Anteproyecto de diseño y Análisis de Costos del procesamiento de productos hortícolas yucatecos enlatados (página 2)

MATERIALES

Para la elaboración de los respectivos guisos, se
ubicaron diferentes recetas, y se realizaron pruebas, para
obtener el producto
generado al seguir la receta, se seleccionaron las que aparecen a
continuación, en las tablas (2), (3) y (4).

Tabla 1.
Formulación

Salsa de Casera

Tabla 2.
Formulación

Calabacitas en Salmuera

Para determinar el tamaño y presentación
de estos productos se
visitaron los supermercados y tiendas departamentales de la
ciudad de Mérida, y se tomaron datos de aquellos
donde fue autorizado que se tomaran los datos. Se concluyó
que los botes sanitarios a utilizar para la elaboración
del producto son de las dimensiones siguientes: 65 mm x 64 mm. En
material de hoja de acero, con
cobertura de estaño y de polímero. En cuanto a la
normatividad se encontró que los botes deben cumplir con
la NOM-002-SSA-1993 (TITULO DE LA NORMA)

MÉTODOS

DISEÑO DEL PROCESO

El diseño
del proceso se
realizó adaptando el modelo de
cebolla de Smith, este proceso comienza en el centro de la
cebolla, con el reactor, en este caso el esterilizador, se
consideró un proceso por lotes, trabajando a una presión de
1.5Kg/cm2 y con un tiempo de
retención de 35min, a 100°C (López,
1987)

La segunda capa de la cebolla, la separación de
la materia prima
se realizará por medio de canal, es decir, al recibir la
materia prima
esta es depositada en un tanque con agua y se
transporta mediante suspensión hasta que son tamizadas en
una estación de desagüe. El agua
actúa como un cojín para evitar que las hortalizas
se lesionen, en el fondo del canal se colocan láminas de
retención para eliminar piedras pequeñas y otros
objetos densos. (Arthey, 1992)

La tercera etapa, el intercambio de calor inicia
con la producción de vapor donde la alimentación de agua
fresca, y combustóleo es directa a la caldera, la cual
provee del vapor necesario, para el proceso. El cálculo de
la caldera arrojó que se necesita una caldera de 70 Hp,
para poder cumplir
satisfactoriamente con el proceso. Este vapor se usa
intermitentemente para los lotes de oratillas al colocarlas en el
exhauster, en los lotes a enlatar y en el
esterilizador

Los servicios,
auxiliares estimados para la planta, se expresan el la tabla
(5)

Tabla 5. Servicios
Auxiliares

Con esto se determina, de forma general los
requerimientos de la planta, aunque es necesario, comprobar
experimentalmente, para poder llegar a una mejor
adaptación, y determinar de una forma completa, los
requerimientos del proceso.

PROCESO DE ENLATADO

El enlatado de hortalizas puede ser considerado
según las operaciones
siguientes:

1. Recepción de Materia Prima y Material de
   Empaque
2. Preparación del Alimento
3. Llenado
4. Agotamiento de l recipiente
5. Cerrado
6. Tratamiento
   térmico/esterilización
7. Enfriamiento del recipiente y de su
   contenido
8. Etiquetado

Recepción de Materia Prima y Material de
Empaque

Al llegar la materia prima, ingredientes o especias y el
material de empaque deben ser
inspeccionados para poder asegurar su calidad. La
materia prima puede ser recibida en un área separada del
área de producción, los ingredientes susceptibles a
la
contaminación microbiológica deben ser
examinados o deben ser recibidos bajo garantía del
proveedor de la condición microbiológica
óptima para procesamiento.

Preparación del Alimento

Intervienen varios procesos como
son lavado, clasificación, pelado y escaldado, los tres
primeros pueden ser manuales o con
sistemas
mecánicos.

Lavado. Se realiza generalmente mediante
agitación o volteo de las hortalizas mediante cintas
móviles o tamices giratorios que se introducen en agua o
se someten a pulverizaciones de agua. El lavado mediante
pulverización de agua a gran presión es el método
más satisfactorio. Las pulverizaciones son eficaces si el
agua alcanza a todas partes del producto. Esto puede conseguirse
si las pulverizaciones de agua son dirigidas desde arriba y desde
debajo de un transportador móvil de tela metálica
tejida, o diseñando el proceso de lavado de forma que el
producto gire sobre sí mismo durante el proceso de
pulverización.

Clasificación. Algunos productos
son clasificados según tamaños haciéndolos
pasar por tamices con orificios de diferentes diámetros,
estos tamices pueden vibrar o girar.

Pelado. Esta operación será
llevada a cabo por medio de lejía, la cual consiste en la
inmersión de las hortalizas, en una solución
caliente de hidróxido sódico, el cual provoca el
pelado mediante erosión
química de
la piel y el
tejido subyacente. Esta peladora consta de un baño de
solución de hidróxido sódico, un
intercambiador de calor para calentar la solución
cáustica y un mecanismo para transportar el vegetal a
través del baño, por ejemplo un sistema de ruedas
con paletas, asegura que las hortalizas sean sumergidas
totalmente en la solución. El pelado depende de la
temperatura de
la solución, de su concentración y del tiempo de
inmersión. Shultz y Smith (1968), recomendaron la
adición de un agente humidificador para aumentar la
penetración inicial del cáustico en la piel del
vegetal. El la tabla (6) se incluyen las condiciones
típicas para el pelado con lejía para las
hortalizas de interés.

Tabla 6. Condiciones para el pelado
con lejía, (Shultz y Smith ,1968)

Escaldado. El escaldado en hortalizas se
realiza antes de proceder a su enlatado, para (1) eliminar los
gases de la
respiración que reducirán el
vacío final en la lata al ser liberados durante el
tratamiento,(2) para inhibir reacciones enzimáticas que
podrían tener lugar antes de la fase de tratamiento
térmico,(3) para promover la compactación del
producto permitiendo así un llenado conveniente del
recipiente, (4) para rehidratar algunos productos secos, y (5)
para precalentar el producto como ayuda a la formación del
vacío en la lata. La forma más común de
realizar el escaldado es la inmersión de las hortalizas en
agua caliente a 85-95°C, utilizando un escaldador de
inmersión giratorio, en el que el producto es transportado
por un tornillo por el interior de un tambor giratorio, cuya
parte es inferior se sumerge en agua caliente. También son
utilizados transportadores de cadena para conseguir que los
productos se pasen a través del agua caliente. Otro
mecanismo para realizar el escaldado es por medio de vapor; los
escaldadores continuos de vapor son más complejos
mecánicamente, por que el producto tiene que moverse a
través de una cámara de vapor. Ray (1975),
describió un escaldador de vapor con cierres
hidrostáticos que utiliza energía de forma
más eficaz que los escaldadores convencionales de vapor.
Como el escaldado tradicional provoca la pérdida de
algunos nutrientes y produce un gran volumen de agua
residual, se han propuesto otros métodos.
Robe (1973) propuso el escaldado con gas caliente y
también se ha propuesto con microondas.
Ralls (1971), comparó el volumen necesario de agua para
escaldar hortalizas con microondas, aire caliente,
vapor y agua caliente. Informó que el escaldado con aire
caliente requiere el menor volumen de agua seguido por los
métodos con microondas, vapor y agua. Lazar y Col. (1971)
describieron el método EIR (escaldado individual
rápido), el cual consiste en someter cada partícula
a una atmósfera de vapor durante un
período de tiempo relativamente corto y después de
acumular el producto en un lecho profundo sin posterior
aplicación de calor hasta que se produce el equilibrio de
temperatura. El método EIR y el método con gas
caliente permiten obtener productos de calidad similar a los
obtenidos por el método tradicional (agua caliente) aunque
con menor pérdida de nutrientes y produciendo hasta un 99%
menos de efluente.

Llenado. El llenado se realiza mecánica o manualmente, con independencia
de los aspectos económicos el control cuidadoso
del peso del producto introducido en los recipientes resulta ser
importante por razones técnicas.
El volumen del espacio libre en la parte superior del recipiente
puede influir sobre la efectividad del proceso de agotamiento y,
si se realiza un sistema de agitación, puede afectar a la
tasa de penetración de calor en el recipiente.

Agotamiento del Recipiente. La
eliminación del aire del interior del recipiente antes de
proceder a su cierre es una operación importante.
Además de reducir al mínimo la tensión sobre
los cierres de la lata, la eliminación del oxígeno
ayuda a conserva la calidad y a reducir la corrosión interna. La creación de un
vacío tras el enfriamiento permite que los extremos del
envase se mantengan planos cuando se producen cambios moderados
de la temperatura o presión durante el almacenamiento,
asegurando su calidad.

El vacío en el interior del recipiente puede
lograrse mediante agotamiento por calor, por medios
mecánicos o inyectando vapor en el espacio libre de la
parte superior del recipiente inmediatamente antes de proceder a
su cierre.

Cerrado. Las latas pueden cerrarse
mediante la formación de una doble costura del mismo tipo
que la usada sobre el otro extremo de la lata. El cerrado de la
lata puede realizarse o no al vacío, y a gran velocidad.

Tratamiento Térmico. Los
recipientes cerrados tienen que ser tratados para
esterilizar su contenido. Esto suele realizarse mediante
calentamiento durante un tiempo y con una temperatura
predeterminados con exactitud en una atmósfera de vapor
saturado, en agua caliente o de forma ocasional en una mezcla
vapor y aire. La ausencia de aire tiene importancia vital y
normalmente se asegura mediante un procedimiento
llamado descarga, que consiste en sustituir todo el aire presente
en el autoclave por vapor antes de alcanzar la temperatura de
trabajo. El
tratamiento térmico puede ser realizado por lotes o de
forma continua.

Enfriamiento del recipiente y de su
contenido. Posteriormente al tratamiento térmico,
se descarga la autoclave y los recipientes se introducen en un
recipiente con agua, para poder garantizar la destrucción
de todos los microorganismos.

CAPACIDAD DE
PRODUCCIÓN

Con base en el estudio de
mercado realizado para el mercado nacional
y el de Estados Unidos,
se estimo la capacidad y crecimiento de la producción
durante los primeros 5 años de producción de la
planta, los cuales se expresan en la tabla 7.

Figura 1. Utilización de la
Capacidad Instalada

Tabla 7. Capacidad y Crecimiento
Estimado de la Producción

Se consideró un promedio de 301 días
laborales al año, por lo que la capacidad inicial
será de aproximadamente 30 millones de latas e irá
incrementando hasta alcanzar los 56 millones. La
producción se estimó realizarla en dos turnos, el
primero producirá la salsa casera y el segundo los otros
productos alternándose en la producción.

Figura 2. Porcentaje de la
producción

Tabla 8. Producción
Anual

INGENIERIA BÁSICA

Diagrama de Bloques del Proceso

Figura 3.Diagrama de
bloques Salsa Casera

Figura4.Diagrama de bloques Zanahoria
en Escabeche y Calabacita en Salmuera

BALANCE DE MATERIA

Tabla 9. Relación de Materia Prima
por Producto por año

Para estas estimaciones se consideró una merma de
10% en la materia prima y una pérdida de 100 botes al
año.

BALANCE DE ENERGÍA

El calor necesario en el proceso de calculó
considerando las materias primas que en mayor porcentaje
representan a cada producto.

QT= mprom
Cpprom
ΔT+magua
λagua
(1)

Posteriormente se calculó la cantidad de vapor
necesaria para suministrar este calor, considerando una
pérdida del 5%.

0.95(Wλw) =
QT (2)

En la tabla (10) se muestran los resultados que se
obtuvieron para los productos

Tabla 10. Resultados del
cálculo de calor total y vapor requerido.

Con el vapor requerido, se calculó la capacidad
de la caldera.

HPCALDERA= (m (h
–hf))/(543.4 x 15.66) (3)

Con lo que se obtiene que es necesaria una caldera de
68 HP.

EQUIPO

Máquina llenadora automática de
sólidos. Esta máquina es de tipo tambor
rotativo marca
MAPISA/FRINGS, modelo LL.1. Esta diseñada para el llenado
de productos frágiles como trozos de carne en envases de
vidrio, plástico o
metal, tamaño de envases de 50mm a 110 mm de
diámetro, velocidad de 200 a 400 envases por minuto,
motores dos de
0.75 HP, uno de 0.5 HP, 220/440 V.C.A. de 3 fases de velocidad
variable, construida en acero inoxidable tipo 340 y nylon en
partes en contacto con el producto.

Máquina Agregadora. Es una
máquina llenadora continua de líquidos o
semilíquidos para envases desde 50mm hasta 110 mm, la
máquina recibe el líquido por bombeo de un tanque
de acero inoxidable tipo 304, con válvula y flotador para
mantener el nivel requerido. Cuenta con coples para termómetro y serpentín,
además de un transportador de cadena de rodillos en acero
304 y sistema de recuperación de excedentes. Esta equipada
con motor
eléctrico de 0.50 HP., 220/440 V.C.A.

Exhauster. Construido de acero al
carbón con túnel en acero inoxidable. Sus
dimensiones son 3×1.5×1.5m Alcanza una producción de
¾ Ton/min., con un motor de 1/3 HP, 1725 RPM y trabajo de
1.5 CCV.

Máquina Engargoladora. Es una
máquina engargoladora marca DIXIE modelo 25D-Twin-Al Para
envases de 2" a 4 ¼" de diámetro y 7" de
altura

Requiere 100 psi de aire comprimido

Su potencia es de
0.65 HP, controlado eléctricamente con un sistema de
clutch/brake/air lift/hand switch
systems.

Autoclaves Cilíndricas. Autoclave
cilíndrica vertical de 0.97m de diámetro por 1.83 m
de altura, construida de acero al carbón, para una
presión de trabajo de 1.5 Kg/cm2. Cuenta con 9
canastillas, juego de
controles manuales para vapor y dos carros plataforma para
canastillas.

Pelador.Marca Polinox, modelo D-7 construido de
acero inoxidable T – 304, con bases para anclarse al piso,
base del motor y tolva cubre bandas de acero al carbón,
equipado con malla, barras y cepillos o hules para realizar la
operación de pelado y refinado, motor 5 HP

Máquina Rebanadora. Para verduras, chiles,
siendo la más versátil y avanzada de su clase en el
mercado, con bastidor construido en acero al carbón, bases
ajustables para altura y absorber los desniveles de piso, tolvas
de recepción y cabeza construidas en fundición de
aluminio.

Marmita Fija. Construida de acero inoxidable 304,
con capacidad para 450L, con agitador de 1 HP y controles,
construidos en su interior y doble fondo de acero inoxidable 304,
diseñada para trabajar a una presión de 2.1
Kg/cm2, con entrada y salida de vapor, niple para el
producto, cople para condensados y bases tubulares de acero al
carbón con bridas para anclarse al piso.

Lavadora de envases. Vacíos
metálicos nuevos, marca mapisa, construida de acero
inoxidable, sistema de axpersión para vapor con entrada
por medio de niple y salida de condensados por medio de otro
niple, diseñada para el lavado rápido y eficiente
de los envases metálicos antes de integrarlos en la
línea de empaque.

Lavadora Secadora. El secado se efectúa
con un presoplado en las tapas superiores con aire frió y
otro soplado de aire caliente de alta presión, el aire es
calentado a 90° C eléctricamente, el vapor del sistema
es condensado y retornado, de esta manera se efectúa el
lavado. Motor 1.5 Hp, Volumen 5m3, 220/440 C.A.
Transportador 0.75 HP

Máquina Etiquetadora. La serie ES-1, ES-2
y ES-3, consiste en sistemas de etiquetado para aplicar etiquetas
autoadheribles con uno, dos o tres cabezales aplicadores, estos
equipos están concebidos para trabajar en forma integral o
autónoma, ya que cuentan con su propio transportador,
pudiendo acoplase a líneas de envasado.

El diseño modular de estos equipos permite que
por medio de accesorios acoplados se puedan aplicar etiquetas a
envases cilíndricos, de caras planas, ovaladas, o en la
parte superior, logrando velocidades de hasta 160 etiquetas por
minuto.

Envases. de 25 a 160 mm. De diámetro y de 70 a
320   mm. de altura, con bocas hasta de 55mm., de
diámetro.

Transportador .De 3 mt. de largo,  velocidad fija
de 11 mt.. o variable de 22 mt.. por minuto, de cadena de
tablilla de acetal con  diseño sanitario para
facilitar la limpieza.

Caldera. Caldera marca MYRGGO S.A. DE C.V.,
modelo DRY – BACK, con las siguientes
características.

Potencia de Salida=337428 Kcal/h

Superficie de
Calefacción=18.50m2

Evaporación=626.4 Kg/h

Longitud 3.2 m, Ancho 1.5 m y Altura 1.72 m

De 10 A 150 HP's.