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CAPITULO IV. DISEÑO DEL PROCESO PRODUCTIVO
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La elaboración del diseño de procesos, es un paso básico en el diseño preliminar de una Planta, para estimar su costo y efectuar un Diseño de Planta detallado. El diseño de procesos productivos del tratamiento pos cosecha de plátano, consiste en: Concebir el producto. Detallar las etapas y equipos en el que se va a llevar a cabo. Definir las corrientes. Dimensionamiento de los equipos y especificaciones de instalación. Describir el equipo auxiliar necesario.
4.1
SELECCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO Las consideraciones que se deben tener en cuenta para la selección y diseño del proceso productivo son:
4.1.1 DISEÑO DEL PRODUCTO. De acuerdo al capítulo I, descripción del producto tenemos las consideraciones de calidad y tecnología.
A. REQUERIMIENTO DE CALIDAD DEL PLÁTANO PARA EL PRODUCTO. Índice de cosecha El índice de madurez requerido para el punto de cosecha del plátano de exportación depende del producto que se demanda. Así el tipo de plátano que se requiere en Estados Unidos se debe de cosechar verde intenso en condición pre climatérico . En general se requiere de un grado mínimo de madurez indicado por un color claro ¾ y un tamaño de 22 cm . por dedo. Es muy importante que se cumpla este grado mínimo, pues el estado de madurez final del producto depende de la madurez fisiológica original. La fruta debe tener una edad entre 9 y 12 semanas a partir de la fecha de floración y un calibre entre 50/32 y 62/32 de pulgada 2.
Índices de Control y Calidad Las investigaciones han mostrado que el plátano después de cosechado en el estado fisiológico verde alcanza su estado de maduración comercial (color amarillo) a los12 días, bajo la temperatura del ambiente (21°C y a una humedad relativa del80%), este tiempo de maduración puede ser afectado por varios factores, entre ellos: Las condiciones ambientales ocurridas durante el desarrollo del fruto en la planta, así, los frutos desarrollados durante la época de verano, tienen una vida pos cosecha más DISEÑO DE PLANTAS PLANTAS AGROINDUSTRIALES AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
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La elaboración del diseño de procesos, es un paso básico en el diseño preliminar de una Planta, para estimar su costo y efectuar un Diseño de Planta detallado. El diseño de procesos productivos del tratamiento pos cosecha de plátano, consiste en: Concebir el producto. Detallar las etapas y equipos en el que se va a llevar a cabo. Definir las corrientes. Dimensionamiento de los equipos y especificaciones de instalación. Describir el equipo auxiliar necesario.
4.1
SELECCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO Las consideraciones que se deben tener en cuenta para la selección y diseño del proceso productivo son:
4.1.1 DISEÑO DEL PRODUCTO. De acuerdo al capítulo I, descripción del producto tenemos las consideraciones de calidad y tecnología.
A. REQUERIMIENTO DE CALIDAD DEL PLÁTANO PARA EL PRODUCTO. Índice de cosecha El índice de madurez requerido para el punto de cosecha del plátano de exportación depende del producto que se demanda. Así el tipo de plátano que se requiere en Estados Unidos se debe de cosechar verde intenso en condición pre climatérico . En general se requiere de un grado mínimo de madurez indicado por un color claro ¾ y un tamaño de 22 cm . por dedo. Es muy importante que se cumpla este grado mínimo, pues el estado de madurez final del producto depende de la madurez fisiológica original. La fruta debe tener una edad entre 9 y 12 semanas a partir de la fecha de floración y un calibre entre 50/32 y 62/32 de pulgada 2.
Índices de Control y Calidad Las investigaciones han mostrado que el plátano después de cosechado en el estado fisiológico verde alcanza su estado de maduración comercial (color amarillo) a los12 días, bajo la temperatura del ambiente (21°C y a una humedad relativa del80%), este tiempo de maduración puede ser afectado por varios factores, entre ellos: Las condiciones ambientales ocurridas durante el desarrollo del fruto en la planta, así, los frutos desarrollados durante la época de verano, tienen una vida pos cosecha más DISEÑO DE PLANTAS PLANTAS AGROINDUSTRIALES AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
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corta (10 días) y éste es un factor que debe ser considerado para comercializar el producto (Arcilaet al, 1997). Después de la cosecha y hasta que el fruto se torna maduro ocurren pérdidas de peso que fluctúan entre el 7 y el 20% y suceden cambios físicos y organolépticos que están relacionados con el sabor, la textura y el aroma, como consecuencia de procesos bioquímicos y metabólicos internos tanto en la cáscara como en la pulpa, así: Aumento de sólidos solubles totales (ºBrix); incremento de azúcares totales que en su mayoría son reductores (glucosa, fructosa, entre otros) y de ácidos orgánicos (ácido málico, principalmente); disminución del pH y del almidón ;mientras que los minerales tanto de la pulpa como de la cáscara se conservan durante el proceso de maduración del fruto (Arcilaet al,1999). Para nuestra tecnología se usará el encerado el cual amplia la vida útil de anaquel del plátano en un promedio de 3 a 4 semanas más de lo normal reduciendo la tasa de respiración y otros factores fisicoquímicos como la producción de etileno a destiempo.
CUADRO N°4.1. ESPECIFICACIONES DE CALIDAD DEL POS COSECHA DEL PLÁTANO
Especificación Verde Amarillo Sobre maduro 5 26 31 Sólidos solubles totales (%) 5 25 35 Azucares totales (%) 68 62 57 Almidón (%) 1.3 0.8 cidos orgánico (% ácido málico) 0.6 6.2 4.6 4.5 pH Minerales: 0.93 99 Hierro, Fe (ppm) 0.21 0.15 Calcio, Ca %) 0.1 0.10 Fósforo, P (%) Fuente: Morales et. Al. (1995).
a. Temperatura Optima 13-14°C (56-58°F) para almacenamiento y transporte 15-20°C (59-68°F) para la maduración de consumo
b. Humedad Relativa Optima 90-95%, para exportación mas no así para consumo.
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c. Tasa de Respiración Temperatura mL CO2/kg· CO2/kg· h1, 2
20°C(68°F) 10-30
13°C (56°F) 15°C(59°F) 18°C(65°F) 12-40 15-60 20-70
El límite inferior de cada intervalo corresponde a los bananos verde-maduros y el superior a los que se encuentran en madurez de consumo 2Para calcular el calor producido multiplique mL CO /kg· h por 440 para obtener 2 Btu/ton/día o por 122 para obtener kcal/ton métrica/día. 1
d. Tasa de Producción de Etileno Temperatura µLC2H4/kg· µLC2H4/kg· h1
13°C (56°F) 0.1-2
15°C (59°F) 18°C (65°F) 20°C (68°F) 0.2-8 0.3-10 0.2-5
1El
límite inferior de cada intervalo corresponde al banano verde-maduro y el superior a los que se encuentran en madurez de consumo La mayoría de los cultivares comerciales de plátanos deben tratarse con 100-150ppm 100-150p pm de etileno por 24-48horas a 15-20°C(59-68°F) y una humedad relativa de 90 – 95 % para inducirles una maduración de consumo uniforme. Las concentraciones de bióxido de carbono deben mantenerse a menos del 1% para evitar interferencias con el efecto del etileno.
B. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL PRODUCTO El producto a obtener será Plátano fresco seleccionado, encerado y para el empaque de la fruta se utilizan cajas de cartón y plástico alveolar (fondo + tapa + cartulina o plástico alveolar) y Tapa de caja telescópica de cartón corrugado. Las cajas de cartón tienen una serie de orificios estratégicamente ubicados a fin de facilitar la circulación de aire frío en los contenedores. El producto a procesar se clasificara en las categorías de calidad siguientes: Extra Primera Segunda Las principales especificaciones que debe de cumplir en cuanto a calidad son las siguientes:
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a) Especificaciones mínimas. En todas las categorías y tipos, sin perjuicio de las disposiciones especiales establecidas para cada una y de las tolerancias admitidas, los plátanos deben cumplir las siguientes especificaciones, las cuales se s e verificaran sensorialmente. Sin perjuicio de otras disposiciones especiales y las tolerancias permitidas, los plátanos deberán cumplir con los siguientes requisitos.
Enteros; Si la presentación es en dedos, estos deberán estar sueltos, habiéndose cortado limpiamente el pedúnculo en el punto de inserción, dejando 2.5 cm. de longitud como mínimo. Firmes, no deben presentar deshidratación o suavidad anormal bien formados: no se aceptan los plátanos excesivamente curvos; Exentos de grietas o heridas frescas que alcancen la pulpa. Sanos: se excluyen los plátanos afectados por podredumbre, o alteraciones que los haga impropios para el consumo humano. Limpios: prácticamente exentos de materias extrañas (grasa, tierra, residuos visibles de agroquímicos, etc.); Exentos de humedad exterior anormal Exentos de olores y sabores extraños Libre de microorganismos, insectos y hongos Libres de daños mecánicos como golpes, grietas, heridas o rajaduras que provoquen el deterioro del producto y hacen que el mismo no sea apto para el consumo humano. Exento de daños causados por insectos o roedores. Con un grado de madurez adecuado. El producto debe presentar un desarrollo y un estado tales que les permita: Soportar la manipulación y el transporte; y responder en el lugar de destino a las exigencias comerciales. El requerimiento de color varía según el mercado de destino y el uso final de la fruta. El mercado de Estados Unidos prefiere un plátano que llegue al mercado mayorista con un color verde intenso así como los mercados europeos. Las especificaciones de los plátanos para su clasificación en categorías se verifican sensorialmente, debiendo cumplir con lo indicado, excepto aquellos en que se indique otro método de prueba específico, siendo los siguientes:
Categoría extra Los plátanos de esta categoría deben ser de calidad superior y presentar la forma, el desarrollo y coloración típicos o propios de la variedad. Deben ser uniformes en cuanto a la coloración y tamaño, debiendo cumplir íntegramente con las especificaciones señaladas anteriormente. DISEÑO DE PLANTAS PLANTAS AGROINDUSTRIALES AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
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No deben tener defectos, salvo defectos superficiales muy leves siempre y cuando, no afecte el aspecto general del producto a su calidad, a la conservación o a la presentación en el envase. Esto se verifica visualmente.
Categoría primera Los plátanos de esta categoría deben ser de buena calidad y presentar la forma, el desarrollo y coloración típicos o propios de la variedad. Pueden permitirse los siguientes defectos leves, siempre y cuando no afecten el aspecto general del producto, a la calidad, conservación o presentación del envase. En ningún caso estos defectos deben afectar a la pulpa del producto. Defectos leves de forma y color tal como las quemaduras de sol y daños por calor. Defectos leves en la cáscara como rozaduras, látex, costras, y manchas superficiales que no excedan de 1,5 cm2. Estas áreas se verifican utilizando una escala milimétrica. En ningún caso los defectos citados deben afectar el interior del plátano.
Categoría segunda. Esta categoría comprende los plátanos que no puedan clasificarse en las categorías superiores, pero satisfacen las especificaciones sensoriales mínimas detalladas anteriormente. Deben satisfacer las características de forma y desarrollo esperados de la variedad. Pueden permitirse los siguientes defectos, siempre y cuando los plátanos conserven las características esenciales respecto a su calidad, estado de conservación y presentación. Defectos de forma y color tales como las quemaduras de sol, daños por calor; siempre y cuando el producto presente las características comunes de la variedad. Defectos en la cáscara debido a rozaduras y costras que cubran un área de entre 1,51 cm2 y 2,0cm2. Estas áreas se verifican mediante escala milimétrica. Los defectos no deben afectar en ningún caso el interior del plátano.
b) Especificaciones de tamaño. El tamaño del plátano se determina por el diámetro de la parte central y la longitud de la parte convexa del dedo. La longitud de un debo se mide a lo largo de la curva exterior desde el extremo del crecimiento hasta la base del pedúnculo donde termina la parte comestible.
Tamaño mínimo El tamaño mínimo para los plátanos de la categoría extra, en todas sus variedades, es de 20.3 cm. de longitud y 3.8 cm. de diámetro. DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
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El tamaño mínimo para los plátanos de la categoría primera en todas sus variedades, es de 19.0 cm. de longitud y 3.6 cm. de diámetro. El tamaño mínimo para los plátanos de la categoría segunda en todas sus variedades, es de 15.2 cm. de longitud o menores en cuanto a la longitud de 3.1 cm. o menores en cuanto al diámetro, todo lo antes mencionado es según la TABLA N° 4.2.
Intervalos de tamaños Los plátanos se calibran según la escala siguiente: TABLA N° 4.2. CLASIFICACIÓN DEL PLÁTANO POR TAMAÑO EN FUNCIÓN AL DIÁMETRO Y LONGITUD
CODIGO DE TAMAÑO
LONGITUD MINIMA cm (pulgadas)
SEGUNDA PRIMERA EXTRA
15.2 (6.0) 19.0 (7.5) 20.3 (8.0)
DIÁMETRO DE LA PARTE CENTRAL cm (pulgadas) 3.1 (39/32) 3.6 (46/32) 3.8 (48/32)
c) Tolerancias. c.1. Tolerancia de calidad
Categoría extra. En cada lote o envase se permite una tolerancia del 5% en número o en masa de plátano que no reúnan todos los requisitos para esta categoría, pero que satisfagan los de la categoría primera.
Categoría primera En cada lote o envase se permite una tolerancia del 10%, en número o en masa de plátanos que no reúnan todos los requisitos de esta categoría, pero que satisfagan los de la categoría segunda.
Categoría segunda Se permite hasta 10% en número o en masa de plátanos que no reúnan los requisitos de esta categoría, o que presente marcas superficiales o cualquier otro defecto que altere la calidad.
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c.2. Tolerancia de tamaño
Categoría extra Se permite 5% en número o en masa de los plátanos que no satisfagan las exigencias respecto al calibrado, siempre que se ajuste al tamaño inmediatamente inferior o superior del código mencionado en el envase
Categoría primera y segunda Se permite 10 % en número o en masa de plátanos que no satisfagan las exigencias respecto a los tamaños, siempre y cuando entren en el tamaño inmediato inferior o superior y/o al código mencionado en el envase. TABLA 4.3. TOLERANCIA EN NÚMERO O MASA PARA LOS PLÁTANOS
CATEGORIA TOLERANCIA DE CALIDAD EN % EXTRA 5 PRIMERA 10 SEGUNDA 10
TOLERANCIA DE TAMAÑO EN % 5 10 10
d) Forma y características del Embalaje y rotulado. Empaque. Los bananos (plátanos) deberán disponerse en envases que se ajusten al Código Internacional de Prácticas Recomendado para el Envasado y Transporte de Frutas y Hortalizas Frescas (CAC/RCP 44-1995). Además de los requisitos de la Norma General del Codex para el Etiquetado de Alimentos Pre envasados (CODEX STAN 1-1985, Rev. 2-1999) El plátano se exporta en cajas de cartón corrugado totalmente teles copiable (tapa telescópica) de dos piezas, preferiblemente con base doble; La caja deberá soportar esfuerzos a la rotura de 19 kg/ cm 2 (275 lb/plg2). La caja usada para el banano es aceptable pero debe tener un divisor central vertical Para mejorar la resistencia y protección de la fruta. Si se usan grapas metálicas para conformar la caja debe tener se especial cuidado para asegurar que las grapas han cerrado totalmente y así evitar daños a la fruta.
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Material Cartón corrugado de pared doble encerado Con tapa telescópica
Características Buena resistencia al aplastamiento. Facilidades de impresión No ocupa mucho espacio de almacenamiento porque se puede guardar doblado Buena relación costo/calidad. Reciclable
El tamaño de la caja debe ser de 20x51x34 cm. de dimensiones. La distribución de la fruta en la caja debe realizarse de manera que no se dañen los frutos, para lo que se ubican cinco filas en la parte inferior de la caja se colocan dos filas opuestas de dedos planos y largos de forma igual a un arco.
Rotulado. Según: Perú Circular Nº 012-2005-SUNAT/A, Establece instrucciones sobre rotulado de mercancías de acuerdo a lo dispuesto en la Ley Nº 28405 y su Reglamento. El peruano, 16 de junio de 2005: Datos que deben sellarse en el producto según la norma técnica.
Origen del producto País de origen, y en forma opcional: denominación nacional, regional o local Características de comercialización Calidad Tamaño (Letra de referencia o categoría por peso) Número de unidades (opcional) Peso neto (opcional)
Las siguientes características no están establecidas en el "Codex Alimentarius Standard para plátano fresco" pero deberían cumplirse:
Metales Pesados Plomo (Pb) Max. 0,50 mg/kg Cadmio (Cd) Max. 0,05 mg/kg Mercurio (Hg) Max. 0.03 mg/kg Residuos Pesticidas No detectable Óxidos de azufre No detectable Bromuro No detectable Óxido de etileno No detectable
Fuente: Rodríguez, D. 2005. Exportación al Mercado de los Estados Unidos.
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C. Especificaciones Técnicas De Transporte.
Vida de tránsito y almacenamiento: máximo de 3 a 4 semanas (producto encerado). Se requieren condiciones de almacenaje de entre 12 y 13.5 °C. con humedad relativa de entre 85 y 95 por ciento. El transporte marítimo es considerado el medio más económico y especializado para la exportación de grandes cantidades de productos frescos. El plátano puede ser exportado exitosamente por la vía marítima si se siguen todo los lineamientos en cuanto a cosecha, grado de madurez y manejo. Se recomienda también pre-enfriamiento en bodega refrigerada antes de cargar los contenedores. Donde esto no sea posible, el ambiente de almacenaje debe tener Suficiente capacidad de enfriamiento para eliminar el calor del campo y mantenerla temperatura constante durante las 24 horas previas. Esto en la práctica puede obtenerse utilizando contenedores refrigerados como punto de pre-enfriamiento antes de la carga del contenedor final que hará la travesía marítima
Fuente: Guía práctica para la exportación a EE.UU. Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura.
PALETIZADO. En función al cumplimiento de la Norma Internacional de Medidas Fitosanitarias N° 15(NIMF 15). Paletas de cuatro entradas (para la carga); pueden ser de una dos caras. El montacargas puede tomar las por los cuatro lados. Facilita el proceso de carga en el contenedor y ayuda a maximizar e luso del espacio en el contenedor. Cajas de banano estibadas en patrón vertical con flejes, las cajas listas son colocadas en tarimas de madera de 1,10 m x 1,20m, (40” x 48”) colocando en la base de cada paleta o tarima doce cajas, por seis niveles de altura, para un total de 72 cajas cada paleta y 293 cajas
Fuente: USDA. Oficina de transporte. Manual de agricultura No. 668. Manual de transporte de productos tropicales. 1999.
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Consideraciones de Manejo:
Pre enfriamiento: aire forzado, enfriamiento en cuarto, enfriamiento en tránsito. Temperatura: 12º- 13.5ºC. Almacenamiento prolongado bajo temperaturas menores a 12 ºC pueden provocar daños por enfriamiento, mientras que superiores a 13.5 ºC acelerarían el proceso de maduración. Humedad relativa: 90 – 95% al inicio. Se baja a 85% con ventilación. Sensibilidad: daños por enfriamiento, magullamiento, etileno (a pesar de ser productor de etileno, es sensible a cantidades altas. Para evitar daños o maduración acelerada por exceso de etileno durante el tránsito o almacenamiento, se pueden colocar almohadillas absorbentes de etileno en las cajas.)
Fuente:http://postharvest.ucdavis.edu/Produce/ProduceFacts/Espanol/Banano.shtml
4.1.2 VOLUMEN DE PRODUCCIÓN El tratamiento pos cosecha se realizara a 8000 kg/día, es decir 1000 kg/hrde plátanos fresco para obtener 293 cajas/día de plátanos encerado entre las categorías de extra, primera y segunda.
4.2
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO El proceso de tratamiento pos cosecha de plátanos (Musa Paradisíacas.L ) es un proceso que se llevará a cabo bajo las más estrictas normas de calidad, lo cual nos garantiza una inmejorable calidad del producto final, dirigido al desarrollo de la agroindustria y contar con una planta bajo el concepto tecnológico de un sistema modular que permita lograr un incremento progresivo de la capacidad instalada original.
4.2.1 DESCRIPCION DE LAS ETAPAS DEL PROCESO El proceso de tratamiento pos cosecha comprende las siguientes etapas:
OPERACIONES BÁSICAS EN EL CAMPO DE CULTIVO a) COSECHA: La cosecha es una de las operaciones más importantes del cultivo de los plátanos. Una buena planeación de esta actividad representa un máximo aprovechamiento de la fruta con calidades extras que permitan abastecer a los mercados. Debe tenerse clara la idea, que los plátanos deben cosecharse verdes, en un punto tan cercano como sea posible de la madurez fisiológica natural (estado pintón) y evitar que maduren DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
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durante el transporte o en una fecha diferente a la programada según las necesidades del mercado. Se recomienda que la recolección se deba realizar en horas de la madrugada o al atardecer, esto con la finalidad de reducir los efectos pos cosecha. Siguiendo estos criterios, los racimos son cosechados en estado “hecho (madurez comercial)” y aunque la cásc ara tenga un color totalmente verde, internamente, la pulpa registra contenidos de azúcar que pueden variar desde 4 a 9%; otro indicador de que el racimo del plátano está de cortar es la edad y para ello se marcan las plantas con diferentes colores de cintas en la etapa de belloteo (labor de identificación de la fruta), así la edad de cosecha puede ocurrir entre 14 y 18 semanas después de la floración, la cual varía para cada variedad, zona de producción y temporada de consumo.
b) DESMANE. Previa a esta etapa se hace el control de calidad de campo respectivo que consiste en determinar las medidas, pesos y entre otros para luego continuar con la etapa de desmane. Consiste en el desprendimiento de los dedos sin dañarlos(con un cuchillo curvo muy filoso, de arriba hacia abajo) procurando dejar un pedúnculo o y a su vez realizando una selección previa basada en la apariencia visual, apreciando defectos como: Punta de cigarro, Mancha roja, Cicatrices, Quema de sol, Longitudes menores del dedo, dedos delgados y gruesos(visual), Cuello roto, fruta quebrada, magullada, deformidades u otro. Tradicionalmente, de una planta al cosechar el racimo se está utilizando del 20 al 30% de su árbol, quedando de un 70 a un 80% por utilizar, lo más común es que los órganos restantes se reciclen en la plantación como abono verde, existiendo posibilidades de potenciar su uso teniendo en cuenta su alto contenido de nutrientes.
c) 1ER LAVADO Ó DESLECHE. Los dedos seleccionados como buenos se pasan al tanque de desleche con una solución de agua, alumbre al 0,5% y algún floculante para impedir la adherencia del látex en la fruta por 15 o 5 minutos, respectivamente, lo cual además de preparar una fruta más limpia para el siguiente proceso, esta solución también sirve como cicatrizante en la zonas donde se han hecho cortes. Esta etapa estará a cargo de personal idóneo y capacitado.
d) CLASIFICACIÓN Y TRASLADO EN BITS (jabas) Consiste en clasificar las manos en calidad extra, primera y segunda para luego colocar las manos en los bits o jabas Dimensiones externas y Peso: Largo: 50 cm Altura: 23 cm DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
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Ancho: 30 cm Peso da cada bit: 1,4 kg Peso de plátano alrededor de 20kg, este ha de contener en la base una esponja de alta porosidad para cuidar del daño mecánico. Las manos deberán cogerse por debajo para evitar el cuello roto.
OPERACIONES EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO POS COSECHA: e) RECEPCIÓN Y VERIFICACIÓN En la sala de recepción se recibirá 7321.73 kg/día de plátanos y se verificara los índices de cosecha y calidad; el índice de madurez, sanidad, variedad, peso, tamaño, forma color y uniformidad de la materia prima.
f) 2DO LAVADO Y DESINFECCION Desinfectar es un paso básico para evitar que la fruta llegue con hongos o algún agente externo, al mercado final. El llenado de la poza de lavado con agua no debe ser total pues la fruta desplazaría un volumen considerable de líquido, por lo que se debe usarse el tanque con un 75% de su volumen. El poza de lavado debe de tener una fuente de agua el cual es suministrado de un grifo a presión para deslizar el plátano hacia el otro extremo, en medio del tanque hay una ducha que cruza dicho tanque para poder lavar los plátanos que tiene menor densidad, los que flotan. Además se tiene una malla metálica de acero inoxidable que traslada hasta el final del tanque. El tanque tendrá un rebalse en su parte posterior para evacuar el látex y las suciedades.
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g) SELECCIÓN Y SECADO La fruta desinfectada se coloca sobre las bandeja con separación etapa en el cual se hace la selección, cada línea en la bandeja va con una calidad que es indicada entre el personal que lo realice para luego trasladar luego hacia el túnel de secados.
h) ENCERADO Esta etapa consiste en utilizar la cera de carnauba al 10% que mediante un aspersor mecánico o manual se realiza el encerado. La cera de carnauba se obtiene de las hojas de la palma Coperniciaprunifera. Esta palma es endémica de Sudamérica y crece en la región de Ceará, al noreste de Brasil se aprovecha al máximo en el recubrimiento de la frutas.
i) SECADO POR OREADO NATURAL. Las frutas ya enceradas se dirigirán la mesa de secado el cual se ha de secar en un intervalo de 10 a 15 minutos.
j) PULIDO. Una vez secadas se frotan con cepillos dtipo brocha de doble giro cuyo accionamiento es un pequeño motor, suavemente para darle brillo y mejorar su apariencia exterior para una mejor presentación.
k) EMPACADO, ETIQUETADO, PESADO Y SELLADO. Se realizará esta operación en cajas con dimensiones de 20 x 51 x 34 cm. La distribución de la fruta en la caja debe realizarse de manera que no se dañen los frutos, debajo de las cajas se dispondrá de una esponja en la base y papel este último envolverá parte de la caja, pero de modo que se pueda ver el plátano, para lo que se ubican cinco filas dentro de la caja de la siguiente forma. En la parte inferior de la caja se colocan dos filas opuestas de dedos planos y largos de forma igual a un arco. Cada caja contendrá aproximadamente 25kg. En esta etapa estará a cargo de personal capacitado, de La producción por hora de la planta será: 37 cajas /hora, por lo tanto cada operario empacara un promedio de 9 cajas por hora.
DESMANADO
ETIQUETADO
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l) ESTIBADO Y ALMACENAMIENTO Las cajas listas son colocadas en tarimas de madera de 1,10 metro ancho x 1,20 metro largo, colocando en la base de cada paleta 12 cajas, por 6 niveles, para un total de 72 cajas cada tarima y 1172 cajas por contenedor .La temperatura es de 12 a 13,5ºC para asegurar una buena conservación durante 3 a 4 semanas. Por lo tanto es muy importante tener en cuenta que el fruto de plátano es un organismo vivo, que continúa con los procesos de respiración, transpiración y producción de etileno, una vez cosechado y durante la maduración; la manipulación del producto puedan afectar en forma positiva o negativa los procesos internos antes mencionados que inducen a la conservación o al deterioro de la calidad. Es imprescindible conservar la fruta bajo refrigeración. Para ello la planta dispone de una cámara frigorífica con temperatura controlada de 12,5 a 13ºC, donde la fruta permanece hasta el final de la jornada.
Paletizado o tarimado
Estibado
Almacenado
Transporte
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4.3 DIAGRAMAS DE FLUJO 4.3.1 DIAGRAMA DE FLUJO CUALITATIVO PARA EL TRATAMIENTO POS COSECHA. Gráfico N° 4.3.1.- Diagrama De Flujo Cualitativo Para El Tratamiento Pos Cosecha De Plátano MATERIA PRIMA
Rece ción
Agua + desinfectante
evaluación
Lavado y Desinfectado
Residuos y agua sucia
Selección
Secado
Cera de carnauba
Encerado
Secado
Pulido
Etiquetas, cajas Em acado
esado
Sellado
Almacenamiento
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4.3.2 DIAGRAMA DE FLUJO CUANTITATIVO PARA EL TRATAMIENTO POS COSECHA. Gráfico N° 4.3.2.- Diagrama De Flujo Cuantitativo Para El Tratamiento Pos Cosecha De Plátano. Materia prima Rece ción
evaluación
7321.73 kg/día Agua+ Desinf. (3660.87 kg)
Lavado
Desinfectado
Agua+ Desinf. (33.02 %) Residuos (0.66%)
7283.66 kg Selección
7283.66 kg Secado
7283.66 kg Cera (48.70kg)
Cera (0.07%)
Encerado
7327.36 kg Secado
7327.36 kg Pulido
7327.36 kg Cajas, Bolsas
Em acado
esado
Sobrantes (0.05%)
7323.70 kg Etiquetas
Sellado
7323.70 kg Almacenamiento
A (12,5-13°C) en cámara de refrigeración
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Gráfico N° 4.3.3.Diagrama De Flujo de procesos para El Tratamiento Pos Cosecha De Plátano Tratamiento en campo.
Cultivo de plátano
Desmane
Embolsado y otros tratamiento pre cosecha
Control de calidad
Almacén de materia prima.
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4.3.3 DIAGRAMA DE FLUJO CONSTRUCTIVO PARA EL TRATAMIENTO POS COSECHA. Gráfico N° 4.3.3.- Diagrama De Flujo Constructivo Para El Tratamiento Pos Cosecha De Plátano
RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA
OREADO
PULIDO
TRANSPORTE
LAVADO Y DESINFECCION
ENCERADO
ROTULADO Y EMPACADO
SELECCIÓN
SECADO
ESTIBADO y ALMACENAMIENTO
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4.4
BALANCE DE MATERIA (BM) La finalidad del balance de materia es determinar en forma cuantitativa. La cantidad de materia prima e insumos que se utiliza en el proceso productivo y de esta manera poder diseñar las operaciones más simples tanto para calcular el tamaño del equipo como para considerar las interrelaciones entre distintos equipos. En el siguiente cuadro se presenta el balance de la materia prima expresado en unidades másicas por unidad de tiempo.
BALANCE EN LAS PRINCIPALES OPERACIONES DEL PROCESO OPERACIONES EN EL CAMPO DE CULTIVO: 1. DESDEDE Y SELECCIÓN: Considerando que el 70% del peso total es el peso del vástago, del cual el 2,4 % se pierde en el descarte.
Entrada Kg/día Campana de 26667 Plátanos 26667
Total
% 100
100
Salida Kg/día Plátanos 7360 seleccionados Descarte 640 Vástago 18667 26667 Total
% 27.6 2.4 70 100
2. 1ER LAVADO Ó DESLECHE
Entrada Plátanos Agua (0.5:1) Total
Kg/día 7360 3680 11040
% 66.67 33.33 100
Salida Plátanos lavado Agentes extraños Agua Total
Kg/día 7321.73 72.86 3645.41 11040
% 66.32 00.66 33.02 100
3. CLASIFICACIÓN Y ENVASADO EN BITS En esta etapa se considera que no existe perdida de la fruta (7321.73 kg).
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58
OPERACIONES EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO POS COSECHA: 4. RECEPCION Y EVALUACION En la sala de recepción se evalúa la materia prima y recepciona7321.73 kg/día 5. LAVADO Y DESINFECCION Desinfectar es un paso básico para evitar que la fruta llegue con hongos al mercado final.
Entrada Kg/día Plátanos 7321.73 lavados Desinfectante 3660.87 10982.6 Total
% 66.67 33.33 100
Salida Plátanos desinf. Residuos Desinfectante Total
Kg/día 7283.66 72.49 3626.45 10982.6
% 66.32 00.66 33.02 100
6. SECADO Se realiza el secado en una cámara de secado; en esta se considera que no existe pérdidas de la fruta (7283.66 kg/día) 7. ENCERADO
Entrada Kg/día Plátanos 7283.66 secos Solución de 48.70 cera 7332.36 Total
% 99.34
Kg/día 7327.36
% 99.93
00.66
Salida Plátanos enceradas Solución de cera
5
00.07
100
Total
7332.36
100
8. SECADO Se realiza el secado en una cámara de secado; en esta se considera que no existe pérdidas de peso la fruta (7327.36 kg/día) 9. PULIDO En esta operación se considera que no existe pérdidas de la fruta (7327.36 kg/día) 10. EMPACADO, PESADO Y SELLADO Se empacaran y etiquetaran en cajas de 25 Kg de plátanos. En total se necesitaran 293 cajas de empacado de plátanos/día. El rendimiento por proceso de producción de la materia prima al empacado del plátano es de 99.95%. DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
59
Entrada Plátanos encerado secos Total 4.5
Kg/día 7327.36
7327.36
% 100
100
Salida Plátanos Encerado empacado Sobrantes Total
Kg/día 7323.70
% 99.95
3.66 7327.36
0.05 100
PROGRAMA DE PRODUCCIÓN La cantidad a producir de los plátanos es 293 cajas/día, de plátanos encerados, obteniéndose a la semana 1465 cajas/semana, al mes 5860 cajas/mes y al año serán 58600 cajas/año. Esto considerando 8 horas de trabajo al día, 5 días a la semana y 10 meses de trabajo al año (un mes de capacitación y mantenimiento)
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60
CAPITULO V. DIMENSIONAMIENTO, DISEÑO Y SELECCIÓN DE EQUIPOS
DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
61
5.1
DISEÑO DE LA CAMARA DE REFRIGERACIÓN La construcción de una cámara de refrigeración es indispensable para la conservación de plátanos, que no entran en el proceso inmediato, del mismo modo para el producto listo para almacenaje temporal antes del embarque del transporte. Esto con el fin de acondicionar y prolongar la vida útil del plátano ya que para la exportación necesitamos que esté en condiciones de óptimas, hasta cumplir con el lote para un contenedor el cual es de 960 cajas, esto se cumplirá en 4 días de trabajo.
FIGURA 1. Cargas de calor en el sistema de refrigeracion.
5.1.1. CARGAS TERMICAS : a. Carga térmica por pérdidas por transmisión: corresponde al calor transmitido a través de paredes y techos aislados en régimen estacionario. b. Carga térmica por enfriamiento y/o congelación : corresponde a las necesidades frigoríficas por enfriamiento del plátano. c. Carga térmica por conservación: es el desprendimiento de calor que el plátano experimentan durante su conservación. d. Carga térmica por renovación de aire: corresponde a la renovación de aire que se debe llevar a cabo en las cámaras frigoríficas con temperaturas de trabajo superiores al punto de congelación, durante una frecuencia determinada, por el producto refrigerado. e. Carga térmica por personas: corresponde al número de personas que entren diariamente a las instalaciones frigoríficas. DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
62
f. Carga térmica por iluminación: es el nivel lumínico proyectado en la instalación frigorífica, que actualmente corresponden a 100 lux y su correspondiente potencia eléctrica instalada.
5.1.2. CONDICIONES DE OPERACIÓN. La temperatura de conservación es de 12 a 13°C para asegurar una buena conservación durante el periodo de 22 días que requiere el transporte desde la planta (La provincia de La Mar) hasta su país destino EE.UU. La capacidad de la cámara se obtiene considerando los siguientes parámetros.
Peso de plátanos por día: 7 323.70 kg. Tiempo de refrigeración: 4 días. Peso de total a almacenar: 29 309,4 Kg. Peso del producto por caja: 25 Kg Número de cajas necesarias: 1172 cajas. Peso de cada caja: 0,2 kg Dimensiones de cada caja: 20 x 51 x 34 cm Área total de caja: 0,102m 2
5.1.3. DISTRIBUCIÓN DE LOS BLOQUES DE MATERIA PRIMA DENTRO DE LA CÁMARA DE REFRIGERACIÓN. 1ra etapa: Se debe establecer cómo será la cámara (geometría), determinar la posición de los equipos, se determina la posición de puertas (entrada y salida), determinar dimensiones de la cámara (físicas) y espacio físico para apilar y como se va apilar, se determina espacio de los pasillos, pre-cámara o cortinas de aire, iluminación. 2da etapa: luego se procede a definir composición y espesores de paredes de la cámara, pared y piso, luego se calcula carga térmica de enfriamiento y finalmente se selecciona vía catalogo los equipos (evaporador, compresor, condensador y válvula de expansión). Las cajas estarán estibadas sobre tarimas de madera que tienen las dimensiones siguientes:
Longitud: 1,2 m Ancho: 1,1 m Altura: 0,35 m Área ocupada por tarima: 1,32m2 Numero de cajas en la base de la parihuela: 12 cajas Altura de cajas: 6 cajas por 2 filas Total de cajas por tarima: 72 cajas Número de tarimas necesarias: 5 tarimas de madera DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
63
5.1.4. DETERMINACIÓN REFRIGERACIÓN.
DEL
ÁREA
DE
LA
CÁMARA
DE
Las dimensiones de la cámara se determinan la siguiente manera:
Largo de la cámara incluido los espacios entre tarima y espacios para caminar dentro: 3 tarimas x 1,20m + 1x3+2= 8,6 m Ancho de la cámara: 2tarimas x 1,10m + 1x3m= 5,2 m Altura de cajas + altura de la base de tarima + espacio superior para circulación del refrigerante: 6x0,34 + 0,1+0,35 = 2,5 m Área total del suelo y cielo de igual medida (2(5,2x8,6 + 5,2x2,5 + 8,6x2,5): 158m 2 Volumen total (5,2x8,6x2,5): 111,8 m2 La determinación final de las dimensiones de la cámara interna, se diseñó teniendo en cuenta el movimiento de los bloque más la circulación del personal y teniendo en cuenta que la. Resumen de dimensiones de la cámara frigorífica.
Dimensión Largo (L) Ancho(A) Altura (H)
Medida (m) 8,6 5,2 2,5
Área
Volumen
158m2
111,8 m3
Las cajas listas son colocadas en tarimas de madera, colocando en la base de cada paleta seis cajas, por seis niveles de altura, La temperatura es de 12,5 a 13ºC para asegurar una buena conservación durante 3 a 4 días. Las paredes se mantienen con el mismo espesor de aislante para el diseño de la cámara de refrigeración. Por lo tanto según el aislante para el diseño es el poliuretano rigido, espesor final está en función de la temperatura de almacenamiento del producto, el cual se muestra en el cuadro N°4.2. Espesor del aislante: 6,35 cm Espesor de las láminas de acero: 0,79 cm Total: 0,071m Las dimensiones externas de la cámara son: Longitud (0,071x2 + 5): 5,14 m Ancho: 3,14 m Altura.2,64 m
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64
Cuadro N°4.2.elección del espesor mínimo del aislante Temperatura de almacenamiento (°C) 10 a 15 4 a 10 4 a -4 -4 a -9 -9 a -18 Fuente:
Espesor del Poliuretano corcho Rígido (pulgada) (pulg.) 3 2 4 3 5 3 6 4 7 4
Poli estireno (pulg.) 5 3 4 4 5
Tecsup virtual (2009)
5.1.5. BALANCE DE ENERGÍA EN LA CÁMARA DE REFRIGERACIÓN El balance de energía es necesario determinar en las cámaras de refrigeración por ellos se requiere calcular el calor especifico (Cp) del plátano real mediante análisis de laboratorio, teóricamente es de 0,81kcal/kg*°C. Donde:
Xc: carbohidratos =0,24% Xp: proteínas=1,6% Xg: grasas = 0,3% Xs: cenizas = 0,9% Xh: humedad = 74,8%
Observación: los cálculos realizados se tomaron del libro de
Suzanne Nielsen “Análisis
de Alimentos”.1996.
La carga de refrigeración total del sistema se mencionó pero se calculará solo los siguientes: Viene de muchas fuentes de calor, esta a su vez son causadas por: Transmisión de calor Infiltración de aire Carga de productos, los cuales vienen del calor contenido dentro del producto que se almacena. Cargas suplementarias, causadas por los motores, luces, cajas y del personal.
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65
5.1.6. Cálculo de la carga calorífica total (Qt).
………………………. (2) Donde: Q1 =pérdida de calor a través las paredes. Q2 =carga térmica debido al movimiento del aire Q3 = carga térmica del producto Q4 =carga térmica de las cajas Q5 = carga térmica la iluminación Q6 = carga térmica por la circulación del personal Q7= carga térmica de las tarimas
a. Cálculo de la transferencia de calor a través de las paredes, piso y techo Cálculo de pérdida de calor por las paredes (Qpa).
Donde: : Conductividad térmica del aislante. (0,026 w/m°C) K (68 m2) Apa : Área de las paredes : Temperatura externa de la pared (17,5 °C) Te : Espesor del aislante (0,0508m) X : Temperatura interna (13°C) Ti (44,7 m2) App : Área del piso (44,7 m2) Apt : Área del techo Como los aislantes son uniformes para las paredes, piso y techo; tendremos la pérdida de calor reemplazando en la ecuación 3:
( )
, entonces.
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66
b. Carga térmica debido al infiltraciones del aire: (Q 2) Expresa las pérdidas de calor por entrada de aire exterior en el interior de la cámara. Se prevén unas cuatro renovaciones al día del total del aire que contiene la cámara con el fin de contemplar en conjunto todas las veces que se abre y se cierra la puerta de la cámara en un día. Fuente: McQuiston-Parker-Spitler .CALEFACCIÓN, VENTILACIÓN Y SISTEMA DE REFRIGERACIÓN. (2003).
Datos: Volumen de la cámara Temperatura exterior Temperatura interior Renovaciones (información técnica)
: : : :
V=11,8 m 3 Te = 17,5 °C y H.R=85% Ti = 13°C y H.R = 95% N= 4 renovaciones en
24
horas
1. Necesidades por enfriamiento:
Fuentes de calor internas Son las fuentes que se originan por el producto refrigerado y el uso de luces, equipos y personas en el interior de los cuartos, por lo que están sujetas a los horarios de permanencia y uso, más que a las condiciones climáticas predominantes. La importancia de cada fuente interna depende del volumen del cuarto, pero por lo general el plátano será lo de mayor importancia. Son además un caso especial, ya que se consideran producto vivo y requieren aire exterior para respirar oxígeno y generar CO2.
c. Carga térmica del producto (Q3). Donde:
Masa del plátano a almacenar Capacidad calorífica del plátano Temperatura final del plátano Temperatura inicial del plátano
(m) (Cp) (Tf) (Ti)
: : : :
7323,7 kg 0,834 kcal/kg°C 13°C 17,5°C
Reemplazando datos en la ecuación (1,3) tenemos: DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
67
, en 24 horas. d. Carga térmica de las cajas (Q 4).
Masa de la caja a almacenar (m) Capacidad calorífica del plátano Temperatura final del plátano Temperatura inicial del plátano
: (Cp) (Tf) (Ti)
0,2 kg : 1340J/kg°C : 13°C : 17,5°C
e. Carga térmica de la iluminación (Q5).
Donde: Ai : área interna de la cámara : F : potencia de la luz : n : número de horas encendida : manejo de almacenamiento.
44,72 m 2 50 w/m2 0,5 h; es el tiempo de
f. Carga térmica por la circulación del personal (Q6).
; Calor sensible debido al trabajo que para nuestro caso es un trabajo ligero solo de almacenar. ; Calor sensible debido a la transpiración del personal. Fuente: Vademécum del frigorista.
Observación: el número de personas es 2. Reemplazando en la ecuación 6, tenemos:
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68
g. Carga térmica de las tarimas (Q7).
Donde: Masa de la tarima Capacidad calorífica de la madera (abeto) Temperatura final del plátano Temperatura inicial del plátano , en un día
(m) (Cp) (Tf) (Ti)
: : : :
18 kg 2720 J/kg°C 13°C 17,5°C
h. Evaluando las propiedades termodinámicas del refrigerante (freon-12) FIGURA 2.Ciclo de refrigeración
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69
Temperatura de evaporación: 13°c
Vapor saturado, proceso insentrópico:
Temperatura de saturación: 17,5 °C
Como P3=presión de saturación a 17,5 °C P1=presión de saturación a 13°C
Como el proceso es isentrópico de 1 a 2 entonces: S2=S1, el estado queda definido mediante En vapor sobrecalentado se tiene:
En el proceso de estrangulamiento: Entonces tenemos el coeficiente de funcionamiento de la cámara de refrigeración:
Tonelada de refrigeración o flujo del refrigerante (kw/ton):
FIGURA 3. Ciclo de refrigeración ideal:
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70
FIGURA 4. Ciclo de refrigeración real.
Por lo tanto: Trabajo del compresor (Wcomp) Calor de condensación (Qcond) Calor de evaporación (Qevap)
: : :
Cálculo de la potencia del compresor:
; es
para la selección del compresor con el cual funciona la cámara de refrigeración. Fuente: INGENIERIA TERMODINAMICA “FUNDAMENTOS Y APLICACIONES”. Francis F. Wang.2da edición .México 1999.pág.(527-537)
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71
CAMARA DE REFRIGERACIÓN DEL EMPACADO DE PLÁTANOS. función operación condición de operación capacidad modelo Potencia de compresor dimensiones Dimensión largo (l) ancho(a) altura (h) tiempo de acondicionamiento refrigerante material aislante espesor del aislante techo base sistema especial acabado material Proveedor:
conservación de plátanos continua temperatura de proceso 13°c 8ton rectangular 1/2hp medida (m) 8,6 5,2 2,5 8 horas freon-12 poli estireno rígido 2pulg. de soporte aéreo suelo formado in situ control de presión y temperatura planta metálica antideslizante y pintura poliéster acero inoxidable Lucena Factory de hostelería
FIGURA 5. ESQUEMA DE LA CÁMARA DE REFRIGERACIÓN.
DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
72
Los elementos y accesorios se pueden elegir de acuerdo al costo. FIGURA6. CAMARA DE REFRIGERACION SELECIONADA
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73
FIGURA 7. DESCRIPCIÓN DEL POLIURETANO RIGIDO.
FIGURA 8. CUERPO DEL SUELO FORMADO IN SITU
CUERPO DEL SUELO FORMADO IN SITU Aislamientos de suelo con aireación, realizado con: bloque, bovedilla o Cavit. Planchas de poliuretano o PIR de alta resistencia a la compresión. Terminación de solera con mallazo y hormigón. Acabado elegido por el cliente (resinas, pinturas, etc.) DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
74
Detalle de como la pared de panel es embutida en la solera, su parte inferior esta desprovista de la chapa con el fin de romper el puente térmico. FIGURA9. DETALLES DEL LA PARED.
SOPORTACIÓN DE TECHOS Para suspender cámaras estándar, ver figura se cuenta de un perfil de suspensión convexoredondeado, el cual mediante mecanismo de varilla-UPN de suspensión, se fija a la base de la cercha.
FIGURA 10. SOPORTE DEL TECHO.
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75
5.2
ESPECIFICACION DE MAQUINARIAS Y EQUIPOS Las especificaciones se realizaran en función del proceso productico: 1) TANQUE DE LAVADO Y DESINFECCIÓN FUNCION OPERACI N DIMENSIONES CONDICIONES DE OPERACIÓN MATERIAL ELEMENTO O ACCESORIOS
desinfectar las manos de plátano continua (5x2,5x1,5)m a temperaturas de 10 a 15°C Enchapado con mayólica de color blanco. Grifo de entrada de agua a alta presión, ducha para lavado a chorro y Malla metálica con giro de 360° para reunir al extremo los plátanos.
2) TRANSPORTADORES DE RODILLO ACCIONAMIENTO MÉCANICO.
POR
GRAVEDAD
CON
Este tipo de transportadores de rodillos, son lo más sencillos y económicos de todos, nos proporcionan la posibilidad de mover el plátano de un punto a otro, aprovechando el desnivel, y el ángulo de reclinación de 5°. El accionamiento es mecánico, para que las bandejas se pongan en movimiento se empuja hacia el lado que se requiere y aprovechando la poca fricción del rodillo este se pone en movimiento, la facilidad de realizar un empuje o arrastre manual con mínimo esfuerzo por parte del operario. Estos sistemas son ideales para líneas de encerado, secado, pulido y llegando así a la zona de empacado de plátanos. La pieza mínima a transportar por un camino de rodillos, por gravedad, será como mínimo o igual en longitud a la distancia entre 3 rodillos. FIGURA 11. TRASPORTADORA DE RODIILOS
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76
Especificaciones: Modelo
Diámetro rodillo(mm) 50
CRG L4040-50R
ELEMENTOS Y ACCESORIOS Bastidor Rodillos Largo, ancho y altura Patas Soporte Apoyos Guías laterales Inclinación FIGURA 12. Pata soporte
del Ancho útil de trabajo Longitud total (mm) (mm) 1001,000
50010.000
CARACTERISTICA Construido en perfilería de aluminio anodizado. Acero cincado. Acumulación o accionamiento fijo. 7, 0,8 y 2 m respectivamente Fijadas por escuadra inferior(ver .figura 12) Con brida de fijación PV(ver .figura 13) Guia deslizante macizo (ver. Figura 14) 5° FIGURA 13.brida de soporte
FIGURA 14. Guia la lateral.
FUENTE: Transmisiones Industriales Camprodón S.L
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77
3) TUNEL DE SECADO Túnel de secado que estando previsto para secar la fruta tras un proceso de lavado, está caracterizado por actuar de tal manera que entrando la fruta al Túnel de secado se seca mediante un ventilador axial. FIGURA 15. Esquema del secador con ventilador
Las secadoras modelo TS, son túneles modulares de gran potencia y óptimas prestaciones, para el secado automático de bandejas. Pueden acoplarse con el ventilador axial a una unidad de transporte.
Especificaciones:
Proveedor: DRYING TUNNELS TYPE “TS”
Fuente: catalogo de la empresa DRYING TUNNELS. DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
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4) ENCERADOR El tipo de encerador es un aspersor manual con las especificaciones siguientes especificaciones: Los pulverizadores profesionales de 10 a 20 litros. Una bomba de 480 cm³ genera una presión de 3 bares con poquísimos bombeos, habida con grandes orificios que facilitan su limpieza, cuyo alcance es de 50 cm, el mango robusto que permite acoplar un manómetro y la selección de toberas incluidas. Proveedor: SOLO COMPANY. FIGURA 16. ASPERSOR MECANICO
5) PULIDOR O CEPILLOS CILÍNDRICO TIPO BROCHA Los cepillos tipo brocha proveen una utilización óptima en funciones de encerado cuyo cepillado se hace en seco. Es un cepillo fácil de limpiar por su forma de construcción. La cera y los residuos son fáciles de desechar, asegurando una acción de cepillado muy efectivo, así como una mejora sustancial en la duración de los cepillos. CARACTERISTICAS: Utilizable donde sea. Tensión 220 Kg ajustable. Sellado por vibración.
Modelo Material Ancho Espesor Tensión Máxima Medida peso Voltaje
ST PP/PET de 24 hileras 10 A 16mm 0.6 a 1.05 mm 220Kg 390(L)x128(A)X125(A) mm 4.7 Kg 100 v
Transpak H-21 Tensionadora. DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
79
Azul truquesa. Medida: 12 a 19 mm. 20 pcs/carton
Transpak H-83 Portarollos
FIGURA 17.CEPILLO PARA PULIDO.
Medida: 200 mm, 280 mm.
Transpak H-34 Selladora
Antifriccion. Longitud: 460 mm Medida: 12mm, 15.5 mm 10 pcs/carton
Sello metálico para fleje
Medida: 1/2, 3/8, 5/8 pulgadas
6) BANDEJAS CON SEPARACION. MATERIAL: plástico de alta resistencia .
7) MESA DE EMPACADO Función: soportar las cajas para el empacado de los plátanos. Material: acero inoxidable de alta calidad. Medida: 3x3x1m Proveedor: ROCHIN POST HARVEST.
8) BALANZAS ELÉCTRICA
Función : Pesado de las frutas empacadas Capacidad : 30 kg Cantidad : 02 Proveedor : Nova DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
80
9) MESA DE SELLADO
Función : sellado de la frutas Cantidad : 01 Material : Acero inoxidable Proveedor : Nova
10)TARIMAS. tarimas de madera de abeto para apilar las cajas
11)CARRETILLA HIDRÁULICA
Función : transportar el producto final al carro refrigerante Capacidad : 0,5TM Cantidad : 01 Material : Acero fundido
12) CAMIÓN PARA TRANSPORTAR
Función : transportar el producto final hasta el puerto de embarque Capacidad : 10 TM Cantidad : Característica : con equipo de refrigeración
13) INDUMENTARIA
Guantes de jebe Botas de jebe Tapa boca Cubre cabello Mandil
14) JABAS DE PLÁSTICO O BITS
Función : recepción de la materia prima Cantidad : para cubrir todo 1000 unidades Material : Plástico Dimensiones : 0.5 x 0.3 x 0.23 m
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81
15) EQUIPOS DE LABORATORIO
Balanza analítica Termómetro Tubos de ensayo Fiola de un litro Probeta graduada Penetro metro Refractómetro
16) MOBILIARIO PARA OFICINA
Escritorio Estante Equipo de cómputo Sillas Material de limpieza Extinguidor de 10 kg
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82
CAPITULO VI. DISTRIBUCIÓN DE ÁREAS EN LA PLANTA Conociendo las características del terreno elegido se procede a hacer el respectivo diseño llamado Layout, el cual significa ordenamiento, metodología secuencial y racional, de distribución de todos los elementos que intervienen en la obtención de plátanos encerado empacado en cajas de 25 kg El tipo de Layout será por producto o en línea, aquí un producto se produce en un área determinada. El producto (plátano) es el que se mueve. Esto significa que cualquier equipo de fabricación, independientemente de la función que realice se arregla de acuerdo a la secuencia de operaciones detallado en el capitulo anterior.
6.1
DETERMINACION DE LAS AREAS QUE CONFORMAN LA PLANTA
La determinación de las áreas que conforman la planta se realizará por el método de la superficie parcial de Guerchet.
MÉTODO DE LA SUPERFICIE PARCIAL DE GUERCHET:
A. ÁREA DE PROCESOS TANQUE DE DESINFECCION
a. SUPERFICIE ESTATICA (SS): Es el área ocupada por el equipo, maquinaria o inmueble en su proyección ortogonal al plano horizontal. Ss = Largo x Ancho.
b. SUPERFICIE GRAVITACIONAL (SG): Es el espacio necesario para el movimiento alrededor del puesto de trabajo, tanto del personal como de los materiales. Sg = Ss x N
N : Número de lados útiles.
c. SUPERFICIE DE EVOLUCION (SE): Es el área destinada a la circulación del personal y operación de las maquinarias y/o equipos, con absoluta holgura. Se = (Ss + Sg)x K
K = hEM/2(hEE)
Donde: DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
83
K: cte. que resulta del coeficiente entre el x de la altura de la planta y el x de la altura de los elementos móviles y dos veces la altura de los elementos estáticos. hEM: Altura de los elementos móviles. hEE: Altura de los elementos estáticos. d. AREA TOTAL: St = Ss + Sg + Se St = nSs(1 + N)(1 + K)
n: Número de maquinarias.
De la misma manera se calcula para las demás áreas de la Planta de Tratamiento de Pos cosecha de Plátanos. CUADRO N° 6.1.- Determinación del Área de Proceso EQUIPOS Tanq.desinfección Secador Encerador Pulidor Mesa de empacado
Mesa de sellado Paleta
CANT. L (m) 1 2 1 1 1 4 2
A (m) SS (m2)
N
SG(m2) SE (m2) AT(m2)
B. ALMACEN DE MATERIALES E INSUMOS
Javas Consideraciones: Producción por día Kilogramos por jaba Total de jabas por día Dimensiones de la jaba Área total de la jaba N° de columnas de las jabas N° de filas de las jabas Ruma de jabas Capacidad de almacenaje
: 7321.73 kg/día : 20 kg : 366 : 0.5 x 0.3 x 0.23 m : 0.15m 2 : 11 longitud total 5.5 m : 10 Ancho total 3.00 m : 8 Altura 1.84 m : 880 jabas
Área total = 16.5 m2 Insumos DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
84
Longitud del pelets : 2.10 m Ancho de la tarima : 1.10 m Área de la tarima : 2.31 m2 Espacio entre parihuelas y movimiento del personal: 6.50 m2
Área total = 8.81 m2 Por lo tanto el almacén de insumos y envases:
Total del área = 25.31 m2 C. OTROS AMBIENTES Son las áreas que ocupan los bienes físicos que se encuentran en la planta y espacios libres para el desplazamiento del personal, los cuales detallamos en el cuadro siguiente. CUADRO N° 6.2.- Área Para Los Diferentes Ambientes
AMBIENTE
U NI D A D
LABORATORIO Escritorio y silla 1 Estante 1 Lavadero 1 Meza enlozada 1 Espacio libre Total OFICINA DEL JEFE DE PLANTA Escritorio y silla 1 giratoria Estante 1 Silla de recepción 2 Mueble para la 1 computadora Espacio libre Total SERVICIOS HIGIENICOS Espacio para sanitario Espacio para lavadero
2 2
LAR GO (m)
ANC HO (m)
ARE A (m2)
1.20 1.20 2.50 2.00
0.90 0.45 0.50 0.80
1.08 0.54 1.25 1.60 5.20 9.67
1.20
0.90
1.08
1.20 0.60 1.20
0.45 0.60 0.80
0.54 0.72 0.96 10.0 0 13.3
0.60 0.60
0.60 0.50
DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
0.72 0.60
85
Espacio para ducha Espacio libre Total
2
1.00
1.00
2.00 9.18 12.5 0
CUADRO N° 6.3.- Resumen De Los Ambientes Que Conforman La Planta AREAS
LARGO (m) 5.06
ANCHO (m) 5.00
AT (m2) 25.30
2. Laboratorio de control de calidad
3.00
3.00
9.00
3. Área de recepción y pesado
3.00
3.00
9.00
8.00
5.00
40.00
6. rea administrativa
5.32
2.50
13.3
7. SS.HH administrativo
2.50
2.50
6.25
8. Guardianilla
2.50
2.50
6.25
9. SS:HH personal/vestidores
3.00
3.00
9.00
10. Sala de maquinas de cámaras
4.00
3.00
12.00
11. Tanque de agua
2.50
2.50
6.25
1. Almacén de materiales e insumos
4. Sala de proceso 5. Almacén terminado
de
producto
12. Espacio libre
427.52
Total
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6.2
DISTRIBUCION DE AMBIENTE EN LA PLANTA La distribución de la planta se determina haciendo uso del método del sistema Layout Plannig (SPL). Para determinar las diferentes distribuciones e interrelaciones de los diferentes ambientes respecto a la sala de procesamiento, la disposición de los equipos será en forma de L, esto con la finalidad de que facilite la operatividad en la sala de proceso. La distribución de áreas se hace luego de un análisis de proximidad, que es una metodología que permite realizar una distribución adecuada de los ambientes.
ANALISIS DE PROXIMIDAD Este análisis permite definir el grado de relación existente entre los ambientes, el cual se elabora en función a criterios de análisis y valoración del grado de proximidad. Para lo cual se consideran los siguientes valores y razones: Valores A: Absolutamente necesario E : Excepcional I : Importante O : Opcional U : Sin importancia X : Lejos Razones 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Continuidad Control Higiene Seguridad Ruidos y vibraciones Energía Circulación DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
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Diagrama De Aproximaciones De Áreas
CAPITULO VII. DESCRIPCION GENERAL DE LA PLANTA Conclusión: El banano es un fruto con potencial exportador, que está siendo aprovechado en la costa norte de nuestro país, tiene un alto crecimiento de demanda (participando de manera constante en la dieta de Estados Unidos, el primer consumidor mundial del banano), pero las exportaciones de nuestro país cuentan con una baja participación en el mercado internacional. Cosecha y postcosecha es el mayor problema de pérdidas (40-60%). • Se deben mejorar las prácticas de cosechas y disminuir los daños mecánicos que ocasionan mermas en calidad del producto final disminuyendo la ganancia de la Empresa. • Los problemas de manejo se pueden ir mejorando, con prácticas acordes, tanto en campo como en empaque. • La participación del productor en charlas y jornadas es importante ya que DISEÑO DE PLANTAS AGROINDUSTRIALES (AI- 545)
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