques de los petroleros ha sido una de las prácticas más dañinas y que más contaminación por petróleo ha producido. Estos grandes buques hacían el lavado en los viajes de regreso, llenando los tanques con agua del mar que después vertían de nuevo al océano, dejando grandes manchas de petróleo por todas las rutas marítimas que usaban. En los últimos años una legislación más exigente y un sistema de vigilancia y denuncias más eficiente, han conseguido reducir de forma significativa estas prácticas, aunque, por unos motivos o por otros, los petroleros todavía siguen siendo un importante foco de contaminación. 12.10 Evolución de las manchas de petróleo. Tabla 20. Manchas de petróleo visibles.

El petróleo vertido se va extendiendo en una superficie cada vez mayor hasta llegar a formar una capa muy extensa, con espesores de sólo décimas de micrómetro. De esta forma se ha comprobado que 1 m3 de petróleo puede llegar a formar, en hora y media, una mancha de 100 m de diámetro y 0,1 mm de espesor. 12.11 Medidas para evitar daños al medio ambiente. 

Empresas petroleras pongan atención a la conservación del medio ambiente.



Cumplimiento de la normativa internacional y nacional.

12-12


PROCESOS II

Existe un avanzado desarrollo de tecnologías para la reducción de emisiones de CO2 a fin De disminuir el efecto invernadero, que produce un calentamiento de la atmósfera. Por otra parte, se han Comenzado a implantar en las estaciones de servicio, surtidores cuyo objetivo es recuperar los vapores que Libera el combustible (gasolina o gasóleo) cuando se reposta, con lo que se minimiza la emisión de los Gases a la atmósfera.



La industria del petróleo y de sus derivados hacen especial hincapié en el cumplimiento de las normas sobre Especificaciones de las productoras, las emisiones a la atmósfera y el control de vertidos líquidos en los centros de producción (refinerías), el almacenamiento y la venta al público.

12.12 Sistemas de limpieza de los vertidos de petróleo.

12.12.1

Contención y recog ida.

Se rodea el petróleo vertido con barreras y se recupera con raseras o espumaderas que son sistemas que succionan y separan el petróleo del agua por: 

Centrifugación, aprovechando que el agua es más pesada que el crudo se consigue que sea expulsada por el fondo del dispositivo que gira, mientras el petróleo es bombeado por la parte superior.



Bombeo por aspiración.



Adherencia a tambor o discos giratorios, que se introducen en la mancha para que el crudo quede adherido a ellos, luego se desprende rascando y el petróleo que va quedando junto al eje de giro es bombeado a la embarcación de recogida



Fibras absorbentes, en el que se usan materiales plásticos oleofílicos (que adhieren el petróleo) que actúan como una bayeta o "mopa" que absorbe petróleo, luego se exprime en la embarcación de recogida y vuelve a ser empleada para absorber más.

Estas técnicas no causan daños y son muy usadas, pero su eficiencia, aun en las mejores condiciones, sólo llega a un 10 - 15%.

12-13


12.12.2

PROCESOS II

Dispersantes.

Son sustancias químicas similares a los detergentes, que rompen el petróleo en pequeñas gotitas (emulsión) con lo que se diluyen los efectos dañinos del vertido y se facilita la actuación de las bacterias que digieren los hidrocarburos.

12.12.3

Incineración.

Quemar el petróleo derramado suele ser una forma eficaz de hacerlo desaparecer. En circunstancias óptimas se puede eliminar el 95% del vertido. El principal problema de este método es que produce grandes cantidades de humo negro que, aunque no contiene gases más tóxicos que los normales que se forman al quemar el petróleo en la industria o los automóviles, es muy espeso por su alto contenido de partículas.

12.12.4

Biodegradación.

En la naturaleza existen microorganismos (bacterias y hongos, principalmente) que se alimentan de los hidrocarburos y los transforman en otras sustancias químicas no contaminantes. Este proceso natural se puede acelerar aportando nutrientes y oxígeno que facilitan la multiplicación de las bacterias.

12.12.5

Limpieza de las cos tas .

En ocasiones se usan chorros de agua caliente a presión para arrastrar el petróleo desde la línea de costa al agua. Este método suele hacer más mal que bien porque entierra el hidrocarburo más profundamente en la arena y mata todo ser vivo de la playa.

12.12.6

No hacer nada.

En los vertidos en medio del océano, o en aquellos en que la limpieza es difícil y poco eficaz, lo mejor es dejar que la acción de las olas, la foto oxidación y otras acciones naturales, acaben solucionando el problema.

12-14


PROCESOS II

12.13 Práctica.

12.13.1

Trabajo en clas e.

1. ¿Cómo se puede obtener derivados del petróleo? 2. ¿Cuáles son los derivados del petróleo en este capítulo? Explique cada uno. 3. Realizar un diagrama de operaciones y su cursograma analítico de cada derivado descrito.

12.13.2

Vi deo 12.

Asfalto. 1. Identificar los procesos. Detalladamente. 2. Identificar la materia prima e insumos. 3. Identificar la maquinaria y herramientas empleadas. 4. Hacer un diagrama de procesos y su respectivo cursograma analítico.

12-15


PROCESOS II

CAPITULO 13 PETRÓLEO Y SUS DERIVADOS (CONTINUACIÓN). 13.1 Introducción. El petróleo, tal como se extrae del yacimiento, no tiene aplicación práctica alguna. Por ello, se hace necesario separarlo en diferentes fracciones que sí son de utilidad. Este proceso se realiza en las refinerías. Una refinería es una instalación industrial en la que se transforma el petróleo crudo en productos útiles para las personas. El conjunto de operaciones que se realizan en las refinerías para conseguir estos productos son denominados “procesos de refino”.

La industria del refino tiene como finalidad obtener del petróleo la mayor cantidad posible de productos de calidad bien determinada, que van desde los gases ligeros, como el propano y el butano, hasta las fracciones más pesadas, fuelóleo y asfaltos, pasando por otros productos intermedios como las gasolinas, el gasoil y los aceites lubricantes. El petróleo bruto contiene todos estos productos en potencia porque está compuesto casi exclusivamente de hidrocarburos, cuyos dos elementos son el carbón y el hidrógeno. Ambos elementos al combinarse entre sí pueden formar infinita variedad de moléculas y cadenas de moléculas. 13.2 Objetivos. 

Conocer los diferentes derivados del petróleo correspondientes a la continuidad del análisis de derivados del petróleo.



Analizar de forma gráfica con ayuda de diagramas de operaciones la obtención de los derivados.



Determinar los daños que ocasiona el petróleo en los seres vivos y su medio ambiente.



Determinar las posibles soluciones a este problema ambiental.

13-1


PROCESOS II

13.3 Bencina Industrial.

13.3.1 Des cripción Del Producto. La bencina es una nafta combustible proveniente de la destilación atmosférica del petróleo crudo, de bajo octanaje lo cual no la hace apta para uso en vehículos automotores. Este producto también se conoce como gasolina blanca.

13.3.2 Usos. Este producto está diseñado para utilizarse como combustible en estufas domésticas y también sirve como materia prima para la fabricación de disolventes alifáticos.

13.3.3 Pr ecauciones Para E l Manejo. Se clasifica como un líquido inflamable clase 1A de acuerdo con la Norma 321 de la NFPA (NationalFireProtectionAssociation), por lo cual debe tenerse especial cuidado y es indispensable cumplir con los estándares establecidos para el diseño de los tanques de almacenamiento, tuberías,llenaderos y equipo de las estaciones de servicio al público. Este producto es volátil, genera vapores desde una temperatura de -43°C, los cuales al mezclarse con aire en proporciones de 0.8 a 7.0% en volumen producen mezclas inflamables y explosivas. Cuando se diseñen plantas de almacenamiento, estaciones de servicio, o cualquier otra instalación para el manejo de esta gasolina, deben aplicarse las normas NFPA en lo relacionado con la protección contra incendios, las Normas API (American PetroleumInstitute)

y

las

reglamentaciones

expedidas

por

las

autoridades

gubernamentales de control tanto nacional como regional y local. No es recomendable dar a este producto usos diferentes del mencionado antes debido a que los vapores que genera son más pesados que el aire, por lo tanto tienden a depositarse en lugares bajos donde están localizadas normalmente las fuentes de ignición tales como pilotos de estufas, interruptores de corriente eléctrica, tomas de corriente y puntos calientes tales como lámparas incandescentes, los cuales pueden producir incendios y explosiones.

13-2


PROCESOS II

Debe evitarse el contacto con la piel y la inhalación de vapores debido a que estos son tóxicos y en concentraciones altas pueden causar mareos, pérdida del conocimiento y, en casos extremos, hasta la muerte. Si llegara a ocurrir un accidente de esta naturaleza consiga lo antes posible los cuidados de un médico. Por ningún motivo almacene bencina en una casa, apartamento o en cualquier recinto cerrado. El combustible se evapora continuamente y, además de generar una atmósfera de vapores tóxicos, puede causar un incendio o una explosión. Para su manejo seguro utilice ropa impermeable adecuada, gafas y guantes de seguridad. 13.4 Ceras Parafinitas.

13.4.1 Des cripción Del Producto. Las ceras parafinitas, o sencillamente parafinas, son una mezcla de hidrocarburos saturados (enlaces sencillos entre carbonos) de cadena lineal, cuyo peso molecular oscila entre 320 y 560, y presentan consistencia sólida a temperatura ambiente. Se obtiene a partir de fracciones de la destilación al vacío de crudo reducido (fondos de la destilación atmosférica) con rango de destilación entre 350 y 650 °C, las cuales se someten a procesos de dilución con solvente, enfriamiento regulado, cristalización y filtración para separar las parafinas de los aceites.

13.4.2 Usos. La principal aplicación de las parafinas es la manufactura de velas y productos relacionados. En menor proporción se utilizan para la fabricación de cera para pisos, papeles parafinados, fósforos, vaselinas, recubrimiento de alimentos y otros usos industriales.

13.4.3 Pr ecauciones Para E l Manejo. Deben almacenarse en recipientes limpios y cerrados, y alejados de posibles fuentes de combustión. 13.5 Polietileno. El polietileno (PE) es químicamente el polímero más simple. Se representa con su unidad repetitiva (CH2-CH2) n. Por su alta producción mundial es también el más barato, siendo 13-3


PROCESOS II

uno de los plásticos más comunes. Es químicamente inerte. Se obtiene de la polimerización del etileno (de fórmula química CH2=CH2 y llamado eteno por la IUPAC), del que deriva su nombre. Este polímero puede ser producido por diferentes reacciones de polimerización, como por ejemplo: Polimerización por radicales libres, polimerización aniónica, polimerización por coordinación de iones o polimerización catiónica. Cada uno de estos mecanismos de reacción produce un tipo diferente de polietileno. Es un polímero de cadena lineal no ramificada. Aunque las ramificaciones son comunes en los productos comerciales. Las cadenas de polietileno se disponen bajo la temperatura de reblandecimientoen regiones amorfas y semicristalinas.

13.5.1 Aplicaciones. 13.5.1.1 PEBD (Polietileno de Baja Densidad) 

Bolsas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificación, congelados, industriales, etc.



Películas para agro.



Recubrimiento de acequias.



Envasado automático de alimentos y productos industriales: leche, agua, plásticos, etc.



Stretch film.



Base para pañales desechables.



Bolsas para suero.



Contenedores herméticos domésticos.

Bazar.





Tubos y pomos: cosméticos, medicamentos y alimentos.



Tuberías para riego.

13.5.1.2 PEAD (Polietileno de Alta Densidad). 

Envases para: detergentes, lejía, aceite automotor, champú, lácteos.



Bolsas para supermercados.



Bazar y menaje. 13-4


PROCESOS II



Cajones para pescados, gaseosas, cervezas.



Envases para pintura, helados, aceites.

Tambores.





Tuberías para gas, telefonía, agua potable, minería, láminas de drenaje y uso sanitario.

Macetas.





Bolsas tejidas.



Guías de cadena, piezas mecánicas.



También se usa para recubrir lagunas, canales, fosas de neutralización, contra tanques, tanques de agua, plantas de tratamiento de aguas, lagos artificiales, canalones de lámina, etc.



Explora Dome.

13.5.2 Proces amiento. El polietileno se usa para diferentes tipos de productos finales, para cada uno de ellos se utilizan también diferentes procesos, entre los más comunes se encuentran: 

Extrusión: Película, cables, hilos, tuberías.



Co-Extrusión: Películas y láminas multicapa.



Moldeo por inyección: Partes en tercera dimensión con formas complicadas.



Inyección y soplado: Botellas de diferentes tamaños.



extrusión y soplado: Bolsas o tubos de calibre delgado.



extrusión y soplado de cuerpos huecos: Botellas de diferentes tamaños.



Roto moldeo: Depósitos y formas huecas de grandes dimensiones.

El polietileno tiene un color lechoso translúcido, este color se puede modificar con tres procedimientos comunes: 

Añadir pigmento polvo al PE antes de su procesamiento.



Colorear todo el PE antes de su procesamiento.



Usar un concentrado de color (conocido en inglés como masterbatch), el cual representa la forma más económica y fácil de colorear un polímero.

13-5


PROCESOS II

Aditivos necesarios para el uso final son importantes, dependiendo de la función final se recomiendan por ejemplo: Antioxidantes, anti flama, antiestáticos, antibacteriales. 13.6 Alquitrán aromatico (arotar).

13.6.1 Des cripción Del Producto. El alquitrán aromático, también denominado arotar, es uno de los productos residuales obtenidos en los procesos de ruptura catalítica.

13.6.2 Usos. Se usa especialmente como materia prima para la elaboración del negro de humo utilizado sobretodo en la industria de llantas. Puede utilizarse también como diluyente del combustóleo.

13.6.3 Pr ecauciones Para E l Manejo. El arotar es un producto químicamente estable, sin embargo, en su manejo debe evitarse el contacto con la piel, debido a que hay sospecha de que puede causar carcinogénesis. 13.7 Tolueno

13.7.1 Des cripción Del Producto. El tolueno se produce por destilación de la fracción de aromáticos (BTX) obtenida en el proceso de reformado catalítico de las naftas de petróleo. Es un hidrocarburo aromático líquido, volátil, poco soluble en agua, pero se mezcla fácilmente con alcohol, éter, cloroformo, acetona, ácido y bisulfuro de carbono.

13.7.2 Usos. Se utiliza como disolvente en la fabricación de pinturas, resinas, thinner y tintas. Sirve como materia prima para la fabricación de benceno y puede reemplazarlo en ciertas formulaciones. Fuentes naturales son el alquitrán de hulla y aceites minerales; se genera por combustión de resinas naturales (por Ej., durante incendios forestales).

13-6


PROCESOS II

13.7.3 Pr ecauciones Para E l Manejo. Es inflamable por lo cual deben eliminarse las fuentes de posible ignición y tomar las precauciones necesarias para un manejo seguro. Adicionalmente, es un narcótico fuerte y en concentraciones altas de vapores puede resultar fatal debido a que causa parálisis respiratoria. Produce efecto irritante en la piel humana. La aceptabilidad sensorial es de 188 ppm. El límite máximo permitido de concentración de vapores en el aire para un tiempo de exposición diario de 8 horas, es de TLV 50 ppm. 13.8 Diagrama de operaciones del derivado. Imagen 42. Proceso de refino de productos derivados del petróleo.

13.9 El problema ambiental. El petróleo tiene el problema de ser insoluble en agua y por lo tanto, difícil de limpiar. Además, la combustión de sus derivados produce productos residuales: partículas, CO2, SO2 (óxidos de azufre), NO2 (óxidos nitrosos), etc.

13-7


PROCESOS II

En general, los derrames de hidrocarburos afectan profundamente a la fauna y vida del lugar, razón por la cual la industria petrolera mundial debe cumplir normas y procedimientos estrictos en materia de protección ambiental. Casi la mitad del petróleo y derivados industriales que se vierten en el mar, son residuos que vuelcan las ciudades costeras. El mar es empleado como un accesible y barato depósito de sustancias contaminantes. Otros derrames se deben a accidentes que sufren los grandes barcos contenedores de petróleo, que por negligencia transportan el combustible en condiciones inadecuadas. De cualquier manera, los derrames de petróleo representan una de las mayores causas de la contaminación oceánica. Ocasionan gran mortandad de aves acuáticas, peces y otros seres vivos de los océanos, alterando el equilibrio del ecosistema. En las zonas afectadas, se vuelven imposibles la pesca, la navegación y el aprovechamiento de las playas con fines recreativos. Además, el control del petróleo está vinculado a guerras (Iraq 1991, Iraq 2003-...) y su combustión es una de las principales causas de emisión de CO2, cuya acumulación en la atmósfera genera el cambio climático. Toda actividad humana tiene una incidencia directa en el entorno en que opera. En el caso de las refinerías, de no adoptarse determinadas medidas, existe la posibilidad de que se produzcan emisiones de contaminantes a la atmósfera, vertidos de productos nocivos, ruidos y olores. Para neutralizar estos efectos, las empresas encargadas de la gestión de este tipo de instalaciones han tomado una serie de medidas que pueden resumirse en las siguientes:

13.9.1 Control de efluentes líquidos . Con plantas de tratamiento de aguas residuales que separan las aguas procedentes de los deslastres de los buques y las aguas de los procesos de fabricación. Mediante tratamientos físico-químicos y biológicos, estas aguas son depuradas para que la calidad del vertido final cumpla con las especificaciones recogidas en la legislación vigente.

13.9.2 C ontrol de emis iones g as eosas. Se realizan primero mediante el almacenamiento adecuado de los productos, de acuerdo con su volatilidad. En lo que respecta a las emisiones gaseosas (humos) procedentes de la combustión, se llevan a cabo mediante la utilización de combustibles con bajo 13-8

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