1 DISEÑO DE LA PLANTA PROCESADORA DE MANJAR DE LECHE PROVINCIA DE SANTO DOMINGO DE LOS TSÁCHILAS.
2
INTRODUCCIÓN:
Según Haper, (1.976), indico que las bases para calcular las cantidades relativas de materiales de procesos alimenticios se basan en la Ley de Conservación de Masa, la cual establece simplemente que: "La cantidad de materia de materia que entra a una operación debe ser igual a la cantidad que sale". Los balances de materia y energía son muy importantes en la industriaquímica. Los balances de materia son fundamentales en el control de los procesos, particularmente en el control del rendimiento de los productos. En la industria de los alimentos el balance de materia y energía constituyen una herramienta fundamental para el desarrollo tecnológico de productos en la industria.
Manjar de leche El Dulce de Leche es conocido como una especialidad de sabor único, típico de Sudamérica y de origen argentino donde se lo declaró patrimoniogastropatrimoniogastro- nómico nacional. Este especial sabor fue difundiéndose por el mundo y así se puede encontrar al Dulce de Leche en otros países con diferentes nombres. Para garantizar la inocuidad y calidad del producto es necesario que la elaboración se realice aplicando las buenas prácticas de fabricación y con los cuidados de elaboración, conservación y presentación necesarios para cumplir, como mínimo, con los requerimientos
3 OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GENERAL: Demostrar una de las múltiples aplicaciones del balance de materia en el procesamiento del manjar de leche.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 1. Comparar los valores establecidos con cálculos mediante balance de masa, basándose en el contenido de sólidos solubles.
2. Crear destrezas y habilidades numéricas mediante la realización de un balance de materia simple
4 INFORMACIÓN GENERAL DEL PROCESO. 4.1 Manjar de leche El manjar de leche, también conocido como manjar, manjar blanco, arequipe o cajeta es un dulce tradicional de América de América Latina y que corresponde a una variante caramelizada de la leche. Este producto recibe diferentes nombres según el país en el que se consume, y presenta también algunas variedades regionales. Es ampliamente utilizado en postres como los alfajores, cuchiflíes, helados, pasteles o tortas. El proceso de elaboración del dulce de leche o manjar blanco y el principio de su conservación se basan en la concentración de sólidos –especialmente –especialmente azúcares – por evaporación del agua contenida en la leche, lo que impide el ataque de microorganismo. Es un producto lácteo obtenido por concentración mediante el sometimiento al calor a presión normal, en todo o en parte del proceso, de leche cruda o leches procesadas, con el agregado de azúcares y otros ingredientes o aditivos permitidos. El producto resultante tiene una consistencia pastosa, más o menos untable y de color caramelo.
5 MATERIA PRIMA E INGREDIENTES
leche con 3% de grasa (mínimo) Azúcar blanca Bicarbonato de sodio Glucosa Almidón Almidón Esencias (opcional)
6 PRODUCTO FINAL El producto debe tener un color uniforme y presentar una textura homogénea sin cristales de azúcar. Los parámetros físico-químicos son los siguientes:
Humedad (% máximo): Sólidos totales (% mínimo): Azúcares Azúcares totales totales (%): (%): Grasa (% mínimo): Acidez máxima: máxima: (%)
34.5 65.5 50 3.0
2. Crear destrezas y habilidades numéricas mediante la realización de un balance de materia simple
4 INFORMACIÓN GENERAL DEL PROCESO. 4.1 Manjar de leche El manjar de leche, también conocido como manjar, manjar blanco, arequipe o cajeta es un dulce tradicional de América de América Latina y que corresponde a una variante caramelizada de la leche. Este producto recibe diferentes nombres según el país en el que se consume, y presenta también algunas variedades regionales. Es ampliamente utilizado en postres como los alfajores, cuchiflíes, helados, pasteles o tortas. El proceso de elaboración del dulce de leche o manjar blanco y el principio de su conservación se basan en la concentración de sólidos –especialmente –especialmente azúcares – por evaporación del agua contenida en la leche, lo que impide el ataque de microorganismo. Es un producto lácteo obtenido por concentración mediante el sometimiento al calor a presión normal, en todo o en parte del proceso, de leche cruda o leches procesadas, con el agregado de azúcares y otros ingredientes o aditivos permitidos. El producto resultante tiene una consistencia pastosa, más o menos untable y de color caramelo.
5 MATERIA PRIMA E INGREDIENTES
leche con 3% de grasa (mínimo) Azúcar blanca Bicarbonato de sodio Glucosa Almidón Almidón Esencias (opcional)
6 PRODUCTO FINAL El producto debe tener un color uniforme y presentar una textura homogénea sin cristales de azúcar. Los parámetros físico-químicos son los siguientes:
Humedad (% máximo): Sólidos totales (% mínimo): Azúcares Azúcares totales totales (%): (%): Grasa (% mínimo): Acidez máxima: máxima: (%)
34.5 65.5 50 3.0
6.1 2.1DIAGRAMA DE FLUJO. LECHE RECEPCIÓN ANALISIS DESCREMADO
Bicarbonato desodio
NEUTRALIZACIÓN
Mermas
0.2%
Azúcar
CALENTAMIENTO
Otros Otros ingred ingredien ientes tes
CONCEN CONCENTRAC TRACII N
Agua Almidón, leche (Hasta 65-70 °Brix) en polvo Mermas 0.2% BATIDO / ENFRIAMIENTO
envases esterilizados
vapor de agua Mermas 0.2% Tº85ºC, - 30min
Mermas de 0.2% ; bajarTº 60ºC
ENVASADO Y ETIQUETADO ALMACENAMIENTO
Conservar
entre 4º - 8ºC
6.2 2.2DESCRIPCIÓN DEL PROCESO. 1. RECEPCIÓN DE LA LECHE:La leche que es de buena calidad se pesa, para conocer cuánto entrará al proceso. Seguidamente se filtra filtra a través de una tela tela fina para eliminar cuerpos extra. Esta labor se hace para conocer las características sensoriales y calidad de la materia prima que se va a utilizar para la producción del manjar. Se deben conocer las características de la leche que se emplea para hacer las correcciones necesarias en la formulación. Por precaución, antes de usar leche se debe filtrar para extraer las impurezas.
ANÁLISIS:La leche debe ser sometida a un análisis para ver si es buena para el proceso. Deben hacerse pruebas de acidez, porcentaje de grasa, antibiótico y sensorial.
Se realiza una verificación e inspección de la leche para asegurar su calidad higiénica para su posterior uso, para ello se realizan algunas pruebas para la evaluación de la calidad como son: • Alcohol al 68%: no corta • Acidez: 13 a 17º Dornic • Ebullición: no corta • Densidad: 1.030 – 1.033 g/ml
2. DESCREMADO.-se obtiene leche descremada o desnatada es la leche a la que se le ha eliminado la grasa mediante centrifugado 3. NEUTRALIZACIÓN:Se agrega bicarbonato de sodio para neutralizar el exceso de acidez de la leche y así proporcionar un medio neutro que favorece la formación del color típico del manjar. Este proceso permite regular la acidez de la materia prima para un perfecto procesamiento de esta ya que un factor importante en la elaboración del manjar es la acidez de la materia prima (leche) teniendo en cuenta que durante el proceso de cocción la leche concentra la acidez inicial, lo que afecta negativamente la calidad del producto final. Se debe utilizar leche de 13°D para que durante el procesamiento de esta alcance un valor entre 20 y 24°D.
4. CALENTAMIENTO:La leche se pone al fuego, punto en el cual se agrega el almidón, que se mezcla hasta que se disuelva. Acto seguido se agrega la glucosa y de último el azúcar. En esta etapa del proceso se hace un calentamiento suave de las materias primas previamente mezcladas a una temperatura de 85 °C, el cual tiene como objetivo principal pasteurizar la leche (eliminar Microorganismos e inactivar enzimas) y además regular las características físicas del producto final.
5. CONCENTRACIÓN Y ADICIÓN DE INGREDIENTES:La mezcla se continúa calentando hasta que se alcance entre 65 y 70 °Brix medidos con el refractómetro. Esta etapa toma cierto tiempo porque se requiere evaporar una gran cantidad de agua de la leche. Cuando la mezcla comienza a espesar se hacen mediciones continuas hasta alcanzar los °Brix deseados. En caso que no se cuente con el refractómetro se puede hacer la prueba empírica del punteo, que consiste en enfriar una pequeña cantidad del manjar sobre una superficie hasta comprobar que ya tiene la consistencia deseada. La concentración con agitación se realiza con el propósito de disminuir la humedad y aumentar la proporción de sólidos hasta el punto que se obtiene la textura deseada. En ese momento, se produce una reacción entre los azúcares reductores y proteínas (reacción de Maillard), que está influida por la temperatura, el pH y el tiempo. Es esta la operación más difícil, pues un descuido cambia el
color del producto aun color no deseado. La concentración de los sólidos solubles debe ser a un 65 a 68%.
5. BATIDO Y ENFRIADO: Se apaga la fuente de calor y con una paleta se bate vigorosamente el producto para acelerar el enfriamiento y también incorporar aire que determina el color final del producto. Apenas la mezcla tomo el punto se debe enfriar lo más rápidamente posible. Bajar la temperatura a 60° C y envasar rápidamente da buenos resultados. Un enfriamiento inadecuado puede hacer que el manjar sea espeso y oscuro. El batido ayuda a dar consistencia y enfriar el producto.
6. ENVASADO Y ETIQUETADO:El manjar se envasa a una temperatura no inferior a los 60 °C. Se pueden usar envases de boca ancha y materiales variados (hojalata, madera, polietileno) Es la última etapa de la elaboración y debe hacerse en caliente. El tamaño y tipo de material de envasado depende del destino del producto. A continuación mencionamos algunos recipientes necesarios para un envase adecuado: • Bidones metálicos provistos de tapa a presión para uso industrial. • Baldes industriales con tapa a presión, material plástico. • Botes de plástico con cierre hermético. • Envases de vidrio con diferentes capacidades. • Envases de hojalata estañado. • Envases de cartón. • Envases de polietileno. 7. ALMACENAMIENTO:
Se desarrolla preferiblemente en condiciones de refrigeración. Mantener y conservar entre 4 – 8ºC. No almacenar con productos que impriman un fuerte aroma.
7 2.3 CONTROL DE CALIDAD Materia Prima La leche debe tener un porcentaje de grasa mínimo del 3%, una acidez entre 0.15 y 0.18% y un pH entre 6.5 y 7.0. El olor y sabor deben ser los de una leche fresca. Proceso Guardar los hábitos de higiene personal y de equipo. Dar los tiempos y temperaturas recomendadas durante el proceso. Producto FinalEl producto debe tener un color uniforme y presentar una textura homogénea sin cristales de azúcar.
8 3.DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA. 8.1 3.1CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN. Una planta productora de manjar requiere una producción de 1040 kg/día de trabajo, la cual se envasan en unidades de 100 g y con un 67% de sólidos solubles. Se va a trabajar 6 días/semana, 4 semanas/mes (24 días). 1 turno de 8 horas diarias
8.2 3.2 LOCALIZACION DE LA PLANTA Teniendo en cuenta las condiciones que la Provincia de Santo Domingo de los Tsachilas ha crecido en los últimos años se ha decidido localizar la Planta Productora de manjar a las afueras de Santo Domingo, dirección Km 4 ½ en la vía Quevedo.
La planta procesadora de manjar se localizara en este lugar ya que existe abastecimiento de leche y gran disponibilidad de transporte por lo tanto es un lugar estratégico. AREA DE TERRENO: 6 Hectáreas
8.3 3.3 UNIDADES PRODUCIDAS DIARIAS 10400 envases diarios de 100gr c/u. SEMANAL 62400 envases semanales de 100gr c/u MENSUAL 249600 envases mensuales de 100gr c/u.
8.4 3.4MATERIA PRIMA.
Leche con 3% de grasa (mínimo) Azúcar blanca Bicarbonato de sodio Glucosa Almidón Esencias (opcional)
8.5 3.5 FORMULACIÓN PARA LA ELABORACION DE MANJAR TABLA 1. Fórmula básica para una tanda de 60 Kg. de mezcla Ingrediente Leche fresca Azúcar
Cantidad 50 litros 9.5 Kg.
Glucosa
0.4 Kg.
Bicarbonato sodio Almidón
de 50 g. 250 g.
Función Ingrediente principal Aporta los sólidos solubles que ayudan a concentrar el producto Mejora la viscosidad y previene la cristalización Neutraliza acidez de la leche Mejora la consistencia y reduce tamaño de los cristales
8.6 3.6 CÁLCULO DE LA FORMULACIÓN CANTIDADES:La base de cálculo para el resto de ingredientes será: 2000 litros de leche cruda, la cual posee una densidad de 1.023g/cm3. • Para el azúcar (16%): • Para el bicarbonato de sodio bicarbonato de sodio
para
cada litro de leche se necesita 1g de
• Para la leche en polvo (2.5%) • Para el almidón o fécula (2.5%) 8.7
3.7CARACTERISTICAS DE LOS INSUMOS
1. Leche: es el insumo básico que da al manjar sus principales características; solidez y sabor. Debe provenir de vacas sanas, ordeñadas higiénicamente y un buen manejo de transporte y conservación desde el lugar del ordeño hasta la planta. Las características de una leche adecuada para manjar son: • Grasa (min): 3% • Solidos totales no grasos: 9.14% • Ácido láctico: min. 0.15% - máx. 0.18% • Densidad (15ºC): min. 1.02 – máx. 1.034 • PH: 6.5 – 7.0 • Acidez óptima: 18ºD. • No debe tener microorganismos patógenos causantes de alteraciones, su olor y sabor deben ser los de la leche natural.
2. Azúcar: Aporta los sólidos solubles que ayudan a concentrar el producto, además de darle dulzura. 3. Bicarbonato de sodio: Sirve para neutralizar el exceso de acidez de la leche. 4. Almidón o fécula: Da una textura suave y reduce la formación de cristales
8.8 3.8REQUERIMIENTO DE MANO DE OBRA. CLASIFICACIÓN DEL TRABAJO .
Administrador. Supervisor. Operadores. Control de calidad. Mecánico electricista Despachador. TOTAL.
N° DE PERSONAS
1 1 5 1 1 4 13
8.8.1.1.1.1.1
8.9 3.9 INSTALACIONES La Planta debe ser lo suficientemente grande para albergar las siguientes áreas:
Recepción de la leche, Pasteurización, Enfriado y batido, Empaque, Laboratorio, Oficina, Servicios sanitarios y vestidor.
La construcción debe ser en block y las paredes deben estar cubiertas de azulejo hasta una altura de 2 metros. Los pisos deben ser de concreto recubiertos de losetas o resina plástica, con desnivel para el desagüe. Los techos de estructura metálica, con zinc y cielorraso. Las puertas de metal o vidrio y ventanales de vidrio. Las puertas y ventanas deben cubrirse con cedazo para impedir la entrada de insectos. La planta debe tener un sistema para el tratamiento de los residuos líquidos y sólidos.
8.10 3.4MAQUINARIA Y EQUIPO. EQUIPO NECESARIO
1. Tanque térmico para la recepción de leche- TH020A- capacidad 2000 ltr. (ESTUDIO TECNICO INDUSTRIAL S.R.L.)-30mn 2. Descremadora eléctrica,elecrem V-capacidad 500 Ltrs/hora -Altura, cmt.: 35 ancho X 120 alto (link agro, 2012)
3. Fuente de calor: marmita de vapor 4. Pasteurizador de Placas AISI 304 Caudal de trabajo: 500 l/h - 1000 l/h - 2000 l/h – 3000 l/h - 5000 l/h 5. Condensador: El equipo SÓLO NECESITA colocarlo 1,5 metro cuadrado párr. Se Trata de 100x150 cm de ancho y 185 cm de alto. 6. Balanza – capacidad 300 KILOS.(mercado libre, 1999) 7. Mesa de trabajo 8. Refractómetro (medición de °Brix) - 30017Brix / nD (Albuquerque Industrial) 9. Medidor de acidez (peachímetro) (CIENYTEC LTDA ) 10. Termómetro (la casa del clima, 2013) 11. Utensilios: baldes, ollas, cucharas 12. Tanque de enfriamiento-IBC –DC-capacidad1000 -1100anchox1200largo (UCON AG) 13. Embazadora –capacidad 1500 litros por hora (mercado libre, 2013). El equipo 10 por 4m y con una altura de 2.5m 14. Recipientes con graduación de litros
9 ESPECIFICACIONES DE LOS EQUIPOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE LECHE CRUDA Tanque horizontal con pies y capacidades de 5000 litros hasta 35000 litros. Los tanques poseen pared doble y son construidos interna y externamente en acero inoxidable AISI 304. Las paredes son aisladas con espuma de poliuretano, y los refuerzos robustos en acero inoxidable son embutidos. La parte interna del tanque que está en contacto con la leche es pulida para atender a las normas de higiene. Los tanques son equipados con una tapa de inspección, escalera en acero inoxidable. El sistema de control electrónico indica la temperatura de la leche y a cada 30 minutos acciona el agitador, que permanece funcionando para 2 minutos. El agitador mezcla y homogeniza la leche, y en caso de largos períodos de almacenamiento, la bomba de circulación es accionada para bombear la leche a través de los intercambiadores de calor para pos-enfriamiento.
9.1
TANQUE PASTEURIZADOR O PASTEURIZADOR DE PLACA Placas de alto rendimiento construidas en acero inoxidable calidad AISI 316. Tubo de retención externo completamente desarmable para inspección y limpieza. Sistema de calentamiento del agua de pasteurización, compuesto de bomba centrífuga, tanque pulmón, inyector de vapor y válvula modulante con bypass para operación manual. Sistema de calentamiento del agua de ajuste de la salida, compuesto de bomba centrífuga, tanque pulmón, inyector de vapor y válvula SI/NO con bypass para operación manual. Tanque balanceador, electrobomba centrífuga sanitaria de acero inoxidable para leche y sus cañerías de interconexión. Tablero de comando y control en gabinete hermético, que incluye los comandos y protecciones para las electrobombas, controles electrónico de las temperaturas de pasteurización y de salidas a tinas.
9.2
MARMITA, AGITADOR DE ANCLA Cuerpo fabricado en Acero Inoxidable Tipo 304 de Doble Fondo Ideal para cremas, geles, jarabes, ungüentos, etc. Calentamiento eléctrico o por gas Voltaje a 110 V. ó 220 V. Agitador con dispositivos tipo Ancla, Silverson, De cintas, Sin Fin, De Paletas cada
uno con raspadores Velocidad variable de agitación (opcional) Salida ferulada o válvula de asiento tipo mariposa
9.3
HOMOGENEIZADOR DE ALTA PRESIÓN Y ENFRIADOR El homogeneizador (opcional) es un producto de primera línea, completamente construido en acero inoxidable con accesorios completos y instrumentos de indicación. El homogeneizador experimental de DeBEE 2000. Último el homogeneizador del desarrollo electrohidráulico funcionado y de la instalación piloto para los resultados incomparables en la mezcla, la mezcla, la reducción de tamaño y la célula rompe. Este homogeneizador industrial, robusto, de alta presión puede manejar los usos más sofisticados.
9.4 Características dominantes: * La célula de homogeneización modular patentada DeBEE * Metas y resultados de proceso incomparables en UN paso * Control electrónico y sistema de vigilancia del PLC, para la operación de botón simple * Dos cilindros sincronizados para la presión de proceso constante * Flujo continuo máximo de producto en 1 litro/minuto * Tamaño de muestra mínimo: estándar de 50 ml, opcionalmente tan pequeño como 10 ml * Presión de proceso: Continuamente ajustable a partir del 2.000 a 45.000 PSI (140 a barra 3.100) * Presión trasera: ajustable a partir de la 0 en a 5.000 PSI (barra 350) * Cambiador de calor para el enfriamiento del producto * Recinto del acero inoxidable con la cubierta de seguridad transparente * Numeroso pre y poste que procesa opciones y los accesorios * Peso: 900 libras (400 kilogramos) * Dimensiones del sobre: 48" W X 26" D X 48" H (122 cm X 6). El enfriador a placas es fabricado por empresa renombrada. Posee dos secciones: 1º. Enfriamiento con agua a aprox. 40º C, 2º. enfriamiento con agua fría de 40º C hasta 4º C.
9.4.1 ENVASADORA Equipo semiautomático de envasado por volumen para productos semilíquidos y viscosos. Esta máquina esta enfocada para envasar productos que van desde 5 000 c.p.s en envases rígidos en presentaciones de 100ml. A 1000 ml. de producto, ya que el sistema de envasado es por volumen. El envasado de este equipo es mediante el uso de una boquilla fija, permitiéndole envasar recipientes directamente desde la puesta del envase en dirección a la boquilla a la boca del envase y llenado del mismo en la plataforma, llenándolos de uno en uno que un solo operador realice estas funciones. La maquinaesta fabricada en Acero Inoxidable en todas las partes que están en contacto con el producto, en empaques de teflón tipo alimenticio, el resto esta en acero al carbón, pintada al horno.
9.4.2 Necesidades de Área 1200x1000x2000 mm. Tablero de control electro neumático a prueba de agua. De 1 pulgadas de diámetro, tipo fija.
9.4.3 ENVASES De
tipo
rígidos
con
una
boca
de
¾
de
diámetro
en
adelante.
Plataforma: Se ofrece opcionalmente una plataforma donde se ponen directamente losrecipientes y movible a la necesidad de altura del mismo recipiente. Tolva: El equipo cuenta con un cono para una capacidad de 20 litros. Control: Es semiautomático, el operador pone el envase a la boquilla del dosificador y promueve la acción de la maquina por medio de un pedal, en cada acción de llenado se repite lo mismo, pudiendo también hacerlo de manera secuencial.
Necesidades: Energía Eléctrica de 127 VCA. Aire comprimido 6 Kg/cm2 Gasto 5 litros / min.
9.5 CUARTO FRIO Construido en lámina galvanizada pintada con pintura electrostática color beige. Aislamiento 100% en espuma rígida de poliuretano inyectado a una densidad de35 Kg. /m3, de 7,6 cm de espesor Puerta batiente con herrajes cromados. Evaporador de dos motores. Unidad condensadora de 1.5hp marca copeland Temperatura de almacenamiento de +2ºC a +8ºC. Lámpara con protección de humedad. Cortina en thermofilm Garantía de un año con servicio técnico de mantenimiento.
Dimensiones: Frente: 2,24m Fondo 2,17m Alto 2,40m
10 REFRACTÓMETRO LA PRESICION ES DE 0.5%, Refractómetro Portátil, 00~90% ºBrix - Escala 00~90% ºBrix : 0.5% - Ideal para realizar mediciones en una amplia gama de productos como jugos, salsas, mermeladas, arequipes, bocadillos, jaleas, melazas y similares, en general en todo tipo de productos de alta concentración de dulce - Incluye kit de calibración, estuche y manuales - Marca BRIXCO. - Unidad de Empaque: Estuche individual
TERMÓMETRO Rangos de temperatura de 0ºC – 1300ºC. Precisión: ± (0.75% + 1ºC) Tamaño: 108 x72 x 24 mm
Peso: 150 gr Batería de 9 V
11
BALANZA
La serie PCE-BT son balanzas de precisión con una alta resolución con un amplio ámbito de uso en laboratorios, producción, control de calidad, etc. La parte inferior de la balanza de precisión es una carcasa de aluminio fundido, y la parte superior es de un plástico de alta calidad. Esta construcción garantiza una larga vida, así como pesados fiables y de precisión. La mayor ventaja de la balanza de precisión son sus funciones comola puesta a cero automática, el cómputo de piezas, nueve diferentes unidades de pesado, cálculo porcentual, pesado para recetas, función de calibración, configuración del puerto RS-232, lenguaje Long y EPL para impresora, ajuste del protocolo de impresión, iluminación de fondo, función de desconexión automática, función de carga del acumulador, así como muchas otras funciones orientadas al usuario. -Alta resolución - Carcasa robusta - Función de cómputo de piezas - Pesado para recetas - Pesado en porcentaje - Nueve unidades de pesado - Puerto RS-232 - Ajuste de las informaciones de impresión -Alimentación por batería o acumulador - Indicación del estado de batería - Carga del acumulador al conectar la balanza a la red.
12 PH METRO -Robusto pH metro resistente al agua / fácil de lavar (por motivos de higiene). - Alta precisión y estabilidad a largo plazo - Indicador multifuncional. - Conexión para sensor de temperatura externo PT 100 (incluida). - Se pueden conectar sondas para Redox y conductividad (componentes opcionales). - Memoria para 200 valores de medición. - Interfaz RS-232. - Reloj interno y función de fecha. - Posibilidad de grabación de series con intervalos de tiempo ajustables.
- Memoria para datos de calibración de tres electrodos de pH diferentes. - Indicador de estado de la batería. - Reconocimiento automático de soluciones reguladoras. - Conexión para adaptadores de red.
OTROS Utensilios, Accesorios, etc.
TABLA 2. Maquinaria y Equipos EQUIPOS CANTIDAD Tanque para la recepción de leche Descremadora eléctrica Pasteurizador de Placas Homogeneizador Marmita, agitador de ancla Envasadora Balanza digital industrial .( 350 x 450 mm.)(google, 2006) Mesa de Trabajo, acero inoxidable .(1.5mX 5m) Refractómetro Medidor de acidez Termómetro Tanque de enfriamiento Cuarto Frio
1 1 1 1 5 1 2 4 1 1 1 1 1
13 4.PROCESOS PRODUCTIVOS PARA LA ELABORACION DE MANJAR En general podemos hablar de diferentes sistemas de elaboración de manjar, pero todos ellos se basan en alguna forma de evaporación ya que de eso se trata, “restar humedad a la mezcla original”. En función de la i nstalación que se utilice deberá modificarse la operatoria para intentar obtener productos de una calidad comparable. Diferentes procesos productivos para la elaboración de manjar: • PROCESO SIMPLE (Marmitas) • PROCESO SIMPLE (Pailas) • PROCESO COMBINADO (Evaporadores continuos y Pailas/marmitas) • PROCESO CONTINUO
Dentro de la fabricación de manjar en pailas, existe una serie de variantes operatorias que deberán manejarse estando siempre atento a las consecuencias que cada una de ellas provocarán al producto terminado. La preparación de la mezcla podrá realizarse dentro de la misma paila o bien, en una marmita o tanque diseñado para tal fin.
14
4.1 PROCESO SIMPLE (MARMITAS)
Para el calentamiento se empleara un PASTEURIZADOR DE PLACAS. Para la concentración se empleara una MARMITA con agitador tipo ancla. Para el enfriado se empleara ENFRIADOR Y HOMOGENEIZADOR. Para el envasado se empleara envases de vidrio.
15 4.2 PROCESO SIMPLE (PAILA) Para el calentamiento se empleara un intercambiador de calor de placas. Para la concentración se empleara las pailas. Para el enfriado se empleara enfriador y homogeneizador. Para el envasado se empleara un envase de vidrio.
16 4.3 PROCESOCOMBINADO (EVAPORADORES CONTINUOS Y PAILAS) Esta forma de elaboración constituye un interesante avance de la tecnología de fabricación. De esta manera se concentra la mezcla logrando un mejor aprovechamiento energético a través de los evaporadores continuos que trabajan herméticamente y bajo condiciones de vacío. Estas condiciones de trabajo no logran únicamente, un ahorro general en energía, tiempo y mano de obra sino que también inciden sobre las características finales del producto. Se realiza por medio de evaporadores al vacío, para lograr el concentrado, pero la terminación del dulce se hace en pailas. La gran ventaja de este método es que se ahorra tiempo de trabajo en la paila, ya que teniendo el condensado de 26 a 28º Baumé, la elaboración se hace en un promedio de 1 hora 15 minutos, mientras que en el sistema simple lleva más de 2½ horas, y además se reduce en forma considerable el consumo de vapor. Para el calentamiento se empleara un intercambiador de calor de placas. Para la concentración se empleara evaporadores continuos. Para la cocción final se empleara las pailas. Para el enfriado se empleara enfriador y homogeneizador. Para el envasado se empleara un envase de polietileno.
17 4.4 PROCESO CONTINUO Mediante este sistema la materia prima se va transformando continuamente, es decir se va evaporando, hasta obtener un producto semejante al elaborado por el método tradicional de pailas o de operación discontinua. Las principales ventajas de este sistema con respecto al convencional en evaporadores abiertos: • Se logra un mejor aprovechamiento energético. • Menores costos de mano de obra. • Mayor posibilidad de estandarizar la producción. • Posibilidad de trabajar grandes volúmenes. • Menor necesidad de espacio. • Menor costo de mantenimiento. Para el calentamiento se empleara un pasteurizador de placas. Para la concentración se empleara intercambiador de calor tubular yevaporadores. Para el enfriado se empleara enfriador y homogeneizador. Para el envasado se empleara botes plásticos con cierre hermético.
18 5.DISTRIBUCIÓN DE PLANTA. 19 SISTEMÁTICA DE DISTRIBUCIÓN EN PLANTA (SDP) PLANTA PROCESADORA DE MANJAR LA UNIVERSA EN LA PROVINCIA DE SANTO DOMINGO DE LOS TSÁCHILAS. A continuación como aplicación a la industria de procesadora de alimentos, utilizaremos la sistemática de distribución en planta (SLP) al diseño de una procesadora de manjar con una capacidad de producción de 1040 kg/día de trabajo, la cual se envasan en unidades de 100 g y con un 67% de sólidos solubles. Localizado en la Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas. El método S. L. P es un conjunto de fases que nos permiten abordar sistemáticamente un proceso de distribución en planta. 1. Análisis de productos-cantidades: Debemos conocer cuales van a ser las materias primas a procesar y los productos y subproductos a fabricar así como sus cantidades y volúmenes. En el ámbito agrario hay que tener muy en cuenta las fluctuaciones estacionales. 2. Definición del Proceso Productivo (Diagrama de Proceso): Hay que definir las actividades del proceso productivo y ordenarlas secuencialmente.
A cada actividad se le asigna un símbolo que la encuadra en un tipo general, los símbolos y trazos que se utilizan en los diagramas de proceso son:
1.
DEFINICION
Mediante el Diagrama de Recorridos de los Productos, se definen las etapas del proceso tecnológico que siguen la materia prima, desde su llegada a la fábrica hasta la expedición del manjar de leche. 1
RECEPCION
ANALISIS 2
3
DESCREMADO
NEUTRALIZACION
4
5
6
CALENTAMIENTO
CONCENTRACION
7
8
91
BATIDO Y ENFRIADO
ENVASADO Y ETIQUETADO
ALMACENAMIENTO
20 TABLA DE RELACIONES: Se realiza la Tabla Relacional de Actividades, en la que figuran todas las actividades, (como áreas) que se desarrollan en el proceso productivo y las que no formando parte de dicho sistema son necesarias para que funcione correctamente la industria, como por ejemplo, los servicios y vestuarios o las oficinas. En esta Tabla aparecen las relaciones de proximidad de cada una de las áreas con las demás, de una manera normalizada y justificada. En la parte superior se indica la intensidad de proximidad elegida mediante un código y en la parte inferior se señalan los motivos por los que se ha considerado la necesidad de proximidad. Se trata de una matriz diagonal en la que se especifican todas las actividades del proceso incluyendo los servicios anexos (que no aparecían en el diagrama de proceso). En ella se especifican las relaciones de proximidad entre una actividad o área y el resto, utilizando las siguientes valoraciones de proximidad: A: Absolutamente necesario E: Especialmente importante I: Importante U: Sin importancia X: indeseable En la mayoría de los casos la valoración más utilizada es U: sin importancia A su vez, cada valoración de proximidad excepto la U, se justifica con un determinado motivo, que pueden ser muy variados: generación de ruidos, olores proximidad en diagrama de proceso, uso de los mismos equipos, higiene, accesibilidad, etc....
CODIGO A E I U X CODIGO 1 2 3 4 5 6 7 8
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
PROXIMIDAD Absolutamente necesario Especialmente importante Importante Sin Importancia No deseable MOTIVO PROXIMIDAD EN EL PROCESO CONTROL HIGIENE FRIO SEGURIDAD DEL PRODUCTO RUIDOS, OLORES UTILIZACION MATERIAL COMUN ACCESIBILIDAD Recepción de materias primas Área de mantenimiento. Área del proceso productivo Refrigeración y Almacenamiento. Área Administrativa Área de control de calidad Almacén de insumos. Vestidores y sanitarios. Estacionamiento. Áreas verdes.
COLOR amarrillo verde celeste blanco rosado
s a m i r p s a i r e t a m e d n ó i c p e c e R •
. o t n e i m i n e t n a m y a c i n á c e m e d o t n e i m a n e c a m l A •
6X 6X 1,8A 5U 2I 2E 1I 3I 8E 8U
5,6X 5X 6U 5,6X 5,5X 8U 8U 8U
o v i t c u d o r p o s e c o r p l e d a e r Á •
1,8A 5,6X 1,8E 2U 2I 1,8E 3X 5X 5X
. o t n e i m a n e c a m l A y n ó i c a r e g i r f e R •
5U 5X 1,8E 2I 2A 5X 3X 5E 5U
a v i t a r t s i n i m d A a e r Á •
2,8U 8U 2U 2U 2U 2U 8I 8I 8I
d a d i l a c e d l o r t n o c e d a e r Á •
2I 5,6X 2A 2A 2U 2I 3X 5X 5X
21 ANÁLISIS DIAGRAMA DE RELACIÒN DE SUPERFICIES
. s o m u s n i e d n é c a m l A •
1I 5,6X 1,8E 5X 2U 2I 3X 5X 5X
. s o i r a t i n a s y s e r o d i t s e V •
3I 8U 3X 3X 8I 3X 3X 8I 8I
. o t n e i m a n o i c a t s E •
8E 8U 5X 5E 8I 5X 5X 8I 8I
. s e d r e v s a e r Á •
8U 8U 5X 5U 8I 5X 5X 8I 8I
21 ANÁLISIS DIAGRAMA DE RELACIÒN DE SUPERFICIES
21.1 GENERACION DE ALTERNATIVAS A partir del Diagrama Relacional de Superficies se van generando diversas alternativas de distribución en planta, al colocar las áreas adyacentes unas con otras según la relación de proximidad calculada para cada una de ellas. Así, localizando lejos las que poseen un grado de proximidad calificado como “no deseable”.
Todo esto logramos generando tres alternativas de diseño.
21.2 4. EVALUACION DE ALTERNATIVAS La evaluación multicriterio consistente en: 1. FIJAR UNOS CRITERIOS TÉCNICOS: Estos criterios son motivo que justifica el grado de proximidad que deben tener las áreas donde se desarrollan las actividades para la elaboración de dulce de leche, y que estaban definidas previamente en la Tabla Relacional de Actividades 2. PONDERACIÓN DE LOS CRITERIOS EVALUADORES: Traduciendo las intensidades relacionales por medio de una escala numérica con la que se asigna una puntuación a cada criterio evaluador. 3. Realizamos la evaluación multicriterio de las alternativas de distribución en planta, sumando los valores numéricos de los ratios de proximidad entre actividades adyacentes de cada uno de los dos diseños. Para ello utilizamos la Tabla Relacional de Actividades y los diseños generados. 4. SELECCIÓN: Alternativa que obtenga la mayor puntuación ponderada.
22 EVALUACIÒN MULTICRITERIO 22.1 DISEÑO1: multicriterio
PUNTUACIÓN: 95
23 DISEÑO 2
PUNTUACIÓN: 280
24 DISEÑO 3:
PUNTUACIÓN: 385
24.1 DEFINICIÓN DEL DISEÑO SELECCIONADO. La planta de producción de manjar de leche debe tener las siguientes características:
Disponer de espacio suficiente para los equipos, materiales y trabajadores. Ser higiénica, ventilada, con el piso y las paredes lavables y buena iluminación Contar con servicios de agua y desagüe Estar adecuadamente distribuida
5. COSTOS Y RENTABILIDAD Se ha estimado que para una planta con una capacidad de 1500 Kg. mensuales de manjar, la inversión en equipamiento es de aproximadamente US$ 1000. El equipo limitante para aumentar la producción es la fuente de calor. En estas condiciones, el costo de producción por Kg. de manjar de buena calidad, es de US$ 1.12 y el precio de venta de US$ 1.7. La rentabilidad del negocio supera el 25%.
6. ASPECTOS DE COMERCIALIZACIÓN Este producto se consume durante todo el año, en forma directa como una golosina y como insumo importante para la industria de panadería, pastelería y dulcería. Se distribuye a través de distintos canales de comercialización, en presentaciones que van desde 1/4 hasta 2 Kg. Como estrategia comercial, los productores diferencian el producto por calidad y por el uso de envases atractivos.
24.1.1 BIBLIOGRAFIA 1. (2012, 06). Diseño De Una Planta De Alimentos. BuenasTareas.com. Recuperado 06,
5. COSTOS Y RENTABILIDAD Se ha estimado que para una planta con una capacidad de 1500 Kg. mensuales de manjar, la inversión en equipamiento es de aproximadamente US$ 1000. El equipo limitante para aumentar la producción es la fuente de calor. En estas condiciones, el costo de producción por Kg. de manjar de buena calidad, es de US$ 1.12 y el precio de venta de US$ 1.7. La rentabilidad del negocio supera el 25%.
6. ASPECTOS DE COMERCIALIZACIÓN Este producto se consume durante todo el año, en forma directa como una golosina y como insumo importante para la industria de panadería, pastelería y dulcería. Se distribuye a través de distintos canales de comercialización, en presentaciones que van desde 1/4 hasta 2 Kg. Como estrategia comercial, los productores diferencian el producto por calidad y por el uso de envases atractivos.
24.1.1 BIBLIOGRAFIA 1. (2012, 06). Diseño De Una Planta De Alimentos. BuenasTareas.com. Recuperado 06, 2012, dehttp://www.buenastareas.com/ensayos/Dise%C3%B1o-De-Una-Planta-DeAlimentos/4521300.html 2. Arequipe o dulce de leche. Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC). NTC 3757 3. BACA U.G. Evaluación de proyectos. McGraw Hill. 4ta edición. Pág. 120- 140. 4. IBARRA A. Sistemas de elaboración de dulce de leche. Extraído el día 05 de agosto del 2011 a las 2:05 pm desde www.infolactea.com
INDICE
INTRODUCCIÓN: ...................................................................................................................................... 1 OBJETIVO GENERAL: ............................................................................................................................ 1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS: ................................................................................................................... 1 INFORMACIÓN GENERAL DEL PROCESO. ........................................................................................ 2 M ANJAR DE LECHE......................................................................................................................................... 2 MATERIA PRIMA E INGREDIENTES ...................................................................................................... 2 PRODUCTO FINAL ................................................................................................................................... 2 HUMEDAD (% MÁXIMO):
..................................................................................................... 2
SÓLIDOS TOTALES (% MÍNIMO):
............................................................................................ 2
AZÚCARES TOTALES (%):
............................................................................................. 2
GRASA (% MÍNIMO):
...................................................................................................... 2
ACIDEZ MÁXIMA: (%)...................................................................................................................... 2 2.1 DIAGRAMA DE FLUJO. ...................................................................................................................... 3 2.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO. ....................................................................................................... 3 1.
RECEPCIÓN DE LA LECHE: .................................................................................................... 3
ANÁLISIS: .............................................................................................................................................. 3 2.
DESCREMADO.- .......................................................................................................................... 4
3.
NEUTRA LIZA CIÓN: .................................................................................................................... 4
4.
CALENTAMIENTO: ..................................................................................................................... 4
5.
. ........................................................ 4 CONCE NTRA CIÓN Y AD ICIÓN DE INGREDIENTE S:
6.
ENVASADO Y ETIQUETAD: ..................................................................................................... 5
7.
ALMACENAMIENTO: ....................................................................................................................... 5
2.3 CONTROL DE CALIDAD ........................................................................................................................... 5 3. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA. ................................................................................................................... 6
3.1 CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN. ................................................................................................................. 6 3.2 LOCALIZACION DE LA PLANTA .................................................................................................................. 6 3.3 UNIDADES PRODUCIDAS .......................................................................................................................... 6 3.4 MATERIA PRIMA....................................................................................................................................... 6 3.5 FORMULACIÓN PARA LA ELABORACION DE MANJAR .............................................................................. 7 3.6 CÁLCULO DE LA FORMULACIÓN ............................................................................................................... 7 3.7CARACTERISTICAS DE LOS INSUMOS......................................................................................................... 7 3.8 REQUERIMIENTO DE MANO DE OBRA...................................................................................................... 8 3.9 INSTALACIONES........................................................................................................................................ 8 3.4 MAQUINARIA Y EQUIPO. .......................................................................................................................... 8
EQUIPO NECESARIO .............................................................................................................................. 8 ESPECIFICACIONES DE LOS EQUIPOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE LECHE CRUDA .. 10
TANQUE PASTEURIZADOR O PASTEURIZADOR DE PLACA ....................................................... 10 MARMITA, AGITADOR DE ANCLA ....................................................................................................... 10 HOMOGENEIZADOR DE ALTA PRESIÓN Y ENFRIADOR ............................................................... 11 C ARACTERÍSTICAS DOMINANTES: ............................................................................................................... 11 ENVASADORA ..................................................................................................................................... 12 Necesidades de Área 1200x1000x2000 mm. .................................................................................. 12 ENVASES
............................................................................................................................................. 12
CUARTO FRIO .......................................................................................................................................... 13 REFRACTÓMETRO ................................................................................................................................ 13 BALANZA ................................................................................................................................................ 14 PH METRO .............................................................................................................................................. 14 TABLA 2. MAQUINARIA Y EQUIPOS .................................................................................................. 15 4. PROCESOS PRODUCTIVOS PARA LA ELABORACION DE MANJAR ............................................................ 15
